الخرسانة القابلة للانحناء

ما هي الخرسانة القابلة للانحناء؟

الخرسانة المرنة أو القابلة للانحناء عبارة عن مركّب أسمنتي هندسي يعرض خاصية المواد القابلة للسحب على عكس الطبيعة الهشة للخرسانة التقليدية، يتم تغيير التركيب المادي للخرسانة التقليدية من أجل إضفاء طابع مرن على الخرسانة، تم تطوير الخرسانة المرنة أو القابلة للانحناء من قبل البروفيسور فيكتور لي في جامعة ميشيغان.

إنها نوع خاص من الخرسانة التي يمكن أن تتحمل ضغوط الانحناء، تتكون من نوع خاص من المواد التي تجعلها مرنة، إنّ اسمها الهندسي هو مركّب أسمنتي يعرض خاصية مادة مطيلة بدلاً من مادة هشة تظهرها الخرسانة التقليدية، سيتم شرح تكوين وخصائص وتطبيقات الخرسانة المرنة أو القابلة للانحناء بإيجاز في المقالة تالياً.

تكوين الخرسانة القابلة للانحناء:

في مزيج الخرسانة المرنة يتم التخلّص من الركام الخشن ويتم دمج المزيد من الألياف، تتكون الخرسانة المرنة من:

1. الألياف.
   
2. الأسمنت.
   
3. رمال.
   
4. ماء.
   
5. الملدّن المتفوق.
   

1- الألياف في الخرسانة القابلة للانحناء:

الألياف الأكثر استخدامًا هي ألياف السيليكا، ألياف الأسبستوس، الألياف الزجاجية والألياف الفولاذية، يتم نقل خاصية المرونة في الخرسانة القابلة للانحناء بواسطة الألياف الموجودة فيها، تعمل الألياف أيضًا كتعزيز للخرسانة، يتم تزويد الألياف بطبقة مقاومة للاحتكاك تُسمّى طلاء البقعة، يساعد هذا الطلاء الألياف على الانزلاق على الأخرى، هذا لن يخلق احتكاكًا بين الألياف ممّا يمنع تكوين الشقوق في الخرسانة وهذا يزيد أيضًا من مرونة الخرسانة، يمكن أن يكون الأسمنت المستخدم هنا من الأسمنت البورتلاندي العادي.

2- الركام الناعم في الخرسانة القابلة للانحناء:

عادةً ما يكون الرمل الناعم المستخدم في أنشطة معالجة المياه هو أفضل ركام دقيق للخرسانة المرنة، إذا لم يكن هذا متاحًا يمكن استخدام الرمل العادي، يمكن أيضًا استخدام بعض البدائل مثل دخان السيليكا وخبث الفرن العالي والرماد المتطاير في صناعة الخرسانة.

3- الملدنات الفائقة في الخرسانة القابلة للانحناء:

تتطلّب الخرسانة المرنة قابلية تشغيل أعلى ممّا يتطلّب ملدّنات فائقة، بعض الملدّنات الفائقة المستخدمة للخرسانة المرنة هي:

1. اللجنين.
   
2. النفثالين.
   
3. الميلامين فورمالدهايد.
   
4. سلفونات.
   
5. أثير متعدد الكربوكسيل.
   

ملامح الخرسانة القابلة للانحناء:

تعمل الألياف كمادة تقوية في الخرسانة المرنة، في حالة الانحناء، بعد الكسر، تصلّب السلالة المركّبة، على عكس الخرسانة المسلّحة بالألياف، في الخرسانة المسلّحة بالألياف تبدأ الشقوق بالتطور مع تمزق الألياف، هذا يُقلّل من القدرة على تحمل الإجهاد للخرسانة المسلّحة بالألياف ولكن في حالة الخرسانة المرنة، يتم تسجيل درجات جيدة لأن لديها متانة عالية في الكسر وتحمل كبير للضرر، تشمل الميزات الخاصة للخرسانة القابلة للانحناء ما يلي.

1. تتراوح قوة الشد للخرسانة المرنة من 10 إلى 15 ميجا باسكال.
   
2. يمكن تحقيق قوة الانضغاط للخرسانة المرنة حتى 70 ميجا باسكال.
   
3. تكتسب الخرسانة المرنة خاصية الشفاء الذاتي التي تساعد على ملء الشقوق الصغيرة بمنتج معقّد يتكون من تفاعل الأسمنت مع مياه الأمطار.
   
4. يمكن أن تصل سلالة الشد النهائية للخرسانة القابلة للانحناء إلى 3 إلى 5%.
   
5. قدرة الإجهاد للخرسانة المرنة أكبر بثلاث مئة مرة من الخرسانة التقليدية، هذا هو العامل الذي يوفر المرونة للخرسانة.
   

مزايا الخرسانة القابلة للانحناء:

1. متانة عالية.
   
2. ليونة عالية.
   
3. قوة عالية.
   
4. الخرسانة المرنة لا تنبعث منها غازات ضارة بخلاف الخرسانة التقليدية.
   
5. مقاومة عالية للتشقّق.
   
6. الخرسانة المرنة خفيفة الوزن مقارنة بالخرسانة التقليدية بنسبة 20 إلى 40%.
   
7. تقليل استخدام حديد التسليح.
   
8. يكتسب خاصية الشفاء الذاتي.
   

مساوئ الخرسانة القابلة للانحناء:

1. تتطلّب التكلفة المرنة عمالة ماهرة.
   
2. التكلفة الأولية لبناء الخرسانة المرنة عالية.
   
3. من الصعب الحصول على توافر مواد خاصة للخرسانة المرنة.
   
4. تعتمد جودة الخرسانة المرنة على جودة المواد والظروف الجوية التي تصنعها.
   
5. قوة ضغط الخرسانة المرنة أقل مقارنة بالخرسانة التقليدية.
   

التطبيقات الرئيسية للخرسانة القابلة للانحناء:

1- بناء الطرق والجسور:

يزيل بناء الطرق والجسور باستخدام الخرسانة المرنة استخدام وصلات التمدد والانكماش وذلك لأن الخرسانة المرنة لديها القدرة على تغيير شكلها داخلها.

2- تشييد المباني المقاومة للزلازل:

تتمتّع المباني المصنوعة من الخرسانة المرنة بالقدرة على تحمل المزيد من إجهاد الشد وبالتالي، يمكن أن تقاوم هذه الاهتزازات العالية الناتجة عن القوى الديناميكية مثل الزلزال.

3- بناء الألواخ الخرسانية:

من المفترض أن تكون اللوحة الخرسانية التي تم إنشاؤها في الغالب لأغراض عسكرية قوية للغاية ودائمة، يمكن تحقيق ذلك بكفاءة باستخدام الخرسانة المرنة، تكتسب الخرسانة المرنة أو القابلة للانحناء خاصية ليونة بينما تُظهر الخرسانة العادية الخاصية الهشة، هذا الاختلاف في الخرسانة المرنة عن الخرسانة العادية يجعلها متاحة للاستخدامات الكبيرة بسبب كفاءتها في المتانة والقوة.