فصل سوم
انواع خاك به عنوان مصالح ساختماني
103 مكانيك چسبندگي
صرفنظر از آن خاكهايي كه مواد قيري دارند عملاً دو نوع تركيب وجود دارد كه طي قرون و اعصار مناسب كارهاي ساختماني بوده است. تركيبهاي داراي كلسيت(گل سفيد، آهك يا سنگ آهك) و تركيبهاي فاقد كلسيت. در دسته اول تشكيل بلور ساز و كار چسبندگي و سخت شدن را تامين كيكند و ميتوان آن را تعميم داد تا شامل مواد گچ پايه، در صورت وجود، بشود. اين ساز و كار مشتمل است بر دخالت بودن آب موجود كه در سطح ملكولي به صورت آب تبلور وارد تركيب ميشود و پيوندي محكم با خود ماده برقرار ميكند. در نبود كلسيت، گرچه درجاتي از تبلور قابل وقوع است، اصطكاك است كه عامل مسلط چسبندگي است و به همين علت نيروي كششي اين مواد عموماً نازلتر است.
تجربه عملي نشان داده است كه وقتي اصطكاك شيوه اصلي انتقال فشار باشد، تنوع اندازه ذرات با ثباتترين نتايج را به دست ميدهد. اين نكته در مورد مصالحي كه در پي بناها و زيرسازي جادهها. به كار ميرود صادق است و در مورد خاكها به مراتب كمتر صادق است. ساز و كار اين پديده متكي است بر توزيع نيروها به شكل مثلثي كه چندين بار تكرار ميشود. مثالي ابتدايي از اينگونه سازوكار تجسم سه قطعه سنگ تقريباً مدور است كه در تماس با يكديگر قرار گرفته باشند. اين سنگها تنها در سه نقطه يكديگر را لمس ميكند و يك فضاي خالي عمده ميان آنها باقي ميماند. سپس ميتوان اينطور مجسم كرد كه اين فضاي خالي يا قالبي از سنگهاي مشابه كوچكتر پر ميشود كه هر يك از آنها به شكلي مشابه يكي از سنگهاي اوليه و دوتاي ديگر را لمس ميكند و فضاي خالي با هندسهاي مشابه توسط ذراتي باز هم كوچكتر پر ميشود. هر مثلث تماس تنها يك سطح را تعيين ميكند و جز در يك شبكه منظم بلوري با هيچ مثلثي در يك سطح قرار نميگيرد. مثلث ذاتاً شكلي استوار است و گرچه نقاط تماس تنها از طريق اعمال فشار و اصطكاك حفظ ميشود و به خودي خود ثابت و استوار نيست نتيجه اين است كه تا زماني كه ماده تحت فشار باقي باشد توزيع فشارها ميتواند براي مقابله با نيروهاي جداكننده در سطوح كافي باقي بماند. قالب متشكل از مثلثهاي متعدد ميان ذرات بزرگتر، شكلي از نيروها را منتقل ميكند كه به تنهايي توسط نقاط تماس اين ذرات بزرگتر محقق نميشد.
نيروهايي كه بر نقاط تماس كوچك وارد ميشود ميتواند شديد باشد.
اين توضيح بسيار ساده شده به فهم نيروهاي قويتر قابل تحصيل از خاكهايي كه ذرات متشكله آنها از همه اندازههاي موجود در طيف اندازهها تشكيل شده در مقايسه با نيروي قابل تحصيل از تودهاي خاك متشكل از ذرات هم اندازه كمك ميكند. ميتوان نيروهاي اصطكاك را از طريق اثرات همبسته كننده تبلور و چسبندگي ناشي از آب موجود از جمله انواع روغن و نفت افزايش داد زيرا چسبندگي و كشش سطحي اين مايعات نيرويي در اختيار ميگذارد كه ذرات را كنار يكديگر حفظ ميكند. اثرات متصل كننده بيشتر را ميتوان از ملكولهاي زنجيرهاي دراز كه خود را به شكل تصادفي گرد ذرات ميپيچند به دست آورد. رسها ميتوانند تحت شرايطي معين ساختارهاي طناب مانند و شبه بلوري را علاوه بر رفتار خود به صورت صفحات مطبق به نمايش گذارند؛ اين صفحات اصطكاكهايي متفاوت دارند: در يك سطح به سهولت ميلغزند در حاليكه حركت دادن آنها به شكل عرضي بسيار دشوار است.
302، خلل و فرج و ساختار
يك ويژگي عمومي خاكها اين است كه ذرات توسط يك يا چند سازوكار به يكديگر ميچسبند- قطبيدگي سطحي اصطكاك و همبسته شدن مواد بلوري تارسان. چسبندگي كه كشش سطحي آب در اختيار ميگذارد يك نيروي اضافي مهم، هر چند متغير است. بر خلاف آب، عناصر مذاب كه بعداً سخت شده و دوامي زجاجي پيدا ميكنند مهمترين سفت كننده سنگهاي آتشفشاني اند.
الف- مقطع ترسيمهاي نمونه كوچكي از خاك در حالت فروپاشي در وضعيت اشباع شده از آب و در نتيجه به شكل مايع. تمامي ذرات آزادند تا تحت فشار حركت كنند. مقداري هوا در فضاهاي گويچهاي ميان ذرات قرار گرفته است. مقداري مواد آلي محبوس شده است.
ب- مثلثي شدن ميان ذرات بزرگتر از نوبر قرار شده اما به علت نبود هرگونه ماده چسباننده فاقد چسبندگي در نقاط تماس است. علاوه بر اين ذرات در نتيجه غرقاب شدن وزن كم كردهاند، اثري كه توسط حبابهاي كوچك هواي محبوس شده تشديد ميگردد. بر اين اساس عليرغم مثلثي شدن چسبندگي در كمترين حد است. مقطع ترسيمهاي نمونه كوچكي از خاك در حالت قالبپذير كه در آن رسها به علت جذب آب به درون فضاهاي ميان صفحات بلورها بادكرده است. آب كافي براي تشكيل تمركزهاي بزرگ در نقاط تماس وجوددارد ضمن اينكه كششهاي سطح موثر را كاهش داده اجازه ميدهد ذرات تحت فشارهاي تودههاي بلورهاي رس كه بزرگ ميشود از يكديگر جدا شوند. صفحات كوچك همچنين ميتوانند درجهات جانبي حركت كرده به ليزابهاي بودن ماده كمك كند. هوايي كه در خلل و فرج محبوس ميشود آنقدر هست كه فضاهاي هوايي متداوم را حفظ كند و همين امر نيز در لغزندگي اين ماده دخيل است.
