حجر البناء

الحجر المُصنَّع هو حجر طبيعي أو صخر تم اختياره وتجهيزه (مثل التشذيب، والقطع، والحفر، والطحن) بأحجام أو أشكال محددة. ويُعدّ اللون والملمس والنمط والتشطيب السطحي للحجر من المتطلبات الأساسية. ومن معايير الاختيار المهمة الأخرى المتانة: وهي مقياس زمني لقدرة الحجر المُصنَّع على الصمود والحفاظ على خصائصه الأساسية والمميزة من حيث القوة، ومقاومة التلف، والمظهر. [ 1 ]
يمكن تحويل المحاجر التي تنتج أحجار البناء أو الحصى المكسر (المستخدم كمادة بناء ) إلى محاجر أخرى. وبما أن معظم المحاجر قادرة على إنتاج أي منهما، يمكن تحويل محجر الحصى المكسر إلى محجر لإنتاج أحجار البناء. ولكن، يجب أولاً إزالة الحصى المتفتت بفعل التفجير العشوائي والكثيف. ويتم فصل أحجار البناء بتقنيات أكثر دقة وحساسية، مثل مناشير الأسلاك الماسية، ومناشير الأحزمة الماسية، والمواقد (الثاقبة النفاثة)، [ 2 ] أو التفجير الخفيف والانتقائي باستخدام فتيل التفجير ، وهو مادة متفجرة ضعيفة.
أنواع الأحجار والصخور

تُستخدم أنواعٌ مختلفة من الصخور النارية والمتحولة والرسوبية كأحجار بناءٍ إنشائية وزخرفية. وتُعرف هذه الأنواع الصخرية عادةً باسم الجرانيت والحجر الجيري والرخام والترافرتين والحجر الكوارتزي ( الحجر الرملي والكوارتزيت ) والأردواز . وتشمل الأنواع الأخرى من أحجار البناء ، والتي تُعتبر عادةً أنواعًا ثانوية خاصة ، المرمر ( الجبس الكتلي ) والحجر الصابوني ( التلك الكتلي ) والسربنتين ، بالإضافة إلى منتجاتٍ متنوعة مصنوعة من الحجر الطبيعي. [ 3 ]
يمكن تطبيق مجموعة متنوعة من التشطيبات على الأحجار ذات الأبعاد المختلفة لتحقيق تأثيرات معمارية وجمالية متنوعة. تشمل هذه التشطيبات، على سبيل المثال لا الحصر، ما يلي: يمنح التشطيب المصقول السطح لمعانًا عاليًا وانعكاسًا قويًا للضوء الساقط (يكاد يكون كالمرآة). يوفر التشطيب المصقول سطحًا أملسًا يشبه الساتان ("قشرة البيضة") وغير عاكس. تشمل التشطيبات الأكثر خشونة التشطيب المطروق بالفرشاة، والتشطيب بالرمل، والتشطيب الحراري. يُنشئ التشطيب المطروق بالفرشاة، المشابه لنمط أسنان الكلب ، سطحًا خشنًا ولكنه ذو نمط منتظم باستخدام أدوات طرق متفاوتة الخشونة. يوفر السطح المنفوش بالرمل سطحًا غير منتظم ذي حفر عن طريق ضرب جزيئات الرمل أو المعدن بسرعة عالية على سطح الحجر. ينتج التشطيب الحراري (أو المُعالج باللهب) سطحًا خشنًا غير عاكس مع انعكاسات قليلة فقط من أسطح الانفلاق، وذلك بتطبيق لهب ذي درجة حرارة عالية. قد يُغير هذا التشطيب اللون الطبيعي للحجر اعتمادًا على التركيب المعدني، خاصةً مع الأحجار التي تحتوي على مستويات أعلى من الحديد. [ 4 ]
أسهل المراجع العامة (غير الرسومية) التي يمكن الوصول إليها هي أحدث فصل من كتاب المعادن السنوي (الإنتاج والتجارة الخارجية، مع إحصاءات)، وأحدث إصدار (العدد 31) من نشرة أخبار مناصري أحجار البناء (تطورات "البناء الأخضر" الجديدة وإحصاءات الطلب)؛ انظر أدناه. أما المراجع الأكثر شمولاً ورسومية فهي قاعدة بيانات الأحجار الطبيعية من دار نشر أبراجاس (www.natural-stone-database.com)، وكتاب "أحجار البناء في العالم، المجلدان الأول والثاني" (معهد الرخام الأمريكي)، وقرص "الأحجار الطبيعية حول العالم".
التطبيقات الرئيسية

على الرغم من أن الألوان الشائعة المستخدمة في بعض التطبيقات الرئيسية مذكورة أدناه، إلا أن هناك مجموعة واسعة للغاية من الألوان، متوفرة بآلاف الأنماط. تتشكل هذه الأنماط بفعل ظواهر جيولوجية مثل حبيبات المعادن، والشوائب، والعروق، وحشوات التجاويف، والفقاعات ، والخطوط. بالإضافة إلى ذلك، تُختار أحيانًا صخور وأحجار لا تُصنف عادةً كأحجار بناء لهذه التطبيقات، مثل اليشم والعقيق واليشم.
