مقاله ی شن و ماسه

شن:

شن به انگلیسی: Gravel در زبان عامیانه به سنگ‌ریزه خردتر از ریگ و درشت تر از ماسه گفته می‌شود.[۱] شن معمولاً در ساحل دریا و رودخانه به راحتی یافت می‌شود. در مهندسی عمران بر اساس طبقه بندیِ ASTM به سنگدانه‌های کوچکتر از ۷۵ میلی‌متر و درشت‌تر از ۴٫۷۵ میلی‌متر شن می‌گویند.[۲] طبق استاندارد طبقه‌بندی متحد خاک شن به دو رده شن ریز و شن درشت تقسیم می‌شود. بطورمثال منظور از ۰۴ و ۰۶ این است که بزرگترین قطر سنگدانه به ترتیب از ۴ میلیمتر و ۶ میلیمتر بیشتر نباشد.

ماسه:

ماسه به انگلیسی: Sand به سنگ‌ریزه خردتر از شن گفته می‌شود[۱]. ماسه معمولاً در ساحل دریا و رودخانه به راحتی یافت می‌شود. در مهندسی عمران بر اساس طبقه بندی، ASTM به سنگدانه‌های ریزتر از ۴٫۷۵ میلی متر و درشت تر از ۰٫۰۷۵ میلی متر ماسه می‌گویند[۲]. طبق استاندارد طبقه بندی متحد خاک، ماسه به سه رده ریز، متوسط و درشت طبقه بندی می‌شود.

نحوه تشکیل منابع شن و ماسه:

مقدمه

رسوبات آبرفتی جوان مهمترین منابع تامین شن و ماسه ساختمانی‌اند. این رسوبات از یک طرف به دلیل رخنمون وسیعشان در سطح و از طرفی به دلیل ناچیز بودن پیوند ذراتشان به یکدیگر به سادگی قابل بهره‌برداری‌اند. حدود نیمی از سطح کشور ما را رسوبات جوان متعلق به کواترنر با سنی کمتر از 2 میلیون سال پوشانده است. منشا این رسوبات متفاوت است و تنها گروههای بخصوصی از آنها می توانند منبع تامین شن و ماسه ساختمانی باشند.

آبرفتهای رودخانه‌ای

• پس از اینکه ذرات سنگی بر اثر هوازدگی از سنگ مادر جدا شدند توسط عوامل مختلفی که مهمترین آن آب است به پایین دست حمل می شوند. مقدار و اندازه ذرات حمل شده به انرژی محیط بستگی دارد. جابه‌جایی مواد در رودخانه به یکی از سه صورت محلول ، معلق (لای و رس) یا غلتیدن و جهیدن در بستر جریان (ماسه و شن و ذرات درشت تر) است.
• برخورد مداوم دانه‌ها به یکدیگر و بستر رود باعث سایندکی و «گردشدگی» هرچه بیشتر آنها می‌شود. مقدار گردشدگی عمدتا به جنس ذره و فاصله حمل آن بستگی دارد. افزایش مقدار آب و سرعت جریان دو عامل موثر در بالا بردن ظرفیت حمل رودخانه‌اند. از اینرو در هر جا انرژی رود کاهش پیدا کند آنچه را که دیگر قادر به حملش نیست در بستر خود بر جای خواهد گذارد. در چنین شرایطی امتداد ذرات درشت‌تر و بعد به تدریج ذرات ریزتر ته نشین می‌شوند. در نتیجه ممکن است ذراتی که در یک نقطعه ته‌نشین می‌شوند یک اندازه بوده و یا از دامنه اندازه‌های متفاوتی برخوردار باشند.

 

• در نواحی کوهستانی حجم مواد راسب شده توسط رودخانه کم و ذرات ، درشت و گوشه دارند. این رسوبات ممکن است از هر نوع سنگ و پا هر درجه مقاومت مکانیکی و خواص ژئوتکنیکی باشند. از طرفی آبرفتهای قسمتهای پایانی رود، به علت انرژی کمی که آب در این نواحی دارد، عمدتا از لای و رس درست شده است. با توجه به نکات فوق بهترین مصالح خرده سنگی را می توان در محدوده میانی یک رودخانه پرآب و پرانرژی جستجو کرد. قسمت اعظم شن و ماسه مصرفی کشورما از منابع آبرفتی بستر رودها تامین می‌شود. ویژگی دیگر این آبرفتها قابل ترمیم بودن آنهاست، به این نحو که بخشهای استخراج شده در فصل سیلاب توسط رود جایگزین می‌شود.
• وقتی رودخانه‌ای از دره‌ای پرشیب بطور ناگهانی وارد دره‌ای کم شیب یا منطقه‌ای مسطح و یا دشت می‌شود، بخشی از بار خود را برجای می‌گذارد. گسترش افقی این رسوبات معمولا بهمن و نسبتا کوتاه و به شکل مخروط باز شده‌ای است که راس آن متوجه بالای رود است. رسوبات این مخروطهای آبرفتی که به آن «مخروط افکنه» هم می‌گویند، از راس به سمت قاعده نوعی جورشدگی را نشان می‌دهند.
• رسوباتی که در زمان سیل در دشتهای سیلابی برجای گذارده می‌شوند، علاوه بر جورشدگی کم و ریزی دانه‌هایشان حاوی مواد آبی حاصل از فرسایش و شستشوی خاکهای نواحی بالا دست‌اند. از اینرو ، اینگونه آبرفتها کمتر جهت تامین شن و ماسه ساختمانی استفاده می شوند و در صورت لزوم نیاز به دانه آرایی و شستشوی فراوان دارند. پهن‌تر شدن بستر رودخانه‌ها در پایین رود که شیب رودخانه کم است، با تشکیل پیچ و خمهایی همراه است که به آنها اصطلاحا «مثانور» گفته می‌شود.
  
