هندسة معمارية

مستقبل البناء: خرسانة قابلة للنفخ

مستقبل البناء: خرسانة قابلة للنفخ


تمكن الباحثون في جامعة TU Wien من تطوير نظام جديد لإنشاء هيكل خرساني قابل للنفخ بموارد أقل بكثير من أي وقت مضى.

يعود استخدام الخرسانة إلى آلاف السنين عندما قامت الحضارات القديمة ببناء هياكل رائعة معها. لقد صمدت فائدتها أمام اختبار الزمن وأثبتت أنها تستحق أن تكون جزءًا لا يتجزأ من البناء الحديث.

بمجرد تصلب الخرسانة ، يمكن أن تقاوم قوى الضغط التي تصل وتتجاوز 4000 PSI إلى 10،000 PSI، حسب التطبيق والغرض. ومع ذلك ، لا يمكن للخرسانة أن تتحمل الانثناء والمشاجرة بمجرد أن تصلب. لذلك يجب سكبه في شكله النهائي. تعتمد الإنشاءات الحالية التي تنطوي على الخرسانة على إطارات خشبية وأنظمة دعم أخرى لاحتواء الخرسانة أثناء معالجتها. هذه العملية ممتازة لبناء الهياكل الرأسية ، ومع ذلك ، ليست كل المباني على هذا النحو.

الأصداف الخرسانية المنحنية قوية وفعالة بشكل لا تشوبه شائبة ، ولكن عملية الصنع تتطلب كميات كبيرة من الموارد والتخطيط. حتى القوالب التي تحتوي فقط على الخرسانة الرطبة تحتاج إلى كميات كبيرة من المواد ليتم بناؤها. في حين أن الهياكل فعالة بشكل لا يصدق ، فإن عملية البناء ليست كذلك.

الخبر السار هو أن الباحثين في جامعة TU Wien طوروا الآن طريقة لتضخيم الخرسانة المتصلدة بالفعل إلى قباب منحنية.

- انشاء القباب بنفخ الخرسانة المتصلدة

تم اختراع العملية المسماة "التشكيل الهوائي للخرسانة المتصلدة (PFHC)" من قبل الدكتور بنجامين كروموسر والبروفيسور يوهان كوليجر في معهد الهندسة الإنشائية. الفكرة بسيطة بشكل ملحوظ لكنها فعالة ؛ ضع وسادة هوائية أسفلها وادعمها بأوتار ما بعد الشد لتحويل لوح خرساني مسطح إلى قشرة خرسانية منحنية. هذه العملية تلغي الحاجة إلى كميات كبيرة من العمالة والمواد مما يؤدي إلى تخفيضات كبيرة في تكلفة الإنشاءات.

كيف يعمل؟

فكرة طريقة البناء المحسّنة حديثًا أساسية نسبيًا. يتم صب ألواح خرسانية متعددة الشكل الإسفين على سطح مستو. بمجرد معالجة الخرسانة ، يتم نفخ وسادة هوائية توضع تحتها. تحيط أوتار ما بعد الشد السطح بالكامل وتضيف توترًا لمنع الألواح من الانزلاق.

استغرق تشييد مبنى نموذجي بمقياس 1: 2 فقط ساعاتين. وصل إلى 2.90 متر. تميز التصميم بمنحنيات مبارزة لإثبات براعة الطريقة.

يقول أحد الباحثين بنيامين كروموسر Benjamin Kromoser: "لم نقرر فقط إنشاء شكل بسيط متماثل دورانيًا".

"بنايتنا طويلة بعض الشيء ، ولا يمكن وصفها بمصطلحات هندسية بسيطة. أردنا أن نظهر أنه باستخدام تقنيتنا ، يمكن إنشاء هياكل حرة معقدة. "

ستمنح الطريقة المبسطة والفعالة المهندسين المعماريين حرية غير مسبوقة في الارتقاء إلى مباني عالية الكفاءة. بينما كان النموذج الأولي على نطاق صغير نسبيًا ، يخطط الباحثون لبناء مبانٍ أكبر بكثير.

"قذائف البناء التي يبلغ قطرها 50 مترًا لا تمثل مشكلة في هذه التقنية" ، كما يقول Johann Kollegger.

منشآت قابلة للنفخ في المستقبل القريب

من المحتمل أن تشهد طريقة البناء القابلة للنفخ تطبيقات كبيرة عبر العديد من التطبيقات. ستعمل العملية على تقليل أوقات البناء والتكاليف والعمالة بشكل كبير. سيتم استخدامه على الأرجح لبناء معابر الحيوانات ، والجسور ، بالإضافة إلى العديد من التصاميم المعمارية الأخرى.

ممر حيواني [مصدر الصورة: جامعة تو وين]

طريقة البناء الجديدة حاصلة على براءة اختراع بالفعل وحظيت باهتمام كبير من شركات السكك الحديدية بما في ذلك شركة السكك الحديدية النمساوية الفيدرالية (OEBB-Infrastruktur AG). يتشكل مستقبل البناء المنحني ليكون أهم ابتكار شهده البناء الحديث منذ سنوات عديدة.

[مصدر الصورة: جامعة TU Wein]

انظر أيضًا: تسعى الخرسانة الجديدة القابلة للانحناء لتكون أقوى ومتانة

بقلم مافريك بيكر


شاهد الفيديو: Concrete Tent. I Didnt Know That