اقرأ في هذا المقال
تأثير الرطوبة على الخرسانة:
يمكن تعريف محتوى الرطوبة أو محتوى الماء على النحو التالي، إنّه وجود كمية يمكن تتبعها من جزيئات الماء في التربة والأطعمة ومواد البناء وما إلى ذلك. وبعبارة أخرى، الرطوبة هي كمية الماء الموجودة على شكل قطرات صغيرة في الهواء المحيط. محتوى الرطوبة هو أكبر عدو لجميع الأشياء تقريبًا، سواء كان ذلك في الأطعمة أو في مواد البناء. يجب أن تكون جميعكم على دراية جيدة بالخبز (الطعام الأساسي المحضر من عجين الطحين والماء)، تحت التدفق المستمر للرطوبة، فإنّه يصاب بالفطريات على مدار فترة زمنية.
بنفس الطريقة، يؤثر التغيير في محتوى الرطوبة على الجانب الفيزيائي والكيميائي لمواد البناء. محتوى الرطوبة إذا كان موجودًا في أي مادة. لديه القدرة على تعكير صفو التركيب الجزيئي لمواد البناء مثل الخشب والطوب والملاط والخرسانة، وما إلى ذلك. ولهذا السبب، فإنّها كثيرًا ما تتشقق. غالبًا ما يكون تطور الشقوق موضوعًا يثير العديد من الأسئلة. قد تظهر التشققات في الهياكل، إمّا في المرحلة الأولية أو مع مرور الوقت. يجب أولاً قبول أن التشققات من نوع ما لا مفر منها في أي هيكل.
ما هي أنواع التشققات في الخرسانة الناتجة عن تغير الرطوبة؟
أنواع الشقوق في الخرسانة بسبب تغير الرطوبة هي تشققات الانكماش الأولي وانكماش البلاستيك والتسوية البلاستيكية والتوسع الأولي للخرسانة. تحدث هذه الأنواع من الشقوق بسبب تغير الرطوبة في الخرسانة والتي تمت مناقشتها بالتفصيل. مواد البناء مثل الخرسانة والملاط والطوب والخشب وما إلى ذلك مسامية بطبيعتها وتتوسع عن طريق امتصاص الرطوبة من الغلاف الجوي وتتقلّص عند التجفيف. هذه التغييرات في مواد البناء دورية بطبيعتها وتحدث أثناء تغيرات الرطوبة.
لكن مواد البناء تخضع لتغييرات لا رجعة فيها بسبب التغير في محتوى الرطوبة خلال ظروفها الأولية. هذه التغييرات الأولية تسبب انكماش أو تمدد المواد. على سبيل المثال، الحركة غير القابلة للانعكاس في المواد هي انكماش المواد القائمة على الأسمنت والجير عند التجفيف الأولي، أيّ الانكماش الأولي إلى الانكماش البلاستيكي وتمدد الطوب الطيني المحترق ومنتجات الطين الأخرى عند إزالتها من الأفران، أيّ التمدد الأولي.
1- الانكماش الأولي في الخرسانة والبناء:
الانكماش الأولي لمواد البناء الذي لا رجوع فيه جزئيًا، يحدث في جميع مواد البناء القائمة على المركّبات الأسمنتية مثل الخرسانة والملاط وما إلى ذلك. هذا الانكماش الأولي هو أحد الأسباب الرئيسية للتشقق في هيكل المبنى. يحدث الانكماش الأولي كما يوحي الاسم مرة واحدة فقط في عمر الخرسانة والملاط، أيّ خلال وقت البناء عندما تجف الرطوبة أثناء عملية الإعداد. الانكماش الأولي هو السبب الأكثر أهمية للشقوق في الهياكل.
يعتمد تأثير الانكماش الأولي في الخرسانة والملاط على العوامل التالية:
- محتوى الأسمنت: يزداد انكماش الخرسانة والملاط مع ثراء المزيج.
- محتوى الماء: زيادة كمية الماء المستخدمة في المزيج تزيد من الانكماش.
- الحجم الأقصى للركام والتدرج والجودة للركام: مع زيادة الحجم الأقصى للركام مع التدرج الجيد، تنخفض نسبة الماء إلى الأسمنت لنفس متطلّبات قابلية التشغيل للخرسانة. يقلّل استخدام كمية أقل من الماء من الانكماش الأولي للخرسانة بسبب تقليل المسامية. على سبيل المثال، يكون انكماش ملاط الرمل الأسمنتي 2 – 3 مرات من الخرسانة الأسمنتية باستخدام 20 مم من الحجم الأقصى للركام و 3 – 4 مرات من الخرسانة الأسمنتية باستخدام 40 مم من الحجم الأقصى للركام.
