الركام الخشن في الخرسانة عالية القوة

دور الركام الخشن في الخرسانة عالية القوة:

بالنظر إلى الدور الحاسم الذي يلعبه الانتقال البيني في الخرسانة عالية القوة، سيكون للخصائص الميكانيكية للركام الخشن تأثير أكثر وضوحًا ممّا هو عليه في الخرسانة التقليدية. كما أن المعلمات المهمة للركام الخشن هي الشكل والملمس والدرجات والنظافة والحجم الأقصى الاسمي. في الخرسانات الهيكلية التقليدية، من الشائع أن يكون الركام أقوى وأكثر صلابة من العجينة، وعادة لا تعتبر القوة الكلية عاملاً حاسماً. ومع ذلك، تزداد أهمية القوة الكلية مع زيادة القوة المستهدفة، خاصة في حالة خرسانة الركام خفيفة الوزن عالية القوة.

خصائص الركام الخشن في الخرسانة عالية القوة:

تؤثر الخواص التجميعية مثل نسيج السطح وعلم المعادن بشكل كبير على رابطة معجون التجميع البينية ومستوى الإجهاد الذي يبدأ عنده التكسير البيني. على الرغم من خصائص المتانة، فإنّ خصائص الركام الخشنة المهمة التي يجب مراعاتها تشمل القوة والصلابة وإمكانية الترابط والامتصاص. ويجب توخي الحذر عند استخدام مجاميع خشنة شديدة الصلابة، مثل الديابيز أو الجرانيت. اعتمادًا على خصائص الخرسانة المرغوبة، يمكن أن يكون الركام الصلب مفيدًا أو ضارًا.

وجدت العديد من الدراسات أن استخدام الركام الخشن مع صلابة أكبر يمكن أن يزيد من معامل المرونة بينما يقلّل في نفس الوقت من قدرة القوة. يمكن أن يؤدي تصميم الخرسانة عالية القوة للعمل مثل مادة متجانسة إلى تعزيز إمكانات القوة النهائية، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق زيادة التشابه بين الوحدات المرنة أو الركام الخشن واللصق. بحيث مع زيادة القوة المستهدفة، تصبح خصائص الركام من حيث صلتها بالطلب على المياه أقل أهمية وتصبح الخصائص المتعلّقة بالرابطة البينية أكثر أهمية.

على الرغم من أن الطلب على المياه للركام الخشن الأصغر حجمًا أعلى، مع وجود مساحة سطح أكبر (وبالتالي إمكانية ارتباط أكبر بين السطحين)، فإنّ الركام الأصغر يصبح أكثر رغبة مع زيادة القوة المستهدفة، ويوفر الركام الخشبي الخشن والزاوي الخشن رابطة ميكانيكية أكبر ويكون بشكل عام أكثر ملاءمة للاستخدام في الخرسانة عالية القوة من الركام الملساء.

فيما يتعلّق بِالخصائص الميكانيكية، على الرغم من أن الركام المسحوق عادة ما يتفوق في الأداء على الركام الملمس الناعم، إلا أنه يجب استبعاد الركام ذي النسيج الناعم بشكل موجز أو تقييده بناءً على هذه الخاصية وحدها. اعتمادًا على القوة المطلوبة والخصائص الضرورية الأخرى، قد يعمل الركام الدائري النظيف والمتوفر محليًا بشكل جيد بشكل مرض. بحيث تقضي عملية التكسير على مناطق الضعف المحتملة داخل الصخور الأم، ممّا يجعل الأحجام الأصغر أكثر احتمالًا لتكون أقوى من الأحجام الأكبر.

تعتبر أحجام الركام الأصغر أيضًا لإنتاج قوة أعلى للخرسانة بسبب تركيزات أقل حدة من الإجهاد حول الجزيئات، والتي تنتج عن الاختلافات بين الوحدة المرنة للعجينة والركام. أمّا بالنسبة للخرسانة عالية القوة، يجب أن تكون جزيئات الركام بشكل عام مكعبة الشكل ويجب ألا تحتوي على كميات زائدة من القطع المسطحة والممدودة. بحيث يلاحظ أن التسطيح والاستطالة عبارة عن مصطلحات نسبية، وأن التعريفات تختلف حسب الموقع.

يجب تجنّب الركام الخشن الذي يحتوي على أكثر من 20% تقريبًا من الجسيمات التي لها نِسب طول إلى سُمك محدد أكبر من ثلاثة إلى واحد، كما هو محدد بواسطة طريقة الاختبار القياسية للجسيمات المسطحة أو الجسيمات المطولة أو الجسيمات المسطحة والممدودة في الركام الخشن، عند صنع الخرسانة عالية القوة.

تأثير المواد العضوية على الركام الخشن في الخرسانة عالية القوة:

يجب أن يكون الركام الخشن في الخرسانة عالية القوة نظيف وخالي من أي مواد من شأنها أن تتحلّل، مثل المواد العضوية وكتل الطين والجزيئات الناعمة، أو تلتصق بالسطح أثناء الخلط وتعيق رابطة منطقة الانتقال البينية. عندما تبقى المواد المقسمة أخيرًا (أي أصغر من 75 ميكرون) مثل الطين أو الصخر الزيتي أو الغبار المفرط للكسر على سطح الركام بعد الخضوع للجمع، تقل الرابطة الميكانيكية في منطقة الانتقال البينية.

في حالة الخرسانة عالية القوة، يمكن أن يكون تأثير العجينة الضعيفة على الترابط ضارًا للغاية بالقوة. لهذا السبب، يُنصح بشدة باستخدام الركام النظيف والمغسول في إنتاج الخرسانة عالية القوة. يمكن التعرف على الطلاءات التي تضعف رابطة العجينة الكلية من خلال الفحص الصخري للركام المشتبه به وفي كثير من الأحيان من خلال الفحص الصخري للخرسانة المنتجة مع الركام المشتبه به.

كما أن الربط التجميعي هو عملية خلط مجموعتين أو أكثر من الركام لإنتاج ركام بمجموعة مختلفة من الخصائص. وهو ليس من الممارسات الصناعية الشائعة في خلط الركام المسحوق والخشن. ومع ذلك، يمكن أن يكون مزج الركام الخشن المكسر مكعب الشكل والملمس المستدير بشكل طبيعي مفيدًا لتحسين خصائص الخرسانة عالية القوة.