اقرأ في هذا المقال
ما هو تأثير الرماد المتطاير على متانة الخرسانة؟
يُستخدم الرماد المتطاير في الخرسانة كمادة مضافة وكذلك في الأسمنت. تم زيادة استخدام الخرسانة في الظروف البيئية العدوانية والتي يحتمل أن تكون عدوانية بشكل كبير. كما يتم استخدام الهياكل الخرسانية لدعم الآلات والعاملين ومنتجات التنقيب عن النفط والغاز وإنتاجهما.
سيتم مناقشة تأثير الرماد المتطاير على متانة الخرسانة في هذه المقالة. حيث تستخدم الهياكل الخرسانية للحفاظ على المفاعل النووي وتحتاج إلى احتواء الغازات والأبخرة التي تنطلق في درجات حرارة عالية وضغط في حالات الطوارئ.
في جميع الظروف المذكورة أعلاه، يلعب استخدام الرماد المتطاير مثل المواد الأسمنتية دورًا مهمًا. لذا، فإنّ دراسة وفهم تأثير الرماد المتطاير على متانة الخرسانة أمر في غاية الأهمية. في هذه المقالة سيتم استكشاف تأثير الرماد المتطاير على متانة الخرسانة.
آثار الرماد المتطاير على متانة الخرسانة:
فيما يلي آثار الرماد المتطاير على متانة الخرسانة:
- تأثير الرماد المتطاير على نفاذية الخرسانة.
- تأثير الرماد المتطاير على كربنة الخرسانة.
- تأثير الرماد المتطاير على متانة الخرسانة التي تتعرض لدورات متكرّرة من التجميد والذوبان.
- تأثير الرماد المتطاير على تآكل الخرسانة.
- تأثير الرماد المتطاير على مقاومة الكبريتات في الخرسانة.
- تأثير الرماد المتطاير على التفاعلات الكلية القلوية في الخرسانة.
- تأثير الرماد المتطاير على تآكل حديد التسليح في الخرسانة.
- تأثير الرماد المتطاير على الخرسانة التي تتعرّض لمياه البحر.
1- تأثير الرماد المتطاير على نفاذية الخرسانة:
ترتبط نفاذية الخرسانة ارتباطًا مباشرًا بكمية المواد الأسمنتية المائية في أي وقت. يُزعم أن نفاذية الرماد المتطاير كانت أقل مقارنة بنفاذية الخرسانة المتحكّم فيها، بعد 28 يومًا من المعالجة. على العكس من ذلك، بعد ستة أشهر، تصبح خرسانة الرماد المتطاير أكثر كتمًا وتحقق قدرًا كبيرًا من المقاومة.
قد تكون هذه الاختلافات في الخرسانة المتطايرة في وقتين مختلفين بسبب النشاط البوزولاني للرماد المتطاير. يكون تفاعل البوزولاني منخفضًا في الأعمار المبكّرة بينما يزداد مع تقدّم الرماد المتطاير للخرسانة. لذلك، يمكن أن ينتج الرماد المتطاير متانة أفضل للخرسانة ممّا يعني متانة أفضل.
2- تأثير الرماد المتطاير على كربنة الخرسانة:
الكربنة هي عملية يتفاعل فيها ثاني أكسيد الكربون في الهواء مع هيدروكسيد الكالسيوم وأحيانًا سيليكات الكالسيوم والألومينات في أسمنت الهيدرات وينتج كربونات الكالسيوم. تحدث هذه العملية في الأماكن الرطبة ويتم تحديد معدّل كربنة الخرسانة من خلال نفاذية الخرسانة ودرجة التشبّع وكمية هيدروكسيد الكالسيوم الجاهزة للتفاعل. يمكن أن تؤدي الكربنة إلى تقليل مقاومة الفولاذ للتآكل. أخيرًا، يجب إيلاء اهتمام خاص لنسب خليط الخرسانة والغطاء الخرساني وفترة المعالجة الرطبة عند استخدام كمية كبيرة من الرماد المتطاير في الخرسانة.
3- تأثير الرماد المتطاير على متانة الخرسانة التي تتعرض لدورات متكرّرة من التجميد والذوبان:
بشكل عام، الخرسانة المعدّلة باحتباس الهواء لتكون مقاومة للصقيع إذا تم استيفاء جميع المعايير الأخرى. قد يؤدي الرماد المتطاير إلى زيادة كمية المضافات الضرورية للحصول على مستوى مقبول من الهواء المحبوس ويؤثر أحيانًا على استقرار الهواء المحبوس في الخرسانة الطازجة.
تدعم مُعظم الأبحاث التي أُجريت حول تأثير الرماد المتطاير على متانة الخرسانة المعرّضة لدورات متكررة من التجميد والذوبان، البيان الذي أدلى به المهندس والباحث لارسون بأن الرماد المتطاير ليس له آثار ضارة واضحة على الفراغات الهوائية في الخرسانة الصلبة. عندما يتم حبس حجم مناسب من الهواء، فإنّ خصائص نظام الفراغ تفي بالمعايير المقبولة عمومًا.
