اقرأ في هذا المقال
- ما هي أسباب التدهور المبكر للمنشآت الخرسانية؟
- تأثير التشققات على حياة أو متانة الهيكل
- السيطرة على الشقوق في الهياكل الخرسانية
ما هي أسباب التدهور المبكر للمنشآت الخرسانية؟
فشلت هياكل الخرسانة المسلّحة التي تم إنشاؤها حديثًا في جزء صغير من عمر تصميمها، لذلك تختلف أسباب التدهور المبكّر في المباني الجديدة نسبيًا مقارنة بأسباب المباني القديمة. وبالتالي يجب أن يكون نهج إصلاح (أو ترميم) هذه المباني مختلفًا تمامًا عن نهج المباني القديمة، يجب أن تبدأ عملية الإصلاح بمسح بصري شامل، يليه اختبار غير مدمر للعناصر الهيكلية والاختبارات الكيميائية على الخرسانة والمياه الجوفية، بشكل عام السبب الرئيسي هو التصميم السيئ أو غير الصحيح أو الجودة الرديئة للمواد.
قد يكون هناك العديد من الأسباب الأخرى وسيتم شرحها تالياً، غالبًا لا يصل أداء الهيكل الخرساني الذي تم إصلاحه إلى العلامة وذلك لأن الهياكل الخرسانية التي تم إصلاحها تفشل قبل الأوان بغض النظر عن التطورات والتحسينات في مواد وتقنيات الإصلاح ونتيجة لذلك، تؤدي أعمال الإصلاح إلى إضاعة الوقت والمال.
1- سوء التصنيع والعمالة الرديئة:
تشققات الانكماش في الرصيف الخرساني بسبب الخرسانة في الطقس الحار يمكن أن تكون الصنعة غير القياسية في الخرسانة المسلّحة أو غطاء غير مناسب لِحديد التسليح أي ّوضع غير صحيح للقضبان أو كليهما، هذه تؤدي إلى تآكل مبكر في الحديد خاصة في الأعضاء الهيكلية الرقيقة، في البناء والجِبص يمكن أن تكون الصنعة السيئة في شكل مفاصل بناء فضفاضة داخل الجدران أو بين الجدران الخارجية والعوارض والأعمدة، إنّها تؤدي إلى تسرب مفرط وقد تصبح بعض أوجه القصور هذه واضحة فقط بعد استخدام التحميل الكامل للهيكل مثل 5 إلى 7 سنوات.
2- تأثير المناخ:
يلعب المناخ دورًا مهمًا في انحلال البُنية، يمكن أن يؤدي التعرّض المطول للبيئة الملوثة والأمطار الحمضية إلى تدهور الخرسانة أو إذابة الطوب، كما سيؤدي إلى تآكل الروابط المعدنية المكشوفة أو المكشوفة المضمنة. ويمكن أن تؤدي المستويات العالية من الرطوبة والتقلّبات المفرطة في التدفئة والتبريد إلى تعزيز حركة الأملاح القابلة للذوبان، تتميز حركة الملح بقع من البلورات البيضاء على سطح الجدران ويمكن أن تسبب أضرارًا كبيرة، يمكن أن يساهم الصقيع أيضًا في الاضمحلال بسبب تجميد وتمدد المياه المدمجة والتشقق الناتج عن الخرسانة السطحية.
3- كمية الأسمنت غير كافية:
وضع معهد الخرسانة الاميركي من اعتبارات المَتانة والحد الأدنى لمحتوى الأسمنت في الخرسانة، بغض النظر عن القوة اعتمادًا على ظروف التعرض التي يتعرض لها الهيكل، يتجاهل العديد من مهندسي التصميم والبناء هذا المطلب الشفهي وحتى المقاولون عديمو الضمير يستخدمون أسمنتًا أقل من ذلك المحدد، هناك حاجة إلى الحد الأدنى من كمية الأسمنت ليس فقط لتغليف الجسيمات الدقيقة والخشنة ولكن أيضًا لملء الفراغات بين الجسيمات المتراكمة ولتوفير طبقة أكثر سمكًا من الجِبص الأسمنتي لسهولة التشغيل وهكذا، تنزلق الجسيمات المتراكمة فوق بعضها البعض أثناء دمك الخرسانة.
