الألمنيوم في البناء

المنيوم في بناء

Aluminium in Buildings - Aluminium dans les bâtiments

الألمنيوم في البنا ء

محمد أحمد السمارة

التصنيع

خلائط الألمنيوم المستخدمة في البنا

الخصائص

إنها ات الألمنيوم

تطبيقات مميزة من الألمنيوم في المباني

أصبح الألمنيوم متوفراً مادة بنا منذ نحو مئة سنة، فمنذ إكسا قبة كنيسة سان خواكينو San Gioacchino في روما عام 1897 احتل الألمنيوم مكان الصدارة من قبل محددي المواصفات في المشاريع المتميزة، ومنها الجدار الساتر (الحاجب) على مبنى إمباير ستيت Empire State Building في عام 1929 (الشكل 1). وفي عام 1945 أنشأت شركة بيترو بلوشي Pietro Belushi أول منشأة كبيرة مغلفة بكاملها بالألمنيوم والزجاج: وهي مبنى العدل في بورتلند، أوريغون Equitable Building in Portland, Oregon، وتلاها العديد من المباني المميزة مثل مبنى الأمم المتحدة في نيويورك (الشكل 2).

الشكل(1) مبنى إمباير ستيت في نيويورك	الشكل (2) مبنى الأمم المتحدة في نيويورك

وحتى في هذه السنوات الرائدة لم ينحصر استخدام الألمنيوم في المعالم الحديثة. فقد جرى تركيب إطارات النوافذ من الألمنيوم في مكتبة بودليان Bodleian في أكسفورد في عام 1939 (الشكل 3)، كما استخدم على نطاق واسع في العناصر الثانوية، في أجهزة التظليل الدائم في مبنى كلية اللاهوت من جامعة كامبريدج (الشكل 4)؛ بحيث إن نظم التظليل الانسيابية المصنوعة من الألمنيوم المبثوق - الثابتة منها أو المرتبطة بنظام فعّال لإدارة المباني - تعد ميزات قياسية في العديد من المباني الجديدة.

الشكل (3) مكتبة بودليان، أكسفورد	الشكل (4) أجهزة تظليل من الألمنيوم- كلية اللاهوت، جامعة كامبريدج.

أصبح الألمنيوم اليوم ثاني أكثر المعادن المستعملة على نطاق واسع في المباني بعد الفولاذ، ويستخدم في جميع قطاعات التشييد؛ من المباني التجارية إلى المباني السكنية. فمثلاً يُستهلك حالياً نحو 40 % من إنتاج الألمنيوم السنوي في المملكة المتحدة في صناعة البنا والتشييد، وهو ما يعادل تقريباً 150 ألف طن من الألمنيوم سنوياً، منها نحو 65 ألف طن منتجات مبثوقة، و25 ألف طن مواد صفائحية. أما قطاعات السوق الرئيسية فهي النوافذ والأسقف والإكسا ات، والجدران الساترة والزجاج الإنشائي والمباني الجاهزة والمعدات الهندسية وتجهيزات المحلات والقواطع. كما يُستعمل الألمنيوم على نطاق واسع في المصانع والسلالم والسقائل.

التصنيع

يُستخرج الألمنيوم من خام البوكسيت bauxite الذي يُذاب في الصودا الكاوية caustic soda، ويصفى، ويعاد ترسيبه، وذلك لإزالة الشوائب ليجفف. ثم تُذاب الألومينا النقية في الكرايوليت المصهورة cryolite (فلوريد الألمنيوم والصوديوم) داخل خلية التحليل الكهربائي المبطنة بالكربون. وينتج الألمنيوم النقي بالتحليل الكهربائي لأكسيد الألمنيوم، وتستهلك هذه العملية الكثير من الطاقة المركزة؛ إذ يتطلب إنتاج الطن الواحد من الألمنيوم نحو 15000 كيلوواط ساعي. ويعد حالياً 63 % من الألمنيوم الجديد المستخدم في المملكة المتحدة هو من المصادر المعاد تدويرها، وإعادة التدوير تتطلب 5 % من مدخلات الطاقة مقارنة مع الإنتاج الأولي. وإعادة التدوير من المباني في أوربا تقارب نحو 95 %. وتدرفل صبات الألمنيوم أو ألواحه ingots or slabs ساخنة عند درجة حرارة 500سْ، وتُحول إلى صفائح ملفوفة بسماكة 5 مم، حيث يمكن فيما بعد أن تدرفل باردة إلى صفائح أرق أو رِقاقَات foils. ونظراً لمطاوعة الألمنيوم، يمكن بثقه في أشكال معقدة أو سحبه في أسلاك. وتكون عمليات التشكيل والتشغيل عادة أسهل من مثيلاتها على الفولاذ. ويمكن تشكيل المكونات المصنوعة من الألمنيوم أيضاً بالصب.

