اقرأ في هذا المقال
- كيف تتغير قوة الخرسانة مع تغير الوقت؟
- تباين قوة الخرسانة مع الوقت
- معدّل اكتساب القوة مع الوقت
- العوامل التي تؤثر على قوة الضغط طويلة المدى للخرسانة
كيف تتغير قوة الخرسانة مع تغير الوقت؟
عصر الهياكل الخرسانية له علاقة كبيرة بخصائص القوة والمتانة للخرسانة. يساعد فهم العلاقة بين القوة والوقت للخرسانة على معرفة تأثير التحميل في وقت متأخر. هل الاختلاف في مقاومة الانضغاط للخرسانة عبر سماكة العناصر المصبوبة أفقياً صغير بشكل مهم أو بالأحرى يجب أخذه بعين الاعتبار في مرحلة التصميم؟ توجد إجابات متضاربة على هذا السؤال.
من أجل تحديد ما إذا كانت مقاومة الانضغاط للخرسانة تختلف باختلاف سماكة العناصر المصبوبة أفقيًا، تم إجراء اختبارات فوق صوتية واختبارات مدمرة على عينات أساسية مأخوذة من لوح بسُمك 350 مم مصنوع من الخرسانة ذات قوة كسر M30. تم استخدام تحقيقات نقطة الاتصال الخاصة لقياس الوقت المستغرق لتمرير الموجات فوق الصوتية الطولية عبر العينة المختبرة.
تم تحديد الارتباط بين سرعة الموجة فوق الصوتية الطولية وقوة الضغط للخرسانة في البلاطة. تم تقييم بُنية الخرسانة عبر سماكة البلاطة باستخدام أجهزة مختصّة في هذا المجال. وجد أن مقاومة الانضغاط المدمرة تختلف بشكل طفيف (بنسبة 3%) عبر سُمك الطبقة الموضوعة من الخرسانة. في حين أن متوسط القوة المحددة بالموجات فوق الصوتية للخرسانة في نفس العينات لا تختلف عبر سماكة البلاطة التي تم تحليلها.
لذلك، تم التوصل إلى أن الزيادة الطفيفة في مقاومة الانضغاط للخرسانة مع العمق تحت السطح العلوي هو أمر طبيعي ولا داعي لأخذها بعين الاعتبار عند تقييم قوة الخرسانة في الهيكل. ستم شرح التأثيرات المختلفة على قوة الخرسانة مع تقدم العمر في هذه المقالة أدناه.
تباين قوة الخرسانة مع الوقت:
وفقًا للدراسات والأبحاث، ستزداد قوة الضغط للخرسانة مع تقدم العمر. أجريت معظم الأبحاث لدراسة قوة الخرسانة في اليوم الثامن والعشرين. لكن في الواقع، القوة في اليوم الثامن والعشرين أقل مقارنة بالقوة طويلة المدى التي يمكن أن تكتسبها مع تقدم العمر. يمكن دراسة تباين قوة الخرسانة مع تقدم العمر بطرق مختلفة. وجِد أنه في الظروف الجافة، بعد عام واحد لا توجد زيادة في قوة الخرسانة، من ناحية أخرى، تزداد قوة العينات المخزّنة في بيئة رطبة (عند 15 درجة مئوية) بشكل كبير.
معدّل اكتساب القوة مع الوقت:
ستزيد عملية الترطيب المستمر من قوة الخرسانة. إذا كانت الظروف البيئية التي تتعرّض لها الخرسانة تسهّل الترطيب، فإنّ القوة تكتسب باستمرار مع تقدم العمر. لكن معدّل الترطيب هذا يكون سريعًا في المراحل المبكّرة ويتأخر لاحقًا. وبالتالي يتم قياس مقاومة الانضغاط التي تكتسبها الخرسانة في يومها الثامن والعشرين وبعد ذلك يتم خفض معدّل القوة.
يتم اختبار قوة الانضغاط المكتسبة في الأعمار اللاحقة عن طريق الاختبارات غير المدمرة. تساعد ظروف المعالجة المناسبة في منع تسرب الرطوبة ممّا يسهّل تفاعلات اكتساب القوة. يوضح الجدول 1 أدناه معدّل القوة المكتسبة للخرسانة من اليوم الأول إلى اليوم الثامن والعشرين.
الجدول 1: القوة التي تكتسبها الخرسانة مع تقدم العمر.
| العمر | القوة المكتسبة (%) |
| يوم 1 | 16% |
| 3 أيام | 40% |
| 7 أيام | 65% |
| 14 يوم | 90% |
| 28 يوم | 99% |
العوامل التي تؤثر على قوة الضغط طويلة المدى للخرسانة:
إنّ تحقيق قوة ضغط الخرسانة على المدى الطويل يختلف عن اكتساب القوة في سن مبكرة. العوامل المختلفة التي تؤثر على مقاومة الانضغاط طويلة المدى للخرسانة هي:
1- نسبة الماء إلى الإسمنت في الخرسانة:
تعتبر نسبة الماء إلى الأسمنت المناسبة ضرورية للخضوع لِتفاعلات الماء في أعمار لاحقة. تعمل تفاعلات الترطيب على تحسين قوة الضغط للخرسانة. سيترك المحتوى المائي غير الكافي كمية هائلة من المسام قبل 28 يومًا ممّا سيزيد من فرص مشكلة الزحف والانكماش مع مرور الوقت. سيؤثر هذا سلبا على قوة الضغط للخرسانة.
2- ظروف المعالجة للخرسانة:
شروط المعالجة المناسبة هي نوع من تحضير الخرسانة قبل تركها في ظروف الخدمة. يتم تنفيذ مدى معالجة الخرسانة بناءً على ظروف التعرّض المتوقعة للهياكل. لا تتأثر الخرسانة المعالجة بشكل صحيح وعالية الجودة بالظروف القاسية مع تقدم العمر. المعالجة الفعالة وبالتالي يحسّن انضغاط الخرسانة.
3- درجة الحرارة المحيطة بالخرسانة:
أظهرت الدراسات أن درجات الحرارة المرتفعة تسرّع تفاعل الماء، لكن المنتجات المكتسبة لن تكون موحدة أو ذات جودة جيدة. هذا يمكن أن يترك المسام التي تؤثر على قوة الخرسانة.
4- تأثير الظروف البيئية على سطح الخرسانة:
يتعرّض الهيكل الخرساني مع تقدم العمر لظروف بيئية مثل المطر والتجميد والذوبان والهجمات الكيميائية وما إلى ذلك. يمكن أن تتعرّض الخرسانة غير النفاذة لاختراق الرطوبة والتجميد المتكرر والذوبان الذي يؤدي إلى حدوث تشققات في الخرسانة. يمكن أن تؤدي الهجمات الكيميائية إلى تآكل الحديد ممّا يقلّل من قوة الخضوع للحديد. كل هذه يمكن أن تؤثر على قدرة قوة الخرسانة.
