اقرأ في هذا المقال
- كيف يتم بناء الهياكل الخرسانية المعمرة؟
- تحقيق متانة الهياكل الخرسانية
- مواصفات متانة الهياكل الخرسانية المناسبة
- ما هي طرق جعل الهياكل الخرسانية أكثر متانة؟
كيف يتم بناء الهياكل الخرسانية المعمرة؟
توضّح الخبرة الواسعة أن متانة الهياكل الخرسانية لا تتعلّق فقط بالتصميم والمواد ولكن أيضًا بقضايا البناء. عند الانتهاء من الهياكل الخرسانية الجديدة، تظهر جودة البناء المحققة دائمًا نسبة عالية من التشتت والتنوع، وفي البيئات القاسية، سيتم الكشف قريبًا عن أي نقاط ضعف في الهياكل الخرسانية مهما كانت المواصفات والمواد المكونة التي تم تطبيقها. من أجل أخذ كل هذا التباين في الاعتبار بشكل أفضل، يجب تطبيق تصميم المتانة القائم على الاحتمالية.
نظرًا لأن العديد من مشاكل المتانة يمكن أن تكون مرتبطة أيضًا بضعف مراقبة الجودة بالإضافة إلى مشاكل خاصة أثناء البناء الخرساني، يجب أيضًا استيعاب مسألة جودة البناء والتنوع بحزم قبل أن يتم تحقيق أي نهج عقلاني لمزيد من المتانة التي يمكن التحكّم فيها. لذلك، كما يجب أيضًا تنفيذ مراقبة جودة الخرسانة القائمة على الأداء أثناء البناء الخرساني مع توثيق جودة البناء المحققة والامتثال للمتانة المحددة.
عند اكتمال الهيكل الخرساني، يجب تزويد المالك بدليل خدمة مناسب للتشغيل المستقبلي للهيكل. فقط دليل الخدمة هذا لتقييم الحالة والصيانة الوقائية يمكن أن يوفر الأساس النهائي لتحقيق متانة أكثر تحكّمًا وعمر خدمة للهياكل الخرسانية في البيئات القاسية. وفي هذه المقالة، سيتم عرض ومناقشة التجربة الحالية في تصميم المتانة القائم على الاحتمالية ومراقبة الجودة الملموسة القائمة على الأداء.
تحقيق متانة الهياكل الخرسانية:
يجب وضع تصور للهياكل الخرسانية المتينة وتحديدها وتصميمها والتعاقد عليها وإنشاؤها وصيانتها. لتحقيق العمر التصميمي للهيكل بتكلفة صيانة معقولة، يجب الاهتمام بالجوانب التالية:
- يجب أيضًا تصميم الهيكل لأحمال البيئة والتفاصيل.
- اختيار مواد البناء المناسبة.
- يجب أن تكون الخرسانة غير منفذة، مع عرض تصدع مصمم بسبب الانكماش أو القوى الحرارية أو الأحمال.
- يجب اتباع ممارسات البناء الجيدة.
- اختيار وتطبيق الطلاءات الصحيحة لتقوية القضبان والأسطح الخرسانية.
- الصيانة المخططة.
مواصفات متانة الهياكل الخرسانية المناسبة:
- يجب مراعاة أحمال البيئة مثل أحمال الرياح وَأحمال الثلج وَأحمال الزلازل وأحمال تسونامي وما إلى ذلك أثناء تصميم الهيكل. يجب مراعاة تأثير نوع البيئة في التصميم وفقًا لرموز التصميم ذات الصلة ويجب مراعاة غطاء مناسب للتعزيز وتصميم مزيج خرساني مناسب.
- يجب أن يتم الاختيار الصحيح لمواد البناء لبناء هياكل خرسانية متينة. يجب أن يتم الاختيار الصحيح للأسمنت والرمل والركام والمضافات والمياه وما إلى ذلك لجعل الهيكل الخرساني متينًا.
- يتم عمل الدمج السليم للخرسانة، المحاذاة الصحيحة للغطاء، خلط الخرسانة المناسب ونسبة الماء إلى الأسمنت لضمان عدم نفاذ الخرسانة. تتمتع الخرسانة غير المنفذة بعمر أطول لأنها تقلّل من تآكل حديد التسليح المتضمن فيها. في حالة وجود اختلاف في درجة حرارة السطح العلوي والسفلي للخرسانة أو الخرسانة المعرّضة لدرجة حرارة أعلى أثناء الاستخدام، يجب مراعاة الضغوط الحرارية في التصميم.
