أنواع التربة الأسمنتية المستخدمة في البناء

ما هي التربة الأسمنتية المستخدمة في البناء؟

التربة الأسمنتية: عبارة عن خليط من مادة كيميائية اسمنتية يشار إليها عادةً باسم الأسمنت ومواد طبيعية يشار إليها عادةً بالتربة. حيث أن المنتج لديه زيادة ملحوظة في قوة القص للتطبيقات المختلفة. وأفضل وصف للتربة الأسمنتية هو خليط أسمنت التربة الحبيبي أو الحبيبات الخشنة وفقًا لتصنيفات التربة، ويقدم خصائص ميكانيكية مختلفة وفقًا لذلك.

الحشو أو الخلط هو الإجراء الميكانيكي لإنتاج أسمنت التربة. وقد يُصنَّف الحشو وفقًا للعمل الميكانيكي مثل الحقن الدفقي والتخلل بالحقن والحشو بالضغط والحشو بالكسر ومن ناحية أخرى، يمكن أيضًا تصنيف الحشو على أساس الحشو، على سبيل المثال الحشو الكيميائي وحشو الأسمنت.

في الممارسة العملية، يتم خلط المواد المضافة، مثل الرمادالمتطاير ومحلول كبريتات الصوديوم، مع المواد الأسمنتية لتلبية الاحتياجات المختلفة. التربة الأسمنتية عبارة عن خليط من الأسمنت البورتلاندي والماء والتربة. حيث أنه تمت مناقشة أنواع التربة الأسمنتية وتكوينها وتحضير المزيج والتطبيقات والمزايا والخصائص الميكانيكية لخليط التربة والأسمنت.

في السيناريو الحالي، ارتفعت أسعار معظم موادالبناء. مواد البناء المتاحة رخيصة ستكون تقديرًا حقيقيًا. وإحدى هذه المواد هي أسمنت التربة. حيث أن الناس الذين هم أكثر دراية بهذه المواد يطلقون عليها اسم الأسمنت الترابي. كما تتكون من القليل من الأسمنت البورتلاندي وكمية كبيرة من التربة.

يمكن تعريف أسمنت التربة على أنه خليط مضغوط من الأسمنت البورتلاندي والماء وكمية كبيرة من التربة المسحوقة. حيث سيشكل هذا معًا خليطًا صلبًا مثل الخرسانة، تحت تأثير ترطيب الأسمنت. كما أنه دائم إلى حد يمكن استخدامه لمواد الرصف منخفضة التكلفة.

التركيب المادي للتربة الأسمنتية:

كما تمت مناقشتها، فإنّ التربة الأسمنتية عبارة عن مزيج من الأسمنت البورتلاندي والماء والتربة والتي يجب أن تتبع متطلبات معينة. حيث أنه يجب أن تفي المياه المستخدمة في أسمنت التربة بشروط مشابهة لما نتبعه في إنتاج الخرسانة الأسمنتية.

يجب أن تكون نظيفة وخالية من القلويات الضارة أو الأحماض أو المواد العضوية أو الحطام. كما هو مذكور في الرموز القياسية، فإنّ جودة المياه المكافئة للمياه التي نشربها هي الأفضل. حيث يعتمد الأسمنت البورتلاندي المستخدم على الرموز القياسية المستخدمة في تلك المنطقة. ويجب أن يفي هذا بالمتطلبات المذكورة في الرموز.

لا توجد قيود على التربة المستخدمة في إنتاج التربة الأسمنتية. ولكن بعض أنواع التربة تفضل المزيد من محتوى الأسمنت بينما لا يفضل البعض الآخر. حيث أنه عندما نستخدم الطمي أو الطين، فإنّهم يفضلون محتوى أقل من الأسمنت. وعندما نستخدم رمال الشاطئ، فإنّها تتطلب محتوى أسمنتي أعلى. لذلك، بناءً على توافر المواد والاقتصاد وكذلك متطلبات التصميم، يجب اتخاذ قرار.

تفاصيل بناء التربة الأسمنتية:

كما هو الحال في أي إجراء بناء، تخضع المواد لاختبار معملي لدراسة نشاط وخصائص كل مادة. وهذا هو تحديد محتوى الأسمنت، متطلبات المياه للتربة، والتي بدورها ستساعدنا على معرفة كفاءة الضغط.

