مصالح بنایی یکی از قدیمی‌ترین مصالح مورد استفاده در ساختمان‌سازی است. فراوانی، سازگاری با اکثر شرایط آب و هوایی، عدم نیاز به نیروی متخصص حین ساخت و دوام و پایداری مصالح بنایی از جمله دلایلی است که موجب شده این مصالح معمولا در ساخت و سازها مورد توجه قرار گیرند.
بخش عظیمی از ساختمان‌های موجود در ایران و بسیاری از نقاط جهان از مصالح بنایی ساخته شده است با این وجود درک و دانش مهندسان سازه نسبت به رفتار این نوع سازه‌ها کافی نبوده و کماکان تحقیقات بیشتر به منظور شناخت صحیح رفتار مصالح بنایی به عنوان یک ضرورت مطرح است.
این ضرورت در کشور ما که بر روی کمربند زلزله واقع شده و ساکنان ساختمان‌های بنایی آن طی زلزله‌های اخیر خسارات جبران ناپذیری را متحمل شده‌اند، بیش از سایر نقاط حس می‌شود. در ادامه این مطلب، ضمن توضیحی از ساختمان مصالح بنایی با ویژگی‌ها، تاریخچه و اجزای آن آشنا خواهیم شد.
ساختمان‌های مصالح بنایی از قدیمی‌ترین سیستم‌های سازه‌ای رایج در بسیاری از نقاط جهان بوده‌اند! بیش از 65 درصد از ساختمان‌های موجود در ایران از نوع آجری غیر مسلح و قسمت عمده‌ای از آن ساختمان‌های روستایی هستند. 97 درصد از چهار میلیون خانه روستایی با بیش از بیست میلیون سکنه از همین مصالح تهیه شده‌اند.
با ظهور و پیدایش آهن آلات و بتن در قرن بیستم، سازه‌های بنایی کمتر مورد توجه قرار گرفته و این امر سبب شده است که امروزه مهندسین سازه، دانش محدودی در مورد مصالح سنتی و چگونگی عملکرد آنها داشته باشند.
با این وجود مصالح بنایی به دلیل محاسن قابل توجهی که در مقایسه با سایر مصالح دارد، کماکان در ساخت واحدهای مسکونی یک یا چند طبقه، واحدهای تجاری یا تولیدی، مدارس و بیمارستان‌های شهرهای کوچک و متوسط، بخش‌ها و روستاها متداول است.
همچنین تا چند دهه گذشته تعداد زیادی از ساختمان‌ها در شهرهای بزرگ از این مصالح ساخته شده‌اند که هم اکنون نیز با بهسازی و مقاوم سازی قابل اسکان هستند. از سوی دیگر مرمت و مقاوم‌سازی بناهای تاریخی کشور که بخش اعظم آن از مصالح بنایی ساخته شده است از جمله دغدغه‌های امروز مهندسین سازه و مرمت است.
قرار دادن لایه‌های آجر بر روی یکدیگر و یکپارچه نمودن آن به وسیله خمیر سیمانی و یا گچی، سال‌ها به دلیل سادگی و دوام، یک تکنیک موفق ساختمان سازی بوده است. علی‌رغم سادگی، ساخت این نوع سازه‌ها، آنالیز رفتاری ساختمان‌های بنایی هنوز از چالش‌های مهندسان است.
به طور کلی مزیت استفاده از مصالح بنایی در ساختمان سازی می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
با وجود محاسن قابل توجه در استفاده از مصالح بنایی، می‌توان به بعضی از معایب این مصالح نیز به شرح زیر اشاره کرد:
تاریخچه سازه های مصالح بنایی
چنانچه مصالح بنایی را سنگ، خشت، آجر و بلوک به همراه چسباننده‌هایی مانند گچ و خاک، ساروج؛ ماسه و سیمان بدانیم سابقه احداث ساختمان‌های مصالح بنایی را می‌توان همزمان با اسکان بشر در یک مکان ثابت دانست.
نمونه‌هایی برجسته از سازه‌های مصالح بنایی تاریخی هرم cheops در مصر با ارتفاع 145 متر، فانوس دریایی Alexandria در دریای مدیترانه با ارتفاع 168 متر، مسجد امام و مسجد شیخ لطف الله و پل خواجو در اصفهان هستند.
با توجه به شواهد تاریخی، مصالح بنایی آجری حدود 5000 سال است که مورد استفاده قرار می‌گیرند. جالب است بدانید کلمه آجر، واژه‌ای بابلی است و در زمان‌های دور به خشت نوشته‌هایی که بر آن فرمان، منشور، قانون و جز اینها را می‌نوشتند، گفته می‌شد. در گذشته اقوامی مانند بابلی‌ها و سومری‌ها به منظور ساختن خشت از گل، خمیری که پس از فرونشستن سیلاب از کنار رودخانه‌ها به دست می‌آمده استفاده نموده‌اند.