خلائط الألمنيوم المستخدمة في البنا ء

يتمتع الألمنيوم النقي بمقاومة منخفضة نسبياً ولسحبه وصنع المكونات الأخرى؛ لا بد من خلطه مع مواد أخرى لتحسين مقاومته، وعلى الرغم من ذلك مازال الألمنيوم يُشكل 92 % في أكثر خلائط الألمنيوم المطاوع. ثمة سلسلتان من سلاسل خلائط الألمنيوم المستخدمة على نطاق واسع في البنا هما السلسلة 5000، خلائط الألمنيوم - المغنيزيوم المقسى، والسلسلة 6000، خلائط الألمنيوم - المغنيزيوم السليكون القابلة للمعالجة حرارياً. وهذا النوع الأخير هو الأكثر قابلية للبثق، ومن ثم يوفر مجالاً أكبر للأشكال المعقدة. كذلك تستخدم خلائط الألمنيوم - السليكون (مثل LM6) وخلائط الألمنيوم _ المنغنيز (مثل 3103) لتطبيقات معيّنة في التشييد. يحصل المصمم على مجال واسع من الخصائص باختياره الخليطة المناسبة، ومن ذلك: المقاومة العالية (حتى 400 MPa)، والكثافة المنخفضة، والناقلية الحرارية العالية، وجودة التشكيل والتجميع، ويتوقف اختيار أكثر خليطة مناسبة من السلسلة 6000 لأجل بثق معيّن على المهمة الواجب أداؤها حيث تجب الموازنة بين المقاومة وسهولة التشكيل والإنها . فمثلاً تُستعمل السبيكة 6063 على نطاق واسع في صناعة النوافذ لإمكان بثقها جيداً ومقاومتها للتأكسد وإنهائها السطحي.

تقع خلائط الألمنيوم في فئتين رئيسيتين: مصبوبة cast أو مطاوعة wrought. إضافة إلى ذلك؛ قد تخضع الخلائط المطاوعة لمعالجة حرارية، وإن معظم الألمنيوم المستخدم في صناعة التشييد هو من النوع المطاوع، وتتعلق مكونات الخلائط ودرجاتها مباشرة بالخصائص الفيزيائية المطلوبة، مع عدّ المعدن النقي هو الأكثر ليونة.

يصنف المعيار الأوربي  EN 573-1: 2004 BS خلائط الألمنيوم إلى فئات وفقاً لمكوناتها الرئيسية كما في الجدول (1).

يوضح المثال التالي نظام الترميز المتبع للألمنيوم وخلائطه: الألمنيوم الهيكلي الخليطة EN AW-6082؛ حيث تشير EN إلى المعيار الأوربي، وA للألمنيوم وW للمنتجات المطاوعة. 6082 ضمن سلسلة 6000 من خلائط الألمنيوم مع المغنيزيوم والسليكون، والأرقام الثلاثة النهائية تشير إلى التركيب الكيميائي الدقيق على النحو الوارد في المعيارBS EN 573-3: 2009.

يكون العمل في الموقع ضرورياً بالنسبة إلى الحشوات، لذلك يقدم الألمنيوم النقي 99.8 % (الخليطة EN AW-1080A) أو 99.5 % (EN AW-1050A) سهولة أكبر للتطريق، على الرغم من أن الألمنيوم المعياري التجاري النقي 99 % (الخليطة EN AW-1200) مناسب لرقائق العزل وصفائح الأسقف المسنودة بشكل متواصل. وتحدد السماكة الدنيا الاسمية 0.6 مم لصفائح الألمنيوم المسنودة بشكل متواصل المستخدمة في الأسقف والكسوة وفقاً للمعيار BS.EN 14783: 2006.

