مواد البناء الحديث  

 

هناك العديد من الطرق الجديدة التي أحدثت ثورة في عالم بناء المنازل؛ لما تتمتع به من عدة مزايا، جعلتها تتربع على عرش تقنيات بناء المنازل المبتكرة بمعظم دول العالم، والتي صارت تكتشف كل يوماً طرقاً جديدة تستطيع أن تلفت بها أنظار العالم، لتؤكد أنها صاحبه الطرق المبتكرة في عالم الأبنية، ومن أبرز هذه الطرق  

 

1.الجدران الفلينية المدعمة بالإسمنت : 

 

والمعروف أن هذا النظام يعتبر نظام بناء متطور ومنتشر على نطاق واسع في كافة أنحاء العالم، وتم تصميم هذا النظام على استعمال مواد تجمع بين الخصائص الإنشائية والفيزيائية المطلوب توفرها في المنشآت، وذلك كبديل عن المواد التقليدية المستعملة، والمعروف عن هذا النظام أنه نظام إيطالي يسمى بنظام (نيديون)، ويعتمد هذا النظام على استعمال ألواح مصنوعة من مادة البوليسترين (الفلين)، كثافتها من 15 إلى 25 كجم في المتر المكعب محصورة بين طبقتين من الحديد بقوة شد 60 كلغ في الـ ملمتر المربع وتشكل منها الأجزاء الإنشائية للمبنى.

 

وأبرز مزايا هذا النظام، السرعة في بناء الطابق الواحد، إذ تستغرق الطريقة التقليدية لبناء 1000 متر مربع شهراً كاملاً لصب الأعمدة أي أن البناية ذات الـ 5 طوابق ستستغرق بالمتوسط 5 أشهر لبناء هيكلها بينما يمكن القيام بنفس العمل مع الألواح الثلاثية الأبعاد في مدة أقصاها 4 أشهر وهو ما يشكل 20% توفيراً للوقت، كما أن من الألواح والجدران والأسقف تضم في داخلها جميع التوصيلات من ماء وكهرباء ومجاري وتهوية وتركيب أثناء العمل وهو الأمر الذي يضاعف سرعة العمل 7 مرات مقارنة بالبناء التقليدي، والتركيب الجاف للألواح يحتاج إلى فريق من 3 أشخاص لتركيب 200 متر مربع يومياً من الألواح وفريق من 5 أشخاص لرش الاسمنت على الألواح مستخدمين أجهزة ضخ الاسمنت بواقع 200 مربع يومياً أيضاً (في الحوائط التي تحمل الوزن) و 350 متر مربع في الحوائط العادية وهي سرعة تفوق سرعة البناء العادي بمرات عديدة.

 

وبسبب خفة وزن الألواح فليس هناك حاجة إلى عمال أو معدات تحميل أو تفريغ أورافعات، كما أن الأسمنت المضغوط الذي يرش على الجدران بعد تركيبها يغني عن التحضيرات الأولية لتبييض الجدران، ويجعلها جاهزة إلى مرحلة التمهيد النهائية قبل الدهان، وخفة وزن ألواح السقف وسهولة تركيبها تغني عن وجود الرافعات الثقيلة لوضع الألواح في أماكنها كما أن سهولة تحريكها تجعل من السهولة إحداث أي تغيرات في السقف، وعن السلالم فهي ليست بحاجة إلى صب؛ فالألواح الخاصة بالسلالم توضع بجانب بعضها ويصب الأسمنت في أربع نقاط فقط كي تتماسك مع بعضها بشكل كامل، ووجود الشبكة الفولاذية في الجانبين يسهل تركيب أي شيء على الجدران مثل السيراميك والالواح الديكورية.

 

ويجعل هذا النظام المنزل مقاوم للزلازل، بسبب طول الحوائط المستعملة في البنايات، الذي يجعل جميع الحوائط تعمل بمثابة مقاطع عرضية في البناء وحاملة للثقل في نفس الوقت فإن ذلك يمنع وجود أي تمركز للشد في البناء ويكون أقوى ضغط شد ما يعادل 30 إلى 40 كيلوغرام للسنتيمتر المربع وهو حد يقل كثيراً عن المقاييس العالمية للمقاومة ضد الزلازل، فضلاً عن تماسك البناء بشكل كامل من خلال شبكة الحديد التي تغلفه بالإضافة إلى الأسمنت الذي يصب على كل البناء بشكل متناسق وتحت الضغط يجعل البناء غير ميال إلى تغير شكله بأي نحو وهي ميزة كبيرة تجعله مقاوماً للزلازل بشكل أكبر وأكثر فعالية، والبناء يكون بشكل كامل عازلاً للحرارة والبرودة والصوت دون الحاجة إلى استخدام أي مواد إضافية وهي مقاومة للرطوبة، والفلين المستخدم غير قابل للاشتعال في حال حدوث أي حريق في المبنى. 

