طوب الخرسانة الخلوية

ما هو طوب الخرسانة الخلوية؟

الخرسانة الخلوية المُعَقَّمة لها العديد من الأسماء مثل الخرسانة الخلوية المُعَقَّمة، الخرسانة خفيفة الوزن المُعَقَّمة، الخرسانة المسامية، الخرسانة الهوائية. كما أن الخرسانة الخلوية عبارة عن خرسانة رغوية خفيفة الوزن مسبقة الصب. وهذه الكتل من الطوب مسامية وقابلة لإعادة الاستخدام وغير سامة ومتجددة وقابلة لإعادة التدوير أيضًا.

الخرسانة الخلوية المعقمة هي مادة بناء خضراء صديقة للبيئة ومعتمدة وهي خفيفة الوزن وتحمل الأحمال وعالية العزل ومتينة وأخف بثلاث مرات مقارنة بالطوب الأحمر. حيث تم تطوير الخرسانة الخلوية في عام 1924 من قبل مهندس معماري سويدي، الذي كان يبحث عن مواد بناء بديلة بخصائص مماثلة للخشب.

بالإضافة إلى، مادة عزل حراري جيد وهيكل صلب وسهل العمل به، ولكن دون عيب قابلية الاحتراق والتعفن وتلف النمل الأبيض. حيث أنه في هذه المقالة، سيتم فهم عملية التصنيع والمواصفات الفنية والمقارنة ومزايا وعيوب كتل الطوب من الخرسانة الخلوية.

المواد المستخدمة في تصنيع طوب الخرسانة الخلوية:

1. الأسمنت:

الأسمنت المناسب لتصنيع طوب الخرسانة الخلوية هو أسمنت بورتلاند العادي الصنف 53 الذي يثبت ويقوى ويمكن أن يربط المواد الأخرى معًا.

2. الرماد المتطاير:

الرماد المتطاير هو نفايات منتج صناعي يستخدم لتقليل تكلفة البناء. حيث تتراوح كثافة الرماد المتطاير من 400-1800 كجم لكل م³. كما يوفر العزل الحراري ومقاومة الحريق وامتصاص الصوت. حيث أن نوع الرماد المتطاير المستخدم هو الفئة (C) الذي يحتوي على 20% كلس (CaO) ولا يزيد فقد الاشتعال عن 6%.

3. الحجر الجيري:

يتم الحصول على الحجر الجيري إمّا عن طريق التكسير إلى مسحوق ناعم في مصنع الخرسانة الخلوية أو بشرائه مباشرة في شكل مسحوق من التاجر.

4. مسحوق الألمنيوم:

الألمنيوم عامل توسع. وَعندما تتفاعل المادة الخام مع مسحوق الألمنيوم، يتم إطلاق فقاعة الهواء الناتجة عن التفاعل بين هيدروكسيد الكالسيوم والألمنيوم والماء وغاز الهيدروجين.

خطوات تصنيع طوب الخرسانة الخلوية:

1. تحضير المواد الخام:

يتكون تحضير المواد الخام من خلط الرماد المتطاير بالماء لتشكيل ملاط ​​الرماد المتطاير بحيث يمكن خلط الرماد المتطاير مع المواد الخام الأخرى مثل الأسمنت والجبس ومسحوق الألومنيوم بالنسب المطلوبة.

2. الجرعات والخلط:

هذه العملية مهمة لأن جودة المنتج النهائي تعتمد. حيث يتم تحديد النسبة التي سيتم إضافة المواد الخام بها بناءً على المنتج النهائي المطلوب. كما أن نسبة الخلط لتصنيع طوب الخرسانة الخلوية هي:

(الرماد المتطاير أو الرمل: الجير: الأسمنت: الجبس = 69: 20: 8: 3). كما يشكّل الألمنيوم حوالي 0.08% من إجمالي المواد الجافة في الخليط ونسبة الماء 0.6 – 0.65.

• يتم ضخ الرماد المتطاير في وعاء. وَبمجرد سكب الوزن المطلوب، يتوقف الضخ.

• وبالمثل، يتم سكب مسحوق الجير والأسمنت والجبس في حاويات فردية باستخدام ناقلات.

• بمجرد ملء الكمية المطلوبة من كل مكون في نظام التحكم في الحاويات الفردية الخاصة بهم، يتم تحرير جميع المكونات في أسطوانة الخلط.

• بمجرد أن يتم تقليب الخليط لفترة محددة، يصبح جاهزًا للصب في قوالب باستخدام وحدة الجرعات.

3. الصب والارتقاء والمعالجة:

• يمكن أن تكون القوالب بأحجام مختلفة حسب الكمية المطلوبة من المزيج.

• قبل الصب، تُغطى القوالب بطبقة رقيقة من الزيت لضمان عدم التصاق الكيك الأخضر بالقوالب.

• يتفاعل الألمنيوم مع هيدروكسيد الكالسيوم والماء ويطلق غاز الهيدروجين. وهذا يؤدي إلى تكوين خلايا صغيرة مما يؤدي إلى توسع خليط الملاط.

