تكنولوجيا الخرسانة



محطة قطار الحرمين فائق السرعة في السعودية. في الإطار: استخدام قوالب صب البوليمر المقوى بالألياف الزجاجية المنحنية في صب عناصر الخرسانة.

محطة قطار الحرمين فائق السرعة في السعودية. في الإطار: استخدام قوالب صب البوليمر المقوى بالألياف الزجاجية المنحنية في صب عناصر الخرسانة.

الخرسانة فائقة الأداء تكشف عن خصائص مبهرة

14/09/2021

تقدم الخرسانة فائقة الأداء حلولاً لبعض من أهم القيود المفروضة على الخرسانة في شكلها التقليدي، بما يتيح إنشاء عناصر هيكلية معقدة وواجهات خارجية مبهرة حتى في المشاريع التي تحتاج إلى السرعة، كما يقول بيتر والكر، مدير العمارة والبنية التحتية في بي إف جي إنترناشيونال*.

تعد الخرسانة من بين أكثر مواد البناء الاصطناعية المستخدمة، وقد لعبت دورًا هامًا في البناء منذ أيام قدماء المصريين، عندما كانت المواد التقليدية مثل أحجار الكلس، والجبس، والطباشير، وأصداف المحارات تستخدم كمعامل لإنتاج الاسمنت.  
وبالرغم من استخدام الخرسانة على نطاق واسع، إلا أن هناك بعض القيود عليها في شكلها التقليدي، بما في ذلك انخفاض قوة الشد عند مقارنتها بمواد البناء الأخرى، وانخفاض التشكيل، وانخفاض معدل القوة-إلى- الوزن، وإمكانية تعرضها للتشقق.
وقد حرصت التطورات التكنولوجية الاخيرة على مواجهة هذه الأمور. ومن أبرز هذه التطورات الخرسانة فائقة الأداء مثل فورتكريت التي تنتجها شركة بي إف جي أدفانسد فاسيد، الشركة الشقيقة لـ بي إف جي إنترناشيونال في البحرين. يمكن تصميم هذا المنتج المتطور للاستخدام في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل عناصر الجسور الهيكلية، أو الجدران الهيكلية أو الزخرفية، وألواح التكسية، وحتى الأثاث العصري، ومنتجات المسطحات الخضراء.
تعد الخرسانة فائقة الأداء مادة اسمنتية متطورة يتزايد استخدامها بسبب قوتها الميكانيكية العالية ومتانتها الفائقة.
إن الجمع بين قوة الضغط (أكثر من 120 ميجاباسكال)، والخصائص ذاتية الرص، والمتانة العالية، والمرونة، والشكل الجمالي يجعل من هذه الخرسانة نقلة واسعة في مواد البناء. تتيح هذه الخصائص للمصممين وضع التصميمات المعمارية الراقية التي لم يكن من الممكن تحقيقها من قبل إلا باستخدام الحديد أو المواد المتطورة. كما أن كثافة التعبئة تؤدي إلى تعزيز المرونة بزيادة أربع مرات عن الخرسانة العادية.
وعند الجمع مع قوالب ثلاثية الأبعاد، فإن خصائص الرص الذاتي للخرسانة فائقة الأداء تعني خلق أشكال معمارية مبهرة.
 تستخدم بي إف جي إنترناشيونال ماكينات سي إن سي في مصنعها المتطور في البحرين لإنتاج قوالب متطورة دقيقة للبوليمر المقوى بالألياف الزجاجية مع قدرة تحمل تزيد عن 0.2 مم وتستخدم في بعض من من أهم المعالم المعمارية الرائدة.
بالإضافة إلى القدرة على إنتاج أشكال دقيقة ومعقدة، فإن استخدام البوليمر المقوى بالألياف الزجاجية (GFRP) لتصنيع قوالب الصب للخرسانة يوفر ميزة هائلة مقارنة بالمواد التقليدية. فارتفاع نسبة القوة-إلى- الوزن يعني أن قوالب GFRP تتميز بالوزن الخفيف والمتانة، كما يمكن استخدامها لعدة مرات، وإنتاج أسطح عالية الجودة، فضلا عن تحمل أوزان بدون تسربات.
ومن المشاريع التي استخدمت نماذج قوالب GFRP لإنتاج خرسانة أو عناصر خرسانة فائقة الأداء مشروع جناح المجلس في إكسبو 2020 دبي الذي صممه المكتب المعماري الأمريكي أدريان سميث جوردون جيل، ومحطة قطار الحرمين فائق السرعة من تصميم فوستر آند بارتنرز في مدينة الملك عبدالله الاقتصادية في السعودية.
