الأوراق الخرسانية المقواة

ما هي الأوراق الخرسانية المقواة؟

الغالبية العظمى من المنازل المبنية في العديد من البلدان مبنية بالعصا، ممّا يعني أن هيكل المنزل مصنوع من 2 × 4 ، وألواح من الخشب الرقائقي، وأخشاب أخرى. وفقًا لرابطة البناة للمنازل، يستخدم المنزل النموذجي الذي تبلغ مساحته 2000 قدم مربع حوالي 16000 قدم مربع من الخشب. وعند ترجمتها إلى أشجار قائمة، يتضح أن ما بين 50 و 60 شجرة يجب قطعها وطحنها ونقلها لبناء المنزل العادي.

يمكن أن تساعد الإدارة المستدامة للغابات في الحد من انبعاثات الكربون والآثار الضارة الأخرى لصناعة قطع الأشجار. الحقيقة الصعبة هي أن البشر يقطعون ما معدله 15 مليار شجرة كل عام. وَوفقًا لتقرير بحثي نُشر في مجلة (Nature)، انخفض عدد الأشجار في العالم بنسبة 46 بالمائة منذ بداية الحضارة البشرية. حيث يتم استخدم الأشجار لبناء المنازل، ولكن في الوقت نفسه، تقطع صناعة قطع الأشجار مليارات الأشجار سنويًا لصناعة الورق.

خلال الأربعين عامًا الماضية، نما الاستهلاك العالمي للمنتجات الورقية بنسبة 400 في المائة، وتستخدم 35 في المائة من جميع الأشجار المقطوعة (أكثر من 4 مليارات شجرة كل عام) في الصناعات الورقية حول العالم. حيث يُستخدم ما يزيد عن 680 رطلاً من المنتجات الورقية كل عام. بينما ينتهي معظم هذا الورق في مكبات النفايات لدينا، وتشكل النفايات الورقية حوالي ثلث إجمالي النفايات البلدية.

الأوراق الخرسانية المقواة هي في الأساس نوع من آلات الورق ذات القوة الصناعية المصنوعة من الورق والكرتون والرمل والأسمنت البورتلاندي. وهناك العديد من أنواع الورق الخرساني الممكنة. بشكل أساسي، عند مزج المكونات بنسب مختلفة ينتج عن الأوراق الخرسانية المقواة خصائص مختلفة. حيث أن المكونات الأساسية للأوراق الخرسانية المقواة هي:

• الورق: عادةً ما يتم إهدار الورق مثل ورق الصحف المستخدم أو الورق المقوى.

• الركام: يمكن استخدام الركام الخشن أو الركام الناعم مثل الرمل اعتمادًا على القوة المرغوبة للأوراق الخرسانية المقواة.

• الأسمنت: يستخدم كمواد رابطة ويستخدم لتوفير القوة والصلابة للأوراق الخرسانية المقواة.

• الماء: يفضل استخدام ماء صالح للشرب وخالي من الأملاح.

التركيبة المجربة هي 60% ورق و 20ٌ% رمل و 20$ أسمنت. وطريقة صنع الورق المقوى بسيطة للغاية. حيث يتم خلط المكونات الجافة بالماء في الخلاط لتشكيل الملاط. كما يتم صب الملاط في كتل أو ألواح ويترك ليجف في الشمس. وعندما تتصلب، تكون الخرسانة الورقية خفيفة الوزن (80 في المائة من الهواء) وعازل ممتاز (2.8 راند لكل بوصة) وتحافظ على شكلها حتى عندما تكون رطبة وقوية بشكل ملحوظ (قوة ضغط 260 رطل لكل بوصة مربعة).

وبما أنه يحتوي على ألياف ورقية، فإنّه يتمتع بمقاومة شد كبيرة بالإضافة إلى قوة ضغط (Solberg ، 2000). حيث تعتبر الأوراق الخرسانية المقواة مناسبة لصنع منازل منخفضة التكلفة ذات عمر طويل ومتانة محدودة. كما أنها مناسبة لصنع غرف المجتمع وأكشاك البيع وغرف التخزين والمساكن للماشية. ويمكن أيضًا استخدام الورق المقوى كجص. بينما يمكن رشها على الجدران لمنحها خصائص عزل حراري وصوت جيدة.

تُعد الأوراق الخرسانية المقواة مادة بناء مبتكرة تتكون من ألياف ورقية مُعاد تشكيلها مُثبتة باستخدام الأسمنت البورتلاندي أو التربة الطينية. بينما تم تجربة الورق الخرساني لأول مرة خلال عشرينيات القرن الماضي، فقد عادت مؤخرًا كطريقة بناء مستدامة لديها القدرة على إعادة تدوير ملايين الجنيهات من النفايات الورقية.

كيف يتم صنع الأوراق الخرسانية المقواة؟

يتم تصنيع الورق الخرساني من خلال جمع الورق المعاد تدويره من مكاتب الصحف والبريد غير المرغوب فيه ودفاتر الهاتف المستخدمة وما إلى ذلك. ومن ثم، يتم استخدام خلاط لتحويل الورق إلى لب ليفي. ثم يخلط الأسمنت البورتلاندي مع هذا اللب، ويوضع الخليط في أشكال ليجف في الشمس. حيث أن الإجراء مشابه لعملية صنع كتل الطوب.