  در طرف محدب بخش خمیده رود، به دلیل سرعت کم ، جریان ، آبرفتهایی گذارده می‌شود. این رسوبات بیشتر از ماسه ریز و گاه ذرات درشت‌تر‌اند. از آن دسته از رسوبات مثانورها که از گسترش زیاد و مشخصات مناسب برخوردار باشند، می‌توان مصالح خرده سنگی ریزدانه ، مخصوصا برای تهیه ملات ، بدست آورد.

رسوبات مخروط واریزه

در دامنه کوهها ذرات و قطعاتی که بر اثر هوازدگی از دیواره کنده می شوند، قبل از هر چیز بر اثر نیروی گرانشی به پایین می‌افتند. دانه‌ها و خرده سنگهایی که به این ترتیب در پایین پرتگاه جمع می‌شوند پوشش مخروطی یا مدامی از ذرات را درست می‌کنند. این مواد به دلیل مسافت نسبتا کوتاه جابه‌جایی ، گوشه‌دار بوده و جنس و مقاومتشان وابسته به سنگ مادر است. واریزه‌ها قابلیت تراکم زیادی دارند و باربر خوبی نیستند، لذا بر اثر وزن پی به شدت نشست کرده و ممکن است گسیخته شوند.

رسوبات بادی

این رسوبات معمولا در حد ماسه و ریزتر از آن برده و به اشکال مختلفی از جمله تپه‌های ماسه‌ای (تلماسه) برجای گذارده می‌شوند. ته‌نشست ذراتی که به صورت معلق در هوا جابه‌جا می‌شوند رسوبات «لس» را می‌سازند. رسوبات بادی در بخشهای وسیعی از کشور ، از جمله در کویرها و سواحل دریایی مازندران و خلیج فارس و حاشیه برخی از رودها یافت می شود. این رسوبات گرچه از جورشدگی خوب و مقاومت بالایی برخوردارند ولی به دلیل ریزی دانه‌ها مصرف چندانی ندارند.

رسوبات یخچالی

رسوباتی که پس از ذوب شدن یخچالها برجای گذارده می‌شوند «یخرفت» نامیده می‌شوند. یخرفتها به دو دسته درهم و مطبق تقسیم می‌شوند. یخرفتهای درهم به دلیل تنوع مقاومت مکانیکی و اندازه دانه‌هایشان منابع مناسبی برای تامین شن و ماسه ساختمانی نیستند و در صورتی که به ضرورت مورد استفاده قرار گیرند محتاج دانه آرایی و شستشوی مفصل‌اند. رودخانه‌هایی که بر اثر ذوب و عقب نشینی یخچالها تشکیل می‌شود این یخرفتهای نامنظم را با خود حمل کرده و در بخشهای پایینتر رود برجای می‌گذارند.

رسوبات ساحلی

به مجموعه موادی که بین دو حد جزر و مد دریا ته‌نشین می‌شوند، رسوبات ساحلی گفته می‌شود. در این نقاط حرکت متواتر امواج ، ذرات را به سمت ساحل برده و باز می‌گرداند که در نتیجه آن ذرات نامقاوم متلاشی شده و حرکت امواج ، ذرات را به سمت ساحل برده و باز می‌گرداند که در نتیجه آن ذرات نامقاوم متلاشی شده و حرکت امواج ، ذرات ریزتر را از میان ذرات درشت‌تر می‌شوید.

در نتیجه این عمل ، رسوبی با جورشدگی ، گرد شدگی و مقاومت مکانیکی خوب برجای می‌ماند. به همین جهت است که سواحل رسوبی اغلب از جنس ماسه شسته شده و اغلب جورند. جنس آبرفتهای ساحلی بیشتر کانیهای مقاومی مثل کوارتز ، فلدسپات ، یا کانیهای سنگین است.

رسوبات فلات قاره

در آخرین عصر یخبندان ، به دلیل تجمع حجم زیادی از آب اقیانوسها به صورت پهنه‌های یخی در نواحی قطبی ، آب دریاها به مراتب پایینتر از سطح فعلی قرار داشت و در نتیجه بخشی از سواحل کم عمق که امروزه فلات قاره نامیده می‌شود از آب خارج بوده است. رودهایی که در آن زمان از خشکیها به سمت دریاها در جریان بوده‌اند، در بستر خود و در روی فلات قاره کنونی ، آبرفتهای مناسب را برجای گذارده‌اند. امروزه این رسوبات منابع زیردریایی شن و ماسه را می‌سازند.

رسوبات به هم پیوسته

این رسوبات را ، که اغلب قسمتهایی از آنها سخت و سیمان شده‌اند، می‌توان منابع شن و ماسه ، فسیل نام نهاد. در برخی از نقاط دنیا به دلیل کمبود منابع شن و ماسه طبیعی این نوع منابع نیز مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. پیوند سست بین دانه‌ها ، هوازدگی کم ، فقدان سیمان نا مناسب و ضخامت کم مواد روباره از مواردی است که می تواند یک نهشته رسوبی قدیمی را قابل بهره‌بردای نماید.

 

 

 

باطله‌های معدنی

باطله‌ها و پس مانده‌های فرایند پرعیار کردن مواد معدنی ، در برخی موارد می‌تواند به عنوان منبع شن و ماسه بکار آید.

منابع سنگی

در جاهایی که منابع طبیعی شن و ماسه در دسترس نباشد یا اینکه منابع موجود از حداقل مشخصات لازمه بی‌بهره باشند، از سنگ شکسته استفاده می‌شود. در کاربردهایی که زبری و گوشه‌داری ذرات مورد نظر است، سنگی که بطور مصنوعی شکسته و دانه‌ بندی شده است، بهترین عملکرد را نشان می‌دهد.

