طلاب معهد طيبة العالي للهندسة يبتكرون مادة بناء ذكية تعالج شروخها وتدعم الاستدامة

قدم طلاب معهد طيبة العالي للهندسة مشروع تخرج مبتكرًا بعنوان «خرسانة إل إتش إس إي» (LHSE Concrete)، يستهدف تطوير نظام خرساني ذكي متعدد الوظائف يجمع بين خفة الوزن وارتفاع المقاومة والقدرة على المعالجة الذاتية للشروخ، إلى جانب تعزيز الاستدامة البيئية، في محاولة لتقديم مادة بناء أكثر كفاءة وقدرة على مواجهة التحديات التي يشهدها قطاع التشييد.

البيرلايت لتقليل الوزن وتحسين كفاءة الخرسانة

اعتمد المشروع على منهجية علمية بدأت بتصميم خلطات منفصلة لاختبار كل خاصية مستهدفة، ثم دمجها تدريجيًا للوصول إلى خلطة نهائية تحقق التوازن بين الخصائص المختلفة.

واستخدم فريق المشروع البيرلايت بهدف خفض الوزن الذاتي للخرسانة، بما يسهم في تقليل الأحمال الواقعة على العناصر والمنشآت الخرسانية، مع الحفاظ على مستوى مناسب من الأداء الإنشائي.

بكتيريا تساعد الخرسانة على معالجة الشروخ

ومن أبرز عناصر الابتكار في المشروع الاعتماد على نظام حيوي قائم على بكتيريا مكوِّنة للأبواغ، جرى إعدادها داخل معامل كلية العلوم بجامعة القاهرة، ثم تحميلها على حامل حيوي يعمل على حمايتها داخل البيئة الخرسانية.

وعند حدوث شروخ ووصول المياه إليها، تنشط البكتيريا وتساهم في تكوين كربونات الكالسيوم، التي تعمل على المساعدة في غلق الشروخ وتحسين متانة الخرسانة، بما يفتح المجال أمام تطوير مواد بناء قادرة على تقليل آثار التلف بصورة ذاتية.

حلول مبتكرة لدعم الاستدامة البيئية

ولتعزيز الجانب البيئي، أضاف الفريق أكسيد المغنيسيوم التفاعلي وهيدروكسيد الكالسيوم إلى الخلطة، بهدف تعزيز قدرة الخرسانة على التفاعل مع ثاني أكسيد الكربون، بما يدعم توجه المشروع نحو تقليل الأثر البيئي لمواد البناء وتحقيق قدر أكبر من الاستدامة في قطاع التشييد.

اختبارات لقياس قوة وكفاءة الخلطة

وشمل البرنامج التجريبي مجموعة من الاختبارات لقياس أداء الخرسانة، من بينها اختبارات مقاومة الضغط والشد والكثافة، إلى جانب تقييم قدرة الخلطة على المعالجة الذاتية للشروخ واختبار الكربنة.

وأظهرت النتائج نجاح الخلطة النهائية في تحقيق توازن بين الأداء الإنشائي وخفة الوزن والقدرة على المعالجة الذاتية ودعم الاستدامة البيئية، مع تسجيل تحسن واضح مقارنة بالخلطات والمحاولات الأولية.

نحو مواد بناء أكثر ذكاءً واستدامة

ويمثل مشروع «خرسانة إل إتش إس إي» خطوة بحثية نحو تطوير مواد بناء ذكية ومتعددة الوظائف، يمكن أن تسهم مستقبلًا في إطالة العمر الافتراضي للمنشآت، وتقليل احتياجات الصيانة، والحد من تكاليف الإصلاح، إلى جانب خفض الأثر البيئي لقطاع التشييد.

فريق المشروع والإشراف

تولى محمد حسن عزت تأسيس فكرة المشروع وقيادة الفريق، وشارك في التنفيذ كل من محمد مبروك ثابت سعيد، حذيفة محمد عمر، محمد سامي محمد قنصوة، وأسامة مدحت إبراهيم.

وأشرفت على المشروع د. نيفين عزت، دكتور مادة اختبار وخواص المواد، فيما تولت أ.د. راندا حسن، عميد معهد طيبة العالي للهندسة، الإشراف العام.