يخلط الألمنيوم المدرفل للأسقف والإكسا - الذي يتطلب متانة وديمومة إضافية - مع 1.25% منغنيز (الخليطة ENAW-3103). حيث يُنتج بدرفلة الصفائح، ويمكن تصنيعه على شكل مقاطع محنية لزيادة مرونة التصميم. تُصنع الحشوات الصلبة المسبقة التشكيل من الخليطة نفسها وبالإنها نفسه؛ لتتوافق ومقطع الصفائح. وتُعدّ الخليطة التي تحتوي على 2 % مغنيزيوم أكثر مقاومة للبيئات البحرية (الخليطة EN AW- 5251). ويُفصّل المعيار BS EN 508-2: 2008 مجموعة الخلائط كاملة مستخدمة في منظومات التسقيف المحمولة ذاتياً، ويوضح كذلك أمثلة للمقاطع التي تُطبق على صفائح الألمنيوم وبلاطاته.

يمكن تشكيل الإكسا من ألواح الألمنيوم الحاجبة للمطر rainscreen والتي يصل مقاسها إلى 2.8×1.5م باستخدام عملية تشكيل المعادن الفائقة اللدونة(SPF) superplastic forming ، التي تعتمد على قابلية الاستطالة العالية للخليطة EN AW-5083SPF. حيث يتم تسخين صفيحة خليطة بسماكة 2مم عادة إلى 380-500سْ وإجبارها بضغط الهوا لتشكل نموذجاً لقالب ثلاثي الأبعاد. وفي كثير من الأحيان يتم تصنيع أضلاع أفقية أو عمودية لتعزيز صلابتها ، ولكن يمكن تشكيل ألواح الإكسا طبقاً لتصاميم فردية ومنها الانحنا باتجاهين. وعادة تكون الإنها ات الملونة طلا ً من مسحوق البوليستر أو فلوريد البولي فينيلدين.

تتطلب المقاطع المبثوقة للجدران الحاجبة curtain walling والأبواب والنوافذ مقاومة إضافية تنجم عن خلط الألمنيوم مع المغنيزيوم والسليكون (الخليطة EN AW-6063). ويتحقق العزل الحراري داخل هذه المقاطع المبثوقة بفواصل حرارية مخفية أو بكسوة داخلية عازلة من اللدائن أو الخشب.

يحتوي الألمنيوم الإنشائي المخصص للمقاطع الحاملة load-bearing والإطارات الفراغية space frames عادة على المغنيزيوم والسليكون والمنغنيز (الخليطة EN AW-6082). ويزيد التليين من مقاومة الشد إلى المجال 270 - 310 MPa ، وهي أقرب إلى صنف الفولاذ المعياريS275 (الحد الأدنى لمقاومة الشد 410 MPa ).

الخصائص

ـ المقاومة مقابل الوزن

الألمنيوم من أخف المعادن (كثافته 2700 كغ\م3) مقارنة بالفولاذ (7900 كغ\م3). ولهذا تُعدّ نسبة مقاومة الألمنيوم إلى وزنه من أهم أسباب جذبه للمهندسين. فهو أخف من الفولاذ بنسبة 66% وأقل منه عرضة للانهيار الهش. لذلك فإن مقاطع الألمنيوم تكون عادة أرق وأعمق من مقاطع مكافئة من الفولاذ لتحقيق المقاومة والصلابة المطلوبين. تُراوح مقاومة الشد للألمنيوم المعياري (99% نقي) بين 70 و140 MPa، اعتماداً على التليين، بيد أن مقاومة بعض خلائط الألمنيوم الإنشائي (مثل الخليطة 5083) تصل إلى 345 MPa مقارنة بـ MPa 560 - 410 للفولاذ S275. وهذا إيجابي على أساس نسبة المقاومة إلى الوزن؛ ولكن معامل مرونة الألمنيوم يساوي ثلث معامل مرونة الفولاذ فقط، لذلك يكون الانحراف (السهم) deflection أكبر؛ إلا إذا استخدمت مقاطع ألمنيوم أعمق. ولكي يكون لمقطع الألمنيوم صلابة العنصرالمكافئ من الفولاذ نفسها؛ لا بد من تكبير مقطع الألمنيوم ليزن مرة ونصف مقطع الفولاذ. ومع أن معامل تمدده الحراري عال ٍ؛ فإن معامل مرونته منخفض (65,500 N/mm2)، وهذا يجعله قادراً على استيعاب الإجهادات الناجمة عن الحرارة.