معرفی شن و ماسه:

شن و ماسه قسمت اصلی بتن را تشکیل می‌دهند. وبا توجه به مقاومت ساختمان‌های بتنی در مقابل عوامل جوی و عمر طولانی تر آن نسبت به ساختمانهای فلزی و آجری. و همچنین باتوجه به امکان تهیه سریع وارزان و آسان مصالحی که برای ساختن ساختمانهای بتنی مصرف می‌شود که قسمت عمده آن شن و ماسه می‌باشد، جا دارد در مورد شن و ماسه مطالعات بیشتری صورت گیرد.

جنس و خصوصیات مختلف شن و ماسه در هر ناحیه متفاوت می‌باشد به این دلیل مطالعات انجام شده ممالک دیگر به طور کامل و دقیق برای ما قابل استفاده نیست چه بسا برای مملکت پهناوری مثل ایران باید شن وماسه وحتی سنگ و خاک هر ناحیه به طور جداگانه مورد مطالعه قرار گرفته و مشخصات معینی برای آن تهیه شود مخصوصا رفتار آنها در بتن روشن گردد.

با توجه به اینکه از ملات برای نواحی مختلف یک ساختمان استفاده می‌شود. مثلاً ممکن است از ملات برای پوشش کانال‌های فاضلاب استفاده گردد لذا باید رفتارسنگدانه‌ها در مقابل اسیدها و بازها مخصوصا سولفات روشن باشد.

محلهای مصرف شن و ماسه در ساختمان

علاوه بر مصرف شن و ماسه در ساختمانهای بتنی که اصلی ترین و مهم ترین محل مصرف شن و ماسه، است این مصالح در نقاط مختلف کلیه ساختمانها مورد مصرف دارد. از جمله در پی سازی قریب به اتفاق ساختمانها که از دو طبقه بیشتر است از بتن استفاده می‌گردد که باید در ساختمان بتن شن و ماسه مصرف شود همچنین در ساختمانهای آجری برای چیدن آجر از ملات ماسه و سیمان استفاده می‌نمایند. برای فرش موزائیک و نصب کاشی از ملات ماسه و سیمان استفاده می‌کنیم. همچنین برای دانه بندی کف فضاهایی که روی زمین ساخته می‌شود (هم کف یا زیر زمین) برای آنکه از نفوذ رطوبت به سطح جلو گیری شود از شن با ابعاد مختلف استفاده می‌گردد و علاوه بر اینها برای محفوظ نگاه داشتن لوله‌های تاسیسات که در ایران معمولاً از کف ساختمان عبور می‌کند علاوه بر ضد زنگ –پشم شیشه-نایلون پیچی روی لوله‌ها را با یک لایه ماسه غیر آهکی می‌پوشانند تا مواد آهکی که احتمالاً در پوکه یا ملات وجود دارد روی آن اثر نکند.

موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران به موجب استاندارد شماره ۲۹۹ محل مصرف ماسه را به طور کلی در ملات سازی –بتن و بتن مسلح-آجر ماسه آهکی – آجر نسوز – ریخته گری-شیشه سازی. صافی‌ها (فیلتر) می‌داند و برای هر کدام استاندارد معینی را تدوین نموده است.

ابعاد شن و ماسه

به دانه‌های ریز ماسه بادی و برای دانه‌های درشت تر ماسه و همینطور برای دانه‌های درشت تر شن و قلوه سنگ، پاره سنگ تخته سنگ-صخره و غیره را می‌گویند. در صنعت ساختمان به دانه‌های سنگی که قطر آن در حدود دو میلیمتر یا کوچکتر باشد ماسه می‌گویند و به دانه‌های سنگی که قطر آن از دو میلیمتر بزرگتر باشد شن نخودی و به دانه‌های بزرگتر از شش میلیمتر شن می‌گویند. به طور کلی بهترین دانه بندی برای ماسه آنست که قطر۳۳ درصد دانه‌های آن بین ۰۸/۰ میلیمتر تا۵/۰ میلیمتر و۳۳ درصد دانه‌های آن بین ۵/۰ میلیمتر تا۱ میلیمتر و بقیه دانه‌های آن بین ۱ میلیمتر تا۲ میلیمتر باشد.

موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران به موجب استاندارد شماره۲۹۹ ابعاد ماسه را از لحاظ نرمی به سه دسته تقسیم کرده است. ماسه نرم از ۰۶/۰ میلیمتر تا۲/۰ میلیمتر ماسه متوسط از ۲/۰ میلیمتر تا۶/۰ میلیمتر و بالاخره ماسه درشت از۶/۰میلیمتر تا۲ میلیمتر و به موجب همان استاندارد ماسه از لحاظ اسم به چهار دسته تقسیم می‌شود :ماسه بادی-ماسه ساحلی-ماسه آبرفتی-ماسه یخچالی لازم به ذکر است که در بازار کار و کارگاه‌های ایران به جز ماسه بادی سایر اسامی برای ماسه رایج نیست.

شن و ماسه طبیعی

هر سال پس از فصل بارندگی و طغیان رودخانه‌ها مقدار زیادی شن و ماسه در بستر رودخانه باقی می‌ماند که پس از کم شدن آب رودخانه‌ها این منابع در دسترس قرار می‌گیرد و این ماسه‌ها را پس از شستن و سرند کردن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شن و ماسه شکسته

تکه سنگ‌های درشت را بعد از تعیین جنس آن در سنگ‌شکنهای مختلف شکسته و خرد می‌نماید آنگاه آنرا به وسیله الک‌های مخصوص دانه بندی نموده و به مصرف می‌رساند.

