logo

logo

logo

logo

logo

الآجر

اجر

Brick - Brique



الآجر

 

صنع الآجر

أنواع الآجر

تلوين الآجر

 

 

 

الآجر brick مادة من مواد البناء تصنع عادة من الطين clay (الغضار الممزوج بالماء)، وتقولب بالبثق أو بالصب في قوالب في مكعبات أو متوازي مستطيلات، وتستعمل في إنشاء الجدران والسقوف المقببة وتبليط الأرضيات وكسوة السقوف.

هناك ثلاثة أنواع من الغضار يُصنع منها الآجر: الغضار السطحي.surface c، ويوجد قريباً من سطح الأرض؛ ولاسيما في قيعان الأنهار. والطَّفَل أو الغضار الصفحي، وهو نوع من الغضار خضع لضغط جيولوجي كبير، وتختلف قساوته بين الليونة والصخر القاسي. والغضار الناري.fire c، ويوجد عميقاً تحت السطح، ويتطلب استخراجه عمليات حفر وتعدين، وتركيبه الكيميائي أكثر تجانساً من النوعين الآخرين. ويُعد اللّبِن (الطوب)  adobe brick المجفف في الشمس من الآجر، ويصنع من مزيج الطين والقش والماء، وما يزال شائع الاستعمال في كثير من البلاد، ومنها البلاد العربية و الهند والمكسيك وغيرها.

يتمتع الآجر بمواصفات إنشائية جيدة، فهو مادة عالية المقاومة للضغط، وخفيفة الوزن نسبياً، وجيدة العزل للحرارة والرطوبة والصوت، واقتصادية الكلفة، إضافة إلى كونها جميلة شكلاً ولوناً. وصناعة الآجر من أقدم صناعات مواد البناء، ويعود أقدم أشكال اللَّبِن المعروفة إلى 7500 سنة قبل الميلاد في بلاد الرافدين، وكان البابليون يضعون عجينة الطين في قوالب، ويتركونها لتجف في الشمس، ثم تعلموا شيّ الغضار وصنع الآجر، واستخدموه استخداماً واسعاً في بناء قصورهم ومعابدهم وبرج بابل الشهير. وقد لوحظ أن الشيّ يجعل الآجر أشد قساوة من اللبن، كما أن صنع الآجر من الرواسب الغضارية المتصلبة غير ممكن إلا بعد طحنها بآلات السحق. وقد مكّن التقدم التقني من تنمية صناعة الآجر على نحو جعل منها اليوم صناعة متنوعة المنتجات، وتدخل في مختلف عناصر البناء وفي التغطيات ومجاري المياه.

الجدول (1)ء

سلم ونتوورث لتصنيف حجوم جزيئات الرسوبيات

الجزيئات

حجم الحبيبات مم

الحجر

256>

الحصى

256-64

الحصى الصغير

64-4

الرمل الحصوي

4-2

الرمل

2-1/16

الغَريَن

1/256-1/16

الغَضار

1/256<

يقصد بالغضار الجزيئات الحبيبية الناعمة الموجودة في المواد الرسوبية والتربة والصخور. وبحسب سلم ونتوورث  Wentworth scale (الجدول 1) فإن حبيبات الغضار أنعم وأدق من حبيبات الغَريَن silt، ولا يزيد حجمها على 4 ميكرومتر تقريباً. ومع ذلك فقد يطلق مصطلح الغضار على الصخر نفسه الذي يحتوي على توضعات كبيرة من مركّبات المواد الغضارية. إذ يمكن أن يشتمل الغضار على أي مواد عضوية مثل الفلزات الغضارية clay minerals، والألّوفين allophane، والكوارتز quartz والفلدسبار feldspar، والزيوليت zeolites وأكسيد الحديد المائي iron hydroxides، وكلها تميز بحجوم حُبيباتها الصغيرة جداً. غير أن معظم الغضار يتألف بالدرجة الأولى من الفلزات الغضارية. ومع أن تركيب الغضار متنوع جداً فإن هناك خصائص مشتركة تجمع بين أنواعه بسبب نعومة حُبيباته. ومن تلك الخصائص اللدونة حين يكون الغضار رطباً، وقابليته لتشكيل معلقات غروانية حين ينحل في الماء، وميله إلى الاندماج والتكتل والترسب في الماء الملح.

