بناء مستدام من ركام الحرب.. تجربة جديدة تقدم حلولا لغزة

في وقت يكافح فيه قطاع غزة لإعادة إعمار بنيته التحتية المدمرة جراء أطول حرب شهدها القطاع (467 يوما)، برزت تجارب رائدة في تدوير ركام المباني تفتح آفاقا جديدة لاستخدام المواد المهملة في البناء المستدام.

ونجح القطاع في إعادة تدوير كميات هائلة من الركام خلال الحروب السابقة، إذ خلّف صراع عام 2008 نحو 600 ألف طن من الركام، ونتج عن حرب 2014 على غزة نحو 2 مليون طن، وخلفت حرب مايو/أيار 2021 أكثر من 370 ألف طن، وذلك وفقا لدراسة فلسطينية بالتعاون مع الوكالة اليابانية للتعاون الدولي نُشرت في دورية “جورنال أوف ماتريالز سيكيلز آند ويست مانجمينت”، أما اليوم، فإن غزة تغطيها أكثر من 42 مليون طن من الأنقاض خلفتها الحرب الأخيرة، وفق تقديرات مركز الأقمار الصناعية التابع للأمم المتحدة (يونوسات).

ووفق الدراسة الفلسطينية، فقد اقتصر استخدام الركام في التجارب السابقة، التي تمت بدعم من برنامج الأمم المتحدة الإنمائي والوكالة اليابانية للتعاون الدولي، على رصف الطرق أو صناعة البلوكات الخرسانية لحماية الشواطئ، لكن التجارب الجديدة التي خرجت من قسم هندسة التشييد في الجامعة الأميركية بالقاهرة تعد بتوسيع قائمة الاستخدامات لتشمل إعادة بناء المنازل باستخدام المخلفات.

حلول غير تقليدية

تستند هذه التجارب، التي نشرت دراسة عنها في دورية “بيلدينغز”، إلى مشروع تجريبي نفذه قسم هندسة التشييد والبناء بالجامعة، حيث تم بناء نموذج لمنزل تجريبي باستخدام أنقاض المباني.

كان الهدف من المشروع المصري، الذي بلغت تكلفته 15 ألف دولار فقط ومولته مؤسسة “مصر الخير”، هو تقديم حلول غير تقليدية في البناء تجمع بين تخفيض تكلفة البناء وتقليل انبعاثات الكربون الناتجة عن صناعة مواد البناء، أما بالنسبة لقطاع غزة، فإن هذا المشروع يقدم قيمة مضافة تتمثل في توفير حل عملي في ظل غياب الموارد التقليدية تحت وطأة الحصار المفروض على القطاع منذ سنوات.

يقول أستاذ الهندسة الإنشائية بالجامعة الدكتور محمد نجيب أبوزيد للجزيرة نت: “وفقا لتجربتنا، فإن المخلفات، سواء كانت خرسانة مدمرة، أو كسر جرانيت، أو أكياسا بلاستيكية مهملة حتى، من الممكن إعادة تدويرها بطرق علمية لتحل محل المواد التقليدية المستخدمة في البناء، وقد حققنا نتائج مبهرة تتجاوز المواد التقليدية في متانتها وكفاءتها الحرارية”.

بناء السملات بمخلفات الخرسانة

واستخدم الباحثون مخلفات الخرسانة مع الأسمنت بعد دمجها مع مادة لاحمة مثل الأسمنت، لتشكيل خلطة جديدة تُستخدم في بناء السملات، وأظهرت هذه السملات نتائج متطابقة مع التقليدية في ما يتعلق بمقاومة الضغط.

ومقاومة الضغط خاصية ميكانيكية تشير إلى قدرة المادة على تحمل القوى الضاغطة الممارسة عليها دون أن تنهار أو تتشوه بشكل دائم، و في حالة الخرسانة، فإن مقاومة الضغط تعني قدرة الخرسانة على تحمل الأحمال أو القوى التي تضغط عليها بشكل مباشر قبل أن تنهار.

