أهم عيوب الهياكل الخرسانية

ما هي أهم عيوب الهياكل الخرسانية؟

يُمكن أن تؤدي العيوب في الهياكل الخرسانية إلى فشل كارثي مُحتمل في الهيكل في ظل ظروف معينة. من المهم للمهندسين وفرق البناء أن يكونوا على اطلاع على هذه العيوب، مثل التشقق والتكسير والتجنيد والتقرّح والقشور الإزهار واللف والغبار، للتأكد من أن الهيكل الذي يتم بناؤه من الخرسانة قادر على الاستمرار لسنوات إلى المستقبل. غالبًا ما تكون العيوب في الخرسانة مرتبطة بنقص متانة الخرسانة، الناتجة عن تكوين الخرسانة أو ممارسات التنسيب السيئة أو ضعف مراقبة الجودة أو البيئة العدوانية التي توضع فيها.

أسباب عيوب الهياكل الخرسانية:

1. عيب هيكلي ناتج عن أخطاء في التصميم ومعايير التحميل والحمل الزائد غير المتوقع.
   
2. قصور بُنيوي نتيجة عيوب إنشائية.
   
3. الأضرار الناجمة عن الحرائق والفيضانات والزلازل والأعاصير وما إلى ذلك.
   
4. الضرر الناجم عن هجوم كيماوي.
   
5. الضرر بسبب البيئات البحرية.
   
6. الضرر الناتج عن تآكل المواد الحبيبية.
   
7. حركة الخرسانة بسبب الخصائص الفيزيائية.
   

1- عيوب إنشائية ناتجة عن التصميم والتفصيل:

في مثل هذه الحالة، يجب مراجعة التصميم بالتفصيل ووضع التدابير العلاجية من قبل فريق التصميم. بمجرد القيام بذلك، ستكون طرق تنفيذ التدابير العلاجية مماثلة لتلك الناشئة عن عيوب أخرى.

2- قصور إنشائي نتيجة عيوب إنشائية:

تشكل طرق البناء المعيبة الجزء الأكبر من مصدر الضيق للحزم. يمكن تقسيم هذه العيوب على نطاق واسع على النحو التالي:

1. عيوب بسبب جودة المواد الخام.
   
2. عدم اعتماد الخلطة الخرسانية المصممة.
   
3. استخدام معمل إنشائي معيب لإنتاج ونقل ووضع الخرسانة.
   
4. صنعة معيبة.
   
5. تفاصيل الجودة غير الكافية.
   

من الضروري جدًا اختيار النوع المناسب من الأسمنت للخرسانة التي تدخل في الهيكل قيد الدراسة. الأسمنت البورتلاندي العادي هو أكثر أنواع الأسمنت شيوعًا. بشرط أن تتوافق جودة الأسمنت مع المواصفات القياسية ذات الصلة. في وقت الاستخدام، عادةً لا توجد مشكلة فيما يتعلّق بالأسمنت البورتلاندي العادي. عندما تتعرض الخرسانة لبيئة قاسية، قد يكون من الضروري استخدام أنواع خاصة من الإسمنت، مثل الأسمنت البورتلاندي المقاوم للكبريتات، أسمنت الخبث للفرن العالي، الأسمنت منخفض الألمونيا.

يجب أن تؤخذ جودة الركام، لا سيما فيما يتعلّق بالتفاعل الكلي القلوي، في الاعتبار، لحسن الحظ حالات العيوب والإخفاقات المنسوبة إلى التفاعل الكلي القلوي . يمكن أن يساهم استخدام الماء المحتوي على الملح في صنع الخرسانة أيضًا في تدهور الخرسانة. كما يمكن تنفيذ تصميم الخلطة الخرسانية بشكل مُرضٍ باستخدام مجموعة متنوعة من الركام. ويجب ضمان الاستمرارية المعقولة لتصنيف الركام.

يعتبر الاستخدام المفرط للمياه في الخلطة الخرسانية أكبر مصدر منفرد للضعف. تعتمد دقة وزن المكونات المختلفة بشكل كبير على جودة نظام تجميع الوزن المتاح. تساهم الموانئ المحملة بزنبرك لأجهزة الخلط في التباين المفرط في جودة الخرسانة الموزونة. تشمل العوامل المساهمة الأخرى التي تضيف إلى سوء التصنيع الفصل والتنسيب غير المناسب وتسرّب الاهتزاز غير الكافي أو المفرط للملاط من خلال وصلات الغلق والغطاء الخرساني غير المناسب والمعالجة الكافية وما إلى ذلك.

