وقت معالجة الخرسانة الإسمنتية

ما هو وقت معالجة الخرسانة الإسمنتية؟

يتكون الأسمنت البورتلاندي من عدة مركّبات كيميائية معقّدة. في تحضير الخرسانة، يعمل الأسمنت كغراء يربط الركام معًا لتحقيق المنتج المصبوب النهائي. تحقق الخرسانة قوتها من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية، المعروفة باسم الترطيب، والتي تبدأ بإضافة الماء إلى الخليط. يؤثر معدّل التفاعلات على خصائص الخرسانة المتصلّدة مثل القوة والنفاذية والمتانة ومقاومة التآكل ومقاومة التجمد والذوبان. ما دام الماء موجودًا، سيستمر الترطيب لسنوات عديدة.

ستعتمد القوة النهائية للخرسانة المتكوّنة في العملية على المكونات الموجودة في الخليط الأصلي، والبيئة التي تحدث فيها التفاعلات. يتم تعريف معالجة الخرسانة الأسمنتية على أنها عملية الحفاظ على ظروف الرطوبة ودرجة الحرارة للخرسانة من أجل تفاعل الترطيب بشكل طبيعي بحيث تطور الخرسانة خصائص تصلّب بمرور الوقت. المكونات الرئيسية التي يجب الاهتمام بها هي الرطوبة والحرارة والوقت أثناء عملية المعالجة. الخرسانة مادة مركّبة تتكون من الأسمنت والرمل والماء بنسب مناسبة.

إنّ التفاعلات الكيميائية بين الأسمنت والماء يربط الركام. ستكون الخرسانة الطازجة من المرحلة البلاستيكة بحيث يمكن تشكيلها بأي شكل مرغوب ودمكها لتكوين كتلة كثيفة. يجب وضع الخرسانة في موضعها قبل أن تبدأ في فقد اللدونة. يُسمّى الوقت الذي فقدت فيه الخرسانة تمامًا اللدونة وتصبح صلبة وقت التثبيت النهائي للخرسانة، وقت معالجة الخرسانة الإسمنتية. تعتبر فترة الإنضاج للخرسانة أكثر أهمية لأنها ضرورية للغاية للحفاظ على عملية ترطيب الأسمنت حتى تصل الخرسانة إلى أقصى قوة ضغط، والتي تزداد ولكن ببطء بعد 28 يومًا من وقت الصب الأولي.

لماذا يلزم معالجة الخرسانة الإسمنتية؟

مطلوب معالجة الخرسانة الأسمنتية للأسباب التالية:

1. منع الخرسانة من الجفاف قبل الأوان بسبب أشعة الشمس والرياح. هذا يمنع الانكماش البلاستيكي للخرسانة.
   
2. يُساعد في الحفاظ على درجة حرارة الخرسانة من خلال السماح بعملية الترطيب. بحيث تتطلّب عملية الترطيب الماء لتستمر وتطلق الحرارة.
   
3. تُساعد المعالجة على تصلّب الخرسانة والتماسك مع المواد الداخلية والتعزيزات. هذا يساعد على منع تلف الرابطة بين الخرسانة والتسليح بسبب الاهتزاز والتأثير.
   
4. يُساعد هذا في تطوير خرسانة غير منفذة وخالية من التشققات ومتينة.
   

ما هو الوقت المناسب لمعالجة الخرسانة؟

يعتمد وقت البدء في معالجة الخرسانة على معدّل تبخّر الرطوبة من الخرسانة. يتأثر معدّل التبخّر بالرياح والطاقة المشعة من أشعة الشمس ودرجة حرارة الخرسانة والظروف المناخية والرطوبة النسبية. تبخّر الرطوبة مدفوع بفرق ضغط البخار على سطح الخرسانة والهواء المحيط. عندما يكون الفرق مرتفعًا، يكون معدّل التبخّر مرتفعًا. إنّ دليل معالجة الخرسانة يقترح ثلاث مراحل من معالجة الخرسانة. سيتم ذكر هذه المراحل بإيجاز في المقالة أدناه.

يعتمد الوقت المناسب لمعالجة الخرسانة على:

1- المعالجة الأولية للخرسانة الإسمنتية:

عندما يتم صب الخرسانة ودمكها، يحدث نزيف للماء ويرتفع عبر سطح الخرسانة بسبب استقرار الخرسانة. يعتمد معدّل ومدة النزف على العديد من العوامل، بما في ذلك خصائص خلط الخرسانة، وعمق أو سُمك الخرسانة، وطريقة دمك الخرسانة. تبدأ هذه المياه النازفة في التبخّر من السطح.

عندما تختفي كل المياه النازفة من السطح، يبدأ تجفيف الخرسانة، عندها يلزم المعالجة الأولية للخرسانة لتقليل فقد الرطوبة ومنع تشققات انكماش البلاستيك على الخرسانة قبل وأثناء عمليات الإنهاء. يمكن إجراء المعالجة الأولية للخرسانة عن طريق تقنيات مثل التعفير أو استخدام مخفضات التبخر، أو عن طريق توفير حاجب الشمس والزجاج الأمامي.

