ارزیابی راهکارهای سنتی و مدرن مقاوم‌سازی خشت در برابر عوامل محیطی

نوع مقاله : مقالۀ پژوهشی

نویسندگان

گروه مطالعات و حفاظت میراث معماری و شهری، دانشکدۀ معماری، دانشکدگان هنرهای زیبا، دانشگاه تهران، ایران

چکیده
بیان مسئله: بناهای گلین، از کهن‌ترین آثار و دست‌ساخته‌های جهانی، روزگاری اصلی‌ترین سرپناه انسانی بوده است که امروزه نیز در بخش‌هایی از جهان کاربری خود را حفظ کرده‌اند و خشت به‌عنوان یکی از قدیمی‌ترین مصالح ساختمانی در معماری سنتی ایران و بسیاری از کشورهای دیگر، همواره در معرض آسیب‌پذیری در برابر عوامل محیطی نظیر رطوبت، بارندگی، تغییرات دما و هوازدگی قرار داشته است این مسئله، به‌ویژه در بناهای تاریخی خشتی، موجب تخریب تدریجی و کاهش دوام سازه‌ها می‌شود. در این میان ضرورت حفاظت از این مجموعه‌های خشتی که تا بیش از این دچار آسیب‌های ساختاری باتوجه‌به عوامل طبیعی و انسانی بوده است آشکار می‌شود.
هدف پژوهش: این پژوهش به دنبال معرفی و ارزیابی راهکارهای سنتی و مدرن به‌کارگرفته‌شده جهت مقاوم‌سازی خشت در برابر عوامل آسیب‌رسان محیط از جمله رطوبت است.
روش پژوهش: روش پژوهش حاضر توصیفی - تحلیلی است و روش گردآوری اطلاعات به‌صورت مطالعات اسنادی (کتابخانه‌ای) است.
نتیجه‌گیری: نتایج حاکی از آن است که هرچند روش‌های سنتی به دلیل سازگاری با اقلیم، دردسترس‌بودن و کم‌هزینه‌بودن همچنان اهمیت دارند، اما کارایی آنها در برابر شرایط سخت اقلیمی محدود است. در مقابل، فناوری‌های مدرن توانسته‌اند به شکل مؤثری دوام خشت را افزایش دهند، هرچند هزینه‌های بالا و عدم سازگاری کامل با بافت تاریخی از چالش‌های اصلی آنهاست. درنهایت، پژوهش تأکید می‌کند که ترکیب رویکردهای سنتی و مدرن و اتخاذ نتایج پژوهش نشان داد که روش‌های سنتی مانند افزودن کاه و اندود کاهگل اگرچه ساده، ارزان و سازگار با محیط زیست‌اند، اما در برابر رطوبت و شرایط سخت دوام محدودی دارند. در مقابل، راهکارهای مدرن مبتنی‌بر مواد شیمیایی و نانویی مقاومت مکانیکی و پایداری بیشتری ایجاد می‌کنندو بهترین رویکرد، ترکیب این دو دسته روش برای دستیابی به دوام و اصالت معماری است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of Traditional and Modern Approaches to Reinforcing Adobe Brick Against Environmental Factors

نویسندگان English

Somayeh Fadaei Nezhad Bahramjerdi
Somayeh Pahlevan
Department of Iranian Architectural Studies&Architectural and Urban Heritage Conservation, School of Architecture, College of Fine Arts, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده English

