سرعان ما أصبحت الأقمشة الخرسانية خيارًا شائعًا لمشاريع تحسين المنزل. لكن ما هي مزايا وعيوب استخدام الأقمشة الخرسانية؟ في هذا المقال، سنستكشف إيجابيات وسلبيات استخدام الأقمشة الخرسانية لمساعدتك في تحديد ما إذا كانت المادة المناسبة لمشروعك.
ما هي الأقمشة الخرسانية Concrete Cloth؟!
هي أقمشة سميكة مصنوعة من مكونات الخرسانة، لها نفس مرونة أقمشة الملابس العادية ولكنها شديدة الصلابة بمجرد أن يتم هدرجتها بواسطة الماء، تصبح تمامًا مثل الخرسانة العادية، وذو قدرة على تحمل الطَرق عليها وعلى احتمال درجات حرارة مرتفعة للغاية.
كما أنها تأخذ شكل المظهر الخارجي للهيكل، ولا تحتاج هذه الخرسانة إلى مصنع أو معدات خلط، فالأقمشة الخرسانية سهلة التركيب للغاية. ما عليك سوى وضع الحصيرة في المكان المطلوب وإشباع الجانب العلوي من المادة باستخدام أي مصدر ماء، فنسيج السطح العلوي يسمح للماء بالاختراق أثناء الترطيب، ويتكون السطح السفلي من غشاءPVC الذي يعمل كحاجز غير منفذ، وكذلك يمكن قطع القماش الخرساني بسهولة باستخدام أدوات القطع المتاحة ليتم تثبيتها، كما أنها تناسب أي سطح توضع عليه.
تاريخ الأقمشة الخرسانية
تطورت الخرسانة بشكل كبير وجذري منذ وقت طويل. حيث تم العثور على تقنيات وطرق ومواد جديدة وتم اختراعها لتناسب متطلبات الحياة مثل: الخرسانة البكتيرية والخرسانة الخضراء وغيرها، في الأيام الأخيرة، لكن واحدة من تقنيات الخرسانة التي تطورت بشكل كبير هي الأقمشة الخرسانية.
فكانت البداية في ظهور الأقمشة الخرسانية عندما قدم الجيش البريطاني طلبًا لتواجد مواد جديدة مبتكرة تجمع بين مرونة النسيج والهيكل الخرساني لاستخدامها في ملاجئ الطوارئ بحيث تكون قابلة للنشر بسرعة ولا تتطلب سوى الماء والهواء للبناء، دون الحاجة إلى آلات أو معدات رفع ثقيلة.
كان المفتاح هو استخدام الضغط لإنشاء سطح يتحمل الضغوط، نتج عن ذلك هياكل خرسانية رقيقة الجدران متينة وخفيفة الوزن ومقاومة للماء والحرائق.
وبدأ تجربة استخدام الأقمشة الخرسانية كوسيلة لتعزيز دفاعات الأكياس الرملية. حيث قلل هذا الحل من تدهور جدران الأكياس الرملية في البيئات القاسية.
سر نجاح هذه المادة المستخدمة في الأقمشة الخرسانية هو الألياف التي تشكل مصفوفة تقوية داخل الأقمشة الخرسانية، مما تساعد في الحفاظ على السلامة الهيكلية للخرسانة عند الاصطدام، وبذلك يتم الاحتفاظ بالرمل الموجود في كيس الرمل داخل القشرة الخرسانية، في المقابل عادةً ما يتمزق قماش كيس الرمل القياسي، ويفقد الحشو بسرعة كبيرة.
في البداية، لم يتم تسويق هذه التكنولوجيا لأعمال أخرى غير الملاجئ. حتى قامت شركة الهندسة البريطانية بإجراء أبحاث لاحقة على الأقمشة الخرسانية، ووجدت أن المادة الثورية التي تسمى الأقمشة الخرسانية، ستحدث طفرة في مجال البناء.
بعد ذلك، تم اقتراح مفهوم الأقمشة الخرسانية Concrete Cloth لأول مرة من قِبَل المهندسين
(Brewen and Crawford) في عام 2005.