ـ الديمومة

ترجع ديمومة الألمنيوم بصفته مادة بنا إلى الحماية التي يوفرها غشا الأكسيد الطبيعي الموجود دائماً على سطح المعدن. تبلغ سماكة غشا أكسيد الألمنيوم - الذي ينتج مباشرة من فور قطع سطح المعدن أو خدشه - 0.01 µm فقط، ويمكن زيادتها بعملية طلا كيميائية أو كهربائية anodisation.

يتمتع الألمنيوم بعمر استثمار طويل؛ لأنه لا يتأثر بالرطوبة، ولا بدرجة الحرارة، ولا يتشوه ولا يصير هشاً مع الزمن، ويحافظ على خصائصه الفيزيائية. ونتيجة مقاومته للصدأ يبقى محافظاً على إنها اته وجاذبيته كما أرادها المصمم لعقود من الزمن. كما أن المقاطع المسحوبة المستخدمة في التشييد تقاوم التشوهات الناجمة عن تبدلات الطقس وعن حركة البنا ، وهي تحافظ على مقاومتها واستقرارها وديمومتها.

ولإطالة ديمومة الألمنيوم؛ ينبغي غسل جميع إنها ات الألمنيوم الخارجية دورياً وعلى فترات لا تتجاوز ثلاثة أشهر، وتستخدم لذلك محاليل المنظفات المعتدلة. ويمكن إصلاح touch up الطلا المتضرر في الموقع، ولكن ليس لهذا العمل العلاجي متانة الإنها ات المطبقة في المصنع.

ـ الحرية في التصميم والمرونة في استعمال المواد

تُمكن مطاوعة الألمنيوم في حالته الساخنة من إنتاج مجموعة متنوعة وغير محدودة من الأشكال والمقاطع المسحوبة. ومن الفوائد الرئيسية لسحب الألمنيوم أن الأشكال المنتجة قد لا تتطلب تصنيعاً أو تشغيلاً إضافيين. كما أن التعاون الوثيق بين المهندس المعماري والمصنّع يمكن أن يؤدي إلى تصنيع مقاطع مسحوبة تناسب العديد من المكونات الإنشائية، وتقدم حلولاً أكثر إتقاناً وفعالية وبتكلفة أقل، فضلاً عن تبسيط عملية التجميع في الموقع. فعلى سبيل المثال، يمكن أن يشتمل مقطع مسحوب على ثقوب للمفاتيح وفتحات للوصلات، أو قنوات لتصريف المياه، أو أخاديد لتثبيت المناخل وفتائل إحكام الزجاج. هذا إضافة إلى استخدامه كعناصر إنشائية مع إمكان إنها دائم وجذاب. ففي التطبيقات التي يكون الانحراف (السهم) فيها هو العامل المسيطر؛ يمكن تحسين أدا المقاطع المسحوبة بدرجة كبيرة عن طريق توضيع مادة الألمنيوم بحيث توفر أقصى ميزة إنشائية من دون أن يكون لذلك كلفة كبيرة نتيجة تغيير قالب البثق.

