أهم المواد الأساسية الواجب تواجدها للبدء بعملية البناء

يعتمد تشييد المباني والهياكل على فهم شامل لمواد البناء بدون هذه المعرفة لن يكون من الممكن بناء مباني وهياكل ومساكن آمنة وفعالة وطويلة الأمد، يقدم هذا المقال لمحة عامة عن مجموعة كاملة من مواد البناء المتاحة للمهندسين المدنيين وجميع العاملين في صناعات البناء والتشييد.

مواد البناء الأساسية

أليس من الرائع كيف تعبر المباني في جميع أنحاء العالم في جميع البلدان والقارات عن نفسها بطريقة متباينة ولكنها موحدة؟ تمامًا مثلنا كبشر تتنفس المباني أيضًا ويمكن تمييزها بهوياتها الخاصة وظيفيًا والمواد الموجودة في البناء فهي تلتف بها، يمكن للمباني التي تؤدي نفس الوظيفة أن تبدو مميزة في النهاية بسبب اللعب بالمواد الخارجية والتباينات.

إذا كنت تعيش في أقصى الشمال، فيمكنك استخدام الثلج لبناء منزلك، لا تزال منازل مثل هذه موجودة في بعض أنحاء العالم، لأن المواد المطلوبة سهلة الوصول ومباشرة إلى حد ما.

ومع ذلك مع مرور القرون، اكتشف الناس المزيد من الطرق لبناء منازل مخصصة، لا يكفي مجرد امتلاك منزل، يجب بناء المنزل ليدوم لفترة طويلة جدًا وقادر على تحمل الظروف الجوية المعتادة التي يخضع لها موقعه في هذه الأيام، ليس لدينا فقط مجموعة واسعة في اختيار المواد، ولكن يمكن أيضًا اختيار الجودة، في حالة الخشب على سبيل المثال يمكن اختيار عمق الخشب المنشور أو نوع الخشب الذي نرغب في استخدامه.

تصنف مواد البناء حسب مصدرها فهي إما طبيعية أو اصطناعية، يتم تصنيف المواد غير المعالجة أو التي تتم معالجتها بشكل ضئيل من قبل الصناعة على أنها مواد بناء طبيعية ومن الأمثلة على ذلك الزجاج والخشب، حيث يتم تصنيف المادة على أنها مواد تركيبية إذا تم تصنيعها في بيئة صناعية، مثل البلاستيك.

المباني الطينية

لم يتم استخدام مواد البناء هذه بشكل غير مألوف الآن كما قد نعتقد، حيث أن استخدام هذا النوع من المواد للمنزل له فوائد عديدة، وهذا هو السبب في أنه كان شائعًا جدًا في العصور القديمة، الطين جيد جدًا في الحفاظ على ثبات مستويات درجات الحرارة، البيوت المبنية بهذه المادة دافئة في الطقس البارد وباردة في أشهر الصيف، تتغير درجة حرارة الجدران المصنوعة من الأرض ببطء، مما يعني أن تبريد أو تدفئة المنزل قد يتطلب المزيد من الموارد ومع ذلك، عندما يسخن أو يبرد في النهاية، ستستمر درجة الحرارة لفترة أطول.

البناء بالطوب

تم استخدام الطوب لبناء المنازل منذ آلاف السنين وتطورت من استخدام الطين، بالتأكيد يحتفظ بخصائص الطين التي سبق ذكرها، حيث تصنع من خليط من الطين، ثم تجفف بالشمس أو تُخبز في فرن لتقويتها، عادة لا يكون حجم الطوب أكبر، ولكن تتوفر الآن أحجام مختلفة لأولئك الذين يفضلون حجمًا معينًا من الطوب غالبًا ما تستخدم هذه المواد في الهياكل الأصغر بدلاً من المباني التجارية.

الخشب

عندما يتم قطع الأشجار والضغط عليها، فإنها تتحول إلى خشب منشور مثل الألواح الخشبية والألواح وغيرها من المواد المماثلة، يستخدم على نطاق واسع في البناء ويستخدم في معظم المناخات مع أي نوع من الهياكل تقريبًا، حيث تعتمد جودة الخشب على الشجرة، لذا فإن بعض الأشجار أفضل للبناء حتى لو كانت من نفس النوع وتتأثر جودة الخشب أيضًا بظروف النمو.