مقداري از آب خاك در نقاط تماس متمركز ميشود، جاهايي كه در بلورهاي ليز به علت حل شدن چسبندگي را از دست دادهاند. در آنجا سطحي هلالي تشكيل ميشود و از طريق نيروي كشش سطحي ذرات را كنار يكديگر نگاه ميدارد. اين اتصال مايع موجب خمپذيري ميشود. قسمتهاي ديگري از آب وارد منافذ ميان ذرات رس(يعني ميان صفحات) و نيز وارد نقاط تماس آنها ميشود. بادكردن ذرات رس بسته به نوع آنها تفاوت ميكند. در هر حال مقدار آبي كه در بدو امر وجود دارد براي انبساطي بيش از آن مقدار آبي كه فوراً جذب فضاهاي هوايي خلل و فرج ميشود كافي نيست، بدون فائق آمدن برچسبندگي ناشي از كشش سطحي.اين انبساط به شكلي فزاينده در خارج نمايان ميگردد، تماسهاي فيزيكي كمتر شده و خاك قالبپذيرتر ميگردد.
ج- اين شكل تماسهاي سه گوشهاي متعدد را نشان ميدهد. واقعيت اين است كه چون مثلثي شدن در سطوح بسيار متفاوت صورت ميگيرد نقاط تماس سه گوش قابل مشاهده بسيار معدود است.
مقطع ترسيمهاي قطعه كوچكي از خاك خشك استوار. استواري خاك ناشي از تعدد نقاط تماس مثلثي شكل شده است. چسبندگي اين نقاط ميتواند ناشي از آب حاوي مقادير زيادي مواد محلول حاصل از تبخير، بلورهاي ريز يا مواد آلي چسبندهاي باشد كه هنگام خروج تمامي آبهاي آزاد به جا مانده است. سوراخها با هواي داراي مقدار زيادي رطوبت پر ميشود.
يك تاثير خشك شدن تمركز آب در نقاط تماس و افزايش تمركز يونهاي آب است تا حدي كه سرانجام در اين نقاط مواد محلول به صورت چسب بلوري به جا ميماند و مبناي چسبندگي ميشود.
توجه: اين خاك ميتواند 55% مـاسه، 25% گلماسه، 15% رس و 5% مواد ديگر داشته باشد.
راهنما: ذراتي كه به شكل ترسيمهاي نمايش داده شدهاند
رس
ريز جوش سنگهاي بلوري
گلماسه
ماسه
مواد آلي تارسان
شكل 3- ساختار خاك: الف ( در حالت مايع ) ب- چسبندگي فيزيكي بين حدهاي آب رفتگي و مابع؛ ج) چسبندگي غير فيزيكي در خاكهاي خشك يا نيمه خشك
اين امر تا حدودي ناشي از متبلور شدن است كه هنگام سرد شدن صورت ميگيرد و بخشي نيز زاده زجاجي شدن است كه خود ويژگيهاي بلوري دارد. بنابراين سنگهاي آذرين ميتوانند اثر چسباننده مايع سخت شده شيشهاي (زجاجي) و عمل همبسته شدن عمل تشكيل بلورهاي كاني را در آميزد. اين بلورها كه در دماي بالا تشكيل ميشود اتكائي به آب به عنوان عامل انتقال مواد به بلور يا براي تشكيل ساختار داخلي خود به بلور ندارد(يعني ضرورتاً آب تبلور ندارند، خاكها كه عمدتاً تركيباتي از گدازههاي تجزيه شده هستند حاوي مواد داراي منشأ آذرين هستند يا به صورت بلورهاي تكي يا به شكل جوش سنگهايي از اين بلورها هستند. سرانجام اينكه چسبندگي بعضي از خاكها با روغن، الياف يا رزينهايي تامين ميشود كه از طريق وارد كردن ملكولهاي زنجير بلند كه به صورت متصل كننده عمل ميكنند يك ساز و كار اتصال ايجاد مينمايند.
در خاكهاي نسوخته اصطكاك مكانيكي خاكها توام با درجاتي از تبلور مكانيزم اصلي سخت شدن است؛ همين فرايند سخت شدن تركيبات پيچيده كربناتها، سيليكاتها و آلومينها كليد سخت شدن ملاطها است. تشكيل بلورهاي بسيار نزديك به يكديگر يك آرايش فشرده ايجاد ميكند كه جز با شكستن نميتوان بلورهاي آنها را جدا كرد.
پيوستگي ميان مواد از طريق تخلخل (روزن داري) حاصل ميشود كه به نوبه خود ناشي از طبيعت مواد و نوع فشردگي آنهاست. طبيعت ساختار روزنهها از اندازه ذرات و شيوه چسبيدن آنها به يكديگر ناشي ميشود. در هر حال عامل حياتي در تعيين رفتار روزنهها طبيعت سطوح است چرا كه اين سطوح تعيين كننده واكنش آنها نسبت به آب و يونهاي موجود در محلول است. اين يونها ميتوانند در فرآيندهاي تبادل باعث تغيير شيميايي ساختارها شده از اين طريق ماهيت مواد را به شكل بنيادي تغيير دهند.
اينكه اندازه روزنهها تابعي است از اندازه ذرات حقيقي است روشن، اما شكل و آرايش ذرات نيز اهميت دارند. از جمله عوامل تعيين كننده رفتار مواد يكي مساحت سطوح تماس ميان ذرات متشكله آن و نيز فواصل جدا كنندهاي است كه نوعاً بين سطوح وجود دارد. اگر اين مسئله را در مقياسي بزرگتر مجسم كنيم كه در آن ذرات به اندازه ريگ باشند بلافاصله روشن ميشود هر چه ريگها درشتتر باشد فضاي حاصله ميان ذرات بزرگتر خواهد بود. چنانچه ريگها كاملاً مدور باشد نقاط تماس آنها به كمترين حد ميرسد و حالت و سطح تماس كوچك است؛ روزنها پيوستهاند و كاواكها عملاً به يكديگر متصل ميشوند. چنانچه سنگها بيشتر شبيه به سنگ شكسته داراي سطوح نامنظم صدفي شكل باشند سطوح بيشتري در تماس تنگاتنگ قرار ميگيرند و طبيعت روزنهها تغيير ميكند. بدينت ترتيب بخش اعظم كاواكها از حجمهاي نازك گاوه مانندي تشكيل ميشود كه در آن سطوح نسبتاً چسبيده به يكديگر و قرابت آنها به مراتب بيشتر است و به عبارت ديگر در هر سطح مفروض، مساحت سطحي روزنه بيشتر است. در صورت اضافه كردن ذرات كوچكتر اين تاثير تشديد خواهد شد. در نتيجه اين كار مساحت سطح هر روزنه مفروض افزايش و ميانگين فاصله جدا كننده ذرات از يكديگر تقليل مييابد. در ادامه قياس فوق ميتوان گفت ذرات ميتوانند خود روزن دار متورق، يا سوراخدار بوده مساحت سطحي را چندين برابر كنند. رسها كه ساختار صفحهاي سخت چند لايه دارند مساحتهاي عظيم داخلي متشكل از ابعاد ثابت روزنههايي دارند كه آب قادر به نفوذ در آنهاست. تصور خيلي ساده ساختار رسها در مقياسي بزرگ ميتواند به شكل تجسم ورقههاي موجدار متوالي باشد كه آزادانه به يكديگر چسبيده تشكيل تودههايي داده كه عمق آنها نصف عرضشان ميباشد. مساحت سطوح داخلي ذرات رس چنان بزرگ است كه يكي از دانشمندان تخمين زده است كل مساحت سطحي ذرات رس در يك هكتار خاك رس به عمق شيار كشت دو برابر مساحت كل ايالات متحده امريكاست. از اين گونه قياسها ميتوان فهميد با اعمال اندك فشاري به درون منافذ چنين مادهاي موجب تاثير سرجمع بسيار قدرتمند ميشود.
