الطوبة ( Brick )
☰ جدول المحتويات
الطُّوبة كتلة بنائية مستطيلة الشكل مصنوعة من الطين أو الطَّفْل، أو مواد مختلفة أخرى. والطوب مادة قوية، وصلبة، ومقاومة للحريق والتلف الناجم عن تقلب الظروف المناخية. وتُستخدم مادة الطوب في بناء المنشآت ؛ مثل المنازل والمباني التجارية والعامة والمدافئ والأفران.
واستُخدم الطوب كمادة للبناء منذ آلاف السنين. وفي البداية كان الناس ينتجون الطوب بتجفيف كتل من الطين أو الوحل، وكانت تُصنَّع إمَّا يدويًا أو بقوالب ثم تُوضَع في الشمس. واليوم يُصنَّع معظم الطوب آليًا ويُشوى (يحرق) وينضج في قمائن (أفران) كبيرة.
أنواع الطوب
يُقسَّم الطوب بشكل عام إلى نوعين هما: 1ـ طوب البناء (المباني) 2ـ الطوب الحراري. ويمكن أن يتغير حجم طوب المباني، فلكل دولة من الدول مواصفاتها القياسية الخاصة بصناعة الطوب. فعلى سبيل المثال، حُددت معظم مقاسات طوب المباني في الجزر البريطانية ب6,65 سم سمكًا، 10,25سم عرضًا، و21,5سم طولاً. وتختلف أيضًا أحجام الطوب الحراري بشكل كبير، إلا أنها ـ عادة ـ أكبر بقليل من طوب المباني.
طوب البناء:
من أفضل أنواع طوب البناء ومن أكثرها شيوعًا ما يُعرف بطوب الواجهة. ويُستخدم هذا النوع من الطوب في الأماكن المرئية من المنشآت، مثل الجدران الداخلية والخارجية من المنازل. ويُصنع طوب الواجهة بألوان وملامس سطحية متنوعة، وهي منتظمة جدًا حجمًا وشكلاً. يُصنع معظمها من أفضل أنواع الطين المشوي (المحروق) أو الطَّفْل المنخفض الدرجة. أما الطوب الأقل انتظامًا أو المتغير اللون أو الذي فيه بعض العيوب فيسمى بالطوب العادي. ويستخدم الطوب العادي في الأماكن الأقل ظهورًا على العكس من طوب الواجهة.الطوب الحراري:
ويسمى أيضًا المقاوم للحرارة (بطانة القمائن العازلة)، وهو ذلك النوع من الطوب الذي يصمد أمام حرارة تتراوح ما بين 1,100°م و 2,200°م. وله أيضًا مقاومة عالية للأضرار الكيميائية والتآكل الفيزيائي والمتغيرات الحرارية الدورية (التغيرات السريعة في درجات الحرارة). ويستعمل الطوب الحراري في عدد كبير ومختلف من المنشآت والمواقد والأفران الصناعية. ويوضع الطوب الحراري الصغير الحجم على الأجزاء الخارجية من مكوكات الفضاء في الولايات المتحدة لحمايتها من درجات الحرارة العالية.ويختلف تكوين الطوب الحراري باختلاف طرق استعماله، إذ تُصنع الأنواع الرئيسية منه من مواد خام مثل الألومينا والكربون وخام الكروم والدولميت والطين المشوي والمغنيسيت والسليكا والزركون.
كيفية تصنيع الطوب
 |
كيف يُصنع الطوب تُصنع معظم أنواع الطوب آليًا في الدول الصناعية. في عملية الضغط الجاف، تُسحق المواد الخام مثل الطَّفْل، وتُخلط مع خلطات صنع الطوب، وتُسوّى على شكل أشرطة طويلة. تُقطع الأشرطة إلى طوب، ثم تُصف لأغراض التجفيف والشي (الحرق). |
تحضير المواد الخام:
تشتمل هذه المرحلة على تحضير المواد الخام وطحنها أو سحقها، ثم التخلص من الشوائب، وتركها إلى أن تجف. وتُخزَّن المواد بعد ذلك في مخازن خاصة حتى وقت تحضير خلطات الطوب.قولبة الطوب:
هناك ثلاث عمليات رئيسية لقولبة الطوب هي: 1ـ عملية الطين القاسي (اللدن القاسي) 2ـ عملية الطين اللين 3ـ عملية الضغط الجاف (نصف الجاف).عملية الطين القاسي. تُستعمل في قَوَّلبة معظم الطوب المستخدم في إنشاء المباني. وهذا النوع من الطوب تنتجه جميع الدول الصناعية. ويتم في هذه الطريقة خلط المواد المكوِّنة للطوب مع الماء لعمل الطين القاسي. وتعمل آلة على ضغط الهواء خارج الطين وتشكيله على شكل شريط طويل، وذلك بدفعه من خلال فتحة قابلة للتحكم في سعتها. وتسمى هذه العملية بالتنبيط (الكبس). ويُقطّع الشريطُ إلى طوب بوساطة أسلاك دوارة على آلة تُسمَّى قطاعة الطوب. ثم يُصف الطوب استعدادًا لإدخاله أفران التجفيف.
