تاريخ البناء بالطوب الأحمر الفخاري قديم ويمتد إلى 10.000 سنة ماضية ، حيث كانت وحدة البناء من الطوب الأحمر المصنع من الطين تمثل البدايات الأولى لبناء المنازل ويمكن ملاحظة ذلك بوضوح في المباني القديمة .
ولوحدات البناء من الطوب الأحمر المصنعة من الطين عدة مميزات وخواص كونها مصنعة من مادة موجودة في الطبيعة مع سهولة تشكيلها بعدة أشكال ومقاسات إضافة إلى قوتها وتحملها للحرارة مع إمكانية تجانسها في البناء مع المواد الأخرى مثل الأخشاب والأحجار
الطوب الأحمر
نظام البناء بالحوائط الحاملة هو عبارة عن بناء الحوائط بالطوب الأحمر الحامل المخصص لحمل الأوزان حيث تصل مقاومة هذا النوع من الطوب حوالي 150 كغم/سم ²، أي أن الطوبة الواحدة مقاس 20 سم× 20سم ×40سم تستطيع حمل حوالي 120 طن من الأحمال والأوزان ويتم بناء الحوائط من هذا الطوب لغرض تحميل أوزان وأحمال السقف بواسطة الأعصاب الخرسانية الجاهزة والطوب الهوردي الأحمر مباشرة على تلك الحوائط
أي أن تعريف الحوائط الحاملة هي تحويل الحوائط الفاصلة في مباني الخرسانة الهيكلية إلى حوائط حاملة وحذف الهيكل الخرساني للمبنى ، وهذا التحويل يؤدي إلى توظيف الحوائط لحمل الأوزان كوظيفة رئيسية إضافة إلى وظيفة الفصل بين المساحات
واستخدام هذا الأسلوب في البناء سوف يؤدي إلى توفير حوالى 20% من تكاليف الهيكل الخرساني (القواعد المنفصلة ، الرقاب ، الميدات الأرضية ، الأعمدة وكمرات السقف)
نظام البناء بالجدران الحاملة من الطوب الأحمر الفخاري
الملخص : يمثل الطوب الأحمر أحد أقدم المواد المستخدمة في البناء منذ بداية تاريخ البشرية.
وقد استخدم قبل عشر آلاف سنة في البناء نظراً لسهولة استخدامه وقوة ومتانة تحمله إضافة إلى تواجده في البيئة المجاورة للإنسان مما يجعل تكلفة استخدامه وتصنيعه مقبولة منخفضة مقارنة مع مواد البناء الأخرى.
وتحاول هذه الدراسة إظهار امتيازات وتاريخ استخدام الطوب الأحمر في البناء وأسباب العزوف عنه في بداية القرن العشرين عند ظهور الخرسانة وقضبان حديد التسليح ، وإظهار امتيازات البناء بالجدران الحاملة من الطوب الأحمر الفخاري والذي بدأ يظهر من جديد لارتفاع تكاليف البناء بالخرسانة المسلحة وخصوصاً في المباني ذات الدورين ، وسوف نستعرض من خلال هذه الدراسة تجربة مصانع الميمني للطوب الأحمر في البناء بالجدران الحاملة ومدى توفير هذه الطريقة في تكاليف البناء إضافة إلى الجوانب الجمالية والمعمارية.