يتوفر الغضار في الطبيعة بكثرة، وأغلبه ناجم عن تفتت الصخور الرسوبية بفعل العوامل الطبيعية، ويوجد في التربة بشكل صفائح وعروق، وأشهر فلزاته: الكاولينيت kaolinite (أو الكاولين نسبة إلى تل كاولنغ في الصين)، والإيليت illite (نسبة إلى ولاية إيلينوي في الولايات المتحدة الأمريكية)، والمونموريُّونيت montmorillonite (نسبة إلى مدينة مونموريون في فرنسا). وتحتوي كلها على نسب مختلفة من السيليس SiO2 والألمين Al2O3، وقد توجد في الغضار شوائب من فلزات معدنية أخرى متحدة معه مثل الكوارتز وبعض أكاسيد الحديد والحجر الكلسي والمغنزيوم، وأحياناً مواد عضوية. وتعطي أكاسيدُ الحديد غضاريات الآجر ألوانها  التي تتميز بها.

صنع الآجر:

إن الخطوات الأساسية في صنع الآجر هي سحق الغضار وطحنه ثم مزجه بالماء وتشكيله في قوالب أو تقطيعه بالشكل المطلوب، ويلي ذلك شيه في أتون في درجة حرارة لا تقل عن 1100سْ. وبالتالي فإن مصنع الآجر الحديث يجب أن يشتمل على مجموع المكنات والمعدات التي تمكنه من تنفيذ تلك الأعمال بكاملها (الشكل 1).

مراحل تصنيع الآجر

مراحل صنع الآجر: يمر صنع الآجر بمراحل خمس

1- استخراج المواد ونقلها إلى المصنع.

2- تهيئة المواد: وفيها يتم تفتيت كتل الغضار وتنقيتها من الشوائب، ثم تحضير العجينة بالسحق والهرس والخلط في آلات وعجّانات خاصة. ويلي ذلك ترطيب العجينة في آلات الخلط بإضافة الماء أو بخاره في أنفاق خاصة.

3- تشكيل قطع الآجر: وفيه يتم تشكيل الخليطة الرطبة في قوالب ومكابس بالبثق أو الضغط لإعطائها الشكل المطلوب (الشكل 2 أ و ب).

الشكل (2-ب)ء الشكل (2-أ)ء

وهناك ثلاث طرائق للتشكيل، هي

- طريقة التشكيل الرطبة: وهي الأكثر شيوعاً في إنتاج الآجر المُصْمت والآجر المثقب و المجوّف. وفيها تراوح نسـبة الماء المضاف إلى العجينة الغضارية بين 25-30 % من وزن الخليطة الجافة، بحيث تكون العجينة قابلة للقولبة بالشكل المطلوب من دون أن تتفتت أو تتكسر عند إخراجها من القالب

- طريقة التشكيل نصف الرطبة: ونسبة الماء فيها 15-20 % من وزن الخليطة الجافة. ويتم تشكيل العجينة في هذه الطريقة بالبَثْق في مكابس  وقوالب سحّابة.

- طريقة التشكيل الجافة: ونسبة الماء فيها 8-12 % من وزن الخليطة الجافة. ويتم تشكيلها في مكابس خاصة معقدة تحت ضغط يصل إلى 250 كغ/سم2. ومن مزايا هذه الطريقة أنها تخفض مدة التجفيف، و تقلص القطع المشكلة بها قليل جداً.

4- التجفيف: وفيه يتم تجفيف القطع المشكلة بحيث لا تزيد نسبة الماء على 7-9 % من وزنها. ويتم التجفيف بتكديس القطع في الهواء الطلق عدة أسابيع أو في أفران نَفَقيّة تصل حرارتها إلى 70 ْس، أو بتعريضها لتيار هواء جاف ساخن.

5- الشيّ: وفي هذه المرحلة تمرر القطع المقولبة في أتون نفقي أو دوار أو متعرج. وتتم عملية الشيّ برفع درجة حرارتها تدريجياً حتى تصل إلى 800ْ - 1000ْس، فيكتسب الغضار صلابته اللازمة في درجة الحرارة هذه. إذ تنصهر المكونات المعدنية الداخلة في تركيب الغضار، فتربط بين حبيباته، و تكتسب قطع الآجر الصلابة المطلوبة. ويحول هذا التدرج في درجات الحرارة دون تصلب سطح القطع قبل أن يتبخر الماء من أعماقها، فلا يتسبب في تشققها وتصدعها عند الاستخدام، ويجب أن يتم تبريد القطع المشوية تبريداً متدرجاً أيضاً للحيلولة دون تشققها.

