مهندس الواقع مهندس الواقع
recent

آخر الأخبار

recent
جاري التحميل ...

خمس مواد مبتكرة يمكن أن تغير عالم البناء

خمس مواد مبتكرة يمكن أن تغير عالم البناء

خمس مواد مبتكرة يمكن أن تغير عالم البناء

العديد من مواد البناء الأكثر استخدامًا اليوم لها قيود ، خاصة فيما يتعلق بتأثيرها على البيئة. واستجابة لذلك ، طور المهندسون المبتكرون حول العالم مواد بناء جديدة يمكن أن توفر بديلاً.

ما هي أكثر المواد المستخدمة على نطاق واسع حول العالم؟ إنه يحيط بك ليلًا ونهارًا - عندما تعمل ، وعندما تكون مستمتعًا ، وعندما تنام.

الجواب هو الاسمنت.


يستخدم الأسمنت ، إلى جانب مواد البناء الشائعة الأخرى مثل الطوب والخشب والفولاذ والزجاج ، في جميع أنحاء العالم تقريبًا في البناء. أصبحت مواد البناء الشهيرة هذه موجودة في كل مكان إلى حد كبير بفضل تنوعها وتكلفة منخفضة وعملية. ومع ذلك ، لديهم حدودهم.

على سبيل المثال ، يبلغ الإنتاج العالمي للأسمنت حوالي 5 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الإنسان كل عام ، وفقًا لدراسة عام 2017. يُلقى باللوم أيضًا على إنتاج الطوب لمجموعة من العلل - بما في ذلك تدهور التربة من مصادر المواد الخام. وبالطبع الحروق الخشبية والصدأ والفواصل الزجاجية.

استجابة لهذه العيوب ، يقترح المهندسون والعلماء والشركات المتطوره مواد بديلة ، يقولون أنها يمكن أن تساعد في تحسين مواد البناء الأساسية الموجودة لدينا. هنا ننظر إلى خمسة من أكثرها إثارة للاهتمام.



1. البلاستيك الحيوي المطبوع 3D :


تعتبر النفايات مشكلة رئيسية في صناعة البناء. تضع دراسات مختلفة كمية مواد البناء التي ينتهي بها المطاف في القفز في أي مكان بين 20 في المائة و 30 في المائة - مما يمثل تكلفة بيئية واقتصادية هائلة.

هذا هو المكان الذي تعتقد فيه شركة Aectual الهولندية أن الإنشاءات البلاستيكية الحيوية يمكن أن تحدث فرقًا حقيقيًا. تستخدم الشركة طابعات ثلاثية الأبعاد كبيرة لبناء تصميمات معقدة ومتطورة ، من الأرضيات إلى الواجهات والسلالم وحتى المباني بالكامل. إلى جانب استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لبناء المباني ، فإن استخدام البلاستيك الحيوي هو مبتكر بشكل خاص من حيث الاستدامة وتقليل النفايات.

تقول الشركة أن المواد البلاستيكية الحيوية التي تستخدمها طابعاتها ثلاثية الأبعاد مصنوعة من بوليمرات نباتية متجددة بنسبة 100 في المائة ، ويمكنها أيضًا نشر مواد بلاستيكية معاد تدويرها (يجب ملاحظة أن إنتاج البلاستيك الحيوي لا يزال يتطلب إنتاجًا واسع النطاق للنباتات مثل الذرة) . ما هو أكثر من ذلك ، إذا ارتكبت الطابعة خطأ ، يمكن ببساطة تمزيق البلاستيك وإعادته إلى المزيج ، مما يؤدي إلى إنشاء مشاريع بدون نفايات على الإطلاق - من الناحية النظرية على الأقل.

أقرأ أيضاً

2. أسمنت "قابل للبرمجة"


عندما يتم خلط الإسمنت (الركام المصنوع من مواد مختلفة) بالماء والرمل والحجر ويترك ليجف ، فإنه يشكل الخرسانة - أساس الغالبية العظمى من المباني الحديثة. لكن الخرسانة مسامية ، تسمح بمرور الماء والمواد الكيميائية. هذا يحلل الخرسانة نفسها ويمكن أن يؤدي إلى الصدأ في أي دعامات فولاذية مغلفة بداخلها. المشكلة هي أنه على المستوى الجزيئي ، تتشكل جزيئات الخرسانة بشكل عشوائي ، مما يسمح بمساحة للسائل والمركبات الأخرى بالمرور.

اكتشف العلماء في جامعة رايس ، تكساس ، طريقة "برمجة" البنية الجزيئية للخرسانة كما تحددها ، مما يعني أنه يمكن للبنائين "إخبار" الأسمنت بالتشكيل في مكعبات أو كرات أو هياكل على شكل الماس أكثر إحكامًا ، على سبيل المثال. اكتشف الفريق أنه من خلال إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي ذات الشحنة السلبية والإيجابية (المركبات التي تقلل التوتر السطحي) إلى خليط الأسمنت ، يمكنهم التحكم في الشكل الذي تأخذه جزيئات الأسمنت كمجموعة الأسمنت.

من الناحية العملية ، هذا يعني أن الخرسانة قد تصبح أصعب ، وأقل مسامية ، وأقوى بكثير. علاوة على ذلك ، يقترح العلماء أن هذا يعني أنه ستكون هناك حاجة إلى كميات خرسانيه أقل لتشكيل هياكل قوية.