4- نسبة الأسمنت المفرط في الماء:
هناك حد أقصى لوزن محتوى الرطوبة لخلط الخرسانة وكذلك لإعطاء قابلية تشغيل مناسبة وقوة ملموسة، مرة أخرى وضع معهد الخرسانة الأميركي الحدود العليا لنسبة الأسمنت المائي، عادة تحتاج إلى حوالي 11.5 لترًا من الماء لكل 50 كجم من الأسمنت لعملية الترطيب ومع ذلك ستكون الخرسانة صلبة وغير قابلة للانضغاط مع هذه الكمية من الماء، لذلك يُضاف الماء والبلاستيك الإضافي لجعل الخرسانة قابلة للتطبيق، يتبخر هذا الماء الإضافي غير المطلوب للترطيب في النهاية ويترك المسام الشعرية الدقيقة التي تسمح بدخول الرطوبة والملوثات التي تؤدي إلى تآكل بطيء في قضبان الحديد وتفكّك الخرسانة في نهاية المطاف، إنّ الهدف هو إضافة الماء فقط حسب تصميم الخلطة الخرسانية.
5- غطاء خرساني غير كاف:
لا يتم تدريب الحداد الذي يُثبّت قضبان التسليح على ثني القضبان بدقة ولا إصلاحها بشكل فعال لضمان ترك الغطاء المحدد بين القضبان والقوالب (الغالق)، في كثير من الأحيان ليس فقط القضبان نفسها تلمس شكل العمل ولكن أيضًا نهايات الأسلاك الملزمة السائبة وترى القضبان الفولاذية على سطح الخرسانة وتتعرض للكربنة المبكرة للخرسانة.
6- عدم دمك الخرسانة بالشكل المطلوب:
تُعتبر الخرسانة المصابة بالتعشيش مصدرًا رئيسيًا للضعف في الهياكل الخرسانية وتُسبب مخاوف تتعلق بالسلامة خاصة في المباني متعددة الطوابق، بسبب الاهتزاز والضغط غير الكافي في الأعمدة والجدران والحزم والألواح، لكن يجب الحذر من هذا الأمر واستخدام الهزاز بشكل ضروري للجدران الضيقة والأقسام والزعانف المعمارية.
7- مفاصل البناء السيئة:
لا يُخطّط مُعظم العاملين في موقع البناء بشكل صحيح لِتسلسل صب الخرسانة لتقليل عدد الفواصل الإنشائية في البناء، الفاصل لإنشائي هو عبارة عن وصلة يتم فيها وضع الخرسانة الطازجة مقابل خرسانة سابقة غير مضغوطة والتي قد تكون صلبة بالفعل بسبب انقضاء وقت وضع الخرسانة، لذلك يجب مراعاة الأمور الواجبة لتجنب عدم دمج الخرسانة الطازجة بشكل متجانس مع الخرسانة القديمة.
8- التفاعل القلوي الكلي:
تكون الخرسانة ضعيفة في العمود في بعض الأحيان، يحدث تفاعل كيميائي بين المعادن السليكونية أو الكربونات المتفاعلة الموجودة في الركام وهيدروكسيدات قلوية مشتقة من الأسمنت المائي، نتيجة التفاعل هي تكوين جل سيليكات قلوية من نوع تورم غير محدود، تُسمى هذه التفاعلات (تفاعل القلويات السيليكا وتفاعل قلويات الكربونات)، لأن الجل محصور بمعجون الأسمنت المحيط يتطور الضغط الداخلي ويسبب تشققًا وتعطيلًا للخرسانة.
في معظم الظروف يتسبب هذا التفاعل البطيء جدًا في التوسع المفرط وتكسير الخرسانة بعد بضع سنوات، تكون الركام التي تحتوي على أصناف معينة من السيليكا عرضة للهجوم من قبل القلويات الناشئة عن الأسمنت أو الخلطات أو مصادر أخرى ممّا يُنتج عنه تفاعل موسع، المجاميع من النوع التفاعلي أو التجميعات المعروفة بيانياً والتي على أساس التاريخ الماضي أو التجارب المختبرية يشتبه في أنها ذات اتجاه تفاعلي، يجب تجنبها في الخرسانة أو استخدامها فقط مع الأسمنت القلوي المنخفض بحيث لا يزيد عن 0.6 في المائة كأكسيد الصوديوم.
