الابتكار في إنتاج الخرسانة: إنه مثير للاهتمام

جوسيفسكي أندري أناتوليفيتش صاحب المشروع الفردي

التقنيات المبتكرة: الخرسانة الشفافة

كانت الخرسانة العادية والمدعومة بالإطار ، على مدى المائة عام الماضية ، ولا تزال مادة البناء الرئيسية في العالم كله. يبلغ حجم إنتاجها ضعف كمية جميع المواد المصنعة الأخرى ، بما في ذلك هذه الشعبية الفائقة مثل البلاستيك والطوب والسيراميك.

يسيطر الخرسانة لسبب بسيط هو أنه في كثير من الأحيان لا توجد بدائل أخرى له. لذلك ، لا يلاحظ العلماء والبناة أي أفكار مبتكرة تتعلق بهذه المواد.

ركام جديد للخرسانة خفيفة الوزن

في الأساس ، يتعلق النشاط المبتكر فيما يتعلق بالخرسانة بتطوير أنواعه الجديدة ، وتعزيزها ، والإضافات. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل المتخصصون أيضًا على إنشاء هياكل وتقنيات جديدة من شأنها زيادة حماية الخرسانة أو ترميمها.

يمكن بناء كل شيء من الخرسانة

وبالتالي:

• اليوم ، طور معهد الأبحاث لدينا بالفعل الخرسانة بمقاومة الصقيع ومقاومة الماء هذه بحيث يمكن القول أن مسألة تقليل أداء الهياكل والطلاء يمكن إزالتها من جدول الأعمال.
• يتم إيلاء اهتمام خاص لإنشاء الخرسانة القائمة على الأسمنت المتوسع ذاتيًا. إنها توفر الهياكل الخرسانية بمقاومة التشقق ، ونفس مقاومة الماء ، وهو أمر مهم للغاية للهياكل ذات الطول الطويل ، أو المعرضة لبيئات عدوانية.
• وقد بدأ بالفعل استخدام مثل هذه الخرسانة اليوم في بناء المنشآت الصناعية. ولكن في الهندسة المدنية ، ينصب الاهتمام الأكبر على إنشاء خلطات خرسانية خفيفة للغاية مع خصائص عالية القوة.
• يتلقى المعهد المذكور أعلاه بالفعل الخرسانة الخفيفة الموفرة للحرارة مع العلامة التجارية M600 ، والتي ستسمح باستخدامها في أي منطقة مناخية في البلاد. يستخدم الركام الزجاجي المصنوع من الصخور السليكونية كمادة حشو في هذه الخرسانة.

في البناء على نطاق واسع ، يجب أن يحل محل الركام من الطين الموسع بسهولة (الطين الموسع ، agloporite). ولكن لماذا لم يرضونا؟

حجج الباحثين

أولاً ، لا توجد موارد كافية في بلدنا لتصنيع الطين الموسع بالحجم المطلوب ، نظرًا لأن احتياطيات الطين الموسع بسهولة ، والتي ليست بالفعل كثيرة جدًا ، يتم استنفادها بسرعة. ولا يمكن استنفاد رواسب الصخور السليكونية في المائة عام القادمة. ولكن هذا ليس أهم شيء بالطبع. بعد كل شيء ، إذا لم يكن للحشو الجديد مزايا على القديم ، فلن يكون هناك شيء نتحدث عنه. السبب يكمن في مكان آخر.

في روسيا ، بدأوا في البناء من الخرسانة الطينية الموسعة قبل 50 عامًا ، ومن حيث المبدأ ، لا يزال بإمكانك الاستمرار ، حيث لدينا حوالي مائتي مصنع ينتجون هذا الإجمالي بمبلغ 16 مليون. متر مكعب في السنة. هناك الكثير من التطورات في هذا المجال ، لكن حقائق الإنتاج بعيدة عنها. لا يتم إنتاج الطين الموسع بكثافة 400 كجم / م 3 ، أو الخرسانة القائمة عليه بكثافة 800 كجم / م 3 ، كثيرًا.

