االطوب ( الطابوق) الخرساني Concrete Masonry Unit CMU

الطوب ( الطابوق) الخرساني Concrete Masonry Unit CMU

يعد طوب البناء الخرساني / الطابوق الخرساني أحد منتجات البناء الأكثر تنوعًا المتاحة نظرًا للتنوع الكبير في المظاهر التي يمكن تحقيقها باستخدام وحدات الطوب الخرساني. يتم تصنيع وحدات الطوب الخرساني بأحجام وأشكال وألوان وأنسجة مختلفة لتحقيق عدد من التشطيبات والوظائف. بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا لطبيعتها المعيارية، يمكن دمج وحدات الطوب الخرساني المختلفة داخل نفس الجدار لتحقيق اختلافات في الملمس والنمط واللون. عادةً، تكون وحدات البناء الخرسانية ذات أبعاد 200 ملم  × 400  ملم، وهي متوفرة بسماكة( 70 , 100 , 150 , 200) ملم. تشير الأبعاد  إلى حجم الوحدة لتخطيط أنماط. بالإضافة إلى هذه الأحجام القياسية، قد تتوفر ارتفاعات وأطوال وسماكات أخرى للوحدات من منتجي البناء الخرساني المحليين. و تعتبر المواصفات القياسية الامريكية من اكثر المراجع شيوعا لمواصفات البناء و تتضمن المواصفات القياسية لوحدات طوب البناء الخرساني الحاملة، ASTM C90  هي المعيار الأكثر مرجعًا لوحدات الطوب الخرساني.

 

انواع و تصنيفات الطوب الخرساني Concrete Masonry Unit CMU

الطوب الخرساني يأتي في أنواع متنوعة تتنوع وفقًا لاستخداماته وخصائصه الميكانيكية. يُصنف الطوب الخرساني بشكل رئيسي إلى طوب مفرغ وطوب مصمت.

الطوب المفرغ يتميز بوجود فراغات داخلية، مما يقلل من وزنه ويجعله أكثر توفرًا وسهولة في التعامل معه. أما الطوب المصمت، فيكون خاليًا من الفراغات الداخلية، مما يجعله أكثر كثافة وصلابة.

وبناءً على التصنيفات المحددة، يتم تقسيم الطوب الخرساني إلى عدة فئات وفقًا لمعايير محددة:

1. الكثافة الظاهرية:

• الطوب العادي: يبلغ 2 طن لكل متر مربع.
• الطوب المتوسط: يتراوح بين 1.7 - 2 طن لكل متر مكعب.
• الطوب الخفيف: يبلغ حوالي 1.7 طن لكل متر مكعب.

 

2. مقاومة الكسر بالضغط:

• الطوب الحامل: يصل إلى 7 نيوتن لكل ملم مربع.
• الطوب الغير حامل: حوالي 3.5 نيوتن لكل ملم مربع.
• الطوب المتوسط: حوالي 3 نيوتن لكل ملم مربع.
• الطوب الخفيف: حوالي 2.5 نيوتن لكل ملم مربع.

هذه التصنيفات تعكس الاختلافات في الكثافة وقوة الضغط بين الأنواع المختلفة من الطوب الخرساني، مما يسهل على المهندسين والمقاولين اختيار النوع المناسب لتلبية متطلبات مشاريع البناء المحددة.

المواد المستخدمة في تصنيع الطوب (الطابوق) الخرساني Concrete Masonry Unit CMU

وفقًا للمواصفات ASTM C90، يُستخدم في تصنيع وحدات الطوب الخرساني مجموعة من المواد التي يجب أن تلبي متطلبات الجودة والمتانة المحددة. هذه المواد تشمل:

