مواد البناء هي المواد الأساسية للبناء، وهي التي تحدد خصائص المبنى وأسلوبه وتأثيراته. تشمل مواد البناء التقليدية الحجر والخشب والطوب الطيني والجير والجبس، في حين تشمل مواد البناء الحديثة الفولاذ والأسمنت والخرسانة والزجاج والبلاستيك. كل واحد منهم يمتلك ميزات مميزة ويلعب دورا هاما في البناء.
مواد البناء التقليدية
1. الحجر
يعد الحجر أحد أقدم مواد البناء التقليدية المستخدمة في تاريخ البشرية. إنه يتميز باحتياطيات وفيرة، توزيع واسع النطاق، هيكل جيد، قوة ضغط عالية، مقاومة جيدة للماء، متانة، ومقاومة تآكل ممتازة. استخدمت أوروبا الغربية الحجر على نطاق واسع في الهندسة المعمارية، ومن الأمثلة البارزة على ذلك قصر فرساي الرائع في فرنسا ومبنى البرلمان البريطاني. بالإضافة إلى ذلك، تم بناء الأهرامات المصرية باستخدام كتل حجرية كبيرة مقطوعة بدقة. تحمل العمارة الحجرية هالة من العظمة والوقار والنبل. ومع ذلك، نظرًا لكثافتها ووزنها العاليين، تميل الهياكل الحجرية إلى أن تكون جدرانها أكثر سمكًا، مما يقلل من نسبة مساحة أرضية المبنى. ومع ذلك، يمكن استخدامه كرمز للرفاهية في الهندسة المعمارية الراقية، مما يخلق تأثيرات فنية فريدة من نوعها.
2. الخشب
يتمتع الخشب، باعتباره مادة بناء تقليدية، بخصائص مثل الوزن الخفيف، والقوة العالية، والجاذبية الجمالية، وقابلية التشغيل الجيدة، وقابلية التجديد، وقابلية إعادة التدوير، وكونه صديقًا للبيئة دون تلوث. ولذلك، فإن المباني الهيكلية الخشبية تظهر استقرارًا ممتازًا ومقاومة للزلازل. ومع ذلك، فإن الخشب المستخدم في البناء له أيضًا عيوب. وهو عرضة للتشوه والتشقق ونمو العفن والإصابة بالحشرات. علاوة على ذلك، فهو عرضة للحريق، مما قد يؤثر على جودته ومتانته.
لقد كان الخشب مادة بناء خالدة بسبب خواصه الميكانيكية الفائقة وقد تم استخدامه على نطاق واسع في أنشطة البناء منذ العصور القديمة. تعمل بعض المباني مثل أجزاء من معبد نانشان ومعبد فوجوانج على جبل ووتاي في الصين كممثلين معماريين نموذجيين. تتميز هذه الهياكل بمنحدرات لطيفة وغير متغيرة، وأفاريز واسعة، وأقواس بارزة، وأسلوب مهيب وبسيط.
في مشاريع الهندسة المدنية الحديثة، تعتمد عناصر مثل الكمرات والأعمدة والدعامات والأبواب والنوافذ وحتى القوالب الخرسانية على الخشب. باعتباره مادة بناء قابلة للتنفس، يوفر الخشب الدفء في الشتاء والبرودة في الصيف، وبالتالي يخلق بيئة معيشية مناسبة للإنسان.
معبد نانشان، الصين
3. الطوب الطيني
الطوب الطيني هو نوع من مواد البناء التي يصنعها الإنسان. لفترة طويلة، كان الطوب الطيني الشائع مادة الجدار الرئيسية لبناء المساكن في الصين. ويتميز الطوب الطيني بصغر حجمه، وخفة وزنه، وسهولة بنائه، وشكله المنظم والمنتظم، وقدرته على تحمل الأحمال، وقدرته على العزل والصيانة، فضلاً عن زخرفة واجهته. وقد لعب تطبيقها في البناء دورًا مهمًا في إنشاء مساحات سكنية للناس. المدينة المحرمة هي تمثيل معماري نموذجي يستخدم الطوب الطيني. يساهم الطوب الطيني ذو الشكل المنتظم المستخدم في الواجهة الخارجية في التأثير الفني المثير للإعجاب للمدينة المحرمة. ومع ذلك، فإن المادة الخام للطوب الطيني هي الطين الطبيعي، وينطوي إنتاجها على التضحية بالأراضي الصالحة للزراعة. تدريجيا، تم استبدالها بمواد أخرى. ومع ذلك، فإن مكانتهم في تاريخ العمارة البشرية لن تمحى أبدًا.
