تیم فراسازان آویژه امروز قصد دارد شما را با انواع مصالح ساختمانی و ویژگی های آنان آشنا سازد.

مصالح ساختمانی گاهی به همان صورت که در بلند مدت یافت می شود فقط با شکل دادن مورد استفاده قرار می گیرند و گاهی از ترکیب آنها با یکدیگر مصالح جدیدی به دست می آید، مثل سیمان که از ترکیب آهک و خاک رس به کمک حرارت حاصل می شود، یا گچ و آهک که از پختن سنگ گچ و سنگ آهک به دست می آید.

اخیرا مواد و مصالحی از ترکیبات شیمیایی و به روش های صنعتی به دست آمده است مثل PVC و پلی اورتان که به مرور جای مصالح طبیعی را خواهند گرفت. چنانچه در بین موارد در قطعات پیش ساخته گچی یا بتونی از الیاف مصنوعی استفاده می گردد.

انواع مصالح ساختمانی مورد استفاده در ساخت و ساز در اخبار ملک:

1.  مصالح ساختمانی طبیعی

انواع مصالح ساختمانی را در اخبار ملک به طور کلی به دو منبع طبیعی و مصنوعی طبقه بندی کرده ایم.

مواد طبیعی مواردی هستند که توسط صنایع فرآوری نشده یا حداقل پردازش نمی شوند. مانند چوب.

مواد مصنوعی پس از دستکاری های زیاد انسان ، مانند پلاستیک و رنگ های نفتی ، در محیط های صنعتی ساخته می شوند.

هر دو کاربردهای خود را دارند.

گیاهان گل و لای ، سنگ و فیبر مهمترین مواد هستند ، به غیر از چادرهای ساخته شده از مواد انعطاف پذیر مانند پارچه یا پوست. مردم در سراسر جهان از

 

این سه ماده در کنار هم برای ایجاد خانه هایی متناسب با شرایط آب و هوایی محلی خود استفاده  می کنند.

به طور کلی از سنگ و یا قلم مو به عنوان اجزای سازه اساسی در این ساختمان ها استفاده می شود ، در حالی که از گل برای پر کردن فضای بین، به عنوان نوعی بتن و عایق استفاده می شود.

2.  پارچه

چادر در گذشته محل انتخاب گروههای عشایری در سراسر جهان بود.

دو نوع شناخته شده شامل Teepee مخروطی و یورت مدور است.

با توسعه معماری کششی و پارچه های مصنوعی به عنوان یک تکنیک بزرگ ساختمانی احیا شده است.

ساختمان های مدرن را می توان از مواد انعطاف پذیر مانند غشاء پارچه ساخت و توسط سیستم کابلهای فولادی یا داخلی (فشار هوا) پشتیبانی کرد.

3.  گل و خاک رس

مقدار هر ماده مورد استفاده به سبک های مختلف ساختمان منتهی می شود. عامل تعیین کننده معمولاً با کیفیت خاک مورد استفاده در ارتباط است.

مواد اصلی دیگر شامل کمابیش شن / شن و ماسه و نی / چمنزار هستند.

این نوع از انواع مصالح ساختمانی دیواری را ایجاد می کند که زمانی با استفاده از فشرده سازی خاک های رس بین تخته ها با دست ساخته می شود، اکنون از فرم ها و کمپرسورهای پنوماتیک مکانیکی استفاده می شود.

4. سنگ

سازه های سنگی تا زمانی وجود داشته اند که تاریخ می تواند به یاد بیاورد. سنگ ماندگارترین انواع مصالح ساختمانی است و معمولاً به راحتی در دسترس می باشد.

انواع مختلفی از سنگ در سراسر جهان وجود دارد که همه آنها دارای ویژگی های متفاوتی هستند که آنها را برای استفاده های خاص بهتر یا بدتر می کند.

