الملاط (البناء)

الملاط عبارة عن عجينة قابلة للتشكيل تتصلب لربط مواد البناء مثل الأحجار والطوب ووحدات البناء الخرسانية ، وملء الفراغات غير المنتظمة بينها وسدها، وتوزيع وزنها بالتساوي، وأحيانًا لإضافة ألوان أو نقوش زخرفية إلى جدران البناء . وبمعناه الأوسع، يشمل الملاط القار والأسفلت والطين اللين، كما هو الحال عند استخدامه بين الطوب، بالإضافة إلى ملاط ​​الأسمنت. كلمة "ملاط" مشتقة من الكلمة الفرنسية القديمة mortier ، والتي تعني "ملاط البناء، الجص؛ وعاء الخلط" (القرن الثالث عشر). ^{[ 1 ]}

يصبح ملاط ​​الأسمنت صلبًا عند تصلبه، مما ينتج عنه بنية متماسكة صلبة ؛ ومع ذلك، يعمل الملاط كمكون أضعف من الطوب، ويُستخدم كعنصر قابل للاستهلاك في البناء، نظرًا لسهولة إصلاحه وانخفاض تكلفته. عادةً ما يصنع البناؤون الملاط باستخدام خليط من الرمل ومادة رابطة وماء. تُعد أسمنت بورتلاند المادة الرابطة الأكثر شيوعًا منذ أوائل القرن العشرين ، ولكن لا يزال الجير (الذي يُستخدم في إنتاج ملاط ​​الجير ) يُستخدم في بعض الإنشاءات الجديدة المتخصصة. يُستخدم الجير وملاط الجير والجبس، على شكل جبس باريس، بشكل خاص في ترميم وإعادة تجصيص المباني والمنشآت التاريخية، بحيث تكون مواد الترميم مشابهة في الأداء والمظهر للمواد الأصلية. توجد أنواع عديدة من ملاط ​​الأسمنت والإضافات.

صُنعت الملاط الأولى من الطين والصلصال ، [ ^{2 ] كما} يتضح من مباني أريحا التي تعود إلى الألفية العاشرة قبل الميلاد ، ومباني غانج داره التي تعود إلى الألفية الثامنة قبل الميلاد . ^{[ 2 ]}

وفقًا لرومان غيرشمان ، فإن أول دليل على استخدام البشر لنوع من الملاط كان في ميهرغار في بلوشستان فيما يعرف اليوم بباكستان، والذي تم بناؤه من الطوب المجفف بالشمس في عام 6500 قبل الميلاد. ^{[ 3 ]}

استُخدم الملاط الجبسي، المعروف أيضًا باسم جبس باريس، في بناء العديد من المباني القديمة. وهو مصنوع من الجبس، الذي يتطلب درجة حرارة حرق منخفضة. ولذلك، فهو أسهل في التحضير من الملاط الجيري ويتصلب أسرع بكثير، وهو ما قد يفسر استخدامه كملاط نموذجي في بناء الأقواس والأقبية القديمة المبنية من الطوب. إلا أن الملاط الجبسي ليس بنفس متانة أنواع الملاط الأخرى في الظروف الرطبة. ^{[ 4 ]}

في شبه القارة الهندية ، لوحظ وجود أنواع متعددة من الأسمنت في مواقع حضارة وادي السند ، حيث ظهر الجبس في مواقع مثل مدينة موهينجو دارو ، التي يعود تاريخها إلى ما قبل 2600 قبل الميلاد.

استُخدم الإسمنت الجبسي، ذو اللون الرمادي الفاتح والمكون من الرمل والطين وآثار كربونات الكالسيوم ونسبة عالية من الجير، في بناء الآبار والمصارف، وعلى واجهات المباني ذات المظهر المهم. كما استُخدم الملاط البيتوميني، وإن كان ذلك على نطاق أضيق، بما في ذلك في الحمام الكبير في موهينجو دارو. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

في الأهرامات المصرية القديمة، التي شُيّدت خلال عصر الدولة القديمة (حوالي 2600-2500 قبل الميلاد)، كانت كتل الحجر الجيري تُربط بملاط من الطين والطمي، أو الطين والرمل. ^{[ 7 ]} أما في الأهرامات المصرية اللاحقة، فكان الملاط يُصنع من الجبس ، أو الجير. ^{[ 8 ]} وكان ملاط ​​الجبس في الأساس خليطًا من الجص والرمل ، وكان لينًا جدًا.

استخدمت المباني البابلية في الألفية الثانية قبل الميلاد الجير أو القطران كمواد مانعة للتسرب.

