الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية

الخرسانة الليفية هي الخرسانة المصنوعة من الأسمنت والركام والمحتوية على ألياف غير مستمرة وموزعة توزيعاً عشوائياً في جميع الاتجاهات خلال الكتلة الخرسانية وتنقسم الألياف إلى قسمين رئيسيين من حيث النوع:

ألياف الصلب وهى بتر من الصلب بطول ٣ إلى ٨سم وقطر من ٠٫5 إلى ٠٫٨ مم آما

.(١4- بالشكل ( ٣

والألياف الصناعية مثل ألياف البولى بروبلين والبوليستر والبوليثيلين والأآريلك وتأخذ

نفس شكل ألياف الصلب ولكنها مصنعة من مواد صناعية. ١4 ) ألياف صلب غير مستقيمة الأطراف. - شكل ( ٣ والألياف لها القدرة على تحسين مقاومة الخرسانة في القص والشد والانحناء والصدم والانكماش. آما أنها تعمل على تقليل اتساع الشروخ وإعادة توزيعها آما يتضح ذلك من الرسم ١5 )، ولكن الألياف لا تؤثر بدرجة آبيرة على مقاومة الضغط. وأهم وظيفة - الكروآى بشكل ( ٣ ١6 ) يوضح منحنى - للألياف أنها تزيد من قيمة معاير المتانة للمادة زيادة آبيرة جداً. شكل ( ٣ في الخرسانة الليفية. Toughness الحمل والتشكل للخرسانة الليفية ومدى زيادة المتانة Dangerous وبالتالى فهي تحول ميكانيكية الكسر في الخرسانة من آسر قصف مفاجئ وخطر ١7 ) يوضح - شكل ( ٣ .Ductile Failure إلى آسر غير قصف وتدريجي Sudden Failure مقارنة بين آمرتين متشابهتين من الخرسانة المسلحة (بدون آانات) أحدهما بدون ألياف والأخرى تحتوى على ألياف. ويتضح التأثير الكبير والفعال للألياف في مقاومة قوى القص وتستخدم الخرسانة الليفية على نطاق واسع في الطرق .Toughness وزيادة معاير المتانة والمطارات والمنشآت العسكرية وقواعد الماآينات. آما تستخدم في الأسقف القشرية ومناطق حزمة من ألياف الصلب ٠,5 إلى ٠,٨ مم ٣٠ إلى ٨٠ مم   -   4٠ الاتصال بين الكمرة والعمود في الإطارات. وتستخدم الألياف أيضاً في المواسير الخرسانية والوحدات سابقة الصب وفي العناصر الخرسانية المعرضة لقوى القص والصدم. وبالرغم من أن الألياف تزيد من مقاومة قوى الشد في الانحناء إلا حتى هذه الزيادة غير جديرة بالاعتبار وبالتالى فإنه ليس من الحكمة حتى تستخدم الألياف آبديل آلى أوإستعواضى لأسياخ صلب التسليح.

نبذة تاريخية

من المعروف حتى قدماء المصريين أول من عهدوا الزجاج وأمكنهم صهره ولكنهم لم يستعملوه كمادة مضافة لمواد البناء ،ولكنهم كانوا أول من فكر بإضافة قش القمح (التبن ) إلى الطين لمعالجة التشققات الناتجة عن انكماش الطوب وهي نفس الفكرة التي بني عليها تصنيع الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية بعد ان استبدل الطين بالاسمنت والرمل والتبن (كمادة رابطة) بالألياف الزجاجية بدا استخدامها في الاتحاد السوفياتي خلال الفترة (1950_1960) ثم بدأت الدراسات الأكاديمية الأولى للمعالجة والتطور عام 1961 ومعا الوقت بدأت أبحاث إنتاج الألياف الزجاجية في الولايات المتحدة عام1971 وتم إنتاجها عام 1979بإضافة مادة مغلفة لها لإعطائها حماية أكبر من التآكل في إطار تطوير صناعة الخرسانة تم إنتاج الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية في القرن 20 لتكون البديل عن مواد الاكساء الكلاسيكية والطبيعية كالحجر والرخام وغيره وليساهم بشكل عام في الإنشاء العصري اقتصاديا وتقنيا وجماليا في جميع أنحاء العالم و هي في تطور منذ أكثر من 30 عاما

تعريف الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية

تعهد الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية باسمها المختصر. وتعني:GFRC،GRC

Glassfiber Reinfroced Concrete*

وتتكون في صورتها المبسطة من الاسمنت والرمل وبنسبة اسمنت عالية مضافا إليها الألياف الزجاجية المقاومة بشكل خصلات يتراوح طولها ما بين (12_50)مم

الخصائص الميكانيكية ل(GRC)