ـ التصنيع بما يتوافق مع طرائق التشييد السريعة

يُعدّ توافق الألمنيوم مع تقنيات البنا السريعة وتلبية الطلب في الوقت المناسب واحداً من الأسباب الرئيسية للاستمرار في تزايد شعبيته. ويتجلى هذا بوضوح في الجدران الفاصلة الحاجبة، حيث تسمح دقة المقاطع المنتهية في المصنع بالتركيب السريع في الموقع؛ مع المضي قدماً بإنجاز الإنها ات الداخلية بسرعة أكبر. والنتيجة النهائية هي إشغال مبكر للبنا وهوامش ربح أكبر للزبائن في نهاية المطاف. تقدم واجهات الألمنيوم وأنظمة النوافذ والأبواب فوائد مماثلة في الموقع ، حيث يجري حالياً تعزيز منصات التصنيع المحوسبة التي يمكن أن تثقب وتحفر وتجلخ وفقاً للتسامح المحدد، وهذا يسهل عملية تركيب المواد المعدنية والزجاج والمكونات الثانوية الأخرى.

ـ الأمان ومقاومة الحريق

تنخفض مقاومة الألمنيوم عند درجة الحرارة 200سْ إلى نصف قيمتها عند الشروط المحيطة النظامية، وكذلك تنخفض مقاومة العديد من خلائط الألمنيوم إلى مقدار ضئيل جداً عند 300 سْ. ومع ذلك لا تُعد النار مشكلة للألمنيوم. لأن نقطة انصهار النقي منه 660 سْ، ونقطة انصهار خلائطه بين 570 و 660 سْ. فهو لا يحترق، ولا يشتعل، ولا يزيد حِملاً على النار ولا ينشر لهباً سطحياً.

ليس هناك مبنى مقاوم تماماً للتفجير ، ولكن الشكل الخارجي المناسب لتبديد موجات الصدمة - إلى جانب تفصيل الزجاج الصحيح - يمكن أن يقلل من عدد الإصابات ودرجة الضرر التي تنجم عن الانفجار. كما أن الألمنيوم شائع الاستعمال بين مصممي المباني المعرضة للخطر؛ لأن معامل مرونته يسمح بامتصاص الصدمات بدرجة أفضل بكثير من خيارات هيكلية أخرى. نتيجة لذلك - إلى جانب المواصفات الصحيحة للزجاج - يمكن تفادي الأخطار الرئيسية بعد الانفجار مثل الزجاج المتطاير وسقوط ألواح التزجيج نتيجة الضغط السالب (المص sucked out) الناجم عن الفراغ الناشئ في أعقاب الانفجار.

ـ الأدا المضمون من خلال مراقبة الجودة

على الرغم من أن تكاليف المواد الأساسية مهمة دائماً لمحددي المواصفات، فإنها ينبغي أن تكون متوازنة مع تكلفة التصنيع وأدا الخدمة التالي. هذا هو أحد المجالات التي يقدم الألمنيوم فيها العديد من الفوائد، حيث يُعدّ مثالياً لإجرا ات التصنيع الآلي بحسب التسامحات المحددة. يخضع الألمنيوم المسحوب - على سبيل المثال - لنظام جودة صارم من اختبار قساوة مسحوب الخام إلى اختبارات الانحنا المخروطية، والنشر، والخدش، وقياس السماكة، والطرق وسقوط الأثقال لضمان أدا الطلا . وقد ساعدت هذه التركيبة من مراقبة الجودة والتكلفة الممتازة والتقانة على تطوير أسواق جديدة لشركات صناعة الألمنيوم في قطاعات الصحة والتعليم والترفيه والنقل.

ـ الأدا الحراري

إن معامل ناقلية الألمنيوم عالٍ، 244 W/m ºC. وهذا يؤثر سلبياً في الأدا الحراري لمنظومات النوافذ والجدران الحاجبة؛ إذا لم تستعمل فواصل تمدد حرارية فعّالة. ومن أجل التغلب على آثار الجسر الحراري thermal bridging عند استخدام الألمنيوم المبثوق في أنظمة الزجاج المزدوج، تُدرج فواصل حرارية بين الألمنيوم المتصل بالداخل والمتصل بالأماكن الخارجية.

