مكتب هندسي GM
لقد أجمع العديد من العلماء المختصين بتكنولوجيا البناء أن تكنولوجيا تنفيذ المنشأت بالخرسانة المسلحة بالحديد لن تناسب العصر الحديث، وأن الخرسانة المسلحة بالفيبر GRC وكذلك أسياخ الفيبر جلاس GFRP هى الأمل القادم فى تقنية تنفيذ المنشأت، ولكن لم ينتشر إستخدامه حتى الأن وذلك بسبب تكاليف الإنتاج العالية حيث أنه يتطلب دقة وجودة بمواصفات عالية.
الفيبر المسلح GRC
مكونات الفيبر المسلح:
- تتكون تقنية استخدام الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية أو ما يسمى ب ( الفيبر المسلح ) اختصارا GRC من خليط من الأسمنت والمياه والرمل وعدة إضافات أخرى من الألياف الزجاجية.
إستخدامات الفيبر المسلح
- تستخدم فى كسوات الواجهات الخارجية للمبانى حيث تمثل الألواح التى تغطى هذه الواجهات بنسبة 80 % من الفيبر المسلح كما أنها تستخدم فى صناعة مواسير شبكات الصرف الصحى وبعض الاستخدامات الأخرى.
عيوب الفيبر المسلح فى بداية اكتشافه وكيفية تلافى هذه العيوب بعد ذلك
- من أكثر العيوب التى ظهرت فى الفيبر المسلح فى بدايته هى قوة ومتانة الألياف الزجاجية التى تدخل فى تصنيعه والذى بدوره يؤدى إلى أنها تصبح ضعيفة مع مرور الزمن وذلك بسبب نسبة المادة القلوية الموجودة فى مكونات الخلطة الاسمنتية.
- ولكن بعد ذلك خضعت للكثير من التطوير وتم إضافة مواد معينة والتى تمنع أن تكون الخرسانة المسلحة ضعيفة أو هشة.
مراحل تطور الفيبر المسلح
- إن خفة وزن الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية وذلك عند مقارنتها بالخرسانة المسلحة العادية دفع الباحثون لإجراء عدة دراسات بإمكانية إستخدامها كمادة إنشائية والتعاون مع الشركات الخرسانية لتحسين الخواص المطلوبة و العمل على إستبدال أسياخ التسليح المعتادة.
( بأسياخ الفيبر جلاس ) ( سيرد ذكرها فى نفس المقال ) وذلك لكى نتخلص من صدأ الحديد.
إستخدام الفيبر المسلح فى العناصر الإنشائية
- إن إستخدام الفيبر المسلح يقتصر فقط على العناصر الغير إنشائية وذلك لأننا بحاجة إلى معرفة خواص عديدة عند استخدامها فى التصميم الإنشائى.
وذلك بإجراء العديد من الاختبارات لمعرفة المقاومة الميكانيكية والزحف والانكماش وكذلك منحنيات الانفعال والإجهاد وذلك بهدف الحصول على أحسن الخصائص.
تقنيات انتاج الفيبر المسلح
- عن طريق الرش:
يتم فصل المونة عن الألياف ويتم خلطها فقط فى مسدس الرش حيث يتم تقطيع خيوط الألياف الزجاجية فى هذا الجهاز الى اطوال تتراوح من 25 الى 40 ملليمتر وهي تمثل 5 % فقط من الوزن الكلى للخرسانة.
ولكى يتم أخذ الخرسانة المطلوبة النموذج المطلوب يتم الضغط عليها بصورة متتابعة عن طريق لفافة اسطوانية.
- عن طريق الخلط المسبق:
يتم عمل خليط من المونة والألياف معا وهذه الألياف يكون قد سبق تقطيعها وتكون نسبة الألياف المضافة إلى المونة 3.5 % من حيث اجمالى الوزن وعادة يبلغ طول الألياف 12 ملليمتر.
جودة الفيبر المسلح
- لكى يتم إنتاج الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية بخواص متوافقة فإن هذا يتطلب دقة وتحكم شديد فى الجودة فى أثناء مرحلتى الخلط والإنتاج.
- من أهم المعايير للتحكم في الجودة أثناء مرحلة الإنتاج هى تركيب الخليط نفسه وقابلية التشغيل والعلاقة بين الألياف فى نفس وقت تسليم الخلطة كذلك يجب فحص المنتج النهائي من حيث الكثافة والمقاومة والتفاوت المسموح فى الأبعاد.
