الركام الثقيل لإنتاج الخرسانة الثقيلة

ما هو الركام الثقيل المستخدم لإنتاج الخرسانة الثقيلة؟

في تطبيقات الخرسانة للحماية من الإشعاع الخطير أو لاستخدامها كثقل موازن، وكذلك في العديد من التطبيقات الأخرى التي تتضمّن استخدام خرسانة ثقيلة الوزن، فإنّ أهم طريقة لتصميم الخلطة تتضمّن استخدام الركام الثقيل. احتوت الخلطات الخرسانية التي تم إنتاجها لهذا العمل على خام الحديد، نوعين من الباريت، وخبث الحديد، وهي الركام الثقيل المتاح في العديد من البلدان. الركام الثقيل كما يمكن رؤيته من الاسم هو الركام الذي يمتلك كثافة عالية نسبيًا وهو أمر أساسي في المواقف التي تكون فيها الخرسانة عالية الكثافة ضرورية.

بشكل عام، يعتبر الركام ذو الوزن النوعي 2400 كجم لكل م 3 وأعلى من الوزن الثقيل. كثافة الخرسانة التي يمكن الحصول عليها بناءً على نوع الركام على سبيل المثال، ستكون كثافة الخرسانة 3900 كجم لكل م 3، أيّ حوالي 60 بالمائة أعلى من كثافة الخرسانة العادية عند استخدام المغنتيت، وستكون كثافة الخرسانة حوالي 3500 كجم لكل م 3 عندما يستخدم الباريت بنسبة 45 بالمائة مقارنة بكثافة الخرسانة العادية.

يستخدم الركام ذو الوزن الثقيل بشكل شائع للحماية من الإشعاع والأوزان الموازنة والتطبيقات الأخرى حيث تكون نسبة الكتلة إلى الحجم مطلوبة. علاوة على ذلك، يتم إنتاج خرسانة الركام الثقيلة عن طريق استخدام الركام الثقيل. هناك أنواع مختلفة من المعادن في تركيب الركام الثقيل والتي تشمل إمّا الاصطناعية أو الطبيعية. تتصدّر بعض المعادن مثل أكسيد الحديد الأسود ومعدن الهيماتيت ومعدن السربنتين ومعدن الإلمنيت ومعدن الباريت على التركيبات المعدنية للمجاميع الطبيعية. تشمل أمثلة الركام الصناعي الفولاذ والحديد وبورون فريت والفوسفور.

عند إنتاج خليط خرساني ثقيل الوزن من الركام الثقيل باستخدام أكسيد الحديد الأسود كمركّب معدني ثقيل الوزن. في جميع الخلطات الخرسانية المنتجة ونسبة الماء إلى الأسمنت ومحتوى الأسمنت وأقصى حجم للركام لخصائص الركام، تم الحصول على أفضل أداء عند استخدام خام الحديد، بينما تم الوصول إلى أعلى قيم لطاقة الكسر في الخرسانة بمقياس مطحنة الصلب، أكسيد الحديد الأسود أو مزيج من خبث الحديد وخام الحديد والرمل المسحوق.

هدف مهم آخر من هذه المقالة وهو تقييم خصائص الحماية من الإشعاع للخرسانة ذات الوزن الثقيل التي تحتوي على خام الحديد أو مقياس مطحنة الحديد أو نوعين من الباريت أو خبث الحديد كمجموعات. أظهرت النتائج التجريبية أن معامل التوهين يتراوح من 0.224 إلى 0.265 1 لكل سم، بينما تمت زيادة وزن الوحدة للخرسانة الثقيلة من 3012 إلى 3820 كجم لكل م 3.

1- جدول خواص الركام الثقيل المستخدم في الخرسانة الثقيلة:

الجدول 1 الخصائص الفيزيائية والتركيب الكيميائي للفئات المختلفة من الركام الثقيل.

مزايا الركام الثقيل المستخدم في الخرسانة الثقيلة:

خصائص الركام الثقيل المرغوبة لإنتاج الخرسانة الثقيلة هي:

1. من المفيد أن يكون الركام الخشن والعثور على الركام نظيف وقوي وخامل.
   
2. تقريبا لا يمتلك مواد ضارة قد تؤدي إلى تأثيرات ضارة على القوة وتزيد من الماء للخلط.
   

تطبيقات الركام الثقيل المستخدم في الخرسانة الثقيلة:

هناك عدد مختلف من تطبيقات الركام الثقيل. نظرًا لأن الركام الثقيل هو المكونات الرئيسية والأكثر أهمية للخرسانة ذات الوزن الثقيل، فسيكون من السهل جدًا فهم أهمية هذا النوع من الركام من خلال تطبيق الخرسانة الثقيلة.

التطبيقات المختلفة للركام الثقيل هي كما يلي:

1. في الأوزان مضادة التطبيق.
   
2. المباني التي تتطلّب نسبة كتلة عالية إلى حجم.
   
3. المنشآت اللخرسانية التي قد يكون من المفيد تخفيف الاهتزاز والصوت فيها.
   
4. التدريع الإشعاعي الذي يشمل قنبلة نووية أو ملجأ طبي، الهيكل البحري، الصابورة. جاما والأشعة السينية نوعان من الإشعاع يجب أن يؤخذ في الاعتبار أثناء تصميم درع الإشعاع الخرساني، يجب النظر للجدول 2 لمعرفة هذه التفاصيل.
   

الجدول 2 بعض الركام الموصى بِه للدرع الإشعاعي.