4- تأثير الرماد المتطاير على تآكل سطح الخرسانة:
هناك العديد من المواقف التي تتعرّض فيها الخرسانة للتآكل من خلال الكشط والتآكل وانزلاق السيارات والجليد وأشياء أخرى. يُزعم أن مقاومة الخرسانة ضد التآكل تتناسب مع قوة ضغطها. يمكن توقّع خرسانة الرماد المتطاير ذات المقاومة المنخفضة للتآكل ما لم يتم تجفيف الخرسانة بشكل كافٍ وشامل.
قامت الجمعية الأمريكية لاختبار المواد بإثبات أن الخرسانة التي تحتوي على الرماد المتطاير من الفئة (F) توفر مقاومة تآكل أفضل مقارنة بتلك الموجودة في النوع (C) أو التي لا تحتوي على محتوى الرماد المتطاير. من المحتمل أن تتآكل الخرسانة عندما تتدفق المياه فوق أسطحها. عند قيمة الركود الثابت، يمكن تعزيز مقاومة الخرسانة ضد التآكل بزيادة القوة ومحتوى الأسمنت.
5- تأثير الرماد المتطاير على مقاومة الكبريتات في الخرسانة:
أفادت الدراسات والأبحاث خلال المهندس (Dikeou)، الذي أجرى بحثًا حول تأثير الرماد المتطاير على مقاومة كبريتات الخرسانة، أنه يمكن تحسين مقاومة الكبريتات في الخرسانة بشكل كبير باستخدام الرماد المتطاير. يُعطي دليل الخرسانة، الذي نشره مكتب الاستصلاح الأمريكي ، خيارات للمواد الأسمنتية لإنتاج خرسانة مقاومة للكبريتات.
6- تأثير الرماد المتطاير على تفاعلات الركام القلوي في الخرسانة:
ثبت أن الرماد المتطاير له تأثير كبير في تقليل التأثير الضار لتفاعلات الركام القلوي (AARs). يتم تقليل هذا التأثير المفيد للرماد المتطاير أو يقتصر على التفاعلات التي تشارك فيها الركام السيليسي. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ كربونات الركام القلوي الذي يُعَد أحد أنواع لتفاعلات الركام القلوي لا يستجيب تقريبًا لإدراج الرماد المتطاير. ومع ذلك، يمكن تقليل التمدد الناتج عن تفاعلات الركام القلوي.
يتم تقليل التمدد بشكل فعال عندما يحلّ الرماد المتطاير منخفض الكالسيوم محل حوالي 25-30 بالمائة من الخرسانة وتحت شرط أن يكون المحتوى القلوي أقل من أربعة بالمائة. لا يركّز تأثير الرماد المتطاير عالي الكالسيوم على الكثير، ولهذا السبب لا توجد معلومات كافية حول استخدامه ولكن هناك بعض المؤشرات على أن مستوى الاستبدال الفعال قد يكون أعلى مقارنة بالرماد المتطاير منخفض الكالسيوم.
7- تأثير الرماد المتطاير على تآكل حديد التسليح في الخرسانة:
هناك قلق بشأن تآكل حديد التسليح في الخرسانة الرماد المتطاير الناتج عن تأثير أيونات الكلوريد من مياه البحر أو إزالة الجليد. عندما يصل عُمق الكربنة في الخرسانة إلى حديد التسليح، يمكن تقليل السلبية وبالتالي يتآكل قضيب الفولاذ إذا وصل الأكسجين والرطوبة الكافية إلى سطح التعزيزات. ومع ذلك، يمكن الحصول على حماية كافية ضد التآكل إذا كان الغطاء الخرساني للرماد المتطاير سميكًا وغير منفذ بما فيه الكفاية.
8- تأثير الرماد المتطاير على الخرسانة المعرّضة لمياه البحر:
تتعرّض الخرسانة المعرّضة للبيئة البحرية لهجوم خطير وتتعرّض لعدة عوامل شديدة العدوانية. على سبيل المثال، تغيير الترطيب والصبغ وتأثير الأمواج والتآكل بالحطام والرمل ودورات التجميد والذوبان وتآكل التعزيز وهي تحدث في الوسط الكيميائي.
ومع ذلك، فإنّ الخرسانة المغمورة بالكامل أقل تأثراً بهذه العوامل. يتضح أن خرسانة الرماد المتطاير مع استبدال بنسبة 25 بالمائة بالكتلة وتحت ظروف الماء إلى مواد أسمنتية أقل من 0.50، تُظهر أداءً مرضيًا في ظروف التجميد والذوبان والترطيب والصبغ.
