الخرسانة الخلوية

ما هي الخرسانة الخلوية؟

الخرسانة الخلوية: هي خرسانة هندسية خاصة يتم تصنيعها عن طريق خلط الأسمنت البورتلاندي والرمل والرماد المتطاير والماء والرغوة مسبقة التشكيل بنسب مختلفة لتشكيل مادة صلبة ذات كثافة فرن جاف تبلغ 50 رطلاً لكل قدم مكعب أو أقل. وفقًا لتعريف معهد الخرسانة الأميركي، يجب أن تكون كثافة الخرسانة الخلوية أقل من 50 رطلاً لكل قدم مكعب. على أي حال، يمكن أن تتراوح كثافة الخرسانة الخلوية من 20 رطلاً لكل قدم مكعب إلى 120 رطلاً لكل قدم مكعب.

واحدة من الخصائص المهمة للخرسانة الخلوية المصممة خصيصًا هي خاصية الضغط الذاتي حيث لا يلزم الضغط وتتدفق بثبات من مخرج المضخة لملء القالب. نتيجة لهذه الخاصية، يمكن ضخها على ارتفاعات ومسافات كبيرة، وتُعرف هذه الخرسانة المصممة خصيصًا أيضًا باسم الأسمنت الرغوي أو الخرسانة الرغوية أو الحشو خفيف الوزن القابل للتدفق.

غالبًا ما يتطلّب البناء في ظل ظروف مناخ شديد الحرارة أو شديد البرودة استخدام مواد جديدة لاتخاذ قرارات فعّالة اقتصاديًا. يُساعد تطبيق الخرسانة الخلوية في حل المشكلات مثل عزل خطوط الأنابيب وأساسات المباني وصهاريج التخزين، ممّا يجعل البناء الفعال للطرق والجسور والأنفاق والجدران وأقسام المباني.

بالإضافة إلى أن الخرسانة الخلوية مناسبة بشكل مثالي لملأ الفراغات لقلة تكلفتها وسيولتها العالية وقدرتها على توسيع حجمها. حيث يتم تطبيق مركّبات الكربون الكلورية فلورية لتقليل الحمل على القاعدة ولتثبيت التربة، ممّا يُؤثّر بشكل أساسي على الاستقرار الزلزالي أثناء الزلازل.

المواد المستخدمة في الخرسانة الخلوية:

المواد المستخدمة في الخرسانة الخلوية والتي تقلل من كثافة الخرسانة هي:

1- الأسمنت:

الخرسانة الخلوية خفيفة الوزن عبارة عن مزيج متجانس من الأسمنت البورتلاندي والأسمنت والسيليكا والأسمنت والبوزولانا والجير والبوزولانا، معاجين الجير والسيليكا لها بنية خلوية متطابقة تم الحصول عليها باستخدام المواد الكيميائية المكونة للغاز لعوامل الرغوة عند مستويات محددة.

2- الرماد المتطاير:

حيث أن الرماد المتطاير منتج ثانوي والتخلّص منه مكلف للغاية. يتم استخدامه في تحضير الخرسانة الخلوية خفيفة الوزن. إنّه أحد المكونات الرئيسية التي تحل مشكلة التخلّص منها. وفي الوقت نفسه، اقتصادي للغاية ممّا يجعله صديقًا للبيئة.

3- الرغوة الخاصة بالخرسانة الخلوية:

المكون الرئيسي للمادة الخام للرغوة المستخدمة في إنتاج الخرسانة الخلوية هو جينفيل ومادته العضوية. يختلف حجم الفقاعات من حوالي 0.1 إلى 1.5 ملم في القطر. يتم استخدام مولد الرغوة لإنتاج رغوة ثابتة باستخدام عامل مناسب.

الرموز المرجعية على الخرسانة الخلوية:

1. (ASTM C 869): المواصفات القياسية لعوامل الرغوة المستخدمة في صنع الرغوة الجاهزة للخرسانة الخلوية.
   
2. (ASTM C 796): طريقة الاختبار القياسية لعوامل الرغوة لاستخدامها في إنتاج الخرسانة الخلوية باستخدام الرغوة مُسبقة التشكيل.
   