ويتم اختبار مقاومة الضغط بأخذ عينات من الخرسانة (عادة مكعبات أو أسطوانات) وصبها في قوالب، ثم تركها لتتصلب، وبعد فترة المعالجة (عادة 28 يوما)، تعرض العينات لاختبار الضغط باستخدام آلة خاصة، ويسجل مقدار القوة التي تتحملها العينة حتى تنهار، و يعبر عن مقاومة الضغط بوحدات القوة لكل وحدة مساحة، مثل ميغا باسكال أو كيلوغرام قوة لكل سنتيمتر مربع.

ويوضح أبو زيد أنه “وفقا للتجارب، كانت النتائج عند المقارنة بين السملات التقليدية وتلك المصنعة من المخلفات متساوية عند 20 ميغا باسكال لكل منهما، مما يعني أن المادة تستطيع تحمل ضغط مقداره 20 مليون نيوتن موزعة على مساحة متر مربع واحد، وهذا المعدل مناسب لاستخدامات محددة مثل صب الأساسات أو الجدران التي تتحمل ضغطا متوسطا، بينما بعض الخرسانات الأخرى المستخدمة في مشاريع ضخمة مثل الجسور أو المباني العالية قد تتطلب مقاومة ضغط أعلى تصل إلى 30 أو 40 ميغا باسكال”.

وتمر عملية تصنيع السملات من المخلفات بجمع مخلفات الخرسانة من مواقع الهدم، ثم تُكسر الخرسانة الكبيرة إلى قطع أصغر باستخدام آلات مخصصة (كسارة الخرسانة)، بهدف تقليل حجم القطع إلى مواد قابلة للاستخدام في الخلطات الخرسانية، و بعد التكسير، يتم فرز المواد لفصل الشوائب مثل الحديد أو البلاستيك أو الأجزاء غير الخرسانية التي قد تكون مختلطة مع المخلفات، و يتم تنقية مخلفات الخرسانة والتأكد من أنها نظيفة وخالية من أي مواد ضارة أو غير قابلة للاستخدام، لتصبح المخلفات جاهزة للدخول في الخلطة الخرسانية، حيث تدمج مع مادة لاحمة مثل الأسمنت بنسب محددة، ويمكن أيضا إضافة مواد أخرى مثل الماء والرمل حسب الحاجة للوصول إلى القوام المناسب، وبعد ذلك تصب الخلطة الخرسانية (المكونة من مخلفات الخرسانة والأسمنت) في قوالب السملات المعدة مسبقا.

بلوكات الخرسانية بكسر الجرانيت

ومن مواد البناء المهمة “الزلط الصغير”، وتشير تجربة المبنى التجريبي بالجامعة الأميركية بالقاهرة إلى أن “كسر الجرانيت” بديل أفضل منه في تصنيع البلوكات الخرسانية التي تشكل هيكل المبنى.

وتُصنع البلوكات الخرسانية من كسر الجرانيت عبر خطوات مشابهة لتصنيع البلوكات التقليدية، حيث يتم جمع قطع الجرانيت المكسور من مخلفات المباني، ويستخدم الأسمنت كعامل لاحم لربط المكونات معا، ويضاف الرمل لتحسين قوام الخليط، والماء لتفعيل عملية تماسك الأسمنت وخلط المكونات.

ويقول أستاذ الهندسة الإنشائية المساعد بالجامعة الدكتور محمد درويش للجزيرة نت: “أظهرت تجاربنا أن قوة الضغط الخاصة بالبلوكات الخرسانية المصنوعة من كسر الجرانيت وصلت إلى 12 ميغا باسكال بعد 7 أيام من التصلب، وزادت إلى 16 ميغا باسكال بعد 28 يوما، بينما وصلت البلوكات الخرسانية التقليدية إلى 8 ميغا باسكال فقط في أفضل الأحوال”.