ما هي مكونات الأقمشة الخرسانية؟
تتكون الأقمشة الخرسانية من ٣ طبقات:
1. طبقة علوي:
تتميز الطبقة العلوي بأنها قماشية نافذة للماء اللازم لتصلب الطبقة التي تليها، ولكنها لا تسمح بمرور الشوائب.
2. طبقة وسطى:
تحتوي هذه الطبقة على خرسانة جافة {تحتاج إلى الماء} لكي تتصلد وتعطي لنا الخرسانة المعتادة، وأيضاً تحتوي على ألياف تعمل على تماسك الخرسانة مع بعضها البعض وتمنع حدوث التشققات، وفي حالة حدوث شرخ أو تشقق في مكان ما، لا ينتقل على طول القماش .
3. طبقة سفلى:
تتكون هذه الطبقة من مادة مانعة لنفاذ الماء والأملاح والكبريتات تسمي
pvc (poly vinyl chloride) بولي فاينيل كلوريد، وهي طبقة لها نفس خواص البلاستيك.
كل الذي سبق قد يكون في سمك (5 مم، 8 مم، أو 13 مم) مقارنة بالخرسانة العادية.
كيف يتم تصنيع الأقمشة الخرسانية؟
يتم تصنيعه باستخدام آلات متخصصة للغاية للتشريب الكامل لمصفوفة نسيج الألياف ثلاثية الأبعاد، والتي يتم إنشاؤها فوق حشوة من الألياف المطلية بـ PVC. بعد الحصول على سماكة المادة المطلوبة، (5 مم، 8 مم، 13 مم)، يتم تثبيت حصيرة سطح من ألياف البوليستر المخيطة بدقة فوق الجزء العلوي من مصفوفة النسيج ثلاثية الأبعاد هذه. ثم يتم وضع القماش الخرساني المكتمل على لفات مموجة مقواة بشكل خاص وجاهز للشحن داخل أكياس تخزين بلاستيكية سميكة للغاية.
كيف يتم تخزين الأقمشة الخرسانية؟
من الأهمية بمكان حفظ القماش الخرساني في منطقة جافة وبعيدة عن أشعة الشمس المباشرة (والتي يمكن أن تجفف أكياس الشحن البلاستيكية مما يجعلها هشة وعُرضة للتشقق). يسمح التخزين بهذه الطريقة للقماش الخرساني بعمر تخزين تقريبي لمدة عامين. قد يحدث تدهور كبير بعد ذلك الوقت.
الكيفية التي توجد بها الأقمشة الخرسانية في الأسواق؟
يُباع القماش الخرساني كقطعة ضخمة من القماش مطوية داخل كيس من البلاستيك المقوى، يتم نقلها إلى موقع البناء ثم يفتح الكيس البلاستيكي من الأعلى، فتحة صغيرة لتمرير ماء كافي لغمر الأقمشة الخرسانية داخل الكيس بالماء.
ويترك القماش مغمورًا بالماء لوقت كافي حتى تكتمل عملية الهدرجة لجميع أجزاء قطعة القماش الضخمة. ثم تتم إزالة الكيس من على القماش لتبدأ عملية ضغط الهواء داخل القماش حتى يتمدد ليأخذ شكل المبنى الذي صممت قطعة القماش لتكون عليه.
وقد تحتاج عملية تمديد القماش إلى مساعدة لسحب القماش بشكل يسمح للهواء بالتغلغل داخله حتى تتمدد جميع أجزاءه. وبعد انتهاء عملية نصب القماش يترك لمدة يوم ليجف وتقسو وتتصلب المواد الخرسانية بداخله ليصبح بعد ذلك جاهز للاستعمال.
ما هي طريقة استخدام الأقمشة الخرسانية؟!
1. تحضير الطبقة السفلية للقماش الخرساني:
يتم تحضير الطبقة السفلية التي سيتم وضع الأقمشة الخرسانية عليها بشكل صحيح، بحيث تأخذ قطعة القماش الخرسانية شكل مضيفها؛ لذلك يجب تحضير السطح قبل وضع القماش الخرساني.
