بحث في استراتيجيات تحسين توجيه الألياف وتعزيز الخصائص الميكانيكية لأشكال UHPC مزدوجة الانحناء

في مجال التصميم المعماري المعاصر وأصبحت الأسطح ذات الغواصة المزدوجة سمة مميزة للمباني ذات السمات البارزة بفضل التعبير الفني الفريد ودينامية المكان. ومع ذلك، فإن الهياكل المزدوجة الأداء تضع متطلبات عالية للغاية على الأداء المادي، وكثيرا ما تكافح مواد البناء التقليدية من أجل تحقيق التوازن بين التعقيدات الجغرافية والاستقرار الميكانيكي. كزعيم صناعي لديه 28 سنة من الخبرة العميقة في UHPC /Pemberton/Cavendish/Wolverine materials, وقد نجح الفريق في التغلب على اختناقات الأداء في عناصر UHPC المزدوجة الأداء من خلال تكنولوجيا توجيه الألياف على الوجه الأمثل، توفير حل ابتكاري لموازنة المصطنعين المعماريين مع السلامة الهيكلية.

وتحديات الأداء الميكانيكية لعناصر UHPC المزدوجة الأداء تنبع أساسا من التوزيع غير المتكافئ للإجهاد الناجم عن الانتفاضة المعقدة. وفي عمليات الصبغة التقليدية، يميل التوزيع العشوائي للألياف إلى أن يتسبب في إتجاهات الألياف المحلية إلى الإضرار بتوجيهات الإجهاد الرئيسية، مما أدى إلى إهدار القوة. واستناداً إلى الخبرة التقنية التي اكتسبها مركز البحث والتطوير على الصعيد الوطني، أنشأ فريق الخبراء نظاماً دينامياً لمراقبة توجيه الألياف: عن طريق الرفع الأمثل للمسارات من خلال محاكاة ديناميات السوائل و الجمع بين تكنولوجيا المواءمة المزودة بمساعدة مغناطيسية في الحقول تحقق الألياف أكثر من 60 في المائة من التواؤم الإتجاهي في المناطق الحرجة التي تُحمّل من السطحين المزدوجين، :: زيادة قوة الازدهار بنسبة 35 في المائة مقارنة بالعمليات التقليدية إلى ما يزيد على 22 إم بي أي، وهو ما يتجاوز بكثير الاحتياجات القياسية للصناعة.

وفي مرحلة التصميم التفصيلي، أدمجت تكنولوجيا BIM بصورة مبتكرة مع محاكاة توجيه الألياف. أخذ مشروع تجديد مبنى "نانجينغ" للطريق الشرقي في "بلازا" كمثال على ذلك من أجل حائط الستار المزدوج المحمّل إستخدم الفريق مظلة "غراسهوبر" لبناء نموذج توأم رقمي لخط الألياف بالضبط حساب الزوايا المثلى لتوزيع الألياف في المناطق ذات المنحنى المختلف هذه العملية المغلقة لـ "تخفيض "التصميم - المحاكاة - التحقق" خفضت عنصر الوزن الذاتي بنسبة 15% بينما تحسنت مقاومة الشق بنسبة 40% نجح في تحقيق تركيب وحدات ذات فتحتين مزدوجة طولها 300 متر. فاز المشروع بالجائزة الفضية لجائزة UHPC الأولى للابتكار الهندسي في مجال التشييد.

إن الابتكار في عملية التصنيع أمر أساسي لضمان أداء ال UHPC المزدوج. نظام توزيع المواد الآلي الذي تم إدخاله في قاعدة إنتاج (غوانغكسي) يحقق متغيرات في الزاوية وبالاقتران مع تكنولوجيا التحكم في درجات الحرارة، حل مشاكل تجمع الألياف والتوجه المضطرب الذي يوجد في الصبغة اليدوية التقليدية. في مشروع مركز دونغوان لنساء وطفلي، لعناصر زينة GRC مزدوجة الحوالة مع نصف قطري من المنحنى يبلغ 280 ملم فقط، وقد أدت هذه العملية إلى زيادة تفريق الألياف إلى 92 في المائة، وحافظت على انحرافات سطحية في حدود 2 ملم، بما يكفل تحقيق الترسيبات الجيولوجية المعقدة بدقة. وفاز المشروع بالجائزة الفضية لجائزة GRC للإبداع الهندسي للبناء.

كمؤسسة وطنية "متخصصة، معززة، مُميزة، ومُبتكرة"، شارك مُنظمون مُختلفون في صياغة معايير صناعية متعددة، بما في ذلك الشروط التقنية العامة لمكونات الأداء المضموني UHPC غير المجيد وقد قدمت 8 براءات اختراع لتقنياتها في مجال توجيه الألياف. ولا تنطبق هذه التكنولوجيا على مواد UHPC فحسب، بل تؤدي أيضاً أداء ممتازاً في ميادين المواد المركبة مثل GRC وكافينديش: عندما طُبق على مشروع سقف كافنديش لبيت أوبرا في غوانغزو، خفضت مواءمة الألياف ثلاثية الأبعاد، بنسبة 25 في المائة، الوفاء بالمتطلبات الصوتية والهيكلية لسقف ذي فتحتين كبيرتين.

من مادة RD إلى التطبيق الهندسي، ينجز المتطوعون مهمة الفريق من "تجديد بنية جميلة" من خلال قدرات الخدمات الشاملة. فإن الانطلاق في اتجاه الألياف إلى أقصى حد ممكن بالنسبة ل UHPC ذي الغموض المزدوج لا يوفر للمهندسين المعماريين مجالاً إبداعياً أوسع نطاقاً فحسب، بل يدفع أيضاً باقة التطبيق مخططات من مواد هندسية معمارية جديدة في ميدان الهندسة المعقدة. وإذ يتقدمون إلى الأمام، سيستمر التركيز على الابتكار التكنولوجي في UHPC /Pemberton/Cavendish/Wolverine materials، تقديم حلول عالية الجودة تجمع بين القيمة الفنية والسلامة الهيكلية لسوق التشييد العالمية.