Building Units from Bricks PDF - Summer 2024-2023

‫جامعة طنطا‬ ‫كلية الهندسة‬ ‫قسم هندسة االنشاءات‬ ‫خواص واختبار المواد ‪)CSE 122( 2‬‬ ‫محاضرة‬ ‫وحدات البناء من الطوب‬ ‫‪Building units from brick...

‫جامعة طنطا‬ ‫كلية الهندسة‬ ‫قسم هندسة االنشاءات‬ ‫خواص واختبار المواد ‪)CSE 122( 2‬‬ ‫محاضرة‬ ‫وحدات البناء من الطوب‬ ‫‪Building units from bricks‬‬ ‫ا‪.‬د مريم فاروق غازى‬ ‫استاذ خواص ومقاومة المواد‬ ‫‪Summer 2024-2023‬‬  ‫مزايا البناء بالطوب‬ ‫هناك العديد من المميزات التي تجعل الطوب هو الحل األمثل في عملية البناء عن غيره من المواد األخرى‪،‬‬ ‫كالخشب والورق وغيرها‪.‬‬ ‫اهم مميزتها‪:‬‬ ‫‪.1‬القدرة على مقاومة الظروف المناخية والعوامل الخارجية‪ ،‬مثل الرياح واألمطار واألصوات المرتفعة‬ ‫ودرجات الحرارة‪.‬‬ ‫‪.2‬مقاومة الحرائق‪ ،‬حيث أنه تمت معالجته مسبقًا بالحرق أثناء عملية التصنيع مما اكسبه قوة وصالبة‬ ‫متناهية‪.‬‬ ‫‪.3‬سهولة نقله إلى مواقع البناء‪ ،‬وكذلك سهولة استخدامه‪ ،‬وذلك لخفة وزنه وصغر حجمه‪.‬‬ ‫‪.4‬انتظام الشكل الخارجي للمباني‪ ،‬وذلك بسبب انتظام الطوب من حيث الطول والعرض واالرتفاع‪.‬‬ ‫‪.5‬سهولة التصاقه بالمواد الالصقة كاألسمنت‪.‬‬ ‫‪.6‬قلّة تكاليفه مقارنةً بمواد البناء األخرى‪.‬‬ ‫‪.7‬قدرته على االحتفاظ بخصائصه وشكله الخارجي ألطول فترة ممكنة‪.‬‬  ‫يعتبر قطاع التشييد والبناء من القطاعات التى يرتكز عليها االقتصاد القومى وادنى تقصير او تاخير فى‬ ‫خطة قطاع التشييد والبناء ال يقتصر تاثيره فقط على القطاع بل يمتد تاثيره الى باقى القطاعات االنتاجية‪.‬‬ ‫للطوب انواع متعددة ويستخدم الطوب لغرضين اساسيين‪:‬‬ ‫ مأل الفراغات فى الهياكل االنشائية (هياكل خرسانية او معدنية)‬ ‫ بناء الحوائط الحاملة‬ ‫تصلح جميع انواع الطوب بوجه عام للغرض االول وان كان ال يفضل االنواع الثقيلة حتى ال تكون احمال‬ ‫اضافية على المنشأ اما الغرض الثانى الحوائط الحاملة يتطلب ان تكون للطوبة مقاومة عالية للضغط وال‬ ‫تتاثر بالعوامل الخارجية‪.‬‬ ‫مم يصنع طوب البناء؟‬ ‫ويصنع من مواد متعددة مثل الرمل والصلصال واألسمنت والماء‪ ،‬وغيرها من اإلضافات األخرى‪ ،‬حسب‬ ‫نوعية الطوب المستخدم‪ ،‬ثم يقطع ويترك في الشمس ليجف‪ ،‬والبعض منه يوضع في أفران خاصة‪.‬‬ ‫وكان الطوب فى مصر القديمة يصنع من طمي النيل‪ ،‬وظلت البيوت تبنى بالطوب اللبن (النيئ) ألكثر من‬ ‫خمسة آالف عام‪ ،‬ثم تحول البناء إلى الطوب األحمر واألسمنتي وغيرها من انواع طوب البناء‪.