حجارة البناء

تُستخدم حجارة البناء[1] عادةً في الجدران والمباني. يعتبر الطوباق والطوب الخرساني من أكثر أنواع حجارة البناء شيوعًا في الدول الصناعية وقد يكون إما حاملًا للوزن أو قشرة (معمارية). يوفر الطوب الخرساني، وخاصة المفرغ، إمكانيات مختلفة في بناء البناء. يوفر عمومًا مقاومة ضغط كبيرة وهي الأنسب للهياكل ذات التحميل العرضي الخفيف عندما يبقى مفرغًا. إن ملء بعض أو كل الطوب الخرساني المفرغ بالخرسانة أو بالخرسانة المسلحة (عادةً حديد التسليح) يوفر مقاومة شد ومقاومة عرضية أكبر بكثير للهياكل. تُدفع عادةً رواتب عمال البناء كل ساعة حسب مكانتهم.

يتكون جدار قشرة البناء من وحدات حجرية، عادة ما يكون من الطوب الصلصالي، يُركب على أحد جانبي الجدار أو على كلا الجانبين، وهو جدار مستقل هيكليًا يُشيد عادةً من الخشب أو حجارة البناء. في هذا السياق فإن طوب البناء ديكوري في المقام الأول وليس هيكلي. تتصل قشرة الطوب عمومًا بالجدار الهيكلي بواسطة روابط من الطوب (شرائط معدنية متصلة بالجدار الهيكلي، وكذلك مفاصل الملاط من قشرة الطوب). يوجد عادة فراغ هوائي بين قشرة الطوب والجدار الهيكلي. نظرًا لأن الطوب المرتكز على الصلصال لا يكون مقاومًا للماء تمامًا، فغالبًا ما يكون للجدار الهيكلي سطح مقاوم للماء (عادةً ما يكون ورق القطران) ويمكن ترك فتحات تصريف عند قاعدة قشرة الطوب لارتشاح الرطوبة التي تتراكم داخل الفراغ الهوائي. أحيانًا يُستخدم الطوب الخرساني والأحجار الحقيقية والتراثية وقشرة الطوب بطريقة تشبه القشرة.

تتميز معظم المباني المعزولة التي تستخدم الطوب الخرساني أو الطابوق أو الطوب أو الحجر أو القشرة أو أي مزيج منها بالعزل الداخلي على شكل قطع مصنوعة من الألياف الزجاجية بين الجدران الخشبية المعشقة أو على شكل ألواح عزل صلبة مغطاة بالجص أو الجدران الجافة. في معظم المناخات، يكون هذا العزل أكثر فعالية بكثير على الجزء الخارجي من الجدار، مما يسمح لداخل المبنى بالاستفادة من الكتلة الحرارية المذكورة آنفًا للبناء. غير أن هذه التقنية تتطلب نوعًا من السطح الخارجي المقاوم للعوامل الجوية فوق الطبقة العازلة، وبالتالي  فهي عادةً أكثر تكلفة.[2]

لا تعتمد قوة الجدار الحجري بالكامل على الرابطة بين مواد البناء والملاط، غالبًا يكون الاحتكاك بين طوب البناء المتشابك قويًا بدرجة كافية لتوفير قدر كبير من القوة من تلقاء نفسه. يحوي الطوب في بعض الأحيان على أخاديد أو ميزات سطح إضافية لتعزيز هذا التشابك، وبعض هياكل البناء الجافة تتخلى عن الملاط تمامًا.[3]

يتكون البناء المصنوع من الطوب الصلب من اثنين أو أكثر من الطوب العمودي مع الوحدات التي تعمل أفقياً (تسمى عوارض الطوب) مربوطة مع طوب يمتد عرضيًا على الحائط (يسمى الطوب «الرأسي»). يُعرف كل صف من الطوب بالمسار. يؤدي نمط الرؤوس والعوارض المستخدمة إلى ظهور «روابط» مختلفة مثل الرابطة المشتركة (يتألف المسار السادس من الرؤوس)، والربط الإنجليزي، والربط الفلمنكي (مع وجود عارضة وطوب رأسي متناوب في كل مسار). يمكن أن تختلف الروابط في القوة وقدرة العزل. تميل الروابط المتداخلة رأسيًا إلى أن تكون أقوى إلى حد ما وأقل عرضة للتصدع الكبير من الرابطة غير المتداخلة.[4]

الجدران الحجرية لها تأثير ماص للحرارة، كما هو الحال في المياه المرتبطة كيميائياً والرطوبة غير المرتبطة من الكتلة الخرسانية والخرسانة المصبوبة إذا كانت فتحات التصريف داخل الطوب ممتلئة. يمكن للبناء أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى 1000 درجة فهرنهايت ويمكن أن يتحمل التعرض المباشر للنيران لمدة تصل إلى 4 ساعات. بالإضافة إلى ذلك، يُبقي البناء الخرساني الحرائق في الغرفة التي ينشب فيها 93% من الوقت. ولهذه الأسباب، تمتلك وحدات البناء الخرسانية أعلى تصنيف لانتشار لهب النار من فئة إيه.[5]

يمكن أيضًا بناء مباني حجرية لزيادة السلامة والحد من الأضرار الناجمة عن الحريق، مثل استخدام فواصل الحريق أثناء البناء.

من وجهة نظر نمذجة المواد، تعتبر حجارة البناء مادة خاصة ذات خواص ميكانيكية شديدة (مع نسبة عالية جدًا بين مقاومة الانضغاط والتوتر)، إذ لا تنتشر الأحمال المطبقة مثلما تفعل في الأجسام المرنة، ولكن تميل للتنقل على طول الخطوط الشديدة الصلابة.[6]

• بوابة عمارة