تُصنع أسطح العمل الحجرية (عادةً من الجرانيت) ووحدات الحمام من ألواح حجرية مصقولة، غالبًا ما تكون لامعة، ولكن أحيانًا تُطلى بتشطيبات أخرى (مثل الصقل أو السفع الرملي). يبلغ سمك الألواح القياسي في الولايات المتحدة 19 و 32 ملم ( ¾ و1¼ بوصة ) . غالبًا ما تُغلف الألواح بسمك 19 ملم عند الحافة لإضفاء مظهر حافة أكثر سمكًا. تُقطع الألواح لتناسب سطح خزانة المطبخ أو الحمام، وذلك عن طريق القياس أو استخدام القوالب أو القوالب الرقمية . تُقطع ألواح أسطح العمل عادةً من كتل حجرية خشنة باستخدام مناشير ترددية متعددة الشفرات مع استخدام حبيبات فولاذية كمادة كاشطة. تستخدم التقنيات الحديثة مناشير سلكية ماسية تستهلك كمية أقل من الماء والطاقة. يمكن للمناشير متعددة الأسلاك، التي يصل عدد أسلاكها إلى 60 سلكًا، تقطيع كتلة حجرية إلى ألواح في أقل من ساعتين. تُصقل الألواح (أي تُلمّع وتُصقل)، ثم تُغلّف بالراتنج لملء الشقوق الدقيقة وعيوب السطح الناتجة عادةً عن فقدان العناصر ضعيفة الترابط مثل البيوتيت . يقوم مصنعو الألواح بتقطيعها إلى الحجم النهائي وتشطيب حوافها باستخدام معدات مثل أجهزة التوجيه اليدوية ، والمطاحن ، ومعدات CNC ، أو آلات التلميع . في عام 2008، أُثيرت مخاوف بشأن انبعاثات غاز الرادون من أسطح الجرانيت؛ ويذكر المجلس الوطني للسلامة أن مساهمة الرادون في الهواء الداخلي تأتي من التربة والصخور المحيطة بالمنزل (69%)، والهواء الخارجي وإمدادات المياه (28%)، و2.5% فقط من جميع مواد البناء - بما في ذلك أسطح الجرانيت. يمكن لمالك المنزل المهتم استخدام تقنيات ASTM للحد من الرادون وإزالته. [ 5 ] عادةً ما يكون الحجر المستخدم في أسطح العمل أو أحواض الغسيل من الجرانيت، ولكنه غالبًا ما يكون من الرخام (خاصةً لأسطح أحواض الغسيل)، وأحيانًا يكون من الحجر الجيري أو الأردواز. يتم إنتاج غالبية الأحجار المستخدمة في هذا التطبيق في البرازيل وإيطاليا والصين .

البلاط عبارة عن وحدة حجرية رقيقة مُركّبة، يبلغ مقاسها عادةً 300 مم مربعًا وعمقها 9.5 مم . ومن المقاسات الشائعة الأخرى 380 مم مربعًا، و 460 مم مربعًا ، و 610 مم مربعًا؛ وعادةً ما تكون هذه المقاسات أعمق من البلاط ذي الـ 300 مم مربعًا. يتميز معظم البلاط بسطح مصقول، ولكن أنواعًا أخرى من التشطيبات، مثل التشطيب غير اللامع، أصبحت أكثر شيوعًا. يُنتج البلاط الحجري بكميات كبيرة تقريبًا بواسطة خطوط إنتاج آلية، بحيث يكون متطابقًا في المقاس والتشطيب والدقة. وتشمل الاستثناءات بلاط أرضيات الأردواز والطلبات الخاصة: البلاط ذو المقاسات أو الأشكال غير المعتادة، أو التشطيبات غير المألوفة، أو أعمال التطعيم. باختصار، يتكون خط إنتاج البلاط الآلي من مجموعة معقدة من آلات القطع والمعايرة، وآلات الصقل والتلميع، وآلات تشكيل الحواف التي تُنتج حوافًا مسطحة أو مستديرة، وسيور ناقلة متصلة لنقل الحجر من مدخل الألواح إلى منتج البلاط النهائي. الحجر المستخدم في صناعة البلاط هو الرخام في أغلب الأحيان، ولكنه يُستخدم أيضاً الجرانيت، وأحياناً الحجر الجيري أو الأردواز أو الحجر المصنوع من الكوارتز. أما الألوان الشائعة فهي الأبيض والألوان الترابية الفاتحة. ويُنتج معظم هذا الحجر في إيطاليا والصين.
تشمل النصب التذكارية الحجرية شواهد القبور، أو علاماتها، أو أضرحتها. بعد تقطيعها بمنشار متعدد إلى ألواح كبيرة وعميقة (يصل عرضها إلى 3 أمتار وعمقها إلى أكثر من 150 مليمترًا ) ، تُستخدم مناشير أصغر أو مقصلات ( لتكسير الجرانيت وتكوين الحواف الخشنة الشائعة في النصب التذكارية) لتشكيلها. عادةً ما تُصقل واجهاتها وخلفياتها. ثم تُنحت النصب التذكارية الفردية وتُشكل وتُحدد بدقة أكبر باستخدام الأدوات اليدوية ومعدات السفع الرملي . في ذلك الوقت، كان الجرانيت هو الحجر الأكثر شيوعًا في صناعة النصب التذكارية، وأحيانًا الرخام (كما هو الحال في المقابر العسكرية)، ونادرًا ما تُستخدم أنواع أخرى. يتميز كل من الجرانيت والكوارتز بمتانتهما، خاصةً لأن مياه الأمطار حمضية بطبيعتها. (هذه نتيجة طبيعية لثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي، والذي يُنتج محلولًا ضعيفًا من حمض الكربونيك في مياه الأمطار؛ وينتج المزيد من حموضة مياه الأمطار عن أكاسيد الكبريت والنيتروجين بسبب الانبعاثات البشرية). (كان الحجر الجيري والحجر الرملي من الأحجار الشائعة الاستخدام في بناء النصب التذكارية خلال القرن التاسع عشر، إلا أنهما لم يعودا يُستخدمان على نطاق واسع بسبب سرعة تآكلهما نتيجة ذوبان الكربونات الحساسة للأحماض بفعل الأمطار الحمضية). أما ألوان الجرانيت الأكثر شيوعًا في بناء النصب التذكارية فهي الرمادي والأسود والماهوجني، بينما يُعد اللون الأبيض الأكثر رواجًا في الرخام. واليوم، يُستورد معظم الحجر المستخدم في هذا المجال في أمريكا الشمالية من دول مثل الهند والصين، مما أدى إلى تراجع مراكز بناء النصب التذكارية التقليدية في أمريكا الشمالية ، مثل جورجيا وكيبيك .