يوجد نظامان أساسيان لفصل مقاطع الألمنيوم حرارياً: يشتمل الأول على التثبيت الميكانيكي لشرائح من النايلون أو البولي أميد polyamide، المسبقة التشكيل العازلة حرارياً، في قنوات مقطع الألمنيوم (الشكل5)، ولهذا النظام ميزة استعمال لونين مختلفين على جانبي المقطع المجمع. أما النظام الثاني؛ فيتشكل بسكب سائل راتنجي، عادة البولي يوريتان، في قناة شبه مغلقة في المقطع كما في الشكل (6)، وبعد أن يتجمد الراتنج يتم قطع الجز من المقطع الذي يسبب الجسر الحراري تاركاً الراتنج كفاصل حراري.

الشكل (5) شرائح من النايلون أو البولي أميد	الشكل (6) بولي يوريتان متجمد في قناة شبه مغلقة

ـ التماس مع مواد البناء الأخرى

لا تهاجم المواد الجافة ذات الأساس الإسمنتي الألمنيوم، في حين تسبب قلوية الإسمنت الرطب والخرسانة والملاط تأكله السريع. كلما تماست هذه المواد مع الألمنيوم في أثنا عملية البنا ؛ ينبغي حمايته بطلا من البيتومين (الحُمر). وإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتضرر الأقسام المؤكسدة وخاصة الملونة منها على نحو دائم برذاذ منتجات الإسمنت الرطبة، مثل وحدات الزجاج، لذا ينبغي حمايتها في الموقع بطلا برنيق قابل للإزالة أو غشا من اللدائن. لا يتأثر الألمنيوم باتصاله بالأخشاب في الظروف الجافة، إلا أن مواد معينة حافظة للأخشاب قد تسبب تأكّله في ظل شروط الرطوبة العالية، وخاصة تلك التي تحتوي على مركّبات النحاس. وحيثما يكون هذا الخطر؛ يجب حماية المعدن بطلا من البيتومين.

على الرغم من أن الألمنيوم شديد المقاومة للتأكّل عندما يكون معزولاً؛ فإنه يمكن أن يتأثر بشدة بالتأكّل عندما يكون على اتصال بمعادن أخرى. حيث تحدث أخطر الآثار مع النحاس وخلائط النحاس، فيجب ألاَّ تتدفق مياه الأمطار من الأسقف النحاسية أو أنابيب النحاس لتمس الألمنيوم. وباستثنا البيئات البحرية والصناعية يُعدّ استخدام المثبتات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الرصاص مع الألمنيوم آمناً؛ مع أن مثبتات الزنك والفولاذ المغلفن هي أكثر ديمومة. كما ينبغي ألاَّ يكون الفولاذ المطاوع غير المحمي على اتصال كهربائي بالألمنيوم.

إنها ات الألمنيوم

ـ الطلا بالأكسدة المصعدية الكهربائية

على الرغم أن للألمنيوم ديمومة طبيعية متأصلة؛ فإن معظم منتجات الألمنيوم في أعمال البنا تُعالج أو تُطلى. ومن الطرائق التي يمكن أن تعزز طبقة الأكسيد الطبيعية الأكسدة الكهربائية المصعدية (الأنودة anodization)؛ وعملية التحليل الكهربائي التي تزيد من سمك طبقة الأكسيد الطبيعية إلى ما بين (0.005 و 0.025 mm 25 µm). وهذا مما يُحسن قدرة الألمنيوم على تحمل البيئات العدوانية. واعتماداً على فترة التعرض لعملية الأكسدة المصعدية، يمكن أن تنتج مجموعة كبيرة من الألوان من البرونز الفاتح حتى الأسود. وتستجيب خلائط الألمنيوم المختلفة بدرجات متفاوتة للمعالجة بالأكسدة المصعدية؛ فالألمنيوم النقي ينتج إنها ً فضياً كالمرآة، في حين أن سبائك الألمنيوم والسليكون (مثل الخليطة EN AW-6063) تنتج إنها ً رمادياً.

