ما هي المواد المستخدمة في مقاومة حريق البنايات

بسم الله الرحمن الرحيم


ما هي المواد المستخدمة في مقاومة حريق البنايات
ما هي المواد المستخدمة في مقاومة حريق البنايات






أي مادة تقاوم النار أو الحريق ولا تذوب لفترة ما، أي يمكنها تحمل الحرارة ؛ حتى يتمكن سكان المبنى من مغادرة المبنى بأمان تسمى بالمواد المقاومة للحريق. من المهم جدا الانتباه إلى (السلامة من الحرائق) خاصة في صناعة البناء والتشييد.
تختلف المواد المعالجة لمقاومة للحريق (المثبطة) عن المواد المقاومة للحريق. المواد المثبطة للحريق هي تلك المواد التي تحترق ببطء.
تصنيف مقاومة الحريق هو المدة التي ستتحمل فيها المادة التعرض القياسي للحريق، والتي تحددها اختبارات الحريق التي تم إجراؤها باتباع الطرق القياسية لاختبار الحريق وفقًا لقانون البناء.


لماذا تعتبر السلامة من الحرائق مهمة؟
يولي المهندسون المعماريون والمصممين والمهندسين في الوقت الحاضر اهتمامًا كبيرًا للسلامة من الحرائق في المباني. نظرًا لعدد الحوادث الكبير، بدأت السلامة من الحرائق في البناء تزداد أهمية.
لاستخدام مواد أكثر مقاومة للحريق في الهيكل، بدأ الاهتمام بخصائص المواد المستخدمة. بدأ تقييم المواد من حيث مقاومتها للحريق القياسي وتم تطوير بعض الاختبارات القياسية. بناءً على المدة التي لم تُظهر فيها المادة أي ضرر كبير، تم تقييم هذه المواد وتصنيفها. يمكن الوصول إلى هذا التصنيف من كود بناء المنطقة.
المتطلبات العامة للمواد المقاومة للحريق:

• يجب أن تكون قادرة على مقاومة الحريق لمدة طويلة بحيث يمكن للسكان إخلاء المبنى بأمان.
• يجب ألا تفقد قوتها بشكل كبير.
• يجب أن يكون لها معامل تمدد حراري منخفض، أي يجب ألا يتمدد عند التعرض للحرارة، مما يمنع توليد ضغوط إضافية في المبنى.
• يجب أن تكون الموصلية الحرارية لها أقل.
• يفضل إذا كانت لها خصائص العزل الذاتي.

بعض المواد المقاومة للحريق الشائعة المستخدمة في البناء:

فيما يلي أكثر المواد المقاومة للحريق شيوعًا المستخدمة في البناء،

• الخرسانة
• حديد التسليح
• الجبس
• الحديد الزهر
• الطوب
• أسمنت الأسبستوس
• الحجر
• الخشب
• الزجاج
• الألمنيوم

١. الخرسانة

الخرسانة هي أكثر مواد البناء استخدامًا في صناعة البناء منذ فترة طويلة. يتضاعف استخدامها في جميع أنحاء العالم في مقابل استخدام الفولاذ والخشب والبلاستيك والألمنيوم مجتمعين.
هذه المادة الشهيرة في جميع أنحاء العالم، من المؤكد أن مقاومتها للحريق ممتازة أيضًا. تعتبر الخرسانة عازلًة من حيث انتقال الحرارة، وبالتالي فهي توفر مقاومة أكبر للحريق للمباني مقارنة بالفولاذ. كما أن الموصلية الحرارية لها ضعيفة أيضًا، أي أن القدرة الهيكلية على التحمل تستمر لفترة أطول. وفي الوقت نفسه، تقلل أيضًا من انتشار النار.
لم يتم تحديد نقطة انصهار الخرسانة. لكن قوتها تنخفض بشكل كبير في درجات الحرارة العالية. ومع ذلك، لا تتأثر القوة كثيرًا حتى ٢٥٠ درجة مئوية. عادة، يمكن للهياكل الخرسانية المسلحة مقاومة الحريق لمدة ساعة واحدة عند ١٠٠٠ درجة مئوية.
تمتلك الخرسانة أيضًا طاقة امتصاص حرارة منخفضة. حتى لو وصلت درجة الحرارة الخارجية للخرسانة إلى ٥٠٠، تظل درجة الحرارة الداخلية للخرسانة الداخلية منخفضة نسبيًا. ومن ثم، فإن إضعاف الهياكل الخرسانية يحدث فقط عند حدوث حريق شديد لمدة طويلة.
لا توجد مقاومة حرارية ثابتة للخرسانة لأنها مصنوعة من مواد مختلفة مختلطة. تتكون الخرسانة من الأسمنت والركام والماء والحديد والمواد المضافة. ومن ثم، فإن قدرة الخرسانة لمقاومة الحريق تعتمد على خصائص هذه المواد المستخدمة، ونسبها، وموضع التسليح، وسماكة القطاع، والغطاء الخرساني، وما إلى ذلك.
عندما يحدث الحريق، تجف الخرسانة. وتتسبب الحرارة في تمدد الركام وتقلص الأسمنت. تؤدي هذه التغييرات المعاكسة إلى حدوث انحلال بين مكونات الخرسانة. هذا لا يتسبب فقط في تقليل القوة ولكن أيضًا تحدث شقوق / شروخ الانكماش. الخرسانة من أفضل المواد المقاومة للحريق المستخدمة في تشييد المباني.
لماذا يتم تفضيل الخرسانة على نطاق واسع؟