وبالتالي:

• لطالما اعتبر البيرلايت الموسع أكثر مجموعات الخرسانة الواعدة خفيفة الوزن الواعدة. ولكن مرة أخرى: المواد الخام ، وقاعدة الإنتاج ، وبعض الصعوبات التكنولوجية ، لا تعطي سببًا للنظر في هذه المواد الواعدة. لذلك ، تظل مسألة إيجاد خيارات مجمعة بديلة للخرسانة ذات صلة.
• يركز الباحثون دائمًا على إمكانيات توسيع قاعدة المواد الخام - خاصة فيما يتعلق بالخرسانة الهيكلية. والأهم من ذلك كله أنهم مهتمون بحشوات شبيهة بالحصى ذات الخلايا المغلقة ، والتي يبلغ طورها الصلب مائة بالمائة تقريبًا في حالة غير متبلورة (زجاجية).
• والسبب في ذلك هو اليقين بأن الركام الزجاجي بخصائص القوة المتزايدة سيجعل من الممكن الحصول على خرسانة فعالة من وجهة نظر الميكانيكا والهندسة الحرارية - وليس فقط العازلة للحرارة ، ولكن أيضًا الهيكلية. هذا سيجعل من الممكن تنفيذ حلول التصميم الأكثر عقلانية لبناء المغلفات لظروف مناخية مختلفة.

على أي حال ، سيسمح لنا إنشاء الخرسانة خفيفة الوزن ذات خصائص القوة المتزايدة بالعودة مرة أخرى من الهياكل الجدارية ثلاثية الطبقات إلى الهياكل أحادية الطبقة. في نفس الوقت ، سيكون سمك 40-50 سم كافيًا لتوفير أقصى مقاومة للجدار لنقل الحرارة.

خرسانة ذاتية التنظيف

كان الابتكار الآخر هو إنشاء الخرسانة ذات الصفات الجمالية الأعلى - أي أن سطحها لا يتطلب التشطيب. هذا ما يسمى بالخرسانة ذاتية التنظيف.

ملحق واحد فقط يحل الكثير.

تم تحقيق ذلك عن طريق إضافة ثاني أكسيد التيتانيوم إلى الخرسانة - وهي مادة ذات تأثير تبييض ، والتي كانت حتى ذلك الحين مضافة غذائية فقط. يضاف إلى الطعام لنفس الغرض - لتحقيق تأثير تبييض.

• الآن ، للحصول على الخرسانة البيضاء ، لا تحتاج إلى استخدام الأسمنت الأبيض باهظ الثمن.
• يعمل ثاني أكسيد التيتانيوم أيضًا على تبييض الأسمنت الرمادي العادي بنجاح ، ونتيجة لذلك ، يمكن الحصول على الخرسانة الزخرفية مع زيادة طفيفة في السعر. وهي ليست مجرد جماليات المواد.
• يعمل ثاني أكسيد التيتانيوم أيضًا كمحفز ، والذي ، تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ، يؤدي إلى تفاعل التحلل للعديد من المواد والبكتيريا الضارة التي تتراكم على الأسطح الخارجية لأي هياكل.
• لهذا السبب ، تسمى هذه الخرسانة أيضًا التحفيز الضوئي.

• تلعب قدرة هياكل البناء على التنظيف الذاتي دورًا كبيرًا في علم البيئة. وبشكل عام ، لن يوفر فقط على زخرفة المباني ، ولكن أيضًا يلغي الحاجة إلى التنظيف الدوري للواجهات.
• علاوة على ذلك ، تم بناء معظم المباني الكبيرة ذات الهندسة المعمارية الحديثة المثيرة للاهتمام اليوم من الخرسانة. في السويد ، على سبيل المثال ، تم إطلاق مشروع ليس فقط لتطوير درجات مختلفة من الخرسانة ذاتية التنظيف ، ولكن أيضًا إنشاء مواد بناء أخرى يمكن طلاءها بالمركبات الحفازة.
• ظهرت هذه الفرص بسبب تطور تكنولوجيا النانو. ماذا يفعلون بثاني أكسيد التيتانيوم؟ إنه بسيط - ليس فقط مسحوقه ، ولكن يتم استخدام الجسيمات النانوية كمحفز. وكلما كانت أصغر ، كلما ظهرت خصائصها بشكل أكثر نشاطًا.

بالمناسبة! في اليابان ، تم استخدام تقنية مماثلة منذ فترة طويلة في تصنيع بلاط السيراميك وألواح الواجهات.