تاريخيًا، ظهر البناء بالخرسانة والملاط لاحقًا في اليونان . كشفت أعمال التنقيب في قناة ميغارا المائية تحت الأرض عن وجود خزان مغطى بملاط بوزولاني بسماكة 12  مم. يعود تاريخ هذه القناة إلى حوالي 500 قبل الميلاد. ^{[ 9 ]} الملاط البوزولاني هو ملاط ​​أساسه الجير، ولكنه يُصنع بإضافة الرماد البركاني الذي يسمح له بالتصلب تحت الماء؛ ولذلك يُعرف باسم الأسمنت الهيدروليكي. حصل الإغريق على الرماد البركاني من جزيرتي ثيرا ونيسيروس اليونانيتين ، أو من مستعمرة ديكيارخيا ( بوزولي ) اليونانية آنذاك بالقرب من نابولي، إيطاليا. قام الرومان لاحقًا بتحسين استخدام وطرق صنع ما أصبح يُعرف باسم الملاط والأسمنت البوزولاني. ^{[ 8 ]} وفي وقت لاحق، استخدم الرومان ملاطًا بدون بوزولانا باستخدام الطين المحروق المسحوق ، مع إضافة أكسيد الألومنيوم وثاني أكسيد السيليكون إلى الخليط. لم يكن هذا الملاط بنفس قوة الملاط البوزولاني، ولكن نظرًا لكونه أكثر كثافة، فقد كان يقاوم اختراق الماء بشكل أفضل. ^{[ 10 ]}

لم يكن الملاط الهيدروليكي متوفرًا في الصين القديمة، ربما بسبب نقص الرماد البركاني. حوالي عام 500 ميلادي، تم خلط حساء الأرز اللزج مع الجير المطفأ لصنع ملاط ​​أرز لزج مركب غير عضوي-عضوي يتميز بقوة ومقاومة للماء أكبر من ملاط ​​الجير. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

لا يُفهم كيف فُقد فن صناعة الملاط والأسمنت الهيدروليكي، الذي أتقنه الإغريق والرومان واستخدموه على نطاق واسع، لما يقرب من ألفي عام. خلال العصور الوسطى، عندما كانت الكاتدرائيات القوطية تُبنى، كان الجير هو المكون النشط الوحيد في الملاط. ولأن ملاط ​​الجير المتصلب يتلف عند ملامسته للماء، فقد عانت العديد من المباني على مر القرون من الأمطار التي تحملها الرياح.

يتم صنع ملاط ​​الأسمنت البورتلاندي العادي ، والمعروف باسم ملاط ​​OPC أو ملاط ​​الأسمنت فقط، عن طريق خلط مسحوق الأسمنت البورتلاندي العادي ، والركام الناعم ، والماء.

حصل جوزيف أسبدين على براءة اختراعها في 21 أكتوبر 1824 (براءة الاختراع البريطانية رقم 5022)، ويعود ذلك بشكل كبير إلى الجهود المبذولة لتطوير ملاط ​​أقوى. وقد شاع استخدامها خلال أواخر القرن التاسع عشر، وبحلول عام 1930، أصبحت أكثر شيوعًا من الملاط الجيري كمادة بناء. وتتمثل مزايا الأسمنت البورتلاندي في أنه يتصلب بسرعة، مما يسمح بوتيرة بناء أسرع، كما أنه يتطلب عددًا أقل من العمال المهرة مقارنةً بالملاط الجيري.

كقاعدة عامة، لا يُنصح باستخدام الأسمنت البورتلاندي في ترميم أو تجديد فواصل المباني القديمة المبنية بملاط الجير، والتي تتطلب مرونة الجير وليونته وقدرته على التهوية لكي تعمل بشكل صحيح. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

في الولايات المتحدة ودول أخرى، تُستخدم خمسة أنواع قياسية من الملاط (متوفرة كمنتجات جافة مُجهزة مسبقًا) بشكل عام في كل من الإنشاءات الجديدة والترميم. وتختلف قوة الملاط بناءً على نسبة الخلط لكل نوع، والمحددة وفقًا لمعايير الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) . تُرمز هذه المنتجات الجاهزة للخلط بأحد الأحرف الخمسة: M، S، N، O، وK. يُعدّ ملاط ​​النوع M هو الأقوى، بينما يُعدّ ملاط ​​النوع K هو الأضعف. وتُعبّر نسبة الخلط دائمًا عن طريق الحجم.$أسمنت بورتلاند$ : جير  : رمل}}} .

" على ما يبدو "، فإن هذه الأحرف مأخوذة من الأحرف البديلة للكلمات " MASONWORK ". ^{[ 15 ]}

تُصنع ملاطات الأسمنت البوليمرية (PCM) باستبدال جزء من مواد الربط المائية للأسمنت في ملاط ​​الأسمنت التقليدي بالبوليمرات. تشمل الإضافات البوليمرية اللاتكس أو المستحلبات ، ومساحيق البوليمر القابلة لإعادة التشتت، والبوليمرات القابلة للذوبان في الماء، والراتنجات الحرارية السائلة ، والمونومرات. ^{[ 16 ]} على الرغم من أنها تزيد من تكلفة الملاط عند استخدامها كمادة مضافة، إلا أنها تُحسّن خصائصه. يتميز ملاط ​​البوليمر بنفاذية منخفضة قد تُعيق تراكم الرطوبة عند استخدامه في ترميم الجدران التقليدية المبنية من الطوب أو البلوك أو الحجر. وهو مُصمم أساسًا لترميم الهياكل الخرسانية. يجري البحث حاليًا في استخدام البلاستيك المُعاد تدويره في الملاط، وقد لاقى هذا الاستخدام رواجًا متزايدًا. ^{[ 17 ]} كما تُجرى دراسات مكثفة حول إزالة بلمرة البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) لاستخدامه كمادة رابطة بوليمرية لتحسين الملاط. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

يمكن تسريع عملية التصلب باستخدام الحجر الجيري غير النقي في الفرن ، لتكوين جير هيدروليكي يتصلب عند ملامسته للماء. يجب تخزين هذا الجير على شكل مسحوق جاف. بدلاً من ذلك، يمكن إضافة مادة بوزولانية ، مثل الطين المكلس أو غبار الطوب، إلى خليط الملاط. ستؤدي إضافة المادة البوزولانية إلى تصلب الملاط بسرعة معقولة نتيجة تفاعله مع الماء.