2. وضع القماش الخرساني على الطبقة السفلية المعدة:
يتم وضعه على الطبقة السفلية المعدة. حيث يتم تداخل قطعة قماش على الأخرى للحصول على رابطة قوية.
3. قطع القماش الخرساني:
بعد وضع القماش الخرساني على السطح المعد لها، يتم قطع الأقمشة الخرسانية الإضافية التي تتجاوز مساحة التركيب المطلوبة. يتم هذا القطع باستخدام أدوات القطع التقليدية.
4. تثبيت القماش الخرساني على السطح:
يجب تثبيت قطعة القماش الخرساني على المادة المضيفة بحيث لا يتم إزاحتها بالنسبة للتربة، يتم استخدام مسامير للتثبيت، كما تستخدم المواد اللاصقة ذات الأسطح الصلبة.
5. ترطيب الأقمشة الخرسانية:
ولها طريقتين للتنفيذ:
أولًا: غَمر الأقمشة الخرسانية:
يفتح الكيس البلاستيكي من الأعلى فتحة صغيرة لتمرير ماء كافي لغمر القماش لمدة لا تقل عن 90ثانية. ثم يترك لإتمام عملية الهدرجة في جميع أجزائه بعدها يتم إزالة الكيس وتبدأ عملية ضغط الهواء داخل القماش حتى يأخذ شكل المبنى الذي صممت من أجله قطعة القماش.
ثانيًا: رش الأقمشة الخرسانية:
يتم فرش القماش الخرساني ورشها بالماء .يجب الحرص على عدم استخدام النفث المباشر لمياه الضغط لأنه يغسل المادة الأسمنتية من الألياف. يمكن استخدام المياه المالحة أو غير المالحة لترطيب القماش الخرساني. نسبة الماء إلى الأسمنت هي 1 إلى 2 بالوزن.
6. إعادة الرش أو المعالجة للقماش الخرساني:
يتم توفير الكمية المطلوبة من الماء للقماش الخرساني، ولكن بسبب درجة الحرارة العالية أو وضعها على أسطح رأسية أو شديدة الانحدار، يتم فقد كمية من الماء. لتعويض الماء المفقود يتم إعادة الرش بعد ساعة أو ساعتين.
تطبيقات واستخدامات الأقمشة الخرسانية:
من الاستخدامات الشائعة للأقمشة الخرسانية فى مجالات الهندسة المدنية، وأعمال البناء، وتتمثل فيما يلي:
- حماية المنحدرات:
يتم استخدام الأقمشة الخرسانية على المنحدرات لتثبيتها، وحمايتها من التآكل.
يتم استخدامها لحماية المنحدرات الدائمة والمؤقتة.
- حماية خطوط الأنابيب:
عادة ما تتعرض خطوط الأنابيب الأرضية أو المغمورة تحت الماء، للتآكل والصدمات والتأثيرات المباشرة. للتغلّب على ذلك، يمكن استخدام القماش الخرساني لتغليف وطلاء خطوط الأنابيب في الموقع بدون محطات تطبيق الخرسانة التقليدية باهظة الثمن، مما يوفر درعًا أفضل من الصخور الصلبة.
- في التعدين:
يتوجب حماية السطح الداخلي للمنجم من الكسر، في هذه الأماكن عادة ما يتم استخدام الخرسانة المرشوشة، باستخدام قطعة قماش خرسانية في المناجم، يمكن تقليل التكلفة بنسبة 20% مقارنة بالحلول التقليدية المتمثلة في صب ورش المواد الخرسانية.
- في تعليق الغبار:
أحد استخدامات القماش الخرساني في قطاع الدفاع هو أنه يمكن استخدامها في تعليق الغبار المتطاير في أماكن مثل مهبط طائرات الهليكوبتر، الناتج بسبب تيار الهواء المضطرب الذي تحدثه دوار المروحية، حيث تؤثر جزيئات الغبار المتطايرة في الهواء سلبًا على الإنسان والحياة البرية والحياة المائية والنباتات، يمكن استخدام الأقمشة الخرسانية حول مهبط طائرات الهليكوبتر للتحكم في تطاير الغبار.