- يجب اتباع الإجراءات القياسية لبناء الهياكل الخرسانية لتقليل أخطاء البناء في الموقع. يجب قراءة المزيد حول أخطاء البناء أثناء صب الخرسانة في الموقع.
- تقترح رموز التصميم استخدام التعزيز المطلي بالإيبوكسي للظروف البيئية الحرجة مثل الهياكل القريبة من المناطق الساحلية. يجب اتباعها ويجب أن يتم طلاء التعزيز بشكل صحيح بمادة مناسبة كما هو محدد في الرموز ذات الصلة.
- من الضروري اتباع المواصفات القياسية لبناء الخرسانة وصيانتها، بحيث يتم اتباع المواد المختارة وإجراءات التنفيذ والخرسانة المسبقة، أثناء عملية صب الخرسانة وفحص ما بعد الخرسانة. يجب استخدام المواصفات القياسية للإصلاح والصيانة لتقليل مخاطر التلف الناتج عن أي خطأ في الموقع.
- بعد استخدام الهيكل، من الضروري إجراء صيانة مناسبة وفي الوقت المناسب للهيكل للحفاظ على قوة ومتانة الخرسانة. لذلك، يجب تخطيط جدول الصيانة وإعداده وتنفيذه لمنع مخاطر الأضرار التي تلحق بالمنشآت.
ما هي طرق جعل الهياكل الخرسانية أكثر متانة؟
من المفترض أن تدوم الهياكل الخرسانية مدى الحياة. معظم الهياكل الخرسانية لها عمر تصميمي يصل إلى 50 أو 100 عام. لكن لسوء الحظ، نجد أن العديد من الهياكل الموجودة اليوم لا ترقى إلى مستوى التوقعات. يُعد التدهور المبكّر للبنية التحتية الخرسانية أحد أكبر التكاليف الخفية في عصرنا.
يقال بحق أن كل شيء سيء يحدث للخرسانة يحدث نتيجة للماء. يحمل الماء الملوثات الكيميائية إلى الخرسانة، ويمكن أن يؤدي إلى تآكل السطح وتآكل حديد التسليح والمساهمة في التفاعلات التوسعية والمدمرة وغير ذلك. حيث سترغب في فعل كل ما في وسعك لإبعاد المياه عن الهياكل الخرسانية، لتعزيز متانة الخرسانة هناك خمسة اقتراحات:
1- مزيج التصميم لخرسانة الهياكل الخرسانية:
تبدأ المَتانة بتصميم الخلطة الخرسانية التي تتوافق بشكل صحيح مع ظروف الخدمة التي ستتعرض لها الخرسانة. لا يمكن أن يكون تصميم المزيج الفردي متينًا في كل حالة. على سبيل المثال، عندما تتعرض الخرسانة لتربة ملوثة بالكبريتات، يجب أن يأخذ تصميم المزيج في الاعتبار استخدام الأسمنت المقاوم للكبريتات. لكن هذا المزيج لا يكون التصميم مناسبًا عندما يتعرض الهيكل الخرساني لدورات التجميد والذوبان في بيئة رطبة.
في هذه الحالة، يجب أن يشتمل تصميم المزيج على مادة إضافية ماصة للهواء لأن الهواء المحبوس سيساعد على حماية الخرسانة في ظل هذه الظروف. تنشر جمعية أسمنت بورتلاند تصميم والتحكّم في الخلطات الخرسانية، والتي تحتوي على دليل ممتاز لتصميم الخلطات الخرسانية.
2- تدعيم مفاصل البناء للهياكل الخرسانية:
فواصل البناء في الهيكل الخرساني أمر لا مفر منه. إنّها أيضًا نقطة ضعف مشتركة في الهيكل حيث ستجد المياه طريقها في كثير من الأحيان وعبرها. يمكن أن يؤدي اختراق الماء من خلال الوصلات إلى تدهور هيكلك بعدّة طرق، ولكن أبرزها التسبب في تآكل حديد التسليح. يجب التأكد من تصميم الهيكل الخرساني بمواقع وصلات تحكم مناسبة ومحددة مسبقًا لتجنّب التصدع العشوائي.
