الحاجة:
إنّ التلف السريع لإنشاءات البنية التحتية المدنية خلف حاجة كبيرة لتطوير نماذج إبداعية طويلة الأمد ومنخفضة التكلفة في عمليات الإصلاح والبناء, لأنّ هذه التكلفة يتم سحبها من الثروة الوطنية لكل دولة.
وقد تمّ تطوير طريقة حديثة واعدة لحل هذه المشكلة باستخدام المواد المركبة المتطورة المؤلفة من تركيبات الألياف الإسمنتية المدعّمة ( HPFRCC). وبمثل هذه المواد فإنّ عمليات الإصلاح الإبداعي وتحديث الإنشاءات وبناءها, يمكن أن تتطور, الأمر الذي سيقود إلى قوة عالية دائمة في الإنشاءات قادرة على مقاومة الزلازل, بالإضافة إلى أنها سريعة ومنخفضة التكلفة أكثر من الطرق التقليدية.
التقنية:
قادت تجارب جامعة كارولينا الشمالية إلى اكتشاف مادة جديدة من المواد المركبة بالألياف الزجاجية الباهتة والتي يبدو على منظرها أنها وسخة الشكل بالإضافة إلى أنها تتمتع بالقدرة على التسريب,وعلاوةً على ذلك فهي مادة ملائمة لعملية تطور الإصلاح الإبداعي بالإضافة إلى أنها ستساهم في تخفيض التكلفة الاقتصادية للإنشاءات, وقد تمّ إطلاق اسم السيمكون على هذه المادة.
إنّ مادة السيمكون تعتمد على شبكة من الألياف الفولاذية الصناعية غير مستمرة, وهي مشكّلة ضمن صيغة مسربة في مادة أساسها إسمنتي, بالإضافة إلى كونها قذرة الشكل. ويضاف إلى ذلك الاستخدام الدائم لهذه المواد الباهتة اللون والمصنعة مع الستانلس ستيل للسيطرة على التآكل الأمر الذي يسمح بتطوير قوة مرنة وقدرة استطالة كبيرة بعدد صغير من الألياف.
وقد أظهرت النتائج التجريبية أنّ مادة السيمكون تظهر قدرات تنبيه, ومقاومة للضغط, والمرونة, وبما أنّ هذه الألياف الباهتة اللون الموجودة في مادة السيمكون تتم عملية تجميعها وتوزيعها وتوجيهها في المصانع, فبإمكاننا أن نسيطر على هذه المادة بشكل أكبر مما هو موجود في المواد البيتونية الأُخرى ذات الألياف المدعمة عالية الأداء وغير المستمرة.
و يضاف إلى ذلك أنّ هذه الخصائص تسمح بصناعة مواد مركبة من الألياف الإسمنتية الفريدة والقادرة على امتلاك خصائص مختلفة يمكن السيطرة عليها باتجاهات طولية وعرضية بسهولة,كما أنّ هذه الخصائص المعدنية مرغوبة في عمليات إصلاح وتحديث الإنشاءات القديمة مثل الأعمدة التي تتطلّب ارتفاع كبير في القوة والصلابة باتجاه عرضي فقط.
و كما أظهرت التجارب على مادة السيمكون أيضاً أنّها تمتلك قدرة معقولة في مواجهة الهزات الأرضية, وفي حالة الإصلاح فإنّ الألياف الباهتة لهذه المادة والموجودة ضمن تغليفات يمكن تركيبها بسهولة لتكون صالحةً للاستخدام كقضبان, سيما أنّها ملائمةً جداً لصناعة قوية واستطالة في صب القوالب الإسمنتية التي تنهي الحاجة إلى التدعيم الثانوي بالإضافة إلى إنهائها إلى جزء كبير من الحاجة إلى التدعيم الأولي.
الفوائد:
- تقديم القدرة على الاستطالة بالإضافة إلى الأداء الإنشائي العالي الجودة. -
- تفاؤل في أبعاد المواد المركبة وحجم التدعيم ووزن المركبات. -
إنّ التخطيط الثنائي الأبعاد لمادة السيمكون وخصائصه الفريدة المرتبطة بترتيب الألياف الباهتة يفتح الأبواب للحصول على إمكانيات إبداعية لأداء إنشائي مؤهل ومنخفض التكلفة, الأمر الذي لا يتوفر في التركيبات البيتونية المدعمة بألياف مادة البوليمر ذات الأداء الرفيع, أو في المواد المركبة المدعمة بالألياف الكربونية, أو في أيٍ من المواد الإنشائية التقليدية.
ويضاف إلى ذلك أنّ الإنشاء بوساطة هذه المادة أسهل من الإنشاء بالمواد المركبة من ألياف مادة البوليمر المدعمة, والبيتون, والصفائح الفولاذيّة, ومن جميع المواد التركيبية التي لا تعتمد على الإسمنت في تكوينها.
ولذلك, فمن المتوقع أن تتطلب هذه المادة عمل وأجهزة دقيقة أقل خلال قيامنا بعمليات إنشاء مباني جديدة أو تحديث وتطوير الإنشاءات القديمة, إضافةً إلى أنها أكثر اقتصادية من المواد التقليدية.
يذكر أنّ تصنيع السيمكون يعتمد على أجهزة إنشائية واسعة الانتشار, وعلى خبرة إنشائية يمكن تقديمها بسهولة.
ولهذا, فإنّ هذا المركب الإبداعي من المواد المدعمة بألياف مادة البوليمر يزودنا بطرق جديدة فريدة من نوعها, الأمر الذي سيؤدي إلى تطوير الأنظمة الإنشائية الهيكيليّة ذات التكلفة الاقتصادية المنخفضة والتي تتميز بالديمومة, ما سيؤدي إلى تحسين الاستغلال الاقتصادي للموارد الوطنية خلال هذا القرن.
الوضعية الحالية:
إنّ الجيل الجديد من المواد المركبة المدعمة بألياف مادة البوليمر عالية الأداء المدعوة بالسيمكون يمكن استخدامها في:
- مواجهة مخاطر الهزات الأرضية. -
- تطوير مواد مركبة إبداعية وثابتة ومتطورة الأداء. -
- تطوير مادة السيمكون القادرة على احتمال الضغط في القوالب الإسمنتية. -
السلبيات:
إنّ استخدام السيمكون في مواجهة الهزات الأرضية التي تتعرض لها الإنشاءات الحديثة مازال قيد التجربة, فإن حدث وتكللت التجارب بالنجاح فإنها ستفتح الأبواب إلى تطوير حلول اقتصادية طويلة الأمد للمشاكل المؤرقة الموجودة في قطاع الإنشاء الهيكلي