تطور صناعة الطوب الأحمر :
مع بداية القرن العشرين ظهرت الحاجة للمباني المرتفعة ذات الأدوار المتكررة ، ومع ضعف تطور تقنيات البناء بالطوب الأحمر كان البديل السريع لمثل تلك المباني هي الخرسانة المسلحة وكان آخر مبنى شاهق من 16 دور يبنى بواسطة الطوب الأحمر هو مبنى ماند نوك (Manadnock) في شيكاغو بالولايات المتحدة الأمريكية عام 1891م ، حيث كانت سماكة الجدران في الدور الأرضي حوالي 2م مما أعاق امكانية الاستمرار في بناء مثل تلك المباني بهذه الطريقة لزيادة سماكة الجدران وزيادة العوامل والتكاليف الاقتصادية لتحقيق ذلك
ومن هنا ظهرت الحاجة للهيكل الخرساني بدلا من الجدران الحاملة والتي استمرت عبر التاريخ بسبب عدم مواكبة تقنيات البناء بالجدران الحاملة لمتطلبات العصر مما ساعد في سرعة تحول تقنيات البناء لاستخدام اسلوب البناء بالهيكل الخرساني (1) . في عام 1921م ومع ظهور الحاجة المتزايدة للبنايات المرتفعة والمباني بشكل عام ظهرت مشاكل ارتفاع اسعار الخرسانة المسلحة مما حدا بالباحثين إلى إعادة النظر في امكانية دراسة تطوير الطوب الأحمر الفخاري مع استخدام حديد التسليح للوصول إلى تكاليف اقتصادية في اعمال تنفيذ المباني ، وفي عام 1940م توصلت المجموعة الاوربية للمهندسين والمعماريين إلى انتاج طوب أحمر فخاري تصل قوة كسره إلى 8000 رطل / البوصة المربعة (500) كيلو جرام/سم2 بينما كانت اقصى قوة كسر للخرسانة المسلحة في ذلك الوقت لاتتجاوز (2500) رطل/ البوصة المربعة (175) كجم/سم2 ، وبهذا الانجاز زادت وتيرة البحث والاختبارات على مادة الطوب الأحمر الفخاري حيث توصل الكسندر برهمر (Alaxander Brehmer ) من الجيش البريطاني في الهند إلى إمكانية تصميم قطاعات المباني بالطوب الأحمر المسلح بنفس نظريات ومعادلات الخرسانة المسلحة . وقد ساعد هذا الاكتشاف الحديث في تحويل مسار تقنيات وأســلوب البناء إلى أسلوب الجدران الحاملة من الطوب الأحمر الفخاري والاستفادة من المميزات والخواص المتمثلة في مقاومة الحريق وعزل الحرارة والصوت والتكاليف الاقتصادية المنخفضة في أعمال الصيانة .
وقد اضاف استخدام حديد التسليح في مباني الطوب الأحمر قدرتها على مقاومة القوى الجانبية مثل قوة الرياح والهزات الارضية . وقد كان لهذه الدراسات والنتائج تطبيقات عملية مباشرة حيث تم بناء 26 مبنى لمستشفى فيترناس في عام 1952م في انتوش في لوس انجلوس في ولاية كليفورنيا حيث استطاعت تلك المباني مقاومة الزلزال الذي حدث في عام 1971م (San Ferrando earthquake) ولم تتأثر إطلاقا بينما انهارت خمسة مباني مبنية باستخدام الهيكل الخرساني في الحادثة . وقد تسارعت وتيرة استخدام اسلوب البناء بالجدران الحاملة في الولايـات المتحدة الامريكية خلال العقدين1950-1960م.
وقد ساعد هذا الاتجاه المتزايد للبناء بالطوب الأحمر في ظهور أول مواصفات للمباني بالطوب الأحمر الفخاري في عام 1966م ، كماان استمرار زيـادة وتيرة البحث والتطوير أداء واستخدام الطوب الأحمر الفخاري في المنشآت أدى إلى دخول مادة الطوب الأحمر الفخاري في جميع مواصفات المباني الصادرة في الولايات المتحدة الأمريكية .
الطوب الطيني
يعتبر الطوب (الطين) من أسوء المواد لمقاومة الزلازل، و ذلك نظراً لوزنه الكبير و ضعف مقاومته و قلة ترابطه، و من المفضل عدم استخدامه كمادةٍ للبناء و خاصة في المناطق المتوسطة و المرتفعة الشدة الزلزالية، أما في المناطق المنخفضة الشدة الزلزالية فيجب ألا يزيد عدد الطوابق المبنية بالطوب عن طابق أو طابقين.