‬‬  ‫تعريف الطوب‪:‬‬ ‫الطوب هي مواد البناء المستخدمة لصنع الجدران واألرصفة وغيرها من العناصر المستخدمة فى أعمال‬ ‫البناء‪.‬تقليدياً‪ ،‬يشير مصطلح الطوب إلى وحدة تكوينها من الطين‪ ،‬ولكنه يستخدم اآلن للداللة على‬ ‫الوحدات المستطيلة المصنوعة من الطين الموجود فى التربة ‪ ،‬والرمل ‪ ،‬والجير ‪ ،‬أو المواد الخرسانية‪.‬‬ ‫يتم إنتاج الطوب في فئات وأنواع ومواد وأحجام عديدة تختلف باختالف المنطقة والفترة الزمنية ‪ ،‬ويتم‬ ‫إنتاجها بكميات كبيرة‪.‬ويتم إنتاج فئتين اساسيتين من الطوب وهما الطوب المحروق والطوب غير‬ ‫المحروق‪.‬‬ ‫تعريف البلك‪:‬‬ ‫البلك مصطلح مشابه يشير إلى وحدة بناء مستطيلة مكونة من مواد متشابهة من المواد التى يتكون منها‬ ‫الطوب ‪ ،‬ولكنها عادة ما تكون أكبر من الطوب‪.‬‬  ‫يصنف الطوب حسب طرق استعماله إلى األنواع التالية ‪:‬‬ ‫‪ )١‬الطوب المصمت ‪:‬‬ ‫وهو الطوب الذي ال يحتوي على أي فراغات أو ثقوب مشكلة به صناعيا وقد نصت المواصفات‬ ‫المصرية األمريكية بأن الطوبة المصمتة تقل نسبة الفراغات الصناعية فيها عن ‪ %٢٥‬ويصنف الطوب‬ ‫المصمت إلى ‪:‬‬ ‫‪ -‬طوب غير حامل ‪Non-load Beating bricks :‬وهو طوب مصمت معد لالستعمال في الحوائط‬ ‫غير الحاملة‪.‬‬ ‫‪ -‬طوب حامل ‪Load Beating bricks :‬وهو طوب مصمت معد لالستعمال في الحوائط الحاملة‪.‬‬ ‫‪ )٢‬الطوب المفرع ‪Hollow bricks:‬‬ ‫وهو الطوب الذي يحتوي على فراغات أو ثقوب مشكلة به صناعيا‪.‬وقد نصت المواصفات األمريكية بأن‬ ‫الطوبة المفرغة تزيد نسبة الفراغات الصناعية فيها عن ‪.% ٥٠ — ٤٠‬‬ ‫‪ )٣‬البلوك ‪blocks :‬‬ ‫البلوك أو الطوبة الكبيرة هي وحدة بناء تزيد أبعادها عن الطوب العادي (المصمت أو المفرغ) كما في‬ ‫الشكل القادم‪.‬ويصنف البلوك إلى بلوك حوائط (بنوعيه الحامل وغير الحامل) وبلوك أسقف يستعمل في‬ ‫البالطات الخرسانية المسلحة‪.‬‬ ‫عمارة الطين هى العمارة التى ظهرت من قديم االزل فى معظم بقاع العالم وكانت متواجدة حيث‬ ‫وجد الماء‪ ،‬فلقد الحظ االنسان ان مادة الطين المتوافرة لديه حول االنهار والوديان والبحيرات‬ ‫يمكن تشكيلها وهى مبلله وانها تتصلب بعد ان تجف ولما كان االكواخ المصنوعة من اعواد‬ ‫النباتات المضفورة لتقيه تماما من العوامل الجوية فقط كسى االنسان القديم هذة االكواخ من‬ ‫الخارج بمادة الطين ومن هنا اصبح الطين مادة بناء وانهاء‪.‬‬ ‫التقنية اليدوية لتشكيل الطين النيئ فى قوالب خشب‬  ‫عوامل يجب توافرها في انواع طوب البناء‬ ‫هناك عدة عوامل يجب التحقق من توافرها في الطوب المستخدم للبناء‪ ،‬فالطوب يمثل الدعامة األساسية‬ ‫ألي منشأة‪ ،‬ولذلك يجب انتقائه بعناية‪ ،‬لتتمكن من شراء افضل أنواع الطوب للبناء‪.