ما هي الخرسانة الجيوبلومرية؟
تم استخدام الخرسانة الجيوبوليمرية في العديد من التطبيقات على سبيل المثال الاحتفاظ بهياكل الأرض والهياكل المحتوية على الماء. سيتم مناقشة خصائص الخرسانة الجيوبوليمرية ذات الرماد المتطاير. يتكون الجيوبوليمر من سائل قلوي ومواد مصدر والتي تكون إمّا معادن طبيعية أو من مادة المنتج مثل الرماد المتطاير.
الجيوبوليمر هو مادة رابطة تستخدم بدلاً من الأسمنت البورتلاندي وقد تم إنتاجه بسبب الجهود المبذولة لتقليل التأثير البيئي الضار للأسمنت البورتلاندي. يوضح هذا المقال العلاقة بين المعايير الحالية للخرسانة والخصائص الميكانيكية الرئيسية للخرسانة الجيوبوليمرية المنتجة من مجموعة من الرماد المتطاير منخفض الكالسيوم.
ما هي الخصائص طويلة المدى للخرسانة الجيوبلومرية؟
فيما يلي بعض خصائص الخرسانة الجيوبوليمرية:
- قوة ضغط الخرسانة الجِيوبلومرية.
- جفاف الانكماش في الخرسانة الجِيوبلومرية.
- زحف الخرسانة الجِيوبلومرية.
- مقاومة الكبريتات للخرسانة الجِيوبلومرية.
- مقاومة حامض الكبريتيك في الخرسانة الجِيوبلومرية.
1- قوة الضغط للخرسانة الجيوبوليمرية:
ثَبَت من خلال الاختبارات أن تحقيق مقاومة الجيوبوليمر أقل من الخرسانة القائمة على الأسمنت البورتلاندي. ومع ذلك، فإنّ مقاومة الانضغاط للأولى ستزداد بشكل كبير مع مرور الوقت وتتجاوز مقاومة ضغط الخرسانة الأسمنتية البورتلاندي في بعض المناسبات. تؤثر حالة المعالجة إلى حد كبير على قوة الضغط للخرسانة الجيوبوليمرية وتشبه الأسمنت البورتلاندي.
إذا لم يتم علاجه بشكل صحيح، فسوف تنخفض قوته بشكل كبير.ثبت أن مقاومة الانضغاط للخرسانة الجيوبوليمرية تقل مع زيادة نسبة الماء إلى المادة الصلبة الجيوبوليمرية. هذا بسبب وجود كمية كبيرة من المياه المدفوعة وسيتم في النهاية إنشاء كمية أكبر من مسام البُنية المجهرية.
3- جفاف انكماش الخرسانة الجيوبوليمرية:
الانكماش الجاف هو خاصية مهمة أخرى يجب أخذها في الاعتبار. يتضح أن انكماش جفاف الخرسانة الجيوبوليمرية يزداد مع تقدم العمر ولكن سرعة الانكماش تنخفض بشكل كبير. فيما يتعلّق بالمياه إلى مادة الجيوبوليمر الصلبة، فقد تم إثبات أن انكماش التجفيف للخرسانة الجيوبوليمرية ينخفض مع زيادة نسبة الماء إلى مادة الرابطة. هذا بشكل مفاجئ عكس الاسمنت البورتلاندي الذي يزداد انكماشه مع زيادة نسبة الماء إلى الأسمنت.
يُذكر أن الانكماش الجاف للخرسانة الجيوبوليمرية تحت ظروف المعالجة الحرارية يكون أصغر بكثير من انكماش الخرسانة الأسمنت البورتلاندي التقليدي. يجب أن يُقال أنه في حالة الماء الثابت إلى نسبة المواد الجيوبوليمرية الصلبة فإنّ ظروف المعالجة المختلفة ودرجة الحرارة في أوقات مختلفة ستؤدي إلى قيم انكماش جفاف مختلفة.
4- زحف الخرسانة الجيوبوليمر:
تمت دراسة زحف الخرسانة الجيوبوليمرية تحت ظروف المعالجة الحرارية وتم الإبلاغ عن أن معامل الزحف للخرسانة الجيوبوليمرية، وهو نسبة سلالة الزحف إلى السلالة المرنة، قد انخفض مع تحسن مقاومة الانضغاط للخرسانة الجيوبوليمرية. وبالمثل، فإنّ الزحف المحدد الذي يساوي إجهاد الزحف لكل وحدة إجهاد مستمر يزيد من قوة الخرسانة الجيوبوليمرية المتناقصة.
5- مقاومة كبريتات الخرسانة الجيوبوليمرية:
تمتلك الخرسانة الجيوبوليمرية مقاومة كبيرة ضد هجوم الكبريتات. يتم استِكشاف مقاومة الكبريتات من خلال العديد من الاختبارات في ظل ظروف المعالجة الحرارية. يمكن تجاهل تأثير هجوم الكبريتات على الخرسانة الجيوبوليمرية. على غرار عدوان الكبريتات على كتلة الخرسانة الجيوبوليمرية، فإنّ أبعاد الخرسانة الجيوبوليمرية منخفضة للغاية. يمكن ملاحظة ذلك من خلال توسع الجيوبوليمر الذي يقل عن 0.015% وأصغر بكثير من 5%. قيمة التمدد التي يعتبر أن الخرسانة فوقها لا تمتلك القدرة على مقاومة هجوم الكبريتات.
6- مقاومة حمض الكبريتيك للخرسانة الجيوبوليمرية:
تبين أن مقاومة الخرسانة الجيوبوليمرية منخفضة الكالسيوم ضد عدوان حامض الكبريتيك أفضل من الخرسانة العادية في الأسمنت البورتلاندي. يتعرّض السطح للتلف والتآكل. إذا زاد تركيز حامض الكبريتيك، فسيكون تدهور الخرسانة أكثر حدة وشدة. تُظهر بعض العينات الخرسانية الجيوبوليمرية التي تعرّضت لنسبة 2% من حامض الكبريتيك لمدة عام واحد أن العينة تعرّضت لأضرار وتدهور. يعتمد تأثير هجوم الكبريت على مقاومة الضغط للخرسانة الجيوبوليمرية على تركيز الحمض وفترة التعرّض. سيكون تقليل قوة الانضغاط أكبر شريطة أن يكون الحمض تركيزة عاليًا وأن تكون المدة الزمنية التي المتعرّضة فيها الخرسانة الجيوبوليمرية لهجوم الكبريت بشكل مطوّل.
فيما يتعلّق بكتلة الخرسانة الجيوبوليمرية، يلاحظ أن الخرسانة الجيوبوليمرية تفقد حوالي 5% من كتلتها قبل أن تتعرّض لهجوم الكبريت وهي أصغر من الخرسانة الأسمنتية البورتلاندية. أخيرًا، إنّ تحمّل هجوم الكبريت للخرسانة الجيوبوليمرية يكون أفضل مقارنة بخرسانة الأسمنت البورتلاندي العادي إلى انخفاض محتوى الكالسيوم في المادة التي تنتج بواسطتها الخرسانة الجيوبوليمرية، ولأن الخرسانة الجيوبوليمرية لا تُنتج من الجير وبالتالي، فإنّ الخرسانة الأسمنتية البورتلاندية، ستكون أقل من كمية الكالسيوم.
