اغلق
قنب

يمكن استخدام القنب لصنع حديد التسليح بقوة الفولاذ

ألياف القنب

يمكن أن يسمح هذا الحديد الجديد للمباني بأن تدوم لفترة أطول وتلوث أقل

عندما انهار مبنى سكني مكون من 12 طابقًا فجأة في يونيو الماضي في Surfside ، فلوريدا ، كان أحد الأسباب مختبئًا بعمق داخل المبنى. داخل الأساسات الخرسانية ، كانت الجدران والأرضيات مادة بناء أساسية ولكنها محفوفة بالمخاطر: حديد التسليح. بعد الانهيار ، وجد المحققون أن هذه المادة أظهرت تآكلًا كبيرًا ، وهو ما يكفي لتسبب في انهيار المبنى الضخم.

تعتبر قضبان التسليح الفولاذية ، أو قضبان الربط ، مكونًا رئيسيًا في تشييد المباني مثل برج الشقة هذا ، وهي ضرورية لسلامتها الهيكلية. لكن حديد التسليح الفولاذي أيضًا عرضة للرطوبة التي يمكن أن تشق طريقها إلى الخرسانة ، مما يتسبب في تآكل غير مرئي إلى حد كبير يمكن أن يتسبب في انهيار الهياكل تقريبًا دون سابق إنذار.

القنب 1 حديد التسليح
[الصورة: Alex Tsamis / courtesy Rensselaer Polytechnic Institute]

يقدم فريق من الباحثين من معهد Rensselaer Polytechnic (RPI) بديلاً. بدلا من استخدام الفولاذ لتعزيز الخرسانة، لقد طوروا مادة تقوية مركبة مصنوعة من ألياف قنب قوية بشكل مدهش. يستخدم حديد التسليح القائم على القنب الألياف القوية لجذع القنب جنبًا إلى جنب مع الراتنج أو البلاستيك الحيوي لتشكيل قضبان يمكن أن تحل محل حديد التسليح بأمان في الإنشاءات الخرسانية.

حجم إمكانات هذه المادة كبير. حديد التسليح في كل مكان ، من الأرصفة إلى ناطحات السحاب. "إنها موجودة في كل مكان في جميع الهياكل الخرسانية. يقول دان والتشيك ، أستاذ الهندسة الميكانيكية في RPI: إنها مليئة بحديد التسليح. "وهذا يساوي ملايين ، إن لم يكن بلايين ، من مواد البناء كل عام."

قد يؤدي التخلص من الفولاذ في البناء الخرساني إلى القضاء على مخاطر التآكل التي تسببت في انهيار شقة فلوريدا. مع تآكل أقل ، يمكن أن تستمر الخرسانة في المباني والجسور لعقود أطول. يقول السيد Tsamis: "من خلال استبدال المواد المستخدمة في جسم ما بمركب ليفي بدلاً من الفولاذ ، يمكنك تقليل بصمة الكربون بشكل كبير في صناعة البناء ، حيث تقوم بإطالة عمر الهياكل".

حديد التسليح القنب
[الصورة: Alex Tsamis / courtesy Rensselaer Polytechnic Institute]

يتم تطوير حديد التسليح والآلات اللازمة لصنعه من قبل Tsamis و Walczyk ، جنبًا إلى جنب مع طالب الهندسة المعمارية دانيال كوهين وطالب الهندسة الميكانيكية شارماد جوشي. يشبه Tsamis هذه التقنية بالطباعة ثلاثية الأبعاد ، والتي تتطلب خيطًا وآلة لتشكيلها. خيوط حديد التسليح من القنب عبارة عن مزيج من ألياف القنب التي تم استخلاصها ولفها في لدن بالحرارة ثم يتم لفها في ملف يشبه الحبل. الآلة ، التي يبنيها الفريق كدليل على المفهوم ، هي جهاز بحجم السيارة يمتص المواد الملفوفة ويسخنها ويدمجها في قضبان صلبة. يوضح السيد تساميس أن الآلة مصممة للعمل في الموقع أثناء مشاريع البناء ، مما يجعل من الممكن تصنيع حديد التسليح من القنب حسب الحاجة. يمكن للقالب المكيّف بشكل خاص تشكيل حديد التسليح ليناسب احتياجات مشروع البناء ، وحتى ثنيه إلى أشكال معقدة يمكن لعمال البناء صنعها في الموقع.