وقبل عملية التجفيف، تُعالج سطوح طوب الواجهات المصنوع من الطين القاسي لتنويع ملمسه وشكله. إذ قد يُحفر بأزميل مقعّر، ويُحك أو يقشط، وقد يُرش بمحاليل كيميائية للتأثير على شكل سطحه. ويتم ثقب طوب الطين القاسي، لأن هذه الثقوب تعمل على تخفيف وزن الطوب، وتوفر جزءًا من كمية المواد الخام. وتكوِّن الثقوب فراغات إضافية يوضع فيها الملاط المستخدم في البناء، وهو المادة التي تستخدم في ربط الطوب عند بدء البناء به.
عملية الطين اللين. ويتم في هذه العملية إنتاج كل أنواع الطوب اليدوي وبعض الطوب المصنع آليًا. وفي هذه الطريقة، تُخلط المواد المكوِّنة للطوب مع كمية كبيرة من الماء مقارنة بعملية الطين القاسي. وبهذا يصبح من السهل قولبة الطين الطري اللين إلى طوب. وهنا يجب التنبه إلى ضرورة عدم جعل الطوب اللين أكثر صلابة ؛ وذلك بتجفيفه في الهواء قبل رصه لتجفيفه في الأفران. وهذه الخطوة تؤدي إلى زيادة العمل المطلوب، وتجعل من طريقة الطين اللين أبطأ الطرق الأخرى لصناعة الطوب. وتُستخدم عملية الطين اللين في إنتاج الطوب ذي الأشكال الخاصة التي لا يمكن قولبتها بالطرق الأخرى.
عملية الضغط الجاف. تُستخدم هذه العملية في قولبة معظم أنواع الطوب الحراري. وفيها يُوضع خليط الطوب الجاف، أو اللين في صندوق من القوالب الفولاذية ثم يضغط الخليط فيتحول إلى شكل الطوب المطلوب بالمكبس الهيدروليكي. ويمكن للمكبس الضغط على الخليط بقوة ضغط تبلغ ما يقرب من 1,000 كجم/سم². وينتج بهذه الطريقة طوب كثيف جدًا.
تجفيف الطوب:
تساعد هذه العملية على منع ظهور الشقوق والعيوب الإنشائية الأخرى أثناء الشي ويتم تجفيف معظم الطوب في أفران نفقية. ويمكن أن تصل درجة حرارة الأفران إلى 200°م. ثم يٌُرص الطوب على عربات تتحرك خلال الأفران وتتغير درجات الحرارة وزمن التجفيف حسب مقدار الرطوبة التي يحويها الطوب.شَي الطوب:
في هذه المرحلة يُشوى الطوبُ عند درجات حرارية عالية مما يؤدي إلى ربط جزئياته ربطًا محكمًا، فينتج عن ذلك طوب قوي وصلب. يتم شَي معظم الطوب في فرن نفقي. وتتراوح أبعاد هذه القمائن بين 2م وحوالي 8,5م عرضًا، وبين 75م و135م طولاً. والوقود المستخدم هو الغاز أو الزيت أو الوقود الصلب مثل نشارة الخشب أو الفحم الحجري. وتصل درجة حرارة القمائن إلى ما يقرب من 1,000°م إلى 1,300°م لشَي طوب المباني و1,875°م لشي الطوب الحراري.يتم صف الطوب على عربات تتحرك خلال القمين النفقي. وتكون حرارة نهايات الفرن أقل من وسطه. ولذا يَسْخُن الطوب في وسط القمين تدريجيًا حتى يصل إلى الدرجة العظمى، ويبرد كلما نُقل في اتجاه خارج القمين. ويتم شي أنواع مختلفة من الطوب بدرجات حرارية مختلفة ولفترات زمنية متغيرة، ويرجع هذا في الأساس إلى درجة جودة الطوب ومكوناته.
ويتم شَي بعض أنواع الطوب في أقمنة دورية أو مكوكية. وتصل درجة حرارة هذه الأقمنة إلى درجة حرارة الأقمنة النفقية نفسها، إلا أنها تقوم بشي دفعة واحدة فقط من تحت أشعة الشمس. ويسمى هذا النوع من الطوب بالطوب المجفف شمسيًا أو المسوَّى شمسيًا أو اللبن. ★ تَصَفح: اللبن.
