تقدم جديد في الأبحاث حول أداء الخرسانة المصنوعة من ألياف البازلت في درجات الحرارة العالية يساعد على تحسين سلامة المباني من الحرائق

في الآونة الأخيرة، تم تحقيق تقدم جديد في البحث حول الخصائص الميكانيكية لـ ألياف البازلتالخرسانة تحت تأثير درجات الحرارة العالية. أظهرت الدراسة أن دمج ألياف البازلتيمكن أن يؤدي تحسين مقاومة الخرسانة لدرجات الحرارة المرتفعة إلى تحسين كبير في قدرتها على تقديم حل جديد لسلامة المباني من الحرائق.

عند اندلاع حريق في مبنى، تُسبب درجات الحرارة المرتفعة أضرارًا داخلية للهيكل الخرساني، وتُقلل من قدرته على التحمل، وفي الحالات الشديدة، قد تُؤدي إلى انهياره بالكامل. وللتخفيف من أضرار الحريق على هيكل المبنى، من المهم للغاية دراسة أداء الخرسانة في درجات الحرارة العالية. وقد أصبحت ألياف البازلت محط اهتمام الباحثين نظرًا لمقاومتها الممتازة لدرجات الحرارة العالية.

حاليًا، تستكشف الدراسة بشكل أساسي أداء درجات الحرارة العالية ألياف البازلت الخرسانة من خلال معدل فقدان الكتلة، ومقاومة الضغط، ومقاومة الانحناء، ومؤشرات أخرى بعد درجات الحرارة المرتفعة. وقد توصلت الدراسة إلى:
1. معدل فقدان الكتلة: خلط ألياف البازلت يكون له تأثير صغير على فقدان كتلة الخرسانة، ولكن مع زيادة درجة الحرارة، يزداد معدل فقدان كتلة الخرسانة تدريجيًا ويصل إلى الحد الأقصى عند 800 درجة مئوية.
٢. قوة الضغط: تزداد قوة ضغط الخرسانة تدريجيًا مع ارتفاع درجة الحرارة، وتصل إلى ذروتها عند ٤٠٠ درجة مئوية. أقصى قوة ضغط هي جرعة ألياف البازلت ٢.٠ كجم/م³ أو جرعة حجمية ٠.٤٪.
3. قوة الانحناء: تقل قوة الانحناء تدريجيًا مع زيادة درجة الحرارة، ولكنها تصل إلى القيمة القصوى عندما تكون نسبة تشويب ألياف البازلت 2.0 كجم/م³.
4. خاصية مضادة للتشقق: خليط من ألياف البازلت يمكن أيضًا تحسين خاصية مكافحة التشقق للخرسانة بعد درجات الحرارة المرتفعة وتقليل ظاهرة الانفجار في درجات الحرارة المرتفعة.

وُجد أيضًا أن تأثير درجات الحرارة المرتفعة على الخواص الميكانيكية للخرسانة كان أكثر أهمية من تأثير مُضافات الألياف. ومع ذلك، تُركز الدراسة الحالية على قوة الانضغاط ومقاومة الانحناء، وهناك حاجة إلى مزيد من البحث في خصائص أخرى مستقبلًا. إضافةً إلى ذلك، تُعدّ بيئة الحريق مُعقدة ومتغيرة، لذا فإن تأثير درجة الحرارة وجرعة الألياف مُنفصلان نسبيًا، لذا ينبغي أن تُراعي الأبحاث المستقبلية زمن التسخين ومعدل التسخين وعوامل أخرى في إطار التأثير المُشترك لأداء الخرسانة.

وأشار الخبراء إلى أن أبحاث الخرسانة المصنوعة من ألياف البازلت لتحسين السلامة من الحرائق في الهياكل المبنية توفر أساسًا مهمًا للمستقبل ومن المتوقع أن تستخدم المباني الشاهقة والأنفاق وغيرها من المناطق عالية الخطورة للحرائق على نطاق واسع.