4. الجير
الجير، باعتباره مادة بناء تقليدية، معروف بمرونته القوية، وعملية التصلب البطيئة، والقوة المنخفضة بعد التصلب، والانكماش الكبير في الحجم أثناء التصلب. ويشهد تاريخها الممتد لآلاف السنين على ثقة البشرية واعتمادها على هذه المادة. يظل الجير مادة بناء مهمة، ويستخدم على نطاق واسع في مشاريع وصناعات البناء المختلفة، مثل التجصيص الداخلي، وخلط الملاط الجيري والجص، وإعداد الطوب اللبن والطين.
وبالمثل، فإن الجبس، وهو مادة بناء تقليدية قديمة أخرى، يتميز بوفرة المواد الخام، وعملية إنتاج بسيطة، واستهلاك منخفض للطاقة، وامتصاص قوي للرطوبة، والقدرة على تحمل التكاليف، وصديق للبيئة. إنها مناسبة بشكل خاص للأقسام الداخلية المعمارية الحديثة والديكورات ومشاريع التشطيب. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه بشكل أساسي لصنع الجص ومنتجات الجبس.
مواد البناء الحديثة
5. الصلب
يلعب الفولاذ دورًا حاسمًا في الهندسة المعمارية الحديثة كمادة بناء. يمتلك الفولاذ صفات ممتازة مثل الوزن الخفيف ولكن القوة العالية، واللدونة والمتانة الجيدة، والسلامة والموثوقية، ومستوى التصنيع العالي، وسرعة البناء السريعة، والتفكيك السهل، وخصائص الختم الجيدة، والمقاومة العالية للحرارة. هذه الخصائص المتميزة تجعلها ضرورية في الهندسة المعمارية الحديثة، وتستخدم في المقام الأول في الهياكل الفولاذية كبيرة الحجم مثل المطارات والملاعب، والهياكل الفولاذية للمباني الشاهقة بما في ذلك الفنادق ومباني المكاتب، والهياكل الشاهقة مثل أبراج التلفزيون والاتصالات، والهياكل الفولاذية ذات القشرة اللوحية مثل النفط الكبير صهاريج التخزين وخزانات الغاز، والهياكل الفولاذية للمصانع الصناعية، والهياكل الفولاذية خفيفة الوزن مثل المستودعات الصغيرة، والهياكل الفولاذية للجسور، والهياكل الفولاذية للمكونات المتحركة مثل المصاعد والرافعات.
6. الاسمنت
الأسمنت، باعتباره مادة بناء حديثة، يجد تطبيقات واسعة النطاق في الصناعة والزراعة والموارد المائية والنقل والتنمية الحضرية والموانئ والبناء الدفاعي. وفي العصر الحديث، أصبحت مادة بناء لا غنى عنها لأي مشروع بناء. الأسمنت عبارة عن مادة مسحوقة غير عضوية، والتي عند خلطها بالماء تشكل عجينة سائلة وقابلة للطرق. مع مرور الوقت، يخضع هذا المعجون الأسمنتي لتغيرات فيزيائية وكيميائية، ويتحول من عجينة قابلة للطرق إلى مادة صلبة ذات مستوى معين من القوة. ويمكنه أيضًا ربط الكتل الصلبة أو المواد الحبيبية معًا لإنشاء هيكل موحد. لا يتصلب الأسمنت ويكتسب قوة عند تعرضه للهواء فحسب، بل يمكن أيضًا أن يتصلب في الماء، مما يحافظ على قوته بل ويحسنها. يستخدم الأسمنت على نطاق واسع في مشاريع البناء، مع مجموعة واسعة من التطبيقات في الهندسة المدنية، والبنية التحتية للنفط والغاز، وبناء السدود، وبناء الحجارة، وبناء الطرق، والمزيد.