توجد العديد من التطبيقات الصغيرة للأحجار في المباني والاستخدامات المتعلقة بحركة المرور. تشمل مكونات البناء الحجر المستخدم كقشرة ، وهي عبارة عن واجهة حجرية غير حاملة للأحمال مثبتة على قاعدة زخرفية، مع أنها توفر الحماية والعزل أيضًا؛ والحجر المصقول ، وهو عبارة عن كتلة حجرية مربعة، غالبًا بحجم الطوب، تُستخدم لتكسية الجدران (الخارجية بشكل أساسي). تشمل الأشكال الأخرى الكتل المستطيلة المستخدمة في درجات السلالم ، والعتبات، وأغطية الجدران (قد تكون أغطية الجدران غير مستطيلة). عادةً ما تكون الأشكال المعرضة لحركة المشاة ذات سطح خشن مثل المصقول أو الرملي. يتكون الحجر في الغالب من الحجر الجيري، ولكنه غالبًا ما يكون حجرًا كوارتزيًا (حجر رملي)، أو حتى رخامًا أو جرانيتًا. أما ألواح التسقيف فهي عبارة عن قطعة رقيقة مشقوقة من الأردواز بحجم القرميد، وعند تركيبها تُشكل أكثر أنواع الأسقف ديمومة؛ كما يُستخدم الأردواز أيضًا في أسطح العمل وبلاط الأرضيات. أما الحجر المستخدم في حركة المرور فهو ذلك المستخدم في حواف الأرصفة (للمركبات) وأحجار الرصف (للمشاة). الأرصفة عبارة عن ألواح حجرية رقيقة تُستخدم على طول الشوارع أو الطرق السريعة للحفاظ على سلامة الأرصفة وحدودها. أما بلاط الرصف فهو عبارة عن لوح حجري ضحل ذو حواف غير منتظمة بشكل طبيعي، يُقطع أحيانًا إلى شكل مستطيل، ويُستخدم كرصف (غالبًا للمشاة). بالنسبة للأرصفة، يكون الحجر في الغالب من الجرانيت، وبالنسبة لبلاط الرصف، يكون الحجر في الغالب من الحجر الكوارتزي (الحجر الرملي أو الكوارتزيت). [ 6 ]
هناك العديد من التطبيقات الأخرى التي تشبه استخدام الحجر الرملي في استخدام الحجر ذي الأبعاد الخشنة (أو المكسر)، وعادة ما يتم استخراجه من المحاجر، وأحيانًا يتم تصغيره (أي بواسطة مطرقة هوائية)، وغالبًا ما يتم وضعه ببساطة في مكانه: الحجر الجاف والحجر المكسور .
عادةً ما يتطلب الحجر المستخدم في هذه التطبيقات خصائص معينة، أو أن يفي بمواصفات قياسية. وقد وضعت الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) مواصفاتٍ مماثلة للجرانيت والرخام والحجر الجيري وحجر البناء المصنوع من الكوارتز (C616) والأردواز (C629) والترافرتين (C1527) والسربنتين (C1526). [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
إنتاج


تشمل الدول الرئيسية المنتجة لأحجار البناء البرازيل والصين والهند وإيطاليا وإسبانيا، ويبلغ إنتاج كل منها سنوياً ما بين تسعة إلى أكثر من اثنين وعشرين مليون طن. وتنتج البرتغال ثلاثة ملايين طن من أحجار البناء سنوياً. [ 10 ]
بحسب هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، بلغ إنتاج الولايات المتحدة من أحجار البناء في عام 2007 نحو 1.39 مليون طن بقيمة 275 مليون دولار، مقارنةً بـ 1.33 مليون طن (بعد التعديل) بقيمة 265 مليون دولار في عام 2006. ومن هذا الإنتاج، بلغ إنتاج الجرانيت 453 ألف طن بقيمة 106 ملايين دولار في عام 2007، و428 ألف طن بقيمة 105 ملايين دولار في عام 2006، بينما بلغ إنتاج الحجر الجيري 493 ألف طن بقيمة 93.3 مليون دولار في عام 2007، و559 ألف طن بقيمة 96.1 مليون دولار في عام 2006. وتُعدّ الولايات المتحدة، في أحسن الأحوال، منتجاً متوسطاً لأحجار البناء على مستوى العالم؛ إذ تُنتج البرتغال ضعف هذا الإنتاج سنوياً. [ 11 ] [ 12 ]
مقارنة عالمية للطلب على أحجار البناء: بلغ مؤشر الطلب العالمي للجرانيت (النهائي) الصادر عن DSAN 227 في عام 2006، و247 في عام 2007، و249 في عام 2008، بينما بلغ مؤشر الطلب العالمي للرخام (النهائي) 200 في عام 2006، و248 في عام 2007، و272 في عام 2008. [ 13 ] وأظهر مؤشر الطلب العالمي للجرانيت (النهائي) الصادر عن DSAN نموًا بنسبة 12% سنويًا خلال الفترة 2000-2008، مقارنةً بنسبة 14% سنويًا خلال الفترة 2000-2007، ومقارنةً بنسبة 15% سنويًا خلال الفترة 2000-2006. أظهر مؤشر الطلب العالمي على الرخام (المُصنّع) الصادر عن DSAN نموًا سنويًا بنسبة 13.5% خلال الفترة 2000-2008، مقارنةً بنسبة 14.0% سنويًا خلال الفترة 2000-2007، ونسبة 12.5% سنويًا خلال الفترة 2000-2006. وتشير هذه المؤشرات إلى تراجع واضح في الطلب العالمي على الجرانيت منذ عام 2006، بينما انخفض الطلب العالمي على الرخام فقط بين عامي 2007 و2008. وتشير مؤشرات DSAN الأخرى لعام 2008 إلى أن النمو خلال الفترة 2000-2008 كان أقل من النمو خلال الفترة 2000-2007. [ 14 ]
يُظهر مؤشر الطلب على بلاط السيراميك الأمريكي الصادر عن DSAN انخفاضًا بنسبة 4.8% سنويًا خلال الفترة 2000-2007، مقارنةً بنمو سنوي قدره 5.0% خلال الفترة 2000-2006. وقد خسرت إيطاليا وإسبانيا، الموردتان الرئيسيتان التقليديتان لبلاط السيراميك، أسواقهما لصالح الوافدين الجدد، البرازيل والصين. وينطبق الأمر نفسه على أحجار البناء مع تزايد الإمدادات من البرازيل والصين والهند. [ 14 ]
في عام 2008، زادت الصادرات الصينية من أسطح الجرانيت وبلاط الرخام مقارنة بعام 2007، بينما لم تشهد صادرات إيطاليا وإسبانيا أي زيادة (انظر أعلاه، الطلب العالمي).
