مصالح بنایی یکی از قدیمی ترین مصالح مورد استفاده در ساختمان سازی است. فراوانی، سازگاری با اکثر شرایط آب و هوایی، عدم نیاز به نیروی متخصص در ساخت و دوام و پایداری مصالح بنایی از جمله دلایلی است که موجب شده این مصالح پیوسته در ساخت و سازها مورد توجه قرار گیرد. بخش عظیمی از ساختمان های موجود در ایران و بسیاری از نقاط جهان از مصالح بنایی ساخته شده است با این وجود درک و دانش مهندسان سازه نسبت به رفتار این نوع سازه ها کافی نیست و کماکان تحقیقات بیشتر به منظور شناخت صحیح رفتار مصالح بنایی به عنوان یک ضرورت مطرح است. این ضرورت در کشور ما که بر روی کمربند زلزله واقع شده و ساکنان ساختمان های بنایی آن طی زلزله های اخیر خسارات جبران ناپذیری را متحمل شده اند بیش از سایر نقاط حس می شود.
مشاهده نسخه pdf مقاله : معرفی انواع سازه مصالح بنایی
ساختمان مصالح بنایی چیستساختمان های مصالح بنایی از قدیمی ترین سیستم های سازه ای رایج در بسیاری از نقاط جهان بوده است. بیش از 65 درصد از ساختمان های موجود در ایران از نوع آجری غیر مسلح و قسمت عمده ای از آن ساختمان های روستایی است. 97 درصد از چهار میلیون خانه روستایی با بیش از بیست میلیون سکنه از این مصالح تهیه شده اند. با ظهور و پیدایش آهن آلات و بتن در قرن بیستم، سازه های بنایی کمتر مورد توجه قرار گرفته و این امر سبب شده است که امروزه مهندسین سازه دانش محدودی در مورد مصالح سنتی و چگونگی عملکرد آن ها داشته باشند.
با این وجود مصالح بنایی به دلیل محاسن قابل توجهی که در مقایسه با سایر مصالح دارد، کماکان در ساخت واحدهای مسکونی یک یا چند طبقه، واحدهای تجاری یا تولیدی، مدارس و بیمارستان های شهرهای کوچک و متوسط، بخش ها و روستاها متداول است. هم چنین تا چند دهه گذشته تعداد زیادی از ساختمان ها در شهرهای بزرگ از این مصالح ساخته شده اند که هم اکنون نیز با بهسازی و مقاوم سازی قابل اسکان می باشند. از سوی دیگر مرمت و مقاوم سازی بناهای تاریخی کشور که بخش اعظم آن از مصالح بنایی ساخته شده است از جمله دغدغه های امروز مهندسین سازه و مرمت می باشد.
قرار دادن لایه های آجر بر روی یکدیگر و یکپارچه نمودن آن به وسیله خمیر سیمانی و یا گچی سال ها به دلیل سادگی و دوام، یک تکنیک موفق ساختمان سازی بوده است. علی رغم سادگی ساخت این نوع سازه ها آنالیز رفتاری ساختمان های بنایی هنوز یک چالش مهندسی است.
به طور کلی از مزایای استفاده از مصالح بنایی در ساختمان سازی می توان به موارد زیر اشاره کرد.
علی رغم محاسن قابل توجه استفاده از مصالح بنایی، می توان به بعضی از معایب این مصالح نیز به شرح زیر اشاره کرد:
چنانچه مصالح بنایی را سنگ، خشت، آجر و بلوک و احیانا به همراه چسباننده هایی مانند گچ و خاک، ساروج؛ ماسه و سیمان بدانیم سابقه احداث ساختمان های مصالح بنایی را می توان همزمان با اسکان بشر در یک مکان ثابت دانست. نمونه هایی برجسته از سازه های مصالح بنایی تاریخی هرم cheops در مصر با ارتفاع 145 متر، فانوس دریایی Alexandria در دریای مدیترانه با ارتفاع 168 متر، مسجد امام و مسجد شیخ لطف الله و پل خواجو در اصفهان می باشند.
مصالح بنایی آجریبا توجه به شواهد تاریخی مصالح بنایی آجری حدود 5000 سال است که مورد استفاده قرار گرفته و می گیرد. جالب است بدانیم کلمه آجر واژه بابلی بوده و در زمان های دور به خشت نوشته هایی که بر آن فرمان، منشور، قانون و جز این ها را می نوشتند گفته می شد. در گذشته اقوامی مانند بابلی ها و سومری ها به منظور ساختن خشت از گل خمیری که پس از فرونشتن سیلاب از کنار رودخانه ها به دست می آمده استفاده نموده اند.
