الخرسانة الشفافة هي عبارة عن خرسانة صلبة تسمح بمرور الضوء من خلالها وتعرف أيضاً باسم الخرسانة الناقلة للضوء.

بشكل عام تُعد المنازل مطلباً أساسياً ولكن في العصر الحديث أصبح الناس يحتاجون أيضاً إلى المناظر الجمالية المزخرفة لمنازلهم

لذلك، تعد الخرسانة الشفافة هي أفضل مثال على البناء الزخرفي، كما أنها يمكن أن تكون في الليل عنصراً تزيينياً رائعاً.

يُمكن القول أن الخرسانة الشفافة تُعد مشابهة للخرسانة العادية نظراً لتشابه قوة كل منهما، لكن الاختلاف الرئيسي هو أن الخرسانة الشفافة ذات تكلفة أكبر مقارنة بالخرسانة العادية وهذا ما يعتبر من أحد عيوبها.

سنقوم بمناقشة المزيد من التفاصيل عن الخرسانة الشفافة في هذا المقال

مقدمة عن الخرسانة الشفافة

الخرسانة الشفافة هي مادة بناء ذكية تسمح بمرور الضوء خلالها من جانب إلى آخر، حيث يتم استبدال كمية من محتوى الركام الخشن للخرسانة إما بمواد تنقل الضوء أو بألياف بصرية.

يتم استخدام كمية كبيرة من الركام الناعم أو مواد أخرى ذات تركيب دقيق في الخرسانة الشفافة وتُستخدم لتوفير منظر جمالي أفضل للمبنى أو لأغراض معمارية أخرى

وتُعرف أيضاً باسم LiTraCon ولها خواص هامة أهمها خاصية الوزن، فهي تعتبر خفيفة الوزن مقارنة بالخرسانة العادية، وتقوم أيضاً بنقل المزيد من الضوء مقارنة بالخرسانة العادية.

تتوفر هذه الخرسانة على شكل كتل وألواح بناء مسبقة الصنع وتستخدم في الأرضيات والأرصفة والسقالات والجدران الحاملة والجدران الفاصلة وغيرها من الأغراض المعمارية.

أما الغرض الرئيسي من الخرسانة الشفافة فهو يمثل الاستخدام الأقصى لأشعة الشمس والعمل على تقليل استهلاك الطاقة الكهربائية واستخدام الألياف الضوئية لاستشعار إجهاد الهيكل.

نبذة تاريخية عن الخرسانة الشفافة

تم التوصل إلى اختراع الخرسانة الشفافة لأول مرة في عام 1935 ببراءة اختراع كندية، وقد تطورت بعدها الألياف الضوئية والمواد الأخرى.

ولكن بعد مرور الزمن وفي عام 2001 تحديداً تم الوصول إلى فكرة الخرسانة الشفافة بشكلها الحالي من قبل المهندس المعماري الهنغاري آرون لوسونزي

والذي قام في عام 2004 بإنشاء الشركة الألمانية المسماة LiTraCon والتي بدأت في إنتاج الخرسانة الشفافة تجارياً.

المواد التي تدخل في تركيب الخرسانة الشفافة

تتكون هذه الخرسانة من عدد من المواد الشائعة وهي:

الاسمنت

يعد الاسمنت مادة شائعة ومن أهم المواد التي تدخل في تركيب أي خرسانة، كما يعد الاسمنت مادة رابطة تستخدم للحصول على ربط أفضل بين مجموعة من مواد البناء.

في الخرسانة الشفافة، تكون الألياف الضوئية مسؤولة فقط عن نقل الضوء خلال الخرسانة، لذلك لا يلزم وجود نوع خاص من الاسمنت

حيث يستخدم الاسمنت البورتلاندي العادي في الغالب، ويكون متوفر بدرجة مختلفة مثل 33، 43، 53، كما أنه متوفر بأسعار مختلفة.

الرمل

يتم تصنيع الخرسانة الشفافة أو الخرسانة الناقلة للضوء من خلال مواد دقيقة فقط أو من جزيئات الركام الناعم، ويجب أن يمر حجم الرمل عبر منخل 1.18 مم.

