اقرأ في هذا المقال
- ما هي الخرسانة المسلحة بالنسيج؟
- ملامح الخرسانة المسلحة بالنسيج
- هيكل وتركيب الخرسانة المسلحة بالنسيج
- المنسوجات المستخدمة في أنظمة الخرسانة المسلحة بالنسيج
- إنتاج الخرسانة المسلحة بالنسيج
- مزايا الخرسانة المسلحة بالنسيج
- تطبيقات الخرسانة المسلحة بالنسيج
- أسئلة وأجوبة حول الخرسانة المسلحة بالنسيج
ما هي الخرسانة المسلحة بالنسيج؟
الخرسانة المسلحة بالنسيج (TRC) أو المصفوفة الإسمنتية المقواة بالنسيج (FRCM) هي مادة خرسانية مركّبة تستخدم تقوية النسيج بدلاً من حديد التسليح. ويتم استخدام المصفوفة الإسمنتية المقواة بالنسيج على نطاق واسع في البناء على مدى العقدين الماضيين وهو حل واعد لتعديل وتعزيز الهياكل الخرسانية.
الأقمشة أو المنسوجات المستخدمة في الخرسانة المسلحة بالنسيج هي الجوت، الزجاج، الألياف، الكيفلار، البولي أميد والنايلون، إلخ. حيث تستكشف هذه المقالة الميزات والخصائص والمزايا الهامة للخرسانة المسلحة بالنسيج.
ملامح الخرسانة المسلحة بالنسيج:
تنتج الخرسانة المسلحة القابلة للشد هياكل رقيقة ومرنة بطبيعتها. ولديها القدرة على الاحتفاظ بقوة الشد العالية للخرسانة. ويجب أن تكون شبكة النسيج المستخدمة في التسليح مفتوحة بما يكفي للسماح للخرسانة بالمرور خلالها أثناء عملية صب الخرسانة.
يلعب وضع التعزيز أيضًا دورًا مهمًا في توفير القوة النهائية للخرسانة. ويجب أن تتمتع مادة الخرسانة المسلحة بالنسيج المستخدمة باستطالة عالية قبل الكسر، وقوة شد عالية ومعامل مرونة أعلى من مصفوفة الخرسانة المحيطة بها.
هيكل وتركيب الخرسانة المسلحة بالنسيج:
تتكون الخرسانة المسلحة بالنسيج من ألياف عالية القوة على شكل منسوجات. يمتلك تكوين شبكة مفتوحة، مع مصفوفات غير عضوية مثل الأسمنت أو الملاط الهيدروليكي القائم على الجير.
تستخدم المادة المركّبة مصفوفة خرسانية دقيقة ومادة ليفية عالية الأداء. حيث أن بعض مواد النسيج المستخدمة في لخرسانة المسلحة بالنسيج هي زجاج مقاوم للقلويات (AR) أو البازلت.
تتكوّن شبكة تقوية النسيج للخرسانة من مجوفات ليفية مرتبة في اتجاهين أو أكثر. بحيث تتباعد حواف الألياف هذه وترتيبها لتشكيل شبكة. كما تتيح هذه الثقوب بين التجاويف الليفية إمكانية التشابك الميكانيكي بين مصفوفة الخرسانة والتعزيز.
هذه المنسوجات متوفرة بطلاء. بحيث يعمل تقوية النسيج المطلي على تحسين استقرار تقوية النسيج والتشابك الميكانيكي مع المصفوفة. والمنسوجات المطلية أكثر صلابة، مثل الأقمشة الفولاذية، لكن لا يمكن استخدامها في الأشكال الهندسية المعقدة.
المنسوجات المستخدمة في أنظمة الخرسانة المسلحة بالنسيج:
عادة، يتراوح حجم الشبكة المتاح تجاريًا لمعظم المنسوجات غير المعدنية الشائعة لتطبيق تقوية الخرسانة بين 8 و 30 ملم. حيث تزن ما بين 150 إلى 600 جم لكل م². ويختلف وزن شبكة النسيج حسب نوع المادة.
تتحد ألياف النسيج مع الملاط لتحقيق رابطة جيدة. ويجب أن يكون للملاط أو الخليط الخرساني المستخدم في الخرسانة المسلحة بالنسيج اتساق بلاستيكي كافٍ ولزوجة منخفضة وقابلية تشغيل جيدة وقوة قص كافية لتحقيق هذه الرابطة. لذلك، يتم استخدام المصفوفة القائمة على الأسمنت في الغالب لأنظمة الخرسانة المسلحة بالنسيج.
إنتاج الخرسانة المسلحة بالنسيج:
العوامل الرئيسية التي تؤثر على إنتاج الخرسانة المسلحة بالنسيج هي:
- جودة الخلطة الخرسانية.
- التفاعل بين النسيج والخرسانة.
- كمية ألياف النسيج المستخدمة.
- ترتيب ألياف النسيج في الخرسانة.
يجب اختيار حجم جزيئات المكونات المختلفة في الخرسانة المستخدمة في الخرسانة المسلحة بالنسيج بعناية. بحيث لا يمر خليط الخرسانة الخشن عبر تقوية النسيج. كما يوصى باستخدام الخرسانة الطازجة لإنتاج الخرسانة المسلحة بالنسيج.
يساعد استخدام المضافات الكيميائية ألياف النسيج على الالتصاق بالخرسانة. حيث يتم تقوية النسيج إمّا يدويًا أو بالوسائل الميكانيكية في الخرسانة. ويتم ترتيبه في الخرسانة في اتجاه إجهاد الشد الرئيسي.