بابردن قياس به مقياس ميكروسكوپي تعدادي نتيجه معتبر به دست ميآيد. نسبت تقريباً ثابتي منيان اندازه روزنهها با اندازه ذرات وجود دارد: به نسبت كوچك شدن ذرات مساحت سطحي افزايش مييابد. هر چه ذرات نا منظمتر بوده وجوده بيشتري داشته باشند، سطح تماس بيشتر ميشود و ميانگين فاصله ميان سطوح كمتر و سطح ظاهري روزنه بزرگتر ميشود.
در آرايشهاي «جاافتاده» نسبت ميانگين اندازه روزنه به اندازه ذره كاهش مييابد و افزايشي متناظر با آن در نسبت مساحت سطح به اندازه ذره صورت ميگيرد. روشن است كه اين نتايج مبتني بر آرايشهاي سامانمند ذرات است. در آرايش تصادفي و بسيار سست نسبت ميان اندازه روزنه و اندازه ذره به حدي مبالغهآميز بزرگ است در حاليكه وقتي با متراكم سازي نيل به آرايشي معقول به طرق مكانيكي محقق ميشود عكس اين قضيه صادق است. آرايشهاي چسبسان از نوعي است كه ذرات جدا از يكديگر نگاه داشته ميشوند و به همين علت فضاهاي ميان آنها به نسبت بزرگتر است.
اندازه روزنه نيز تبعات مهم ديگري دارد. رفتار مايعات، به ويژه آب در روزنههاي ريز به ميزاني نامتناسب با كوچك شدن روزنه تغيير ميكند. در روزنههاي بسيار ريز ژالهشدن به نسبت هواي آزاد با سرعتي بيشتر صورت ميگيرد و توانايي حركت مايعها در درون روزنهها سد ميشود. اين پديده در معادله پوازوي بيان شده است كه در آن مقاومت از طريق عكس ضريب شعاع روزنه به توان چهار بيان شده است. به عبارت ديگر با كاهش اندازه روزنه جابهجايي شديداً محدود ميشود، مشروط بر اينكه ماده عليرغم اشباع سامانمند باقي بماند. مقاومت گل اشباع شده در برابر آب را ميتوان به اين مقاومت در برابر جابهجايي مايعات نسبت داد.
ملاطهاي يا ساختمانسازي با گل
ملاطهاي بناهاي گلي
ملاطها در شيمي و رفتار تفاوتهاي مهمي با يكديگر دارند. با اينحال همه آنها متخلخلاند و تخلخل منفذ داري آنها همسان گل خشك شده است. با اين حال برخي سمنتها چنان دافع الرطوبه اند كه در مقابل آب نفوذناپذير ميشوند. ملاطهاي آهك، سمنت، گچ و خاك را نميتوان آنطور كه گلهاي پخته از گل خام تفكيكپذير است به شكلي دقيق از يكديگر تفكيك كرد. فاصلهپذيري آنها متفاوت است و ميتوانند خاكستر، گردآجر، سفال آسياب شده يا گدازه را به عنوان اجزاء فعال (داراي واكنش شيميايي، در خود داشته باشند.
ملاطها از عناصر موثر ساختمانهايي است كه با مصالح بنايي ساخته ميشود و لازم است از نظر ساختاري و شيميايي به عنوان بخشي تفكيكناپذير از توده ديوار فهميده شود. به خصوص در ساختمانهاي گلي ملاطها ميتوانند قويتر از بلوكهايي كه آنها را در خود جاي دادهاند باشند؛ به عنوان نمونه ميتوان از ملاطهاي سيمان پورتلند نام برد. به طور كلي ضعيفتر بودن ملاط از بلوك يك مزيت است چرا كه مخرج مشتركي براي فشارهاي درون ديوار در اختيار ميگذارد.
قديميترين و بنياديترين ملاط گل است. آنجا كه معمولاً در حالتي مرطوبتر از بلوك يا آجري كه نگه ميدارد پهن ميشود، آب بيشتري از دست ميدهد و به همين علت متخلخلتر و ضعيفتر است. ميتوان با افزودن آهك ، گچ يا قوام آورنده آلي مثل كاه يا ني يا مواد سفيدهاي چون خون يا سرگين يا مواد شيميايي مدرن چون زدايندهها ماهيت خاك را تغيير داد. آنچه ميتوان به طور كلي درباره داخل كردن اين مواد سفيدهاي در گل اظهار داشت اين است كه گرچه تاثير اوليه آنها ميتواند در مراحل اوليه مزايائي داشته باشد در بلند مدت ويژگيهاي خود را از دست ميدهند.
همبسته شدن ملاطهاي گلي خيس با بلوكها خشك شده گلي ندرتاً مسئلهساز ميشود. عمل مكش و زبري ذاتي سطوح آنقدر همبستگي ايجاد ميكند كه استحكام كامل به دست آيد. در بسياري از خاكها و شرايط اقليمي آب زدن به بلوكها قبل از چيدن، اين هم بستگي را تشديد ميكند. مشكل ملاطهاي گلي اين است كه به علت رطوبت و قرارداشتن در حدي نازلتر از حد مايع به هنگام چيدن، هنگامي كه ملاط سفت مي شود آب رفتگي صورت مي گيرد. در بندهاي عمودي ديوارهاي با تخته سنگي اين آب رفتگي ميتواند به صورت ترك برداشتن بندهاي عريض باشد. شكل گيري تركها ميتواند در بندها مهم باشد. در رگچينهاي افقي اين مشكل مرتفع ميگردد چرا كه آب رفتگي با نشست حذف ميشود.
