ما هي مواد البناء؟
يتم بناء ما يقرب من ١١٠٠٠ مبنى جديد في جميع أنحاء العالم كل يوم. يتم استخدام مواد البناء المختلفة لبناء هياكل لا حصر لها من الأرصفة والمباني وناطحات السحاب إلى الجسور والأنفاق والهياكل تحت الماء. في هذه المقالة، ستتم مناقشة أنواع مختلفة من مواد البناء المستخدمة في عمليات البناء.
ما هي أنواع مواد البناء؟
١- الخرسانة
الخرسانة هي أهم مواد البناء وأكثرها استخدامًا. وهي مصنوعة من الأسمنت والركام الناعم والخشن والماء بنسب مناسبة. تُستخدم المضافات الكيميائية اختيارياً لتسريع أو إبطاء عملية الشك (التصلب) في الخرسانة.
تعتمد خصائص الخرسانة على كمية ونسبة خلط مكونات الخرسانة. أصبح استخدام الخرسانة هو الخيار السائد حيث تكون القوة والمتانة من الأهداف الرئيسية.
في الوقت الحاضر، معظم المباني السكنية والتجارية والصناعية مبنية من الخرسانة. هناك أنواع مختلفة من الخرسانة المستخدمة في البناء مثل الخرسانة الأسمنتية العادية والخرسانة الأسمنتية المسلحة والخرسانة سابقة الإجهاد وما إلى ذلك.
مزايا الخرسانة:
- الخرسانة هي مادة قوية ومتينة للغاية.
- لديها مقاومة ضغط عالية.
- الخرسانة متعددة الاستخدامات ويمكن صبها في أي شكل.
- مقاومة كبيرة للحريق.
- بناء بسيط ومتآلف ومتجانس.
- الصيانة منخفضة.
- الحد الأدنى من تأثير التجوية (العوامل الجوية).
- اقتصادية.
عيوب الخرسانة:
- للخرسانة مقاومة شد منخفضة وبالتالي لا ينبغي استخدامها كعنصر شد. ومع ذلك، يمكن التغلب على ذلك من خلال تسليح قضبان الصلب (حديد التسليح) جنبًا إلى جنب مع الخرسانة لتوفير قوة ومتانة إضافية.
- من السهل تشرخها.
- تتطلب رقابة صارمة على الجودة.
- وقت المعالجة الطويل.
- هشة أو قصفة.
الاستخدامات:
تستخدم الخرسانة بشكل مناسب في تشييد المباني والجسور والسدود والأبراج والطرق وما إلى ذلك.
اقرأ - ٢٥ نوعًا من الخرسانة المستخدمة في أعمال البناء
٢- الأسمنت
الأسمنت عامل رابط لمواد البناء. يتم إنتاج الأسمنت عن طريق الحرق عند درجة حرارة عالية في خليط محدد من المواد الخام الجيرية والسيليسية والشبيهة وسحق الكلنكر الناتج إلى مسحوق ناعم.
الأسمنت هو المكون الأكثر تكلفة في الخرسانة ومتوفر بأشكال مختلفة. عندما يخلط الأسمنت بالماء يبدأ تفاعل كيميائي ونتيجة لذلك يتحول المسحوق إلى عجينة تربط جميع المواد به.
تعتمد خصائص الأسمنت على التركيب الكيميائي وعملية التصنيع ودرجة النعومة. هناك ما يقرب من ١٦ نوعًا من الأسمنت المستخدم في البناء اعتمادًا على نوع الهيكل.
أكثر أنواع الأسمنت شيوعًا هي الأسمنت البورتلاندي العادي (OPC) وأسمنت البورتلاند البوزولاني (PPC).
مزايا الأسمنت:
- الأسمنت مادة ربط قوية للغاية. لا يوجد بديل تنافسي آخر لهذه المادة.
- يعتبر كتلة حرارية عالية.
- يزيد من قوة الخرسانة.
- سهل الخلط.
عيوب الاسمنت:
- مقاومة الشد المنخفضة.
- تشكل تشققات في الخرسانة.
- مكلف.
الاستخدامات:
يستخدم الأسمنت في الخرسانة لبناء المباني والجسور وأعمال المحارة والسدود والسكك الحديدية والطرق وما إلى ذلك.