1. الإسمنت  :  يستخدم الإسمنت كمادة رابطة أساسية في تصنيع الخرسانة. يتم اختيار الإسمنت الذي يلبي مواصفات ASTM  C150  لضمان جودة ومتانة الخرسانة, عادة يكون اما الاسمنت البورتلاندي العادي او الاسمنت البوزولاني.
2. الرمل:  يتم استخدام الرمل كمواد ملء ومعلقة في خليط الخرسانة. يجب أن يكون الرمل خاليًا من الشوائب العضوية والمواد الضارة الأخرى ويجب أن يلبي متطلبات المواصفات ASTM C33.
3. الركام:  يتم استخدام الركام كمادة ملء وتعزيز في خليط الخرسانة. يجب أن يكون الركام متسقًا ومناسبًا للاستخدام المقصود ويجب أن يلبي متطلبات المواصفات ASTM C33, و يكون الركام من ناتج طسر الحجر الطبيعي او حصى الوديان الناعم او الرمل السليس المتدرج او خليط منهما, بالنسب التي تعطي الطوب الخصائص المنصوص عليها في المواصفات.
4. الماء : يستخدم الماء في تفعيل الإسمنت وخلط المواد الأخرى لتكوين خليط الخرسانة. يجب أن يكون الماء نظيفًا وصالحًا للشرب وخاليًا من المواد الضارة.
5. الإضافات والمواد المضافة:  قد تُضاف مواد إضافية لتحسين خصائص الخرسانة مثل المقاومة للتآكل أو التشوه أو لتعزيز الأداء في ظروف البيئة الخاصة. هذه الإضافات يجب أن تلبي المواصفات المعتمدة وتكون متوافقة مع المواصفات ASTM C494.

بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تلتزم عمليات التصنيع بمعايير الجودة والتحكم في الجودة المحددة في المواصفات ASTM C90 لضمان منتجات متسقة الجودة ومتانة.

 

عملية تصنيع الطوب الخرساني Concrete Masonry Unit CMU

 تتضمن عملية تصنيع الطوب الخرساني Concrete Masonry Unit عدة خطوات رئيسية. هذه العملية تختلف قليلاً اعتمادًا على التقنيات المستخدمة والمعدات المتوفرة في المصنع، ولكن الخطوات العامة تشمل عادةً ما يلي:

1. خلط المواد:

تبدأ عملية تصنيع الطوب الخرساني بخلط المواد الخام. يتم خلط الإسمنت والرمل والركام بنسب محددة بدقة لضمان الحصول على خليط متجانس ومتماسك. وفقًا للمواصفة الأمريكية    ASTM C90 ، توجد نسب معينة لتكوين خليط الخرسانة المستخدم في تصنيع وحدات البناء الخرسانية. النسب الشائعة للمكونات الرئيسية في الخليط هي كالتالي:

• الإسمنت: يتم استخدام الإسمنت عادةً بنسبة تتراوح من 6 إلى 15 في المائة من حجم الخرسانة النهائية, على ان لا تقل عن 200 كغ للمتر المكعب من خلطات الطوب.
• الرمل: تتراوح نسبة الرمل عادةً بين 25 إلى 45 في المائة من حجم الخرسانة.
• الركام: يشكل الركام المتجانس حوالي 40 إلى 60 في المائة من حجم الخرسانة.
• الماء: يضاف الماء بنسبة تكفي لتحقيق ملاءمة وتكتل الخليط، ويمكن أن تتراوح نسبته من 6 إلى 12 في المائة من وزن الإسمنت.
• تلك النسب هي النسب العامة التي قد تختلف قليلاً اعتمادًا على متطلبات المشروع الخاص والظروف المحيطة بعملية الإنتاج. لذا، يجب على الشركات المصنعة اتباع المواصفات الدقيقة المحددة في المواصفة ASTM C90 وضبط عمليات الإنتاج لتحقيق جودة عالية وتوافق مع

 

 

2.  صب الخلطة الخرسانية في القوالب:

بعد الحصول على الخليط المناسب، يتم صبه في قوالب معدنية مصممة بشكل ينتج عنها وحدات البناء الخرسانية المطلوبة. يتم تصميم هذه القوالب لتكون بالأبعاد المحددة والشكل المطلوب للطوب النهائي. و تكون هذه القوالب مصنعة حسب المواصفات القياسية الامريكة لتحقق معاير الجودة المطلوبة.

3.  الضغط والتعبئة:

بعد صب الخليط في القوالب، يتم ضغطه باستخدام ماكينات خاصة للحصول على كثافة محددة وضمان إزالة الفراغات الهوائية داخل الطوب. و يتراوح حجم الضغط المطلوب للوصول الى درجة الصلابة النهائية من 1000 – 4000 psi. في حين يمكن ان يكون الضغط أقل في حالات تصنيع الطوب الخرساني الخفيف الوزن.

4.  الإيناع والتجفيف:

بعد صب الخليط وضغطه، يتم نقل القوالب إلى غرفة خاصة للعلاج حيث يتم تعريض الطوب لظروف معينة من درجة الحرارة والرطوبة لتعزيز عملية التصلب والتصلب, و يتم عادة تحديد مدة الإيناع للطوب الخرساني الطازج من 12 – 24 ساعة, حسب الظروف الجوية و المتطلبات الفنية, و يرش بالماء لمدة ثلاثة ايام متتالية, بحيث يكون الرش بالمقادير و الكميات التي تضمن بقاء الطوب رطبا خلال تلك المدة, و يترك الطوب الخرساني لمدة 28 يوم حتى يصل لأعلى درجة صلابة يمكن ان يحققها, حيث لا يسمح باستعمال الطوب في اعمال البناء قبل هذه المدة, الا في حال تم استخدام عماليات المعالجة و الإيناع البخارية.

