باحثة فى هندسة المصرية الروسية تبتكر بديلاً لحديد التسليح أقل فى التكلفة ويصنع محلياً

أكد الدكتور شريف فخرى محمد عبدالنبى، رئيس الجامعة المصرية الروسية، أن البحث العلمى فى الجامعة يشكل عنصراً مهماً فى رؤية ورسالة الجامعة، مشيراً إلى أنه يتم الربط بين أهداف التنمية المستدامة والخطط والأولويات البحثية لكليات الجامعة، كما أن الجامعة تولى إهتماماً كبيراً بإجراء الأبحاث العلمية والتطبيقية التى ترتبط بمشكلات المجتمع، والتغيرات البيئية، وبرامج التنمية القومية.

وفى هذا الإطار إستطاعت الباحثة الدكتورة ميرهان وليم عدلى، المدرس فى قسم هندسة التشييد بكلية الهندسة فى الجامعة المصرية الروسية، إستخدام الألياف المقواة بالبوليمرات المصنعة محليا كتسليح رئيسى بدلاً من حديد التسليح للحد من مشكلات صدأ الحديد والتكلفة العالية، وذلك من خلال إستخدام الألياف الزجاجية وتصميم خلطة خرسانية خفيفة الوزن تقلل من التكلفة الإجمالية للمنشآت الخرسانية وتزيد من مقاومتها.

ويأتى هذا البحث تحت إشراف الدكتور علاء جمال شريف، أستاذ الخرسانة المسلحة بكلية هندسة المطرية فى جامعه حلوان، والدكتور نصر زينهم حسن، أستاذ الخرسانة المسلحة بكلية هندسة المطرية بجامعه حلوان، والدكتور محمد صابر السيد، المدرس بكلية الهندسة بالجامعة المصرية الروسية.

وأفادت المدرس فى قسم هندسة التشييد، أن الرسالة التى تمت مناقشتها تحت عنوان “سلوك البلاطات الخرسانية المصمتة خفيفة الوزن والمسلحة بإستخدام أسياخ الألياف المقواة بالبوليمرات”، تناقش مشكلة صدأ حديد التسليح داخل الخرسانة فى المنشآت المعرضة بصفة مستمرة لعوامل الرطوبة مثل الكبارى وبلاطات الأسطح وخزانات المياه، والتى تعتبر من المشكلات الشائعة، إضافة إلى الوزن الكبير للمنشأ الخرسانى؛ لهذه الأسباب كلها تمت عدة محاولات للتغلب على هذه المشكلات أبرزها إستبدال حديد التسليح بمادة أخرى مقاومة للصدأ، وتم إختيار الألياف الزجاجية لأنها اقتصادية، وخصوصاً إذا تم تصنيعها محلياً وبكميات كبيرة، وإستخدام خلطة خرسانية جديدة لإنتاج خرسانة خفيفة الوزن؛ لتقليل وزن المنشأ وبالتالى التكلفة الإجمالية له.

وأشارت ميرهان، إلى أنه تم إجراء الإختبارات المعملية الخاصة بالرسالة فى معامل الخرسانة بكلية الهندسة بالمطرية جامعة حلوان، وتم عمل العديد من الخلطات التجريبية للخرسانة إلى أن تم إنتاج خلطة خرسانية تقل كثافتها حوالى 20% عن كثافة الخرسانة العادية، موضحة أن الدراسة انقسمت الى جزأين الجزء المعملى، وتم تجهيز وصب عدد أثنتى عشرة بلاطة مصمتة من الخرسانة خفيفة الوزن مختلفة العوامل فى المعمل مثل الأبعاد ونوع التسليح المستخدم، والجزء النظرى، تم إستخدام برنامج العناصر المحددة “ANSYS 15.0” لعمل نماذج عديدة للبلاطات المصمتة من الخرسانة المسلحة خفيفة الوزن، وذلك لدراسة تاثير العوامل المختلفة عليها وتم ذلك من خلال نمذجة ست وستين عينة من البلاطات مع تعريضها لعوامل مختلفة منها أبعاد البلاطة وطريقة التحميل، ومن خلال هذا البحث تم عرض وتحليل شامل للنتائج العملية للعينات المختبرة ودراسة طبيعة الإنهيار وشكل الشروخ.

ولفتت المدرس فى قسم التشييد بكلية الهندسة، إلى أن هذه الدراسة أظهرت أن الخرسانة خفيفة الوزن يمكن تصميمها لتلبى معايير مقاومة الإنضغاط لسلوك الحمل للخرسانة والحل المناسب فى البناء، إلى جانب ذلك تم تحديد الخرسانة خفيفة الوزن كمواد مناسبة لتحل محل الخرسانة العادية، فى الوقت نفسه يمكن تصميم كثافة الخرسانة خفيفة الوزن والتحكم فيها وفقًا لنسبة الخليط المستخدم، بالإضافة إلى أن الألياف الزجاجية تمتلك مقاومة شد عالية “1350 ميجا باسكال”، والتى تعادل حوالى ثلاثة أضعاف مقاومة حديد التسليح “520 ميجا باسكال”.

وأضافت ميرهان، بأنه تمت التوصية بإجراء المزيد من الأبحاث؛ لدراسة تأثير التعرض للحريق على البلاطات المصمتة والمسلحة بالألياف الزجاجة، وإضافة الألياف فى تصميم الخلطة الخرسانية؛ لتعزيز الترابط بين التسليح والخرسانة، وتطبيق هذا البحث على هياكل الجسور؛ لتقليل تكاليف البناء والإصلاح مع إنخفاض وزن الهيكل الخرسانى.