 

2.طلاء رصد التصدعات في هيكل البناء : 

 

حيث استطاع فريق من جامعة ولاية نورث كارولينا وجامعة شرق فنلندا استخدام طلاء توصيلي، وطريقة عمل هذا كما أوضحوا بأنه في البداية يتم وضع أقطاب كهربائية في جميع أنحاء الطبقة الخارجية للمبنى، ثم يتم وضع طبقات الطلاء الموصل عليها، بعد ذلك، يتم تمرير تيار من خلال الأقطاب الكهربائية، ومن خلال استخدام خوارزمية معقدة، يمكن رصد أي تغيّر يتم على الجهد الكهربائي، وفي حال رصد التغير، سيعمل النظام على تحديد المكان المعطوب، واستطاع استخدام هذا الطلاء على المباني في أحداث ثورة هندسية، واتضحت فائدته تحديداً في المباني القديمة، أو المباني التي تقع في مناطق الزلازل.

 

3.حبل لمضاعفة ارتفاع ناطحات السحاب : 

 

أبرز المشكلات التي تواجه المهندسين عند بناء الأبنية الشاهقة الارتفاع هي معالجة تقنيات المصاعد، فعند الوصول إلى ارتفاع معين تصبح كمية الحبال الحديدية المستخدمة لرفع الأشخاص إلى الأعلى ثقيلة جداً، إلّا أن إحدى الشركات الفنلندية وجدت حلاً بديلاً لذلك، فقد قامت الشركة بتطوير حبل مصنوع من ألياف الكربون أخف وزناً من الحبال الحديدية بـ 90% ويمكنه دعم سحب المصاعد لارتفاعات تصل إلى ضعفي الحد الحالي، ويعرف هذا الاختراع باسم (UltraRope)، حيث يمكنه تحمل ثقل المصعد على ارتفاع يصل لكيلومتر، وهذا الاختراع أحدث مجال خدمة تغيراً فعلياً، كون عمره الافتراضي هو ضعفي عمر الحبل الحديدي التقليدي. 

 

4.الخيزران لصمود الحديد والخرسانات : 

 

يعتبر الخيزران من النباتات القليلة التكلفة والسريعة النمو، كما أنه يتمتع بقوة مدهشة، وهذا ما دفع فريق الباحثين التابعين لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لدراسة كيف يمكن الاستفادة من هذا النبات لاستخدامه في البناء، حيث أجروا دراسة تهدف لمعرفة سبب صلابة هيكل الخيزران، وتبين بالنتيجة أن المواد عند حواف قضيب الخيزران أكثر كثافة وأقوى من المواد الموجودة في وسطه، ولهذا اقترحوا أن يتم استخدام الخيزران لصناعة مواد البناء الثانوية، مثل رقائق الخشب، والتي من شأنها أن تجعل المنازل والمباني أقوى، وأرخص، وأقل تأثيراً على البيئية. 

 

5.طوب لعبة الليغو (LEGO) : 

 

استخدام تقنية الليغو (تركيب المكعبات) في البناء قد يكون الحل الأمثل للهندسة المعمارية الجاهزة، كون هذه التقنية تسهل من ترابط المواد مع بعضها بسرعة، كما انها لا تترك مجالاً لوجود الفقاعات الهوائية التي تسمح بدخول المياه بين أحجار البناء، مما يجعل البناء أكثر تماسكاً وصلابة، هذا السبب دعا شركة تدعى (Kite Bricks) لتطبيق مبدأ الليغو كأساس لمواد البناء، حيث قامت باختراع طوب أسمنتي مصبوب يترابط مع بعضه بطبقة لاصقة، ويتم بعدها ملئ الثقوب بالحديد المسلح لتعزيز هيكل البناء، وما تزال الشركة تعمل على الانتهاء من زيادة فعالية المواد حتى تستطيع البدء بإنتاج هذا الطوب في أقرب وقت ممكن. 

 

 6.مواد بناء تتحدى الكوارث : 

 

وكان عالم الفلك لوط بوناطيرو قد اعلن عن اختراعه نمط بناء جديد قادر على التصدي للزلازل، من خلال مواد بناء قادرة على امتصاص الصدمات التي تتسبب فيها مختلف الكوارث الطبيعية، مثل الزلازل والفيضانات والحرائق وكل ما يهدد المباني السكنية والمرافق العمومية.

 

مصرحاً أن هذه البنايات  تعتمد على طريقة جديدة في تشييدها، فبعد أن نقوم ببناء جدارين لكل حائط، نضع عازل بلاستكي بينهما، بهدف الحفاظ أولاً على درجة الحرارة الداخلية، ما يجنبنا الإفراط في استعمال الطاقة  وتم إدخال عنصر الثقل، فالأشكال الدائرية والمتوازية تساعد على توزيع الكتلة، فمهما كانت قوة الزلزال فإن شكل البناء يُعطّل من مفعوله أضراره، وكذلك تم اقتراح بنايات على شكل طائرات تجعل الماء يدور حولها دون أن يحدث أي ضرر، وتم إضافة عمود حديدي يمتد من فوق البناية إلى قاعدتها للحماية من خواطر الصاعقة