تطبيقات الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء

كيف يتم انتاج الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء؟

تتمثّل الطبيعة الجوهرية للخرسانة خفيفة الوزن في إنتاج مادة، بالإضافة إلى قوتها العالية، يمكن أن تتمتع أيضًا بأداء عالٍ في ظروف الخدمة القاسية. يتم فحص سبب الأداء العالي في ضوء الخواص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية للركام الحويصلي المستخدم لإنتاج الخرسانة خفيفة الوزن. عادة ما تتضمن عملية التصنيع تسخين الركام إلى 1200 درجة مئوية، بالإضافة إلى جعله أكثر ثباتًا من الركام التقليدي عندما تتعرض الخرسانة المصنوعة منه للحريق، يؤدي أيضًا إلى تضمين إجمالي أقل صلابة يتطابق بشكل أكبر مع صلابة الأسمنت لصق المصفوفة.

ينتج عن استخدام الركام الأقل صلابة انخفاض في تركيزات الإجهاد الداخلي في الخرسانة ممّا يؤدي بدوره إلى تقليل التكسير الدقيق. تمت مناقشة الدور الذي يلعبه هذا في تحسين أداء هذا النوع من الخرسانة في الورقة. توفر الطبيعة الخاصة للخرسانة خفيفة الوزن فرصًا لمحترفي التصميم. يتم تقديم توصيات حول أفضل السُبُل لتحقيق أداء عالي للخرسانة باستخدام الركام الخفيف الوزن.

يتم إنتاج الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء عن طريق الخلط الدقيق لكمية مُحددة من الأسمنت والرمل والركام الخفيف الوزن والبوزولانات المختلفة مثل الرماد المتطاير ودخان السيليكا والصخر الزيتي والميتاكولين والطين المكلّس والمُلدّن الفائق. سيتم مُناقشة التطبيقات المختلفة للخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء.

ما هي تطبيقات الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء؟

يتضمن تطبيق الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء فيما يلي:

1. بناء هيكل مسبق الصب.
   
2. تشييد المباني.
   
3. بناء وإعادة تأهيل هياكل الجسور.
   
4. بناء الهياكل البحرية.
   

1- بناء الهيكال مسبقة الصب من الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء:

يتمثّل أحد التطبيقات الرئيسية للخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء في بناء الهياكل مُسبقة الصب بما في ذلك الجسور ومرائب وقوف السيارات وتأطير السقف طويل المدى. نظرًا لأن الوزن الذاتي للخرسانة عالية الأداء والوزن الخفيف أصغر من الخرسانة التقليدية، يمكن بناء جسور أكبر، دون مواجهة مشكلة النقل والتركيب التي قد تحدث عند استخدام الخرسانة التقليدية لبناء نفس عضو الخرسانة سابقة الإجهاد.

على سبيل المثال، يتم تشييد الجسور باستخدام الخرسانة سابقة الصب وخفيفة الوزن وعالية الأداء. يبلغ طول جسر العارضة التي تم شدها بعد الشد 53.4 مترًا وعمقها 2.3 مترًا ويبلغ وزن كل عارضة حوالي 96 طنًا. لم يتم تقليل وزن الهيكل بنسبة 17% فحسب، بل انخفض أيضًا إجمالي التكلفة بنسبة 18%. لذلك، يمكن ملاحظة أن هذا النوع من الخرسانة يحسن كفاءة البناء ويقلل من تكلفة البناء. أخيرًا، تم استخدام الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء لتأطير السقف الممتد بطول 37 مترًا تقريبًا.

2- تشييد المباني باستخدام الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء:

تم إنشاء العديد من الهياكل باستخدام خرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء. الخرسانة عالية الأداء وخفيفة الوزن تُستخدم للأغراض الهيكلية والجمالية. يتم استخدامها لحل المشاكل التي قد تواجه عند استخدام الخرسانة التقليدية. على سبيل المثال، عندما تم بناء شقة الرصيف، يتم استخدام خرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء لمنع اعتبار التوقيت الدقيق الذي كان ضروريًا لتجنب تكوين وصلات باردة. أخيرًا، يتم استخدام خرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء لبناء الألواح الأرضية لبعض المباني لتقليل الحمل الميت للبلاطة وتحقيق مُعدّل مقاومة للحريق لمدة ثلاث ساعات.

3- بناء وإعادة تأهيل هياكل الجسور باستخدام الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء:

تم استخدام الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء في بناء عناصر مختلفة لهيكل الجسر على سبيل المثال الأسطح والعوارض والأرصفة. إنّها تُوفر قوة ضغط عالية للخرسانة مع محتوى هواء مرتفع وبالتالي تُقلّل من أعمال الصيانة بشكل كبير. هذا هو العامل الرئيسي الذي يحفز مُصمّم الجسر على اختيار هذا النوع من الخرسانة. تستخدم الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء في بناء هيكل الجسر الجديد وإعادة تأهيل هياكل الجسور الحالية أيضًا.

إنهّا تُوفر العديد من المزايا على سبيل المثال، يمكن توسيع سطح الجسر دون تغيير العناصر الهيكلية الأخرى مثل الأرصفة وزيادة قدرة تحمل الحمل القصوى للجسر وتقليل قوى القصور الذاتي الزلزالي، ويمكن زيادة الغطاء الخرساني بنفس الوزن المستخدم عند استخدام الخرسانة التقليدية، أطول تكلفة رصيف آمن، يمكن بناء ألواح أكثر سُمكًا وبالتالي سيتم تحسين هندسة سطح السفينة.

4- بناء الهياكل البحرية باستخدام الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء:

الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء هي مواد بناء مُناسبة إلى حد كبير لاستخدامها في بناء الهياكل البحرية. ويرجع ذلك إلى أن المنصات البحرية يتم بناؤها بشكل متكرر في أحواض بناء السفن ثم يتم تعويمها وسحبها إلى موقع البناء وتركيبها أخيرًا في موقع محدد. يمكن تحسين عملية البناء هذه إذا انخفضت أوزان العناصر الإنشائية البحرية. يمكن تحقيق هذا التخفيض باستخدام الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء. يمكن استخدام الخرسانة خفيفة الوزن عالية الأداء لتلبية مُتطلّبات العائمة والجودة كما في حالة جزيرة تارسويت المحتفظ بها في كولومبيا البريطانية. يضاف إلى ذلك أنها تعمل على تعزيز طفو المنصات البحرية.