كتل خرسانية

الكتلة الخرسانية ، والمعروفة أيضاً باسم كتلة السندر في اللغة الإنجليزية الأمريكية الشمالية ، وكتلة النفخ في اللغة الإنجليزية البريطانية ، والكتلة المجوفة ، أو وحدة البناء الخرسانية ( CMU )، أو بأسماء أخرى ، هي كتلة مستطيلة قياسية الحجم تُستخدم في تشييد المباني . يسمح استخدام هذه الكتل ببناء الهياكل على الطراز التقليدي للبناء باستخدام طبقات (أو صفوف) من الكتل المتداخلة.

يمكن إنتاج كتل خرسانية ذات مراكز مجوفة (نوى) لتقليل الوزن وتحسين العزل وتوفير فراغ مترابط يمكن صب الخرسانة فيه لتصلب الجدار بأكمله بعد بنائه.

تُعتبر قوالب الخرسانة من أكثر مواد البناء تنوعاً نظراً للتنوع الكبير في الأشكال التي يمكن تحقيقها باستخدامها. ^{[ 1 ]}

تُسمى الطوب الذي يستخدم الرماد المتطاير ( الرماد المتطاير أو الرماد القاعي ) كمادة بناء ، في الولايات المتحدة الأمريكية، بالطوب الخرساني . ويُعرف أيضاً باسم طوب التهوية ، وهو مصطلح مشتق من كلمة "النسيم" ، في إشارة إلى جزيئات الرماد الصغيرة وغبار الرماد الناتج عن احتراق الفحم جزئياً. ^{[ 2 ] [ 3 ]} مع ذلك، في الولايات المتحدة، يُشير مصطلح طوب التهوية أيضاً تحديداً إلى الطوب الزخرفي المستخدم في الجدران الخارجية للسماح بمرور النسيم، والذي كان سمة بارزة في تصميم منتصف القرن الحديث ، ^{[ 4 ]} والذي شاع استخدامه بفضل إدوارد دوريل ستون .

في أستراليا، تُعرف هذه الكتل غالبًا باسم كتل بيسر (لأن شركة بيسر كانت موردًا رئيسيًا للآلات التي تصنع كتل الخرسانة)، وأيضًا باسم الكتل الرمادية أو وحدات البناء الخرسانية (CMUs). ^{[ 5 ]}

بسبب تشابهها البصري مع الكتل المضغوطة، تُسمى الكتل الخرسانية أيضًا بالبريكيت ( Briket باللغة التركية ).

تستخدم قوالب الكلنكر الكلنكر (الرماد الناتج كمنتج نفايات من الشوائب الموجودة في المعادن مثل الفحم والحجر الجيري وخام الحديد)، ويسمى أيضًا الخبث. ^{[ 2 ]}

تُصنع قوالب الخرسانة من الخرسانة المصبوبة (مثل الأسمنت البورتلاندي والحصى ، وعادةً ما يكون الرمل والحصى الناعم ، للقوالب عالية الكثافة). في غرب الولايات المتحدة، حيث يسهل الحصول عليها، تُستخدم حصى الصخور البركانية المسامية لتقليل الوزن. كما أنها تُضفي لمسة جمالية على أنواع معينة من القوالب، مثل القوالب ذات السطح المشقوق، نظرًا لألوانها الحمراء والسوداء المميزة. قد تُستخدم المخلفات الصناعية ، مثل الرماد المتطاير أو الرماد القاعي ، ^{[ 6 ] [ 7 ]} كركام في صناعة القوالب منخفضة الكثافة. ^{[ 8 ]}

تُستخدم مواد مُعاد تدويرها ، مثل الزجاج المُستعمل، أو أسمنت الخبث، أو الركام المُعاد تدويره، في كثير من الأحيان في تكوين البلوك. ^{[ 9 ]} يُمكن أن يُضفي استخدام المواد المُعاد تدويرها في البلوك مظهرًا مُختلفًا عليه، مثل تشطيب الترازو ، وقد يُساعد المبنى النهائي على الحصول على شهادة LEED .