Statement statement: Adobe buildings—among the oldest works and human-made structures—were once the primary shelters for people and, even today, still maintain their use in parts of the world. As one of the oldest construction materials, adobe has continuously been exposed to vulnerability against environmental factors such as moisture, rainfall, temperature fluctuations, and weathering. This issue, particularly in historic adobe structures, leads to gradual deterioration and a reduction in the structures’ durability. In this context, the need to protect these adobe ensembles—whose structural damage has already been exacerbated by natural and human factors—becomes evident.
Research objective:This research aims to introduce and evaluate traditional and modern strategies used to reinforce adobe brick against damaging environmental factors, including moisture.
Research method: The present study is descriptive-analytical. Data collection is conducted through documentary studies (library-based research).
Conclusion: The results indicate that although traditional methods remain important due to their compatibility with local climate, accessibility, and low cost, their effectiveness under harsh climatic conditions is limited. In contrast, modern technologies have been able to improve the durability of adobe more effectively, although high costs and incomplete compatibility with historical fabric are among their main challenges. Ultimately, the study emphasizes that combining traditional and modern approaches—and applying findings from research—shows that traditional methods such as adding straw and using straw-clay (kāhgāl) plaster, despite being simple, inexpensive, and environmentally compatible, have limited durability against moisture and severe conditions. Conversely, modern solutions based on chemical and nano-materials provide greater mechanical resistance and stability. Therefore, the best approach is to integrate these two categories of methods to achieve both durability and architectural authenticity.