 

تفاوت شن و ماسه طبیعی با شکسته :
  با توجه به اینکه شن و ماسه طبیعی از رویهم غلطیدن تکه های سنگ در اثر، جریان آب رودخانه ها و خرد شدن آنها تولید می شود و ممکن است راهی طولانی را با سنگهای دیگر در بستر رودخانه طی نماید (تقریباً قطعه سنگهای درشتر مانند آسیاب ساچمه ای نسبت به قطعات ریزتر عمل می نماید) در نتیجه دانه های شن و ماسه حاصل از جریان آب رودخانه گرد گوشه بوده در صورتیکه دانه های شن و ماسه شکسته نیز گوشه است دانه های گرد گوشه بعلت آنکه سطح آنها صیقلی می باشد دارای اصطحکاک داخلی کمتری بوده و بهتر به رویهم می لغزد و در نتیجه در ملاتهای ماسه سیمان بهتر زیر ماله بنا شکل می گیرند و زیر آجر یا فرش موزائیک یا فرش سنگ پهن می شوند و در بتون ریزی نیز روی همدیگر لغزیده و حجم قالب را پر می نمایند، در صورتیکه شن و ماسه شکسته بعلت تیز گوشه بودن اصطحکاک داخلی بالایی بین دانه ها وجود داشته و دارای لغزندگی مناسب به روی هم نیستند. ولی دانه های شکسته بعلت همین اصطحکاک داخلی زیاد و تیز گوشه بودن در راه سازی مخصوصاً در قسمت روسازی راه بیشتر مورد مصرف دارند زیرا چرخهای اتومبیل ها در موقع ترمز کردن و همچنین در موقع تغییر سرعت دادن و همچنین در سرپیچ ها که یک نیروی گریز از مرکز مایل است اتومبیل را به خارج از جاده پرتاب نماید فقط نیروی اصطحکاک فی مابین جاده و چرخ مانع پرتاب اتومبیل به خارج جاده می شود و همچنین در موقع ترمز کردن نیروی اصطحکاک شدیدی بین چرخ اتومبیل و جاده زیر آن بوجود می آید که در این موقع (سرپیچ ها و هنگام ترمز کردن) چرخ اتومبیل می خواهد دانه های تشکیل دهنده لایه های روسازی را به یک طرف جمع نماید و به اصطلاح جاده را فتیله کند و وقتیکه اتومبیل قوس را طی نمود و یا دراثر ترمز متوقف شد این نیرو از بین می رود و یک تغییر مکان جزئی دانه در روسازی باقی می ماند اتومبیل بعدی در همین موقعیت این تغییر مکان جزئی را مضاعف می نماید، بعد از چندی جاده مخصوصاً در سرپیچ ها پله پله شده و به اصطلاح لایه های روسازی زیر چرخ اتومبیل ها فتیله می شود. ماسه های شکسته بعلت اصطحکاک داخلی زیاد به سختی روی همدیگر لغزیده و زیر چرخ های وسائل نقلیه بهتر مقاومت کرده و نیروهای وارده از چرخ اتومبیل را بهتر تحمل می نماید در نتیجه خیلی دیرتر از شن ماسه طبیعی زیر چرخ های وسایل نقلیه فتیله شده و جاده دیرتر موج بر می دارد.
 در بتون ریزی اگر از مصالح شکسته استفاده شود برای جابجائی بتون در قالب و پر کردن تمام زوایای آن باید دقت بیشتر بعمل آورد ولی در این نوع مصالح قطعه ریخته شده در شرایط مساوی دارای مقاومت فشاری و کششی بیشتری نسبت به شن و ماسه طبیعی می باشد. ابعاد ماسه و شن شکسته کاملاً در اختیار مصرف کننده است زیرا ابعاد آن بوسیله الک های مخصوصی تعیین می گردد در نتیجه بتون ریخته شده با شن و ماسه شکسته یکنواخت تر و همگن تر نسبت به شن و ماسه طبیعی می باشد.
 شن و ماسه طبیعی دارای مواد اضافی فراوانی از جمله چوب زغال و سایر مواد الی می باشد که کلیه آنها برای قطعات بتونی و ملات مضر است و مهم تر از همه شن و ماسه طبیعی به مقدار زیادی دارای دانه های ریزتر می باشد که اصطلاحا به آن خاک گویند که اگر درصد این دانه های عبوری از الک 200میکرون با توجه به نوع بتون بر طبق استاندارد ملی از 3یا 5 درصد در ماسه زیادتر باشد بصورت فیلم نازکی روی دانه را پوشانیده مانع اتصال آن با سیمان و در نتیجه با دانه مجاور می گردد که این خود موجب تضعیف قطعه ی بتونی خواهد شد
 شکل هندسی دانه: بهترین وباربرترین شکل دانه از نظر هندسی برای مصرف در بتن شکل نزدیک به کره است وهر قدرشکل به صفحه نزدیک تر باشد ویا دراز باشد نامطلوب بوده وقطعه ریخته شده با آن ازمقاومت کمتری برخوردار می باشد به همین دلیل مجموع دانه های دراز وپهن مورد مصرف دربتن نباید از 15 درصد مجموع شن وماسه بیشتر باشد .
 دانه های پهن به دانه های گفته می شود که ضخامت آن از 6/0معدل سوراخهای دواکلی که این دانه بین آن ها قرار می گیرد کمترباشد
 دانه های دراز به دانه های گفته می شود که طول آن از 8/1 معدل سوراخهای دوالکی که این دانه بین آن ها قرار می گیرد بیشترباشد
 جنس شن وماسه
 تقریبا جنس شن وماسه طبیعی در اختیار مانیست وممکن است ازهمه نوع سنگی در آن وجود داشته باشد ودر مورد شن وماسه شکسته حق انتخاب بیشتری داریم البته این نوع شن وماسه هم کاملا دراختبار مانیست وبیشتر بستگی به معدنی دارد که نزدیک به سنگ شکن ها باشد
 بهترین سنگ برای تهیه شن وماسه سنگ های گرانیت وسیلیس می باشد سنگ های انتخاب شده باید یک دست بوده وفاقد رگه های خاکی باشند وزن مخصوص آن نباید از 5/1 گرم بر سانتی متر مکعب کمتر باشد این سنگ ها نباید پوک بود ه ویا دارای پوسیدگی موضعی باشند نباید در فعل وانفعالات شرکت نموده ودر مجاورت آب تغییر شکل وتغییر حجم بدهند به عبارت دیگر نفوذ آب در آن نباید موجب متلاشی شدن دانه شود از طرفی دیگر جذب آب نباید آنقدر کم باشد که مانع نفوذ آب ملات در آن شود درنتیجه موجب نچسبیدن دانه ها به یکدیگر شود
 شن وماسه باید در مقابل عوامل جوی مانندگرما وسرماویخ زدگی مقاوم باشد وهمچنین باید درمقابل سایش وضربه و سایر نیروهای وارده برسازه مقاومت نماید
 سنگ ها نباید آلوده به خاک رس ولای وسایر ریز دانه ها باشند وهمچنین باید از استفاده سنگ گچ وکلیه سولفات ها درتهیه شن وماسه خود داری نموده ودقت نمود سنگ انتخابی جهت شن وماسه فاقد نمکهایی باشند که روی فولاد اثر می گذارد وچنین سنگ های مخصوصا نباید در سازهای بتن آرمه مصرف شوند
 بزرگی دانه های شن و ماسه:
 منظور ازبکار بردن دانه با ابعاد مختلف آن است که درنهایت دانه بندی ما طوری باشد که دانه های ریزتر فضای بین دانه ها درشت تر را پر کرده وهر قدر ممکن است قطعه ریخته شده با بتن توپرتر ومتراکم تر بوده ودارای وزن مخصوص بیشتری باشد
 بزرگی بزرگترین دانه شن وماسه درسازه های مختلف متفاوت است مثلا برای بتن ریزی های حجیم مانند بتن سدها وپایه های بزرگ پی حتی دانه های بابزرگی 25سانتی متر را هم انتخاب می نمایند ولی برای پی پی سازی در ساختمان های بتنی می توان ازدانه های با بزرگی 5/2 سانتی متر استفاده نمود وبرای تیر های اصلی ساختمان های بتنی بزرگی دانه تا8/0 سانتی متر است
 بزرگی دانه نباید طوری باشد که دربتن ناهماهنگی بوجود آورد وبرای این منظور عدد تقریبی زیررا تعیین نموده ومی گویند بزرگترین دانه شن نباید از 1212'> کوچکترین بعد قطعه بزرگتر باشد
 شکل و بافت سنگدانه ها:
 شکل ظاهری و سطح خارجی سنگدانه ها
 1 کروی: سطح مخصوص کمتری دارند و جایی که بخواهیم سیمان کمتر استفاده کنیم به کار می روند . می توان گفت که این نوع سنگدانه ها اقتصادی تر هستند.
 2 نا منظم
 3 تیزگوشه : مقاومت بسیار خوبی دارند و از لحاظ اقتصادی گران تر هستند و در بتن ها یی به کار می رود که سیمان بیشتر استفاده می کنند .
 4 پولکی شکل : به 2 دلیل استفاده از آنها توصیه نمی شود : الف)در سطوح رویی آنها مقاومت صفر می باشد و درسطوح زیرین آنها مقاومت مطلوب است . ب)زیر آن حباب تشکیل می شود.
 5سوزنی شکل : از وجوه اطراف مقاومت مطلوبی دارد ولی از بالا و پایین شکننده است.