يمكن أيضًا إنتاج الكتل خفيفة الوزن باستخدام الخرسانة الخلوية المعالجة بالبخار ؛ وتستخدم هذه الكتل على نطاق واسع في البناء في فنلندا والدول الاسكندنافية الأخرى، وكذلك في المملكة المتحدة وأوروبا الوسطى، نظرًا لخصائص العزل الحراري المتأصلة في المادة، كما هو الحال مع كتل الركام الطيني المتمدد .

تتوفر قوالب البناء بأحجام معيارية، وأكثرها شيوعًا يُشار إليها عادةً (بحسب سُمكها) بـ "4 بوصات" و"6 بوصات" و"8 بوصات" و"12 بوصة". في الولايات المتحدة، يبلغ طول قوالب الخرسانة اسميًا 410 مم (16 بوصة) وعرضها 200 مم ( 8 بوصات ) . أما أبعادها الفعلية فهي أقل بمقدار 9.5 مم (3/8 بوصة ) من الأبعاد الاسمية (لترك مسافة 9.5 مم بين القوالب في أي اتجاه). ^{[ 10 ]} في أيرلندا والمملكة المتحدة، يبلغ حجم القوالب عادةً 440 مم × 215 مم × 100 مم (17.3 بوصة × 8.5 بوصة × 3.9 بوصة) باستثناء فواصل المونة. في أستراليا ونيوزيلندا وكندا، ^{[ 11 ]} يبلغ حجم القوالب عادةً 390 مم × 190 مم × 190 مم (15.4 بوصة × 7.5 بوصة × 7.5 بوصة) باستثناء فواصل المونة.                         

تُصمَّم حُجيرات البلوك عادةً بشكل مخروطي لتوفير مساحة سطح أكبر لتوزيع طبقة المونة عليها، مما يُسهِّل التعامل معها. تحتوي معظم البلوكات الخرسانية على حُجيرتين، ولكن تُنتَج أيضًا وحدات بثلاث أو أربع حُجيرات. كما تُتيح الحُجيرة إمكانية إدخال حديد التسليح لتمديد صفوف البلوكات وزيادة مقاومتها للشد . ويتم ذلك عن طريق ملء الفراغات بين البلوكات التي تحتوي على حديد التسليح بالخرسانة. وبذلك، تُصبح جدران البلوكات الخرسانية المُسلَّحة أكثر قدرة على مقاومة القوى الجانبية، مثل أحمال الرياح والقوى الزلزالية. ^{[ 12 ]} كما يُمكن ملء الحُجيرات بعازل رغوي من البوليسترين المُوسَّع (EPS)، مما يزيد بشكل كبير من قيمة العزل الحراري (R-value) للجدار الناتج ليتوافق مع قانون الطاقة الوطني الأمريكي. ^{[ 13 ]}

تتوفر أشكال متخصصة متنوعة تتيح ميزات بناء خاصة. تحتوي الكتل على شكل حرف U، أو كتل الفتح، على شقوق تسمح ببناء عوارض الربط أو عتبات الأبواب ، باستخدام حديد تسليح أفقي يُحقن في التجويف. تسمح الكتل ذات القناة في نهايتها، والمعروفة باسم "كتل العتبات"، بتثبيت الأبواب على الجدران. كما تسمح الكتل ذات النهايات المحززة بإنشاء فواصل تمدد ، مما يسمح بتثبيت مادة مالئة بين نهايات الكتل غير المثبتة بالمونة. يمكن دمج ميزات أخرى، مثل الزوايا الدائرية المعروفة باسم " الأنوف المستديرة ". كما تتوفر مجموعة واسعة من الأشكال الزخرفية. ^{[ 14 ]}

يمكن تصنيع قوالب الخرسانة باستخدام ركام خاص لإنتاج ألوان أو ملمس محدد للاستخدام النهائي. ويمكن الحصول على ملمس خاص بتقسيم وحدة مكونة من قالبين، سواء كانت مضلعة أو صلبة؛ وتُسمى هذه الوحدات المُصنّعة في المصانع "قوالب ذات أضلاع مقسمة" أو "قوالب ذات وجه مقسم". ^{[ 15 ]} ويمكن حفر أخاديد في القوالب بعرض وصلة المونة لمحاكاة وحدات قوالب مختلفة. على سبيل المثال، يمكن حفر أخاديد في منتصف قالب مقاس 8 × 16 بوصة (200 مم × 410 مم) لمحاكاة بناء مقاس 8 × 8 بوصة (200 مم × 200 مم) ، مع ملء الأخاديد بالمونة وتشكيلها لتتناسب مع الوصلات الحقيقية. ^{[ 16 ]}      

