Published in: الهندسة المدنية

 الخرسانة المُسلّحة بالألياف

Author م. مناس مراد

Published on: 23 أكتوبر، 2023

م. مناس مراد

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

ما هي الخرسانة المُسلّحة بالألياف؟

يُرمز لها (FRC)، وهي خرسانةٌ تحتوي على مادةٍ ليفيةٍ تزيد من سلامتها الهيكلية، وتتكون من خليطٍ من الأسمنت أو الخرسانة، وأليافٍ مناسبة منفصلة، ومشتتة، ومتقطعة بشكلٍ موحد، وموجهةٍ بشكلٍ عشوائي حيث تتميز الخرسانة المسلحة بالألياف بأنواعها، ومزاياها، وخصائصها المختلفة. ولا تُعتبر الشبكات المستمرة والأسلاك أو القضبان الطويلة أليافًا منفصلة، وتتغير طبيعة الخرسانة المسلحة بالألياف مع اختلاف الخرسانة، ومواد الألياف، والأشكال الهندسية، والتوزيع، والتوجه، والكثافات.

ما هي مميزات استخدام الخرسانة المسلحة بالألياف؟

1- الوقاية المبكرة من التشقُّقات

 تساعد الألياف في التحكُّم في تشقُّقات الانكماش، حيث تمنع أو تُقلّل منها عندما يتغير مستوى الرطوبة الناتج عن تبخر الماء من الخليط الخرساني.

2- المتانة والقوة

تؤدي إضافة الألياف إلى زيادة متانة الخرسانة، ويمكن أن تساعد في تقليل التآكل، ولها مستوى أعلى من قوة الشدّ بالمقارنة مع الخرسانة غير المسلحة.

3- تحسين الليونة

من غير المرجح أن تتضرر الخرسانة المسلحة بالألياف بسبب إجهاد الشدّ العالي، ويمكن أن تزيد من مقدار الوزن الذي يستطيع الهيكل حمله، حيث تُقلّل الألياف من كمية الفولاذ اللازمة مما يؤدي إلى خفض التكلفة الإجمالية للمشروع. ^[1]

ما هي عيوب الخرسانة المسلحة بالألياف؟

1- الخرسانة يجب أن تكون مختلطةً بعناية

يجب أن تكون الألياف المُستخدمة موزعةً بدقةٍ وبشكلٍ موحدٍ في جميع أنحاء الخلطة الخرسانية، ويمكن أن يكون هامش الخطأ في الخلط مرتفعًا إذا تمَّ إجراؤه بشكلٍ غير صحيح.

2- تجمُّع الألياف

وهو ما يمكن مراقبته، وهناك دائمًا احتمال توجيه الألياف بطريقةٍ تؤدي إلى عدم تناسقٍ في التجميع. 

3- التكلفة

بالمقارنة مع الخرسانة غير المسلحة، فإن الخرسانة المسلحة بالألياف أكثر تكلفةً، حيث تجدر الإشارة إلى أن معظم الخرسانة يتمُّ تسليحها بطريقة ما.

4- الوزن

إن إضافة الألياف إلى الخرسانة يجعلها أثقل من الخرسانة العادية، مما يضيف وزنًا إلى الهيكل العام، مما يجعل المهندس يحتاج إلى التخطيط لهذا الوزن للحفاظ على السلامة الهيكلية. ^[1]

ما هي تطبيقات هذه الخرسانة؟

1- الجدران، والأرضيات، والسدود.

2- مدارج الطائرات، والأنفاق، والجسور.

3- الطرق، والأرصفة.

4- الأنابيب الخرسانية.

5- أرضيات المستودعات.

6- غرف التفتيش. ^[3]

ما هي العوامل المؤثرة على خواص الخرسانة المسلحة بالألياف؟

1- حجم الألياف

تعتمد قوة الخرسانة على كمية الألياف المستخدمة فيه، فمن المحتمل أن يؤدي استخدام نسبة أعلى من الألياف إلى فصل وقسوة الخرسانة والملاط.

2- نسبة العرض إلى الارتفاع للألياف

هناك عاملٌ مهمٌّ آخر يؤثر على خصائص وسلوك الخرسانة، وهو نسبة العرض إلى الارتفاع للألياف.

3- توجيه الألياف

في التسليح التقليدي، يتمُّ توجيه القضبان في الاتجاه المطلوب، بينما يتمُّ توجيه الألياف بشكلٍ عشوائي لمعرفة أثر التوزيع العشوائي للألياف، وقد تمَّ اختبار عينات المونة المدعمة بالألياف، ولوحظ أن الألياف المتوازية مع الحمل المُطبق توفر قوة شدّ وصلابةً أكبر من الألياف الموزعة عشوائيًا أو المتعامد.

4- دمك الخرسانة وقابلية تشغيلها

التوزيع غير الموحد للألياف ودمج الألياف الفولاذية يُقلّل من قابلية التشغيل إلى حدٍّ كبير حيث يتمُّ تحسين قابلية التشغيل، ومستوى الضغط للخلطة من خلال زيادة نسبة الماء إلى الأسمنت أو عن طريق استخدام بعض أنواع مضافات تقليل الماء.

5- حجم الركام الخشن

يجب أن يقتصر الحدّ الأقصى لحجم الركام الخشن على 10 مم، لتجنُّب الانخفاض في قوة الخلطة، ويتحكم الاحتكاك بين الألياف والركام في اتجاه الألياف وتوزيعها، وبالتالي في خصائص الخليط، ويمكن للمضافات التي تُقلّل الاحتكاك، والتي تعمل على تحسين تماسك المزيج أن تحسّن المزيج بشكلٍ كبير.

6- الخلط

يحتاج خلط الخرسانة المسلحة بالألياف إلى ظروفٍ دقيقة لتجنُّب تكوير الألياف والانفصال، والزيادة في نسبة العرض إلى الارتفاع، وحجم، وكمية الركام الخشن تزيد من الصعوبات والميل للتكور، ومن المهمّ أن يتمّ توزيع الألياف بشكلٍ موحد في جميع أنحاء المزيج، ويتمُّ ذلك عن طريق إضافة الألياف قبل الماء. عند الخلط في خلاط المختبر، فإن إدخال الألياف من خلال سلة شبكية سلكية سيساعد على توزيع الألياف بالتساوي. ^[4]

المتانة والجمال للخرسانة المسلحة بالألياف يمكن أن تضيف فوائد للمشروع، وقد بدأت الخرسانة المسلحة بالألياف باكتساب اهتمامٍ متزايدٍ بين مجتمع الخرسانة لتقليل تكاليف العمالة، وتُعتبر مسائل الجودة ذات أهميةٍ قصوى للبناء والخرسانة المسلحة بالألياف تلبي هذه المتطلبات أيضًا.

إن اختيار الحل المقوّى بالألياف لا يوفر التكاليف فحسب، بل يوفر الوقت حيث تتمّ إضافة الألياف إلى المزيج خارج الموقع، ويتمّ تسليمها جاهزةً للاستخدام مما يسمح بوضعها بشكلٍ أسرع، وتقليل، وقت الإعداد، والتعامل، كما يتمُّ تزويد الخرسانة بالعدد الدقيق من الألياف المطلوبة. ^{[2] [5]}