الخرسانة ذاتية الدمك

ما هي الخرسانة ذاتية الدمك؟

يمكن تعريفها بالخرسانة المضغوطة ذاتيًا أو الخرسانة الطازجة التي تتدفق تحت وزنها ولا تتطلب اهتزازًا خارجيًا للخضوع للضغط. يتم استخدامه في البناء الذي يصعب فيه استخدام الهزازات لدمج الخرسانة والقدرة على التعبئة والتمرير ومقاومة الفصل هي خصائص الخرسانة ذاتية الضغط.

تمتلك الخرسانة ذاتية الدمك قدرة تدفق فائقة في حالتها الجديدة التي تؤدي الضغط الذاتي ودمج المواد دون مشاكل الفصل. تعتبر الخرسانة المضغوطة ذاتيًا والمعروفة أيضًا باسم الخرسانة ذاتية الدمج واحدة من أكثر أنواع الخرسانة المستخدمة على نطاق واسع ويرجع ذلك أساسًا إلى خصائصها وضغطها الذاتي. إنَّ الخرسانة ذاتية الدمك عبارة عن نوع خرساني خاص قابل للتدفق للغاية وغير منفصل ويمكن أن يستقر في القوالب ويغلف مقاطع شديدة التعزيز وضيقة وعميقة من خلال وزنه الخاص.

على عكس الخرسانة التقليدية، لا تتطلب الخرسانة ذاتية الدمك الضغط باستخدام القوة الخارجية من المعدات الميكانيكية مثل الهزازات الغاطسة. بالإضافة إلى هذه الفوائد الجذابة، حيث تحافظ الخرسانة ذاتية الدمك على الخرسانية عالية الأداء على جميع الخصائص الميكانيكية والمتانة للخرسانة المشتركة. تم تطوير الخرسانة ذاتية الدمك في اليابان في الثمانينيات من أجل تحقيق هياكل خرسانية متينة عالية الأداء ومع التقدم في تكنولوجيا الخرسانة أصبح استخدامها منتشرًا في جميع أنحاء العالم.

تشمل مزايا الخرسانة ذاتية الدمك في حالاتها الجديدة والمتصلّدة الكفاءة الاقتصادية، أيّ أنها تُقصّر وقت البناء وكذلك تُقلل من العمالة والمعدات المطلوبة وتحسين بيئة العمل والمعيشة، أيّ أنها قد تستهلك كمية كبيرة من المنتجات الثانوية الصناعية وتُقلّل من ضوضاء البناء والمخاطر الصحية وتُعزز في أتمتة عملية البناء. بشكل عام، يتم استخدام الخرسانة ذاتية الدمك لبناء عناصر الخرسانة المسلّحة مع أقسام التعزيز المرتبة بشكل وثيق وعناصر البناء ذات إمكانيات الضغط المحدودة وعناصر البناء الصغر وأجزاء الخرسانة المكشوفة التي تتطلب جودة عالية للسطح وعناصر البناء الخرسانية السطحية الملموسة وأجزاء الخرسانة المسلّحة في الضوضاء البيئية المواقع الحساسة.

مقارنة بالخرسانة العادية، تشتمل الخرسانة ذاتية الدمك على كميات كبيرة من الموثق و الملدنات الفائقة ومزج تعديل اللزوجة. يرتبط مُحتوى الموثق الإضافي بمثل الرماد المتطاير وخبث الفرن العالي الحبيبي وأبخرة السيليكا ورماد قشر الأرز وما إلى ذلك. في خليط الأسمنت أو الخرسانة يوفر العديد من الفوائد للخرسانة الطازجة والمصلبة مثل تحسين قابلية التشغيل وقيم القوة النهائية. كما أنه يُقلّل من تكلفة البناء. يتم تحديد الخرسانة ذاتية الدمك مع خبث الفرن العالي الحبيبي عالية الحجم عن طريق استبدال كمية كبيرة من خبث الفرن العالي الحبيبي شكل عام هذه النسبة أكثر من 40-50 % بالأسمنت في خلطات الخرسانة ذاتية الدمك.