يضم مصنع الآجر الحديث أتوناً نفقياً tunnel kiln تجري فيه عملية شي الآجر من دون توقف. في حين ما يزال بعض مصانع الآجر القديمة يستعمل أتونات نخروبية من نمط خلية النحل beehive kiln، وهي تحتاج إلى إضرام النار فيها في كل مرة بعد تكديس الآجر المجفف فيها بترتيب يسمح بتخلل الهواء والحرارة فيها. والأتون النفقي مطور أصلاً عن الأتون القديم، غير أن الحرارة تنتقل فيه أفقياً، وهو يتألف من عدة أتونات متصلة فيما بينها بممرات يمر فيها الآجر. وعندما توقد النار في الحجرة الأولى ينتقل الفائض من الحرارة إلى الغرفة التي تليها لتزيد في درجة حرارتها. وبالتتابع يتم رفع درجات الحرارة باطّراد من حجرة إلى أخرى، وهو ما يسمى منطقة النار الزاحفة moving fire zone، ومن ثم تبريد الحجرات التي تأتي بعدها بالتدريج، بحيث يتم شي الآجر وتبريده كله في مراحل متتالية من دون توقف. و في الأتونات الحديثة يتحرك الآجر أتماتياً وببطء على عربات تحمل نحو 3000 قطعة آجر أو أكثر بدءاً من أبرد منطقة إلى أكثرها حرارة ثم الأقل فالأقل حتى يخرج من الجانب الآخر بعد أن يبرد تدريجياً أيضاً.

بعد أن يتم شي قطع الآجر وتبريدها تكدس على ألواح خشبية تحتها فتحات؛ ليمكن تحميلها برافعة شوكية، ويتم التكديس في مكعبات من قطع الآجر، وتُحزم بشريط فولاذي. وغالباً ما تتم هذه الأعمال أتماتياً أيضاً.

أنواع الآجر

الشكل (4) آجر تزييني الشكل (3) أنواع مختلفة من الآجر

يقسم الآجر بحسب استخدامه إلى الأنواع الرئيسة التالية:

آ- الآجر العادي: وهو آجر مصمت أو مثقب أو مجوف (الشكل3). تراوح مقاومته للضغط بين 50 و300 كغ/سم2. ويستخدم في إنشاء الجدران الحاملة والجدران الحاجزة والعناصر القوسية والأعمدة والسقوف المقببة.

ب- الآجر التزييني: وهو آجر مصمت أو مثقب تراوح مقاومته للضغط بين 100 و500 كغ/سم2، وهو قليل السمك، يتم شيه في حرارة تصل حتى1200ْس لإكسابه صلابة عالية، ويستخدم في تغطية واجهات البناء وجدرانه (الشكل 4). وهناك أنواع خاصة منه لتغطية الأرضيات (الشكل 5).

الشكل (6) آجر حراري الشكل (5) آجر تغطية الأرضيات

جـ- الآجر الحراري أو الناري: وهو آجر مقاوم للحرارة من الشكل المصمت. يتم شيّه في درجات حرارة عالية تصل إلى 2000ْ س، ويستخدم في تبطين جدران الأفران والمداخن (الشكل 6).

د- القرميد: وهو آجر مسطح قليل السماكة يستخدم في تغطية السطوح المائلة في البناء، وتكون مقاومته للضغط في حدود 80كغ/سم2 (الشكل 7 -أ و ب).

الشكل (4 - ب) نوع آخر من آجر تغطية الأسطح  الشكل (3- أ) آجر تغطية الأسطح

أنواع الآجر الخاصة: ولها أشكال ومقاومات واستخدامات مختلفة مثل الآجر المزجج، والآجر الإسفلتي، والآجر المخرَّق، والآجر المقاوم للكبريتات، والأنواع المختلفة من المواد الخزفية.

