ما هي العوامل المؤثرة في متانة الخرسانة؟
الخرسانة المتينة هي تلك التي تعمل بشكل مرضٍ في ظل ظروف التعرض المتوقعة لحياة محددة للهيكل. سيتم مناقشة العوامل المختلفة التي تؤثر على متانة الخرسانة أدناه. حيث أنه فيما يلي العوامل التي تؤثر على متانة الخرسانة:
- محتوى الاسمنت.
- الجودة الكلية.
- جودة المياه.
- ضغط ودمك الخرسانة.
- فترة المعالجة.
- نفاذية الخرسانة.
- الرطوبة المؤثرة على الخرسانة.
- درجة الحرارة.
- تآكل سطح الخرسانة.
- كربنة الخرسانة.
- دورات الترطيب والتجفيف.
- التجميد والذوبان.
- تفاعل القلوي الكلي.
- هجوم الكبريتات على الخرسانة.
- الأحماض العضوية.
1- محتوى الأسمنت في خليط الخرسانة:
- كمية الأسمنت المستخدمة في الخلطة الخرسانية ستكون أيضًا عاملاً يؤثر على متانة الخرسانة.
- إذا كان محتوى الأسمنت المستخدم أقل من المطلوب، تنخفض نسبة الأسمنت المائي وتنخفض أيضًا قابلية التشغيل.
- تؤدي إضافة المزيد من الماء إلى هذا المزيج إلى تكوين فراغات شعرية تجعل الخرسانة مادة قابلة للاختراق.
- إذا تم استخدام محتوى الأسمنت الزائد، فقد تحدث مشاكل مثل الانكماش الجاف، وتفاعل قلوي السيليكا ممّا يؤثر في النهاية على متانة الخرسانة.
2- الجودة الإجمالية للخليط الخرساني:
- من المؤكد أن استخدام الركام عالي الجودة في الخلطة الخرسانية سيزيد من متانة الخرسانة المتصلبة.
- يجب أن يكون شكل جزيئات الركام سلسًا ومستديرًا. حيث يؤثر الركام غير المستقر والممدود على قابلية تشغيل الخرسانة الطازجة.
- من أجل تطوير الروابط بشكل أفضل بين المكونات، يوصى باستخدام الركام الزاوي الخام، ولكنها تتطلب المزيد من محتوى الأسمنت.
- يجب أن يكون الركام متدرجًا جيدًا لتحقيق مزيج خرساني كثيف.
- يجب اختبار الركام لمعرفة محتواه الرطوبي قبل الاستخدام. قد تؤدي الرطوبة الزائدة في الركام إلى مزيج عملي للغاية.
3- جودة المياه المستخدمة مع الخليط الخرساني:
- تؤثر جودة المياه المستخدمة في خلط الخرسانة أيضًا على متانة الخرسانة. وبشكل عام، يوصى باستخدام مياه الشرب لصنع الخرسانة.
- يجب أن يكون الرقم الهيدروجيني للماء المستخدم في حدود 6 إلى 8.
- يجب أن يكون الماء نظيفًا وخاليًا من الزيوت والأحماض والقلويات والأملاح والسكر والمواد العضوية وما إلى ذلك.
- سيؤدي وجود هذه الشوائب إلى تآكل الفولاذ أو تدهور الخرسانة من خلال تفاعلات كيميائية مختلفة.
4- ضغط ودمك الخرسانة:
- أثناء وضع الخرسانة، من المهم ضغط ودمك الخرسانة الموضوعة دون فصل.
- تحتوي الخرسانة المضغوطة بشكل غير صحيح على عدد من الفراغات الهوائية التي تقلل من قوة الخرسانة وقوة تحملها.
5- فترة معالجة الخرسانة:
- ينتج عن المعالجة المناسبة في المراحل الأولية لتصلب الخرسانة متانة جيدة للخرسانة.
- يؤدي المعالجة غير السليمة إلى تكوين تشققات بسبب انكماش البلاستيك وتجفيف الانكماش والتأثيرات الحرارية وما إلى ذلك، وبالتالي تقل المتانة.
6- نفاذية الخرسانة:
- تتأثر متانة الخرسانة عندما تكون هناك فرصة لاختراق الماء فيها.
- نفاذية الماء في الخرسانة توسع حجمها وتؤدي إلى تشكيل تشققات ويحدث في النهاية تفكك الخرسانة.
- تحتوي الخرسانة عمومًا على مسام هلامية صغيرة وتجاويف شعرية. ومع ذلك، لا تسمح مسام الهلام باختراق الماء من خلالها لأنها صغيرة الحجم للغاية.
- لكن التجاويف الشعرية في الخرسانة مسؤولة عن النفاذية، والتي تتشكل بسبب ارتفاع نسبة الأسمنت في الماء.
- لمنع النفاذية، يجب التوصية بأقل نسبة ممكنة من الأسمنت المائي.
- يساعد استخدام المواد البوزولانية أيضًا في تقليل النفاذية عن طريق ملء التجاويف الشعرية.
7- الرطوبة المؤثرة على الخرسانة:
- تؤثر الرطوبة الموجودة في الغلاف الجوي أيضًا على متانة الهياكل الخرسانية.