- في حماية الخنادق:
يتم استخدام الأقمشة الخرسانية في أي مكان يكون فيه غطاء غير منفذ لمنع دخول الماء أو السوائل إلى التربة أسفلها، مثل الخنادق
يمكن تبطين الخنادق بقطعة قماش خرسانية لحمايتها من المياه المتسربة، يتميز بأن تركيبه سريع وأقل تكلفة مقارنة بالطرق التقليدية.
- في إنشاء الملاجئ:
تعتبر الملاجئ المصنوعة من الأقمشة الخرسانية أحد الاستخدامات الرئيسية العديدة للأقمشة الخرسانية، حيث يتم تنظيمها بسرعة ولا تتطلب سوى الماء والهواء للبناء، فهي أسرع في التجهيز وأكثر توفيرًا من الملاجئ التقليدية.
- في تسطيح الأرض:
يمكن استخدام الأقمشة الخرسانية لإنشاء سطح خرساني سريع للأرضيات أو ممرات المشاة.
- في حماية الأكياس الرملية:
لقد ثبت أن الأقمشة الخرسانية تمنع تلف أكياس الرمل من النيران المستمرة، والرماد المتطاير بسبب التغيرات والكوارث البيئية.
ما هي خواص الأقمشة الخرسانية؟
تتمثل الخواص المادية للأقمشة الخرسانية في قوتها وخصائصها الفيزيائية كالآتي:
أولاً: قوة الأقمشة الخرسانية
- قوة الضغط للأقمشة الخرسانية:
مطلوب قوة عالية للأقمشة الخرسانية، يعتمد اختبار مقاومة الانضغاط على الأقمشة الخرسانية على الجمعية الأمريكية لاختبار المواد. تم الحصول على مقاومة ضغط تبلغ 38 ميجا باسكال في اليوم السابع. تم تسجيل مقاومة الضغط لليوم العاشر عند 40 ميجا باسكال ثم كان معامل يونج للضغط لمدة 10 أيام 500 ميجا باسكال.
- اختبار الانحناء على القماش الخرساني:
إنّها قدرة المادة على مقاومة قوى الانحناء، الحد الأدنى من إجهاد الانحناء لمدة 7 أيام هو 3.3 ميجا باسكال ومعامل الإنحناء هو 180 ميجا باسكال.
- اختبار مقاومة المواد الكاشطة للأقمشة الخرسانية:
المقاومة التي يبذلها الجسم لعمل الكشط هي مقاومة التآكل. ووفقًا لطريقة الاختبار القياسية لمقاومة التآكل فقد القماش الخرساني وزنًا أقل بنسبة 60% مقارنة بالرخام على مدار 2000 دورة متكررة.
ثانيًا: خصائصها الفيزيائية:
- سماكة القماش الخرساني:
تتوفر القماش الخرساني عادة بسُمك 3، 5 مم، 8 مم و13 مم. من الناحية النظرية لا يوجد حد في سُمك القماش الخرساني. يمكن أن يتراوح السُمك النموذجي بين 2 إلى 15 مم. العوامل التي تَحدّ من سُمك الأقمشة الخرسانية هي قدرته على اختراق السائل أو الماء من خلاله إلى القاعدة السفلية والداخلية للمادة للترطيب.
- ضبط الوقت للأقمشة الخرسانية:
يُعرف الوقت الذي تتطلبه قطعة القماش الخرساني من نهاية الخلط إلى المجموعة الأولية من القماش الخرساني باسم ضبط الوقت. بالنسبة للأقمشة الخرسانية، يجب أن يكون وقت الإعداد الأوّلي أكبر من أو يساوي 120 دقيقة ووقت الإعداد النهائي أكبر من أو يساوي 240 دقيقة. يمكن للقماش الخرساني أن يحقق 70 إلى 80% من قوته خلال 24 ساعة من الترطيب.