البناء بالطوب
 |
الأساليب الشائعة في رص الطوب يوضع الطوب عادة بشكل أفقي في طبقات تسمى مداميك. ويجري ترتيب الطوب في نمط معين يسمى الأربطة يساعد على توزيع وزن وضغط الطوب على مساحة واسعة. وفي الرسم أربعة أنواع شائعة من الأربطة. |
الأربطة:
تُسمَّى الطوبة الموضوعة في البناء بحيث تكون نهايتها القصيرة بموازاة واجهة الجدار على الرأس آدية. والطوبة التي توضع بحيث يكون طولها بموازاة واجهة الجدار شناوي. ويمكن ترتيب الطوب على الرأس وعلى الطول للحصول على أربطة متنوعة أو أنساق.ومن أنواع الأربطة الشائعة والمستعملة الآن الرابط الطولي الأمريكي والإنجليزي والألماني. إذ يوضع كل الطوب المستعمل، على الطول، في الربط الطولي. ويحتوي الربط الأمريكي ـ عادة ـ على وضع أربعة أو ستة مداميك على الطول بين مداميك منفردة على الرأس. ويتكون الربط الإنجليزي من مداميك على الطول ومداميك على الرأس بشكل متبادل. وتقع المفاصل الرأسية في الربط الإنجليزي على الخط نفسه بين مدماك وآخر. وفي الربط الألماني، يتكون كل مدماك من طوب على الطول وطوب على الرأس بشكل متبادل، بحيث يتوسط الطوب الموضوع على الرأس المسافة فوق الطوب الموضوع على الطول الواقع فوقه أو تحته.
المُلاط (المونة):
يستخدم الملاط لربط طوب البناء ومنشآت الطوب الحراري بعضها ببعض. إلا أن مكوِّنات الملاط تتغير بتغير نوع الطوب والاحتياجات الإنشائية.ويتكون الملاط المستعمل في ربط طوب المباني من المواد التالية: الإسمنت البورتلاندي والجير والرمل والماء. ويساعد الملاط على تثبيت الطوب في مواقعه وعمل جدار قوي منيع يقاوم الرطوبة. ويبلغ سُمكُ الملاط بين طوب البناء ما يقرب من 6 ملم إلى 12 ملم. ويقوم البناؤون بفرش الملاط على الطوب بأداة إسفينية الشكل تسمى المالج أو المسطرين.
ويجب أن يكون الملاط المستعمل في ربط الطوب الحراري مقاومًا لدرجات الحرارة العالية ذاتها، وللتفاعلات الكيميائية، وللتآكل. ويتكون الملاط الحراري من المواد التالية: الإسمنت الكلسي الألوميني والماء ومواد صلبة مطحونة وناعمة ومشابهة في تكوينها لمواد الطوب المراد ربطه. ولا يتجاوز سُمكُ الملاط بين الطوب الحراري 1,5ملم. ويمكن الحصول على مفاصل رقيقة جدًا وذلك بغمس الطوب في ملاط شبه سائل ثم ضغطه مع بعضه.
نبذة تاريخية
يُعدُّ الطوب من أقدم مواد البناء المصنَّعة إذ تم صنع الطوب المجفف بأشعة الشمس في الشرق الأوسط حوالي عام 6000 ق.م. وتم شي الطوب وإنتاجه في المنطقة نفسها حوالي عام 3500 ق.م. وانتشرت بعد ذلك تقنية صناعة الطوب في كل من الصين والهند ونقلها الرومانيون إلى معظم أنحاء أوروبا.
وتدهورت صناعة الطوب في إنجلترا خلال القرون الوسطى (من القرن الخامس إلى القرن السادس عشر الميلادي)، وعلى الرغم من تغير الطرز المعمارية وتوافر الخشب، والحجر، ومواد البناء الأخرى، إلاَّ أن صناعة الطوب قد نمت بعد حريق لندن الكبير في عام 1666م. وكان الحريق قد دمر عددًا كبيرًا من مباني المدينة الخشبية. وعندما أعيد بناء المدينة، شُيدت معظم المباني الجديدة من الطوب.
واستُخدم الطوب في عدد كبير من الدول في تعبيد الطرق والرصف حتى القرن العشرين الميلادي، حيث تم استبداله وعلى نطاق واسع بالرصف الخرساني. ويبقى البناء بالطوب، حتى يومنا هذا، من أهم مواد التشييد والتزيين. إذ يؤدي الطوب الحراري دورًا مهمًا في عدد كبير من الصناعات مثل إنتاج الألومنيوم، والإسمنت، والزجاج، والورق، والنفط، والفولاذ.
★ تَصَفح أيضًا: صناعة البناء ؛ الطين.