کلیدواژه‌ها English

  • Reinforcement
  • Environmental factors
  • Modern techniques
  • Local materials
  • Moisture.
ابراهیمی، افشین. (1398). ملات گلی غنی شده و خشت‌های نوین ارتقایافته با فرآورده‌های بوم‌آورد برای اقدامات حفاظتی ارگ بم [رساله دکتری، دانشگاه هنر اصفهان]. http://library.aui.ac.ir/inventory/108/6056.htm
باتر، مسعود. (1396). بهبود خاصیت عایق‌بندی اندود کاهگل در مقابل رطوبت با استفاده از برخی افزودنی‌های سیلیکاتی میکرونیزه و نانومتری برای حفاظت بناهای تاریخی خشت و گلی [پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه هنر اصفهان]. http://dlibrary.aui.ac.ir/parvan/resource/11908
بهادری، رویا. (1386). شیمی آلی: مبانی و کاربرد در حفاظت و مرمت آثار تاریخی. پژوهشکده حفاظت و مرمت آثار تاریخی، فرهنگی.  http://dlibrary.aui.ac.ir/parvan/resource/357729
خوشبخت بهرامانی، شوکا و سپهری مقدم، منصور. (۱۳۹۱). ابنیۀ خشتی مقاوم در برابر زلزله. هویت شهر، ۶(۱۱)، ۵۳-۶۲. 
دشتی زاده، سارا و گرکانی، امیرحسین. (1397). تجارب استحکام بخشی مصالح خشتی. سومین کنفرانس بین المللی عمران، معماری و طراحی شهری،تبریز.https://civilica.com/doc/805977
رجبی، محبوبه. (۱۳۹۲). بررسی روش‌های مقاوم‌سازی خشت و ساختارهای خشتی. همایش ملی معماری، فرهنگ و مدیریت شهری، کرج. https://civilica.com/doc/256015
رحیم نیا، رضا؛ حیدری بنی، داریوش. (1390). تأثیر دامنـه خمیری خاک (PI)بر مقاومت کششی و فشـاری خشـت‌هـای تثبیت شده با سیمان بـرای اسـتفاده در حفاظـت از سـازه‌هـای خشتی. فصلنامۀ علمی مرمت و معماری ایران، 1(12)، 91-102. Https://doi.org/20.1001.1.23453850.1390.1.2.1.1
قربانی، شعبانعلی؛ آشوری، محمدتقی و سر پولکی، حسین. (۱۳۹۱). گل سلولزی. دانشگاه هنر. http://profs.aui.ac.ir/Masters/default/?action
ماجدی اردکانی، محمدحسین. (1383). خرابی‌های متداول ساختمان های خشتی و روش مرمت آنها. مجموعه مقالات سومین همایش حفاظت و مرمت آثار تاریخی و فرهنگی و تزئینات وابسته به معماری، 148-158.  نشر اداره کل اموزش و انتشارات سازمان میراث فرهنگی کشور.https://sushiant.com/article/
محمدی، حسین. (1400). بررسی آزمایشگاهی امکان استفاده از آهک و الیاف خرما به منظور بهبود خواص خشت [پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه یزد]. 
میرجلیلی، محمدرضا. (1401). مطالعه خواص فیزیکی، مکانیکی خشت تقویت شده با الیاف نساجی [پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه یزد].https://yazd.ac.ir/people/sfattahi/Theses
مینکه، گرنوت. (۱۳۸۸). راهنمای ساخت و ساز با خاک کاربرد مصالح خاکی در معماری مدرن (ترجمۀ شاهین طلوع آشتیانی). اداره کل روابط عمومی سازمان میراث فرهنگی، صنایع دستی و گردشگری. http://library.aui.ac.ir/inventory/100/16488.htm
مسرت، حسین. (1401). خشت در نگاه تاریخ. معماری اقلیم گرم و خشک, 10(15), 245-256. https://smb.yazd.ac.ir/article_2841.html?lang=fa
Alavéz-Ramírez, R., Montes-García, P., Martínez-Reyes, J., Altamirano-Juárez, D. C., & Gochi-Ponce, Y. (2012). Evaluation of compressed earth blocks stabilized with linear alkaline agents applied to the soil. Construction and Building Materials, 34, 296–305. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.02.072
Alva. balderrame. A. (2008). Earthen architecture. Los Angeles: The Getty Conservation Institute. (pp. 3). https://www.getty.edu/conservation/publications_resources/pdf_publications/adobe90.html
Atzeni, C., Massidda, L., & Sanna, U. (1993). Technological properties of earth‑based construction materials treated with hydraulic cement or acrylic polymer. In Terra 93: 7th International Conference on the Study and Conservation of Earthen Architecture. DGEMN & CRATerre‑EAG.
Avrami, E., Guillaud, H., & Hardy, M. (2008). Terra literature review: An overview of earthen architecture conservation. Getty Conservation Institute.
Bahobail, M. A. (2012). The mud additives and their effect on thermal conductivity of adobe bricks. Journal of Engineering Science, Assuit University, 40(1), 21-34.
Brkanić Mihić, I., Kraus, I., Kaluđer, J., & Perić Fekete, A. (2024). Architectural features and soil properties of traditional rammed earth houses: Eastern Croatia case study. Buildings, 14(7), 2049. https://doi.org/10.3390/buildings14072049
Calatan, G., Hegyi, A., Dico, C., & Mircea, C. (2016). Assessment of earth bricks quality using the ultrasonic pulse velocity. In Proceedings of the 9th International Conference Interdisciplinarity in Engineering (INTER-ENG 2015), 8–9 October 2015, Târgu Mureș, Romania (Procedia Technology, 22, 259–265). https://doi.org/10.1016/j.protcy.2016.01.077
Calatana, G., Hegyi, A., Dico, C., & Mircea, C. (2016). Microstructural characterization of earthen construction materials. Procedia Technology, 22, 259–265. https://doi.org/10.1016/j.protcy.2016.01.077