5.  چمنزار

چمن یکی از قدیمی ترین مواد شناخته شده است. چمن عایق خوبی است و به راحتی قابل برداشت است. بسیاری از قبایل آفریقایی در تمام سال در خانه هایی زندگی کرده اند که کاملاً از چمنزارها ساخته شده اند. در اروپا ، سقف های خاردار در خانه ها یک بار رایج بودند اما به دلیل صنعتی شدن و از بین رفتن بهتر حمل و نقل ، دسترسی به مواد دیگر باعث افزایش این مواد شد.

امروز، این عمل در حال احیای مجدد است. به عنوان مثال ، در هلند ، بسیاری از ساختمان های جدید نیز دارای سقف های خاردار با کاشی های رج مخصوص در بالا هستند.

6.  برس

سازه های قلم مو کاملاً از قسمت های گیاه ساخته شده است و عموماً در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری مانند جنگلهای بارانی وجود دارد که از برگهای بسیار بزرگی در ساختمان می توان استفاده کرد.

آمریکایی های بومی اغلب سازه های قلم مویی را برای استراحت و زندگی در آنها انتخاب می کردند.

7.  یخ

یخ توسط اسکیمو ها برای خانه های قطبی استفاده می شد ، اما همچنین در هتل های یخی به عنوان یک جاذبه گردشگری در مناطق شمالی مورد استفاده قرار می گیرد.

8. چوب

 

چوب محصولی از درختان و بعضی اوقات گیاهان فیبری دیگر است که در هنگام برش یا فشردن به الوار و چوب مانند تخته ، تخته و مواد مشابه برای مصارف ساختمانی استفاده می شود.

این ماده از نوع عمومی ساختمانی است و در ساخت و ساز تقریباً در هر نوع ساخت و ساز در اکثر آب و هواها استفاده می شود.

9.  آجر و بلوک

آجر بلوک ساخته شده از مواد کوره ای است که معمولاً خاک رس یا شیل است اما ممکن است دارای گل و لای کمتری نیز باشد. آجرهای سفالی در قالب سازی (روش گل نرم) یا در تولید تجاری بیشتر با اکسترود کردن تشکیل می شوند.

آجرها در دهه ۱۷۰۰ ، ۱۸۰۰ و ۱۹۰۰ به عنوان ماده ساختمانی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.

نوع دیگری از بلوک، آجرهای خشتی را در اواخر قرن بیستم جایگزین کرد که بلوک Cinder بود و بیشتر ساخته شده با بتن است.

ماده مهم ارزان قیمت در کشورهای در حال توسعه بلوک Sandcrete است که ضعیف تر اما ارزان تر از آجرهای سفالی رسی است.

۱۰. بتن

بتن یکی از انواع مصالح ساختمانی کامپوزیت است که از ترکیب سنگدانه ها (کامپوزیت) و چسب مانند سیمان ساخته شده است. متداول ترین شکل بتن بتن سیمانی پرتلند است که از سنگدانه های معدنی (به طور کلی شن و ماسه) ، سیمان پرتلند و آب تشکیل شده است.

پس از مخلوط کردن ، سیمان هیدراته می شود و در نهایت به یک ماده سنگی محکم تبدیل می شود.

11.  فلز

فلز به عنوان چارچوب ساختاری برای ساختمانهای بزرگتر مانند آسمان خراش ها یا به عنوان یک پوشش خارجی استفاده می شود.

انواع بسیاری از فلزات وجود دارد که برای ساخت و ساز استفاده می شود. فولاد آلیاژ فلزی است که عنصر اصلی آن آهن است و انتخاب معمول برای ساخت و سازهای فلزی است. قوی ، انعطاف پذیر است.

12.  شیشه

از زمان اختراع شیشه برای پوشاندن دهانه های کوچک در یک ساختمان از پنجره های شفاف استفاده شده است.

آنها این امکان را برای انسان فراهم کردند که بتوانند نور را به اتاقها برسانند و در عین حال از ورود هوا جلوگیری کند.

13.  سرامیک

سرامیک مواردی از قبیل کاشی، لامپ، و غیره است.

