الخصائص الميكانيكية والدقيقة للصلصال المحروق منخفض الطاقة من طين رمادي مصري مع الجير المائي لاستخدامات الملاط التلييسي

جدران أكثر خضرة للمباني اليومية

من المنازل إلى النُصب التاريخية، معظم الجدران التي نراها مغطاة بطبقات رقيقة من الملاط المعتمد على أسمنت بورتلاندي، وهو مادة ذات بصمة كربونية كبيرة. تستكشف هذه الدراسة مسارًا مختلفًا: استخدام طين رمادي مصري تمت معالجته بحرارة منخفضة، ثم مزجه مع الجير التقليدي، لصناعة طلاءات جدارية ملونة أقل تأثيرًا على المناخ، ألطف مع المباني القديمة، ولا تزال قوية بما يكفي للاستخدام اليومي. تعرض هذه الدراسة كيف تتصرف هذه الخلطات منخفضة الطاقة ولماذا يمكن أن تساعد في توجيه قطاع البناء نحو تشطيبات أكثر استدامة.

لماذا إعادة التفكير بما نضعه على جدراننا؟

يُصنع أسمنت بورتلاندي عادي في أفران ضخمة عند درجات حرارة تصل إلى نحو 1450 °م، مطلقًا ما يقرب من طن من ثاني أكسيد الكربون عن كل طن مُنتج. بالمقابل، يمكن تصنيع الجير والصلصال المحروق عند درجات حرارة أقل بكثير ويمكن أن يعيدوا امتصاص بعض CO₂ بمرور الوقت. تُقدَّر الطبقات الأسمنتية القائمة على الجير بالفعل في ترميم المباني القديمة لأنها تتيح للجدران "التنفس"، مما يسمح للرطوبة بالخروج بدلاً من حبسها بالداخل. ومع ذلك، فالجير النقي يتصلب ببطء وليس قويًا جدًا. تساءل المؤلفون عما إذا كان يمكن لداخل يتكون بدرجة كبيرة من صلصال محروق منخفض الحرارة وجير مائي أن يحل محل الأسمنت في طبقات التلبيس الزخرفية، لا سيما في دول مثل مصر حيث الطينات المناسبة متوفرة بكثرة.

تحويل الطين المحلي إلى رابط جديد

جمع فريق البحث طينًا رماديًا من جنوب سيناء وقام بتسخينه في فرن كهربائي عند 750 °م، وهي درجة حرارة اختيرت لتنشيط البنية الداخلية للطين دون تحويله إلى خزف كثيف. حولت هذه المعالجة الطين إلى مسحوق ناعم عالي النشاط يعرف بالصلصال المحروق. ثم مزجوا هذا المسحوق مع جير مائي بنسب عدة لصنع سلسلة من الملاط الأساسية، جميعها مخلوطة برمل قياسي وكميات كافية من الماء للوصول إلى قوام قابل للعمل. باستخدام تقنيات مثل حيود الأشعة السينية والطيف المرئي تحت الحمراء، راقبوا كيف تغيرت البنية الداخلية للخليط أثناء تصلبه، باحثين عن تكوّن أطوار معدنية جديدة من شأنها ربط حبيبات الرمل معًا.

إيجاد التوازن بين القوة وسهولة التشغيل

من خلال اختبار مقاومة الضغط والانحناء عند 7 و28 و90 يومًا، وجد الفريق أن خليطًا يحتوي على نحو 60% صلصال محروق و40% جير مائي (المسمى L40) قدم أفضل توازن. احتاج هذا المزيج كمية مياه نسبية قليلة، وتماسك في زمن عملي، وطور مقاومات مناسبة لتطبيقات التلبيس بينما تفاعلت الصلصال المحروق والجير لتكوّن أطوار رابطة شبيهة بالأسمنت. تركت نسبة الجير القليلة بعض الطين دون استغلال، بينما خلقت نسبة الجير العالية مركبات غير مستقرة قد تضعف الملاط على مدى فترات أطول. أظهر الباحثون أنه في خليط L40 ساهمت كل من التفاعلات الكيميائية المبكرة وتكوّن الكربنة الأبطأ للجير في بنية دقيقة أكثر كثافة وقوة.

إضافة اللون دون التضحية بالأداء

بعد تحديد الرابط الأمثل، انتقل الفريق إلى مرحلة ثانية: صنع ملاط ملون عن طريق خلط L40 مع رمل، ومادة مالئة من الحجر الجيري، وكمية صغيرة من مضاف موازن للاحتفاظ بالماء، وإما أصباغ غير عضوية خضراء أو صفراء. غيّروا كمية الرابط والصبغة ثم قاسوا سهولة فرد الملاط الطازج، وسرعة تماسكه، ومدى قوته ومساميته بعد التصلب. استوفت جميع الملاطات الملونة المعيار الأوروبي EN 998‑1 لطبقات التلبيس. برز خليط مصبوغ باللون الأصفر يحتوي على 35% رابط L40 و2% صبغة (R35Y) كخيار جذاب بشكل خاص: جمع بين قوة كافية، وسهولة تشغيل جيدة، ولون مستقر، مع استخدام مواد رخيصة نسبيًا ومتاحة بسهولة في مصر.

راحة، التصاق، وحماية للمباني

بعيدًا عن القوة الخام، درس البحث خصائص تهم أداء المبنى مباشرة. أظهر ملاط R35Y موصلية حرارية أقل من مرجع تقليدي قائم على الأسمنت الأبيض، بفضل بنيته الأكثر مسامية، مما يعني أنه يمكن أن يساعد الجدران على العزل بشكل أفضل ضد تدفق الحرارة. وكان التصاقه بالركائز النموذجية مقارناً بملاط الأسمنت، وسمحت مساميته بمرور الرطوبة عبر الطلاء بدلاً من احتجازها. هذه الميزات مهمة بشكل خاص في البناء الحجري التاريخي، حيث يمكن أن تتسبب الطبقات الأسمنتية الصلبة والكثيفة في تشقق الأجسام وتلف الأملاح وتقشرها مع مرور الوقت.

ماذا يعني هذا لمستقبل البناء

بعبارات بسيطة، يبيّن المؤلفون أن مزيجًا مضبوطًا بعناية من طين مصري محروق منخفض الحرارة وجير مائي يمكن أن يحل محل الأسمنت التقليدي في الطلاءات الجدارية الزخرفية والوقائية. توفر التركيبات الأفضل قوة كافية، وتلتصق جيدًا بالجدار الأساس، وتساعد على تنظيم الرطوبة، وتُحسن حتى العزل، وكل ذلك مع استهلاك طاقة أقل وانبعاث CO₂ أقل أثناء التصنيع. وبينما لا يزال يتعين اختبار المتانة على المدى الطويل في ظروف طقس قاسية بشكل كامل، تشير هذه الطلاءات الطينية–الجيرية إلى مستقبل يمكن أن تساهم فيه أقمشة مبانينا الملونة ليس فقط في المظهر، بل أيضًا في البناء الحساس للتراث والصديق للمناخ.

الاستشهاد: Salama, K.S., Kishar, E.A., Ahmed, D.A. et al. The mechanical and microstructural characteristics of low-energy calcined clay from a high-Egyptian gray clay with hydrated lime for rendering mortar applications. Sci Rep 16, 7932 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37982-1

الكلمات المفتاحية: صلصال محروق, تلييس بالجير, بناء منخفض الكربون, ملاط ملون, حفاظ على المباني التاريخية