اقرأ أيضا: ما هو الأسمنت الأفضل لبناء المنازل؟ | الأنواع المختلفة من الأسمنت واستخداماتها
٣- الركام الناعم:
الركام الناعم هو مواد الحشو في الخرسانة التي يتم الحصول عليها من الصخور الطبيعية والحصى المكسرة. يقتصر حجم الركام الناعم على ٤.٧٥ ملم وما دون. عادة ما يكون الركام الناعم عبارة عن مواد خاملة لا تتفاعل مع المكونات الأخرى للخرسانة. ومع ذلك، يجب مراقبة محتوى السيليكا في الركام الناعم لمنع تفاعل الركام القلوي الذي قد يشكل تشققات غير مرغوب فيها في الهيكل.
كان الركام الناعم الأكثر استخدامًا هو رمل النهر والذي يتم استبداله الآن بالرمل المصنع المعروف باسم M sand. يتم الحصول على الرمل الاصطناعي عن طريق تكسير حجر الجرانيت.
اقرأ:
كيف تتحقق من جودة الرمل (الركام الناعم) في الموقع؟
ما هو الرمل الاصطناعي (M Sand)؟ وما هي مميزاته وعيوبه في البناء؟
٤- الركام الخشن
الركام الخشن هو نوع آخر من مواد الحشو بحجم أكبر من ٤.٧٥ ملم. الركام الخشن متوفر بأحجام مختلفة من ٤.٥ ملم إلى ١٥٠ ملم بينما ٢٠ ملم هو الحجم الأكثر استخدامًا. الركام الخشن يستخدم على نطاق واسع في إنتاج الخرسانة وبناء الأرصفة المرنة (البيتومين وأرصفة الأسفلت).
الركام الخشن الأكثر استخدامًا هو الحجارة المكسرة من المحاجر والحصى. ومع ذلك، بينما يتجه العالم نحو الاستدامة، يتم أيضًا استخدام الخرسانة القديمة التي تم الحصول عليها من المباني المهدمة كركام خشن.
٥- المضافات
المضافات أو الإضافات هي مكون اختياري للخرسانة يضاف لتعديل خصائص معينة للخرسانة لتحسين أدائها. يعتمد حجم المواد المضافة إلى خليط الخرسانة على الحاجة ويختلف من موقع إلى آخر. المضافات من نوعين هما:
- المضافات المعدنية.
- المضافات الكيميائية.
المضافات المعدنية
عبارة عن مواد مضافة صلبة يمكن أن تحل محل الأسمنت في خليط الخرسانة. أكثر الإضافات المعدنية شيوعًا هي الرماد المتطاير، وخبث الأفران الحبيبية (GGBS)، وغبار السيليكا، ورماد قشر الأرز، والميتاكولين.
اقرأ: خرسانة غبار السيليكا (الميكروسيليكا) مميزات وخصائص واستخدامات
المضافات الكيميائية
عبارة عن مضافات سائلة تضاف إلى الخلطة الخرسانية لتعديل خاصية الخرسانة مثل:
- المسرعات - لتسريع عملية الشك.
- المثبطات - لإبطاء عملية الشك.
- الملدنات والملدنات الفائقة - لتحسين قابلية التشغيل دون إضافة الماء إلى الخلطة وبالتالي تقليل نسبة الماء إلى الأسمنت.
- عامل حبس الهواء - لإنشاء جيوب صناعية هوائية داخل الخرسانة.
- مضافات تقليل المياه - لزيادة حركة جزيئات الأسمنت في المزيج اللدن، وتحقيق نفس قابلية التشغيل في محتويات الماء المنخفضة.
- عوامل تعديل اللزوجة - لتحسين قابلية التدفق للخرسانة.
اقرأ: المضافات (الإضافات) الخرسانية - استخداماتها وآلية عملها وأنواعها الشائعة
٦- المونة / الملاط
الملاط أو المونة من أقدم مواد البناء المصنوعة من مواد رابطة و ركام ناعم. أكثر أنواع المواد الرابطة المستخدمة في المونة شيوعًا هي الأسمنت. ومع ذلك، يمكن أيضًا استخدام الجير كمواد رابطة. يجب أن تكون المونة المستخدمة في البناء بالطوب دائمًا أضعف من الطوب. هذا لضمان حدوث الفشل في المونة الذي يمكن إصلاحه بسهولة بدلاً من الطوب.