مواد الخرسانة ذاتية الدمك:

المكونات الرئيسية المستخدمة في تصميم الخرسانة المضغوطة هي:

1- الأسمنت: حيث أنه يمكن استخدام الأسمنت البورتلاندي العادي.
2- المجاميع: يقتصر حجم الركام المستخدم في تصميم الخرسانة ذاتية الدمك على 20 مم. إذا كان التعزيز المستخدم للهيكل مزدحمًا، يمكن أن يكون الحجم الكلي المستخدم في النطاق من 10 إلى 12 مم. الركام المتدرج جيدًا سواء كان شكلًا دائريًا أو مكعبًا هو الخيار الأفضل. يمكن أن يكون الركام الناعم المستخدم في الخرسانة ذاتية الدمك إمَّا ركام طبيعي أو ركام مصنع بدرجة موحدة. يتم استخدام الركام الناعم بحجم الجسيمات أقل من 0.125 مم بشكل عام.
3- الماء: حيث يجب أن تكون نوعية المياه المستخدمة هي نفسها التي اتُّبعت للخرسانة المسلحة والخرسانة سابقة الإجهاد.
4-الخلطات المعدنية: ويمكن أن تختلف الخلطات المعدنية المستخدمة بناءً على تصميم المزيج والخصائص المطلوبة.
5- خبث فرن الانفجار: يُساعد استخدام خبث فرن الانفجار على تحسين الخصائص الريولوجية للخرسانة ذاتية الضغط.
6- الرماد المتطاير: تساعد جزيئات الرماد المتطاير على تحسين ملء المصفوفة الخرسانية الداخلية مع عدد أقل من المسام. هذا يحسن من جودة ومتانة هياكل الخرسانة ذاتية الدمك.
7- أبخرة السيليكا: وتساعد استخدام أبخرة السيليكا على زيادة الخصائص الميكانيكية للهيكل الخرساني المضغوط.
8- مسحوق الحجر: الذي يتم استخدامه في الخرسانة ذاتية الدمك لتحسين محتوى المسحوق من المزيج.

أما بالنسبه للخلطات الكيميائية فيشيع استخدام الملدنات الفائقة من الجيل الجديد في تصميم مزيج الخرسانة ذاتية الدمك. من أجل تحسين مقاومة التجميد والذوبان للهيكل الخرساني، يتم استخدام عوامل حبس الهواء للتحكّم في وقت الإعداد.

خصائص الخرسانة ذاتية الدمك:

يتم تحقيق متطلبات الخرسانة المضغوطة ذاتياً من خلال الخصائص في حالتها الطازجة. الخصائص الرئيسية الثلاثة للخرسانة ذاتية الدمك هي:
1- قدرة الملء: هذه الخاصية للخرسانة هي القدرة على التدفق تحت وزنها دون أيّ اهتزاز يتم توفيره عن قصد.
2- قدرة التمرير: هذه الخاصية هي قدرة الخرسانة على الحفاظ على تجانسها.
3- مقاومة الفصل: هي مقاومة الخرسانة لعدم الخضوع للفصل عندما تتدفق أثناء عملية الضغط الذاتي.

اختبارات الخرسانة ذاتية الدمك:

يتم إجراء اختبارات مختلفة لتحديد الخصائص المذكورة أعلاه للخرسانة ذاتية الضغط. يمكن تصنيف الاختبارات التي أجريت على الخرسانة المضغوطة ذاتيًا إلى ثلاث فئات هي اختبارات ملء القدرات، اختبارات اجتياز القدرة واختبار مقاومة الفصل.

مزايا الخرسانة ذاتية الدمك:

يتم تقليل نفاذية الهيكل الخرساني، تمكن الخرسانة ذاتية الدمك الحرية في تصميم الهياكل الخرسانية بناء أسرع، يتم التخلّص من المشاكل المرتبطة بالإهتزاز، يتم وضع الخرسانة بسهولة ممّا يؤدي إلى توفير كبير في التكلفة، تزداد جودة البناء، متانة وموثوقية الهيكل الخرساني عالية مقارنة بالهياكل الخرسانية العادية، يتم تقليل الضوضاء من الاهتزاز. هذا أيضا يُقلّل من مشاكل متلازمة اهتزاز الذراع.

مساوئ الخرسانة ذاتية الدمك:

لا يوجد معيار اختبار مقبول عالميًا للخضوع لِتصميم مزيج الخرسانة ذاتية الدمك، تكلفة البناء أكثر تكلفة من البناء الخرساني التقليدي، سيتطلب استخدام المزيج المصمم المزيد من الدفعات التجريبية والاختبارات المعملية، يجب أن يكون القياس والرصد أكثر دقة، اختيار المواد للخرسانة ذاتية الدمك أكثر صرامة.

تطبيقات للخرسانة ذاتية الدمك:

التطبيقات الرئيسية للخرسانة ذاتية الضغط هي بناء الهياكل مع التعزيز المعقد وتُستخدم الخرسانة ذاتية الدمك للإصلاح والترميم وتجديد البناء، يتم إنشاء الجدران الاستنادية المتينة للغاية والمتينة بمساعدة الخرسانة ذاتية الدمك وتعمل الخرسانة ذاتية الدمك في بناء أساسات الطوافة والأكوام.