- كثافة الأقمشة الخرسانية:
قبل ترطيب القماش الخرساني، تكون الكثافة 1500 كجم / م 3 وبعد الترطيب تزداد الكثافة الجافة من 30 إلى 35٪ بمدى 1952-2050 كجم / م 3.
ما هي مميزات الأقمشة الخرسانية؟
تفضل الأقمشة الخرسانية لأنها تجمع بين بين مرونة الأقمشة مع متانة الخرسانة الصلبة ومن أهم مميزاتها:-
1. سهولة حملها ونقلها بدون أي معدات خاصة.
2. القماش الخرساني مقاوم كيميائيًا فلن يتحلّل بتعرضه للأشعة فوق البنفسجية.
3. سهولة الاستخدام، حيثُ يمكن قص القماش الخرساني الجاف أو تفصيله باستخدام أدوات يدوية بسيطة، ويمكن إصلاحه بسهولة باستخدام منتجات الأسمنت الحالية.
4. سرعة التطبيق والاستخدام، حيثُ يمكن ترطيب المادة إما عن طريق رشها أو غمرها بالكامل في الماء، وبمجرد ترطيبها، تظل قابلة للعمل لمدة تصل إلى 4 ساعات، وتتصلب إلى 80٪ من قوتها النهائية في غضون 24 ساعة.
5. مقاومة للحريق، فالأقمشة الخرسانية مادة أساسها السيراميك ولن تحترق.
6. مقاوم للماء، حيثُ أن طبقة PVC على سطح تضمن أن القماش الخرساني مقاوم للماء تمامًا.
7. مقاومتها ضعف الخرسانة التقليدية تقريباً.
8. يمكن استخدامها في كثير من التطبيقات كما ذكرنا سابقاً.
9. صديق للبيئة، فالأقمشة الخرسانية تستخدم تقنية منخفضة الكتلة ومنخفضة الكربون تستخدم ما يصل إلى 95٪ من المواد أقل من الخرسانة التقليدية في العديد من التطبيقات. لها تأثير ضئيل على البيئة المحلية للغاية.
10. يتكيف مع أي شكل، بما في ذلك الإنحناءات والمنحنيات والزوايا.
11. انخفاض إجمالي التكلفة مقارنة بالطرق البديلة (SPR / CIPP / Slipline).
12. آمن ولا يسبب ضرر للبيئة.
13. لا يحتوي على سموم قابلة للرشح.
14. اجتاز إجراء ترشيح خصائص السمية الخاص بوكالة حماية البيئة (EPA).
15. انخفاض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
16. 50٪ من المواد الخام المستخدمة به تأتي من المنتجات الثانوية الصناعية المعاد تدويرها.
17. يمكن تصنيعها محليا.
ما هي عيوب الأقمشة الخرسانية؟
بالرغم من المزايا الكثيرة للأقمشة الخرسانية إلا أنه لا يمكن اغفال العيوب، لكنها عيوب طفيفة بالمقارنة بالمميزات.
وتتميز أبرز عيوبها فيما يلي:
- تجف بسرعة بسبب ارتفاع درجات الحرارة والظروف البيئية، لذلك يوصى دائما باستخدام الماء الزائد.
- إذا تم صب الماء على الأقمشة الخرسانية بضغط عالي قد يتسبب ذلك في غسل المادة الأسمنتية من الألياف.
- بعد عملية الترطيب تستغرق قطعة القماش الخرسانية من ساعة إلى 4 ساعات حتى تكون جاهزة للاستخدام.
- يؤثر المناخ الحار على وقت العمل.
- إذا لم تكن مادة الخرسانة مشبعة بالكامل، قد تنخفض قوة القماش الخرساني.
خلاصة القول:
تعد الأقمشة الخرسانية طفرة في مجال الهندسة المدنية وفى أعمال البناء بصفة عامة وبمقارنة مميزاتها بعيوبها فإن العيوب بسيطة جدا، وبشكل عام تحقق أعلى عوامل نجاح ممكنة.
المصادر:
تمت كتابة المقال بالاستعانة بالمراجع والمصادر الآتية:
شاهد أيضًا: