التطورات في صناعة البناء:
تساعد مواد البناء الجديدة مقاولي البناء على إنشاء هياكل مستدامة حاليًا، يتم استخراج معظم مواد البناء من الطبيعة، مما قد يؤدي إلى ارتفاع تكاليف البناء وعدم الكفاءة ومع ذلك تميل مواد البناء الجديدة للمنازل والمباني إلى أن تكون صديقة للبيئة وفعالة من حيث التكلفة.
تم تصميم كل مادة من الجيل الجديد تأتي إلى الصناعة لتستمر لقرون، حيث تتميز مواد البناء الجديدة للمنازل بأنها أنيقة وقائمة على الاكتفاء الذاتي ولا تضر بالبيئة وتشمل بعض مواد البناء الجديدة الأكثر شيوعًا في الهندسة.
مشكلات البناء:
عندما يتشقق الأسمنت، فإنها مشكلة أكبر بكثير مما يدركه الناس، حيث تعتبر الجماليات شيئًا واحدًا، ولكن في النهاية سيجد الماء طريقه إلى الشقوق ويبدأ في التآكل في الخرسانة المتبقية والهياكل الفولاذية المضمنة لمزيد من القوة. في بيئة باردة تتفاقم هذه المشكلة بفعل تجميد الذوبان: يتمدد الماء الموجود في الشقوش أثناء تجميده، ويدفع كل جانب بعيدًا قليلاً عن بعضهما البعض، فقط ليذوب مرة أخرى ويستقر أكثر في الشقوق.
لكن ماذا لو استطاعت الخرسانة أن تشفي نفسها؟ ام اسفلت ام حتي معدن؟ قد يوفر العالم مليارات الدولارات التي لا تحصى في تكاليف التجديد والإصلاح وحدها، بصرف النظر عن تقليل الضرر الذي يلحق بالبيئة.
ومع تقدم البحث والتطوير في علم المواد، تظهر طرق جديدة لبناء المباني، سيجد البعض أماكنهم حتمًا في منافذ صغيرة، وقد يتحول البعض الآخر إلى إمكانية تطبيق واسعة، ولكن ما هو مؤكد هو أن مباني العقد المقبل ستكون أقوى وأكثر صداقة للبيئة وأكثر كفاءة من حيث التكلفة من مباني الماضي.
مواد جديدة جيدة للبناء:
كتلة الأخشاب:
كان البشر يبنون بالخشب منذ أن انتقلوا لأول مرة من الكهوف، ولكن في العصر الحديث حلت مواد مثل الأسمنت والصلب محلها تقريبًا في المباني الشاهقة، هناك سبب وجيه لذلك: الخشب بشكل عام أضعف من المواد الأخرى وهو عرضة للحريق. وبعد البحث في تقنيات البناء الخشبية الأكثر تقدمًا، تساعد الأخشاب الجماعية التي يتم فيها تلبيس الخشب الصلب وتصفيحه لزيادة القوة والخصائص المفيدة الأخرى على ظهور المباني الخشبية الشاهقة في المدن في جميع أنحاء العالم.
تشتمل فئة الأخشاب الجماعية على عدة أنواع من الأخشاب المصفحة، وأبرزها الأخشاب المصفحة والخشب المصفح بالغراء، يتكون الخشب المصفح بالغراء من عدة قطع من الخشب يتم لصقها معًا ومفيدًا في إنشاء عوارض قوية، يتكون الخشب المصفح من قطع من الخشب المكدس في اتجاهات متناوبة ويصنع ألواحًا كبيرة يمكنها تحمل الكثير من الوزن.
كلا النوعين من الأخشاب مقاومان للحريق بشكل مدهش، حيث أفادت مجلة (The Atlantic) أن الطبقات الخارجية تكوِّن فحمًا عند الاحتراق يساعد على عزل بقية الخشب، في اختبار الحريق، حيث أظهروا القدرة على الحفاظ على سلامتهم الهيكلية.
تدعم الأخشاب الجماعية التقاط الكربون مع نمو الأشجار وعزله لاحقًا في المباني، وفقًا لإحدى الدراسات التي نُشرت في مجلة (Journal of Sustainable Forestry)، باستخدام تقنيات الحراجة المستدامة، يمكن تجنب 14 إلى 31 في المائة من الانبعاثات العالمية عن طريق استبدال المواد المستخدمة في المباني والجسور بالخشب.
مواد الشفاء الذاتي:
ومن المثير أيضًا التطورات الأخيرة في الأسمنت الذي يشفي ذاتيًا، كما ذكرنا سابقًا، حتى الشق الصغير في الهيكل الخرساني يمكن أن يتطور إلى مشكلة أكبر بكثير وأكثر تكلفة وفقًا لـ (CityLab)، حيث وجد علماء المواد مؤخرًا طريقة جديدة لاستخدام الأبواغ الحية للمساعدة في إصلاح الخرسانة عند حدوث تشققات.
يشتمل المحلول على كبسولات صغيرة منفذة للماء يمكن خلطها في الخرسانة الرطبة بمجرد أن تجف الخرسانة، توجد الأبواغ في حركة معلقة تمامًا مثل حزم الخميرة الجافة، عندما ينفتح صدع في الخرسانة ويمتلئ بالماء، فإنها تبدأ في النمو وتنتج الكالسيت، وهو شكل بلوري من كربونات الكالسيوم الموجودة في الرخام والحجر الجيري، يملأ الكالسيت الشقوق في الخرسانة ويتصلب ويمنع الشقوق من الاتساع.
يمكن للخرسانة ذاتية الإصلاح أن تساعد المباني والأنفاق والجسور وغيرها من الهياكل على الاستمرار لفترة أطول دون إصلاحات كبيرة أو استبدال، من الصعب حساب الأموال التي سيتم توفيرها على المدى الطويل، كما هو الحال مع انخفاض انبعاثات الكربون، ومع ذلك فإن التكاليف في الوقت الحالي أعلى بكثير من تكلفة الخرسانة العادية، وإذا لم تنخفض فقد يكون هذا خيارًا فقط للمشاريع التي يجب أن تستمر لفترة طويلة.