در طول تاريخ تلاشهاي زيادي براي اصلاح ملاطها و اجتناب از مسائل آب رفتگي صورت گرفته است. اين تلاشها وقتي به موفقيت انجاميده اغلب شامل داخل كردن ماسه، گچ، و/ يا آهك بوده است. در عصر مدرن اغلب از سمنت استفاده شده است. در غالب موارد حاصل كار ملاطي سختتر بوده كه نهايتاً محكمتراز مصالح ديوار و در برابر فرسايش مقاومتر بوده است. در مواردي كه ديوارروكش كاري و در برابر هوازدگي مقاوم شده ، اين تركيب اغلب با دوام و كارآمد از كار در آمده و اغلب با ماده محافظ خارجي سازگار بوده است. در مواردي كه خشتهاي گلي و ملاط سختتر از آن به يك اندازه در معرض هوا قرار گرفته نتيجه تسريع زوال خشتها در نتيجه فرسايش باد و اثر كرانهاي بوده است؛ در اينجا در ملتقاي خاك و ملاط آب به سرعت جذب و دفع ميشود و تجزيه خاك را تشديد ميكند و سريعاً با هوازدهشدن و پس نشستن سطح بلوك گلي كاواكي ايجاد ميگردد.
آهك حاصل پختن كربنات كلسيم به شكل سنگ آهك، مرمر يا گل سفيد و آبيدن مجدد محصول (ساخت آهك يا گچ زنده) است و استفاده از آن بصورت اكسيد آبيدهي كلسيم (اندود آهك يا به شكل خشك مثل گچ زنده گچ پاريس) صورت مي گيرد. سنگ گچ كه در دماي پايينتر پخته ميشود آب تبلور را از دست داده مبدل به گچ پاريس يا گچ زنده ميشود كه وقتي دوباره آب جذب ميكند ساختاري سخت پيدا ميكند. سمنتها از طريق تبلور پيچيده مي گيرد، به ويژه سيليكات آلومينيوم در وضعيت مرطوب و برخي از اين تبلورها ي مشابه در ”گرفتن” آهكهاي آبانهاي رخ ميدهد. سواي برخي مواد حاصل از زوال ارگانيك هيچيك از چيزهايي كه معمولاً در خاكها وجود دارد مانع اين عمل گرفتن نميشود. وقتي اين عوامل گرفتن در هر نوع تركيب، خاك با آب مخلوط شود عمل گرفتن واقع مي شود و به همين علت يك ملاط سخت بنيادي براي ديوارسازي در اختيار ميگذارد. ناگفته نماند در حاليكه آهك و انواع سمنت هنگام گرفتن آب ميروند، گچ باد ميكند. نتيجه اين است كه تركيب صحيح ملاط ميتواند گرفتني در حدي تقريباً ثابت (بدون آب رفتگي و بادكردن، در اختيار گذارد. در بيشتر ملاطها كه ميتوان به درستي آنها را گل ناميد عامل گرفتن ميتواند كمتر از 5% وزن ملاط بوده و احتمالاً مقادير زيادي شن به آن افزوده شود. در بعضي موارد ممكن است تركيباتي به مراتب قويتر به كار برده شده باشد و مواد افزودني سازگار همچون گل سفيد كوبيده، سنگ آهك يا سنگ گچ را اضافه كرده باشند. برخي از ملاطهاي سختي كه در اوايل دوره اسلامي مورد استفاده قرار گرفته حاوي گچ پخته و خام بوده است. خاكهاي استحكام بخشي شده در طول تاريخ در ادواري طولاني به عنوان ملاط مورد استفاده قرار گرفته. لازم است قبل از اقدام به حفاظت ماهيت ملاطها شناخته شود.
403 بادكردن و آب رفتن
با طبيعت خاكها كه چنين است با بادكردن نيرويي قدرتمند ايجاد كند كه هنگام خشك شدن با ترك برداشتن ناشي از آب رفتگي تكميل ميشود. اين اثر را ميتوان با پركردن يك ظرف كه جدار آن سوراخهاي ريز دارد با خاك سرشار از رس در حالت قالبپذير نشان داد. سپس در ظرف را بسته و با لوله آب را به وسط گل هدايت ميكنند. به تدريج كه آب جذب ميشود رس باد كرده از منافذ جدار ظرف بيرون ميزند. اما در حالت عكس اين فرايند، قدرت چسبندگي رس براي غلبه بر مقاومت اصطكاكي كافي نيست و به جاي اول خود بر نميگردد. در عوض ترك بر ميدارد. اين نمونهاي مبالغه آميز از پديدهاي مهم است كه به ساختارهاي متخلخل لطمه ميزند به ويژه خاكهاي نپخته كه در بعد طولي به نسبت يك دوازدهم يا يك سيزدهم منقبض و منبسط ميشوند. هر چه خاك رس بيشتري داشته باشد قدرت چسبندگي آن بيشتر خواهد بود. در نتيجه به هنگام انقباض، خاك سرشار از رس ميتواند به نسبت خاكي كه شن يا خاك بيشتر دارد در سطحي بزرگتر از سطح همبسته يا منقبض گردد. اين اثر در فشارهايي كه هنگام ترك برداشتن در نتيجه انقباض سطوح اندودشده با خاك سرشار از رس ايجاد مي شود آشناست. هر چه خاك بيشتر رس داشته باشد يكپارچگي خود را در مناطقي بزرگتر حفظ خواهد كرد اما در آنصورت تركهايي كه به ناچار در برخي مناطق پيدا ميشود بسيار بزرگتر خواهد بود. قدرت هم چسبي خاك اين امكان را ايجاد كرده كه صفحات بزرگتري در حين فرآيند انقباض يكپارچه بمانند اما از آنجا كه سرجمع انقباض طولي در هر كجا كه واقع شود بزرگتر است تركهايي كه پيدا ميشود نيز به همين نسبت بزرگتر خواهد بود. برعكس ملاطي كه خاك آن بيشتر باشد تركهايي به مراتب بيشتر بر ميدارد اما بسيار كوچكتر، ريزتر و كوتاهتر خواهند بود. در استفاده از اندودهاي سخت و آهك نيز همين پديده مشاهده ميشود. هر چه خاك از نظر مواد چسباننده ضعيفتر باشد تركهاي آن كمتر است و كمتر به چشم ميآيد و انعطاف آن در انطباق با فشار بيشتر خواهد بود.
305 يخ زدن و آب شدن
سازوكار ديگري كه ميتواند موجب فشار دروني و در نتيجه لطمه ديدن ساختار مواد متخلخل شود تغيير حجم ناشي از دماي پايين در آب است. در حاليكه بيشتر انقباض در دماي زير 4 درجه سانتيگراد در نتيجه متراكم شدن گازها يا حركت گازها و بخار آب در ماده گرفته ميشود ميتواند شرايطي وجود داشته باشد به دام افتادن آب در نقاط نسبتاً بسته موجب افزايش فشار ميشود. يخ زدن آب در پيرامون خارجي و به جا ماندن آب مايع در مركز ميتواند شرايطي را ايجاد كند كه هسته به هنگام يخ زدن دستخوش انبساطي مختل كننده شده به ساختار مصالح لطمه زند. ممكن است فشارهاي داخلي به شكلي آبانهاي(= هيدروليكي) توزيع شود.