يُعتبر التفصيل الصحيح لحديد التسليح، بما في ذلك الغطاء المناسب، أمرًا ضروريًا لضمان نجاح عملية وضع الخرسانة. ينتج عن التفاصيل السيئة ازدحام في الحديد لدرجة أنه لا يمكن وضع الخرسانة وضغطها بشكل صحيح، حتى لو كانت الخرسانة قابلة للتطبيق. يجب أن يعتمد تفصيل الحديد على التقدير المناسب لكيفية تنفيذ عملية وضع الخرسانة والضغط.

عوامل أخرى تؤدي إلى تفاصيل سيئة في التصميم:

1. إعادة الدخول في الزوايا.
   
2. تغييرات مفاجئة في القسم.
   
3. تفاصيل مشتركة غير كافية.
   
4. حدود الانحراف.
   
5. التنقيط السيئ في التفصيل.
   
6. الصرف غير الكافي أو غير المناسب.
   
7. تفصيل ضعيف لمفاصل التمدد.
   

أنواع عيوب الهياكل الخرسانية:

أنواع مختلفة من العيوب التي يمكن ملاحظتها في سطح الخرسانة المتصلّب وطرق الوقاية منها موضحة أدناه:

1- التشققات في الهياكل الخرسانية:

تتشكّل الشقوق في الخرسانة لأسباب عديدة ولكن عندما تكون هذه الشقوق عميقة جدًا، فمن غير الآمن استخدام هذا الهيكل الخرساني. الأسباب المختلفة للتشقق هي تصميم المزيج غير المناسب، المعالجة غير الكافية، إغفال وصلات التمدد والانكماش، استخدام مزيج خرساني عالي الانحدار ودرجة فرعية غير مناسبة.

لمنع التصدّع، يجب استخدام نسبة منخفضة من الماء إلى الأسمنت وتكثيف الركام الخشن في خليط الخرسانة، يجب تجنّب المضافات التي تحتوي على كلوريد الكالسيوم. يجب منع السطح من التبخّر السريع لمحتوى الرطوبة. يجب تطبيق الأحمال على السطح الخرساني فقط بعد اكتسابها أقصى قوتها.

1- شدة التشققات في الخرسانة:

1. تشقق شعري: عرضه أقل من 0.1 مم .
   
2. تشقق ضيق: بعرض 0.1 مم إلى 0.3 مم.
   
3. تشقق متوسط: بعرض 0.3 مم إلى 1.0 مم.
   
4. تشقق عريض: أكبر من 1.0 مم.
   

2- التكسير والتجنيد في الهياكل الخرسانية:

يُسمّى التجنيد أيضًا باسم تكسير النمط أو تكسير الخريطة، وهو تكوين شقوق ضحلة متقاربة بطريقة غير متساوية. يحدث التكسير بسبب التصلّب السريع للسطح العلوي للخرسانة بسبب درجات الحرارة المرتفعة أو إذا كان المزيج يحتوي على محتوى مائي زائد أو بسبب المعالجة غير الكافية. كما يمكن تجنّب تشقق الأنماط عن طريق المعالجة المناسبة عن طريق ترطيب الطبقة الفرعية لمقاومة امتصاص الماء من الخرسانة، من خلال توفير الحماية للسطح من التغيرات السريعة في درجات الحرارة.

3- تقرحات الخرسانة في الهياكل الخرسانية:

التقرح: هو تكوين نتوءات مجوفة بأحجام مختلفة على سطح الخرسانة بسبب الهواء المحاصر تحت سطح الخرسانة النهائي. قد يسبب ذلك بسبب الاهتزاز المفرط لمزيج الخرسانة أو وجود هواء محبوس زائد في المزيج أو بسبب التشطيب غير السليم. كما أن التبخّر المفرط للمياه على السطح العلوي للخرسانة سيؤدي إلى ظهور تقرحات. ويمكن منعه باستخدام نسبة جيدة من المكونات في الخلطة الخرسانية، من خلال تغطية السطح العلوي ممّا يُقلّل من التبخّر واستخدام التقنيات المناسبة للوضع والتشطيب.