3. (ASTM C 495): طريقة الاختبار القياسية لقوة الضغط للخرسانة العازلة خفيفة الوزن.
   

أنواع الخرسانة الخلوية على أساس الكثافة:

يتم تمييز الخرسانة الخلوية إلى 3 أنواع بناءً على نطاق الكثافة، والتي يتم إنتاجها لأغراض مختلفة.

1- الخرسانة الخلوية عالية الكثافة:

هذه خرسانة هيكلية بِكثافة تتراوح من 1200 كجم لكل م 3 إلى 1800 كجم لكل م 3. يتم استخدامه في بناء الجدران الحاملة والجدران الفاصلة وفي إنتاج كُتَل مسبقة الصب لأعمال الطوب الحاملة.

2- الخرسانة الخلوية متوسطة الكثافة:

نطاق الكثافة لهذه الخرسانة الخلوية هو 800-1000 كجم لكل م 3. تم العثور على الاستخدام الرئيسي لهذا النوع من الخرسانة الخلوية في تصنيع كتل مسبقة الصب لأعمال الطوب غير الحاملة.

3- الخرسانة الخلوية خفيفة الكثافة:

تتراوح كثافة الخرسانة الخلوية الخفيفة بين 400-600 كجم لكل م 3. تُعتبر الخرسانة الخلوية خفيفة الكثافة مثاليةً للعزل الحراري والصوتي. تعمل كمقاومة ضد حوادث الحريق والنمل الأبيض وامتصاص الرطوبة. وقد أثبتت أيضًا أنها بديل أفضل من الصوف الزجاجي والصوف الخشبي والحرارة.

تطبيقات الخرسانة الخلوية:

1. تُستخدم الخرسانة الخلوية خفيفة الوزن كعزل حراري على شكل طوب وكتل فوق الأسطح المسطحة أو الجدران غير المحملة.
   
2. التعبئة السائبة عن طريق استخدام مواد منخفضة القوة نسبيًا لأنابيب الصرف الصحي القديمة والآبار والأقبية والأقبية غير المستخدمة وخزانات التخزين والأنفاق ومترو الأنفاق.
   
3. إنتاج ألواح الحوائط الخفيفة العازلة للحرارة.
   
4. الحفاظ على التوازن الصوتي للخرسانة.
   
5. تصنيع اللوح الخفيف ذو الأساس الأسمنتي والجِبص.
   
6. إنتاج خاص من بلاط السيراميك الخفيف المقاوم للحرارة.
   
7. لأغراض تصريف مياه التربة.
   
8. تطبيق في الجسر لمنع التجمد.
   
9. تُستخدم في ملء الأنفاق والأعمدة وتصنيع الخرسانة خفيفة الوزن.
   
10. إنتاج جِبص البيرلايت وخرسانة بيرلايت خفيفة الوزن.
    

مزايا الخرسانة الخلوية:

1. خفيفة الوزن: تتميز خاصية الوزن الخفيف للخرسانة الخلوية بميزة كبيرة في بناء الأحمال الميتة وأعمال الرفع.
   
2. مقاومة الحريق: تُشكل الجيوب الهوائية بمثابة حاجز للحريق. الهيكل المصنوع من الخرسانة الخلوية غير قابل للاحتراق ويمكن أن يتحمل اندلاع الحريق لساعات.
   
3. العزل الحراري: تعمل الخرسانة الخلوية كعازل حراري مثالي.
   
4. العزل الصوتي: تزيد الكثافة المنخفضة من العزل الصوتي.
   
5. صديقة للبيئة: تُعتبر الخرسانة الخلوية خفيفة الوزن القائمة على الرماد المتطاير مناسبة للمحيط لأن الرماد المتطاير هو أحد المنتجات الثانوية للنفايات الصناعية.
   
6. فعالة من حيث التكلفة: يتم تقليل تكلفة المواد المستخدمة في الخرسانة حيث يتم إدخال الرغوة في الخرسانة. ثانيًا، يوفر استخدام النفايات الصناعية مثل الرماد المتطاير قدرًا كبيرًا من الاستثمار في منتجات الأسمنت.