لقد تم استخدام الخشب تاريخيًا لبناء كبائن خشبية ومنازل أدى اختراع المناشير الآلية إلى إنتاج كميات كبيرة من الخشب، هذا ساعد في بناء الهياكل بشكل أسرع وأكثر اتساقًا في الشكل.

المعدن أو صلب

يستخدم المعدن في الغالب في الهياكل الهيكلية لناطحات السحاب أو المباني الكبيرة، كما أنها تستخدم أحيانًا كغطاء خارجي للسطح، نوع المعدن الذي يشيع استخدامه للهيكلة هو الفولاذ، وهو سبيكة قائمة على الحديد إنه قوي ومرن ويستمر لفترة طويلة جدًا عند صقله جيدًا سيواجه المعدن مشاكل في طول العمر إذا واجه التآكل، في الآونة الأخيرة يمكن أيضًا ملاحظة الفولاذ كمواد جمالية للواجهة، بالإضافة إلى مادة زخرفية للسقف في بعض المناطق بعض المباني.

الأنواع الأخرى من المعادن المستخدمة هي التيتانيوم والكروم والذهب والفضة لأغراض الهيكلة، يمكن استخدام التيتانيوم لكنه للأسف أغلى بكثير من الفولاذ تستخدم الكروم والذهب والفضة فقط للزينة لأنها مرنة للغاية.

الخرسانة (لبناء الجدران)

هذه المادة مصنوعة من مزيج من الركام (مثل الحصى أو الرمل) ورابط (مثل الأسمنت) عندما يتم خلط الركام والمجلدات بالماء ثم تجفيفها، فإن هذا يتصلب ويتحول إلى مادة تشبه إلى حد كبير الحجر.

الخرسانة في حد ذاتها ليست دائمة للغاية تستخدم القضبان الفولاذية لتقويتها بشكل أكبر، مما يحولها إلى خرسانة مسلحة ويجب أيضًا تجنب الفقاعات الهوائية عند استخدام هذه المادة؛ لأنها ستضعف الهيكل لذلك يتم استخدام هزاز لهذا الغرض، أصبحت هذه المادة مادة البناء المفضلة بسبب قابليتها للتشكيل وطول عمرها وسهولة نقلها.

الزجاج للنوافذ

الزجاج مادة بناء شائعة الاستخدام للنوافذ، يتيح ذلك للهيكل السماح بدخول الضوء الطبيعي وفي نفس الوقت ترك الطقس بالخارج يُصنع الزجاج من خليط من السيليكات والرمل الذي تم تسخينه في فرن لجعله مقاومًا للرصاص أو ملونًا، يتم إضافة مواد مضافة إلى الخليط.

هذه المادة للأسف هشة وحساسة للغاية، لكنها لا تزال شائعة بدلاً من القيمة الجمالية التي تضفيها على الهيكل.

القش لعزل المباني

القش مصنوع من العشب ويمكن حصاده بسهولة وهي من أقدم مواد البناء التي عرفت على الإطلاق بسبب عزلها الجيد، لقد أصبح ذات يوم شائعًا في أوروبا للأسقف، ولكن تم التخلي عنه في النهاية لصالح المواد التي يسهل الوصول إليها بصرف النظر عن العزل، يبدو وجود سقف من القش جميلًا، ولكن قد تضطر إلى مواجهة حقيقة الصيانة المنتظمة تم تفضيل المواد التي تكون أكثر متانة وتتطلب صيانة أقل على القش كمواد بناء.

الصخور في المباني الصلبة

أطول مادة بناء معروفة في التاريخ هي الصخور كما تعد حقيقة توفرها بسهولة عاملاً جيدًا أفضل الأمثلة على الهياكل الحجرية هي أهرامات مصر ونسخ الأزتك.

ستعتمد جودة الهيكل بشكل كبير على نوع الصخرة التي تستخدم، حيث قد لا يمتلك البعض السمات الصحيحة لجعل الهيكل متينًا لكن العيب الرئيسي في استخدام الصخور هو وزنها وأشكالها غير الملائمة.

تصنع الجدران الحجرية الجافة عن طريق تكديس الحجارة فوق بعضها البعض ويتم استخدام الملاط (الأسمنت عادةً) لتثبيت الحجارة معًا، الجرانيت والأردواز هما أكثر أنواع الأحجار شيوعًا المستخدمة في بناء الهياكل.