‬لذلك البد من عمل‬ ‫اختبارات الطوب للتاكد من صالحيته للغرض المطلوب‪.‬‬  ‫انواع الطوب‬ ‫الطباعة‬ ‫انواع‬ ‫وحدات‬ ‫الطوب‬ ‫اللبن‬ ‫ثالثية‬ ‫اخرى‬ ‫االزرق‬ ‫االسمنتى البناء الزجاجى‬ ‫الرملى‬ ‫الطفلى‬ ‫االحمر‬ ‫الذكى‬ ‫(النيئ)‬ ‫االبعاد‬ ‫الجبسية‬ ‫الطوب‬ ‫البلوكات‬ ‫الوردى‬ ‫قطع‬ ‫الحراري‬ ‫المصمت‬ ‫‪...‬‬ ‫الجبسية‬ ‫السلك‬ ‫المفرغ‬ ‫الجيرى‬ ‫االلواح‬ ‫ضرب‬ ‫الجبسية‬ ‫الخفيف‬ ‫السفرة‬ ‫المخلوطة‬ ‫خفيف‬  ‫انواع الطوب‬ ‫يوجد العديد من أنواع الطوب المستخدم في البناء‪ ،‬وذلك حسب نوع التربة التي يصنع منها‪ ،‬وكذلك حسب‬ ‫قوته وصالبته طبقًا لطريقة تصنيعه‪ ،‬وفيما يلي نتعرف على بعض أنواع الطوب المستخدم في عملية البناء‪:‬‬ ‫‪ -1‬الطوب االحمر‬ ‫وهو أكثر أنواع الطوب استخدا ًما‪ ،‬وكان ويتم تصنيعه عن طريق حرق الطين الزراعي‪ ،‬وقد توقف انتاجه‬ ‫وأصبح جريمة يعاقب عليها القانون؛ وذلك حفا ً‬ ‫ظا على األراضي الزراعية من التجريف‪.‬‬  ‫الطوب الرملى الجيرى الخفيف‬ ‫الطوب الرملي الجيرى (الوردي)‬ ‫يتكون من خليط متجانس من الرمل السيليسى المطحون‬ ‫يتكون الطوب الرملي الجيري من خليط متجانس من‬ ‫والجير الحى واالسمنت والماء ثم اضافة نسبة بسيطة من‬ ‫الرمل السيليسى بنسبة ‪ %90‬والجير بنسبة ‪ %10‬والماء‬ ‫بودرة االلومنيوم‪.‬يتم معالحته فى افران خاصة مع وجود‬ ‫بنسبة ‪ %5‬من الوزن ثم يتم تشكيلة تحت ضغط ‪400‬‬ ‫بخار الماء الساخن‬ ‫كجم‪/‬سم‪٢‬‬ ‫‪ -2‬الطوب الرملي الجيرى‬ ‫‪ -3‬الطوب الطفلى‬  ‫‪ -4‬الطوب االسمنتى‬ ‫افضل انواع طوب البناء ومناسب لكل أغراض البناء‪ ،‬إال أن وزنه الثقيل يعد أحد عيوبه‪ ،‬وذلك تتم‬ ‫صناعته بطريقة تجعله مجوف من الداخل للتقليل من وزنه‪.‬‬  ‫الطوب االسمنتى المصمت‬ ‫الطوب االسمنتى المفرغ‬ ‫الطوب االسمنتى الخفيف‬ ‫الطوب االسمنتى‬ ‫‪ -8‬وحدات البناء من الطوب والبلوكات وااللواح الجبسية‬  ‫االلواح الجبسية المخلوطة بااللياف السليلوزية‬ ‫تستخدم كقواطيع او تكسية للحوائط واالسقف او الستقبال مواد الديكور‪.‬‬ ‫االبعاد الطول ‪ 4300-1200‬للسمك ‪ 8‬مم‬ ‫‪ 4900 -1200‬للسمك اكبر من ‪ 8‬مم‬ ‫‪ 1250-600‬مم‬ ‫العرض‬ ‫‪ 16-8‬مم‬ ‫السمك‬ ‫وزن المتر المسطح ‪ 20-9‬كجم‪ /‬م‪2‬‬ ‫الحد االدنى لحمل الكسر باالنحناء ‪ 750-200‬نيوتن‬  ‫‪ -4‬الطوب الزجاجي‬ ‫ويعتمد في صناعته على الزجاج‪ ،‬كمكون أساسي‪ ،‬يتم إنتاجه على شكلين اثنين‪ ،‬هما‪:‬‬ ‫طوب زجاجي شفاف‪.‬‬ ‫طوب زجاجي مزخرف‪.