كما تعتبر المواد الدقيقة خالية من الشوائب لأن هذه المادة هي مادة خاملة مما يعني عدم وجود تفاعل، مثل تفاعل القلويات التجميعية وما إلى ذلك.

الماء

تعتبر المياه المستخدمة في الخرسانة الشفافة هي مياه ذات جودة تماثل المياه الصالحة للشرب، أي ماء خالي من الشوائب

حيث تكون المياه صافية وتتراوح درجة الحموضة فيها بين 6.5 إلى 8.5.

الألياف الضوئية

تُعرف الألياف الضوئية على أنها ألياف زجاجية أو بلاستيكية رقيقة تحول الضوء من نقطة إلى نقطة أخرى، وتعد جزءاً من العلوم والهندسة التطبيقية.

يتراوح حجم الألياف الضوئية من 4 إلى 5 في المئة من الحجم الإجمالي للخرسانة وتتراوح سماكة الألياف الضوئية بين 2 ميكرون إلى 4 مم

ويعتمد حجم وسماكة الألياف الضوئية على الغرض من نقل الضوء أو متطلبات نقل الضوء.

تتكون الألياف الضوئية من ثلاثة أجزاء هي:

1. النواة: وهي الجزء المركزي من الألياف حيث يتراوح قطر النواة من 5 إلى 100 ميكرون.
2. الغلاف: هو المادة الضوئية الخارجية المحيطة بالنواة والتي تعكس الضوء مرة أخرى إليها. ولحصر الانعكاس في النواة يجب أن يكون معامل الانكسار للنواة أكبر من معامل الانكسار في الغلاف.
3. الطبقة العازلة: هي عبارة عن طلاء بلاستيكي يوضع فوق الغلاف بغرض منع الرطوبة وغيرها من الأضرار من الوصول للألياف.

أهم تطبيقات واستخدامات الخرسانة الشفافة

• التصميم الداخلي والديكور.
• زيادة إضاءة الجدار.
• زيادة الإبداع في التصميم.
• تستخدم في الأرصفة أو الجدران الحاملة.
• زيادة الرؤية في محطات مترو الأنفاق المظلمة.
• تستخدم لتأمين ضوء الثابت.
• تستخدم كأرضيات شفافة وزخرفية.
• تستخدم في بعض أنواع الأثاث لتعطي منظر جمالي.

أهم مزايا الخرسانة الشفافة

• عندما يكون الجدار الصلب مشبعاً بالقدرة على نقل الضوء، فهذا يعني أن المنزل يمكنه استخدام عدد أقل من الأضواء الكهربائية خلال ساعات النهار.
• لها خصائص معمارية جيدة للغاية لإعطاء منظر جمالي جيد للمبنى.
• يمكن استخدام الخرسانة الشفافة في المكان الذي لا يمكن للضوء أن يدخله بشكل صحيح، حيث أن الميزة الرئيسية لهذه المادة هي أن الملمس يمكن أن يبقى مرئياً خاصة على المساحات الكبيرة الحجم، بينما يصبح هذا النسيج غير واضح من مسافة بعيدة.
• يمكن توفير الطاقة عن طريق استخدام الخرسانة الشفافة في المبنى.
• مادة صديقة للبيئة تماماً بسبب خصائصها في نقل الضوء، لذلك يمكن تقليل استهلاك الطاقة.

أهم سلبيات الخرسانة الشفافة

• يُعتبر صب البلوك الخرساني الشفاف أمراً صعباً بالنسبة للعمالة العادية، لذا يلزم وجود أشخاص متخصص فيها ويجب أن يكونوا ماهرين.
• العيب الرئيسي هو أن هذه الخرسانة مكلفة للغاية وذلك بسبب احتوائها على الألياف الضوئية.

• إعداد: المهندسة رهف محمود
• تدقيق: المهندسة كارمن صالح
• تحرير: المهندسة يارا سعد