• قد يكون هذا التوسع ثلاثة أضعاف حجمه الأصلي. كما أن حجم الفقاعة حوالي 2-5 مم. وبالتالي، هذا هو السبب وراء خفة الوزن وخواص العزل لكتلة الخرسانة الخلوية.

• عندما تنتهي عملية الارتفاع، يُسمح للطوب الأخضر بالاستقرار والعلاج.

• عادة ما تستغرق عملية الرفع والمعالجة المسبقة حوالي 60-240 دقيقة.

• يتم معالجة الخرسانة الخلوية في الأوتوكلاف وفي وعاء ضغط كبير.

• عادة ما يكون الأوتوكلاف أنبوبًا فولاذيًا يبلغ قطره 3 أمتار وطوله 45 مترًا. ويتم تغذية البخار في جهاز التعقيم بالضغط العالي، حيث يصل ضغطه عادةً من 800 كيلو باسكال إلى 1200 كيلو باسكال ودرجة حرارة 180 درجة مئوية.

4. إزالة القوالب والقطع:

• بمجرد أن تحقق قوة القطع، يتم فكها وتقطيعها حسب المتطلبات.

• بشكل عام، الأحجام المتوفرة في السوق من كتل الخرسانة الخلوية هي
  600 × 200 × 100 ، 600 × 200 × 150 ، 600 × 200 × 200.

مزايا طوب الخرسانة الخلوية:

1. صديق للبيئة ومستدام:

إنّ استخدام النفايات الصناعية المعاد تدويرها (الرماد المتطاير) والمكونات غير السامة وعدم انبعاث الغازات واستهلاك أقل للطاقة يجعل طوب الخرسانة الخلوية صديق للبيئة ومستدام.

2. خفيف الوزن:

طوب الخرسانة الخلوية أخف من 3 إلى 4 مرات من الطوب العادي، و 30% أخف من الخرسانة ممّا يساعد في تقليل الحمل الميت للمبنى، وبالتالي السماح ببناء مبانٍ أطول.

3. معزول حرارياً وكفاءة في استخدام الطاقة:

توفر مسام الهواء الصغيرة والكتلة الحرارية للكتل عزلًا حراريًا ممتازًا، ممّا يقلل من تكاليف التدفئة وتكييف الهواء للمبنى.

4. مقاومة الحريق:

غير قابل للاحتراق ومقاوم للحريق حتى 1600 درجة مئوية ويمكنه تحمل ما يصل إلى 6 ساعات من التعرض المباشر.

5. الأداء الصوتي:

نظرًا لأن طوب الخرسانة الخلوية مسامي بطبيعته، فإنّ جودة امتصاص الصوت عالية. كما أنه يوفر توهينًا صوتيًا يبلغ حوالي 42 ديسيبل، ممّا يحجب جميع الأصوات والاضطرابات الرئيسية ممّا يجعله مثاليًا للمدارس والمستشفيات والفنادق والمكاتب والمساكن متعددة الأسر وغيرها من الهياكل التي تتطلب عزلًا صوتيًا.

6. سهولة العمل ومرونة التصميم:

يمكن قطع طوب الخرسانة الخلوية بسهولة وحفرها وتسميرها وطحنها وحزّها لتلائم المتطلبات الفردية.

7. مقاومة الزلازل:

يقلل طوب الخرسانة الخلوية الوزن من كتلة الهيكل، وبالتالي يقلل من تأثير الزلزال على المبنى. حيث توفر الطبيعة غير القابلة للاحتراق ميزة ضد الحرائق التي تصاحب الزلازل بشكل عام.

8. سرعة البناء:

يقلل بناء طوب الخرسانة الخلوية من وقت البناء بنسبة 20%. ونظرًا لأن أحجام الطوب المختلفة تساعد في تقليل عدد المفاصل في بناء الجدار. حيث يجعل الوزن الخفيف للطوب من الأسهل والأسرع نقل ووضع وبناء البناء.

عيوب طوب الخرسانة الخلوية:

• من المعروف أن التركيب أثناء الطقس الممطر يتشقق بعد التركيب، والذي يمكن تجنبه عن طريق تقليل قوة الهاون وضمان تجفيف الكتل أثناء وبعد التثبيت.

• نظرًا لأن طوب الخرسانة الخلوية هو بطبيعة هشة، فإنّه يحتاج إلى التعامل معه بعناية أكبر من الطوب الطيني لتجنب الكسر.

• تتطلب الطبيعة الهشة للطوب براغي أطول وأرق عند تركيب الخزانات وتعليق الجدران وأقمطة الحفر المناسبة للخشب أو طرقها.

• تتطلب متطلبات العزل في قوانين البناء الأحدث لدول شمال أوروبا جدرانًا سميكة للغاية عند استخدام الخرسانة الخلوية الخلوية وحدها. لذلك، يختار العديد من البنائين استخدام طرق البناء التقليدية لتركيب طبقة إضافية من العزل حول المبنى بأكمله.