ألواح هيكلية بالنشارة وأكياس البلاستيك

وتكشف تجربة المبني عن فعالية استخدام مخلفات أخرى، وهي نشاره الخشب وأكياس البلاستيك بعد فرمهما في تصنيع الألواح الهيكلية المعزولة، مما يجعلها خيارا مستداما وبيئيا.

والألواح الهيكلية المعزولة هي نوع من المواد الإنشائية المبتكرة التي تستخدم في البناء، وتجمع بين القوة الهيكلية والعزل الحراري في وحدة واحدة، وتستخدم لبناء الجدران، والأسقف، والأرضيات، وتتميز بكونها خفيفة الوزن وفعالة من حيث الطاقة والموارد.

وتبدأ عملية التصنيع بجمع نشارة الخشب من ورش النجارة التي تعمل على معالجة الأخشاب، بالإضافة إلى جمع وفرز الأكياس البلاستيكية المستخدمة مثل أكياس التسوق وأغلفة المواد البلاستيكية، ويتم تنظيف الأكياس من الشوائب والمواد العضوية لضمان جودة المنتج النهائي، ثم تقطع إلى قطع صغيرة أو تُحول إلى مسحوق باستخدام معدات متخصصة مثل الكسارات أو المفرمات البلاستيكية.

بعد ذلك، تخلط نشارة الخشب مع البلاستيك المعاد تدويره بنسب محددة تعتمد على الأداء المطلوب للمنتج النهائي من حيث القوة والعزل، وقد تضاف مواد رابطة مثل اللاصقات أو الراتنجات لتعزيز الترابط بين نشارة الخشب والبلاستيك.

ثم يسخن الخليط في جهاز متخصص مثل المكابس الحرارية، حيث يلين البلاستيك المعاد تدويره ليعمل كمادة رابطة تربط جزيئات نشارة الخشب معا، ويتم التحكم في درجة الحرارة بعناية لتجنب تكسير البلاستيك أو تدهور جودة المواد.

بعد التسخين، يصب الخليط في قوالب مخصصة ويضغط باستخدام مكابس هيدروليكية لتشكيل الألواح، وبعد الضغط، تبرد الألواح تدريجيا كي تتصلب وتكتسب القوة، وخلال عملية التبريد، يتماسك البلاستيك المعاد تدويره ليشكل هيكلا صلبا يربط جزيئات نشارة الخشب.

وتشمل المرحلة الأخيرة تشطيب الألواح بإزالة الزوائد وتلميع الأسطح عند الحاجة، كما يمكن إضافة طبقات خارجية لتحسين مقاومة الألواح للعوامل البيئية مثل الرطوبة.

ويوضح درويش أن أفضل خلطة توصلوا إليها من خلال التجارب تحتوي على 60% من نشارة الخشب و40% من مخلفات الأكياس البلاستيكية، بالإضافة إلى رغوة عازلة من البوليسترين المبثوق، يتم تجميع الألواح باستخدام مادتين لاصقتين، هما “بولي فينيل أسيتات” و”سيليكات الصوديوم”.

ويضيف أن الألواح المصنعة قدمت قوة ضغط بلغت 28 ميغا باسكال، وكانت أخف وزنا بكثير من الجدران الأسمنتية التقليدية، فضلا عن أدائها الحراري المتفوق الذي يؤدي إلى خفض استهلاك الطاقة بشكل ملحوظ.

ويختتم درويش حديثه قائلا: “من خلال هذه الأفكار التي اختبرها مشروع المبنى التجريبي، نقدم لقطاع غزة حلولا لتحويل التحديات إلى فرص، بحيث تصبح إعادة تدوير ركام الحرب ليست مجرد وسيلة للتخلص من المخلفات، بل نهجا مستداما يسهم في بناء منازل صديقة للبيئة، أقل تكلفة وأكثر كفاءة”.