3. الهيدروكيمياء:

تخيل يوم صيفي حار في مكتب مزدحم. الحل: قم بتشغيل مكيف الهواء. تساهم أنظمة تكييف الهواء بشكل خاص في فواتير الطاقة في المناخات الأكثر دفئًا. لذا ، ماذا لو كان يمكن تصميم المباني باستخدام المواد التي تدير درجات الحرارة هذه بدلاً من ذلك؟

كان هذا هو هدف مشروع حديث في مدرسة IAAC للهندسة المعمارية في برشلونة. طور الباحثون مادة نموذجية - منتج يسمونه هيدروكيراميك - تعمل على تبريد المباني بشكل سلبي ويمكن أن تقلل من درجة الحرارة الداخلية بما يصل إلى 5 درجات مئوية مقارنة بالمستوى الخارجي.

بشكل أساسي ، تعد المادة نوعًا من الواجهة المصنوعة من الألواح الخزفية المشبعة بالهيدروجيل ، وهو بوليمر غير قابل للذوبان يمكنه امتصاص ما يصل إلى 500 مرة من وزنه في الماء. عند تطبيقه على المباني ، فإن هذا ينطوي على إمكانيات مثيرة للاهتمام. نظرًا لأن الهيدروجيل مدمج في الواجهة الخزفية للمبنى ، فإنه قادر على امتصاص الرطوبة من الهواء. خلال الأيام الحارة ، يبدأ الماء المحتجز في البوليمر بالتبخر ، مما له تأثير تبريد على المبنى - تصفه اللجنة الاستشارية المستقلة للمراجعة بأنه المبنى "يتنفس" من خلال التبخر والعرق. يقترح الباحثون أن المباني المكسوة بهذه المادة ستكون أكثر برودة من 5 درجات مئوية إلى 6 درجات مئوية عن درجة الحرارة الخارجية ويمكن أن تقلل من فواتير تكييف الهواء بنسبة 28 في المائة.

أقرأ أيضاً

4. الطوب الحيوي:

يتم تصنيع تريليونات الطوب كل عام ، ويتم تسخين الغالبية إلى درجات حرارة عالية جدًا في الأفران كجزء من العملية - وكلها تتطلب كميات كبيرة من الطاقة. وهذا هو المكان الذي يأمل فيه بيوماسون للأعمال في نورث كارولينا في إحداث فرق.


اكتشفت الشركة الناشئة طريقة لزراعة الطوب الخرساني في درجات الحرارة المحيطة - مما يلغي الحاجة إلى إطلاقها. مستوحاة من تكوين المرجان - مادة طبيعية لكنها صلبة - ابتكرت الشركة طريقة "لزراعة" الطوب الأسمنتي. تضع الشركة الرمل في قوالب مستطيلة ثم تقوم بحقن البكتيريا التي تلتف حول حبيبات الرمل. ثم يقومون بعد ذلك "بتغذية" هذا المزيج بالمياه الغنية بالمغذيات على مدار بضعة أيام.

والنتيجة هي بلورات كربونات الكالسيوم التي "تنمو" حول كل حبة رمل وتشكل مادة صلبة تشبه الحجر في غضون أيام قليلة. تقول BioMASON أن منتجاتها متساوية مع الطوب القياسي ، ولكنها تتطلب طاقة أقل بكثير لإنشاء ، مما يعني أنها أكثر صداقة للبيئة.

أقرأ أيضاً 

5. الألواح:

غالبًا ما يقتصر تنوع المواد المستخدمة في الأسقف والأرضيات والكسوة على الطوب أو الصفائح المعدنية أو الخرسانة أو الجص المطلي. ALUSION ، وهو منتج لشركة Cymat Technologies الكندية ، يهدف إلى تزويد المهندسين المعماريين والمصممين بشيء أكثر.

يُزعم أن المواد متعددة الاستخدامات بشكل فريد ، ومناسبة لتغطية المباني والأبواب والأرضيات والمزيد. اكتشفت الأعمال التي يوجد مقرها في تورونتو طريقة لحقن الهواء في الألمنيوم المصهور الذي يشكل فقاعات بفضل تشتت جزيئات السيراميك في المزيج - لا يختلف عن كيفية تشكل فقاعات الهواء في لوح الشوكولاتة.

إلى جانب صنع مواد تصميم مذهلة ، تقدم ALUSION مزايا تقليل الضوضاء ، وهي قابلة لإعادة التدوير بنسبة 100 بالمائة وهي قوية وغير قابلة للاحتراق.

في حين أنه من المؤكد أن العديد من مواد البناء الرائدة اليوم سيستمر استخدامها لعقود - إن لم يكن قرونًا - في المستقبل ، إلا أن تطوير البدائل واعد بالتأكيد.


إذا لم يكن هناك شيء آخر ، فإن الوصول إلى مجموعة أكبر من المواد المستخدمه سيضمن بناء قطاع البناء على أسس صلبة.


▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬
▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬
تابع قناه مهندس الواقع علي اليوتيوب لمزيد من المحتوي الحصري القوي
ولا تنسوا الإنضمام لنا علي جروب مهندس الواقع علي تليجرام
ولا تنسونا من صالح دعائكم
رجـــــــــــاء : رجاءا من كل الإخوة والأخوات الكرام الذين استفادوا من هذه المعلومات وبقليل من الجهد ترك تعليق أو مشاركة الموضوع عبر وسائل التواصل بالأسفل ولكم جزيل الشكر على ذلك.

عن الكاتب

Seddiq Mahmoud

التعليقات


اتصل بنا

إذا أعجبك محتوى مدونتنا نتمنى البقاء على تواصل دائم ، فقط قم بإدخال بريدك الإلكتروني للإشتراك في بريد المدونة السريع ليصلك جديد المدونة أولاً بأول ، كما يمكنك إرسال رساله بالضغط على الزر المجاور ...

جميع الحقوق محفوظة

مهندس الواقع