2- المعالجة الوسطية للخرسانة الإسمنتية:

تتم المعالجة الوسطية عندما يتم تنفيذ عمليات تشطيب سطح الخرسانة قبل المجموعة النهائية من الخرسانة. يحدث هذا عندما يتحقق النسيج السطحي المطلوب للأعضاء الخرسانية بسرعة أو عندما يتأخر تثبيت الخرسانة.

3- المعالجة النهائية للخرسانة الإسمنتية:

عند الانتهاء من الخرسانة بعد المجموعة النهائية للخرسانة، يجب أن تتم المعالجة النهائية للخرسانة. يساعد هذا في منع جفاف سطح الخرسانة لأن فقدان الرطوبة من سطح الخرسانة يحدث على الفور.

الحد الأدنى لوقت المعالجة للخرسانة الأسمنتية:

القوة المبكّرة للخرسانة هي الأكثر أهمية، وهي مسؤولة عن القوة المطلقة للخرسانة. يجب أن نقوم بمعالجة مناسبة من خلال النظر في الظروف البيئية ونوع العناصر الهيكلية ودرجة حرارة الغلاف الجوي. يلعب الحفاظ على درجة الحرارة المناسبة أيضًا دورًا حيويًا في الخرسانة كما ذكرنا، يجب ألا تكون أكثر برودة من 50 درجة مئوية. تظل الخرسانة رطبة لمدة 28 يومًا على الأقل. في الوقت الحاضر، نظرًا لضيق الوقت، يمكن تحقيق المعالجة باتباع التقنيات الحديثة في (14-20) يومًا. ومع ذلك، يُنصح دائمًا بالحفاظ على رطوبة الخرسانة لمدة 14 يومًا على الأقل.

وفقًا لمدونة السلوك المعيارية الهندية للخرسانة العادية والمسلّحة (IS 456 – 2000)، يجب ألا تتم معالجة الخرسانة قبل أقل من 7 أيام بالنسبة للأسمنت البورتلاندي التقليدي، ويجب ألا تقل مدة المعالجة عن 10 أيام للخرسانة التي تحتوي على مواد مضافة معدنية أو ممزوجة بالأسمنت. وفي حالة الطقس الحار وظروف درجات الحرارة الجافة، يجب ألا تقل المعالجة عن 10 أيام للأسمنت البورتلاندي التقليدي و 14 يومًا للخرسانة المخلوطة مع الأسمنت والمضافات المعدنية.

ما هي مدة معالجة الخرسانة الأسمنتية؟

إنّ معالجة الخرسانة لمدة أطول تزيد من قوة ومتانة العناصر الهيكلية الخرسانية. تزداد مقاومة الانضغاط للخرسانة بمرور الوقت عند معالجتها لفترة أطول. مدة معالجة الخرسانة تعتمد على ما يلي:

1. سبب المعالجة، أيّ منع انكماش البلاستيك، والتحكّم في درجة الحرارة، وقوة ومتانة الخرسانة.
   
2. حجم العضو الإنشائي الخرساني.
   
3. نوع درجة الخرسانة ومعدّل تصلّب الخرسانة.
   
4. ظروف درجة الحرارة والرطوبة المحيطة.
   
5. ظروف التعرض لسطح الخرسانة أثناء وبعد المعالجة.
   

شرط مدة المعالجة حسب مواصفات الخرسانة:

توصي لجنة معهد الخرسانة الأمريكي بحد أدنى من فترة المعالجة المقابلة للخرسانة التي تصل إلى 70 بالمائة من مقاومة الضغط المحددة. غالبًا ما تتوافق المعالجة المحددة لمدة سبعة أيام مع ما يقرب من 70 بالمائة من مقاومة الضغط المحددة. توصي المواصفة القياسية الهندية بأن تكون مدة معالجة الخرسانة سبعة أيام على الأقل في حالة الأسمنت البورتلاندي العادي، على الأقل عشرة أيام للخرسانة التي تحتوي على مواد مضافة معدنية أو أسمنت مخلوط. كما توصي بأن لا تقل مدة المعالجة عن عشرة أيام للخرسانة المعرضة لظروف الطقس الجاف والحار و 14 يومًا للخرسانة التي تحتوي على مواد مضافة معدنية أو الأسمنت المخلوط في الطقس الحار والجاف.

ما هو المرجع الشفري القياسي لمعالجة الخرسانة؟

1. المعهد الأمريكي للخرسانة – دليل لمعالجة الخرسانة (ACI 308).
   
2. المعيار البريطاني لتصميم وبناء الهياكل الخرسانية المسلحة والمقاومة للإجهاد (BS 8110).
   
3. مدونة السلوك المعيارية الهندية للخرسانة العادية والمسلّحة (IS 456 – 2000).