تلوين الآجر:

الشكل (8) أنواع من الآجر الملون

تمنح المُركّبات المعدنية الموجودة في الغضار- كالحديد والمغنزيوم وأكسيد الكلسيوم- الآجر لونه بعد الشي. وقد يكون اللون موحداً في كامل قطعة الآجر، أو مبرقعاً أو غير مرغوب فيه، ويتوقف ذلك على قوام المواد الموجودة في الغضار. فاللون الأحمر البني (القرميدي) يدل على غنى الغضار بأكسيد الحديد، أما اللون الأصفر فيدل على غلبة الكلس فيه. كما أن اللون خاضع للتبدل بحسب درجات حرارة الشي، مع العلم بأن هذا التلون يبقى سطحياً، أما الجسم الأساسي فيحافظ على لونه الطبيعي (الشكل 8). ولإعطاء الآجر اللون المرغوب فيه يتم خلط الغضار بالمنغنيز للحصول على لون معيّن، أو يُلجأ إلى تخضيب الغضار بالملونات قبل القولبة والشي أو إلباس سطح الآجر عند التصنيع باللون المطلوب؛ إذ إن طلي الآجر بطبقة من الطلاء أو الميناء تمنحه الصفة الملازمة له. فالآجر المزجج glazed  يعالج برش الملح على سطح الآجر في أثناء الشي، أو تغمس القطع في محلول زجاجي، ثم يعاد شيها من جديد، والآجر المطلي بالصلصال claycoat يرذذ spray سطحه بنوع من الصلصال المخضب الرقيق القوام عند الشي، والآجر الملبس بالردغة slurry، وهو ملاط ملون رقيق القوام، يلجأ إليه لطلي قطع الآجر التشكيلي أو المجفف باللون والبنية المناسبين.

يُصنع الآجر الغضاري لغايات مختلفة. وتحدد مواصفاته طبقاً للمواصفات العالمية والمواصفات المحلية المعمول بها في البلد المعني. وأكثر الآجر شيوعاً القطع المستعملة في تشييد الواجهات. وأبعادها القياسية 90´57´190 مم. وهناك 11 قياساً آخر محدداً للآجر المعد للاستعمال في تطبيقات مختلفة، ومنها أنابيب تصريف المياه.

يراوح الوزن الحجمي للآجر بين 1200و 1500كغ/م3 للآجر المثقب والمجوف، و1800 كغ/م3 للآجر المصمت. وتراوح مقاومة الآجر العادي للضغط بين 50 و300 كغ/سم2، وهناك أنواع من الآجر يتم إنتاجها بتقنيات خاصة تصل مقاومتها إلى 1000 كغ/سم2. ويتصف الآجر بتحمله للضغط وضعفه بتأثير الشد. لذلك يستخدم في العناصر الخاضعة لقوى ضغط في البناء. وتختلف الناقلية الحرارية للآجر باختلاف وزنه الحجمي وحجم الفراغات والثقوب والمسامّ فيه. ويُراوح معامل الناقلية الحرارية للآجر بين 0,5 و0,7 كيلو كالوري/م2/ ساعة/ درجة مئوية. لذلك يعدّ الآجر عازلاً حرارياً جيداً يضمن أجواءً داخلية مريحة في البناء. ويجب ألا تقل نسبة امتصاص الآجر للماء عن8 %. أما الآجر المستخدم في تغطية مقدم البناء فيجب أن يكون مقاوماً لتغيرات الجو وقليل الامتصاص للرطوبة فلا يتشقق بفعل الصقيع والعوامل الجوية.

وإلى جانب الآجر التقليدي هناك أنواع من الآجر التزييني المقولب بأشكال مختلفة والمتوفر بمقاييس نظامية أو بحسب الطلب. وهي تستعمل غالباً في بعض التفاصيل المعمارية كالأقواس والعقود والقباب والزوايا والنضد المائية. كما يستعمل الآجر في أعمال النحت والجداريات.  

              

محمد  وليد الجلاد

                 

 

مراجع للاستزادة:

- عمر العرفي، الآجر، الموسوعة العربية، المجلد الأول، دمشق 1998.

 - B. Velde (Ed.), Origin And Mineralogy Of Clays: Clays And The Environment, Vol, 1995.

 -David W. Richerson, Modern Ceramic Engineering: Properties, Processing, And Use In Design, 1992.

-H. H. Murray, Clays For Our Future (1999).

-R. Bennet & M. H. Hulbert, Clay Microstructure,1986.

 


التصنيف : مواد البناء
النوع : مواد البناء
المجلد: المجلد الأول
رقم الصفحة ضمن المجلد : 272
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 25
الكل : 12091922
اليوم : 942