اختبار النفاذية للغطاء والكفر الخرساني

ما هو اختبار النفاذية للغطاء والكفر الخرساني؟

يتم تحديد متانة الهياكل الخرسانية المسلحة إلى حد كبير من خلال جودة الجزء الخارجي من الخرسانة، على سبيل المثال الغطاء الخرساني للحديد. حيث يوفر معيار الخرسانة الأوروبي إرشادات لإنتاج الخرسانة المتينة والتي تعتمد بشكل أساسي على أحكام لتكوين الخرسانة. كما أنه يحتوي على بعض المعلومات من أجل المعالجة المناسبة. في الممارسة العملية، على سبيل المثال لا يتم تنفيذ المعالجة دائمًا كما هو مخطط لها. لذلك، هناك حاجة إلى إجراء للتحقق من جودة العناصر الخرسانية الجاهزة.

لِتقييم جودة الغطاء الخرساني، يتم تنفيذ مشروع بحثي باستخدام قياسات نفاذية الهواء غير المدمرة. تم إجراء القياسات في المختبر وكذلك على الهياكل الخرسانية. تتأثر نفاذية الهواء بتركيب الخرسانة ومحتوى الرطوبة ودرجة حرارة الخرسانة والحالة الفعلية للغطاء الخرساني، على سبيل المثال الشقوق والطلاء السطحي. كما سيتم تقديم المشورة حول كيفية تقدير جودة الخرسانة بناءً على قياسات نفاذية الهواء. تعتمد متانة الهياكل الخرسانية على نفاذية غطاء التسليح بالخرسانة. هذه هي الطبقة الرقيقة من الخرسانة فوق التسليح التي تعتمد عليها حياة الهيكل.

إنّ جهاز اختبار النفاذية للغطاء الخرساني هو أداة غير مدمرة لتحديد نفاذية الهواء لخرسانة الغطاء. كما تعتمد نفاذية الغطاء الخرساني على حالة الصب في الموقع مثل الفصل والنزيف والتشطيب والمعالجة وتشكيل الشقوق الدقيقة وما إلى ذلك. حيث أنه قد تختلف تركيبة وخصائص غطاء الخرسانة بشكل كبير عن تلك الخاصة بالخرسانة ذات النوعية الجيدة. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن أن تمثل عينات اختبار الخرسانة المستخدمة في ضوابط الجودة جودة وخصائص غطاء الخرسانة حيث يتم إنتاجها وتخزينها بطريقة مختلفة تمامًا.

تعتمد متانة الهيكل الخرساني في ظل التأثيرات البيئية الشديدة بشكل أساسي على جودة الطبقة السطحية الرقيقة نسبيًا (20-50 مم). تهدف هذه الطبقة إلى حماية التسليح من التآكل الذي قد يحدث نتيجة الكربنة أو بسبب دخول الكلوريدات أو التأثيرات الكيميائية الأخرى. كما يتم تعزيز التأثير المذكور من خلال التلف الناتج عن الصقيع أو الذوبان أو الصقيع والذوبان والملح معًا. ولا توجد طريقة مقبولة بشكل عام لوصف بُنية المسام للخرسانة وربطها بمتانتها.

أشارت العديد من التحقيقات إلى أن نفاذية الخرسانة فيما يتعلّق بالهواء والماء هي مقياس ممتاز لمقاومة الخرسانة ضد دخول الوسائط العدوانية في الحالة الغازية أو السائلة، وبالتالي فهي مقياس للمتانة المحتملة للخرسانة المحددة والملموسة. كما أنه لا يوجد في الوقت الحالي طريقة مقبولة بشكل عام لتحديد سريع لنفاذية الخرسانة وللقيم المحددة لنفاذية الخرسانة المعرضة لظروف بيئية مختلفة. يسمح اختبار النفاذية بقياس سريع وغير مدمر لجودة غطاء الخرسانة فيما يتعلق بمتانته.

مبدأ اختبار النفاذية للغطاء والكفر الخرساني:

المعدل الذي يمكن به استخلاص الهواء من الغطاء الخرساني، هو مقياس لنفاذية الخرسانة. بحيث يمكن استخدام هذه الطريقة لتقييم مقاومة الخرسانة للكربنة واختراق الأيونات العدوانية وجودة الجص في مجاري ما بعد التوتر.

وصف جهاز اختبار نفاذية الغطاء الخرساني:

التفاصيل الفنية لجهاز اختبار نفاذية الغطاء الخرساني مذكورة أدناه:

1- وحدة العرض لجهاز اختبار نفاذية الغطاء الخرساني:

تتكون وحدة العرض لجهاز اختبار نفاذية الغطاء الخرساني من:

1. ذاكرة غير متطايرة لما يصل إلى 200 عنصر مُقاس.
   
2. شاشة عرض (LCD) رسومية 128 × 128.
   
3. واجهة (RS 232 C).
   
4. برنامج متكامل لطباعة الأشياء المقاسة ونقلها إلى الكمبيوتر الشخصي.
   
