تأثير درجات الحرارة المختلفة على الخرسانة

الحركة الحرارية في الخرسانة:

كما هو الحال مع أي مادة، سوف تتمدد الخرسانة وتتقلص مع ارتفاع درجة الحرارة وانخفاضها. بحيث يعتمد حجم الحركة على التغير في درجة الحرارة ومعامل التمدد الحراري للخرسانة. كما يتأثر معامل التمدد الحراري للخرسانة إلى حد كبير بمعامل التمدد الحراري للركام لأن الركام يحتل 70-80% من حجم الخرسانة. وتعد معرفة حجم الحركة الحرارية ضرورية لتقييم مخاطر التصدع الحراري في المواقف التي يحتمل أن تحدث فيها تدرجات حرارية كبيرة، ولحساب التغيرات في الأبعاد في الهياكل مثل أسطح الجسر.

تأثير درجة الحرارة على تركيب الخرسانة:

درجة الحرارة شيء لا يمكننا التحكم فيه، يمكن أن تؤثر درجات الحرارة المتغيرة على نتائج مشاريع الخرسانة السكنية أو التجارية الجديدة وهو أمر يجب مراعاته عند وضعه. حيث أن الخرسانة هي في الأساس مادة بلاستيكية مصنوعة من مزيج من الأسمنت والماء والركام.

الماء هو شيء يمكن أن يصبح شديد السخونة أو البرودة ممّا يؤثر على كيفية ظهور الخرسانة بمجرد أن تتصلب. هذا المزيج من النسب المحددة يقوى العمل الإضافي ليمنح القوة التي صُمم من أجلها. حتى أثناء عملية التثبيت، ستطلق الخرسانة الكثير من الحرارة وتفقد الماء، الأمر الذي يتطلب التحكم في العملية المعروفة باسم المعالجة.

تأثير درجات الحرارة على قوة الخرسانة:

يمكن أن تؤثر درجات الحرارة أثناء تصنيع وَوضع الخرسانة على وقت التثبيت والقوة النهائية. عندما تكون درجات الحرارة مرتفعة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى حدوث تشققات، وتستخدم العديد من الأعمال الخرسانية الجماعية الماء المبرد لعملية الخلط للتحكم في درجة حرارة الخرسانة وتقليل فرص التشقق والتلف.

بمجرد أن يتم تثبيت الخرسانة واكتساب قوتها التصميمية، المقبولة عمومًا على أنها 28 يومًا، سوف تتمدد الخرسانة وتنكمش اعتمادًا على درجات الحرارة في الأجواء التي توجد فيها. بحيث يتم تحديد هذه الحركة من خلال معامل التمدد الحراري للخرسانة والتغيرات في درجة الحرارة التي يتعرض لها الهيكل خارجيًا.

يتم تحديد نسبة التطوير بشكل أساسي من خلال الركام المستخدم حيث أنها تشكل 70 إلى 80 بالمائة من حجم الخرسانة. كما يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تمدد الخرسانة، ممّا قد يؤدي إلى حدوث تشققات. يمكن أن يؤدي الطول الإجمالي للهيكل الخرساني أيضًا إلى ضغوط إضافية في التكوين.

هذا العامل مهم بشكل خاص في الجسور. من ناحية أخرى، يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى انكماش الخرسانة ويمكن أن تتعطل إذا تعرضت المياه للشقوق، ممّا يؤدي إلى تشكل الجليد الذي يمكن أن يسبب ضغوطًا كبيرة في الخرسانة بسبب زيادة الحجم.

تأثير تغيرات درجات الحرارة في الخرسانة:

يمكن أن يكون لِلتغيرات في درجات الحرارة تأثير سلبي وإيجابي على الخرسانة وقوتها، ويجب أن تكون درجة حرارة البيئة التي يتم مزجها فيها عند وضعها لأول مرة تحت ظروف خاضعة للرقابة بحيث تحقق الخرسانة قوة التصميم التي من المفترض أن تتمتع بها.

تؤثر درجات الحرارة المتزايدة على زيادة الطاقة الأولية مع تقليل القوة على المدى الطويل. كما يمكن أن تؤثر التغيرات في درجات الحرارة على الخصائص المختلفة للخرسانة. حيث تؤثر درجات الحرارة المرتفعة المبكرة على القوة المتأخرة للخرسانة، حيث يؤدي ذلك إلى زيادة الترطيب ويؤدي إلى توزيع غير منتظم لمنتجات الماء.

هذا يؤدي إلى تركيز المنتجات في منطقة جزيئات الترطيب وهذا يؤخر المزيد من الترطيب ويؤثر على القوة. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أثناء الصب أيضًا إلى زيادة الفراغات في الخرسانة، ممّا قد يؤثر بشدة على متانتها.

تميل درجات الحرارة المرتفعة أيضًا إلى تقليل قابلية التشغيل للخرسانة، ممّا يزيد من صعوبة عملية الدمج المناسبة. يؤدي الترطيب السريع إلى اكتساب الخرسانة قوتها الأولية مبكرًا وصعوبات عند اهتزازها ووضعها. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تكوين التعشيش في الخرسانة، والتي يمكن أن يكون لها تأثير شديد على قوة الخرسانة.

من الأفضل وضع الخرسانة في درجات حرارة تتراوح بين 5 درجات مئوية و 40 درجة مئوية. أي درجات حرارة تزيد عن هذا أو أقل من ذلك تحتاج إلى اهتمام خاص بدرجة حرارة الماء المستخدم في الخلط، والعناية اللاحقة أثناء معالجة الخرسانة. كما يمكن أن تستغرق هذه العملية سنوات من الخبرة حتى تصل إلى الكمال.