سيكون من غير المناسب استخدام ملاط ​​الأسمنت البورتلاندي لترميم المباني القديمة التي شُيّدت أصلاً باستخدام ملاط ​​الجير. فملاط الجير ألين من ملاط ​​الأسمنت، مما يمنح جدران الطوب مرونةً معينةً للتكيف مع تغيرات التربة أو غيرها من الظروف المتغيرة. أما ملاط ​​الأسمنت فهو أصلب ولا يمنح مرونةً تُذكر. وقد يؤدي هذا التباين إلى تشقق جدران الطوب عند وجود نوعي الملاط في جدار واحد.

يُعتبر الملاط الجيري مادةً تسمح بمرور الهواء، مما يُتيح للرطوبة التبخر بحرية من سطحه. في المباني القديمة ذات الجدران التي تتغير مع مرور الوقت، قد تظهر شقوق تسمح بتسرب مياه الأمطار إلى داخلها. يسمح الملاط الجيري لهذه الرطوبة بالتبخر ، مما يُحافظ على جفاف الجدار. أما إعادة تلييس أو تجصيص جدار قديم باستخدام الملاط الإسمنتي، فيُوقف التبخر وقد يُسبب مشاكل تتعلق بالرطوبة خلف الإسمنت.

البوزولانا عبارة عن رماد بركاني ناعم ورملي . اكتُشفت البوزولانا لأول مرة في بوتسولي ، بالقرب من جبل فيزوف في إيطاليا، ثم استُخرجت لاحقًا من مواقع أخرى. اكتشف الرومان أن إضافة البوزولانا إلى ملاط ​​الجير تُسرّع من تصلّب الجير نسبيًا، حتى تحت الماء. وقد ذكر المهندس المعماري الروماني فيتروفيوس أربعة أنواع من البوزولانا. توجد البوزولانا في جميع المناطق البركانية في إيطاليا بألوان مختلفة: الأسود والأبيض والرمادي والأحمر. ومنذ ذلك الحين، أصبح مصطلح "البوزولانا" يُستخدم للإشارة إلى أي مادة مضافة سيليسية و/أو ألومينية إلى الجير المطفأ لإنتاج الأسمنت الهيدروليكي. ^{[ 21 ]}

عند طحنه ناعماً وخلطه بالجير، يصبح أسمنتًا هيدروليكيًا، مثل أسمنت بورتلاند، ويصنع ملاطًا قويًا يتصلب أيضًا تحت الماء.

إن وفرة المواد المستخدمة في صناعة البوزولانا في مناطق معينة تجعل استخدامها أكثر شيوعاً فيها، ومن الأمثلة على ذلك مناطق في وسط وجنوب أوروبا ( وذلك بشكل خاص بسبب كثرة البراكين الأوروبية البارزة ). ولذلك، ارتبطت البوزولانا بشكل شائع بالعديد من المنشآت الضخمة التي شيدتها الإمبراطورية الرومانية .

مع تصلب الملاط، يُحاط الغلاف الجوي الحالي به، مما يوفر عينةً للتحليل. وتؤثر عوامل مختلفة على العينة، فتزيد من هامش الخطأ في التحليل. ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]} بدأ استخدام التأريخ بالكربون المشع للملاط في ستينيات القرن العشرين، بعد فترة وجيزة من ترسيخ هذه الطريقة (ديليبرياس ولابيري 1964؛ ستويفر وسميث 1965؛ فولك وفالاسترو 1976). وقدّم فان سترايدونك وآخرون (1983)، وهاينماير وآخرون (1997)، ورينغبوم وريمر (1995) أولى البيانات في هذا المجال. تم تطوير الجوانب المنهجية بشكل أكبر من قبل مجموعات مختلفة (فريق دولي بقيادة جامعة آبو أكاديمي ، وفرق من CIRCE وCIRCe وETHZ وبوزنان وRICH ومختبر ميلانو-بيكوكا). ولتقييم طرق استخلاص الكربون البشري المنشأ المختلفة لتحديد عمر الكربون المشع، وكذلك لمقارنة طرق التأريخ المختلفة، أي الكربون المشع وOSL، تم إعداد أول دراسة مقارنة (MODIS) ونشرها في عام 2017. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

• انفجارات الخرسانة في البلاطات المسبقة الإجهاد
• بيانات فنية، رابطة صناعة الملاط، www.mortar.org.uk