في حال استخدام الطوب يجب التقيد بجميع اشتراطات التصميم المعماري و خاصةً من حيث التناظر و التكوين، و يجب الانتباه بشكل كبير إلى الفتل المحتمل، كما يتوجب تقوية البناء بعناصر من البيتون المسلح.
أهم أنواع الحجارة الطبيعية المستعملة في البناء
1- صخور الغرانيت : بما أنها صخور صلبة جدا و ذات مقاومة جيدة للقوى الحك فإنها تستعمل في عناصر البناء الحاملة و العناصر المعرضة لقوى القص و الحث مثل العتبات و حواف الطرق و التبليط بسبب شكلها وخواصها الجمالية.
2- حجارة البازلت : تستعمل في البناء .
3- حجارة القضة : تستعمل في الأساسات المستمرة .
4-حجارة النسفة : هو صخر يستعمل للأساسات و جدران الواجهة
5-حجارة الحث : يصنع منه الحصى المستعمل في الخرسانة و تعبيد الطرق كما يستعمل في بناء الأفران
6-الصخور الصلصالية : تستعمل أساسا في صناعة الروابط المعدنية مثل الإسمنت أو الجير المائع
اسلوب البناء بالجدران الحاملة من الطوب الاحمر الفخاري
لاشك ان الاسلوب التقليدي في البناء المعتمد اساسا علي الخرسانة وحديد التسليح اثبت من السابق انه اسلوب بناء مكلف ويستغرق وقتا طويلا في الانجاز والتنفيذ , وظهرت مؤخرا الزيادة في التكلفة جلية وواضحة بعد ارتفاع اسعار حديد التسليح بالمملكة العربية السعودية منذ عام تقريبا الي اكثر من الضعف مع ارتفاع اسعار الاسمنت والخرسانة المسلحة خلال هذه الايام
وبدراسة تطبيق اسلوب الهندسة القيمية واسلوب الوظائف لعناصر البناء فقد تم التفكير الي جعل الجدران الفاصلة تقوم بوظيفة حمل الاوزان والاحمال وان لايقتصر دورها علي فصل المساحات فقط وخصوصا وان سماكة الجدران المستخدمة والدارج استخدامها في سوق البناء بشكل شامل هو 20 سم .
وبهذا ظهرت الجدران الحاملة علي قطاع البناء بعد ان اندثر هذا الاسلوب القديم .....حيث تم تطوير هذا الأسلوب وتحديثه ليتوافق مع اساليب البناء الحديثة والمتطورة مع استخدام الطوب الأحمر الفخاري الحامل المقاوم للاحمال حتي 200 كجم /سم² مع استخدام الاعصاب الخرسانية مسبقة الصب والإجهاد ومليء الفراغات بين الأعصاب الخرسانة بالطوب الهوردي الأحمر بدون استخدام أي شدات خشبية داعمة للسقف اثناء التجهيز وخلال الصب .
وباستخدام هذا النظام يتوفر الاتي :
1- نسبة لاباس بها من الخرسانة المسلحة تصل الي حوالي 30 %
2- نسبة توفير في حديد التسليح للاعمدة والميدات الارضية وكمرات الاسقف تصل الي 50%
3- توفير الشدات الخشبية وملحقاتها من القمط والمسامير والمرابيع الخشبية والدعائم الحديدية .