سرامیک بیشتر به عنوان لامپ یا پوشش در ساختمانها استفاده می شود. کف سرامیکی ، دیوارها ، ضد برقی ، حتی سقف. بسیاری از کشورها برای پوشاندن بسیاری از ساختمانها از کاشی های بام سرامیکی استفاده می کنند.

14.  پلاستیک

پلاستیک ها از نظر تحمل گرما، سختی و مقاومت بسیار زیاد دارد.

همراه با این سازگاری، یکنواختی کلی ترکیب و سبکی پلاستیک استفاده از آنها را تقریباً در تمام کاربردهای صنعتی امروز تضمین می کند.

15.  فوم

اخیراً از پلی استایرن مصنوعی یا فوم پلی اورتان در مقیاس محدود استفاده می گردد که به دلیلی سبکی وزن ، به راحتی شکل گرفته و یک عایق عالی است. معمولاً به عنوان بخشی از یک پانل عایق بندی ساختاری استفاده می شود که در آن کف بین چوب یا سیمان قرار گرفته است.

16.  کامپوزیت های سیمانی

کامپوزیت های باند شده با سیمان ، طبقه مهمی از انواع مصالح ساختمانی هستند. این محصولات از خمیر سیمانی هیدراته ساخته شده اند که چوب یا ذرات یکسان یا الیاف را به یکدیگر متصل می کنند تا اجزای سازنده ساختمان های پیش ساخته را تشکیل دهند.

از مواد مختلف فیبری از جمله کاغذ و فایبرگلاس به عنوان چسب استفاده شده است.

 

خواص عمومی مصالح ساختمانی:

به طور کلی مواد و مصالح ساختمانی دارای خواص فیزیکی از قبیل مقاومت و در مقابل نیروهای فشاری ، کششی ، برشی و سایشی هستند علاوه بر اینها می توانیم به هر شکل و اندازه ای که نیاز داشته باشیم از مواد و مصالح ساختمانی استفاده نماییم.

ترکیب مصالح ساختمانی با آب و هوا و عناصر دیگر نیز از جمله خواص شیمیایی این مواد هستند که از این ترکیبات نیز مواد و مصالح جدیدی حاصل میشود.

از طرفی خواص مکانیکی و رفتاری مواد و مصالح ساختمانی از جهات مختلف در علم مهندسی ضروری و الزامی است.

خواص فیزیکی مصالح :

خواص فیزیکی مصالح عبارتنداز :

الف : وضع ظاهری مصالح ساختمانی مانند رنگ ، بو ، شکل ظاهری ، وزن ، جرم ، وزن مخصوص، تخلخل، پوکی و…

ب: تاثیر حرارت ، دما بر مصالح ساختمانی و مواد اولیه آن نظیر قابلیت انتقال حرارت ، گرمای ویژه ، نقطه ذوب و …

۱.۱ خواص ظاهری مصالح ساختمانی :

۱-۱ جرم ۱-۲ وزن ۱-۳ حجم : حجم جامد جسم شامل حجم مواد جامد مصالح. حجم کلی شامل حجم مواد جامد + فضای خالی داخل مصالح.

حجم فضایی یا ظاهری شامل حجم کلی و فضایی بین قطعات مصالح (ماشین آجر).

۱-۴ وزن حجمی مصالح ساختمانی (وزن فضایی یا ظاهری)

۱-۵ وزن مخصوص مصالح ساختمانی

۱-۶ پوکی مصالح :عبارت است از مقدار حجم خالی در اجسام نسبت به حجم جامد مصالح

۱-۷ تخلخل مصالح : عبارت است از حجم کل حفره های داخل مصالح ساختمانی نسبت به حجم کل مصالح.

 

۱.۲ تاثیر حرارت بر مصالح ساختمانی :

۲.۱ قابلیت هدایت حرارتی که بستگی به موارد زیر دارد :

الف) مصالح ساختمانی از نظر کیفیت طبیعی و مواد اولیه آن.

ب) ساختمان مولکولی و حالت کریستالی مصالح.

ج) تخلخل ، که هرچه درصد آن بالاتر باشد حرارت کمتری انتقال می یابد.