للقراءة :  وجدت الدراسة أن مستخلص القنب يؤخر عملية الشيخوخة في النحل

قد يبدو الأمر خياليًا ، لكن صنع المواد ليس معقدًا بشكل خاص ، وفقًا لما قاله تساميس ، الذي قال إن المشروع بدأ أثناء الوباء ، عندما تم إغلاق مختبرات الجامعة. يقول تساميس: "كانت أولى التجارب التي مررنا بها مع الدمج في أفران المطبخ". "والأوتار الأولى ، صنعناها باليد. كنت أطلب من ابني أن يسحب الجانب الآخر من الحبل الذي كنت أصنعه على مكتبي. قطة تلميذي تمضغ الحبل بينما كان يصنع نسخته الخاصة. لذلك كانت البدايات متواضعة للغاية من حيث التكنولوجيا المتاحة. »

ومع ذلك ، لا تزال هناك بعض التحديات. وفقًا لـ Walczyk ، فإن الولايات المتحدة متخلفة عن البلدان الأخرى في إنتاج القنب الصناعي ، والذي تم تقنينه فقط في عام 2018. كما أن البلاستيك الحيوي جديد نسبيًا. يقول والتشيك: "هناك الكثير من عدم اليقين بشأن مصدر هذه المواد". "إذا كنا سنطور هذه التكنولوجيا في الأسبوعين المقبلين ، فليس لدينا بالضرورة سلسلة توريد المواد اللازمة لها. »

للقراءة :  مراجعة دراسات القنب في عام 2020

ولكن بمجرد توفر المادة ، يقول تساميس إنه لن يكون من الصعب جدًا على صناعة البناء استبدال حديد التسليح الصلب الخاص بها بالصنف القائم على القنب. "يعرف الناس بالفعل كيفية التعامل مع هذه المواد. يشرح السيد تساميس "جميع طرق البناء وجميع الخبرات متوفرة".

الباحثون أكد من المحتمل ألا يدخل حديد التسليح من القنب مبنىً لبضع سنوات ، لكنهم يجرون بالفعل محادثات مع العديد من شركات البناء الكبرى حول كيفية دمج المواد في مشاريع جديدة. يقول والتشيك إن التمويل الحكومي أو الفيدرالي سيساعد في تسريع تطوير التكنولوجيا ، ويقول تساميس إن الشراكة مع الصناعة ، مثل مصنعي الحبال ، يمكن أن تساعد في تحويل الإنتاج.

مع تغير المناخ الذي يدفع صناعة البناء للتعامل مع البصمة الكربونية العالية ، فإن تقليل استخدام المواد شديدة التلوث مثل الفولاذ سيصبح مهمًا بشكل متزايد. وفقًا لـ Tsamis ، فإن التطبيق الواسع لقماش حديد التسليح يجعله نوعًا من المواد الطبيعية التي يمكن أن تعتمدها الصناعة لتقليل تأثيرها الهائل. ويشرح قائلاً: "سيتطلب حجمًا كبيرًا من الإنتاج ، ونعتقد أنه سيجبر عناصر معينة من سلسلة التوريد على الوقوع في مكانها الصحيح".


العلامات: أسمنتالتكنولوجيا الحيويةبيئةبحث
weedmaster

المؤلف weedmaster

مذيع إعلامي ومدير اتصالات متخصص في الحشيش القانوني. هل تعلم ماذا يقولون؟ المعرفة قوة. افهم العلم وراء طب القنب ، مع مواكبة أحدث الأبحاث والعلاجات والمنتجات المتعلقة بالصحة. ابق على اطلاع على آخر الأخبار والأفكار حول التشريع والقوانين والحركات السياسية. اعثر على النصائح والحيل والأدلة الإرشادية من أكثر المزارعين خبرة على هذا الكوكب بالإضافة إلى أحدث الأبحاث والنتائج من المجتمع العلمي حول الصفات الطبية للقنب.