بر روی هم قرار گرفتن قطعات سنگ یا آجر و حفره‌های خالی بین آنها منجر به لغزش این قطعات بر روی یکدیگر شده که نتیجه آن کاهش مقاومت است که با استفاده از ملات جبران می‌شود. اگرچه می‌توان ساده‌ترین نوع ملات‌ها را گل معمولی و یا گچ و خاک دانست اما به منظور بدست آوردن استحکام بیشتر، ملات‌هایی مانند ماسه، آهک، سیمان و یا ماسه سیمان ابداع شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اساسا در سراسر جهان متمدن امروز بسیاری از ساختمان‌های مورد استفاده از نوع مصالح بنایی بوده که در ابعاد و تعداد طبقات مختلف اجرا می‌شوند. در ایران تا چند دهه پیش از زمان حاضر بسیاری از ساختمان‌ها حتی در شهرهای بزرگ کشور از نوع مصالح بنایی بوده که در زمان حاضر نیز با اصلاح برخی روش‌های اجرایی و یا استفاده از تسلیح به منظور مقاوم‌سازی این نوع ساختمان‌ها احداث و کاربرد سازه‌های یاد شده هنوز هم به طور وسیع ادامه دارد.
اگرچه به مرور زمان نیاز به احداث ساختمان‌های مرتفع با بیش از 3 طبقه، کاربرد مصالح بنایی را به عنوان المان باربر ساختمان تا اندازه‌ای محدوده نموده است. لیکن هم اکنون نیز به دلایل مختلف ساخت و ساز به کمک مصالح بنایی به طور وسیع در سراسر جهان به ویژه در مناطقی که زمین به اندازه کافی وجود دارد انجام می‌شود.
آجر همان خشت پخته شده است و در انواع متفاوتی (به لحاظ روش تولید شکل، جنس و …) وجود دارد.
آجر به دلیل تنوع نیازها و شرایط مختلف ساختمانی با روش‌های مختلفی تولید می‌شود. این شامل روش‌های سنتی مانند پرس آجری و لبه دار، و همچنین روش‌های مدرن مانند تولید به وسیله ماشین و کوره‌های تونلی است. هر روش دارای ویژگی‌ها و مزایای خاص خود است که بسته به شرایط محیطی، اقتصادی و فنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه با تعدادی از آجرها بر حسب روش تولید آشنا خواهید شد.
آجرهای رسی دستی
این نوع آجرها به صورت توپر بوده و به شکل مکعب مستطیل تولید می‌شوند. از انواع رایج آن آجر فشاری، آجر قزاقی و آجر نما را می‌توان نام برد.
آجرهای رسی ماشینی
به شکل‌های مختلفی بوده و عموما به صورت متخلخل و توسط دستگاه مخصوص تولید می‌شوند. از انواع آن که مصارف عمومی دارد بلوک‌های سرامیکی دیواری جداکننده و بلوک‌های سرامیکی سقفی را می‌توان نام برد.
به لحاظ شکل ظاهری آجرها را می‌توان به صورت زیر تقسیم‌بندی نمود:
آجر توپر
اساسا آجری را توپر گویند که یا فاقد سوراخ بوده و یا حجم سوراخ‌های آن کمتر از 25 درصد حجم کل آجر باشد.
آجر توخالی
چنانچه حجم سوراخ‌های میان آجر از25 درصد حجم کل آن بیشتر باشد آجر توخالی گفته می‌شود. سوراخ‌ها در این نوع بزرگ و از هر دو سوی آن باز می باشند.
آجر متخلخل
در این نوع آجر سوراخ‌ها از یک سو باز و از سوی دیگر بسته هستند. حجم سوراخ‌ها نیز بیش از 25 درصد حجم آجر است.
آجر مشبک
سطح هر یک از سوراخ‌ها کوچک بوده و حجم کل سوراخ‌ها از 25 درصد حجم کل آجر بیشتر است.
آجر با شکل مخصوص
چنانچه در موارد خاصی نیاز به شکل بخصوصی از آجر باشد می‌بایست تهیه شوند.
یکی دیگر از قطعاتی که در مصالح بنایی به کار می‌رود بلوک‌های بتنی هستند که در دیوار، سقف، کف و قسمت‌های ضد آتش مورد استفاده قرار می‌گیرند. بلوک‌های بتنی از بتن و به کمک دستگاه‌های قالب‌زنی دستی یا اتوماتیک به شکل توخالی یا توپر در اندازه‌های مختلف تولید می‌گردند.
ملات‌های مورد استفاده در مصالح بنایی، مخلوط‌هایی هستند که به عنوان واسطه یکپارچه بین عناصر مختلف از قبیل سنگ، آجر و بلوک به کار می‌روند. مواد تشکیل دهنده و نسبت اختلاط آنها برای ایجاد یک ملات بسیار متنوع بوده و در این باره کشورهای مختلف، گروه‌بندی‌های متفاوتی را ارائه نموده‌اند. به عنوان نمونه استاندراد ASTM یکی از مراجع مشهور در امور گوناگون و از جمله گروه‌بندی ملات‌های ساختمانی است.