على الرغم من أن المواد وجدت أنها رخيصة، لا يتم تنفيذ أي عمل عقلي. حيث يتم إجراء جميع الحسابات بناءً على اختبارات محددة. وهذا من شأنه أن يضمن تحقيق القوة وكذلك المتانة على المدى الطويل.

العمليات الأساسية الثلاث المستخدمة في البناء باستخدام التربة الأسمنتية:

• خلط التربة الأسمنتية.

• ضغط التربة الأسمنتية.

• علاج التربة الأسمنتية.

1- خلط التربة الأسمنتية:

يتم خلط خليط التربة الأسمنتية في مصنع خلط مركزي. ويُنقل الخليط النهائي إلى موقع العمل ويوضع فوق مستوى الطبقة الفرعية المُعد بالفعل (لبناء الرصيف). حيث أنه عندما يتم تحضير الأسمنت في التربة، هناك أربع مراحل:

• نثر الأسمنت.

• خلط الأسمنت.

• دمك الأسمنت.

• علاج الأسمنت.

أولاً، يتم نشر كمية مناسبة من الأسمنت فوق التربة. يوتم خلطها بشكل متجانس. ومن ثم، يضاف الماء المقاس ويخلط جيدًا. بحيث يمكن أن يتم الخلط بواسطة عدة معدات أو آلات خلط الأيدي.

2- دمك التربة الأسمنتية:

بعد ذلك يتم دمك الخليط بالكامل بواسطة معدات الضغط المستخدمة عادة. ويجب أن يتم الدمك بدقة عالية لتحقيق أقصى استفادة من الأسمنت المستخدم. وبمجرد الانتهاء من ذلك، يتم لصق طبقة الخليط بالكامل بشكل دائم بكثافة عالية جدًا. حيث أن هذا لن يسمح للتربة بالخضوع لمزيد من التوحيد أو الاستقرار في ظل حركة مرور ضخمة.

3- علاج التربة الأسمنتية:

الخطوة الأخيرة هي المعالجة التي يتم إجراؤها لمنع تبخر الماء إلى الغلاف الجوي. حيث أنه فقط كمية كافية من الماء ستمكن من ترطيب الأسمنت المناسب. ولهذا الغرض، يتم وضع طلاء بيتوميني فوق الطبقة ويكون بمثابة سطح بيتومين. كما يمكن زيادة سماكة الطبقة إذا تم إنشاء الرصيف في منطقة بها حركة مرور ضخمة.

هل التربة الأسمنتية اقتصادية؟

عادةً تكون المقارنة بين تكلفة التربة الأسمنتية مقارنة مع تكلفة الرصيف الحبيبي. وعندما يتم بناؤه من أجل قدرة تحمل حمولة متساوية، يكون أسمنت التربة دائمًا أقل تكلفة من الأرصفة الأخرى منخفضة التكلفة. بحيث يتحقق الاقتصاد من خلال استخدام أو إعادة استخدام مواد الاقتراض في المكان أو القريبة. ولا يلزم النقل المكلف للمواد الحبيبية باهظة الثمن. وبالتالي، يتم الحفاظ على كل من الطاقة والمواد.

أنواع التربة الأسمنتية:

هناك أنواع مختلفة من التربة الأسمنتية بناءً على المواد المستخدمة. حيث تظل طريقة البناء كما هي بغض النظر عن نوع التربة الأسمنتية المستخدمة.

الأنواع المختلفة من أسمنت التربة هي:

• التربة المعدلة بالاسمنت.

• قاعدة التربة الأسمنتية.

• قاعدة معالجة الأسمنت.

• أكريليك كوبوليمر.

1- التربة المعدلة بالاسمنت (CMS):

يحتوي هذا على نسبة صغيرة من الأسمنت مقارنة بالأسمنت العادي في التربة. بحيث يحسن نسبة التحمل وقوة القص. ويقلل من اللدونة وتغيرات الحجم.