 
 شکل و بافت سطحی سنگدانه ها تاثیر عمده ای به میزان آب لازم یک مخلوط دارد به عبارت علمی تر هنگامی که تخلخل و فضای خالی بین دانه های متراکم شده بیشتر است آب زیادتری مورد نیاز است .با آفزایش عدد تیز گوشگی سنگدانه ها روانی بتن تقلیل می یابد :
بافت سطحی
مشخصات
مثال
 شیشه ای
 شکستگی های حلزونی
 فلینت سیاه , تفاله شیشه ای
 صاف و صیقلی
 ساییدگی با آب یا صاف شده در اثر شکست سنگهای ریزدانه یا لایه ای
 شن , چرت , اسلیت , مرمر , بعضی از ریولیتها
 دانه ای
 مقطع شکست کم و بیش نشان دهنده دانه های گرد گوشه می باشد.
 ماسه سنگ , اولیت
 زبر , زمخت
 با سطح شکست زبر متشکل از دانه های ریز و متوسط که دانه های بلوری در آن به آسانی قابل رویت نسیت
 بازالت , فلسیت , پروفیری , سنگ آهک
 بلوری , کریستالی
 دانه های کریستالی به آسانی قابل رویت است .
 گرانیت , گابرو , گنایس
 کرمو , حفره ای
 سوراخها و حفرات ریز و درشت قابل رویت
 آجر , پومیس , کلینکر , رس منبسط شونده