Esmaily, A., & Ghalehnovi, M. (2012). The in fluence of palm fibres and lime as natural stabilizer on the mechanical properties of adobe, (in environmental condition contain 35% of humidity). JHRE, 31(138), 53-62. http://jhre.ir/article-1-188-fa.html
Guillaud, H. (2011). Introduction of theme 2. In Terra Asia 2011: International Conference on Earthen Architecture in Asia (pp. 148–150). CRATerre. https://archive.org/details/TerrAsia2011
Hartzler, R. (1996). Acrylic‑modified earthen mortar: A program of investigation and laboratory research into acrylic‑modified earthen mortar used at the prehistoric Pueblo sites. Intermountain Cultural Resource Center.
Houben, H., & Guillaud, H. (1994). Earth construction: A comprehensive guide. CRATerre–EAG.https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=3129844
Hajirasouliha, B., Kiani-DehKiani, G., Heidari, D., Emami, M. (2024). Analysis of the Effect of Soil Properties on the Mechanical Resistance of Historical Mud-Bricks of Yazd. JRA, 10(1), 145-166. https://doi.org/10.61882/jra.10.1.407
Hosseini Keshtan, S. R. (2019). Resistant Addobe in the face of Descending Moisture by using Zeolite for Conservation Approach in Historical Buildings (Case study is the Bilqis Historical City of Esfarayen), [Doctoral dissertation, University Art Isfahan]. Isfahan.
Martínez-García, C., Martinez-Barrera, G., & Cruz-Yusta, M. (2020). Advances in the stabilization of earthen construction materials with nanotechnology. Construction and Building Materials, 258, 119570. https://doi.org/10.22052/jias.2024.252656.1185
Millogo, Y., Morel, J.-C., Aubert, J.-E., & Ghavami, K. (2014). Experimental analysis of pressed adobe blocks reinforced with Hibiscus cannabinus fibers. Construction and Building Materials, 52, 71–78. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.10.094
Minke, G. (2000). Earth Construction Handbook: The Building Material Earth in Modern Architecture. WIT Press.
Namvar, S., & Zeini, M. (2019). The Effect of Sodium Silicate and Acrylic on Physical and Mechanical Parameters of Thatch Mortar. JHRE, 38(168), 51-60. https://doi.org/10.22034/38.168.51
Oliveira, D. V. de C. (2021). Conservation of earth heritage: An approach for a new methodology [Unpublished doctoral dissertation]. Universidade Nova de Lisboa.
Oliver, A. (2008). Terra literature review: An overview of research in earthen architecture conservation. Getty Conservation Institute.
Ouedraogo, M., Dao, K., Millogo, Y., Aubert, J.-E., Messan, A., Seynou, M., Zerbo, L., & Gomina, M. (2019). Physical, thermal and mechanical properties of adobes stabilized with fonio (Digitaria exilis) straw. Journal of Building Engineering, 23, 250–258.
Pereira, H. N. (2011). Saliva de cupim: Recent Experiments with Termite Mound Soil and Termite Saliva as Stabilizers for Earthen Structures, In Terra 2008: The 10th International Conference on theStudy and Conservation of Earthen Architectural Heritage, (pp. 247-252). Getty Publications. https://ouci.dntb.gov.ua/en/works/7PkJABn9/
Pinto, J., Cruz, D., Paiva, A., Pereira, S., Tavares, P., Fernandes, L., & Varum, H. (2012). Characterization of corn cob as a possible raw building material. Construction and Building Materials, 34, 28–33. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.02.014
Quagliarini, E., & Lenci, S. (2010). The influence of natural stabilizers and natural fibres on the mechanical properties of ancient Roman adobe bricks. Journal of Cultural Heritage, 11(3), 309–314. https://doi.org/10.1016/j.culher.2009.11.011
Sharma, V., Marwaha, B. M., Vinayak, H. K., & Gupta, S. M. (2015). Enhancing sustainability of rural adobe houses of hills by addition of vernacular fiber reinforcement. International Journal of Sustainable Built Environment, 4(2), 348–358. https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2015.07.002
Silva, A., Oliveira, I., Silva, V., Mirão, J., & Faria, P. (2020). Vernacular Caramel’s adobe masonry dwellings: Material characterization. International Journal of Architectural Heritage. https://doi.org/10.1080/15583058.2020.175134
Stefanson, R. C. (1973). Polyvinyl alcohol as a stabilizer of surface soils. Journal of Soil Science, 115(6), 420-428.
Warren, J. (2008). Conservation of earth structures (M. Vahdati, Trans.). Chapoal Publications. (Original work published 1998).
Yetgin, Ş., Çavuş, O., & Çavdar, A. (2008). The effects of the fiber contents on the mechanic properties of the adobes. Construction and Building Materials, 22(3), 222–227. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.08.022