الهجريب : الاسمنت+رمل ناعم + ألياف زجاجية+ + إضافات كيميائية

مواصفات السطح: أملس

اللون: رمادي فاتح

الكثافة للألواح 1550 كجم / م3 – 1650 كجم/ م3

نفاذية الماء لا يسمح بنفاذ الماء

إجهاد الانحناء (الشد) للألواح 22 نيوتن / مم2 – الاتجاه العمودي على اتجاه الألياف

11 نيوتن /مم2 – الاتجاه الموازي لاتجاه الألياف

إجهاد القص : 11 نيوتن / مم2 الاتجاه العمودي على سطح اللوح

العزل الحراري: التوصيل الحراري للفيبر 0.9-5.1وات / م درجه مئوية

معامل المرونة: 7-11 نيوتن / مم2

مقاومة الحريق: لا يشتعل

مراقبة الجودة: تم المصادقة عليه من قبل هيئة خاصة للجودة والنوعية

بالإضافة إلى

_درجة نفاذيتها للماء 0.1%

_مقاومة للأملاح والأحماض

– مقاومة للاحتكاك والكسر

– رديئة التوصيل للكهرباء

– ضعيفة التوصيل الحراري

– تتحمل إجهاد ضغط يصل إلى 50 نيوتن / مم2

– مقاوم للأشعة فوق البنفسجية.

مميزات الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية

_ تعتبر إحدى المواد الأكثر طواعية المتوفرة للمهندسين والمعماريين

_هي عملية لإعادة الإنتاج والترميم وذات جمالية عالية صديقة للبيئة

_ تخفف الحمولات على الأبنية بعوامل أمان كبيرة كالهياكل الضخمة والأساسات

_يمكن تلوينها بالصباغات والدهانات

_الاكساء بواسطتها يمكن حتى يحل محل الخرسانة مسبقة الصنع عندما تكون هناك معضلة في الوزن والشكل

_يمكن تشكيل منتجاتها بمقاطع رقيقة بسمك(6_12)مم ليكون وزنها اقل بكثير من وزن منتجات الخرسانة مسبقة الصنع المماثلة بالحجم

_سهلة التصنيع والقولبة لإنتاج الأشكال والتفاصيل الدقيقة كما تعطي اللمس المطلوب للسطوح النهائية بأفضل نوعية

بالإضافة إلى:

_مقاومتها للتآكل والظروف الجوية الخارجية من حرارة ورطوبة وخاصة الأجواء البحرية

_عازلة للحرارة والصوت وتتسم بمقاومة عالية للحريق وتسرب المياه

_عمرها الزمني لا يقل عن أربعة أضعاف العمر الزمني للخرسانة المسلحة وذلك من خلال مواصفاتها الفيزيائية والكيميائية العالية

_غير قابلة لتكاثر الحشرات ونموالفطريات والمكروبات

_تتحمل إجهاد كسر يصل إلى ثلاثة أضعاف الخرسانة المسلحة نتيجة للتوزيع المنتظم للتسليح الداخلي للألياف الزجاجية في مختلف الاتجاهات

_مقاومة شديدة للصلابة والاحتكاك

طرق تصنيعها

طريقة الرش

يتم خلط الاسمنت والرمل والماء والإضافات باستخدام خلاط مروحي ثم ينقل الخليط إلى المضخة التي تضخها إلى الخرطوم وبعد ذلك إلى مسدس الرش الذي يعمل بالهواء المضغوط ويتم الرش بالمسدس على القوالب المجهزة والمدهونة مسبقا.

طريقة الخلط المسبق مع الصب على الهزاز

يتم خلط العجينة باستخدام خلاطه دوارة ذات 4اذرع منحنية ثم يتم الصب في قوالب على طاولة هزازة لتفريغ الهواء وتتخلخل العجينة إلى جميع أجزاء النطقب وإعطاء العنصر المنجز سطح أملس نظيف خالي من الفقاعات الهوائية

المواد الأساسية

تكون الألياف الزجاجية المستخدمة في خلق ألواحGRC بالخصائص التالية

معامل المرونة ≥ 70جيجا نيوتن/ م2

الكثافة النوعية =3.5غ/سم3

الاسمنت المستعمل في صناعة الألواح هوالاسمنت البورتلاندي العاديقد يكون الرمل المستعمل في صناعة الألواح من الرمل المغسول والمجفف.

الهجريب الكيميائي

السليكا%96

رطوبة%2

الأملاح القابلة للذوبان%1

الفاقد للاشتعال%0.5

مقاس الحبيبات

1.2 مم بحد أقصى للألواح المنتجة بالرش

2.4 مم بحد أقصى للألواح المنتجة بالصب

استخدامات GRC

_ تكسيه قابلات المباني

_الكورنيشات

_الأعمدة والتيجان

_تغطية الأسقف

_جدران المباني

_وحدات معمارية وزخرفيه مختلفة

_الشرف

_القباب

_التماثيل

_النفورات

_أحواض الزهور

_جدران عزل الضوضاء

خاتمة

إن هذا التقدم الفهمي المذهل في عالم البناء الذي عمل على إنتاج مباني عصرية بأحدث مبتكرات الفهم الحديث في تكنولوجيا البناء للمباني السابقة التجهيز باستخدام الألياف الزجاجية تجمع بين جمال الشكل المعماري وخفة الوزن وسرعة الإنشاء بالإضافة إلى العزل الحراري الجيد مع المتانة والعمر الافتراضي للمباني التقليدية كان بودنا التعمق أكثر في هذا الموضوع لكن استحال الحصول عليه في المراجع إلا حتى هذا لم يمنعنا من اطلاعكم على هذا النوع الجديد من الخرسانة المسلحة ولكم مواصلة البحث حتى كان لديكم الفضول