الشقوق في الخرسانة هي مجرد فواصل غير مخططة تصنعها الخرسانة لنفسها. بعد ذلك، تأكد من أن كل مفصل يستخدم نظام عزل موثوق به خاص به. يمكن أن يوفر نظام العزل المائي المشترك الذي يتضمن تقنية بلورية أفضل حماية طويلة الأجل في مواقع المفاصل. لاحظ أن التكنولوجيا البلورية يمكنها أيضًا ختم التكسير العشوائي ذاتيًا وبالتالي توفير مزيد من الموثوقية والحماية.
3- النفاذية المنخفضة لسطح الهياكل الخرسانية:
على الرغم من أن تصميمات الخلطة يجب أن تتغير لتتناسب مع الظروف، إلا أن هناك عاملًا واحدًا مشتركًا لجميع الخرسانة الجيدة وهو النفاذية المنخفضة. من الضروري إبقاء الماء بعيدًا عن الهيكل الخرساني. نفاذية أقل من خلال تناسق المزيج الجيد وتقليل كمية الماء الحر في المزيج باستخدام المضافات أو الملدّنات لتقليل المياه. يجب أن تستخدم الخرسانة التي تتعرض للماء أيضًا نظام العزل المائي. أثبتت مادة بلورية مانعة لتسرب المياه مثل (Kryton’s Krystol Internal Membrane) أنها أكثر فعالية في حماية الخرسانة من تسرب المياه.
4- المعالجة المناسبة للهياكل الخرسانية:
ربما تكون الخطوة الأكثر تجاهلًا في تحقيق الخرسانة المتينة هي المعالجة المناسبة. تعني المعالجة الحفاظ على الظروف التي تسمح للخرسانة بالتصلّب واكتساب القوة على النحو الأمثل. درجة الحرارة والرطوبة المناسبة هي الأكثر أهمية. يجب أن تكون درجة الحرارة أعلى من 10 درجات مئوية لتطور القوة بوتيرة معقولة.
يجب الحفاظ على الرطوبة، خاصة في الأيام القليلة الأولى من أجل تعزيز ترطيب الأسمنت ومنع الخرسانة من الجفاف والانكماش والتشقق. إنّ المعالجة الصحيحة للخرسانة ستدفع ثمنها بشكل فعال عدة مرات عن طريق تقليل النفاذية وزيادة متانة الخرسانة ومتوسط العمر المتوقع. دليل معالجة الخرسانة يوفر التوجيه المناسب.
5- وضع الخرسانة للهياكل:
- يجب وضع الخرسانة بشكل صحيح. يجب أن تكون قابلية التشغيل والاتساق في المزيج الخرساني كافيين.
- يجب وضع الخرسانة ودمجها في كتلة صلبة خالية من أي فراغات أو جيوب صخرية. تحدث الفجوات بشكل شائع أسفل أو خلف قضبان حديد التسليح، خاصة في المناطق التي يوجد بها العديد من القضبان معًا.
- التفاني في ممارسات الاهتزاز المناسبة هو مفتاح النجاح هنا. يجب التأكد من اهتزاز كل الخرسانة بشكل صحيح مع إيلاء اهتمام خاص للتعزيز المزدحم. الجيوب الصخرية هي مناطق لا يوجد فيها ما يكفي من الخرسانة.
- معجون الأسمنت والركام الناعم لإغلاق الفراغ بين الركام الكبير. يجب التأكد من وجود كي شيء في مكانة.
- الماء قبل صب الخرسانة ولا يجب تحريك الخرسانة مسافة كبيرة من مكان سكبها في البداية. يمكن أن يؤدي استخدام الخرسانة ذاتية التماسك إلى تخفيف العديد من هذه المخاوف.
إنشاء الخرسانة المعمرة هو عملية. مع تصميم المزيج المناسب وتقليل النفاذية والاهتمام بالربط الجيد وممارسات التثبيت والمعالجة، يمكن للمرء إنشاء هياكل خرسانية متينة تقاوم تطور الظروف المسببة للتآكل وآليات التدهور الأخرى. يمكن أن يؤدي فقدان أيّ من هذه الخطوات إلى تعريض جهود العمال للخطر.