بعد انتها عملية «الأنودة» يكون الغشا السطحي مسامياً، فيسمح له باستقبال عناصر تلوين مثل الأصبغة العضوية والشوارد المعدنية electrolytes، فتنتج إنها ات بألوان جذابة كالذهبي والبرونزي والأسود حتى الأزرق، (الشكل 7). وللحصول على مجال أوسع من الألوان يختار معظم واضعي المواصفات بخ طلا مسحوق البوليستر بطريقة الكهربا الساكنة. وهو الأكثر شيوعاً للجدران الحاجبة وتصريف مياه الأمطار وألواح الإكسا ، حيث يوفر المقاومة اللازمة لحموضة مياه الأمطار. في هذه العملية يتم رذ جزيئات الطلا المشحونة على الألمنيوم المسحوب (الذي يكون قد خضع لعملية ما قبل المعالجة والتي تتكون من اثنتي عشرة مرحلة)، ثم يشوى بفرن تراوح درجة حرارته بين 200 و 210سْ، مدة 10 إلى 12 دقيقة. وهذا يوفر سطحاً ذا جودة عالية مع التصاق ممتاز، وتلوين دقيق وسماكة فيلم منتظمة جداً.

ـ نسيج السطح surface textures

ثمة مجموعة من نسج السطح بالمعالجة الميكانيكية والكيميائية. تشتمل هذه المعالجات على إنها ات زاهية صقيلة أو مطفاة اللمعة أومخرّشة وعلى المدرفلة نمطياً، وذلك وفقاً للمعالجة المطبقة مسبقاً، وقبل الطلا بالأكسدة المصعدية؛ ووفقاً للخليطة الخاصة المستخدمة أيضاً. تمنح أقراص الألمنيوم على واجهة بنا محلات سيلفريدجز Selfridges في برمنغهام إنها زخرفياً مبتكراً؛ مشكّلة تبايناً أنيقاً مع السطح المطلي باللون الأزرق (الشكل 8).

ـ الطلا coatings

1. الطلا المعدني metallic

يُعدّ الألمنيوم المطلي بالزنك مادة تكسية قابلة للطلي تجمع متانة الألمنيوم مع مظهر الزنك المجوى مسبقاً. وتتوفر منتجات مناسبة لمياه الأمطار، ومنها الميازيب نصف الدائرية وأنابيب النوازل المطرية. يجري حالياً تطوير ألمنيوم مكافئ مطلي مسبقاً أو ملبس بالتيتانيوم المؤكسد وله مظهر الفولاذ الزاهي.

2. الطلا العضوي organic

يُستخدم طلا البوليستر - أبيض في الغالب- مع مجموعة واسعة من خيارات الألوان لمنظومات الزجاج المزدوج ولألواح الإكسا ومكونات نظم صرف مياه الأمطار. يعالج حرارياً مسحوق البوليستر المطبق كهروستاتيكياً؛ ليعطي إنها ً أملس ذاتي التنظيف. ويمكن تطبيق غشا من الإنها ات من كلوريد البولي فينيل PVC وفلوريد البولي فينيلدين PVDF على الألمنيوم المسحوب وعلى أنظمة الجدران الحاجبة؛ محاكياً عروق الخشب grain wood وغيرها من الأنماط. ويحدد المعيارBS EN 508-2: 2008 وصف مجال من الطلا ات العضوية - التي تطبق في المصنع - المناسبة لمنظومات الأسقف المحمولة ذاتياً، ومنها البلاط، شاملاً البوليستر والأكريليك، والـPVDF، والألكيد والبولي يوريثان.

3. الدهان paint

ينبغي عند دهان الألمنيوم لأغراض الزينة استعمال دهان الأساس المناسب، وأن يُكشط الألمنيوم أو يُحفر تخشينه لإعطا مفتاح أساس (key) جيد لنظام الدهان، على الرغم من أن للألمنيوم المصبوب عادة سطحاً خشناً بما فيه الكفاية. ويُعدّ دهان الأساس المؤكسد مناسباً؛ ولكن ينبغي تجنب الرصاص الأحمر.

