الأسبستوس في الخرسانة

ما هو الأسبستوس في الخرسانة؟

الأسبستوس عبارة عن ألياف بلورية رفيعة وطويلة تحدث بشكل طبيعي والتي عند استخدامها في تحضير الخرسانة تعمل على تحسين الخصائص الطازجة والمتصلّبة للخرسانة مثل قوة الانضغاط والانثناء. في صناعة البناء، يجد تطبيقه في وظائف العزل الحراري والصوتي ومقاومة الحريق والسقوف والأرضيات.

تم تطوير مواد البناء الحديثة مثل دريوال وعزل الألياف الزجاجية باستخدام تقنيات رائدة في الأصل لاستخدام الأسبستوس. تمامًا مثل نظيراتها الحديثة، كانت مواد بناء الأسبستوس رخيصة ومتينة وخفيفة الوزن ويمكن أن توفر فوائد علمية تفتقر إليها العديد من المباني في ذلك الوقت.

على سبيل المثال، خلق عزل الأسبستوس درجات حرارة أكثر استقرارًا في الداخل وخفضت مقاومة الأسبستوس للنيران 10000 حالة وفاة سنوية في الولايات المتحدة التي حدثت بسبب الحرائق قبل عام 1950. في هذه المقالة، سنناقش خصائص الأسبستوس وتأثيرها على خصائصها ومزاياها وعيوبها واستخداماتها.

خصائص الأسبستوس الخرساني:

اكتشف الإغريق والرومان الأسبستوس لأول مرة في القرن الثامن عشر حيث أشاروا إليه على أنه معدن معجزة. يتم الحصول على الأسبستوس عن طريق استخراج الصخور المحتوية على الأسبستوس والتي يتم سحقها وطحنها لإنتاج خيط مثل مادة ليفية تعرف باسم الأسبستوس. يحتوي الأسبست الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة على آلاف الألياف التي يمكن تقسيمها إلى ألياف مجهرية.

ينقسم الأسبستوس بشكل رئيسي إلى نوعين بناءً على التركيب البلوري. أعوج الورقة أو هيكل مُتعدد الطبقات وسلسلة تشبه الهيكل البلوري. يُعتبر الكريسوتيل، وهو المعدن الوحيد في مجموعة السربنتين، أكثر أنواع الأسبستوس شيوعًا ويشكل حوالي 95% من الأسبست الذي يستخدم في أغراض مختلفة. يعرف الكريسوتيل عادة باسم الأسبست الأبيض.

طرق إضافة الأسبستوس في الخرسانة:

يُضاف الأسبستوس إلى الخرسانة بطريقتين:

1. إضافة ألياف الأسبستوس في الأسمنت.
   
2. إضافة ألياف الأسبستوس في الخرسانة.
   

1- الأسبستوس في الأسمنت:

تتكون معظم مكونات خرسانة الأسبستوس من استخدام الأسمنت الأسبستي بسبب ارتفاع مخاطر استهلاك ألياف الأسبستوس من خلال الاستنشاق. بشكل عام، يتم استبدال 10-15% من المواد الأسمنتية بالأسبستوس في عملية إنتاج الأسمنت.

تنتج ألياف الأسبستوس الطويلة أو النسب الأعلى من الألياف خصائص قوة أعلى. بمساعدة ضغط المعالجة العالي أو ضغوط التشكيل، يمكن تحقيق كثافة متزايدة والتي بدورها تنتج خصائص قوة أعلى. تكون المنتجات عالية الكثافة أقل مسامية وتعطي أحيانًا تأثير تحسين خصائص المقاومة الكيميائية.

2- الأسبستوس في الخرسانة:

بما أن الأسبستوس مادة شديدة الخطورة، فلا يوصى باستخدام ألياف الأسبستوس الخام لمزيج الخرسانة في الموقع. ولكن في ظل بيئة خاضعة للرقابة، يُسمح باستخدام ألياف الأسبستوس في الخرسانة.

تأثير مادة الأسبستوس على خواص الخرسانة:

1- قوة الضغط:

أظهرت الاختبارات التي أُجريت على الخرسانة بنسب متفاوتة من ألياف الأسبستوس أن مقاومة الانضغاط للخرسانة تكون أكثر عندما يتم استبدال 0.75% من الأسمنت بألياف الأسبستوس. تبلُغ قوة الخرسانة المسلحة بنسبة 0.75% 40.89 ميجا باسكال بينما تبلغ قوة الخرسانة التقليدية 30 ميجا باسكال. من النتائج، يمكن ملاحظة أن هناك زيادة بنسبة 33% في مقاومة الانضغاط مع إدخال ألياف الأسبستوس في الخرسانة إلى تلك الموجودة في الخرسانة التقليدية.

2- قوة الانحناء:

أظهر الاختبار الذي تم إجراؤه على الخرسانة بنسب متفاوتة من ألياف الأسبستوس أيضًا أن مقاومة الانحناء للخرسانة تكون أكبر عندما يتم استبدال 0.75% من الأسمنت بألياف الأسبستوس. تبلُغ قوة الخرسانة المسلحة بنسبة 0.75% 6.27 ميجا باسكال بينما تبلغ قوة الخرسانة التقليدية 5.13 ميجا باسكال. بمقارنة الاثنين، يمكن أن نرى بوضوح أن هناك زيادة بنسبة 23% في قوة الانحناء مع إدخال ألياف الأسبستوس في الخرسانة إلى تلك الموجودة في الخرسانة التقليدية.

مزايا خرسانة الأسبستوس:

1. الأسبستوس هو عازل حراري جيد جدًا ويزيد من كفاءة الطاقة في المبنى.
   
2. إنّه شديد المقاومة للحريق ولا يحترق بسهولة.
   
3. تشكّل مادة قوية للغاية عند مزجها مع الأسمنت واستخدامها كمادة مضافة لتشكيل مادة مركّبة تسمى الأسمنت الأسبستي.
   
4. إنّها مادة غير مكلفة للغاية وفعالة من حيث التكلفة، وبالتالي فهي مستخدمة على نطاق واسع.
   
5. يُستخدم على نطاق واسع كمواد تسقيف واقية في شكل مموج.
   
6. إنّه متين للغاية ومقاوم للعوامل الجوية.
   
7. إنّه مقاوم للتلف من النمل الأبيض.
   
8. من السهل جدًا تنظيف الأسبستوس وصيانته ولكن يصعب إصلاحه.
   

عيوب خرسانة الأسبستوس:

العيب الرئيسي لاستخدام الأسبست هو أنه يشكل خطورة كبيرة على الصحة. يتكون الأسبستوس من جزيئات دقيقة غير مرئية والتي عند إطلاقها في الهواء يمكن أن تسبب أمراضًا تهدد الحياة إذا تم استنشاقها لفترة زمنية متواصلة. بسبب هذا العيب الرئيسي، يتم تصنيع مواد جديدة كبديل للأسبستوس.

استخدامات خرسانة الأسبستوس:

1. عزل الأنابيب والقنوات.
   
2. ألواح الجدران والسقف.
   
3. مواد التسقيف.
   
4. المواقد والمواد الصناعية.
   
5. بلاط الارضيات الخرسانية.
   
6. أنابيب الخرسانة الأسبستوس.