د) چگونگی تشکیل پوکی در ساختمان مصالح پیش ساخته.

 

هـ) هرچه سوراخهای داخل مصالح درشتر و به هم پیوسته تر باشند قابلیت هدایت حرارتی آن بیشتر است.

۲.۲ گرمای ویژه مصالح ساختمانی : که عبارت است از مقدار گرمایی که یک گرم از مصالح به خود می گیرد تا دمای آن یک درجه سانتیگراد افزایش یابد. گرمای ویژه مصالح ساختمانی و قابلیت هدایت حرارتی آنها کاربرد زیادی در تعیین ضخامت دیوارهای تیغه بندی ، خارجی و دیوارهای صنایع حرارتی و برودتی دارد.

۲.۳ مقاومت در برابر آتش : مقدار درجه حرارتی است که مصالح می توانند قبل از ذوب شدن تحمل نمایند. مصالحی که برای مقاومت در برابر آتش استفاده می شوند عبارتند از :

۱- مصالح نسوز که حرارت بالاتر از ۱۵۸۰ درجه سانتیگراد را تحمل می کنند.

۲- مصالح دیرگدازکه حرارت بین ۱۳۵۰ تا ۱۵۸۰ درجه سانتیگراد را تحمل می کنند.

۳- مصالح زودگداز که در حرارت پایین از ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد ذوب می شوند.

۲.۴ دوام در برابر تغییرات شدید دما : بعضی مصالح بسته به موارد کاربردشان باید در برابر آب و بخار آب ، یخ زدگی ، ذوب شدن ، جذب آب ، رطوبت هوای مجاور و … که عبارتند از :

1. قابلیت جذب رطوبت هوا
2. قابلیت جذب آب : در بسیاری از مصالح خواص خشک آن با خواص اشباع شده آن تفاوتهای بسیاری دارد. خاصیت قابلیت هدایت حرارتی ، تغییرات طول نسبی ، دوام مکانیکی مصالح و کلیه خواص فیزیکی از جمله وزن واحد حجم و جرم فضائی جسم اشباع شده نسبت به جسم خشک تغییرات زیادی دارد.

 

3. ضریب نرمی یا ضریب سنتی مصالح ساختمانی : ضریب مقاومت فشاری مصالح در حالت اشباع را نسبت به مقاومت فشاری مصالح در حالت خشک ضریب نرمی مصالح می گویند.اگر این ضریب بزرگتر از ۸/۰ باشد مصالح ، نفوذ ناپذیر شناخته شده ، کاربرد آنها در رطوبت و آب اشکالی ایجاد نمی کند.
4. نفوذ ناپذیری مصالح در برابر آب : قابلیت نفوذ پذیری عبارت است از مقدار آبی که تحت فشار در حجم نفوذ کرده ، از آن عبور می کند
5. مقاومت در برابر یخ زدگی : به مصالحی مقاوم گفته میشود که از یخ زدگی بیش از ۱۵ تا ۲۵ درصد مقاومت طبیعی خود را از دست ندهند و کاهش وزنی آنها بر اثر ترک خوردن و جدائی مصالح پس از ۴۰ بار یخ زدگی بیش از ۵ درصد حالت طبیعی نباشد.
6. نفوذ ناپذیری مصالح ساختمانی در برابر گازها

-خواص مکانیکی مصالح ساختمانی :

چگونگی پایداری مصالح ساختمانی در برابر عوامل مکانیکی بستگی مستقیم با گنجایش پذیرش نیروها به وسیله مصالح ساختمانی دارد و بررسی این عوامل خواص مکانیکی مصالح را مشخص می کند.

عواملی که با خواص مکانیکی مصالح ساختمانی سر و کار دارند شامل نیرو ، کار و انرژی می باشند.

-مقاومت مصالح ساختمانی :

توانایی و گنجایش مصالح برای پذیرش شنها و نیروها را (( تاب یا مقاومت مصالح)) می نامند. این مقاومت را به صورت مقاومت فشاری ، کنشی ، پیچشی و ضربه ای ظاهر می شود.