603 تشكيل بلورهاي يخ
با اين حال عمل مهمتر يخ زدن احتمالاً در تشكيل بلورهاي يخ رخ ميدهد كه از طريق انتشار آب مايع را به سمت خود ميكشد و همين آب خوراك رشد بلورهاي يخ را تامين ميكند. رشد بلورها موجب وارد آمدن فشار انبساط و شكلگيري فشار درداخل ماده ميشود. فشارهاي مشابهي ميتواند در نتيجه تشكيل بلورهاي غير يخي نيز حادث شود. فشارهاي سازوكارهايي كه از طريق آن يونها وارد يك شبكه بلور ميشود نيز زياد است. از آنجا كه شبكه در فضايي بسته تشكيل ميشود رشد بلورها فشاري به ديواره وارد ميكند كه عملاً عبارت خواهد بود از فشاري كه به ذرات مجاور وارد ميشود . بدين ترتيب يك مصالح ساختماني متخلخل حاوي يك محلول ميتواند در شرايط خشك شدن در وضعيتي باشد كه يونها پس از قرارگرفتن در بلورها ديگر به حالت آزاد در محلول قرار ندارند. در نتيجه يونهاي بيشتري وارد ميشود و عملاً فشار يا تنش، صرفاً از طريق افزودن به ساختار بلوري ايجاد ميشود. فشارهاي اسمزي و مويينگي به انتقال مولكولها به درون شبكه كمك ميكند و رشد ساختار مستحكم بلوري روي ماده مجاور تاثير ميگذارد و به آن فشار وارد ميكند. در شرايط انجماد اينگونه تشكيل بلور كه در آن آب سرد شده به نوك بلور افزوده ميشود علت تشكيل قنديلهاي دراز متشكل از بلورهاي آب(يخ) است كه بعضي مواقع به شكل قنديلهايي در خاك يخ زده يافت ميشود و در بالاي خود سطحي گسسته دارند. تشكيل بلور ميتواند با اين اثر باعث انبساط مواد متخلخل شود و بخصوص باعث تضعيف آنها از طريق متورق شدن گردد. تشكيل بلورهاي يخ و املاح فلزات ميتواند بدين طريق موجب گسسته شدن انسجام ساختار متخلخل شود و اين امر در بدترين حالت به فروپاشي مواد و تبديل آن به پودر در نتيجه زوال ساختار بلوري، آب شدن يا شسته شدن منتهي ميگردد.
ممكن است لطماتي دردرون يك ساختار متخلخل ايجاد شده باشد بدون اينكه با نتيجه فروپاشي آن مشهور گردد. تنشهاي مكرر ناشي از چندين پديده فوق الذكر و تكان شديد، بارگذاري بيش از حد، انتقال حرارت و ديگر نيروهاي مزاحم ميتواند در مواد زجاجي يا بلوري خللهاي جزيي ايجاد كند كه فزاينده هستند و ميتوانند مداوماً پيشرفت كرده و نهايتاً موجب خرابي گردند. در بعضي اقليمها ادوار انجماد و ذوب ميتواند چندين مرتبه درروز تكرار شود. در اقليمهاي ديگر ممكن است گرفتن و پس دادن آب ده دوازده بار تكرار شود. حركت خورشيد، سايههايي كه روي سطح ميافتد و تغيير در شدت باد، جملگي ميتوانند بر پيشرفت و پس رفت مرز تبخير رطوبت داخلي تاثير گذارند و با هر جا به جايي خورشيد، انقباض و انبساط ناشي از جذب و دفع آب نيز احتمالاً در نتيجه انبساط بلورها در داخل تشكيلات صورت ميگيرد. خيس و خشك شدن ناشي از باران يا ديگر نزولات جوي صرفاً موجب گسترده شدن مسئله ميشود كه معمولاً بيش از همه در راس و پاي ديوارها مشهود است.
703 تعامل مواد
در ساختمانها خاك خام به ندرت به صورت مجزا يافت ميشود. خاكها معمولاً براي ديوارسازي مورد استفاده قرار ميگيرند و عمدتاً در تركيب با ملاطهايي ديده ميشود كه آنها نيز مواد متخلخلي با ويژگيهاي كلاً مشابهاند- يعني تخلخل، تراكم و نيروي چسبندگي مشابهي دارند. بعضي مواقع آجر را روي ملاط گل ميچينند و خشت خام نيز با استفاده از گل مشابه يا مواد ساروجي بهم متصل ميشود. بلوكها و آجرهاي آهكي را با ملاط آهك يا ساروج به كارميبرند در حاليكه آجر كوبيده وسيعاً در ساخت ملاطهاي آهكي مورد استفاده قرار گرفته است. اغلب آجر و گل را با اندودهايي مركب از ماسه، آهك و ساروج در هر دو سطح داخلي و خارجي ميپوشانند. سنگ هم در تركيب با مصالح ديگر و هم بصورت يكپارچه مورد استفاده قرار گرفته طوريكه عمل حفاظت ميبايست متضمن درمان كل توده ساختماني باشد. اين مواد از اين لحاظ با يكديگر سازگارند كه از نظر فيزيكي ساكن، متخلخل، داراي تراكم مشابه، قدرت همفشاري مشابه و قدرت كششپذير متوسط و مشابهاند . ظرفيت گرمايي آنها مشابه است. اين خصوصيات رفتاري آنها را در يك گروه قرار ميدهد. رابطه مصالح فوق با ديگر مصالح ساختماني رايج- فلز، چوب و شيشه- آن تقسيمبندي را كه تعريف سادهاي از حدود طبقه بندي در اختيار ميگذارد در مينوردد ولي اين امر نبايد تعامل موادي را كه به شكل تركيبي مورد استفاده قرار ميگيرد تحت الشعاع قرار دهد. در بناهاي تاريخي به ندرت رابطه تنگاتنگ ميان مصالح ساختماني و شيشه يا فلز ديده ميشود و مشكلات عملي كه ايجاد ميكند معدودتر است اما چوب پيوسته به عنوان بخشي از ساختارهاي متخلخل و ساكن مورد استفاده يا سوء استفاده قرار گرفته و موجب بروز مشكلات بعدي گرديده است.
803 مصالح مرتبط
تعدادي فرآيندهاي پيراموني وجود دارد كه به ويژه بر حفاظت سازههاي گلي تاثير ميگذارد و مربوط ميشود به محل، اقليم خرد و محيط خرد. ساختارها، رشد گياهان و وضع زه كشي در محل مي تواند تاثيراتي مهم بر حفاظت ساختمانهاي گلي بگذارد.