تُعدّ الكتل الخرسانية، عند بنائها مع تسليح فولاذي متكامل، مادة بناء شائعة جدًا للجدران الحاملة للمباني، فيما يُعرف بالبناء الهيكلي بالكتل الخرسانية . ومن أنواع الأساسات الشائعة للمنازل في الضواحي الأمريكية "أساس المساحة الزاحفة"، الذي يتكون من جدار من الكتل الخرسانية على المحيط الخارجي، تُدعَم عليه عوارض أرضية خشبية. أما الجدران الاستنادية ، التي يمكن بناؤها أيضًا من الكتل الخرسانية، فيمكن إنشاؤها إما باستخدام كتل مصممة للتراجع في كل صف، مع قاعدة رملية وبدون ملاط ​​أو تسليح (جدار ثقلي)، أو باستخدام كتل (عادةً ما تكون ذات طراز معماري أو مُغطاة بقشرة مثل الطوب) مع قاعدة خرسانية، وتسليح فولاذي، وملاط (جدار ركائزي). ومن الاستخدامات الشائعة الأخرى غير الهيكلية لجدران الكتل الخرسانية (خاصة في المدارس الأمريكية) أنها جدران فاصلة داخلية مقاومة للحريق ومتينة للغاية، وجدران ستائرية خارجية داعمة لربط أنظمة غلاف المبنى (عزل رغوي صلب وحاجز للهواء/البخار) والقشرة (الجص، أو الفولاذ، أو الطوب، أو الكتل الخرسانية ذات الوجه المشقوق).

يمكن بناء جدران البناء الخرسانية بدون استخدام الملاط، أو باستخدام الملاط جزئيًا، أو باستخدام الملاط كليًا، حيث يُعزز الخياران الأخيران من قوتها الإنشائية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام قضبان التسليح الفولاذية (حديد التسليح) رأسيًا وأفقيًا داخل جدار البلوك الخرساني لتحقيق أقصى قدر من الأداء الإنشائي. يجب ملء الفراغات التي يوضع فيها حديد التسليح بالملاط لضمان التصاق القضبان بالجدار. لهذا السبب، لا تسمح قوانين البناء في المناطق المعرضة للزلازل عادةً إلا بالجدران المليئة بالملاط كليًا. يُعد قانون التصميم الأمريكي الذي يُرشد مهندسي التصميم في استخدام البلوك الخرساني كنظام إنشائي هو متطلبات ومواصفات قانون البناء للهياكل المبنية من الطوب (TMS 402/602-22) الصادرة عن اللجنة المشتركة لمعايير البناء. ^{[ 17 ]}

تتراوح مقاومة الضغط لكتل ​​الخرسانة وجدران البناء من حوالي 3.4 إلى 34.5 ميجا باسكال (500-5000 رطل لكل بوصة مربعة) بناءً على نوع الخرسانة المستخدمة في تصنيع الوحدة، واتجاه التراص، ونوع المونة المستخدمة في بناء الجدار، وما إذا كان جدارًا حاملًا أم لا، بالإضافة إلى عوامل أخرى. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}   

• كتلة جبسية
• كتلة خرسانية خشنة
• طوب الرماد المتطاير

• بيال، كريستين (1987). تصميم وتفاصيل البناء بالطوب للمهندسين المعماريين والمهندسين المدنيين والبنائين (  الطبعة الثانية). نيويورك: ماكجرو هيل . ISBN 0-07-004223-3.

• كيفية صنع المنتجات: المجلد 3 - البلوك الخرساني
• رابطة البناء بالخرسانة في كاليفورنيا ونيفادا
• الرابطة الوطنية للبناء الخرساني
• رابطة مقاولي البناء في أمريكا
• رابطة كتل الخرسانة
• معهد البناء الأمريكي
• "التاريخ وراء روك فيس بلوك" - روك فيس بلوك الكلاسيكي