عواملی که با مقاومت مصالح ساختمانی سر و کار دارند شامل تنش ، کرنش ، و جدول الاستیته هستند.

 

 

 

خواص شیمیایی مصالح ساختمانی :

چگونگی پایداری مصالح ساختمانی در برابر عوامل شیمیایی مشخص کننده خواص و کاربرد شیمیایی مصالح است.

اسیدها و بازهایی که در شرایط عادی با آب و گازهای موجود در هوا ترکیب می شوند با مواد تشکیل دهنده مصالح ترکیب شده و به مصالح آسیب می رسانند. وجود ترکها در مصالح یا اطراف آن باعث ترکاندن مصالح می شوند.

-نام های مصالح پر کاربرد در ساختمان :

۱- گچ ۲- سیمان ۳- آهک ۴- شن و ماسه ۵- خاک ۶- کاشی – سرامیک ۷- آجر-سفال ۸- سنگ ۹- ملات ها ۱۰- قیر ۱۱- چوب ۱۲- شیشه ۱۳- نسوزها ۱۴- انواع مواد استحمالی

نماسازی آجری : طراحی نما : آجری

پیوند نیم نیم : در دیوارهای ۱۰ سانتی

پیوند سره : در دیوار های ۲۱ سانتی متری و ۳۵ سانتی متری

پیوند بلوکی ، پیوند صلیبی ، پیوند هلندی ، پیوند بلوکی صلیبی ، پیوند کله راسته ، پیوندهای ویژه : در دیوارهای ۲۱ سانتی متری

هشته گیر : الف) پنهان ب) آشکار

لغاز یا گوشواره ریشه پیوند

-ابزارهای عمومی ساختمان : کاربرد آن

 

۱- شمشله ۲- شاقول ۳- ریسمانکار ۴- تراز ۵- گونیا ۶- متر ۷- کمچه – ماله ۸- تیشه و انواع آن ۹- چکش لاستیکی ۱۰- پتک ۱۱- گلنگ ۱۲- بیل ۱۳- فرغون ۱۴- استانبلی ۱۵- پیمانه

-بتن و اختلاط آن :

بتن سنگی است مصنوعی که از مصالح سنگی به صورت شن و ماسه دانه بندی شده و به وسیله دوغاب سیمان به یکدیگر چسبیده اند ، وجهی یکپارچه را تشکیل می دهند.

سعی می شود بتن هرچه توپر شود و به حداقل فضای خالی برسد. مقاومت یک بتن بستگی به تغییرات کمی و کیفی مواد تشکل آن به شرح زیر دارد :

۱- سیمان از نظر مقدار مصرف در بتن و از نظر نوع و جنس آن

۲- آب از نظر مقدار به کار رفته و کیفیت آب مصرفی

۳- مصالح سنگی از نظر جنس و نوع دانه بندی آن ها

۴- طرز ساختن و به کار بردن و عمل آوردن ( Curing ) و حفظ کردن بتن غیر از عوامل ذکر شده ولی باید دانست شیب منحنی (مقاومت زمان ) در ابتدا زیاد و به تدریج کم می شود.

.طاقت بتن : عبارت است از مقاومت بتن در برابر ضربه که هرچه مقدار عیار سیمان بتن افزایش یابد طاقت بتن کمتر خواهد شد و بنابراین در ساخت پل ها و سایر سازه های بتنی که به آنها ضربه وارد می شود نباید از عیار ۴۰۰ و بالاتر استفاده نمود. بلکه باید مصرف آب را پایین آورد.

.سختی بتن : مقاومت بتن در مقابل سایش را می نامند.

.دوام بتن : مقاومت بتن در برابر رویدادهای فیزیکی مانند یخ زدن و آب شدن را دوام بتن می گویند.