يكي از مواد ساكن مرتبط با خاكها كه به شكلي تصادفي و به صورت كلوخه يا گندلهاي در سازهها يافت ميشود همه انواع قابل تصور سنگ و آجر است. فنآوري ساخت يا سنگ و آجر و حفاظت آنها موضوع كتابي ديگر از اين سلسله انتشارات است. تخلخل و شيمي سنگها كه در ارتباط تنگاتنگ با خاكها قرار دارد، به علت شباهت زياد ندرتاً موجب تجزيه و زوالي ميشود كه بتوان آنرا در ردهاي مجزا قرار داد. معمولاً هيچگونه اثر زيانبار شيميايي از تركيب سنگ و خاك به دست نميآيد. در مواقعي كه كربنات كلسيم حل شده از سنگ آهك بيرون آمده در ملاطهاي گل داخل ميشود معمولاً نتيجه سودمند است و تنها در موارد نادر حضور سنگ معدن فلزات (مس يا آهن) است كه واكنشهاي مشهود شيميايي ميتواند واقع شود. از اين مهمتر تفاوتهاي ويژگيهاي فيزيكي مصالح است؛ مثل مواردي كه سنگ خرد شونده يا ضعيف ميتواند در جاي خود به دلائلي همچون انجماد متلاشي شود، در تودهاي كه در غير اين صورت منسجم ميبود گسستي بزرگ ايجاد كند.
گهگاه سنگ يا آجر را وارد كار ميكنند تا انسجام ساختاري بيشتري به ديوارها يا طاقها بدهند تقويت كنجها، ساخت قوس و طاق و استفاده از رجهاي افقي طويل از ويژگيهاي كليدي استفاده از سنگ و آجر است. در برخي مناطق چون جنوب غرب فرانسه استفاده از رگچينهاي متناوب سنگ و بلوكهاي ساخته شده از خاك و قلوه سنگ رواجي گسترده داشته است. در بسياري سازهها، رجهاي پا سنگ پي و سرپوش ديوارها از سنگ يا آجر است. به ويژه آجر در سازههاي گلي براي تدارك نبش، نويزه، طـاق و قـوس وسـيعاً مورد استفاده قرار گرفته است. گرچه استحكام سازه بستگي فراوان به ملاط مورد استفاده دارد اما حتي در صورت استفاده از ملاطهايي كه ضعيفترين گيرايي را دارد سازه حاصل به مراتب مستحكمتر از ساختارهاي گلي با هر درجه ازمتراكم شدگي است. تنها در مواردي كه از خاك به عنوان ملاط استفاده شده باشد هم چسبي كامل در ساختار وجود دارد. ملاطهاي مستحكمي كه براي بندكشي نمايي از سنگ يا آجر بكار ميرود نتيجه ايجاد يك توده سخت همبسته است كه در قالبي نرمتر استقرار يافته است. هرگونه تعامل نامساعد بيشتر فيزيكي خواهد بود تا شيميايي. نشستهاي پي ساختمان كه توسط بخشهايي از سازه گلي كه تحمل فزونتري دارد با سهولت بيشتري جذب ميشود ميتواند باري نامتعادل روي مصالح گذارده منجر به بروز ترك شود. قوسهايي كه باعث وارد آمدن فشارهاي جابجايي ميشوند ممكن است تكيهگاه كافي از سازههاي گلي دريافت نكرده تحت تغيير وضعيت رطوبت و نشستهاي نامتوازن و خارج از حد تحمل در خاك، با سهولت بيشتري حركت كرده سرانجام موجب بروز نوعي خرابي در طاقها شوند. خاكها طبيعتاً يكدست نيستند و در فرآيند ساخت نيز همين وضع را دارند و گرچه در استفادههاي عادي نوعي هم شكلي كلي وجود دارد، حتي در بهترين ساختمانهاي گلي ناهمسازيهاي جزيي وجود دارد. همين ناهمسازيهاي جزيي براي بروز بي تعادلي در ظرفيت نگهداري بار كافي است. علاوه بر اين ، نابرابريهاي بارگذاري ناشي از تفاوت حجمهاي متفاوت سازههاي سختي كه روي بناهاي گلي قرار داده ميشود خود موجب متراكم شدن نابرابري ميگردد. بنابراين خرابيهايي كه ايجاد ميشود معمولاً بيشتر ناشي از مقاومت متفاوت در برابر حركتهاي رو به پايين است تا فشارهاي جانبي. ماهيت تركها و نيروي وارده، جهت و تداوم حركتها كه با استفاده از آشكار سازها و ابزارهاي سنجش فشار قابل اندازهگيري است معمولاً براي نشان دادن مناطق ضعف و ناهمسازي كفايت ميكند.
مواد آلي همبسته با سازههاي گلي يا ليفي شكل هستند يا به صورت الوارهاي ساختماني. بسياري الياف آلي ساختماني بهمراه خاك در ساخت و ساز مورد استفاده قرار گرفته و ميگيرد در ميان اينها استفاده از كاه از همه رايجتر است و ميتوان اين مقوله را بسط داد تا كليه اشكال جگن و ني از جمله كربه كوبيده را شامل شود. پشم حيوانات نيز مورد استفاده قرار ميگيرد هرچند بيشتر در گچ. اين مواد اساساً به دو شكل به كار ميرود: به صورت اليافي كه به شكل تصادفي چيده ميشود و ميتواند بسته به نوع كار هم چسبي طولي پيدا كند و نيز به صورت آن مواد ليفي شكل كه با قصد قبلي هم راستا شدهاند. اليافي كه به شكل تصادفي چيده ميشود ميتواند خيس و كوبيده يا خرد شده و در گل مرطوب وارد شود. اين الياف را با پهن كردن روي مصالح آماده شده با كوبيدن داخل ميكنند و اين فرايند معمولاً شامل هم زدن ، مرطوب كردن و تكرار است تا زماني كه مخلوطي يك دست حاصل شود. شواهد موجود نشان ميدهد كاه خورد نشده در كاهگل محكمتر از كاه خورد شده است.
به هم زدن مخلوط كاهگل ضرورتاً موجب آرايش تصادفي الياف نميشود و استفاده بعدي از كاهگل به شكل ماده پر كننده يااندود الياف را در صفهايي قرار ميدهد كه اغلب نمايانگر شيوه پهن كردن گل است.
مصالح تقريباً به ناچار به صورت لايه لايه چيده ميشوند؛ حتي در مواردي كه بعداً خشك ميشوند طوريكه خشت خام يا اندود گلي با توفق اليافي كه تمايل به خواب يا حركت به سوي سطحي واحد دارند نشست خواهند كرد. اين الياف موجب هم چسبي سازه ميشوند و وقتي سرانجام خراب شوند آن هم چسبي نيز بعداً از ميان خواهد رفت. الياف نه تنها در امتداد صف خود به سازه قدرت ميدهند بلكه هميشه طوري ساخته ميشوند كه در صف خود مستحكمترند تا در جهت عرضي. از آنجا كه الياف به صورت رشد نباتي شكل گرفتهاند انسجام آنها به عنوان مصالح، از لحاظ استحكام و پيرشدن نامعلوم است.