"البناء الأخضر" باستخدام الحجر ذي الأبعاد المحددة

حظي مفهوم البناء الصديق للبيئة باستخدام المواد الطبيعية، والمعروف باسم البناء الأخضر ، بدعم واسع منذ أوائل التسعينيات. ومع ارتفاع أسعار الطاقة والحاجة إلى ترشيد استهلاكها في تدفئة أو تبريد المباني منذ ثمانينيات القرن الماضي، أصبحت مسائل التصميم المرتبطة بها ذات أهمية بالغة لقطاعات الهندسة المعمارية والإنشائية والمدنية . وقد أدى ذلك إلى تأسيس المجلس الأمريكي للمباني الخضراء (USGBC) عام ١٩٩٣، والذي وضع نظام تصنيف المباني المعروف باسم الريادة في تصميم الطاقة والبيئة ( LEED ). غالبًا ما تشترط المؤسسات التعليمية (الكليات والجامعات والمدارس الابتدائية والثانوية) أن تكون مبانيها الجديدة صديقة للبيئة، كما أن بعض السلطات القضائية لديها قوانين تشجع على البناء الأخضر. [ ١٥ ] [ ١٦ ] عند البناء مع مراعاة هذه الأهداف، يتميز الحجر الطبيعي بميزة على الفولاذ والخرسانة والزجاج المزجج والبلاستيك الرقائقي، إذ تتطلب عمليات إنتاجها استهلاكًا كبيرًا للطاقة وتُسبب تلوثًا كبيرًا للهواء والماء. وباعتباره منتجًا طبيعيًا بالكامل، يتميز الحجر الطبيعي أيضًا بميزة على منتجات الأحجار الاصطناعية، بالإضافة إلى المواد المركبة والمواد الحديثة. ينص أحد متطلبات نظام LEED على أن يتم استخراج الحجر المستخدم في المباني الخضراء من محاجر تقع ضمن دائرة نصف قطرها 800 كيلومتر (500 ميل) من موقع بناء المبنى. وهذا يمنح ميزة واضحة للحجر المحلي.
عند هدم أي مبنى، يُمكن إعادة استخدام أحجار البناء بنسبة 100%، حيث يُمكن استخلاصها لاستخدامها في الإنشاءات الجديدة، أو رصفها، أو تكسيرها لاستخدامها كركام. كما توجد طرق لتنظيف الأحجار ذات تأثير بيئي أقل، سواءً قيد التطوير أو قيد الاستخدام بالفعل، مثل إزالة قشور الجبس السوداء التي تتشكل على الرخام والحجر الجيري، وذلك بتطبيق بكتيريا مُختزلة للكبريتات على هذه القشور لتحويلها إلى غاز، مما يُسهل إزالتها. راجع DSAN للاطلاع على آخر المستجدات حول "البناء الأخضر" وإعادة تدوير أحجار البناء. [ 14 ]
يضم مجلس الأحجار الطبيعية مكتبة معلوماتية حول البناء الأخضر باستخدام الأحجار، تشمل بيانات دورة حياة كل نوع رئيسي من الأحجار، موضحًا كمية الطاقة والمياه والمدخلات الأخرى وانبعاثات التصنيع، بالإضافة إلى بعض الدراسات حول أفضل الممارسات. كما أوضح المجلس طرقًا يمكن من خلالها للأحجار المساهمة في نقاط نظام الريادة في تصميم الطاقة والبيئة (LEED)، مثل استخدام أحجار فاتحة اللون للحد من تأثيرات الجزر الحرارية، واستخدام الكتلة الحرارية للأحجار للتأثير على درجة حرارة الهواء المحيط الداخلي وبالتالي زيادة كفاءة الطاقة، وخاصةً من خلال إعادة استخدام الأحجار بدلًا من إرسالها إلى مكب النفايات. [ 17 ]
الاستدامة
يُعدّ حجر البناء من أكثر المعادن الصناعية استدامةً، إذ يُستخرج من الصخور الطبيعية التي تُشكّل أساس جميع الأراضي في جميع القارات. ويُصنّف حجر البناء ضمن أفضل الخيارات وفقًا لمعايير قائمة ASTM لاستدامة مواد البناء: فلا تُستخدم مواد سامة في تصنيعه، ولا تُصدر انبعاثات غازات دفيئة مباشرة أثناء عملية التصنيع، ويتم التحكم في الغبار الناتج، ويُعاد تدوير المياه المستخدمة فيه بالكامل تقريبًا (وفقًا للوائح OSHA/MSHA)، وهو مورد دائم (لا ينضب تقريبًا على المدى الزمني البشري). ويمكن أن يدوم حجر البناء المستخدم لأجيال عديدة، بل لقرون، لذا لم يحتج مصنّعوه إلى برنامج لإعادة تدوير المنتج. [ 18 ] ومع ذلك، توجد بعض القيود العملية على هذه الاستدامة. فقد يتغير لون حجر البناء ونمطه بفعل عوامل التجوية عندما يكون قريبًا جدًا من السطح. كما يمكن أن يتغير اللون والنمط أيضًا بقربه من كتلة صخرية نارية أو بوجود مياه جوفية متداولة مُحمّلة بثاني أكسيد الكربون (مثل الحجر الجيري، والترافرتين، والرخام). من ناحية أخرى، قد تكون التغييرات في اللون و/أو النقش إيجابية. على سبيل المثال، يوجد ما لا يقل عن 14 نوعًا من رخام كرارا تحمل أسماء تجارية مختلفة، وتتنوع نقوشها (أو تخلو منها) من الأبيض إلى الرمادي. وجود العيوب أو الفواصل المتقاربة قد يجعل الحجر غير صالح للاستخدام. لا يشترط أن تكون هذه العيوب والفواصل بزوايا غير منتظمة في كتلة الحجر. فتقارب طبقات التبلور أو عدم تقاربها أو عدم توازيها قد يجعل الحجر غير صالح للاستخدام، خاصةً إذا كانت هذه الطبقات تمثل نقاط ضعف. إذا كان جزء من الحجر في منطقة ما غير صالح للاستخدام، فسيكون هناك جزء آخر صالح للاستخدام في مكان آخر من التكوين. لا يُعتبر المحجر مشروعًا قصير الأجل إلا إذا واجه أحد هذه المعوقات. من أمثلة المحاجر الكبيرة والقديمة التي تعمل منذ أكثر من قرن: محجر جرانيت بار (فيرمونت)، ومحجر رخام جورجيا في تيت، والعديد من محاجر رخام كارارا (إيطاليا)، ومحجر أردواز بنرين (ويلز). ينتج عن المحجر غبار وضوضاء وبعض التلوث المائي، ولكن يمكن معالجة هذه المشكلات بسهولة. وقد يتطلب الأمر أيضًا إعادة تأهيل المناظر الطبيعية إذا تم وضع مخلفات المحجر مؤقتًا أو دائمًا على أراضٍ مجاورة. [ 19 ]
