مدينة «العلوم والتقنية» تطور خرسانة رغوية باستخدام تقنية النانو

تمكن عدد من الباحثين بمدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية من تطوير الخواص الفيزيائية والميكانيكية للخرسانة الرغوية من خلال إضافة أنابيب نانوكربونية متناهية الصغر، يمكن استخدامها في خرسانة التسليح والخرسانة مسبقة الصنع. وتتميز الخرسانة الرغوية بخاصية عزل ذاتية تضاهي بجودتها مواد العزل التقليدية المكلفة مثل (البوليسترول, البوليريثان)، وغير قابلة للاحتراق وغير ضارة بالبيئة، ومادتها متينة لا تتحلل، وخفة وزنها مقارنة بكبر حجمها، وانخفاض التكلفة الإنشائية نسبياً لأي مشروع تدخل فيه.
كما تتميز هذه الخرسانة بسهولة فتح القنوات والمجاري لأسلاك الكهرباء والهاتف والأنابيب عبرها بدقة عالية حيث تبلغ دقة التسامح فيها +/- 1 ملم، وعدم حاجتها لإضافة قواعد وأساسات عميقة أو أعمدة وجسور خرسانية سميكة، بالإضافة إلى عدم حاجتها لاستعمال كميات كبيرة من مواد التلييس نسبةً لاستواء سطحها. ويستخدم هذا النوع من الخرسانة المطورة في تحسين وزيادة العزل الحراري للأسقف المستوية والمائلة، كما تُستخدم كمادة لملء وتثبيت الأنابيب الممددة في الأنفاق والخزانات والآبار والمناجم، بالإضافة إلى أنها تستخدم الأحجار المختلفة المصنوعة من هذه الخرسانة للجدران وواجهات الأبنية والأقبية والأرضيات، ولكنها أنسب للأسقف والأسطح لخفة وزنها، ويُستحسن أن يتم صب ألواح الخرسانة الرغوية بالموقع لزيادة ربط وتماسك هذه المادة الخرسانية. وتتكون الخرسانة الرغوية من الرمل عالي السيليكا الذي يتم طحنه على شكل مسحوق، ثم تُضاف له مادة الأسمنت وكمية من مسحوق الألمنيوم، ويتم خلطها بالماء حتى يصبح مزيجًا بعد ذلك يتم صبه في قوالب وتترك لمدة حتى تتفاعل مادة الألمنيوم مع الأسمنت فتتكون فقاعات هوائية داخل هذه الخلطة مما يساعد على زيادة حجمها وخفة وزنها، بعدها تتم إضافة أنابيب نانوكربونية إلى هذه الخلطة، ثم يتم تقطيع المزيج قبل أن يجف، ويوضع بعدها في أفران بخارية تحت ضغط عالي لمعالجته لنحصل بعدها على خرسانة رغوية ذات متانة واستقرار شكلي في منتهى المثالية تتمتع بأفضل المميزات الميكانيكية والفيزيائية للخلطات الخرسانية على الإطلاق بعد إضافة أنابيب النانوكربونية إليها.
وتتسم مباني الخرسانة الرغوية بخاصية امتصاص عالية نسبيًا للصوت، حيث تستغني عن متطلبات العزل الصوتي، كما أنه لا تنبعث عنها مواد سامة تؤثر سلبًا على البيئة أثناء أعمال البناء والصيانة، ولديها قابلية عالية للتحكم في تشكيلاتها الهندسية، حيث يمكن تطويعها لإنتاج أشكال مختلفة من الزوايا والأقواس الجميلة الشكل، ولا تحتاج كذلك إلى مواد تلييس كثيرة نسبة لنعومة مظهرها واستواء سطحها. كما تتسم مباني الخرسانة الرغوية بكونها تحمي من انتشار الحريق في المبنى، حيث أظهرت اختبارات تجريبية أن الخرسانة الرغوية ذات سمك 150 ملم يمكن أن تصمد أمام ألسنة النيران لمدة أربع ساعات تحت درجة حرارة تصل إلى 12000 درة مئوية.
وتتمثل الاختلافات بين الخرسانة الرغوية التقليدية والخرسانة الرغوية التي طورتها المدينة في أن الخرسانة الرغوية المطورة تستخدم مواد الكربون المتناهية الصغر التي تُضفي عليها سمة زيادة الضغط والكسر وتقليل التوصيل الحراري.