- معالجة الخرسانة والبناء: المعالجة المناسبة من بداية الإعداد الأولي إلى ما لا يقل عن 7 إلى 10 أيام تساعد في تقليل الانكماشات الأولية. تساعد الرطوبة التي يتم توفيرها من خلال المعالجة في توسع الخرسانة والبناء، وبالتالي، عندما يجف، يكون الانكماش النهائي أقل.
- مساحة سطح الركام: تزداد مساحة سطح الخرسانة مع زيادة الركام الناعم وهذا يتطلّب كمية كبيرة من المياه للتشغيل المطلوب. مع زيادة كمية المياه، يزداد انكماش الخرسانة والبناء عندما يجف.
- التركيب الكيميائي للأسمنت: يكون الانكماش أقل بالنسبة للأسمنت الذي يحتوي على نسبة أكبر من سيليكات الكالسيوم ونسبة أقل من القلويات، أيّ أن الأسمنت سريع التصلّب لديه انكماش أكبر من الأسمنت البورتلاندي العادي.
- درجة حرارة الخرسانة والرطوبة النسبية للمحيط: مع انخفاض درجة الحرارة المحيطة، يتم تقليل متطلّبات الماء لنفس الركود وقابلية التشغيل مع الانخفاض اللاحق في صب الخرسانة التي يتم إجراؤها في الشتاء المعتدل لها ميل أقل بكثير للتشقق من صب الخرسانة في أشهر الصيف الحارة. في الخرسانة الأسمنتية، يحدث ثلث الانكماش في الأيام العشرة الأولى ، ½ خلال شهر واحد والباقي ½ في غضون عام. لذلك، يستمر حدوث شروخ الانكماش في الخرسانة وتتوسع لمدة عام.
2- انكماش البلاستيك للخرسانة:
ترجع الشقوق التي تظهر على سطح الخرسانة قبل تثبيت الخرسانة إلى الانكماش البلاستيكي للخرسانة. يعود سبب شروخ الانكماش في الخرسانة إلى استقرار الركام الثقيل في قاع الخرسانة وصعود الماء إلى السطح. تستمر هذه العملية حتى تتماسك الخرسانة وتسمّى نزيف الخرسانة. طالما أن معدّل التبخر أقل من معدّل النزيف، فهناك طبقة مستمرة من الماء على السطح تعرف باسم لمعان الماء، ولا يحدث انكماش. عندما يفقد السطح الخرساني الماء بسبب عملية النضح، يتم إحضاره إلى القمة، يحدث انكماش في أعلى طبقة الخرسانة، بحيث تتشكّل الشقوق على السطح. هذه الشقوق شائعة في الألواح.
يعتمد مدى انكماش البلاستيك في الخرسانة على:
- درجة حرارة الخرسانة.
- التعرّض للحرارة من أشعة الشمس.
- الرطوبة النسبية للهواء المحيط وسرعة الرياح.
3- شقوق الهبوط البلاستيكية:
تحدث شروخ الهبوط البلاستيكية على سطح الخرسانة بسبب ترسب الركام الكبير. في حالة الخرسانة المسلّحة، في بعض الأحيان يتم إعاقة تسوية الركام بواسطة قضبان حديد التسليح. هذه العوائق تكسر الجزء الخلفي من الخرسانة فوقها وتشكل الفراغات تحت البطن. عادة ما يتم ملاحظة شقوق التسوية البلاستيكية على شكل مسامير ربط العمل، أو فوق قضبان حديد التسليح بالقرب من الجزء العلوي من القسم وفي العمود الضيق والجدران بسبب عرقلة الترسيب من خلال عمل التقوس الناتج للخرسانة بسبب ضيق الممر وعند تغيير عمق المقطع.
4- التوسع الأولي للخرسانة:
عندما يتم حرق الطوب الطيني أثناء التصنيع، نظرًا لارتفاع درجة الحرارة، لا يتم إخراج الماء بين الجزيئات فحسب، بل أيضًا الماء الذي يشكّل جزءًا من التركيب الجزيئي للطين. بعد الاحتراق، مع انخفاض درجة حرارة الطوب، يبدأ الطوب الجائع للرطوبة في امتصاص الرطوبة من البيئة ويخضع لتوسع تدريجي، ويكون الجزء الأكبر من هذا التمدد لا رجعة فيه. لأغراض عملية، يعتبر أن هذا التوسع الأولي يتوقف بعد الأشهر الثلاثة الأولى. إنّ استخدام مثل هذه الآجر قبل وقف التوسع الأولي في البناء بالطوب، سوف يتسبّب في توسع لا رجعة فيه وقد يؤدي إلى تشقق البناء.