2- قاعدة التربة الأسمنتية (SCB):

يحتوي هذا على كمية أكبر من الأسمنت مقارنة بالتربة المعدلة بالأسمنت. حيث أنه مطلوب طبقة نهائية لمنع الرطوبة. ولتجنب البلى، يتم وضع طبقة نهائية من الخرسانة الإسفلتية لبناء الرصيف. كما يتم العثور على القوة تزداد مع زيادة العمر ممّا يؤدي إلى زيادة المتانة.

 3- القاعدة المعالجة بالأسمنت (CTB):

الخليط عبارة عن ركام حبيبي من التربة بالإضافة إلى الماء والأسمنت البورتلاندي. وكل الأداء والسلوك يشبه قاعدة التربة الأسمنتية.

4- أكريليك كوبوليمر:

ويسمى أيضًا بمخاط وحيد القرن. إنّه بوليمر أكريليك قابل للذوبان في الماء. حيث يكتسب هذا خاصية لاختراق التربة أو مزيج الرمل والربط معًا. ومن ثم، يتم استخدام هذا بدلاً من الأسمنت.

عندما يجف الخليط بالكامل، يصبح مقاومًا للماء ومقاومًا للأشعة فوق البنفسجية. كما أنه يقاوم البلى. حيث تم تطوير هذا في ظروف الصحراء من قبل الجيش الأمريكي. ويمكن استخدامه أيضًا للطرق ومواقف السيارات.

لماذا تستخدم التربة الأسمنتية؟

يمكن إنقاذ الأرصفة ذات القاعدة الحبيبية الفاشلة، مع أو بدون حصائرها البيتومينية القديمة، وتقويتها واستصلاحها كأرصفة أسمنتية. حيث أن هذه طريقة فعالة واقتصادية لإعادة بناء الأرصفة. ونظرًا لأن ما يقرب من 90 بالمائة من المواد المستخدمة موجودة بالفعل، يتم تقليل تكاليف المناولة والسحب إلى الحد الأدنى.

يمكن أيضًا استخدام العديد من المواد الحبيبية والنفايات من المحاجر وحفر الحصى في صناعة الأسمنت التربة. وبالتالي يتم حفظ المواد عالية الجودة لأغراض أخرى. كما أنه يثني مهندسو الطرق السريعة والمدن على أداء أسمنت التربة وتكلفتها الأولى المنخفضة وعمرها الطويل وقوتها العالية. حيث يتم بناء الأسمنت في التربة بسرعة وسهولة. وهي حقيقة يقدرها المُلّاك والمستخدمون على حد سواء.

أداء التربة الأسمنتية:

عند مقارنتها ببناء الطبقة السفلية أو الرصيف الأخرى، يكون سُمك أسمنت التربة أقل بكثير. حيث تتيح هذه المادة الصلبة الأقل سمكًا والمثبتة بشدة توزيع الحمولة على مساحة أكبر. ويظهر خصائص مثل اللوح والقوة مثل الحزم.

تظهر تقارير الصيانة على رصيف الأسمنت بالتربة المشيد بالفعل أن لديهم خدمة جيدة بتكاليف صيانة منخفضة. إنّ سهولة الصيانة على عكس الطرق الأخرى لبناء الرصف أمر يستحق التقدير.

تم أخذ العينات في التثبيت وبعد فترة معينة. كما أظهر التحليل أن القوة وعوامل الأداء الأخرى تزداد مع تقدم العمر. حيث وُجد أنه أكبر أربع مرات من القيم الأولية. وهذا يثبت أن لديهم قدرة عالية على قوة الاحتياطي.

مزايا التربة الأسمنتية:

• الموارد المتاحة على نطاق واسع.

• رخيصة واقتصادية للغاية.

• تكلفة الصيانة أقل.

• مقاومة وقوة أفضل للطقس.

• يمكن أن تستخدم للأعمال الصغيرة.

• يمكن تقليل تورم التربة.

سلبيات التربة الأسمنتية:

• يجب فحص كمية الماء في الخليط.

• تشكيل تشققات.

• غير مناسب لبعض أنواع التربة.

• مطلوب الإشراف المناسب.

تطبيقات التربة الأسمنتية:

تستخدم التربة الأسمنتية بشكل أساسي في إنشاء الرصف الخرساني من أجل:

• طرق المدينة أو البلد.

• أرصفة المطارات.

• مواقف السيارات.

• الطرق السريعة بين الولايات.