7. الخرسانة
تلعب الخرسانة، باعتبارها مادة بناء حديثة، دورًا مهمًا للغاية في مشاريع البناء المعاصرة. الخرسانة هي مادة بناء يتم تشكيلها عن طريق خلط عوامل الربط مثل الطين والجير والجبس والرماد البركاني أو الأسفلت الطبيعي مع الركام مثل الرمل والخبث والحجر المسحوق. ويتميز بخصائص ممتازة، بما في ذلك التماسك القوي والمتانة ومقاومة الماء. ومع ذلك، تعتبر الخرسانة مادة هشة ذات قوة ضغط عالية ولكن قوة شد منخفضة جدًا، مما يجعلها عرضة للتشقق.
مع إدخال الأسمنت والصلب، تم اكتشاف أن الجمع بين هذه المواد يوفر قوة ترابط أفضل ويسمح لها بتكملة نقاط الضعف لدى بعضها البعض مع الاستفادة من نقاط القوة الخاصة بها. ومن خلال دمج حديد التسليح في الخرسانة، فإنه لا يحمي الفولاذ من التعرض للجو فحسب، ويمنع التآكل، بل يعزز أيضًا قوة الشد للمكونات الهيكلية. وأدى ذلك إلى تطوير الخرسانة المسلحة، وتوسيع نطاق تطبيقات الخرسانة في البناء.
بالمقارنة مع الهياكل التقليدية المصنوعة من الطوب والحجر والهياكل الخشبية والهياكل الفولاذية، شهدت الهياكل الخرسانية تطورًا سريعًا وأصبحت المادة الهيكلية الأساسية في الهندسة المدنية. علاوة على ذلك، تستمر أنواع الخرسانة عالية الأداء والخرسانة المبتكرة في التقدم والتطور في مجال البناء.
8. الزجاج
علاوة على ذلك، يتم استخدام الزجاج والبلاستيك، كمواد بناء حديثة ومبتكرة، بشكل مستمر في مشاريع البناء المعاصرة. يمكن أن يلبي الزجاج متطلبات الإضاءة النهارية والديكور وتصميم الواجهة، بما يتماشى مع متطلبات كفاءة الطاقة في الهندسة المعمارية الحديثة. يجد الزجاج تطبيقًا في جميع جوانب البناء تقريبًا نظرًا لأنواعه المختلفة، مثل الزجاج المقسى، والزجاج شبه المقسى، والزجاج المعزول، والزجاج الرقائقي، والزجاج الملون، والزجاج المطلي، والزجاج المزخرف، والزجاج المقاوم للحريق، والزجاج الفراغي، والمزيد .
مسرح شنغهاي بولي جراند
9. البلاستيك
البلاستيك هو فئة ناشئة من مواد البناء، ونظرًا لأدائه الممتاز ونطاقه الواسع من التطبيقات وآفاقه الواعدة، فهو يعتبر الفئة الرئيسية الرابعة من مواد البناء بعد الفولاذ والأسمنت والخشب في البناء الحديث. للبلاستيك نطاق واسع من التطبيقات، بدءًا من أسطح المنازل وحتى الأسطح الأرضية، ومن المرافق العامة الخارجية إلى مواد الديكور الداخلي. حاليًا، التطبيقات الأكثر شيوعًا للبلاستيك في البناء هي أنابيب المياه والصرف الصحي، وأنابيب نقل الغاز، والأبواب والنوافذ البلاستيكية، تليها الأسلاك والكابلات الكهربائية.
إحدى المزايا الهامة للمواد البلاستيكية هي قدرتها الكبيرة على توفير الطاقة، حيث أن إنتاج واستخدام المنتجات البلاستيكية يستهلك طاقة أقل بكثير مقارنة بمواد البناء الأخرى. ونتيجة لذلك، يتم الآن استخدام البلاستيك على نطاق واسع في مشاريع بناء الأسقف والجدران والأرضيات المختلفة. يتطور مجال البلاستيك المعماري باستمرار نحو وظائف أعلى، وتحسين الأداء، والتنوع، والفعالية من حيث التكلفة.
