يدل مفهوم الطوب لوحدات صغيرة من المواد البناية، غالباً ما تُصنع من الطين المحروق وتثبّت بملاط وهو عامل ربط يتكون من الأسمنت والرمل والماء، منذ فترة طويلة مادة شائعة يحتفظ الطوب بالحرارة ويقاوم التآكل ويقاوم الحريق، نظراً لأنّ كل وحدة صغيرة يبلغ عرضها أربع بوصات وطولها ضعف، فإنّ الطوب يعتبر مادة مثالية للهياكل في الأماكن الضيقة وكذلك للتصاميم المنحنية.
تاريخ صناعة الطوب:
استُعمل الطوب كمادة للبناء لمدة 5000 عام على الأقل، ربما تمّ صنع الطوب في الشرق الأوسط بين نهري دجلة والفرات التي تعرف الآن باسم العراق، نظراً لعدم وجود الحجر الذي استخدمه معاصروهم في المناطق الأخرى المستخدمة في الهياكل الدائمة، اعتمد البناؤون الأوائل هنا على المواد الطبيعية الوفيرة لصنع الطوب المشمس.
مع ذلك كانت هذه ذات استخدام محدود؛ لأنّها تفتقر إلى المتانة، ولا يمكن استخدامها في الهواء الطلق تسبب التعرض للعناصر في تفككها، كان البابليون الذين سيطروا لاحقاً على بلاد ما بين النهرين أول من أطلقوا الطوب، حيث تم بناء العديد من معابد الأبراج الخاصة بهم.
من الشرق الأوسط انتشر فن صناعة الطوب غرباً إلى ما يعرف الآن بمصر وشرقاً إلى بلاد فارس والهند، على الرغم من أنّ الإغريق الذين لديهم إمدادات وفيرة من الحجر، لم يستخدموا الكثير من الطوب إلا أنّ الأدلة على أفران الطوب والهياكل لا تزال موجودة في جميع أنحاء الإمبراطورية الرومانية، حيث إنه ومع تراجع روما وسقوطها سرعان ما تضاءلت صناعة الطوب في أوروبا.
مواد أولية لصناعة الطوب:
استمرت تحسينات صناعة الطوب في القرن العشرين، تشمل التحسينات جعل شكل الطوب متجانس تماماً وتقليل الوزن وتسريع عملية إطلاق النار، على سبيل المثال نادرً ما يكون الطوب الحديث صلب، يتم ضغط بعضها في الشكل مما يترك ضفدع أو منخفض على سطحه العلوي، يتم بثق البعض الآخر بثقوب من شأنها تسريع عملية الحرق عن طريق تعريض مساحة أكبر من السطح للحرارة.
ومع ذلك في حين أن عملية الإنتاج قد تحسنت بالتأكيد، فإن سوق الطوب لم يتحسن، ولإنتاج الطوب يتم سحق المواد الخام أولاً وطحنها في كسارات التصنيع الفكية، بعد ذلك يتم تشكيل المكونات بإحدى الطرق المتعددة، في عملية البثق يتم خلط المكونات المسحوقة مع الماء، ثم يتم تمريرها إلى غرفة إزالة الهواء وضغطها وبثقها من قالب بالشكل المطلوب.
تشكل المعادن الطينية الطبيعية بما في ذلك الكاولين والصخر الزيتي الجسم الرئيسي من الطوب، يتم مزج كميات صغيرة من المنجنيز والباريوم والمواد المضافة الأخرى مع الطين لإنتاج ظلال مختلفة، كما تستخدم كربونات الباريوم لتحسين مقاومة الطوب الكيميائية للعناصر، فقد استخدمت العديد من الإضافات الأخرى في الطوب، بما في ذلك المنتجات الثانوية من الورق ومركبات الأمونيوم.
تتطلب عملية الصناعة كذلك بعض الصلصال وإضافة الرمل أو الرواسب، يتم استخدام مجموعة متنوعة من مواد وطرق الطلاء؛ لإنتاج الطوب بلون معين أو نسيج السطح، لإنشاء طلاء نموذجي يتم خلط الرمل ميكانيكياً مع نوع من الملونات، في بعض الأحيان يتم إضافة تدفق أو فريت لإنتاج نسيج السطح، يقلل التدفق من درجة حرارة انصهار الرمل حتى تتمكن من الارتباط بسطح الطوب.