مميزات فايبر التسليح
- عملية إعادة الترميم والإنتاج ولذلك فهى صديقة للبيئة.
- مقاومة للظروف الجوية كالرطوبة والحرارة والتآكل.
- ذات وزن اقل من وزن المنتجات الخرسانية سابقة الصنع حيث أن قطاعها رقيق جدا بسمك يتراوح من 6 الى 12 مم.
- مقاومة للحريق وتسربات المياه وكذلك لها قدرة عالية على عزل الحرارة والصوت.
- عمرها الزمني أعلى بكثير من العمر الزمنة للخرسانة المسلحة تصل إلى أربعة أضعاف.
- لا تسمح بتكاثر الحشرات وكذلك الفطريات والميكروبات.
- ذات إجهاد كسر عالى يصل الى 3 أضعاف الخرسانة المسلحة نتيجة لانتظام توزيع التسليح الداخلي للألياف الزجاجية.
أسياخ الفيبر جلاس GFRP
أسياخ الفايبر جلاس هى أسياخ مصنوعة من الفيبر المقوى بالألياف الزجاجية وهى أحدث جيل لتقوية الخرسانة بدلا من أسياخ التسليح التقليدية ومن المتوقع أن تنتشر هذه الأسياخ وذلك بعد اعتمادها فى كود المبانى الدولية، وكذلك نظرا لظروف التربة التى تسود فى المنطقة عموما فإن هذا الخيار يعد الحل الأمثل بالإضافة إلى العديد من المميزات الأخرى.
مميزات أسياخ الفايبر جلاس
- خفيفة الوزن ولها قدرة عالية على مقاومة التأكل.
- لا تتفاعل عند وجودها مع مجالات مغناطيسية قوية أو عند تشغيل آلات كهربائية.
- لا توصل الكهرباء أو الحرارة.
- تتميز بمقاومة القص والانخفاض فى معامل المرونة.
الفرق فى الاستخدام بين استخدام حديد التسليح المصنوع من الصلب و فايبر التسليح
عند استخدام خلطة الخرسانة العادية بأسياخ التسليح الصلب فانها تكون ذات مقاومة عالية للإنضغاط ولكنها تكون ضعيفة فى مقاومة الشد، ولذلك تستخدم أسياخ التسليح الصلب فى الشد ولكن مع وجود العوامل البيئية خصوصا فى المناطق الساحلية، حيث يحدث ارتفاع كبير من أيونات الكلورايد فإنها تتعرض للتآكل والتدهور ولا تستطيع تحمل وزن الشد ومن ثم تتعرض للتدهور مما يجعلنا نضطر لإجراء عملية الترميم والإصلاح وقد يعرض الهيكل نفسه للمخاطر.
وهنا جاءت أهمية استخدام ألياف التسليح الفايبر حيث أنها تتمتع بقوة شد عالية ومقاومة عالية ضد التأكل ولذلك فهى موفرة للتكاليف بالنظر الى دورة حياة المنتج ومزاياها المتعددة.
بعض الأمثلة على استخدامات فايبر التسليح
- تتميز فى المنشأت الخرسانية الموجودة فى المناطق التى لا تتحمل الأوزان أو تكون فى أماكن ذات نشاط فى الزلازل حيث تتطلب هنا استخدام عناصر تقوية خفيفة الوزن.
- فى حفر الأنفاق والتى تتطلب زيادة تدعيم الهيكل الخرسانى المؤقت.
- المنشأت الهيكلية للنقل السريع الواقعة تحت الأرض.
- المصدات المائية والأرصفة البحرية.
- وأخيرا فإن أسياخ الفايبر جلاس يعتبر أحدث جيل لتقوية الخرسانة وإذا تم توفير المواد الخام فأنه يحقق الإكتفاء الذاتى كما أن حالة التربة السائدة لدينا تجعل هذه الأسياخ هى الحل الأمثل والتى لابد من استغلالها والاستفادة منها بأقصى استفادة ممكنة.
- كذلك فإن علي الدول ضرورة توفير المواد الخام والتكنولوجيا اللازمة وبيانات التصميم وكافة المعايير الدولية حتى نستطيع التوسع فى إستخدام الفايبر جلاس.