.تغییر شکل الاستیک بتن : نمونه زیر فشار قسمت بالاتر پلاستیک و قسمت های پایین تر الاستیک می شود

.خزش یا تغییر شکل وابسته به زمان تابع عوامل زیر است :

۱- نسبت آب به سیمان بتن. ۲- نگهداری بتن. ۳- سن بتن.۴- اندازه تنش بتن. ۵- اندازه و شکل بتن.

 

-استفاده از مصالح نو

استفاده از مصالح جدید و به خصوص کامپوزیت‌ها به جای فولاد در دهه اخیر در دنیا به شدت مورد علاقه بوده است.

کامپوزیت‌ ها از یک ماده چسباننده (اکثراً اپوکسی) و مقدار مناسبی الیاف تشکیل یافته است.

این الیاف ممکن است از نوع کربن، شیشه، آرامید و … باشند، که کامپوزیت حاصله به ترتیب، به نام

AFRP, GFRP, CFRP خوانده می‌شود

مهمترین حسن کامپوزیت‌ها، مقاومت بسیار عالی آنها در مقابل خوردگی است.

به همین دلیل کاربرد کامپوزیت ‌های FRP در بتن ‌آرمه به جای میلگردهای فولادی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

لازم به ذکر است که خوردگی میلگرد در بتن مسلح به فولاد به عنوان یک مسئله بسیار جدی تلقی می ‌گردد.

تاکنون بسیاری از سازه ‌های بتن ‌آرمه در اثر تماس و مجاورت با سولفاتها، کلرورها و سایر عوامل خورنده دچار آسیب جدی گردیده‌اند، چنانچه فولاد به کار رفته در بتن تحت تنش‌های بالاتر در شرایط بارهای سرویس قرار گیرند، این مسئله به مراتب بحرانی ‌تر خواهد بود.

یک سازه بتن ‌آرمه معمولی که به میلگرد های فولادی مسلح است، چنانچه در زمان طولانی در مجاورت عوامل خورنده نظیر نمک‌ها، اسیدها و کلرورها قرار می‌گیرد، قسمتی از مقاومت خود را از دست خواهد داد.

به علاوه فولادی که در داخل بتن زنگ می‌ زند، بر بتن اطراف خود فشار آورده و باعث خرد شدن آن و ریختن پوسته بتن می‌گردد.

تاکنون تکنیک ‌هایی جهت جلوگیری از خوردگی فولاد در بتن‌ آرمه توسعه داده شده و به کار رفته است که در این ارتباط می‌ توان به پوشش میلگرد ها توسط اپوکسی، تزریق پلیمر به سطح بتن و یا حفاظت کاتدیک اشاره نمود.

با این وجود هر یک از این روش‌ها تا حدودی و فقط در بعضی از زمینه‌ها موفق بوده‌اند؛ به همین جهت به منظور حذف کامل خوردگی میلگرد ها، توجه محققین و متخصصین بتن ‌آرمه به حذف کامل فولاد و جایگزینی آن با مواد مقاوم در مقابل خوردگی معطوف گردیده است.

در همین راستا کامپوزیت ‌های FRP (پلاستیک ‌های مسلح به الیاف) از آنجا که به شدت در محیط‌ های نمکی و قلیایی در مقابل خوردگی مقاوم هستند، موضوع تحقیقات گسترده ‌ای به عنوان یک جانشین مناسب برای فولاد در بتن ‌آرمه، به خصوص در سازه ‌های ساحلی و دریایی گردیده‌ اند.

لازم به ذکر است که اگر چه مزیت اصلی میلگردهای از جنس FRP مقاومت آنها در مقابل خوردگی است، با این وجود خواص دیگر کامپوزیت ‌های FRP نظیر مقاومت کششی بسیار زیاد (تا ۷ برابر فولاد)، مدول الاستیسیته قابل قبول، وزن کم ، مقاومت خوب در مقابل خستگی و خزش، عایق بودن در مقابل امواج مغناطیسی و چسبندگی خوب با بتن، مجموعه ‌ای از خواص مطلوب را تشکیل می‌دهد که به جذابیت کاربرد FRP در بتن ‌آرمه افزوده ‌اند.