بر روی هم قرار گرفتن قطعات سنگ یا آجر و حفره های خالی بین آن ها، لغزش این قطعات بر روی یکدیگر و در نتیجه کاهش مقاومت مجموعه سبب استفاده از ملات در میان قطعات شد. اگرچه می توان ساده ترین نوع ملات ها را گل معمولی و یا گچ و خاک دانست اما به منظور به دست آوردن استحکام بیشتر، ملات هایی مانند ماسه، آهک، سیمان و یا ماسه سیمان ابداع شده و مورد استفاده قرار می گیرد.
اساسا در سراسر جهان متمدن امروز میزان وسیعی از ساختمان های مورد استفاده از نوع مصالح بنایی بوده که در ابعاد و تعداد طبقات مختلف اجرا شده و می شود. در ایران تا چند دهه پیش از زمان حاضر بسیاری از ساختمان ها حتی در شهرهای بزرگ کشور از نوع مصالح بنایی بوده که در زمان حاضر نیز با اصلاح برخی روش های اجرایی و یا استفاده از تسلیح به منظور مقاوم سازی این نوع ساختمان ها احداث و کاربرد سازه های یاد شده هنوز هم به طور وسیع ادامه دارد.
اگرچه به مرور زمان و همچنین نیاز به احداث ساختمان های مرتفع با بیش از 3 طبقه، کاربرد مصالح بنایی را به عنوان المان باربر ساختمان تا اندازه ای محدوده نموده است. لیکن هم اکنون نیز به دلایل مختلف ساخت و ساز به کمک مصالح بنایی به طور وسیع در سراسر جهان به ویژه در مناطقی که زمین به اندازه کافی وجود دارد انجام می شود.
آجر
آجر عبارت از خشت پخته شده می باشد و در انواع متفاوتی به لحاظ روش تولید؛ شکل، جنس و ... وجود دارد.
آجرهای رسی دستی: این نوع آجرها به صورت توپر بوده و به شکل مکعب مستطیل تولید می شوند. از انواع رایج آن آجر فشاری، آجر قزاقی و آجر نما را می توان نام برد.
آجرهای رسی ماشینی: به شکل های مختلفی بوده و عموما به صورت متخلخل و توسط دستگاه مخصوص تولید می شوند. از انواع آن که مصارف عمومی دارد بلوک های سرامیکی دیواری جداکننده و بلوک های سرامیکی سقفی را می توان نام برد.
به لحاظ شکل ظاهری آجرها را می توان به صورت زیر گروه بندی نمود:
آجر توپر: اساسا آجری را توپر گویند که یا فاقد سوراخ بوده و یا حجم سوراخ های آن کمتر از 25 درصد حجم کل آجر باشد.
آجر توخالی: چنانچه حجم سوراخ های میان آجر از25 درصد حجم کل آن بیشتر باشد آجر توخالی گفته می شود. سوراخ ها در این نوع بزرگ و از هر دو سوی آن باز می باشند.
آجر متخلخل: در این نوع آجر سوراخ ها از یک سو باز و از سوی دیگر بسته می باشند. حجم سوراخ ها نیز بیش از 25 درصد حجم آجر است.
آجر مشبک: سطح هر یک از سوراخ ها کوچک بوده و حجم کل سوراخ ها از 25 درصد حجم کل آجر بیشتر است.
آجر با شکل مخصوص: چنانچه در موارد خاصی نیاز به شکل بخصوصی از آجر باشد می بایست تهیه شوند.
بلوک های بتنی
یکی دیگر از قطعاتی که در مصالح بنایی به کار می رود بلوک های بتنی است که در دیوار، سقف و کف و قسمت های ضد آتش مورد استفاده قرار می گیرد. بلوک های بتنی از بتن و به کمک دستگاه های قالب زنی دستی یا اتوماتیک به شکل توخالی یا توپر در اندازه های مختلف تولید می گردد.
ملات
ملات های مورد استفاده در مصالح بنایی عبارت از مخلوط هایی هستند که به عنوان واسطه یکپارچه بین عناصر مختلفی از قبیل سنگ، آجر و بلوک به کار می رود. مواد تشکیل دهنده و نسبت اختلاط آن ها برای ایجاد یک ملات بسیار متنوع بوده و در این باره کشورهای مختلف گروه بندی های متفاوتی را ارائه نموده اند. به عنوان نمونه استاندراد ASTM یکی از مراجع مشهور در امور گوناگون و از جمله گروه بندی ملات های ساختمانی است.