إعادة التدوير وإعادة الاستخدام

يمكن إعادة تدوير الأحجار المستخدمة في البناء عند هدم المباني، إلى جانب إعادة تدوير الأخشاب ومواد البناء الخرسانية. تُعد الخرسانة أكثر المواد عرضةً لإعادة التدوير ، وهي تمثل الحجم الأكبر من مواد البناء المعاد تدويرها. لا تحتوي الكثير من المباني على أحجار ذات أبعاد محددة، وقليل منها فقط يحتوي على أحجار تستحق الاحتفاظ بها. عادةً ما يقوم متخصصون بإعادة تدوير الأحجار، حيث يراقبون عمليات الهدم المحلية، ويبحثون عن المنازل والمباني ودعامات الجسور وغيرها من المنشآت الحجرية المقرر هدمها والتي تحتوي على أحجار. وتُعتبر القطع الحجرية القديمة المنحوتة يدويًا والتي لا تزال تحمل آثار الإزميل، والأحجار المحلية التي لم تعد تُستخرج أو التي تُستخرج بلون أو مظهر مختلف، ذات قيمة خاصة. لا توجد تجارة وطنية أو إقليمية في الأحجار المُستصلحة، لذا يلزم وجود ساحة تخزين كبيرة، لأن الأحجار المُستعادة قد لا تُباع وتُعاد استخدامها بسرعة. تُستخدم الأحجار المعاد تدويرها في المباني الحجرية القديمة التي يتم تجديدها (لاستبدال قطع الحجر المتدهورة)، وفي أرفف المواقد، والمقاعد، والقشرة، أو لتنسيق الحدائق (مثل الجدران الاستنادية).

يرتبط بإعادة تدوير الأحجار وإعادة استخدامها بتفكيك وإعادة بناء المباني الحجرية. يُفكك المبنى حجرًا حجرًا، مع تدوين موقع كل حجر واتجاهه بدقة. تُفهرس ألواح التسقيف والأحجار الداخلية الموجودة في مكانها، وتُنقل بنفس الطريقة. بعد نقل الأحجار والألواح وغيرها من الأحجار المستخدمة إلى الموقع الجديد، تُعاد إلى مكانها الأصلي، وبذلك يُعاد تجميع المبنى. عادةً ما تكون هذه العملية مكلفة للغاية ونادرة، لكنها ذات قيمة كبيرة من حيث الحفاظ على التراث التاريخي .
يُعاد استخدام الأحجار المستخدمة في البناء. تتبادر إلى الذهن المباني على الفور، ولكن يمكن أيضًا تجديد وإعادة استخدام عناصر أخرى مثل الجدران الحجرية المزخرفة والأقواس والسلالم والدرابزينات على طول الشوارع. في بعض الأحيان، يُحافظ على التصميم الداخلي القديم للمبنى كما هو بعد ترميمه. وفي أحيان أخرى، يُفرغ المبنى القديم من محتوياته، فلا يتبقى منه سوى الهيكل الخارجي أو الواجهة، ثم يُعاد تصميم المساحة الداخلية وتحديثها. وعادةً ما تحتاج الأعمال الحجرية إلى عناية أيضًا. [ 20 ]
قد لا تحتاج أعمال الحجر القديمة إلا إلى التنظيف أو السفع الرملي، ولكنها قد تحتاج إلى أكثر من ذلك. أولًا، يجب فحص واجهة المبنى الخارجية للتأكد من خلوها من أي عوامل خطرة. [ 21 ] ثانيًا، يجب فحص جدران المبنى للتأكد من عدم وجود تسربات مياه. [ 22 ] تشمل الاحتياجات الأكثر ترجيحًا ترميم الملاط (إعادة التلييس)، وتطبيق مواد تقوية على الحجر القديم، أو استبدال قطع الحجر المتآكلة (التالفة) التي يصعب إصلاحها. إعادة التلييس هي إزالة الملاط التالف الموجود من الجزء الخارجي للفواصل بين وحدات الحجر واستبداله بملاط جديد مطابق لمظهر الملاط القديم. [ 23 ] تعمل مواد التقوية على إعادة بناء الترابط الطبيعي الأصلي بين جزيئات الحجر الذي أزالته عوامل التعرية. [ 24 ] تُستبدل قطع الحجر المتآكلة بقطع حجر مطابقة للأصل قدر الإمكان. غالبًا ما يتغير لون حجر البناء الخارجي بعد تعرضه لعوامل التعرية بمرور الوقت. على سبيل المثال، يتحول لون حجر إنديانا الجيري من اللون البني الفاتح إلى لون أصفر فاتح جذاب. قد يتغير لون الحجر المستخدم في البناء الداخلي قليلاً مع مرور الوقت. وفي كلتا الحالتين، قد لا يكون من الممكن إيجاد تطابق تام، حتى من المحجر الأصلي. غالباً ما يتغير مظهر الحجر من مكان لآخر في المحجر نفسه. وإذا حالف الحظ من يقوم بترميم الحجر، فقد يكون البنّاء الأصلي قد احتفظ ببعض القطع الاحتياطية منه لاستخدامها مستقبلاً.