يضمن استخدام المضافات الكيميائية درجة أعلى من الفعالية للهيكل الخرساني. كما تختلف عمليات إنشاء الخرسانة المسلحة بالنسيج من الطرق التقليدية إلى طرق بالتروجن (pultrusion). حيث أن الطرق الشائعة لإنتاج الخرسانة المسلحة بالنسيج هي:
1. صب الخرسانة المسلحة بالنسيج:
- يتم بناء القوالب.
- يتم تثبيت تقوية النسيج مسبقًا في القوالب.
- يتم تحضير القوالب لصب الخرسانة.
- يتم صب الخرسانة وتركها لتتصلب.
- تتم إزالة القوالب للكشف عن الهيكل.
2. تصفيح الخرسانة المسلحة بالنسيج:
- تم إنشاء القوالب لإيواء الخرسانة والمنسوجات.
- تنتشر الخرسانة بالتساوي على القوالب.
- يتم وضع تقوية النسيج.
- يسكب الخرسانة فوق حديد التسليح.
- يتم دفع الخرسانة إلى الفراغات الموجودة في النسيج باستخدام بكرات.
3. وضع البولتروسيون في الخرسانة المسلحة بالنسيج:
في هذه الطريقة، يتم دفع النسيج إلى غرفة تسلل الطين. بحيث يغطي النسيج ويتم تثبيته بالخرسانة. ومن ثم، يتم ضغط الخرسانة في المنسوجات باستخدام بكرات. وتستخدم بكرات بمواصفات مختلفة للحصول على الشكل والحجم المطلوبين للخرسانة.
مزايا الخرسانة المسلحة بالنسيج:
المزايا الرئيسية للخرسانة المسلحة بالنسيج:
- تقوية الألياف النسيجية المستخدمة في الخرسانة المسلحة بالنسيج غير قابلة للتآكل بطبيعتها.
- توفر هياكل الخرسانة المسلحة بالنسيج درجة أعلى من الفعالية.
- يعزز تقوية النسيج في الخرسانة من السلوك الميكانيكي للخرسانة.
- يعزز تقوية النسيج في الخرسانة من السلوك الميكانيكي للخرسانة.
- هياكل الخرسانة المسلحة بالنسيج خفيفة الوزن ويمكن أن تخلق أنواعًا مختلفة من المكونات الهيكلية.
- تتيح مادة النسيج في الخرسانة تطوير العديد من المركّبات القائمة على الأسمنت.
- تسمح مادة النسيج بتوفير حرية هندسة المنتجات النهائية لهدف محدد.
- الخرسانة المسلحة بالنسيج مستدامة بطبيعتها. حيث يطور هياكل رقيقة وبالتالي يستهلك مواد أقل مقارنة بهياكل الخرسانة التقليدية.
- تساعد الخرسانة المسلحة بالنسيج على تعديل الهياكل القديمة وعلى زيادة عمر الهياكل.
- تجلب الخرسانة المسلحة بالنسيج انخفاضًا كبيرًا من حيث استهلاك المواد والتكلفة.
تطبيقات الخرسانة المسلحة بالنسيج:
التطبيقات الهامة للخرسانة المسلحة بالنسيج هي:
- بناء الجسور والأعمدة وحراس الطرق باستخدام الخرسانة المسلحة بِالكيفلار أَو الخرسانة المسلحة بالجوت لتحمل الاهتزازات المفاجئة.
- يمكن استخدام الخرسانة المسلحة بالنسيج لتقوية وإصلاح الهياكل القائمة.
- تستخدم الخرسانة المسلحة بالنسيج كطبقة واقية للهياكل القديمة أو عناصر التعديل التحديثي بسبب خاصية مقاومة التآكل.
- يساعد استخدام ألياف الكربون في الخرسانة المسلحة بالنسيج في تدفئة المباني. حيث أن ألياف الكربون موصلة في الطبيعة.
أسئلة وأجوبة حول الخرسانة المسلحة بالنسيج:
1. ما هي الخرسانة المسلحة بالنسيج (TRC)؟
الخرسانة المسلحة بالنسيج (TRC) أو المصفوفة الإسمنتية المقواة بالنسيج (FRCM) هي مادة خرسانية مركّبة تستخدم تقوية النسيج بدلاً من حديد التسليح.
2. ما هي أنواع المواد المستخدمة في صناعة الخرسانة المسلحة بالنسيج؟
الأقمشة أو المنسوجات المستخدمة في الخرسانة المسلحة بالنسيج هي الجوت، الزجاج، الألياف، الكيفلار، البولي أميد والنايلون، إلخ.
3. ما هي مميزات الخرسانة المسلحة بالنسيج (TRC)؟
1. الخرسانة المسلحة بالنسيج توفر هيكل فعّال.
2. تستهلك الخرسانة المسلحة بالنسيج كمية أقل من الخرسانة.
3. الخرسانة المسلحة بالنسيج أقل تكلفة مقارنة بالخرسانة المسلحة بالألياف.
4. تُطور الخرسانة المسلحة بالنسيج هياكل رقيقة وخفيفة الوزن.
5. تقوية المنسوجات المستخدمة في الخرسانة المسلحة بالنسيج لديها مقاومة عالية للتآكل.
6. الخرسانة المسلحة بالنسيج مستدامة بطبيعتها.
7. تعديل الخرسانة المسلحة بالنسيج يزيد من عمر الهياكل القديمة.
4. ما هي تطبيقات الخرسانة المسلحة بالنسيج (TRC)؟
1. بناء الجسر.
2. تعديل الهياكل القديمة.
3. لتدفئة المباني.
4. لتكون بمثابة طبقة واقية للمباني القائمة.