5. التشغيل باستخدام 6 بطاريات 1.5 فولت لمدة 60 ساعة تقريبًا. أو وحدة طاقة تجارية 9 فولت تيار مستمر لكل 0.2 أمبير.
   
6. نطاق درجة الحرارة -100 درجة مئوية إلى 600 درجة مئوية.
   
7. حقيبة حمل (320/285/105 ملم)، الوزن الإجمالي 2.1 كجم.
   

2- وحدة التحكم وخلية الفراغ لجهاز اختبار نفاذية الغطاء الخرساني:

1. حجم الحجرة الداخلية والخرطوم ومساحة المقطع العرضي للغرفة الداخلية عبارة عن مصطلحات في الصيغة لحساب الطول. لذلك يجب عدم تغييرهما.
   
2. اتصال فراغ صغير.
   
3. حقيبة حمل (520/370/125 ملم)، الوزن الإجمالي 6.3 كجم.
   

3- مسبار المقاومة لجهاز اختبار نفاذية الغطاء الخرساني (WENNER –PROCEQ):

تباعد القطب الكهربي يكون عادةً 50 مم.

4- مضخة الفراغ لجهاز اختبار نفاذية الغطاء الخرساني:

1. يتم تشغيل الأداة بمضخة تفريغ تجارية.
   
2. البيانات الفنية حسب الكود الدينماركي المصنع للجهاز.
   
3. قدرة الشفط: 1.5 متر مكعب لكل ساعة.
   
4. الضغط الكلي النهائي حوالي 10 بار.
   
5. اتصال جانب الشفط بشفة صغيرة.
   

منهجية اختبار نفاذية الغطاء الخرساني:

تعمل في الفراغ ويمكن استخدامها في الموقع وكذلك في المختبر. إنّ السمات الأساسية لطريقة القياس هي خلية مفرغة من غرفتين ومنظم ضغط يضمن تدفق الهواء بزوايا قائمة على السطح وفي الغرفة الداخلية. كما يجب اختيار السطح الجاف بدون تشققات للاختبار، والتأكد من عدم وضع الغرف الداخلية فوق قضيب التسليح. بحيث يتم معايرة فقدان الضغط من وقت لآخر وبعد تغير كبير في درجة الحرارة والضغط، يتم أخذ 3 إلى 6 قياسات للمقاومة الكهربائية للخرسانة وقيمتها المتوسطة لقياس معامل النفاذية.

هذا يسمح بحساب معامل النفاذية على أساس النموذج النظري. وفي حالة الخرسانة الجافة، فإنّ النتائج تتفق جيدًا مع الطرق المعملية، مثل نفاذية الأكسجين والشفط الشعري وتغلغل الكلوريد وغيرها. بحيث يتم تحديد فئة الجودة لخرسانة الغطاء من معامل النفاذية باستخدام جدول كما هو موضح أدناه. بالإضافة إلى، الرطوبة التي تؤثر بشكل رئيسي على النفاذية، يتم تعويضها عن طريق قياس المقاومة الكهربائية بشكل إضافي من الخرسانة مع معامل النفاذية ويتم الحصول على فئة الجودة من حرف واحد فقط.

حدود اختبار نفاذية الغطاء الخرساني:

1. لا ينبغي أن يتم تحديد معامل النفاذية على الأسطح الرطبة (الرطوبة التي تدخل الوحدة يمكن أن تتلف الغشاء في منظم الضغط).
   
2. يتم الحصول على أدق القيم للخرسانة الجافة.
   
3. من أجل الحصول على فكرة دقيقة عن جودة غطاء الخرسانة للهيكل أو المكون النهائي، يجب دائمًا إجراء العديد من القياسات.
   
4. تصنيف الجودة لخرسانة الغطاء من الجدول والمونوجرام من الشكل المتعلّق بالخرسانة الصغيرة أي عمر الخرسانة حوالي 1-3 أشهر. أظهرت بعض القياسات على الخرسانة التي يعود تاريخها إلى بضع سنوات أنه لا يمكن تطبيق التصنيف في الجدول والرمز الأحادي بشكل مباشر.
   
5. محتوى الرطوبة في الخرسانة له تأثير كبير على نفاذية الغاز. يؤدي تصحيح هذا التأثير بقياس المقاومة الكهربائية عمومًا إلى نتائج مرضية في حالة الخرسانة الفتية. حيث أنه للخرسانة القديمة، يجب إجراء مزيد من التحقيقات.
   
6. تم إجراء الفحوصات باستخدام مضخة تفريغ بسعة شفط 1.5 متر مكعب لكل ساعة وقوة محرك تبلغ 0.13 كيلو واط، وهذه المضخة تجعل من الممكن تحقيق فراغ يبلغ بضع ملي بار. كما لا تصل المضخات ذات الطاقة المنخفضة إلى نفس الفراغ ولذلك يُنصح باستخدام المضخات ذات الطاقة المماثلة فقط.
   
7. قد تكون هناك ثلاثة أسباب أخرى لعدم الوصول إلى الفراغ المطلوب (10-50 ملي بار).