أخبار

هل يمكنك أن تتخيل؟ مادة فضائية كانت تُستخدم في السابق في أغلفة الصواريخ وشفرات توربينات الرياح، تُعيد الآن كتابة تاريخ تدعيم المباني.شبكة ألياف الكربون.

• علم الوراثة في مجال الطيران والفضاء في الستينيات:

أتاح الإنتاج الصناعي لخيوط ألياف الكربون تعريف البشرية بهذه المادة، التي تفوق قوة الفولاذ بتسعة أضعاف، لكنها أخف وزنًا منه بثلاثة أرباع. كانت هذه المادة في البداية حكرًا على قطاعات النخبة، مثل صناعة الطيران والفضاء ومعدات الرياضة المتطورة، حيث كانت تُنسج باستخدام تقنيات النسيج التقليدية، إلا أنها كانت تحمل في طياتها إمكانية إحداث ثورة في العالم.

• نقطة التحول في "الحرب على الصلب":

إن شبكة التسليح التقليدية تشبه "العجوز" في عالم البناء: فهي تزن مثل الفيل (حوالي 25 كجم لكل متر مربع من شبكة التسليح)، كما أنها تخاف من الملح والماء والوقت - يتسبب تآكل أيون الكلوريد في تمدد وتشقق حديد التسليح.
ظهورقماش شبكي من ألياف الكربونيكسر الجمود تمامًا: من خلال النسيج الموجه + تشريب راتنج الإيبوكسي، فإنه يجعل سمك طبقة التسليح من 5 سم إلى 1.5 سم، ووزنها ربع وزن حديد التسليح فقط، كما أنها مقاومة للأحماض والقلويات ومياه البحر، وفي تسليح جسر على البحر، لا توجد أي علامات للتآكل لمدة 20 عامًا.

لماذا يسارع المهندسون إلى استخدامه؟ خمس مزايا أساسية تم الكشف عنها

توكيد:يجب استخدام مواد بناء تتناسب مع الملاط البوليمري! لقد تم استخدام الملاط العادي عن طريق الخطأ في أحد الأحياء، مما أدى إلى سقوط طبقة التسليح من البراميل - تمامًا مثل استخدام الغراء للصق الزجاج، فالغراء ليس هو الحل الصحيح، بل هو مضيعة للوقت والجهد.

من المدينة المحرمة إلى جسر البحر العابر: إنه يغير العالم بهدوء

• "الضمادة غير المرئية" للتراث الثقافي والمباني القديمة:

كان مبنى باير باو، وهو مبنى عمره قرن من الزمان في جامعة دريسدن التقنية بألمانيا، بحاجة ماسة إلى تدعيم بسبب زيادة الأحمال، ولكنه كان خاضعًا للقيود التي تفرضها قوانين حماية الآثار. قام المهندسون باستخدام شبكة من ألياف الكربون بسمك 6 مم مع طبقة رقيقة من الملاط، ووضعوا في أسفل العارضة طبقة شفافة تشبه الضمادة، مما أدى ليس فقط إلى زيادة قدرة تحمل الأحمال بنسبة 50%، بل أيضًا إلى الحفاظ على المظهر الأصلي للمبنى دون أي تغيير، حتى أن خبراء هيئة التراث أشادوا بالنتيجة قائلين: "كأننا أجرينا عملية ترميم شاملة للمبنى القديم دون أي تشويه".

• "التصحيح الفائق" في هندسة المرور:

في فلوريدا بالولايات المتحدة، تم تعزيز أعمدة جسر بحري بشبكة من ألياف الكربون عام 2003، مما رفع قوتها من مستوى "ضعيف" إلى مستوى أعلى بنسبة 420%، وبعد مرور 20 عامًا، لا يزال الجسر ثابتًا في وجه الأعاصير كالجبل على الساحل. كما استُخدمت هذه التقنية بهدوء في مشروع نفق جزيرة جسر هونغ كونغ-تشوهاي-ماكاو لتعزيز بنيته، ومقاومته لتآكل مياه البحر.

• "السلاح السحري الذي يعكس الشيخوخة" للأماكن الصغيرة القديمة والمتداعية:

في أحد أحياء بكين التي تعود إلى ثمانينيات القرن الماضي، كانت بلاطات الأرضية متصدعة بشدة، وكانت الخطة الأصلية هي الهدم وإعادة البناء. لاحقًا، وباستخدام قماش شبكي من ألياف الكربون مع تقوية من الملاط البوليمري، انخفضت التكلفة للمتر المربع إلى 200 يوان فقط، أي أقل بنسبة 80% من تكلفة إعادة البناء، والآن يقول السكان: "نشعر أن المنزل أصغر بثلاثين عامًا!"
المستقبل هنا: المواد الذكية ذاتية الإصلاح والمراقبة في طريقها إلينا

• "طبيب يشفي نفسه" مصنوع من الخرسانة:

يعمل العلماء على تطوير شبكة من ألياف الكربون "تُرمّم نفسها"؛ فعند ظهور تشققات دقيقة في أي هيكل، يمكن استخدام هذه الشبكة كعنصر تقوية. فعند ظهور هذه التشققات، تنفجر كبسولات داخل المادة لتُطلق مواد ترميمية تملأ التشققات تلقائيًا. وقد أظهرت الاختبارات التي أُجريت في مختبر بالمملكة المتحدة أن هذه المادة قادرة على إطالة عمر الخرسانة لمدة تصل إلى 200 عام.

• سوار صحي للمباني:

يدمج أجهزة استشعار الألياف الضوئية فيشبكة ألياف الكربونيشبه هذا النظام "الساعة الذكية" للمباني: يستخدمه مبنى بارز في شنغهاي لمراقبة الهبوط والتشققات في الوقت الفعلي، وتُرسل البيانات مباشرةً إلى مكتب الإدارة، ما يجعله أكثر كفاءة بمئة ضعف من الفحص اليدوي التقليدي.
نصائح مدروسة للمهندسين والمالكين
1. المواد: اختر المادة المناسبة، ستحصل على ضعف النتيجة بنصف الجهد:تعرف على المنتجات ذات قوة الشد ≥ 3400 ميجا باسكال ومعامل المرونة ≥ 230 جيجا باسكال، ويمكنك أن تطلب من الشركات المصنعة تقديم تقارير الاختبار.
2. لا تتكاسل في البناء:يجب تلميع السطح الأساسي وتنظيفه جيدًا، ويجب خلط الملاط البوليمري وفقًا للنسبة المحددة.
3. أولوية تجديد المباني القديمة:بالمقارنة مع الهدم وإعادة البناء، يمكن لتقوية شبكة ألياف الكربون الحفاظ على المظهر الأصلي للمبنى، ولكنها توفر أيضًا أكثر من 60٪ من التكلفة.
خاتمة
عندما يتم تطبيق مواد صناعة الطيران والفضاء "على أرض الواقع" في مجال البناء، نجد فجأة أن: التعزيز الأصلي لا يحتاج إلى بذل جهود كبيرة، ويمكن أيضًا "عكس نمو" المبنى القديم الأصلي.قماش شبكي من ألياف الكربونيشبه "البطل الخارق" في صناعة البناء، بخصائصه الخفيفة والقوية والمتينة، بحيث تتاح لكل مبنى قديم فرصة لتجديد حياته - وقد تكون هذه مجرد بداية للثورة المادية.