9- الصدأ المبكر لحديد التسليح:
غالبًا ما يتم تخزين قضبان الحديد في المناطق المفتوحة وتتعرض للمطر والرطوبة الجوية ممّا يؤدي إلى صدأها، تبدأ عملية التآكل بسرعة في وجود الرطوبة (خاصة في المناطق الساحلية)، نادرًا ما يتم تنظيف القضبان الفولاذية وتنظيفها جيدًا قبل وضعها في الغالق قبل صب الخرسانة في حالات أخرى وبسبب تعليق العمل لأسباب من أي نوع، يظل الإطار الهيكلي معرضًا للشمس والمطر وسوء الاستخدام لفترة طويلة، مثل هذا التعرض المطول للطقس يمكن أن يسبب صدأ حديد التسليح والكربونات يؤثر سلبًا على متانة إطار المبنى.
10- قضبان التسليح المزدحمة:
يوفر مهندس التصميم في بعض الأحيان العديد من قضبان الحديد في أعمدة أو جدران أو عوارض الخرسانة المسلّحة الضيقة والنحيفة التي تؤدي إلى عدم وجود غطاء عمليًا في الخرسانة أو حتى مساحة لإدخال هزاز إبرة لضمان الضغط الكامل، ينتج عن ذلك الخرسانة المخروطية ثم ظهور التعشيش الذي يُدخل الرطوبة والتلوث الجوي للقضبان الفولاذية وبالتالي تبدأ عملية التآكل.
11- التعرض لبيئة شديدة العدوانية:
لوحظت مباني جديدة نسبيًا ولكنها شديدة التعرض للتآكل في المواقع بالقرب من البحر أو الخور، يمكن أن يكون تآكل حديد التسليح في الخرسانة في الأعضاء الهيكلية (الأعمدة والحزم والألواح) في بعض منها مثيرًا للقلق ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى التركيز العالي للكلوريد والكبريتات في المياه الجوفية والبيئة المالحة حول الهيكل، يمكن أن ترتفع الرطوبة من التربة.
إنّ عدم وجود دورة مقاومة للرطوبة على مستوى القواعد والجدران والاعمدة يمكن أن يسمح بارتفاع الرطوبة بشكل كبير، هذا إلى جانب المواد المتدنية والصنعة يمكن أن تؤدي إلى مزيد من تفاقم عملية التدهور وبالتالي، يجب توخي الحذر الشديد في اختيار المواد والتحكم المناسب في جودة الخرسانة في الهياكل بالقرب من البحر.
تأثير التشققات على حياة أو متانة الهيكل:
إنّ الفهم الجيد للتصدعات في الخرسانة سيساعدنا على تجنّب حالات فشل الخرسانة من ناحية والمخاوف التي يمكن تجنبها والإنفاق على الإصلاحات من ناحية أخرى، نادرًا ما تكون الشقوق في الخرسانة من أعراض المرض في حد ذاتها، الشقوق في الخرسانة منتشرة أكثر من الخيال، لكن ليست كل الشقوق خطيرة، يمكن أن تؤدي الشقوق إلى أي من التأثيرات التالية.
- تقليل قدرة التحميل على الهيكل.
- الفشل التدريجي (تنتشر الشقوق عند ضغط أقل من المطلوب لبدء ذلك).
- فقدان المظهر.
- التسرّب (آثار الخدمة).
- كل الأسباب المذكورة أعلاه تُقلّل من متانة الخرسانة.
السيطرة على الشقوق في الهياكل الخرسانية:
- تصميم أفضل للخرسانة.
- تقليل محتوى الرطوبة والوصول للحد المطلوب.
- الكمية المثلى لمحتوى الأسمنت.
- استخدام الخلطات المعدنية أو أفضل دقة الأسمنت.
- تمتع بظروف بيئية ودية مثل الرياح ودرجة الحرارة المحيطة والرطوبة وغيرها في وقت الخرسانة في الموقع.
- استخدام الخرسانة الكثيفة.
- استخدام الحرارة المنخفضة أو الأسمنت البوزولاني في الخرسانة.