الاستخدامات:
يتم استخدامها في أعمال البناء، والمحارة، والإصلاح والترميم، وأعمال الترقيع.
اقرأ: المونة والجراوت - الأنواع والفروقات والاستخدامات
٧- الحديد / الفولاذ
هناك ثلاثة أنواع من الفولاذ المستخدم في البناء.
- حديد التسليح (أسياخ).
- الفولاذ الإنشائي أو الهيكلي.
- شبكة سلكية.
أ. حديد التسليح:
يعتبر حديد التسليح المعروف باسم أسياخ التسليح أحد المكونات الحيوية للبناء الحديث. الخرسانة قوية في الانضغاط ولكنها ضعيفة في الشد. يستخدم الحديد لمقاومة الشد الذي يؤثر على العضو بسبب الانحناء أو الأحمال الجانبية.
من بين جميع المعادن، يعد الحديد أنسب مادة تسليح بسبب تقارب معامل التمدد الحراري له مع الخرسانه. المعامل الحراري للخرسانة هو ١٤.٥ والحديد ١٢. نظرًا لخاصية الحديد هذه، فهو أكثر توافقًا مع الخرسانة من المعادن الأخرى.
أكثر أنواع حديد التسليح شيوعًا هي قضبان التسليح المشكلة وهي قضبان معالجة ميكانيكيًا حراريًا (قضبان TMT) وقضبان مشكلة عالية الإنتاجية (HYSD). هذه القضبان دائرية في المقطع العرضي ولها أضلاع بارزة على السطح تعمل على تحسين الترابط بين الخرسانة والتسليح.
- الصلب له معامل المرونة. يتعرض الحديد للشد دون أن ينكسر ويستعيد شكله بعد التخلص من الحمولة.
- مادة مطيلة عالية يمكن أن تتحمل الأحمال عالية التأثير.
- قوة عالية ودائمة وطويلة الأمد.
- تقليل سماكة الخرسانة في هياكل الخرسانة المسلحة RC.
- منع التشققات والشروخ.
- تتمتع قضبان الحديد غير القابل للصدأ بعمر أطول من حديد التسليح المجلفن بأكثر من ٥ مرات في بيئات تآكل مختلفة.
- الصلب والخرسانة لهما نفس معامل التمدد الحراري تقريبا.
- مقاومة الظروف القاسية العالية أثناء النقل والمناولة.
- مستدام.
عيوب حديد التسليح:
- من مواد البناء المكلفة للغاية.
- يذوب في درجات حرارة عالية جدا.
- ثقيل الوزن.
- مشكلة التآكل والصدأ.
اقرأ: أهم النصائح قبل شراء حديد تسليح المبنى
أسباب تآكل حديد التسليح في الخرسانة وطرق الوقاية
ب. الفولاذ الهيكلي:
الفولاذ الإنشائي الهيكلي عبارة عن سبيكة من الحديد مصنوعة من الكربون والمنغنيز. إنه لبنة من الهياكل الفولاذية مثل الجمالونات، المباني الفولاذية، الجسور، إلخ. الفولاذ الهيكلي مصنوع مسبقًا في المصانع ويمكن تركيبه بسهولة في الموقع مما يجعل عملية البناء أسرع. استخدام الفولاذ في البناء يقلل أيضًا من الوزن الذاتي للهيكل.
على عكس حديد التسليح، فإن الفولاذ الهيكلي ليس دائري الشكل. وهي متوفرة في قطاعات I و H و C و T و L و S و W والأنابيب والصناديق.
ج. شبكة سلكية:
تستخدم الشبكة السلكية في بناء الخرسانة الحديدية. الخرسانة الحديدية التي تسمى أيضًا Ferrocement هي نوع من الهياكل الخرسانية المسلحة المكونة من الأسمنت والركام الناعم والماء وشبكات سلكية سداسية أو مربعة الشكل.
أولاً، يتم تركيب شبكة سلكية معبأة بإحكام، يتم من خلالها تطبيق مزيج غني من المونة الأسمنتي بنسب ١ : ٢ أو ١ : ٣ على جانبي الشبكة السلكية. قطر الثقوب في شبكة الأسلاك محدد بـ ١ ملم.
يتم استخدامها في الغالب في أعمال الإصلاح، والبلاطات ، وغطاء غرف التفتيش، إلخ.