تقييم دورة الحياة وأفضل الممارسات
كما هو الحال في جميع القطاعات الاقتصادية، تُنشئ مشتريات قطاع البناء من المواد والخدمات سلسلة متكاملة من العمليات، بدءًا من اختيار المواد الخام في الموقع، واستخراجها من الأرض، ثم تقطيعها وتشطيبها أو معالجتها/تصنيعها، وصولًا إلى نقلها وبيعها بالتجزئة. تُخلّف جميع هذه الأنشطة آثارًا بيئية كبيرة خارج الموقع، سواءً من حيث استهلاك الطاقة والموارد الخام أو الانبعاثات في الهواء أو الأرض أو الماء، والتي تؤثر على الكائنات الحية أو سطح الأرض (غير العضوي). يُعدّ تقييم دورة الحياة أسلوبًا لتقدير ومقارنة مجموعة من مؤشرات الأداء البيئي (مثل الاحتباس الحراري ، وإمكانية التحمض، والسمية، وإمكانية استنفاد طبقة الأوزون ) على مدار دورة حياة المنتج أو مجموعة البناء أو المبنى بأكمله. وبذلك، يُوفّر هذا التقييم وسيلة شاملة لتقييم المنتجات ومقارنتها، بدلًا من الاكتفاء بقياسات مُحدّدة لخصائص كل منتج على حدة.
لدى الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) بعض المعايير ذات الصلة، ولا سيما دليل تقييم دورة الحياة البيئية لمواد/منتجات البناء (E1991) الذي يُبين كيفية الحد من الذاتية التي تُشوه عملية اتخاذ القرارات البيئية وتُربكها. ويصف هذا الدليل، على وجه الخصوص، مرحلة تحليل المخزون التي تتطلب بيانات مناسبة للغرض المقصود منها، وبالتالي يشمل جودة البيانات (مثل اكتمالها وموثوقيتها ودقتها ومصداقيتها) بالإضافة إلى تخصيص البيانات (لمدخلات ومخرجات متعددة)، من بين أمور أخرى. ويجب أن تكون النتائج على أساس مشترك للسماح بإجراء مقارنة ذات دلالة إحصائية بين اختلافات منتجات البناء البديلة في التفسير. [ 25 ]
قام مجلس الأحجار الطبيعية (NSC) بتكليف بعض بيانات جرد دورة الحياة لاستخدامها في تقييمات دورة الحياة. ويتطلب إجراء تقييم دورة الحياة الحصول على بيانات موثوقة، ما يقارب 90% من الجهد المبذول. على سبيل المثال، يمتلك المجلس بيانات تشير إلى أن إمكانية الاحترار العالمي لاستخراج الجرانيت تبلغ 100 كيلوغرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون، بينما تبلغ 500 كيلوغرام لتصنيع الجرانيت (بنفس الوحدات)؛ وإمكانية الاحترار العالمي لاستخراج الحجر الجيري تبلغ 20 كيلوغرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون، بينما تبلغ 80 كيلوغرامًا لتصنيع الحجر الجيري (بنفس الوحدات). وتشمل بيانات استخدام الطاقة والمياه جميع مراحل الإنتاج، بدءًا من إزالة التربة السطحية في محاجر الأحجار، مرورًا بإنتاج الطاقة والوقود، وصولًا إلى تغليف منتجات الأحجار النهائية أو الألواح للشحن والنقل، أو نقل الأحجار الخردة إلى المخازن أو إعادة التدوير، وانتهاءً بجمع ومعالجة الغبار ومياه الصرف الصحي. ثم يتم وضع البيانات في فئة تأثير (مثل التغيرات في الهواء، والتغيرات في الماء)، ويتم تحديدها من حيث مساهمة العنصر في التأثير مقارنة بالعناصر الأخرى، ثم يتم تعيين أوزان لفئات التأثير فيما بينها لإظهار أهميتها النسبية. [ 17 ]
وقد كلف مجلس الأحجار الطبيعية بوضع أربع ممارسات مثلى. تتعلق إحداها باستهلاك المياه ومعالجتها وإعادة استخدامها أثناء استخراج الأحجار وتصنيعها، بما في ذلك الحد من الغبار وإدارة الحمأة وتعظيم إعادة تدوير المياه. وتتعلق الثانية بصيانة الموقع وإغلاق المحاجر، بما في ذلك تقليل الغبار والضوضاء والاهتزازات والحفاظ على نظافة وترتيب مكان العمل، وكلاهما يساعد في استعادة السطح عند إغلاق المحجر. أما الثالثة فتتعلق بإدارة النفايات الصلبة، بما في ذلك التربة السطحية، والأحجار التالفة غير القابلة للبيع كمنتج، والحمأة المترسبة من مياه الصرف الصحي، والمنتجات البترولية المستهلكة أو المنسكبة، أو خردة المعادن. وتتعلق الرابعة بنقل الأحجار بكفاءة لتصنيعها كمنتجات، ثم نقل المنتجات إلى المستهلكين من خلال مركزية إدارة الشحن، وتجميع الشحنات الصغيرة، واختيار الشاحنات المناسبة، وموازنة الحمولة وتأمينها، والتعبئة بمواد مستدامة. [ 17 ]
الاختيار والتنظيف
يبدأ اختيار حجر البناء بالنظر إلى لون الحجر ومظهره، ومدى تناسقه مع محيطه. فبالإضافة إلى مئات الأنواع المختلفة من الأحجار بألوان وأنماط متنوعة، يمكن أن يتغير لون ومظهر كل حجر بشكل جذري عند تطبيق تشطيب مختلف عليه. يُبرز التشطيب المصقول اللون ويجعل أي نقش أكثر وضوحًا، بينما تُخفف التشطيبات الخشنة (مثل المصقول أو المعالج حراريًا) اللون وتجعل النقوش أكثر هدوءًا.
