מבנה בטון שנפרש מעצמו תוך 14 שניות: חידוש מהטכניון

חוקרים מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, יחד עם עמיתים מאוניברסיטת קולומביה, פיתחו שיטה מואצת לבניית מבני בטון מזוין. במקום להוביל לאתר מערכות תבניות גדולות, להרכיב אותן ידנית ולפרק אותן אחרי שהבטון התקשה, המערכת החדשה מגיעה במבנה קומפקטי ונפרשת מעצמה לצורתה המלאה בזמן יציקת הבטון.

המחקר הובילו פרופ׳ אמיר גת והדוקטורנט עזרא בן אבו, בהשתתפות ד״ר אנה זיגלמן מהטכניון ופרופ׳ הוד ליפסון, בוגר הטכניון ויו״ר המחלקה להנדסת מכונות בקולומביה. המאמר פורסם ב Communications Engineering ונבחר כמחקר מומלץ ב Nature Cities. בניסוי, מבנה בגובה 2.36 מטר ובקוטר בסיס של 2.4 מטר נפרש לגמרי תוך 14 שניות. הוא נבנה מצינורות רב יציבים, ששולבו בהם מראש כבלי פלדה שמשמשים זיון פנימי לבטון.

לפי הספרות ההנדסית, תבניות יכולות להיות עד 75 אחוז מזמן הבנייה ועד 60 אחוז מעלות הפרויקט. בשיטה החדשה מובילים אל האתר יחידות תבנית קומפקטיות ויוצקים בטון נוזלי דרך פתח אחד, ולחץ הבטון פותח את הצינורות אל הגיאומטריה שנקבעה מראש. החוקרים הדגימו צורות מלבניות, חרוטיות וכדוריות, והציעו גם גישה מודולרית לבניית בניינים רבי קומות.

בבדיקות העמסה התברר שהקליפה הפולימרית הדקה אינה רק תבנית קבועה אלא גם משפרת את הביצועים: כושר הנשיאה של עמודי בטון עם הקליפה גבוה בכ 200 אחוז מזה של עמודים זהים בלעדיה, והעמודים עמדו בדרישות תקן ASTM C39. לפי החישובים במחקר, עלות החומרים של התבנית החדשה נמוכה בכ 94 אחוז מתבנית עץ מסורתית, כ 11 דולר למטר מעוקב בטון לעומת כ 193 דולר, ופליטות הפחמן מייצור התבנית נמוכות בכ 50 אחוז.

המחקר עדיין הוכחת היתכנות. החוקרים מאמינים שהטכנולוגיה יכולה להתאים לבנייה מהירה של מבנים ותשתיות, לפרויקטים באתרים מרוחקים ולדיור חירום, ולהפחית פסולת בנייה ותלות בעץ לתבניות זמניות. המחקר נתמך על ידי קרן עזריאלי באמצעות מלגה לבן אבו, ובקשה זמנית לפטנט בארצות הברית הוגשה במשותף על ידי אוניברסיטת קולומביה וחברת המחקר והפיתוח של הטכניון.