كيفية تصنيع الطوب:
طحن الطوب:
يتم نقل كل مكون إلى فاصل يزيل المواد كبيرة الحجم، ثم تقوم الكسارة الفكية ذات الألواح الفولاذية الأفقية بضغط الجسيمات، مما يجعلها لا تزال أصغر، بعد اختيار المواد الخام لكل دفعة من الطوب، غالباً ما يتم استخدام شاشة سكالبينج لفصل الأحجام المختلفة للمواد، يتم إرسال المواد ذات الحجم الصحيح إلى صوامع التخزين.
كما يتم نقل المواد ذات الحجم الكبير إلى مطرقة، المطرقة التي تسحقها بمطارق فولاذية سريعة الحركة، حيث تستخدم المطرقة شاشة أخرى للتحكم في الحجم الأقصى للجسيمات الخارجة من المطحنة، يتم التفريغ إلى عدد من المناخل الاهتزازية التي تفصل المواد ذات الحجم غير المناسب قبل إرسالها إلى المرحلة التالية من الإنتاج.
نتوء الطوب:
مع البثق يتم تغذية الطريقة الأكثر شيوعاً لتشكيل الطوب والمواد المسحوقة والماء في أحد طرفي مطحنة الصلصال، التي تستخدم السكاكين على عمود دوار لقطع المواد وطيها معاً في غرفة ضحلة، ثم يتم تغذية الخليط في آلة بثق في الطرف البعيد من المطحنة، يتكون الطارد عادة من غرفتين؛ الأول يزيل الهواء من الطين الأرضي بواسطة فراغ، وبالتالي يمنع التشقق والعيوب الأخرى.
تقوم الحجرة الثانية وهي عبارة عن أسطوانة ذات ضغط عالي بضغط المواد، بحيث يمكن للمثقب اختراقها خلال القالب، بعد أن تُضغط تُخرج المواد البلاستيكية من الغرفة بالقوة من خلال ثقب قالب ذات شكل خاص، يتشكل المقطع العرضي للعمود المبثوق على شكل القالب، يتم قطع الأجزاء ذات الطول المطلوب حسب الحجم باستخدام سكاكين دوارة أو أسلاك صلبة.
في عملية التشكيل يتشكل الطين الرطب الناعم في قالب، عادة ما يكون صندوق خشبي، وغالباً ما يتم طلاء الجزء الداخلي من الصندوق بالرمل، مما يوفر النسيج المطلوب ويسهل إزالة الطوب المشكل من القالب، يمكن أيضاً استخدام الماء للمساعدة في الإطلاق، كما يتطلب الضغط وهو النوع الثالث من تشكيل الطوب، مادة ذات محتوى مائي منخفض.
شطب الطوب والطلاء:
هناك آلات شطب تم تطويرها لإنتاج ثلم في الطوب لتطبيقات مثل الرصف، تستخدم هذه الآلات بكرات لوضع مسافة بادئة للقرميد أثناء بثقه، يتم تجهيزها أحياناً بقواطع للأسلاك للقيام بالشطب والقطع في خطوة واحدة، يمكن أن تنتج هذه الآلات ما يصل إلى 20000 وحدة في الساعة.
يعتمد اختيار طلاء الرمل الذي يتم تطبيقه أيضاً عندما يتم بثق الطوب، على مدى نعومة أو صلابة المادة المبثوقة، يتم استخدام وحدة التغذية المستمرة الاهتزازية لتغليف المواد اللينة، بينما بالنسبة للمواد ذات النسيج، قد يتعين تنظيف الطلاء بالفرشاة أو دحرجة الطلاء عليه، وبالنسبة للمواد الأكثر صلابة يتم استخدام بكرة ضغط أو هواء مضغوط.
تجفيف الطوب:
قبل حرق الطوب يجب تجفيفه لإزالة الرطوبة الزائدة، إذا لم تتم إزالة هذه الرطوبة فسوف يحترق الماء بسرعة كبيرة أثناء إطلاق النار، مما يتسبب في حدوث تصدع يتم استخدام نوعين من المجففات، تستخدم مجففات الأنفاق السيارات لتحريك الطوب عبر المناطق الخاضعة للتحكم في الرطوبة، والتي تمنع التشقق، وهي تتكون من غرفة طويلة يتم من خلالها دفع الأدوات ببطء.
يتم استخدام مجففات الغرف الأوتوماتيكية كذلك خاصة في أوروبا، يتم وضع الطوب المبثوق في صفوف على قضيبين متوازيين، يتم بعد ذلك تغذية الطوب على رفوف خاصة بأجهزة تشبه الأصابع تحتوي على عدة أزواج من القضبان في طبقات متعددة، يتم بعد ذلك نقل هذه الرفوف بواسطة عربات نقل مثبتة على السكك الحديدية أو بواسطة شاحنات رفع إلى المجففات.