إلى جانب اختيار لون الحجر ونمطه، يجب مراعاة مدى ملاءمة خصائصه للاستخدام المقصود. ينبغي أن يكون الحجر المُختار لأسطح المطابخ أو أحواض الغسيل غير ماص للسوائل، ومقاومًا للبقع، ومقاومًا للحرارة والصدمات. أما الحجر المستخدم في البلاط، فينبغي معالجته بمادة مانعة للتسرب لمقاومة بقع السوائل المنسكبة. بينما يُفضل أن يكون الحجر المستخدم للأرضيات أو الرصف أو الأسطح المعرضة لحركة المشاة أو المركبات ذا سطح شبه خشن لمقاومة الانزلاق، مثل السطح المطروق أو المعالج حراريًا. فالسطح المصقول اللامع يكون زلقًا. معظم أسطح الحجر الرملي خشنة بما يكفي لتكون مقاومة للانزلاق بشكل طبيعي. [ 26 ]
تتطلب الأحجار ذات الأبعاد المحددة أساليب تنظيف وصيانة متخصصة. لا يُنصح باستخدام المنظفات الكاشطة على الأسطح المصقولة لأنها تُزيل طبقة التلميع. كما لا يُمكن استخدام المنظفات الحمضية على الرخام أو الحجر الجيري لأنها تُزيل الطبقة النهائية (أي تُذيبها ). أما الأسطح ذات الملمس الخشن (المعالجة حراريًا أو بالدق) فيُمكن معالجتها ببعض المنظفات الكاشطة الخفيفة، ولكن لا يُنصح باستخدام المُبيضات أو المنظفات الحمضية (في حالة الرخام أو الحجر الجيري). تُعد البقع من الأمور التي يجب مراعاتها؛ فقد تكون عضوية (مثل بقايا الطعام أو الشحوم أو الزيوت) أو معدنية (مثل الحديد أو النحاس). تتطلب إزالة البقع تقنيات خاصة، مثل طريقة الكمادات. وقد طُوّرت في أوروبا طريقة جديدة لتنظيف الأحجار في المباني القديمة (التي تعود للعصور الوسطى وعصر النهضة): حيث تُستخدم بكتيريا مُختزلة للكبريت على القشور السوداء المُحتوية على الجبس التي تتشكل على هذه المباني لتحويل الكبريت إلى غاز يتبدد، مما يُؤدي إلى تدمير القشرة مع الحفاظ على طبقة الزنجار الناتجة عن التقادم على الحجر الأساسي. لا تزال هذه الطريقة قيد التطوير ولم تُطرح تجاريًا بعد. [ 27 ]
التشطيبات
يمكن تشطيب سطح الحجر بطرق متنوعة. فيما يلي بعض المصطلحات الشائعة: [ 28 ]
- اللمسة النهائية المصقولة - سطح لامع يبرز اللون الكامل وشخصية الحجر.
- التشطيب المصقول - سطح أملس ناعم ذو لمعان قليل أو معدوم، ويستخدم بشكل متكرر للأرضيات التجارية.
- اللمسة النهائية المصقولة - لمسة نهائية ناعمة ومتموجة يتم الحصول عليها عن طريق وضع فرش معدنية أو بلاستيكية صلبة على رؤوس دوارة.
- التشطيب الحراري - معالجة سطحية يتم تطبيقها عن طريق التسخين باللهب الشديد.
- القطع الماسي - تشطيب يتم إنتاجه عن طريق النشر بمنشار ذي أسنان ماسية.
- السطح الخشن - وهو تشطيب سطحي ناتج عن عملية النشر المتعدد (أو منشار الإطار).
- التكسير بالمطرقة الخشنة – عملية ميكانيكية تُنتج سطحًا ذا ملمس خشن عن طريق طرق سطح الحجر برأس معدني أو مركب ذي ملمس خشن. ويتراوح الملمس من ناعم إلى خشن.
