اقرأ في هذا المقال
- ما هي الخرسانة المستخدمة تحت الماء؟
- العلاقات المميزة لمواد الخرسانة تحت الماء
- مواد الخرسانة المستخدمة تحت الماء
- الخصائص العامة للخرسانة تحت الماء
ما هي الخرسانة المستخدمة تحت الماء؟
يُعرف أي نشاط إنشائي يحدث تحت سطح الماء بالبناء تحت الماء. كما يمكن أن يكون هذا متنوعًا مثل الحفارات ومنصات النفط عبر البحار أو الجسر البسيط على النهر الذي يمر عبر المدينة. ولكن هناك فرق كبير في البناء في البحار وفي النهر. حيث أنه هذه هي درجة ملوحة مياه البحر ممّا يعني أنه لا يمكن استخدام بعض أنواع مواد البناء على الإطلاق.
يمكن القول على نطاق واسع أن هناك ثلاثة أنواع من مواد البناء المناسبة للبناء تحت الماء، مواد الخرسانة والفولاذ والاكريليك. كما سيتم مناقشة كل منها باختصار مع نقاطها الرئيسية أدناه. حيث أنه يتطلب تصميم الخلطة الخرسانية للخرسانة تحت الماء اختيار المواد المناسبة والتناسب لإنتاج الخرسانة لتلبية متطلبات التطبيق المحدد. والتي تركز بشكل أساسي على خصائص قابلية التشغيل أو التدفق وقوة الضغط والمتانة.
العلاقات المميزة لمواد الخرسانة تحت الماء:
المراقبة الفيزيائية التفصيلية صعبة للخرسانة الموضوعة تحت الماء. وهكذا، في حين أن عينات مدارس العالم المتحد المصبوب في الجاف، يمكن توقع تباين أكبر بكثير في بنية تحت الماء. حيث يتم السماح لمثل هذه الاختلافات عن طريق زيادة الانحراف المعياري وبالتالي الهامش بين القوة المميزة وقوة الهدف.
لكن من الصعب تقدير مدى الزيادة هذا ويحتاج إلى مراعاة تقنيات وضع التفاصيل، والمقاومة ضد الانجراف أو الفصل، وخصائص التدفق أو الضغط الذاتي. كما يُقترح أيضًا زيادة عامل الأمان الجزئي للمواد في مرحلة التصميم الإنشائي لمثل هذه الحالات الخاصة.
مواد الخرسانة المستخدمة تحت الماء:
نظرًا لأن الفحص المادي التفصيلي يمثل تحديًا لإجراء ذلك، فإنّنا نحاول تحقيق خصائص الضغط الذاتي في الخرسانة، لذلك يصبح من الضروري استخدام الركام والدرجات المختارة، والتي تتمتع بمقاومة عالية للفصل والنزيف ولديها تماسك عالي.
1- الركام الخشن المستخدم في الخرسانة تحت الماء:
يفضل استخدام الركام المستدير لأنه يزيد من التماسك ويقلل من ميل الفصل والنزيف لاحتكاك رملي ومحتوى أسمنتي معين. كما أن الركام المستدير يحقق تعبئة أكثر كثافة ويقلل من الطلب على المياه لدرجة معينة من قابلية التشغيل. ومع ذلك، في بعض الأحيان تكون القوة ومقاومة التآكل من العوامل المهمة بشكل خاص في بعض التطبيقات تحت الماء، ولهذا السبب، نحتاج إلى اختيار مجاميع الصخور المكسرة. بحيث إذا كانت هذه هي الحالة، فيجب توخي الحذر في التقدير العام للمجمع.
2- الركام الناعم المستخدم في الخرسانة تحت الماء:
يجب أن تكون هناك نسبة كبيرة (15-20% على الأقل) من الركام الناعم بحجم أقل من 300 ميكرومتر فوق المستوى القياسي. وهذا ضروري لتعزيز خصائص التماسك للخرسانة الموضوعة تحت الماء. حيث أنه عندما لا تتوفر الرمال المناسبة، فمن الضروري زيادة محتوى الأسمنت للخلطات بشكل كبير، أو إضافة رماد الوقود المسحوق أو خبث الفرن العالي الحبيبي.
3- مزيج التصميم المستخدم في الخرسانة تحت الماء:
تتشابه متطلبات تصنيف الركام إلى حد كبير مع تلك المطلوبة لخلطات مضخة الخرسانة حيث تحتاج الخرسانة الموجودة تحت الماء إلى تدفق جيد وخصائص ضغط ذاتي وتماسك كافٍ لمقاومة الفصل والنزيف. حيث تتضمن متطلبات مزيج المضخة الخصائص المذكورة أعلاه بالإضافة إلى الحاجة إلى عجينة الأسمنت أو مرحلة الملاط لتشكيل فيلم تزييت على جدران الأنابيب.