ولتحقيق الرؤية المعمارية لجناح المجلس- الذي يتضمن نظامًا هندسيًا معقدًا للواجهة الخارجية بلون أزرق جذاب- قامت شركة بي إف جي أدفانسد فاسيد بتصنيع قوالب GFRP تفصيلية لإنتاج أكثر من 6 آلاف لوح من الخرسانة فائقة الأداء ثلاثية الأبعاد والتي نجحت في إنشاء واجهة مبهرة. وقد تم إنتاج العناصر الفردية في مصنع بي إف جي في البحرين ونقلها للموقع لتركيبها.
من ناحية أخرى، شكلت سرعة البناء والحجم عناصر رئيسية لمشروع قطار الحرمين، والذي قامت من أجله شركة بي إف جي بإنتاج أكثر من 8 آلاف متر مربع من القوالب المنحنية في GFRP للصب في موقع عمل هذا المبنى الأيقوني.
وفي ظل التعاون بين المقاولين سواء في التصميم أو الهندسة، نجحت بي إف جي في توفير قوالب GFRP تتميز بالمتانة والوزن الخفيف والكفاءة العالية لتسهيل عمليات البناء. وبالنظر إلى حجم المشروع ومتطلبات الهيكل-تحمل الوزن، فإنه مع استخدام قوالب صب تقليدية فإن عملية البناء كانت ستستغرق الوقت وتزيد التكلفة.
وبخلاف الاستخدامات التقليدية الضخمة للبناء، فإن الخرسانة فائقة الأداء توفر مجموعة مواد جديدة لمصممي الديكورات الداخلية والأثاث والمسطحات الخضراء.
فعـــنـــــد تصــميــــم مشروع الليوان الذي استكمـــل حديثًـا فـــي البحـــريــن، تعــــــــــاون المطورون مع بي إف جي لاستخدام الخرسانة فائـــقة الأداء لإنتاج تشكيلات المسطحات الخضراء الجميلة في قلب الساحة المركزية والبوليفارد الذي يربط جميع نقاط المشروع، وصمم للتجمعات العامة والترفيه.
وساهم استخدام الخرسانة فائقة الأداء في الأرائك، وتشكيلات المسطحات الخضراء، وأصص الزرع، وحتى صناديق المخلفات العصرية، في خلق مظهر ناعم ومميز لهذا المشروع المستقبلي.
ولاشك أن طرح أنواع جديدة من الخرسانة عالية الأداء، إلى جانب التطورات في تقنيات الإنتاج باستخدام الماكينات عالية التقنية والمواد المتطورة مثل GFRP لخلق الأشكال والهياكل تعد من أهم التطورات المثيرة للاهتمام في تكنولوجيا الخرسانة، حيث تتجاوز الحدود لما يمكن تحقيقه معماريًا باستخدام واحدة من أقدم مواد البناء في العالم.
ولكن ما هي الخطوة التالية، وكيف يمكن أن نحافظ على الزخم في هذه العملية التحولية؟
في هذا الصدد، طرحت شركة أرامكو السعودية مبادرة هامة.
ففي شهر مارس 2021، أعلن ارامكو السعودية والمعهد الأمريكي للخرسانة عن مركز التميز للمواد اللا معدنية في الولايات المتحدة الأمريكية، وهو مركز تميز لمواد البناء اللا معدنية يهدف إلى تطوير وتعزيز استخدامها في قطاع البناء والإنشاء (www.nonmetalic.org).
وتتركز رؤية المعهد في المستقبل على تزويد الجميع بالمعرفة اللازمة لاستخدام مواد البناء اللامعدنية بفعالية لمواكبة التغير في عالم اليوم.
ويهدف المركز إلى تسريع وتيرة استخدام المواد والمنتجات اللا معدنية في الإنشاء، مما يعزز دور المعهد باعتباره هيئة رائدة عالميًا ومصدرًا لوضع معايير متفقٍ عليها وتعميمها واعتمادها فيما يخص تصميم الخرسانة والإنشاءات والمواد.
كما ستتركز مهمة المركز على التعاون عالميًا في استخدام المواد اللا معدنية في المباني من خلال دفع عجلة البحوث والتثقيف والتوعية وتبنّي التقنية. وسوف يؤدي توسيع نطاق إدخال المواد والمنتجات اللا معدنية في المباني إلى تحسين الاستدامة والإسهام في تخفيض الانبعاثات الكربونية، وتعزز متانة المنشآت وعمرها الافتراضي.
وفي منطقة الخليج، سوف تعزز أرامكو هذه المبادرة من خلال مركز التميز وبناء شراكة للأبحاث والتطوير مع كبرى الشركات والمؤسسات ذات الصلة بهدف تطوير المواد اللامعدنية مثل الخرسانة والمواد البوليمرية للاستخدام في البناء وصناعات الإنشاء.
لاشك أن المستقبل يبدو واعدًا لمادة يرجع أصولها إلى قدماء المصريين!

* بي إف جي إنترناشيونال شركة عالمية رائدة في تصميم المركبات، والهندسة، والتصنيع، وتضم اكثر من 2000 شخص وتنتشر مصانعها في جميع أنحاء العالم.




المزيد من الأخبار



مواضيع ذات صلة