4- التفريغ في الهياكل الخرسانية:

التفريغ: مشابه أيضًا للتقرح. في هذه الحالة أيضًا، يتم فصل السطح العلوي للخرسانة عن الخرسانة الأساسية. يؤدي تصلّب الطبقة العليا من الخرسانة قبل أن تصلّب الخرسانة الأساسية إلى التشقق. ذلك لأن الماء والهواء الذي ينزف من الخرسانة السفلية يصطدم بين هذين السطحين، وبالتالي سيتم تشكيل الفراغ. حيث يمكن أيضًا منع التفريغ باستخدام تقنيات التشطيب المناسبة. ومن الأفضل البدء في التشطيب بعد انتهاء عملية النزيف.

5- الغبار في الهياكل الخرسانية:

الغبار: الذي يُسمّى أيضًا بالطباشير، هو تكوين مسحوق خرساني ناعم وسائب على الخرسانة المتصلّدة عن طريق التفكك. يحدث هذا بسبب وجود كمية زائدة من الماء في الخرسانة. يتسبب في نزف الماء من الخرسانة، مع ارتفاع هذه الجسيمات الدقيقة مثل الأسمنت أو الرمل إلى الأعلى، ويؤدي التآكل الناتج عن ذلك إلى حدوث غبار على السطح العلوي.

لتجنّب الغبار، يجب استخدام خليط الخرسانة منخفض الركود للحصول على سطح خرساني صلب مع مقاومة جيدة للتآكل. استخدم مضافات تقليل المياه للحصول على ركود مناسب. كما يوصى أيضًا باستخدام تقنيات تشطيب أفضل ويجب البدء في التشطيب بعد إزالة الماء النازف من سطح الخرسانة.

6- التجعيد في الهياكل الخرسانية:

عندما يتم تشويه اللوح الخرساني إلى شكل منحني عن طريق حركة الحواف أو الزوايا لأعلى أو لأسفل، فإنّ ذلك يسمى التجعيد. ويحدث بشكل أساسي بسبب الاختلافات في محتوى الرطوبة أو درجة الحرارة بين سطح اللوح (العلوي) وقاعدة اللوح (القاع). قد يكون تجعيد البلاطة الخرسانية شباكًا لأعلى أو لأسفل. عندما يتم تجفيف السطح العلوي وتبريده قبل السطح السفلي، يبدأ في الانكماش ويحدث التجعيد لأعلى.

عندما يتم تجفيف السطح السفلي وتبريده بسبب ارتفاع درجة الحرارة ومحتوى الرطوبة المرتفع، فإنّه سينكمش قبل السطح العلوي ويحدث تجعيد للأسفل. لمنع الالتواء، يجب استخدام مزيجًا خرسانيًا منخفض الانكماش، والقيام بتوفير وصلات تحكم، والقيام بتوفير تعزيزات ثقيلة عند الحواف أو توفير حواف بسماكة كبيرة.

7- الإزهار في الهياكل الخرسانية:

الإزهار: هو تكوين رواسب الأملاح على سطح الخرسانة. الأملاح المشكلة بيضاء بشكل عام. ويرجع ذلك إلى وجود أملاح قابلة للذوبان في الماء والتي تستخدم في صنع الخلطة الخرسانية. عندما تتصلّب الخرسانة، يتم رفع هذه الأملاح القابلة للذوبان إلى السطح العلوي بواسطة الضغط الساكن المائي وبعد التجفيف الكامل تتشكل رواسب الملح على السطح. ويمكن منعه باستخدام الماء النظيف والنقي للخلط، واستخدام الركام غير الفعال كيميائياً وما إلى ذلك، والتأكد من أن الأسمنت يجب ألا يحتوي على قلويات أكثر من 1% من وزنه.

8- التحجيم والتشظي في الهياكل الخرسانية:

التحجيم والتشظي، في كلتا الحالتين يتدهور سطح الخرسانة ويحدث تقشر للخرسانة. السبب الرئيسي لهذا النوع من الحالات هو اختراق الماء من خلال سطح الخرسانة. هذا يجعل الفولاذ يتآكل وقد يحدث تشظي أو تقشر. بعض الأسباب الأخرى هي استخدام الخلطة الخرسانية غير الهوائية، وعدم كفاية المعالجة واستخدام الخرسانة ذات القوة المنخفضة وما إلى ذلك.