انظر أيضاً
- قائمة الأحجار الزخرفية
- قائمة أنواع الحجر الجيري – رواسب الحجر الجيري مصنفة حسب الموقع
- قائمة أنواع الرخام
- قائمة الأحجار الرملية
- نحت الحجر – عملية تشكيل المواد الحجرية
- أحجار الهند – صناعة الأحجار التجارية
- حجر سبوليا ، المعروف أيضاً باسم حجر البناء المعاد استخدامه – حجر بناء معاد استخدامه في الإنشاءات الجديدة
فئات:
- حجر البناء
- أعمال البناء الحجرية
ملحوظات
- ↑ ASTM، C18، C119-08 المصطلحات القياسية المتعلقة بأحجار البناء، ASTM، 2008، ص 8 ISBN 0-8031-4118-1
- ↑ وصف مثقاب الثقب النفاث ، القاموس الحر
- ↑ ASTM، C18 "C119-06 المصطلحات القياسية المتعلقة بأحجار البناء"، ASTM، 2007، الصفحات 11-13، رقم ISBN 0-8031-4104-1| أنواع الأحجار حسب المجموعة |
- ↑ ASTM، C18 "C119-06 المصطلحات القياسية المتعلقة بأحجار البناء"، ASTM، 2007، الصفحات 9-10، رقم ISBN 0-8031-4104-1|أنواع تشطيبات الأحجار|
- ↑ ASTM، E06، "E2121-08 الممارسة القياسية لتركيب أنظمة تخفيف غاز الرادون في المباني السكنية منخفضة الارتفاع القائمة"، ASTM، 2008، الصفحات 644-656، رقم ISBN 978-0-8031-5768-2
- ↑ ل. ميد وج. س. أوستن، "حجر البناء"، المعادن والصخور الصناعية ، الطبعة السابعة، ليتلتون، كولورادو: جمعية مهندسي التعدين (AIME)، 2005، الصفحات 907-923، رقم ISBN 0-87335-233-5
- ↑ ASTM، C18، "C615-03 المواصفة القياسية لحجر الجرانيت ذي الأبعاد"، ASTM، 2007، الصفحات 49-50، رقم ISBN 0-8031-4104-1
- ↑ ASTM، C18، "C503-05 المواصفة القياسية لأحجار الرخام ذات الأبعاد"، ASTM، 2007، الصفحات 30-31، ISBN 0-8031-4104-1
- ↑ ASTM، C18، "C568-03 المواصفة القياسية لحجر البناء الجيري"، ASTM، 2007، الصفحات 45-46، ISBN 0-8031-4104-1
- ↑ موقع World Rocks . موقع World Rocks. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أبريل 2014.
- ↑ "إحصاءات ومعلومات عن أحجار البناء | هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية" (ملف PDF) . minerals.usgs.gov . تاريخ الاسترجاع: 31 مايو 2026 .
- ↑ "إحصاءات ومعلومات عن أحجار البناء | هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية" (ملف PDF) . minerals.usgs.gov . تاريخ الاسترجاع: 31 مايو 2026 .
- ↑ تحديث أساسيات المناجم . Basicsmines-update.blogspot.com. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أبريل 2014.
- 1 2 3 "Dimension Stone Advocate News-Outlook Reexamined 2008 No. 30 November 2008" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مارس 2009 .
- ↑ ألبيمارل تدرس تكلفة وفوائد المباني الخضراء. مؤرشف في 26 ديسمبر 2008 على موقع Wayback Machine ، شارلوتسفيل تومورو، 20 أبريل 2007. تم الاطلاع عليه في 3 مايو 2007.
- ↑ قانون ولاية واشنطن يُلزم بالبناء الأخضر ، RenewableEnergyAccess، 21 أبريل 2005. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2007.
- ١ ٢ ٣ "ألواح الحجر الطبيعي: الاستدامة، والمساهمة في نظام LEED، وأفضل الممارسات في الصناعة" . MarbleSupplier.co.uk . ١١ مايو ٢٠٢٦. تاريخ الاطلاع: ١١ مايو ٢٠٢٦ .
- ↑ ASTM، E06، "E2129-05 الممارسة القياسية لجمع البيانات لتقييم استدامة منتجات البناء"، ASTM، 2008، الصفحات 710-719، رقم ISBN 978-0-8031-5768-2
- ↑ بيلينغز، مارلاند ب. "الجيولوجيا التركيبية" الطبعة الثانية. برنتيس هول، نيوجيرسي، 1954، الصفحات 124-163، 263-320، و336-382
- ↑ ASTM، C18، "C1496-01 الدليل القياسي لتقييم وصيانة جدران وواجهات البناء الحجرية الخارجية"، ASTM، 2007، الصفحات 519-523، رقم ISBN 0-8031-4104-1
- ↑ ASTM، E06، "الممارسة القياسية للفحص الدوري لواجهات المباني بحثًا عن الظروف غير الآمنة"، ASTM، 2008، الصفحات 1015-1020 ISBN 978-0-8031-5768-2
- ↑ ASTM، E06، "دليل معياري لتقييم تسرب المياه من جدران المباني"، ASTM، 2008، الصفحات 675-709، رقم ISBN 978-0-8031-5768-2
- ↑ ASTM، E06، "E2260-03 الدليل القياسي لإعادة ترميم (تجديد) المباني التاريخية"، ASTM، 2008، الصفحات 959-962، ISBN 978-0-8031-5768-2
- ↑ ASTM، E06، "الدليل القياسي لاختيار واستخدام مواد تقوية الأحجار"، ASTM، 2008، الصفحات 847-853، رقم ISBN 978-0-8031-5768-2
- ↑ ASTM، E60 "E1991-05 الدليل القياسي لتقييم دورة الحياة البيئية لمواد/منتجات البناء"، ASTM، 2008، الصفحات 406-414، رقم ISBN 978-0-8031-5768-2
- ↑ ASTM، C18، "C1528-02 الدليل القياسي لاختيار أحجار البناء للاستخدام الخارجي"، ASTM، 2007، الصفحات 563-575، رقم ISBN 0-8031-4104-1
- ↑ ASTM، C18، "C1515-01 الدليل القياسي لتنظيف الأحجار الخارجية، الأسطح الرأسية والأفقية، الجديدة أو الموجودة"، ASTM، 2007، الصفحات 530-534، ISBN 0-8031-4104-1
- ↑ معهد الرخام الأمريكي، مسرد مصطلحات صناعة الأحجار، الصفحات 219-226
مراجع
- كتاب المعادن السنوي لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية لعام 2007: الحجر، الأبعاد
- نشرة أخبار مناصري الأحجار الكريمة (DSAN) العدد 31
- إحصائيات ومعلومات عن أحجار البناء - هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية - معلومات عن المعادن المستخدمة في أحجار البناء
- حجر البناء
- مواد البناء
- الأرصفة
- مواد بناء معاد تدويرها
- المعادن الصناعية
