ما هي متطلّبات تصميم خليط الخرسانة؟
مزيج الخرسانة هو مزيج من خمسة عناصر رئيسية بنِسب مختلفة: الأسمنت والماء والركام الخشن والركام الناعم (مثل الرمل) والهواء. يمكن أيضًا دمج عناصر إضافية مثل المواد البوزولانية والمضافات الكيميائية في المزيج لمنحه بعض الخصائص المرغوبة. في حين أن تصميم المزيج الخرساني هو عملية اختيار المكونات لمزيج الخرسانة وتحديد نسبها.عند تصميم مزيج، يجب أن تفكر دائمًا في القوة المطلوبة والمتانة وقابلية التشغيل للخرسانة للمشروع المعني.
يجب معرفة متطلبات تصميم الخلطة الخرسانية قبل حساب الخلطة الخرسانية. يتم تصميم المزيج في المختبر ويتم اختبار العينات من كل مزيج مصمم للتأكد من النتيجة. ولكن قبل بدء عملية تصميم المزيج، يجب معرفة المعلومات حول المواد المتاحة وقوة الخرسانة المطلوبة وقابلية التشغيل وظروف الموقع. فيما يلي المعلومات المطلوبة لتصميم الخلطة الخرسانية:
- القوة المميزة للخرسانة المطلوبة: القوة المميزة هي قوة الخرسانة التي لا يتوقع سقوط أكثر من 5% من نتائج اختبار العينات تحتها. يمكن أن يسمّى هذا أيضًا بدرجة الخرسانة المطلوبة لتصميم الخلطة. على سبيل المثال، بالنسبة للخرسانة من درجة قوة كسر M30، فإنّ قوة ضغط الخرسانة المطلوبة هي 30 نيوتن لكل مم 2 والقوة المميزة هي نفسها أيضًا.
- متطلّبات قابلية العمل للخرسانة: يتم قياس قابلية تشغيل الخرسانة عادةً عن طريق اختبار الركود. تعتمد قيمة الركود أو متطلبات قابلية التشغيل للخرسانة على نوع البناء الخرساني. على سبيل المثال، بناء الخرسانة المسلّحة بنسبة عالية من حديد التسليح، سيكون من الصعب دمك الخرسانة بالهزازات أو غيرها من المعدات. في هذه الحالة، يجب أن تكون قابلية العمل للخرسانة بحيث تتدفق الخرسانة إلى كل جزء من الأعضاء. بالنسبة للعضو الخرساني، حيث يسهل دمك الخرسانة، يمكن أيضًا استخدام الخرسانة منخفضة القابلية للتشغيل. ومن المعروف أيضًا أنه مع زيادة قابلية تشغيل الخرسانة، تقلّ قوة الخرسانة. وبالتالي، بناءً على نوع الهيكل أو العضو الإنشائي، يجب افتراض متطلّبات قابلية التشغيل للخرسانة ومراعاتها في تصميم المزيج. بالنسبة للخرسانة التي يتم ضخها، من الضروري أن يكون لديك قابلية تشغيل عالية لنقل الخرسانة إلى ارتفاعات أكبر بسهولة. يجب أيضًا مراعاة هذه الحالة في تصميم المزيج.
- مراقبة الجودة في الموقع: تعتمد قوة ومتانة الخرسانة على درجة مراقبة الجودة أثناء عملية البناء في الموقع. تفترض الخلطات الاسمية للخرسانة أسوأ مراقبة للجودة في الموقع بناءً على التجارب السابقة. وبالتالي، بالنسبة لخلطة تصميم الخرسانة، من الضروري فهم قدرة مراقبة الجودة للمقاول والعمال في موقع البناء في خلط ونقل ووضع ودمك ومعالجة الخرسانة. تؤثر كل خطوة في عملية البناء الخرساني على قوة ومتانة الخرسانة. يؤثر توفّر العمال أيضًا على مراقبة جودة الخرسانة. يُساعد العمال الأكثر مهارة والإشراف في الحفاظ على جودة البناء.
- الظروف الجوية: يؤثر الطقس على وقت تثبيت الخرسانة. في المناخ الحار، تميل الخرسانة إلى التماسك مبكرًا بسبب فقدان الرطوبة، وفي هذه الحالة، تحتاج الخرسانة إلى نسبة أسمنت مائية أعلى أو مواد مضافة خاصة لتأخير الإعداد الأولي للخرسانة. كما يجب ذكر توصيات عوامل تبريد الخرسانة في تصميم الخلطة لظروف الطقس شديدة الحرارة. في المناخات الباردة، يزيد وقت الإعداد الأولي للخرسانة حيث يكون معدّل فقدان الرطوبة منخفضًا جدًا. نتيجة لهذا، يتم اعتبار نسبة الماء إلى الأسمنت بشكل مناسب. يجب أيضًا التوصية بالمضافات لمنع تجمّد الخرسانة في حالة الطقس شديد البرودة.
- ظروف التعرض للخرسانة: تلعب ظروف التعرّض دورًا مهمًا في تصميم خليط الخرسانة. يجب مراعاة ظروف التعرض مثل الإجراءات الكيميائية والمناطق الساحلية وما إلى ذلك للموقع المحدد. بشكل عام، تكون ظروف التعرّض وفقًا لمدونة الممارسات معتدلة ومتوسطة وشديدة وشديدة للغاية، وظروف التعرّض الشديدة للإنشاءات الخرسانية. درجة الخرسانة ومتطلّبات التحمّل للخرسانة تتغير مع ظروف التعرّض. بالنسبة لظروف التعرّض الشديدة، تذكر بعض الرموز القياسية الحد الأدنى من قوة الخرسانة ذات كسر M35.
- طُرق الخلط الخرسانة: هناك نوعان من طرق الخلط، أيّ التجميع الحجمي والجمع بالوزن. يجب أن يُعرف هذان الشرطان بحسابات تصميم الخلطة الخرسانية. تشمل طرق الخلط الخلط اليدوي والخلط الآلي والخرسانة الجاهزة. تختلف مراقبة جودة الخرسانة باختلاف نوع طرق الخلط.
- جودة المواد: يجب اختبار كل مادة بناء في المختبر قبل أن يتم أخذها في الاعتبار في حسابات تصميم المزيج. يؤثر نوع المادة ومحتواها من الرطوبة وصلاحيتها للبناء وخصائصها الكيميائية والفيزيائية على تصميم الخلطة للخرسانة. يجب مراعاة نوع الأسمنت المستخدم في البناء ومصادر الركام الخشن والناعم وحجمها وشكلها.
- المتطلبات الخاصة للخرسانة: متطلّبات خاصة للخرسانة مثل تحديد أوقات الصب، القوة المبكرة وقوة الانحناء.