ماسه ملاتی: عمده ترین ماسه تهیه شده در کارخانه های تهیه شن و ماسه صرف بتون می شود و قسمت کمتر آن صرف تهیه ملات می گردد. بزرگی دانه های مصرف شده در ملات با توجه به ضخامت ملاتی که زیر فرش موزائیک یا سنگ و یا روی آجر چینی دیوار می کشند متفاوت است مثلاً برای مصرف ملات در آجر چینی بصورت گری بزرگ بزرگترین دانه مصرف شده در ملات می تواند تا 6 میلیمتر هم باشد.
 ولی باری آجر چینی در نماسازی که ضخامت ملات در حدود 8 میلیمتر است بزرگترین دانه های مصرف شده نمی تواند از حدود 4 میلیمتر بیشتر باشد بهرحال بزرگی بزرگترین دانه ماسه برای ملات و نماسازی نباید از نصف کلفتی لایه ملات که روی آجر می کشند بیشتر باشد و برای دوغاب پشت کاشی کاری و سنگ کاری نیز باید از دانه های ریزتر استفاده نمود تا این دانه ها بتوانند همراه دوغاب سیمان به داخل بدنه سنگ با سیمان نفوذ کرده و موجب چسباندن آن به دیوار بشود (دانه های درشت تر با توجه به خاصیت مکندگی سنگ و کاشی به داخل آن نفوذ نمی کند).
 در حدود 35 تا 40 درصد حجم ماسه های ملاتی را هوا تشکیل می دهد که قسمتی از این هوا باید پس از مخلوط شدن ماسه با سیمان بوسیله گرد سیمان اشغال شده و در نتیجه وزن مخصوص ملات بالا رود و موجب یکپارچه شدن ملات و آجر روی آن بشود. اگر مقدار ریزدانه های داخل سیمان (خاک) از مقدار معینی بیشتر باشد (در حدود 3 تا 4 درصد) این ریزدانه ها دور دانه های ماسه را گرفته و مانع آن می شود که دور دانه با سیمان گرفته شده و به دانه مجاور بچسبد در نتیجه باعث پوکی ملات می گردد. البته همانطوریکه گفته شد ماسه کاملاً شسته و مناسب برای ملات به نسبت ماسه ای که دارای ریزدانه بیشتری باشد کمتر شکل پذیر بوده و پهن کردن آن روی دیوار با زیر فرش کف احتیاج به نیروی بیشتری دارد و در نتیجه این ماسه مورد قبول کارگران ساختمانی نمی باشد. لذا برای مصرف اینگونه ماسه ها کارگران ساختمانی از سیمان بیشتری استفاده می نمایند تا کم بود ریز دانه های ملات را بوسیله سیمان تأمین نموده و ملات شکل پذیرتری بدست آورند

اکنون به موضوع ساخت ملات های سیمان و مصرف آن در قسمت های مختلف ساختمان اشاره می کنیم.

1. ملات ماسه سیمان: این ملات که یکی از مرغوب ترین نوع ملات در ساختمان می باشد باید با ماسه شکسته و یا ماسه رودخانه ای کاملاً شسته تهیه شود مقدار سیمان مصرفی در این نوع ملات بین 300 الی 600 کیلو گرم در متر مکعب می باشد زیرا سطح مخصوص ماسه به کار رفته نسبت به شن و ماسه در بتن بیشتر بوده و از طرفی سیمان باید مانند قشر نازکی دور تمام دانه ها قرار گرفته و باعث چسپیدن آن ها به یکدیگر بشود لذا مقدار سیمان مصرفی در ملات بیشر از مقدار سیمان مصرفی در بتن می باشد. از این ملات می توان در اکثر قسمت های ساختمان استفاده نمود.

2. ملات ماسه سیمان آهک: به این نوع ملات با تارد و یا حرامزاده می گویند ماسه ی این نوع ملات می تواند از نوع ماسه ی رودخانه ای بوده و چند درصدی هم خاک داشته باشد. برای ساختن این ملات باید در حدود 100 تا 150 کیلو گرم سیمان و 150 تا 200 کیلو گرم آهک در متر مکعب ماسه مصرف نمود. این ملات بیشتر در دیوار سازی و آجر کاری مصرف می شود. البته این ملات را به دلیل وجود آهک نمی توان برای مکان هایی که با قیر در تماس می باشد مصرف نمود زیرا آهک قیر را فاسد می نماید.

3. ملات دوغاب سیمان: این نوع ملات به دو صورت ساخته می شود الف: بدون ماسه ب: با استفاده از ماسه. طریقه استفاده آن به قرار زیر است ابتدا سیمان را به مقدار نیاز تهیه کرده و چنانچه زبر باشد آن را از الک ریز می گذارنند سپس ظرفی را پر از آب کرده آن گاه با استفاده از کمچه سیمان را کم کم وارد آب کرده و با تکه چوبی آن را به هم می زنند. این کار را آن قدر ادامه می دهیم تا ملات حالت دوغاب به خود بگیرد از این ملات بیشتر برای درزبندی و مسدود کردن سوراخ های ریز حوضچه ها- استخر- رویه کارهای سیمانی دوغاب ریزی بین آجر و غیره استفاده می شود. طریقه دوغاب ماسه سیمان هم شبیه دوغاب بدون ماسه است با این تفاوت که در این جا به اندازه مقدار سیمان مصرفی از ماسه خیلی نرم که از الک عبور داده ایم استفاده کرده، ابتدا ماسه و سیمان را خوب به طور خشکه می کنیم سپس کم کم وارد آب کرده و به هم می زنیم تا ملات دوغاب ماسه سیمان بدست آید.