في حين أن هذا المطلب الأخير ليس ضروريًا للخلطات الخرسانية تحت الماء، فمن الشائع وجود محتويات أسمنت عالية نسبيًا لتحسين التماسك والتعويض عن تأثيرات الفصل والسماح بخسائر حتمية للأسمنت بسبب الانجراف. كما أنه تظهر النتائج المختلفة أن منحنيات الدرجات المستمرة يجب أن تعطي أفضل النتائج. وبشكل عام، يكون الحد الأقصى لحجم الركام 20 مم أكثر إرضاءً مع محتوى رمل لا يقل عن 40% من إجمالي الركام.
لتحقيق مزيج متماسك، يجب تعديل النسب النسبية للركام الخشن والرمل لتقليل الفراغات الكلية في المزيج. وهذا بدوره يعتمد على شكل الجزيئات المختلفة. بحيث إذا لزم الأمر، يمكن استخدام مقياس الفراغ لتحسين النسب. ويجب استخدام هذا الأسلوب في حالة استخدام ركام الصخور المكسرة.
4- الإسمنت المستخدم في الخرسانة تحت الماء:
يمكن أن يشكل وجود الكبريتات في المياه الجوفية العديد من التهديدات الرئيسية حيث أن محتوى الأسمنت مرتفع في التصميم لمواجهة هذا الأسمنت البورتلاندي المقاوم للكبريتات ويمكن استخدامه. ومع ذلك، فإنّ الخرسانة في منطقة الرش وما فوقها معرضة للخطر أيضًا حيث لا يحدث هجوم الكبريتات فحسب، بل يتم أيضًا الضغط عن طريق بلورات الملح المتكونة في مسام الخرسانة في المواقع التي حدث فيها التبخر.
يمكن أن يؤدي استخدام مواد استبدال الأسمنت مثل الرماد المتطاير أو إضافة دخان السيليكا إلى تقليل مسامية الخرسانة بشكل كبير وبالتالي قابليتها لهجوم الكبريتات وتبلور الكلوريد. كما تعمل مواد استبدال الأسمنت هذه أيضًا كطريقة بديلة لتقليل التأثيرات الحرارية وتوفر فوائد إضافية. حيث يوصي دليل الخرسانة المعمرة بألا تتجاوز نسب الماء للماء 0.45 في ظروف التعرض الشديد والشديد للكبريتات.
5- المضافات المضادة للغسيل المستخدمة في الخرسانة تحت الماء:
تُستخدم المضافات المضادة للغسيل لتقليل مخاطر الغسل والعزل باستخدام طرق التريميز للوضع، وتحسين خصائص الضغط أو التدفق الذاتي، وتمكين طرق التنسيب التي تكون أسرع وأقل حساسية للصعوبات التشغيلية. كما يمكن استخدام مواد مثل البوليمرات الطبيعية والاصطناعية لتحسين التماسك ولكن من الضروري التحقق من أن المواد المختارة متوافقة مع هيدرات الأسمنت.
يمكن أن يسبب بعضها تأخيرًا شديدًا في عملية الترطيب ويحد من استخدام الملدنات الفائقة. حيث تقلل مضافات الخرسانة التجارية المعتادة تحت الماء من الانجراف من 20-25% إلى حوالي 10%. ومع ذلك، عندما يتم استخدام الأسمنت البورتلاندي مع 30% من الرماد المتطاير أو 50% من خبث الأفران الأرضي الحبيبي، يتم تقليل الغسيل مرة أخرى لنفس جرعة المزيج.
لذا في الملاحظات الختامية بخصوص اعتبارات المزيج الخاصة، يمكننا أن نقول إن هدفنا يجب أن يركز بحيث يتم تحقيق المعايير التالية.
- القوة والمتانة المحددة.
- الضغط الذاتي.
- متماسك (مقاومة الفصل).
- مقاومة الغسل (الدرجة حسب طريقة التنسيب).
الخصائص العامة للخرسانة تحت الماء:
غالبًا ما تكون هناك حالات مثل الأقبية والصرف الصحي والقنوات والموانئ والجسور والأعمال البحرية التي يتم فيها وضع الخرسانة تحت الماء. كما يجب توخي الحذر عند وضع الخرسانة تحت الماء، ويجب أن تكون بلاستيكية ومتماسكة ولكن لها قدرة تدفق جيدة. حيث أنه العديد من الصعوبات في تكوين المياه، خاصة في الأماكن التي يكون فيها العُمق كبيرًا، لذلك يجب اتباع تصميم الخلط المناسب وإنتاج الخرسانة والتنسيب ومراقبة الجودة التالي.
- يمكن تحقيق السلامة الكافية من التآكل باستخدام مادة مقاومة للتآكل.
- يمكن تجنب تشظي الخرسانة عن طريق توسيع الخرسانة بعناية.
- تتضمن عملية الصيانة الأفضل الفحص الأولي وتفاقم التنبؤ والفحص والتقييم والإجراءات العلاجية.
- أثناء البناء، تكون الجوانب الاجتماعية والاقتصادية هي الحد الأدنى جنبًا إلى جنب مع الهندسة.