10. مانع تسرب السيليكون
مانع التسرب السيليكوني عبارة عن مادة تشبه المعجون يتم تشكيلها عن طريق خلط ثنائي ميثيل سيلوكسان باعتباره المادة الخام الرئيسية مع عوامل التشابك والحشو والملدنات وعوامل الاقتران والمحفزات تحت ظروف الفراغ. في درجة حرارة الغرفة، يعالج ويشكل مطاط السيليكون المرن من خلال التفاعل مع الرطوبة الموجودة في الهواء. يتم استخدامه لربط وختم أنواع مختلفة من الزجاج والركائز الأخرى. حاليًا، توفر Eolya مواد مانعة للتسرب متعددة الوظائف، بما في ذلك مانع التسرب الزجاجي، ومانع التسرب المقاوم للطقس، ومانع التسرب المقاوم للحريق، ومانع التسرب الحجري، ومانع التسرب المعدني، ومانع التسرب المقاوم للعفن، ومانع التسرب المزخرف، ومانع التسرب الزجاجي المعزول، من بين أشياء أخرى، وهي متوفرة بأنواع متعددة و تحديد.
11. رغوة البولي يوريثان (رغوة PU)
كنوع جديد من مواد البناء، حظيت رغوة البولي يوريثان باهتمام واسع النطاق في السنوات الأخيرة. يتم تصنيعه من المونومرات مثل الأيزوسيانات والبوليولات من خلال تفاعل البلمرة، حيث يعمل غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج كعامل رغوة. ينتج عن هذا التفاعل رغوة خلوية دقيقة البنية. يتم تصنيف رغوة البولي يوريثان في المقام الأول إلى رغوة البولي يوريثان الصلبة، ورغوة البولي يوريثان المرنة، ورغوة البولي يوريثان شبه الصلبة. على عكس هيكل الخلية المغلقة لرغوة البولي يوريثان الصلبة، فإن رغوة البولي يوريثان المرنة لها بنية خلية مفتوحة تتميز بخفة وزنها وقابليتها للتهوية ومرونتها الجيدة. رغوة البولي يوريثان شبه الصلبة هي نوع من الرغوة ذات الخلية المفتوحة مع صلابة بين الرغوة الناعمة والصلبة، ولها قيم حمل ضغط أعلى. تتميز رغوة البولي يوريثان الصلبة، وهي مادة اصطناعية جديدة لها وظائف العزل والعزل المائي، بموصلية حرارية منخفضة وكثافة صغيرة، وبالتالي غالبًا ما تستخدم كمواد عازلة وحاجز حراري في البناء.
بالمقارنة مع مواد البناء التقليدية، تمتلك رغوة البولي يوريثان مزايا بارزة في جوانب مختلفة، بما في ذلك أداء العزل الممتاز، المقاومة القوية للحريق، المقاومة العالية للماء، والخصائص الميكانيكية المستقرة. يمكن تطبيقه في الموقع من خلال الصب أو الرش لتشكيل طبقة عازلة مستمرة، وقد وجد تطبيقات واسعة النطاق في المباني الخارجية والأسقف والأرضيات والأبواب والنوافذ وشبكات أنابيب التدفئة.
بالمقارنة مع مواد البناء التقليدية والحديثة، وبسبب التقدم التكنولوجي والمتطلبات المعمارية المتطورة، توفر مواد البناء الحديثة مزايا أكثر من تلك التقليدية. ونتيجة لذلك، فقد اتخذت مكانة مهيمنة في الهندسة المعمارية المعاصرة، في حين يتم تطبيق مواد البناء التقليدية في دور تكميلي. لقد كسرت مواد البناء الحديثة مثل الفولاذ والأسمنت والخرسانة والزجاج والمواد المركبة قيود الشكل والحجم التي فرضتها المواد التقليدية مثل الحجر والخشب والطوب الطيني والجبس الجيري. لقد سهلت تطوير المباني الشاهقة والعميقة وتلبية متطلبات البناء الحضري، بما يتماشى مع اتجاهات حماية البيئة والحفاظ على الطاقة في المجتمع الحديث.
وقت النشر: 31 أغسطس 2023