• الخرسانة ، بالإضافة إلى تقليل حمل الحريق، لا تقطر أو تسقط الجسيمات / الجزيئات المنصهرة كما في الهياكل الفولاذية.
• تتمتع بمقاومة أعلى للحريق ، مما يوقف انتشار الحريق.
• ليس هذا فقط ، بل يسهل إصلاحها بعد الحريق. وبالتالي، فإنها تخفف من المخاوف المالية أيضًا.
• لا تحرر أي دخان أو غازات سامة، وبالتالي تقلل من المخاطر على شاغلي المبنى.
• عملية امتصاص الحرارة بطيئة للغاية.

٢. حديد التسليح

الصلب بشكل عام مادة غير قابلة للاحتراق مقاومة للحريق. في هياكل المباني، يستخدم الفولاذ في الكمرات، العتب، البلاطات، الأعمدة، الجدران. يتم استخدامه أيضًا في التركيبات والتجهيزات مثل القضبان والسلالم وما إلى ذلك.
على الرغم من أن الفولاذ غير قابل للاحتراق، إلا أن له قيمة منخفضة لمقاومة الحريق. يحدث هذا بسبب تليين الفولاذ مع ارتفاع درجة الحرارة، مما يؤدي إلى انخفاض القدرة على مقاومة الشد والضغط.
عند ٦٠٠ درجة مئوية، تقل مقاومة الخضوع إلى الثلث. ويبدأ في الذوبان عند ١٤٠٠ درجة مئوية.
إذا تم استخدام مطفأة حريق تستخدم الماء، فإن الفولاذ يميل إلى الانكماش. وبما أن القوة تقل بالفعل بسبب الذوبان أو الانصهار، فإن الالتواء والتشوه يبدأان أيضًا. وبالتالي، فإن استقرار الهيكل يتأثر أيضًا.
٣. الطوب

يعتبر الطوب من أقدم المواد المستخدمة منذ الحضارات القديمة. يستخدم بشكل شائع لبناء الجدران والأرصفة.
فيما يتعلق بالمواد المقاومة للحريق، فإن الطوب لا يظهر عليه أضرار جسيمة حتى تصل درجة حرارته إلى حوالي ١٢٠٠-١٣٠٠ درجة مئوية حيث أنه موصل رديء للحرارة.
يمكن أن يُظهر الطوب مقاومة جيدة للحريق إذا تم مراعاة الأشياء التالية:

• نوع المونة
• جودة الصنعة
• نوع الطين
• طريقة البناء للطوب

٤. الأخشاب

تم استخدام الأخشاب في البناء حتى قبل تسجيل التاريخ. منذ الحضارة القديمة، ظلت الأخشاب مادة بناء رئيسية.
يظهر الخشب مقاومة كبيرة للحريق بسبب خاصية العزل الذاتي.
عندما تشتعل النيران في الخشب، يتم تفحمه أولاً حتى عمق معين. ثم تعمل الطبقة المتفحمة الخارجية كحاجز وتكبح الحريق. تتميز هذه الخاصية لإخماد الحريق من تلقاء نفسها بأنها خاصية العزل الذاتي للخشب.
معالجة الأخشاب:

يتم تشريبه بمواد كيميائية مثبطة للحريق.

• فوسفات الأمونيوم
• كبريتات الأمونيوم
• البورق وحمض البوريك
• كلوريد الزنك، إلخ.

للحماية المعتدلة المتوسطة، يلزم ٣٢-٤٨ كجم من المواد الكيميائية بينما تتطلب الحماية العالية ما يصل إلى ٨٠-٩٦ كجم من المادة الكيميائية.
في الآونة الأخيرة، يتم استخدام طلاء مقاوم للحريق، تتكون من:

• الأسبستوس
• Mg2SO4 كبريتات المغنيسيوم
• أكاسيد الحديد

كيف تساعد المواد الكيميائية في السيطرة على الحرائق؟

• تتحكم في ارتفاع درجة الحرارة أثناء الحريق.
• تقليل معدل انتشار اللهب.

٥. الحجر

إنها أكثر المواد غير المناسبة من وجهة نظر السلامة من الحرائق. يتم سرد أنواع مختلفة من الحجارة أدناه مع سلوكها أثناء الحريق:

• حجر الكلس: يتفتت إلى جير حي أثناء الحريق.
• حجر الأردواز: يتوسع ويشكل الشقوق وينهار في النهاية.
• الجرانيت: ينفجر عند تعرضه للحرارة ويتحلل.