٨- الطوب
الطوب عبارة عن كتل مستطيلة الشكل تصنع عادة من الطين أو الأسمنت (بلوكات طابوق) ويتم تصلبها بالتسخين أو العمليات الكيميائية. يتم ترصيع أو ربط الطوب بالمونة التي تعمل كمواد لاصقة لتثبيته في مكانه وتحمل الأحمال المؤثرة عليه. في الوقت الحاضر، يتوفر الطوب أيضًا في أنواع مختلفة من الخرسانة، والرماد المتطاير، والجير، وسيليكات الكالسيوم، والسيراميك، وما إلى ذلك، ومن بينها، يكتسب الطوب الخرساني شعبية في البناء الحديث.
مزايا الطوب:
- مقاومة ضغط عالية ومتعدد الاستخدامات مع متانة قصوى.
- خصائص حرارية جيدة.
- مقاومة عالية للحريق.
- اقتصادي.
- تكلفة صيانة منخفضة.
- قابل لإعادة الاستخدام وقابل لإعادة التدوير.
عيوب الطوب:
- مقاومة شد منخفضة، لا يمكن استخدامه في المناطق المعرضة للزلازل.
- يمتص الرطوبة والماء بسهولة مما يسبب التزهير.
- يستغرق وقت للبناء.
الاستخدامات:
يستخدم الطوب في جدران البناء والمسارات والممرات والمدفأة وما إلى ذلك.
اقرأ: حصر أعمال المباني بدقة (عدد الطوب + كميات الأسمنت والرمل والمياه)
٩- الحجر
يعتبر الحجر أيضًا من أقدم أنواع مواد البناء المستخدمة منذ العصور القديمة. يتم بناء الحجر باستخدام الأحجار الطبيعية والمونة. أكثر أنواع الأحجار شيوعًا هي الحجر الرملي والجرانيت والرخام والحجر الجيري واللاتريت. يتم اتباع البناء الحجري في الغالب في المناطق التي بها أحجار متوفرة محليًا.
يعطي البناء الحجري مظهرًا رائعًا للمبنى ولا يتم تلبيسه في الغالب لإظهار جمال الأحجار. العيب الرئيسي هو أن الأحجار الطبيعية لها أحجام وأشكال مختلفة والتي قد يكون من الصعب استخدامها في البناء.
مزايا الحجر:
- الحجر قوي ودائم للغاية.
- مقاومة الطقس والتجوية.
- مقاومة الهجوم الكيميائي.
- يحسن المظهر الجمالي.
- نمط تصميم لا نهاية له بسبب الألوان والأنماط المختلفة.
- صيانة منخفضة.
عيوب الحجر:
- الجدران الحجرية سميكة، وتقلل من مساحة الأرضية.
- الحجر لديه قوة شد منخفضة ومقاومة أقل للزلازل.
- ثقيل الوزن.
- يتطلب التوفيق في المقاسات.
- ليس من السهل التعامل معه. يتطلب عمالة ماهرة.
- بناء يستغرق وقتا طويلا.
- مكلف.
- صعب الإصلاح.
الاستخدامات:
يستخدم الحجر لبناء الأساسات والأرضيات والجدران الاستنادية والأقواس والجدران والأعمدة.
اقرأ: طرق تركيب كسوة الحجر للواجهات
١٠- الأخشاب
الأخشاب هي واحدة من أقدم أنواع مواد البناء التي يقتصر استخدامها الآن على صناعة الأبواب والنوافذ والخزائن والكبائن والأرفف وقاعات الحفلات والديكور الداخلي. أكثر الأخشاب شيوعًا من خشب البلوط أو الرماد أو الحور أو الصنوبر أو التنوب أو السرو أو الجوز أو الخشب الأحمر أو حتى الخشب الرقائقي البليود. الخشب يحسن جمال المبنى.
مزايا الأخشاب:
- الأخشاب هي مادة بناء قوية ومتعددة الاستخدامات.
- سهولة التعامل.
- عازل ممتاز.
- قابلة لإعادة الاستخدام وقابلة لإعادة التدوير.
- قابلة للتحلل.
- خفيفة الوزن.
عيوب الأخشاب:
- مكلفة للغاية لاستخدامها كمواد بناء.