4. ملات سیمان با ماسه دریا: این نوع ماسه که در کنار ساحل دریا یافت می شود از جنس ماسه معمولی نبوده بلکه از جمع شدن پوسته آهکی موجودات و جانوران دریایی مثل حلزون ها، خرچنگ ها و صدف ها پس از، از بین رفتن آن ها توسط امواج دریا به کناره ساحل آورده شده و به مرور زمان خرد و شکسته و فرسوده شده و تبدیل به ماسه آهکی ریز می شود که حتی سطح آن ها به اندازه ی کمتر از یک صدم میلی متر می رسد این ماسه به دلیل نداشتن خاک در نوع خود یکی از ماسه های مرغوب به شمار می رود زیرا توسط آب دریا شسته شده و گل و لای آن ها گرفته می شود تنها عیب آن این است که به جهت وجود نمک های حاصل از آب دریا این ماسه دارای نمک بوده و شور می باشد و برای استفاده می بایست به وسیله آب آن را شست تا نمک های آن گرفته شده سپس با سیمان مخلوط نمود با این روش می توان یکی از بهترین ملاتهای سیمانی تهیه کرد که برای اندود کاری سطوح ساختمان- صیقل کاری و حتی برای عایق بندی پشت بام از آن استفاده می شود. مقداری سیمان مصرفی برای این نوع ملات 250 تا 500 کیلو گرم بسته به نوع کار در متر مکعب می باشد طرز تهیه آن به این صورت است که ابتدا مقداری معین سیمان را روی ماسه ریخته و سپس آنقدر آن را ورز می دهند تا خوب مخلوط شود آنگاه آن را به صورت حوضچه ی گردی در آورده و وسط آن آب ریخته می شود و پس از چند دقیقه به حال خود نگه می داریم تا آب جذب شود آن موقع توسط بیل مخلوط می کنیم تا ذرات سیمان خوب به تمام سطوح ماسه چسپیده و به صورت خمیر در آید سپس آن را مورد استفاده قرار می دهیم.

5. ملات بتن: بتون یک مصالح ساختمانی است. ملاتی مصنوعی است که از مخلوط شن و ماسه و سیمان و آب تشکیل می گردد، بنا به اهمیت و جایگاه این مصالح که امروزه در اکثر کارهای ساختمانی و سازه های مختلف به کار می رود به شرح آن مفصلاً در شماره آینده نشریه می پردازیم.
 

به طور کلی ملات هایی که در آن سیمان به کار رفته پس از مصرف باید تا چند روز حداقل 3 الی 4 مرتبه آب پاشی نمود تا یک باره ملات خشک نگردد و به اصطلاح نسوزد زیرا در غیر این صورت به سرعت آب ملات خشک شده و در نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی سیمان جهت سخت شدن ملات متوقف می گردد و به صورت جسمی جدا از هم در می آید که به آن ملات سوخته می گویند. هیچ یک از ملات ها مخصوصاً ملات های سیمانی نباید در حرارت های کمتر از صفر درجه مصرف شود زیرا در این صورت آب موجود در ملات یخ بسته و فعل و انفعالات شیمیایی در سیمان انجام نمی شود در نتیجه ملات خودگیری خود را انجام نداده و سخت نمی شود. در خصوص مصرف سیمان امروزه در اکثر کارهای ساختمانی جهت اجرای ساختمان از این مصالح به وفور استفاده می شود. به طور کلی می توان گفت کمتر جای ساختمان است که از سیمان استفاده نشود در زیر به بعضی از مصرف سیمان در ساختمان اشاره می شود. اجرای کارهای بتونی- اجرای بتون مِگر که برای تسطیح کف پی و جلو گیری از تماس مستقیم بتون اصلی با خاک به کار می رود- سفت کاری ساختمان- قشر ماسه سیمان زیر و روی عایق بندی پی ملات بین آجر چینی- پر کردن فضای خالی زیر صفحه ی بیس پلیت- ساخت بالشتک بتونی یا زیر سری تیر آهن سقف- اندود کاری دیوارها- کف سازی- چسپاندن کاشی و سرامیک- شیب بندی بام- نما کاری سیمانی- ساخت تیرچه و مصالح ساختمانی- کُرم بندی- نصب سنگ قرنیز- پر کردن درز بین آجرنما و ده ها مصارف دیگر. ادامه دارد.

موادی که نباید در شن و ماسه مصرف شوند:
 مهمترین ماده مضر برای شن و ماسه در بتون و یا ملات خاک رس می باشد زیرا خاک رس خاصیت مکندگی آب داشته و در حدود 8 برابر وزن خود آب می مکد در نتیجه آب ملات را مکیده و آنرا خشک نموده و مانع فعل و انفعالات طبیعی سیمان گشته در نتیجه چسبندگی بین دانه ها بخوبی انجام نشده و قطعه پوک می شود و چنین قطعه ای باربری لازم را ندارد.
 دیگر آنکه خاک رس موجود در ملات دور دانه های شن و ماسه را گرفته و مانع تماس آن با سیمان می گردد در بعضی از آئین نامه ها وجود 3% وزنی خاک رس در شن و ماسه را مجاز می دانند برای تعیین مقدار خاک رس و سایر ریزدانه ها باید از روش های آزمایشگاهی استفاده نمود ولی اگر وسائل آزمایشگاهی در دسترس نبود (که در اغلب قریب به اتفاق کارگاه های ساختمانی چنین وسائلی در دسترس نیست) می توان مقداری از ماسه را در یک استوانه آزمایشگاهی مدرج به قطر 10 الی 15 سانتیمتر ریخت ارتفاع ماسه باید در حدود 3/1 یا 4/1 طول استوانه باشد آنگاه روی آنرا تا چند سانتیمتر مانده به لبه با آب پر نموده بعد با دست در استوانه را مسدود می نمائیم و استوانه را به شدت تکان داده و زیر و بالا می کنیم آنگاه در حدود بیست دقیقه استوانه و محتویات آنرا به حال سکون قرار می دهیم تا دانه های درون آن ته نشین گردد و آب روی آن ظاهراً زلال بشود بدیهی است که دانه های درشت تر بعلت وزن خود زودتر ته نشین شده و دانه های ریزتر دیرتر ته نشین گردیده و روی دانه های درشت تر قرار می گیرند آنگاه از نسبت ضخامت دانه های ریز به کل دانه ها درصد ریزدانه ها معلوم می گردد
 1. ترکیبات مضر ماسه:  میکا:که از صفحات براق مسطح تشکیل شده است پس از مصرف ماسه در بتون میکا با سیمان تولید باند ضعیفی کرده که در موقع تاثیر بار متلاشی می شود و در نتیجه باعث ضعیف شدن بتون می شود .