بعضي الياف را به شكلي طراحي شده با آرايش هدفمند ميچينند. اينگونه الياف عبارتند از زيلو از فيس ني، نخل و بوريا- و مواد مشابه كه در قالب چيده ميشوند اما با قصد قبلي مانع آن ميشوند كه چينش آنها شكلي تصادفي داشته باشد. ني و كربهي شكافته و جگن و علف ميتوانند لايه به لايه همراه گل براي تقويت آجر، قاب بند يا اندودها به كار رود و هم چسبي را صرفاً در دو جهت تامين كند در حاليكه اليافي كه به شكلي تصادفي وارد كار ميشود اين عمل را درسه جهت انجام ميدهد. تجزيه و تحليل نوع ساخت نشان ميدهد آيا تقويت دو بعدي تامين شده است يبا سه بعدي و تحليل دقيق وضع فيزيكي ماده روشن خواهد كرد اين تقويت چه مقدار استحكام ماندگار خواهد داشت. نمونهگيري را ميتوان روي مكعبهاي آزمايش كه از روي مصالح تاريخي برداشته ميشود انجام داد. شمارش تعداد، نوع و كوتاهترين قطر الياف بريده شده در هر سانتيمتر مربع از هر سطح مقاديريي مقايسهپذير از ميزان هم راستايي، تراكم و اندازه به دست مي دهد. اين اطلاعات توام با تحليل نوع و شرايط به نحوي سودمند نشان ميدهد چه مقدار تقويت صورت گرفته و اثر آن تا چه حد باقي مانده است.
فروپاشي الياف كارگذارده شده در مصالح عموماً نتيجه حمله قارچها و باكتريهاست نه فرايند پيري. سازههاي گلي كه با استفاده از الياف تقويت شده و دائماً در نواحي خشك باقي مانده احتمالاً قدرت اوليه خود را حفظ كردهاند در حاليكه سازههايي كه در شرايطي قرار داشتهاند كه زمينه ساز رشد قارچ و باكتري بوده ميتوانند قدرت تقويت خود را به مقدار زياد يا به كلي از دست داده باشند. معمولاً حمله حشرات ملازم فروپاشي الياف سلولزي و ليگنين است كه در صورت وجود رطوبت صورت ميگيرد. ممكن است شرايط مناسب اينگونه زوال به مدتي طولاني در گذشته فراهم شده و باعث شده باشد. سازه گلي بدون اينكه تغيير مشهود ظاهري را نشان دهد به شكل فيزيكي تهي از ماده تقويت كننده اوليه شده باشد.نوعي تقويت سازه با الياف كه پيچيدگي خاصي دارد ناشي از گسترش طبيعي ريشه به داخل خاكهاست. با كندن خاك ريشهدار و استفاده از آن در ساختمان، يك بافت تقويت شده پيچيده متشكل از خاك و الياف برخوردار از استحكامي چشمگير براي مقاصد ساختماني دراختيار قرار ميگيرد. خاكهاي ريشهدار را در ديوارها كار ميگذارند و روي ميل بست سازه ميچينند تا بام بنا شكل گيرد. تشكيلات ريشه گياهان كه بدواً در سياه خاك رشد كرده. شبكهاي بسيار پيچيده از الياف تقويتي را در اختيار ميگذارد كه اغلب بخش بزرگي از اين گونه خاكها را تشكيل ميدهد. از نقطه نظر ساختماني آن سياه خاكهايي كه بيش از يك سوم عناصر متشكله آنها مواد آلي است در يك رده خاص از مصالح ساختماني قرار ميگيرند و ديگر نميتوان آنها را خاك بنايي تلقي كرد. خرابي اين نسبت بالا از مواد آلي موجب از دست رفتن غيرقابل جبران استحكام ميشود چرا كه تشكيلات ريشهها با زوال آنها از ميان ميرود و حاصل تجزيه آنها به صورت مايع خارج ميشود يا در شرايط هوازي خوراك موجودات طفيلي ميگردد. بنابراين جز در صورت نگهداري سياه خاك در شرايط خشك، عمر آن كوتاه خواهد بود.
سازه هاي ساختماني كه متكي بر استحكام اين گونه مصالح هستند هيچ دوامي ندارند. سياه خاك داراي الياف فراوان علاوه بر ديوار وسيعاً در سقف زني سازندگان ابتدايي بكار رفته. وقتي ريشههاي اينگونه خاكها سبز و جوان باشد ميتوانند بسيار كارآمد باشند اما آب رفتگي آنها، خروج آب و زوال بدان معناست كه ابعاد آنها به عنوان سازههاي خود اتكاء سريعاً تغيير ميكند. وقتي به صورت پوشش ديگر انواع تير قائم عمدتاً ميل بستهاي چوبي يا بافتههاي سبك مورد استفاده قرار ميگيرند مداوماً نياز به تجديد دارند. خاكهاي ريشهدار كه مقدار خاك آنها زياد است ميتوانند يك سازه گلي با دوام تشكيل دهند، حتي در صورتيكه تشكيلات ريشه موجود در آنها زائل شده باشد. چنانچه مخلوط ماسه، گلماسه و رس تحت تسلط ذرات ريزتر نباشد، ساختاري محكم و بادوام ميتواند حاصل شود كه در مراحل اوليه از نظر همچسبي متكي بر الياف ريشههاست. جز در نواحي بسيار خشك يا شرايط ناهوازي (كه در بناها معمولاً به معناي وضعيت اشباع شده اي از آب در زير زمين است) الياف از ميان ميروند و در نتيجهسازههايي به جا ميماند كه بخش بزرگي از آنها كاواك است. اين امر به نوبه خود موجب تضعيف سازه شده آنرا در برابر فرسايش آسيبپذيرتر ميسازد. ديوارهايي كه با خاك ريشهدار ساخته ميشود و لايه فوقاني خاك مقدار زيادي الياف دارد در نتيجه تاثير اين نوع فرسايش و آغاز زوال الياف تضعيف ميشود. در ديوارسازي تقريباً هميشه خاكي ريشهدار را به صورت مسطح ميچينند و نتيجه اين نوع ساخت(كه معمولاً در حفاريهاي باستانشناسي يافت ميشود) مشخص است. در ايرلند و اسكاتلند از خاك ريشهدار(تورب) كه به شكل مسطح يا مايل نسبت به سطح خارجي ديوار چيده شده، استفاده كردهاند. سنت ايسلندي عبارت است از استفاده از خاك ريشهدار به شكل جناغي. اين شيوه ساخت كم دوام تنها انجام عمليات باستانشناسي يا موزهاي حفاظت ميشود.
