الخرسانة الكتلية

ما هي الخرسانة الكتلية؟

هناك العديد من القضايا التي تنشأ عندما يضع المرء الخرسانة، خاصة فيما يتعلق بالعناصر الخرسانية المسلّحة في المباني. تختلف هذه العناصر والتي تتضمن في الغالب أساسات الحصيرة المسلحة وأغطية الركائز والأرصفة وعناصر النقل، عن الهياكل المقواة الأخرى مثل السدود والجدران العازلة بسبب الضغوط العالية وكميات حديد التسليح واستخدام الخرسانة عالية القوة. وبالتالي، فإنَّ وضع عنصر الخرسانة في المباني يمثل تحديات فريدة.

الخرسانة الكُتلية: تعريف الخرسانة الكُتلية وفقًا لِمعهد الخرسانة الأمريكي هو أيّ حجم للخرسانة بأبعاد كبيرة بما يكفي بحيث يتطلب اتخاذ تدابير للتعامل مع توليد الحرارة من ترطيب الإسمنت وما يصاحب ذلك من تغير في الحجم لتقليل التشقق.

على الرغم من عدم إعطاء سمك معين، غالبًا ما يتم استخدام سمك عضو يبلغ ثلاثة أقدام كبعد العتبة عندما يتم تحريك إجراءات الخرسانة الجماعية. لاحظ أنه قد تكون هناك ظروف حيث يستدعي الأعضاء بسماكة أقل من ثلاثة أقدام إجراءات صب الخرسانة، وإنَّ التحديد النهائي لما إذا كان يجب اتباع إجراءات صب الخرسانة الجماعية هو حسب تقدير المهندس الإنشائي للتسجيل.

تقدم لجنة دليل الخرسانة الكُتلية عدة تقارير للإرشاد في استخدام الخرسانة الكُتلية. دليل الخرسانة الكتلية هو المورد الأساسي للإرشاد في استخدام الخرسانة الكتلية لعناصر البناء الإنشائي. تم صياغة معظم البيانات والمخاوف المتعلقة باستخدام الخرسانة الكتلية من الدروس المستفادة خلال العصر الذهبي للولايات المتحدة لبناء السدود.

الأهداف من استخدام الخرسانة الكتلية:

يحدد تعريف معهد الخرسانة الأَمريكية لحرارة الخرسانة المولّدة الحرارة المتولدة داخل العضو بسبب حرارة الترطيب كمصدر قلق رئيسي، هذه الحرارة إذا لم يتم التحكّم فيها، يمكن أن يكون لها تأثيرات ضارة على العنصر الخرساني. يمكن أن يشمل ذلك التشقق وتأخر الأترتينايت وقضايا أخرى، هناك شاغل أساسي آخر للخرسانة الجماعية هو التكوين المحتمل للمفاصل الباردة في العنصر، هذه مشكلة أكثر شيوعًا في بناء الهياكل حيث أن استخدام الخرسانة عالية القوة سيسرّع وقت وضع الخرسانة.

درجة حرارة الخرسانة الكتلية:

يوفر معهد الخرسانة الأمريكية حدين لدرجة الحرارة الموصى بها حيث يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الخرسانة القصوى 160 درجة فهرنهايت أثناء المعالجة وألّا يتجاوز فرق درجة الحرارة الأقصى بين مركز وسطح الوضع 35 درجة فهرنهايت. تم وضع هذه الحدود لتجنب تأخر تكوين الأترينجيت الذي يمكن أن يسبب تشققًا ويقلل من قوة الخرسانة، على الرغم من أن حدود درجات الحرارة هذه قد لا تبدو كبيرة، إلا أنه قد يكون من الصعب تحقيقها في كثير من الأحيان وخاصة تقييد فرق درجة الحرارة.

يوصى ببدء وضع الخرسانة بدرجة حرارة أولية منخفضة للخرسانة لمنع الخرسانة من الوصول إلى حدود درجة الحرارة العُليا، تشمل الطرق النموذجية للحفاظ على درجات حرارة الخرسانة منخفضة إدخال الجليد المسحوق إلى الخليط بدلاً من بعض ماء الخلط واستخدام الركام المبرد مسبقًا. في الأوقات التي تكون فيها درجات الحرارة المحيطة عالية، قد يكون من الضروري تبريد الخرسانة بعد ذلك عن طريق ملفات التبريد المدمجة.

بخلاف استخدام العزل يُعَدّ استخدام ماء المعالجة على البلاطة ضروريًا لمنع فقدان الماء والمساعدة في عملية المعالجة، في عنصر خرساني عادي، يتم إنشاء تدرج درجة حرارة بين الداخل حيث يتم حجز حرارة الماء والسطح الخارجي للخرسانة التي تنقل الحرارة إلى الغلاف الجوي، في الطقس البارد يتم إضافة العزل إلى الجزء العلوي من البلاطة للحفاظ على تدرج درجة الحرارة الحرارية ومنع الجزء العلوي من التبريد بسرعة أكبر من اللب.

إنَّ محاولة الحفاظ على هذا التفاضل بمقدار 35 درجة عندما يكون الجزء الداخلي للخرسانة معزولًا مع وجود عدة أقدام من الخرسانة فوقها وتحتها وهي مناطق تولّد حرارة أيضًا، أمرًا صعبًا عندما يتعرض الجزء الخارجي للخرسانة لدرجات حرارة أكثر برودة في الغلاف الجوي، حتى مع استخدام البطانيات العازلة. يُلاحظ أن حد 35 درجة هو توصية عامة لمنع تدهور الخرسانة بسبب فصل الطبقات الخرسانية ولكن غالبًا ما يكون ذلك وفقًا لتقدير مهندس التسجيل ما إذا كان يمكن تحمل فروق درجات الحرارة الأعلى.

مزيج تصميم الخلطات الخرسانية الكتلية:

العديد من التغييرات الموصى بها لمزيج الخرسانة الجماعية حيث تُقلّل أو تبطئ حرارة الترطيب للحد من تغير درجة الحرارة وبالتالي تُقلّل من تكوين التشققات. من المهم تقليل كمية الإسمنت في الخليط، يمكن أن يساعد استبدال الإسمنت بالخبث والرماد المتطاير والآن البوزولان الزجاجي المطحون في الحفاظ على نقاط القوة المطلوبة.

يمكن أن يساعد استخدام المجاميع الأكبر ومع ذلك قد يكون هذا صعبًا في كثير من الأحيان حيث أن ازدحام حديد التسليح وطريقة وضع الخرسانة قد تقيّد الأحجام الإجمالية. يمكن تعديل الخلطات المستخدمة لامتصاص الهواء وتقليل الماء وضبط الوقت وتقليل الانكماش والقوة والمتانة لإبطاء أو تقليل حرارة الترطيب.