سيراميك للواجهات

يرى السويديون أنه من الضروري دفع البحث بشكل كبير في مجال استخدام المحفزات الضوئية ، والتخطيط لإنشاء إنتاج متسلسل لهذه المواد. بعد كل شيء ، فإن المحفز الموجود فيها أو عليها لن ينظف سطح الهيكل نفسه فحسب ، بل أيضًا الهواء المحيط به.

تحتاج الأنفاق الخرسانية ، التي يتحرك من خلالها تدفق السيارات باستمرار ، إلى ذلك بشكل خاص. وقد خصص الاتحاد الأوروبي مبلغًا مرتبًا لهذه الدراسات - أكثر من 2 مليار دولار. لذا ، فإن أوروبا لديها آمال كبيرة في هذه التقنيات.

الخرسانة الشفافة

تشمل التطورات المبتكرة في مجال البناء أيضًا تقنيات إنشاء مواد شفافة.لم يتم تجاهل الخرسانة ، التي اتضح أنها يمكن أن تنقل الضوء.

ما هو سبب التأثير البصري

يساهم عدم وجود حشو كبير في هذه الظاهرة (لا يوجد سوى رقائق من الجرانيت أو الرخام) ، ووجود الألياف الزجاجية:

• لا يتم إضافة أكثر من 5 ٪ من إجمالي حجم الخرسانة ، مما يسمح لك بالحفاظ على جميع صفاتها الأساسية: من القوة إلى مقاومة الماء.
• في الواقع ، تعمل الألياف الزجاجية هنا كألياف تقوية ، وتحافظ على المنتج من التشوه.
• لماذا نحتاج إلى مثل هذه التحولات ، وحتى تلك باهظة الثمن؟ لكن الحقيقة هي أن هذه المادة لديها إمكانات هائلة في مجال التصميم.
• الكتل ليست شفافة تمامًا ، فهي تنقل فقط chiaroscuro ، وعندما تتغير الإضاءة ، فإنها تغير النمط.

ماذا يمكنني أن أقول - من الأفضل أن ترى مرة واحدة!

ملحوظة! لا تعتمد درجة شفافية الخرسانة على سمكها ، بل على كمية الألياف الضوئية فيها. في المظهر ، يمكن مقارنة منتج مصنوع من الخرسانة بهذه الأنواع القيمة من الحجر المصقول الطبيعي ، مما سمح باستخدامه في التصميم الداخلي.

اليوم ، يتم إنتاج الخرسانة الشفافة أيضًا في روسيا. هناك عدة خيارات لتنفيذه.

هذه أربعة ألوان أساسية:

• رمادي غامق،
• رمادي فاتح
• أبيض (رخامي)
• أصفر-بني (تحت حجر رملي).

ولكن عند تنفيذ الخرسانة عند الطلب ، يمكن تلوينها بأي لون. يمكن أن يختلف نمط وهيكل المادة أيضًا وفقًا لرغبات العميل.

اليوم ، ليس فقط الأقسام الداخلية وألواح الواجهة مصنوعة من الخرسانة الشفافة ، ولكن أيضًا كونترتوب ، ومكاتب الاستقبال والحانات والأشكال المعمارية الصغيرة (المقاعد والأسوار) - وحتى المصابيح.

استنتاج

يهتم المطورون اليوم باتجاه مثل إعادة تدوير الخرسانة - أي إعادة تدويرها. في البداية كان السؤال عن حقيقة أنه نتيجة للمعالجة العميقة ، كان من الممكن الحصول على رابط ، والذي يمكن أن يكون مناسبًا حتى لإنتاج الخرسانة منخفضة الجودة.

تكسير الخرسانة المسلحة قبل إرسالها لإعادة التدوير

ولكن اليوم ، يعمل NIIZHB بالفعل على كيفية الحصول على الخرسانة عالية القوة من مثل هذا الموثق. بالمناسبة ، قدمت قيادته في وزارة البناء اقتراحًا بشأن اعتماد برنامج تطوير تكنولوجيا ملموس. بعد كل شيء ، الخرسانة هي مادة القرن - ومن غير المحتمل أن يتغير أي شيء في المستقبل القريب.