 2 خاک رس: اطراف دانه های ماسه را احاطه کرده و نمی گذارد که دوغاب سیمان به سطح دانه های سنگ بچسبد علاوه بر این خاک رس زیاد آب بتن را می مکد و گرفتن ملات سیمان را مختل می سازد میزان مجاز خاک رس در ماسه بستگی به نوع بتن دارد .

3 ترکیبات آلی: در مقاومت بتون تاثیر گذاشته و آنرا کاهش می دهند برای تشخیص وجود یا عدم وجود ترکیبات آلی در ماسه ازآزمایش کلرورمتریک(رنگ سنجی)استفاده می شود معایب شن و ماسه تولیدی در کشور :

 معایب شن و ماسه تولیدی در کشور در حد کلان به دلایل زیر آن را در درجه دوم یا سوم کیفیت قرار می دهد .

 الف)وجود گرد و غبار

 ب)عدم شستشو

 ج)دانه بندی نا صحیح

 د)استفاده از شن و ماسه رودخانه ای به جای شن و ماسه شکسته

 ه)استفاده از شن و ماسه درجه 2و یا درجه 3 از عوامل کوتاه ساختمخان در بحث مصالح می باشد .

 شن و ماسه باید ویژگی های ذیل را داشته باشند:
 1) عاری از هر گونه آلودگی باشند .
 2) باید در مقابل سایش مقاوم باشند.
 3) باید در مقابل اعمال تنش مقاوم باشند.
 4) باید در مقابل یخبندان مقاوم باشند.
 5) دانه ها باید در مقابل هوازدگی مقاوم باشند

 موارد استفلاده از شن و ماسه:

1.       در ملات
 2. در اجر
 3. در راهسازی
 4. در ریخته گری
 5. در شیشه سازی

 6.در بتن و بتن مسلح

 آزمایشاتی که باید روی ماسه انجام شود :
 برای داشتن یک بتون خوب و مقاوم روی دانه ها باید آزمایشات متفاوتی انجام بشود که با تناسب محل سازه و استفاده ای که از آن می شود متفاوت می باشد. مثلاً ماسه ای که برای پایه یک پل مصرف می شود باید از نظر مقاومت در مقابل نمکها آزمایش شود زیرا این پایه در معرض حمله شدید سولفاتها قرار دارد و یا ماسه ای که برای ریختن قطعه بتونی که در راه رو یک محل عمومی مانند سینما یا مدرسه یا بیمارستان مصرف می شود که محل رفت آمد شدید می باشد باید از نظر سایش آزمایش شود. ولی آزمایش تعیین درصد مواد خارجی مخصوصاً درصد مواد آلی و همچنین درصد خاک رس برای تمام ماسه های طبیعی لازم است.
 روش های آزمایشگاهی برای تعیین درصد سایش دانه های شن و ماسه موجود است که مشهورترین آن آزمایش لوس آنجلس است ولی مشاهده گردیده است که دانه هائی که با تعیین روش های آزمایشگاهی جواب مطلوب داده اند در عمل رفتار دیگری داشته اند در نتیجه بهترین روش برای تعیین مقاومت های یک توده شن و ماسه آزمایش آن بطور عملی می باشد. مثلاً اگر بخواهیم مقاومت ماسه را در مقابل سایش تشخیص بدهیم بهتر است با ماسه مورد آزمایش قطعه ای بتونی تهیه نمائیم و آنرا در محل پر رفت آمدی قرار دهیم و اثرات سایش را روی آن ملاحظه نمائیم و یا برای آنکه قدرت ماسه را در مقابل عوامل جوی تشخیص دهیم بهتر است قطعه از بتون با همان مصالح که در عمل مورد نیاز می باشد ریخته و آنرا بطور مکرر در فریزر قرار دهیم و دمای آنرا تا 10 یا 15 درجه زیر صفر بیریم (دو سه درجه پائین تر از زمستان شدید همان منطقه) آنگاه آنرا در آب گرم 60 یا 70 درجه قرار دهیم و تأثیر این یخ زدگی و ذوب مکرر را در آن عملاً مشاهده نمائیم.
 -تعیین ارزش ماسه ای (SE)
 -تعیین دانه های مسطح
 -تعیین دانه های طویل
 -تعیین وزن مخصوص ظاهری و حقیقی شن و ماسه و جذب آب (درشت دانه و ریز دانه)
 -تعیین درصد قطعات شکسته به وسیله فشار (Crushing Value)
 -تعیین درصد قطعات شکسته به وسیله ضربه (Impact Value)
 -آزمایش مقاومت در مقابل سایش به روش لوس آنجلس
 -تعیین مقاومت در مقابل سولفات سدیم یا منیزیم (پنج سیکل)
 -تعیین مقاومت شن و ماسه در مقابل سرما و گرما (ده سیکل)
 -تعیین درصد فضای خالی و دانسیته نسبی
 -آزمایش فعل و انفعالات قلیایی خاک