- مشكلة الانكماش والانتفاش.
- ليست دائمة.
- الأخشاب ليست مقاومة للحريق.
- عرضة لعوامل الجو والنمل الأبيض.
- الأخشاب ليست قوية بما فيه الكفاية.
- تغير اللون.
الاستخدامات:
الهيكل الخشبي، الأرضيات، الجدران، إطارات الأسقف، الأبواب، النوافذ، الأثاث، الديكور الداخلي، إلخ.
١١- الخيزران
يعد الخيزران من أقدم مواد البناء التقليدية المستخدمة منذ العصور القديمة. يُعرف الخيزران على أنه خشب ولكنه من الناحية الفنية نوع من العشب. مع تطور التكنولوجيا، تم تقليل استخدام الخيزران في البناء الحديث.
مزايا الخيزران:
- الخيزران قوي للغاية وألياف طبيعية لها قوة شد عالية وضغط.
- الخيزران خفيف الوزن ومرن للغاية.
- نظرًا لقدرته الكبيرة على امتصاص الصدمات، فهو مفيد جدًا في المناطق الزلزالية.
- الخيزران مادة أرخص مقارنة بمواد البناء الأخرى.
- صديق للبيئة.
- يمكن إعادة استخدامه عدة مرات في البناء وإعادة الإعمار.
- الخيزران لا يتعفن بسبب الرطوبة أو الماء.
عيوب الخيزران:
- يحتاج الخيزران إلى المعالجة المناسبة قبل استخدامه لمحاربة هجوم الحشرات والفطريات.
- الخيزران شديد الاشتعال.
- لا ينبغي أن يستخدم في اتصال دائم مع التربة بسبب التعفن.
- من الصعب إنشاء مفاصل متينة في هيكل الخيزران الكبير.
- عدم وجود إرشادات التصميم (أكواد تصميم).
- يتقلص عندما يفقد محتواه المائي.
الاستخدامات:
- هياكل من الخيزران، بيوت من الخيزران.
- تسقيف بالخيزران.
- جدار الخيزران.
- الخيزران في الأساسات (هناك قيود).
- الخيزران كبديل لحديد التسليح.
اقرأ أيضا: قضبان الخيزران بديل حديد التسليح في الخرسانة
١٢- الزجاج
يستخدم الزجاج على نطاق واسع في المباني الحديثة ليس فقط بسبب جاذبيته المعمارية ولكن أيضًا بسبب قدرته على السماح بتمرير ضوء الشمس والقيمة القابلة لإعادة التدوير وخصائص العزل. الزجاج متوفر بأشكال مختلفة. الزجاج الأكثر استخدامًا هو الزجاج العادي - الشفاف والملون.
مزايا الزجاج:
الزجاج مادة بناء مستقرة وطويلة الأمد وفعالة وقابلة لإعادة التدوير.
عيوب الزجاج:
- هش / قصف للغاية.
- الإنتاج يحتاج طاقة كثيفة
- استخدام معادن غير متجددة.
الاستخدامات:
تُستخدم منتجات الزجاج في صنع الأبواب والنوافذ والأرضيات والجدران غير الحاملة والمناور والقباب والواجهات. وتحسين مظهر واجهة المبنى.
اقرأ: مزايا وعيوب استخدام الزجاج في واجهات المباني
١٣- البلاط
البلاط عبارة عن ألواح مصنوعة في المصنع بسماكة دنيا يمكن استخدامها لتغطية سطح الجدران والأرضيات والسقوف ومواقف السيارات والممرات وما إلى ذلك، وهي مصنوعة من السيراميك والبورسلين وحتى البلاستيك المعاد تدويره.
أكثر الخصائص الجذابة للبلاط هي أنه يأتي بألوان مختلفة، وتشطيبات سطحية مختلفة - (غير لامع، لامع) ، (عادي، مصقول) ويمكن تخصيصه لأي شكل. يمكن ترتيب البلاط لتشكيل أنماط جذابة والتي لم تكن ممكنة في مواد الأرضيات التقليدية.
بعض مواد الأرضيات التقليدية هي الأخشاب والرخام والجرانيت والفسيفساء. فهي ليست مكلفة فحسب، ولكنها لا توفر أيضًا مجموعة واسعة من الخيارات. يمكن استخدام البلاط على الأرض وكذلك على الجدران التي يصعب تنفيذها في المواد التقليدية.