النتيجة هي مادة كتل من 10 إلى 12 بوصة يمكن استخدامها لبناء الجدران، وتبلغ قيمة المقاومة المقدرة 2-3 لكل بوصة من البناء. حيث يُقارن هذا بشكل إيجابي مع كتلة الطوب مقاس 12 بوصة وقيمة المقاومة تبلغ 1.89 فقط. كما أن الورق الخرساني أخف وزنًا أيضًا من الطوب اللبن أو الطوب الخرساني، ممّا يجعله أسهل في التجميع وأقل تكلفة في النقل.

هل الورق الخرساني المقوى مضاد للماء؟

نظرًا لِمعدل امتصاص الماء، لا ينبغي استخدام الخرسانة الورقية للجدران الخارجية والجدران القريبة من الأرض ما لم يكن سطح الجدران مقاومًا للماء. حيث وجدت ورقة بحثية من جامعة هيريوت وات في المملكة المتحدة أيضًا أن استخدام السيليكون أو الإيبوكسي يساعد أيضًا في مقاومة الورق المقوى. وعند التفكير في عوامل العزل المائي، من المهم اختيار طريقة غير سامة ولن تنبعث منها غازات.

هل الورق الخرساني المقوى مقاوم للحريق؟

الورق المقوى مقاوم للحريق. حيث يمكن زيادة مقاومة الحريق بإضافة المزيد من الأسمنت البورتلاندي أو المواد المعدنية. على عكس الخشب، الذي يمكن أن ينتشر بسرعة عند اشتعاله، فغالبًا ما يشتعل في منطقة محصورة ممّا يؤدي إلى تقليل الضرر.

وجد أساتذة من كلية (CSMSS Polytechnic) وكلية الهندسة الحكومية في أورانجاباد، الهند، أن طلاء الورق المقوى بحمض البوريك والبوراكس يمكن أن يجعل طوب الخرسانة الورقية مقاومة للحريق. وَوجدوا أيضًا أن طلاء الورق المقوى باستخدام مادة مانعة للتسرب تجعل الكتل مقاومة للماء.

حمل الورق الخرساني المقوى:

يزيد خلط الرمل الإضافي من قوة الضغط للخرسانة الورقية. ومع ذلك، فهي ليست مادة حاملة. ولهذا السبب، لم تتم الموافقة عليه من قبل قانون المجلس الدولي ولا يمكن استخدامه بشكل قانوني لدعم سقف في معظم المدن الأمريكية. حيث أن الاستخدام الأكثر شمولاً للخرسانة الورقية هو بمثابة حشو للمنازل.

فوائد الورق الخرساني المقوى:

• المواد الخام غير مكلفة للغاية ومتاحة مجانًا.

• المعدات المستخدمة منخفضة التقنية نسبيًا وغير مكلفة.

• لديه قوة ضغط عالية.

• لها خصائص عزل حرارية وصوت ممتازة.

• الورق الخرساني المقوى خفيف الوزن ويمكن استخدامه لصنع بدائل تسقيف غير مكلفة.

• يعتبر الورق الخرساني المقوى عملي للغاية ويمكن تشكيله في أشكال مختلفة مثل الكتل والألواح والألواح بسهولة.

• لا تشتعل فيها النيران بسهولة بل تحترق لساعات.

حدود الورق الخرساني المقوى:

• مقاومة ضعيفة للرطوبة.

• عرضة للنمل الأبيض والعفن.

• يتحلل عند تعرضه للماء لفترات طويلة من الزمن.

• طول العمر المنخفض.

• تتوسع وتتقلص بشكل متكرر مما يؤدي إلى تشققات وانثناء.

• ضعف قوة الشد.

الورق الخرساني المقوى هي تقنية حديثة ويقتصر استخدامها على الاستخدام التجريبي والترفيهي. وقد أدّى ذلك أيضًا إلى محدودية قاعدة المعرفة حول التكنولوجيا. بينما عند استخدام الورق المقوى بالاقتران مع تقنيات البناء الأكثر تقليدية، فقد أسفر عن نتائج إيجابية ومشجعة.

يظل امتثال كود الورق الخرساني المقوى غير واضح لأنه لا توجد أكواد للورق الخرساني المقوى. والعديد من المقاطعات الريفية، لا سيما في الغرب، إمّا لا توجد قوانين بناء أو يتم تطبيق القوانين الحالية بشكل فضفاض. بينما في نيو مكسيكو، يمكن للمرء التقدم بطلب للحصول على تصريح تجريبي.

يتطلب هذا وضع مجموعة من الخطط وقيام مهندس بالتوقيع عليها. ومن المرجح أن يلقى استخدام الورق الخرساني المقوى كمواد مالئة للجدران قبولًا لدى مفتشي المباني. حيث تم بناء منزل واحد من الورق الخرساني المقوى بترخيص في ولاية أريزونا.