- يحدث الإزهار في الخرسانة بسبب الرطوبة التي تحول الأملاح إلى محاليل قابلة للذوبان وعندما تتبخر تتبلور الأملاح على سطح الخرسانة.
- سيؤدي هذا بالتأكيد إلى إتلاف الهيكل الخرساني وسيتم تقليل المتانة.
8- تأثيرات درجة الحرارة على الخرسانة:
- الخرسانة هي مادة غير متجانسة، عندما تتعرض الخرسانة الطازجة لدرجة حرارة عالية يتأثر معدل الترطيب وتقل القوة والمتانة.
- المكونات الخرسانية لها معاملات حرارية مختلفة، لذلك في درجات الحرارة المرتفعة يحدث تشقق وتدهور للخرسانة.
9- تآكل سطح الخرسانة:
- يحدث تدهور الخرسانة أيضًا بسبب التآكل الشديد.
- عندما تتعرض الخرسانة لمياه تتحرك بسرعة، تحدث الإطارات الفولاذية والجليد العائم باستمرار على السطح وتتأثر المتانة.
- كلما زادت قوة الانضغاط ستكون مقاومة التآكل أعلى.
10- كربنة الخرسانة:
- عندما تتعرض الخرسانة الرطبة للجو، يتفاعل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي مع الخرسانة ويقلل من درجة الحموضة في الخرسانة.
- عندما يصل الرقم الهيدروجيني للخرسانة إلى أقل من 10، يبدأ التعزيز الموجود في الخرسانة بالتآكل.
- يتسبب تآكل التسليح في حدوث تشققات في الخرسانة ويحدث التدهور.
11- دورات الترطيب والتجفيف المؤثرة على الخرسانة:
- عندما تتعرض الخرسانة لظروف ترطيب وتجفيف بديلة مثل موجات المد من البحر وما إلى ذلك، يتم تطوير الضغوط الثانوية في الخرسانة.
- بسبب هذه الضغوط سوف تتشكل تشققات ويتعرض التعزيز للجو.
- عندما تلتقي الكلوريدات أو الكبريتات من مياه البحر، يحدث تآكل في التسليح وتقل متانة الخرسانة.
- استخدام الخرسانة منخفضة النفاذية، والغطاء المناسب للتعزيز يمكن أن يمنع هذا النوع من المشاكل.
12- دورات التجميد والذوبان المؤثرة على الخرسانة:
- عندما تتعرض الخرسانة المشبعة بالكامل لدورات متكررة من تجميد الذوبان، فإنّها تتدهور بفعل التجمد وتليين الماء فيها.
- يتسبب في تشقق السطح الخرساني على شكل خرائط وهو ما يسمى تشقق الخرائط وتأثيرات متانة الخرسانة.
- يمثل الركام الخشن الخرسانة المتأثرة أيضًا بدورات التجميد والذوبان، وقد يحدث تشقق للخرسانة.
- في هذه الحالة، يمكن تحقيق متانة الخرسانة عن طريق إضافة مواد مضافة ماصة للهواء إلى المزيج وتقليل الحجم الأقصى للركام الخشن.
13- تفاعل القلوي الكلي:
- يحدث تفاعل الركام القلوي أو تفاعل السيليكا القلوي بين المحتوى القلوي للأسمنت ومحتوى السيليكا في الركام وهو أيضًا عامل رئيسي يؤثر على متانة الخرسانة.
- نتيجة لرد الفعل هذا، يحدث تمدد للخرسانة يؤدي في النهاية إلى تكسير شديد وتدهور الخرسانة.
- سيساعد استخدام الأسمنت مع محتوى قلوي أقل، والركام غير المتفاعل ، والمواد البوزولانية مثل الرماد المتطاير أو الأسمنت الخبث، والمضافات القائمة على الليثيوم في الخرسانة على التغلب على هذه المشكلة.
14- هجوم الكبريتات على الخرسانة:
- عندما تتعرض الهياكل الخرسانية للهجوم بواسطة الكبريتات مثل كبريتات الصوديوم وكبريتات المغنيسيوم وما إلى ذلك، يحدث تفكك الخرسانة.
- هذا التفاعل ناتج عن التفاعل الكيميائي بين منتجات الأسمنت الرطب ومحاليل الكبريتات.
- يحدث هجوم الكبريتات عمومًا عندما تحتوي المياه المستخدمة في الخلطة الخرسانية على نسبة عالية من الكبريتات، بسبب الركام غير المغسول، عندما تحتوي التربة حول الهيكل الخرساني على كبريتات فيه، إلخ.
- يمكن منع ذلك باستخدام الأسمنت المقاوم للكبريتات، عن طريق إضافة الأسمنت الخبث، عن طريق تقليل النفاذية وما إلى ذلك.
15- هجوم الأحماض العضوية على الخرسانة:
- عندما يتعرض سطح الخرسانة للأحماض العضوية مثل حامض الخليك وحمض اللبنيك وحمض الزبد وما إلى ذلك، تتأثر متانة الخرسانة بشدة.
- يمكن أن يؤدي حمض الفورميك على الأسطح الخرسانية إلى تآكل الخرسانة.