بخش بزرگي از بناهاي گلي ميل بر همين بستهاي قوي به صورت مبنايي ساختماني بوده است. اين ميل بستها در سنگينترين حالت شكل حصاري چوبي پيدا مي كنند كه اغلب در خاك نشانده شده(تيرهاي چسبيده به هم) يا به شكل چارچوبهاي ساختماني دارد كه الوارهاي سبكتر را درون خود نگه ميدارد. در تمامي سازههاي از اين دست، عضوهاي قائم كلّ بار را حمل ميكنند و لازم است تيرهاي افقي براي توزيع اين بارها و همبستگي دادن به سازه به كار رود. اين تيرهاي موازي ميتواند طيفي متفاوت داشته باشد از تيرهاي بزرگ تشكيل دهنده حصارچوبي با قدرت ساختاري بيش از حد گرفته تا تيرهاي سبكتري كه نزديك به هم كارگذارده ميشود ولي هيچيك از آنها به تنهايي قادر نيست مثل شيوه ساخت تير قائم و گل- رايج در ليكلن شاير- تكنيكي كه در اكناف جهان ديده ميشود، قدرت لازم را به ديوار ببخشد.
قدرت تيرهايي كه روي پايهاي دائمي كار گذارده شده بستگي به طبيعت خود تير و وضعيت مادهاي كه گرد آنرا احاطه كرده دارد. برون لايه چوبها به مراتب بيشتر از مغز چوب در برابر زوال و حمله سوسكها آسيبپذير است و بيشترين خرابي در محيطهاي گرم و مرطوب صورت ميگيرد كه اكسيژن به سهولت در دسترس است. چوبي كه در زمين اشباع شده از آب كارگذارده شود ميتواند بسته به نوع، مدتي مديد دوام آورد. بخش فوقاني كه به تناوب خشك و تر ميشود ميتواند خيلي سريع خراب شود در حاليكه بخش بالاتر از آن كه داخل ساختار بنا شده و در شرايط خشك نگهداري ميشود ميتواند به مراتب بهتر بماند، هر چند در معرض حمله حشرات بزرگتر قرار دارد. بنابراين چوبي كه در خاك كارگذارده شده ميتواند در شرايط حفاظتي كامل باشد در حاليكه در بخشهاي متفاوت. طول آن زوال نسبي يا كامل صورت ميگيرد- پديدهاي كه در چوبهاي كارگذاشته در خاك متداول است.
وقتي رو چوب خراب ميشود و مغز چوب به جا ميماند گسستي ميان ساختار گلي خارجي و ميل بست چوبي آن صورت ميگيرد. مثل سياه خاكي كه ريشههاي آن از ميان رفته و تعدادي كاواك استوانهاي بر جاي مانده، يك ديوار گلي ظاهراً سبكتر نيز ميتواند شكلي از كاواكهاي نسبي يا كامل حاصل از تفاوت در ميزان خرابي داشته باشد- رو پوستي كه از ميان ميرود يكدستي سازه را از بين ميبرد حتي با اين وجود كه مغز چوب محكم و دست نخورده باقي ميماند.
در حاليكه نوع معيني از الوار ميتواند بسته به شرايط استقرار يا قرارگرفتن در معرض هوازدگي دستخوش خرابي متفاوت شود، ممكن است وضعيتي مشابه در نتيجه استفاده از انواع متفاوتي از الوارها در بناهاي تاريخي پيش آيد. بسياري از بناهاي تاريخي در اكناف جهان با فنون كلافبندي چوبي ساخته شدهاند كه نيازمند ميل بستهاي ثانويه در داخل فضاي باقي مانده داخل كلاف است.
در ساختمانسازي انگليسي مهمترين روش از اين دست قرار دادن قابي از جگن در كلافبندي چوب سخت به منظور تامين بستري براي اندود گل است. معمولاً اندود گل را با ضخامت زياد روي هر دو طرف قاب ميكشند و نتيجه اين است كه جگن به كلي از نظر پنهان ميشود.
در نمونههاي ضعيفتر، كه در آنها از شاخه استفاده شده زوال نسبتاً سريع چوبهاي نرم و سبز كاواكهايي نسبي يا كامل به جا خواهد گذارد. در شرايط عادي و در يك قاببند كوچك كه حمل بارهاي ساختماني توسط چارچوب صورت ميگيرد، اين كاواكها ناديده و كم اهميت ميمانند. بخش عمده بار ساختماني را كلافبندي اصلي ميگيرد و تنها در شرايطي خاص از واردآمدن تاثير فشار باد يا ديگر فشارهاي متغير است كه ضعف دروني ناشي از فقدان قدرت كشش داخلي مشهود ميگردد و مهم شمرده ميشود.
903 افزودنيهاي نامرئي
بعضاً برخي از مواد آلي كه داخل گل بنايي ميشود در استفاده نهايي از گل نامرئي ميماند. مواد آلي محلول و غير محلول مثل سرگين، شيرابه گياهان، شير و گهگاه خون را داخل مخلوطهاي گل كردهاند با مزايايي كه همچون طبيعت خود اين مخلوطها متفاوت است. وقتي در مخلوط، گل سفيد يا سنگ آهك وجود داشته باشد اين افزودنيها بي تاثير و عملاً ناشناخته است. اثر مفيد اين افزودنيها قالبپذير ساختن خاكهايي داراي رس اندك يا پرفشار است. يا اينكه براي يكدست كردن خاكهاي داراي رسهاي منعقد شوندهاي كه تمايل شديدي به انبساط دارند بكار ميروند. همواره هدف از افزودن اين مواد بالابردن ورزپذيري است، احتمالاً صرفاً به خاطر تسريع در قالب پذيرشدن خاك. تجربه شرايط و اوضاع و احوال محلي در عمل، سنتها، فرهنگ عامه و خرافات همه نقش خود را در دستورالعملهايي كه ميتوانند موجب بهبودهاي چشمگير در خاك شود و از اين طريق تراكم مصالح پرداخت شده را بيشتر كند، ايفا كردهاند. اين مسئله ميتواند در استفاده از گل به عنوان پرداخت كف و سطوح قاببندها اهميتي خاص داشته باشد.
در هر حال قاعدتاً نتيجه كلي اين است كه اين افزودنيها غير از بهبود تراكم اوليه به هنگام استفاده از گل در بلند مدت بي تاثير يا كم تاثيرند. مهمترين مزيت آنها ناشي از تاثير مواد سفيدهاي است كه حالتي لزج دارند و به همين علت به غلبه بر اصطكاك مواد غيرآلي خاك كمك ميكنند، ضمن اينكه اجازه ميدهند با آزادي بيشتري حركت كرده استقرار مناسبتري يابند. سرانجام مواد سفيدهاي با فعاليت باكتريها و قارچها تجزيه ميشوند و گرچه محصولات حاصل ظاهراً هيچ تاثير زيانباري ندارند خروج آنها از خاك باعث ميشود مواد متراكم اندكي ضعيفتر شوند.