يستخدم الجرانيت المصقول للطاولات، وتكسية الجدران والأعمدة، إلخ. يستخدم الحجر الجيري والحجر الرملي لبناء الجدران.
٦. الزجاج

يمكن للزجاج وقد ثبت أنه جيد في مقاومة الحريق للأسباب التالية:

• الموصلية الرديئة للحرارة
• معامل منخفض للتمدد الحراري

لكن الشقوق تتطور تحت درجات حرارة عالية. لحل هذه المشكلة، تم تطوير الألواح الزجاجية المقواة الآن، والتي تستخدم في النوافذ الزجاجية. يعمل التسليح في هذه الألواح الزجاجية على تثبيت قطع الزجاج المتشققة معًا في حالة تشقق الزجاج. من المهم استخدام المواد المقاومة للحريق في تشييد المباني.
تستخدم هذه الألواح الزجاجية المقواة في المكونات الهيكلية التالية:
الأبواب، النوافذ، المناور، الفوانيس ، إلخ
٧. الحديد المطاوع والحديد الزهر

نادرًا ما يتم استخدامه في صناعة البناء اليوم لأنه يتحول إلى قطع عند تسخينه وتبريده فجأة.
في حالة استخدامه، يتم تغطيته بجدار واحد من الطوب السميك أو أي مادة مقاومة للحريق مثل الخرسانة.
يتم توظيفه في:
إطارات النوافذ، مقابض الأبواب المصبوبة، مسكات النوافذ والسلالم
٨. أسمنت الأسبستوس

تنتج مكونات الأسمنت الأسبستي قيمة كبيرة لمقاومة الحريق.
إلى جانب طبيعتها غير القابلة للاحتراق، فهي موصل رديء للحرارة أيضًا. وبالتالي، فإن الأعضاء الهيكلية الممزوجة بهذه المادة توفر مقاومة أفضل للتشقق والانتفاش والتفكك عند تعرضها للحريق.
إنها مواد مقاومة للحريق تستخدم على نطاق واسع في البناء،

• حواجز مقاومة للحريق
• الأسقف وغيرها

٩. الجبس

يُعرف الجبس باسم "معدن العجائب" حيث يرجعه الماء إلى شكله الأصلي. يستخدم في الغالب للتصميم الداخلي.
يتم وضع ألواح الجبس مع المواد الإنشائية لمنع مخاطر الحريق.
أكثر مشتقات الجبس شيوعًا في عالم البناء هو Gypsum Board أو المعروف باسم Dry Wall. تتكون من لوح جبس يوضع بين شرائح ورق. ومن هذا المنطلق، يعد الجدار الجاف "Type X" هو الأكثر شيوعًا. كما أنه من أهم المواد المقاومة للحريق.
الحوائط الجافة (ألواح الجبس):

يحتوي الجدار الجاف على طبقة ورقية تحترق ببطء ولا تساهم في انتشار الحريق.
يتكون اللب أو القلب غير القابل للاحتراق من ماء مركب كيميائيًا مع Ca2SO4 (كبريتات الكالسيوم).
عند نشوب حريق، يخرج هذا الماء في البداية على شكل بخار ويعيق انتقال الحرارة عبر ألواح الجبس. عندما يتوقف تدفق البخار هذا، يستمر لوح الجبس في مقاومة الحريق.
للحصول على مقاومة عالية للحريق، يتم استخدام طبقات متعددة من ألواح الجبس.
١٠. الألمنيوم
يستخدم الألمنيوم لإطارات النوافذ، وللسقف، والجدران الستائرية، وكذلك لمقابض الأبواب المصبوبة، ومشابك النوافذ والسلالم.
في بعض البلدان المتقدمة، يتم استخدام الألمنيوم لأغراض التقوية في الهياكل متعددة الطوابق بسبب وزنه الخفيف وخصائصه المضادة للتآكل. درجة انصهار الألمنيوم حوالي ٦٦٠ درجة مئوية. ومع ذلك، يمكن أن يعطي أداء ضعيفًا للغاية كمواد مقاومة للحريق ويجب أن يقتصر استخدامه (كسبيكة) على تلك الهياكل ذات مخاطر الحريق المنخفضة. إنه موصل جيد للحرارة ويمتلك قوة شد كافية.
خاتمة
بعد مناقشة جميع مواد البناء المذكورة أعلاه، يمكن القول أن الاختيار الصحيح للمادة المقاومة للحريق وطريقة البناء يلعبان دورًا مهمًا للغاية في تقليل مخاطر الحريق. في البناء المقاوم للحريق، يجب تشجيع الاستخدام الأقصى للمواد غير القابلة للاحتراق. اعتمادًا على توفر المواد المقاومة للحريق والميزانية، يمكنك اختيار المواد المناسبة لبناء منزلك. ومع ذلك، عليك أن تختار المادة بحكمة مقارنة سلوكها مع الأحمال الأخرى مثل الزلازل والأعاصير والمطر والرياح وما إلى ذلك. نأمل أن ترشدك المناقشة أعلاه بشكل فعال في اختيار المواد المناسبة لمنزلك.