مزايا البلاط:
- بلاط السيراميك متين ويمكن أن يستمر من ١٠ إلى ٢٠ سنة إذا تم صيانته بشكل صحيح.
- مقاومة الماء.
- سهلة التنظيف.
- غير مسبب للحساسية
- العديد من خيارات التصميم.
- سهل الإصلاح.
عيوب البلاط:
- سطحه صلب.
- سطحه زلق.
- مادة تختزن البرودة.
- ثقيل الوزن.
- هش.
- يتسخ بسهولة.
الاستخدامات:
يمكن استخدام البلاط في المجالات التالية:
- الأرضيات: يوفر تشطيبات أنيقة للديكورات الداخلية للمبنى.
- الحمام: يوفر مقاومة للرطوبة كافية للحمام عند استخدامه كبلاط الجدران وبلاط الأرضيات.
- المطبخ
- مواقف السيارات
- الممرات
- الشرفات
اقرأ: كل شيء عن أعمال تركيب البلاط واحتياطاتها
١٤- الفوم
الفوم هي نوع اصطناعي من مواد البناء مصنوعة من مواد كيميائية اصطناعية مصنوعة من البولي يوريثان ويستخدم كمواد تعبئة لتحسين خصائص العزل الحراري للمبنى. يمكن أيضًا رشها لمنع ترشيح الهواء والماء إلى السطح. يتم استخدامه في الغالب في الجدران الخارجية والسندرات والأقبية والأسطح والأسقف الهوردي.
١٥- البيتومين
البيتومين مادة لزجة غير بلورية يتم الحصول عليه من البترول. يتم استخدامه في إنشاء أرصفة مرنة في كل من الطرق وأرصفة المطارات.
مزايا البيتومين:
- البيتومين اقتصادي
- سهل البناء
- سهل الإصلاح
- قابل لإعادة التدوير بسهولة.
- كما أن له خصائص لاصقة وانسيابية جيدة توفر احتكاكًا كافيًا لمنع انزلاق المركبات.
عيوب البيتومين:
- مادة البناء هذه لديها مقاومة شد منخفضة وأقل متانة.
- يمتص الحرارة أكثر من انعكاسها.
- يلوث البيئة.
الاستخدامات:
يستخدم هذا النوع من مواد البناء (أي البيتومين) في أعمال التسقيف وبناء الطرق والعزل.
١٦- الألياف
الألياف هي بعض الأنواع غير التقليدية من مواد البناء المستخدمة في البناء. تستخدم أنواع مختلفة من الألياف مثل ألياف الصلب وألياف البولي بروبلين والألياف الزجاجية وألياف الأسبستوس وألياف الكربون والألياف العضوية على نطاق واسع لتقليل النفاذية والنزيف وتشكيل الشقوق الطفيفة. يمكن إضافة الألياف إلى الخرسانة لتحسين الصلابة ضد الانحناء والمتانة والمقاومة الحرارية.
مزايا الألياف:
فيما يلي مزايا الألياف عند استخدامها في الخرسانة:
- تزيد من المتانة وصلابة الانحناء ومقاومة الصدمات ومقاومة الشد للخرسانة.
- تحسن المقاومة الحرارية.
- تحسن تماسك الخلطة الخرسانية وقابلية الضخ لمسافات طويلة.
- تزيد من مقاومة دورات التجمد والذوبان.
- تزيد من مقاومة الانكماش اللدن أثناء معالجة الخرسانة.
- تقلل من الشقوق والشروخ.
- تقلل من النزيف والانفصال الحبيبي.
عيوب الألياف:
العيوب الرئيسية للألياف في الخرسانة هي
- تؤثر على قابلية التشغيل، وتتطلب نسبة عالية من الماء والأسمنت عند استخدامها في الخرسانة.
- مكلفة
الاستخدامات:
تُستخدم هذه الأنواع من مواد البناء في السدود، والمجاري المائية (البرابخ)، والأحواض، والأرصفة في المطارات والطرق السريعة، وطوابق الجسور، والهياكل الرقيقة القشرية، والأساسات، والحراريات، والأرضيات الصناعية، وأساسات أو قواعد الآلات والماكينات والمنشآت التي تتطلب متانة عالية.
ممكن المصدر
ردحذف