‬‬ ‫بعض خواص الطوب الزجاجي‬ ‫مختلف األبعاد واالشكال‪.‬‬ ‫يتسم بالمتانة والقوة الفائقة‪.‬‬ ‫مضاد فعال للصدأ‪ ،‬والتآكل‪.‬‬  ‫‪ -6‬الطوب االزرق‬ ‫ويصنع هذا الطوب من الطفلة الزرقاء‪ ،‬ويستخدم في تبطين الصرف الصحي واألنفاق‪ ،‬حيث أن له قدرة‬ ‫كبيرة على مقاومة العوامل الكيميائية‪ ،‬ولكن من عيوبه أنه تقيل جدًا كما أنه باهظ الثمن‪.‬‬  ‫‪ -7‬الطوب الحراري ( السيليكات )‬ ‫تعتمد أنواع الطوب الحراري‪ ،‬بشك ٍل أساسي‪ ،‬على رمل‬ ‫السيليكا‪ ،‬وهو مصمت‪ ،‬غير مفرغ‪ ،‬يمتاز بلونه األبيض‪.‬‬ ‫مزايا الطوب الحراري‪:‬‬ ‫‪ -‬يتميز الطوب الحراري بقدرته على حمل درجات الحرارة العالية‪ ،‬مما يجعله مثاليًا لالستخدام في بناء‬ ‫األفران والمدافئ واألجهزة الحرارية األخرى‪.‬‬ ‫‪ -‬يتميز هذا النوع من الطوب بسمكه العالي وخفة وزنه‪ ،‬مما يجعل من السهل حمله وتركيبه‪.‬‬ ‫‪ -‬يتميز بخصائص عزل حراري عالية‪ ،‬حيث يمنع تسرب الحرارة من األفران والمدافئ إلى الخارج‪،‬‬ ‫مما يساعد في توفير الطاقة والحفاظ على الحرارة‪.‬‬ ‫‪ -‬يتميز بمقاومته للحريق واألضرار التي يمكن أن تحدث بسبب الحرائق‪.‬‬ ‫‪ -‬الطوب الحراري يتميز بعمر افتراضي طويل‪ ،‬مما يعني أنه يحتاج إلى صيانة أقل على المدى الطويل‪.‬‬ ‫‪ -9‬الطوب الذكى ‪:Smart bricks‬‬ ‫✓ توفير النفقات‬ ‫✓ توفير الطاقة‬ ‫✓ حفظ الموارد‬ ‫✓ المقاومة العالية‬ Smart Bricks ‫الطوب الذكى‬  ‫‪ -10‬الطباعة ثالثية االبعاد ‪3D printing‬‬ ‫مزاياها وعيوبها‪:‬‬ ‫ تساعد التكنولوجيا العمالء على تصور التصاميم بشكل أفضل ‪ ،‬ألنها تجعل التصاميم التي قام بها المهندسون‬ ‫المعماريون ملموسة‪.‬‬ ‫ تعد الطباعة ثالثية األبعاد صديقة للبيئة وموفرة للوقت ‪ ،‬حيث إنها تقلل من الوقت الذي يقضيه األشخاص في إنشاء‬ ‫نماذج ذات مقياس معماري‪.‬‬ ‫ تتيح الطباعة ثالثية األبعاد إنشاء نماذج عالية الجودة مصنوعة من مواد مختلفة‪.‬‬ ‫ يمكن إعادة طباعتها بسهولة بعد أن يطلب العمالء بعض التغييرات في التصميم‪.‬‬ ‫ تعد االستدامة والفعالية من حيث التكلفة من المزايا األخرى للطباعة ثالثية األبعاد‪.‬‬ ‫ ومع ذلك االستثمار األولي الباهظ في الطابعات ثالثية األبعاد ‪ ،‬والقدرة على العثور على مواد قابلة للطباعة ‪ ،‬وهي‬ ‫محدودة بالفعل ‪ ،‬والسالمة الهيكلية ‪ ،‬والمسؤولية ‪ ،‬من بين أشياء أخرى كثيرة‪.‬‬ ‫ضا تحديًا آخر ‪ ،‬ال سيما في البلدان المنكوبة بالفقر ‪ ،‬ألنه يؤثر على معدالت‬‫ يمثل انخفاض الطلب على العمالة أي ً‬ ‫التوظيف‪.‬‬ ‫منزل بهولندا‬ ‫الطباعة االلكترونية ثالثية االبعاد ‪3D Printing‬‬