4- توفير اجور حداد المسلح والنجار لعمل نجارة الاسقف وكمرات الاسقف والكمرات الارضية والاعمدة
مواصفات حجر البناء
ولا بد أن تتوفر عدة صفات حتى يصبح الحجر مناسبا لاستخدامه لإغراض البناء ومن أهمها وقد تم اجراء دراسات مستفيضة من قبل مركز بحوث البناء في الجمعية العلمية الملكية و تم تحديد المواصفات القياسية لحجر البناء من قبل دائرة المواصفات و المقاييس و وزارة الأشغال العامة حيث تم تصنيف الحجر الى 3 فئات حيب الخصائص الهندسية وهي الأصناف أ,ب,ج. وقد تناولت المواصفات الخصائص التالية :
امتصاص الحجر للماء : الحجر الأفضل هو الحجر الأقل امتصاصا للماء , وتزداد نسبة الامتصاص بسبب زيادة المسامية للحجر أو زيادة نسبة المعادن الطينية في الحجر . سيغير لون الحجر بعد تركيبه و تعرضه للماء او امتصاص ماء الخرسانة الإسمنتية عند إتمام عملية الصب ولا بد من التنويه إلى انه لا بد من الموازنة بين رغبة أصحاب المشاريع بالحصول على حجر ذو امتصاصية متدنية و رغبتهم بالحصول على حجر ذو لون موحد ففي الغالب تكون الحجارة الأقل امتصاصا للماء اقل توحيدا في اللون وقد تراوحت نسبة الامتصاص لعينات مختلفة من الحجر ما بين 0.5% و 12% وان زيادة نسبة الامتصاص. يجب ان لا يتجاوز الامتصاص 3%, 4.3% , 7.5% .
الوزن النوعي :هنالك عوامل وثيقة بين الوزن النوعي للحجر و نسبة الامتصاص وفي معظم الحالات يتناسب الامتصاص عكسيا مع الوزن النوعي وهذا يعني أن التفاوت الذي نلاحظه في الامتصاص .
مقاومة الكسر : حددت المواصفة الأمريكية ASTMC97 مقاومة الكسر للأصناف أ , ب , ج ( 55 , 47 , 28 على التوالي ) وقد تراوحت قيمة مقاومة الكسر في أنواع مختلفة من الحجر الاردني بين 11-123 .
قوة القص: في بعض الأحيان تتطلب المواصفات ان تقاوم الحجارة قوة القص و خاصة عندما يستعمل في مناطق تتعرض للقص و يستعمل تعبير معامل التمزق للدلالة علة مقاومة الحجر للقص و يتراوح معامل التمزق حسب المواصفة ASTMC97 للأصناف أ , ب , ج ( 6.9 ,5.2 , 3.4 على التوالي )
مقاومة التآكل : هذه الخاصية تعكس مدى مقاومة الحجر للعوامل الجوية و عوامل الحت والبري و الاهتراء و قد حددت ASTMC97 الحد الأعلى للتآكل مقداره 1%.
صلابة الحجر , فالحجر الصلب أفضل . ومما يزيد في صلابة الحجر الجيري نقاوه من المعادن الطينية و تبلوره , وعملية التبلور هذه تزيد تماسك مكونات الحجر .
اللون ( لون الحجر ) : يعتبر الأبيض من الشروط الرئيسية لدى أصحاب المشاريع الإنشائية و اللون الأبيض يعكس صفات هندسية أكثر جودة بالنسبة للحجر الجيري خاصة , وعلى الرغم من ذلك يفضل البعض استخدام ألوان أخرى كاللون الأحمر أو الأصفر .
اللون الموحد : على الرغم أن الحجر مادة طبيعية يصعب التحكم في خصائصها الفيزيائية إلا أن تعدد ألوان الحجر في الواجهات المعمارية يفقدها جمالها وبالتالي فالمقلع الجيد هو الذي يعطي حجارة موحدة اللون بنسبه عالية نسبيا.
عدم وجود الشقوق و الفواصل و الجيوب الفارغة أو المملوءة بمعدن الكالسيت CaCO3.
01-10-2009, 01:52
مقال شامل عن الطوب الاحمر و مكوناتة و استعمالاته 
العرض العادي
المواضيع المتشابهه لموضوع: مقال شامل عن الطوب الاحمر و مكوناتة و استعمالاته 
