اختبار النفاذية على الهياكل الخرسانية

تأثير النفاذية على الهياكل الخرسانية:

مشاكل المَتانة الأكثر تواترًا من المرغوب فيها الموجودة في الهياكل الخرسانية، ويرجع ذلك أساسًا إلى إضعاف التعزيز والتآكل، والهجوم الكيميائي (مثل هجوم الكبريتات)، لقد شكك الصقيع والذوبان في الأساليب في الأساليب التقليدية بشأن المواصفات والتحكم في الهياكل الخرسانية . في حين أن قدرة التحمل للعنصر الهيكلي هي نتيجة لسلوكها المتكامل، فإنّ دورها في مواجهة عوامل البيئة العدوانية يعتمد أساسًا على أداء الغطاء الواقي الرقيق نسبيًا (20-50 مم).

يجب أن تحمي طبقة الغطاء هذه التعزيزات ضد التآكل الناجم عن الكربنة أو مركبات الكلور، وهي أيضًا الأكثر تضررًا من الصدمات الكيميائية، وأضرار الصقيع، وما إلى ذلك. لذلك، تبين أن هذه الطبقة السطحية الأساسية هي الطبقة الأقل جودة في العنصر الهيكلي بأكمله. كما تعتمد المعايير الملموسة الكلاسيكية للتشخيص والتحكم بشكل حصري تقريبًا على نتائج من العينات المصبوبة التي لا تمثل الجودة الحقيقية في الهيكل.

لذلك، عادةً ما يتم تجاهل الجودة الفعلية لهذه الطبقة الأساسية، وهو ما يفسر إلى حد كبير الأداء غير المرضي للعديد من الهياكل، من وجهة نظر المتانة. يعود المفهوم الأساسي لخرسانة الغطاء على أنها لها خصائص مختلفة عن تلك الموجودة في قلب الهيكل إلى الثمانينيات، والتي ذكرت بالفعل في عام 1990، حيث ذكرت عدم وجود طريقة مقبولة بشكل عام لوصف هيكل المسام للخرسانة وربطها بمتانتها.

مع ذلك، فقد أشارت العديد من التحقيقات التجريبية إلى أن نفاذية الخرسانة فيما يتعلق بكل من الهواء والماء هي مقياس ممتاز لمقاومة الكون ضد دخول الوسائط العدوانية في الحالة الغازية أو السائلة، وبالتالي فهي مقياس التأكد من الاستمرارية المحتملة لخرسانة معينة. لا توجد في الوقت الحالي طرق مقبولة بشكل عام لتحديد سريع لنفاذية الخرسانة والقيم المحددة لقدرة نفاذية الخرسانة المعرضة لظروف بيئية مختلفة.

من المحتمل أن تصبح مثل هذه الأساليب متاحة في المستقبل، ممّا يسمح بتصنيف الخرسانة على أساس نفاذيةها. ومن ثم، يمكن بعد ذلك افتراض متطلبات نفاذية الخرسانة التي سوف تعتمد على فئات التعرض، أيّ الظروف البيئية التي يتعرض لها الهيكل. على الرغم من أن الخرسانة ذات فئة القوة العالية تكون في معظم الحالات أكثر متانة من الخرسانة ذات الطبقة الأقل قوة، فإنّ قوة الانضغاط في حد ذاتها ليست مقياسًا كاملاً لمتانة الخرسانة.

تعتمد المتانة بشكل أساسي على خصائص الطبقات السطحية للعضو الخرساني والتي لها تأثير محدود فقط على قوة ضغط الخرسانة. جودة خرسانة الغطاء هي نتيجة تصميم المزيج المختار من ناحية، ومن ناحية أخرى، العناية المطبقة أثناء معالجة الخرسانة ، التنسيب، الدمك، التشطيب والمعالجة.

من الواضح أن الاختبارات على عينات الصب، التي تمت معالجتها في ظل ظروف مختلفة تمامًا عن تلك المطبقة في موقع العمل، لن تقدم أبدًا صورة حقيقية وتمثيلية لخرسانة الغلاف، باختصار خرسانة مخفية ذات جودة حقيقية. ومن ثم، فإنّ الاحتمال هو قياسه بشكل مباشر على الهيكل، ويفضل في الموقع عن طريق استخدام طرق غير مدمرة، أو على قلب محفور منه.

عندما تكون الخرسانة قابلة للنفاذ، يمكن أن تسبب تآكلًا في حديد التسليح في وجود الأكسجين والرطوبة وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت والكلوريد. كما يصبح تكوين الصدأ الناتج عن التآكل حوالي 6 أضعاف حجم طبقة أكسيد الصلب، ممّا يؤدي إلى حدوث التكسير في الخرسانة المسلحة وتشظيت بدايات الخرسانة. لذلك، إذا أصبحت الخرسانة غير منفذة للماء، فيمكن منع تآكل الخرسانة وتشظيها في النهاية.

كيف يتم عمل اختبار النفاذية على الهياكل الخرسانية؟

1. يتم صب ثلاث عينات من الخرسانة بقُطر 200 مم وارتفاع 120 مم.
   
2. بعد 24 ساعة، يتم تخشين الجزء الأوسط بقطر 100 مم ويتم ختم الجزء المتبقي بعجينة الأسمنت.
   
3. يتم معالجة العينة لمدة 28 يومًا ثم يتم تطبيق ضغط الماء على الجزء الخشن الأوسط حتى يتمكن الماء من اختراق الخرسانة. يتم الحفاظ على ضغط الماء كما هو موضح أدناه:
   
   1. 1 بار (1 كجم لكل سم 2) لمدة 48 ساعة.
      
   2. 3 بار لمدة 24 ساعة القادمة.
      
   3. 7 بار لمدة 24 ساعة القادمة.
      
4. بعد ذلك، يتم تقسيم العينة لمعرفة تغلغل الماء. ويتم تقسيم العينة في آلة ضغط عن طريق تطبيق حمولة مركزة عند نقطتين متعاكستين قُطريًا بعيدًا قليلاً عن المحور المركزي.
   

يتم حساب متوسط ​​ثلاث قيم قصوى للاختراق، بحيث يجب ألا يزيد عُمق اختراق الماء عن 25 مم، وإلا فإنّ العينة تعتبر فاشلة في اختبار النفاذية. كما يمكن تقليل نفاذية الخرسانة عن طريق اعتماد نسبة منخفضة من محتوى الماء، ممّا يضمن ضغط ومعالجة الخرسانة كما هو موضح في الجدول أدناه.