تحسين الخصائص الحرارية والميكانيكية لجبس الفولية بالوادي المستعمل في البناء

Abstract

تهدف هذه الدراسة إلى تحسين الخصائص الميكانيكية والحرارية للجبس المستخرج من منطقة الفُولية بالوادي، نظ را لانخفاض جودته نوعا ما مقارنة بأنواع الجبس الأخرى، وضعف مقاومته للضغط. وقد شمل الجزء التجريبي تحليل العينات باستخدام تقنيات متقدمة، من بينها انعراج الأشعة السينية (XRD) ، فلورية الأشعة السينية (XRF) ، ومطيافية الأشعة تحت الحمراء (FTIR) . بينت نتائج XRD أن الطور السائد هو كبريتات الكالسيوم شبه المائية (CaSO₄•0.8H₂O) بنسبة 55.50 %، وقد أكدت FTIR هذه النتيجة، مما يدل على نقاوة نسبية للجبس المدروس . تمت إضافة 3 مواد طبيعية للجبس هي: الصبار، سعف النخيل، والحلفاء، وذلك لدراسة تأثيرها على خصائص الجبس. وقد بيّنت النتائج أن إضافة سعف النخيل كانت الأكثر فعالية في تحسين مقاومة الضغط، حيت بلغت قيمة المقاومة 0.2695 Mpa ، بنسبة تحسّن تُقدَّر ب 64% مقارنة بالعينة المرجعية (0.1640 Mpa) . كما ساهمت إضافة الحلفاء في تعزيز الخصائص الميكانيكية، حيت ارتفعت قيمة مقاومة الضغط إلى 1.7227 Mpa مقارنة ب 1.6875 Mpa للجبس غير المعدل. وبالإضافة إلى ذلك، ساهمت الحلفاء في تقليل معامل التوصيل الحراري إلى أدنى قيمة مسجَّ لة، وهي 0.3989 W/m.k ، مقارنة ب 0.4286 W/m.k للجبس بدون إضافات )العينة المرجعية(. وتشير هذه النتائج إلى أن الحلفاء تُعد فعالة في الحد من التذبذبات الحرارية بين الوسطين الداخلي والخارجي . من جهة أخرى، أظهرت الدراسة أن الجبس يتميز بقدرته العالية على امتصاص الرطوبة، مما يستلزم استخدام طبقات عزل مائي وملحي قبل إدراجه ف

This study aims to improve the mechanical and thermal properties of gypsum extracted from the El-Fouliya region in El Oued, due to its relatively lower quality compared to other types of gypsum and its weak compressive strength. The experimental part of the study included the analysis of samples using advanced techniques, namely X-ray Diffraction (XRD), X-ray Fluorescence (XRF), and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). XRD results showed that the dominant phase in the sample is semi-hydrated calcium sulfate (CaSO₄•0.8H₂O), at a proportion of 55.50%. This finding was confirmed by FTIR results, indicating a relatively high purity of the studied gypsum. Three natural additives -aloe vera, palm fronds, and esparto grass- were added to the gypsum to study their effects on its properties. The results showed that palm fronds were the most effective in improving compressive strength, which reached 0.2695 MPa, representing a 64% improvement compared to the reference sample (0.1640 MPa). Esparto grass also contributed to enhancing mechanical properties, with compressive strength increasing to 1.7227 MPa compared to 1.6875 MPa for the unmodified gypsum. Additionally, esparto grass reduced the thermal conductivity to the lowest recorded value of 0.3989 W/m·K, compared to 0.4286 W/m·K for the reference sample, indicating its effectiveness in reducing thermal fluctuations between interior and exterior environments. Furthermore, the study revealed that gypsum has a high capacity for moisture absorption, which necessitates the use of water- and salt-resistant barriers before its application in construction to ensure its long-term stability and durability. Keywords: Al-Fuliah gypsum, Improvement of mechanical properties, Moisture absorption, Natural additives (Palm fronds, Esparto grass, Aloe vera), Thermal insulation . الملخص تهدف هذه الدراسة إلى تحسين الخصائص الميكانيكية والحرارية للجبس المستخرج من منطقة الفُولية بالوادي، نظ را لانخفاض جودته نوعا ما مقارنة بأنواع الجبس الأخرى، وضعف مقاومته للضغط. وقد شمل الجزء التجريبي تحليل العينات باستخدام تقنيات متقدمة، من بينها انعراج الأشعة السينية (XRD) ، فلورية الأشعة السينية (XRF) ، ومطيافية الأشعة تحت الحمراء (FTIR) . بينت نتائج XRD أن الطور السائد هو كبريتات الكالسيوم شبه المائية (CaSO₄•0.8H₂O) بنسبة 55.50 %، وقد أكدت FTIR هذه النتيجة، مما يدل على نقاوة نسبية للجبس المدروس . تمت إضافة 3 مواد طبيعية للجبس هي: الصبار، سعف النخيل، والحلفاء، وذلك لدراسة تأثيرها على خصائص الجبس. وقد بيّنت النتائج أن إضافة سعف النخيل كانت الأكثر فعالية في تحسين مقاومة الضغط، حيت بلغت قيمة المقاومة 0.2695 Mpa ، بنسبة تحسّن تُقدَّر ب 64% مقارنة بالعينة المرجعية (0.1640 Mpa) . كما ساهمت إضافة الحلفاء في تعزيز الخصائص الميكانيكية، حيت ارتفعت قيمة مقاومة الضغط إلى 1.7227 Mpa مقارنة ب 1.6875 Mpa للجبس غير المعدل. وبالإضافة إلى ذلك، ساهمت الحلفاء في تقليل معامل التوصيل الحراري إلى أدنى قيمة مسجَّ لة، وهي 0.3989 W/m.k ، مقارنة ب 0.4286 W/m.k للجبس بدون إضافات )العينة المرجعية(. وتشير هذه النتائج إلى أن الحلفاء تُعد فعالة في الحد من التذبذبات الحرارية بين الوسطين الداخلي والخارجي . من جهة أخرى، أظهرت الدراسة أن الجبس يتميز بقدرته العالية على امتصاص الرطوبة، مما يستلزم استخدام طبقات عزل مائي وملحي قبل إدراجه في عمليات البناء، وذلك لضمان استقراره واستدامته .