5.  فصل الطوب من القوالب:

بعد أن يتم الانتهاء من عملية التجفيف والتعرض للعلاج، يتم فصل الطوب من القوالب. في هذه المرحلة، يمكن إجراء التشطيبات النهائية إذا كانت مطلوبة، مثل تلميع السطح أو تطبيق الدهانات.

6.  التخزين والتوزيع:

يتم تخزين الطوب الخرساني في مستودعات خاصة حتى يتم استخدامه في المشاريع البنائية. يتم توزيعها إلى المواقع المطلوبة واستخدامها في بناء الجدران والهياكل الخرسانية.

 

تلك هي الخطوات الأساسية لتصنيع الطوب الخرساني. يمكن تخصيص بعض الخطوات أو إضافة خطوات إضافية حسب الاحتياجات المحددة لكل مصنع.

الاستدامة و الطاقة لوحدات الطوب الخرساني Concrete Masonry Unit CMU

 

 يُعتبر الطوب الخرساني مستدامًا ويحافظ على الطاقة، وذلك لعدة أسباب:

1. استخدام مواد معاد تدويرها: يمكن تصنيع الطوب الخرساني باستخدام مواد معاد تدويرها، مما يقلل من الحاجة إلى استخدام الموارد الطبيعية الغير متجددة. على سبيل المثال، يمكن استخدام رماد الفحم المتطاير أو الزجاج المعاد تدويره في إنتاج الخرسانة.
2. توفير الطاقة في عمليات التصنيع: عمليات تصنيع الطوب الخرساني تستهلك كميات أقل من الطاقة مقارنة بالمواد البديلة مثل الطوب التقليدي المصنوع من الطين أو الحجر. هذا يساهم في تقليل البصمة الكربونية لعمليات الإنتاج وبالتالي الحفاظ على الطاقة.
3. قدرة الطوب الخرساني على التحكم في درجة الحرارة: يتميز الطوب الخرساني بكتلة حرارية عالية، مما يسمح له بامتصاص الحرارة وتخزينها، وبالتالي توفير درجات حرارة معتدلة داخل المبنى. هذا يقلل من الحاجة إلى استخدام أنظمة التدفئة والتبريد، وبالتالي يوفر الطاقة.
4. متانة وصلابة الطوب الخرساني: يتمتع الطوب الخرساني بمتانة عالية وصلابة، مما يعني أنه يتطلب أقل إصلاح وصيانة على المدى الطويل مقارنة بالمواد الأخرى. هذا يقلل من استهلاك الموارد والطاقة المستخدمة في إجراءات الصيانة.

باختصار، يعتبر الطوب الخرساني خيارًا مستدامًا ويحافظ على الطاقة نظرًا لاستخدامه لمواد معاد تدويرها في الإنتاج، وتوفيره للطاقة في عمليات التصنيع، وقدرته على توفير درجات حرارة معتدلة داخل المباني، بالإضافة إلى متانته وصلابته التي تقلل من الحاجة إلى الصيانة.

 

نستنتج من السابق أن الطوب الخرساني بوصفه عنصرًا أساسيًا في صناعة البناء، حيث يتيح تنوعًا هائلًا في التصميم والوظائف. تمثل وحدات الطوب الخرساني الجودة العالية والاستدامة والقوة، مما يجعلها اختيارًا مثاليًا للمشاريع البنائية المتنوعة. بتصنيعها بمعايير عالية الجودة واستخدام مواد معاد تدويرها، يعكس الطوب الخرساني التزامًا بالبيئة والاستدامة.

من خلال فحص أنواعه وتصنيفاته، ومواد التصنيع المستخدمة فيه، إلى عملية التصنيع وأساليب الاستدامة، تبقى وحدات الطوب الخرساني الخيار الأمثل للبناء المستقبلي. إنها ليست مجرد مواد بناء، بل هي رمز للتطور التقني والاستدامة في صناعة البناء. بالتزامن مع مواصفات عالية الجودة وخصائص ميكانيكية متميزة، يستمر الطوب الخرساني في تحقيق التقدم والابتكار في عالم البناء المعاصر.