طرائق الوصل

يمكن وصل عناصر الألمنيوم ميكانيكياً ببراغٍ أو برشمات rivets من الألمنيوم، وتُعدّ براغي الفولاذ المقاوم للصدأ غير الممغنطة مناسبة أيضاً. وإذا أُريد لحام الألمنيوم بالقوس الكهربائية؛ فإن استخدام ستار من الغاز الخامل - عادة الأرغون - ضروري لمنع أكسدة سطح المعدن. ويوفر قضيب إملا متوافق مع الخليطة المطلوب لحامها المواد الإضافية لإكمال الوصلة. ويمكن استخدام لاصق قوي من مكونات الألمنيوم شريطة إعداد الأسطح إعداداً مناسباً.

تطبيقات مميزة من الألمنيوم في المباني

تشمل التطبيقات النموذجية للألمنيوم وخلائطه في المباني السقوفَ والجدران الحاجبة (الشكلان 9 و10) ومنظومات الهياكل الزجاجية (الشكل 11) والحشوات ومكونات نظم صرف مياه الأمطار وحواجز البخار والأسقف الداخلية وألواح الإكسا (الشكلان 12 و13) وأجهزة الإنارة ومجاري الهوا والهياكل الإنشائية (الشكل 14). وإن السماكة الدنيا لصفائح الألمنيوم المحمولة ذاتياً المستخدمة في الأسقف وغيرها من التطبيقات هي 0.6 و 0.4 مم على التوالي وفقاً للمعيار BS EN 14782: 2006. والسماكة الدنيا الاسمية لصفائح الألمنيوم كاملة الاستناد في الأسقف والإكسا هي 0.6 مم وفقاً للمعيارBS EN 14783: 2006.

الشكل (9) صالات عرض بوتشنان Buchanan في غلاسكو، بريطانيا؛ نوافذ وجدران حاجبة	الشكل (10) توسعة المحطة الثانية في مطار هيثرو بلندن مثبتة على نحو خفيف على ألواح جائزية من الألمنيوم للنوافذ والواجهات والسقوف المستعارة		الشكل (11) منظومة متكاملة من الزجاج مركّبة على هيكل من الألمنيوم
الشكل (12) مبنى سكني بحري (مارينا)، يضم واجهات من ألواح الألمنيوم الفضي المتموج. يُقطع الألمنيوم، ويُشكل عند الضرورة من دون القلق بشأن الصدأ. وقد أضاف هذا المبنى إلى أفق ساحة ماديسون Madison في نيويورك معلماً بارزاً.	الشكل (13) مسرح أغورا Agora Theater في أوهايو Ohio، تصميمه الشامل مستوحى من الأشكال الملونة، في حين أن الألوان المستخدمة في المبنى نشأت من صور سما ليليستاد Lelystad. ينقل الضو الساقط على أسطح الألمنيوم المتلون انطباعاً باستمرار تغيير الألوان والأشكال.		الشكل (14) قبة تُغطي مكاتب باستخدام جوائز جاهزة مقطعها العرضي مسحوب من الألمنيوم. وتستمد مقاومتها العالية من الوصلات المصممة لتشكيل أنماط هندسية خصوصاً باستخدام خلائط الألمنيوم العالية المقاومة. العديد من الأشكال ممكنة، منها البيضوي، والدائري، والإهليلجي

ـ التشييد الأحادي الهيكل (مونوكوك) monocoque construction

كان مركز اللورد الإعلامي لملعب الكريكيت (الشكل 15) البنا الأول في العالم نصف مونوكوك من الألمنيوم. وهذا المركز هو حجرة انسيابية مرفوعة 14 م فوق الأرض، على برجي استناد خرسانيين، يوفران للصحفيين والمعلقين إطلالة متواصلة على ملعب الكريكيت. ويتكون الهيكل من الجلد (skin) الذي يتكون بدوره من صفائح ألمنيوم محنية سماكتها 6 و12 مم، ملحومة إلى سلسلة من الأضلاع. ومن ثم فهي تعمل معاً؛ بحيث يوفر الجلد والأضلاع كلاً من الشكل والاستقرار الإنشائي، ويستخدم هذا النظام عادة في بنا القوارب وصناعة الطائرات. ويتكون المبنى من 26 قسماً تم نقلها إلى الموقع لتجميعها.

التصنيف :

المجلد: المجلد الثالث

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية