ما هو تأثير الركام الخشن على الخرسانة؟

الركام الخشن: هو أحد المكونات الأساسية للخرسانة ويحتل أكبر حجم في الخليط، هذا هو السبب في أنها تُؤثّر بشكل كبير على تصميم مزيج الخرسانة. وخصائصه مثل القوة، الحجم الأقصى، الشكل، امتصاص الماء الذي يُؤثّر على الطلب على الماء، كمية الأسمنت والركام الناعم في خليط الخرسانة. وقد تم الإبلاغ عن أن الحجم الأقصى للركام الخشن المرتفع يؤدي إلى انخفاض الطلب على الماء في الخليط نظرًا لأن هذا الركام يحتوي على مساحة سطح أقل مقارنة بالحجم الكلي الخشن الصغير. وفيما يتعلّق بالشكل، يوفر ركام الشكل المستدير تصميمًا اقتصاديًا للمزيج من الخرسانة العادية.

ومع ذلك، فإنّ الركام الخشن الزاوي مرغوب فيه في حالة الخرسانة عالية القوة، ويتم تقليل إمكانية الفصل هذه إذا تم تصنيف الركام الخشن بشكل صحيح، يوضح هذا مدى أهمية الدرجات الجيدة لتصميم الخلطة الخرسانية. وبقدر ما يتعلّق الأمر بالقوة، فإنّ القوة الكلية الأعلى ستنتج قوة ملموسة أعلى بشرط أن يتم التعامل مع عوامل التحكّم الأخرى بشكل صحيح.

الحجم الأقصى للركام الخشن:

يُعَدّ الحجم الأقصى للركام الخشن أحد العوامل التي تتحكّم في الطلب على المياه لتحقيق قابلية تشغيل معينة، كما أنه يحدد كمية المحتوى الكلي الدقيق اللازم لإنتاج مزيج متماسك. وبالنسبة لوزن معين، كلَّما زاد الحد الأقصى لحجم الركام، انخفضت مساحة سطح الركام الخشن والعكس صحيح. ومع انخفاض الحجم الأقصى للركام الخشن، من الممكن أن تزداد مساحة سطح الركام الخشن. كلَّما زادت مساحة السطح، زاد الطلب على المياه لتغطية الجسيمات وتوليد قابلية التشغيل.

ويتطلّب الحجم الأقصى الأصغر للركام الخشن مُحتوى ركامًا دقيقًا أكبر لتغطية الجسيمات والحفاظ على تماسك مزيج الخرسانة. لذلك، من أجل نفس قابلية التشغيل، سيكون للركام السفلي 40 مم نسبة الماء إلى الأسمنت أقل، وبالتالي قوة أعلى بالمقارنة مع الركام السفلي 20 مم. بسبب انخفاض الطلب على المياه، يمكن الاستفادة من الحد الأقصى لحجم الركام الخشن لتقليل استهلاك الأسمنت.

غالبًا ما يتم تقييد الحجم الأقصى للركام بواسطة غطاء واضح والحد الأدنى من المسافة بين قضبان التسليح. الحجم الأقصى للركام الخشن أقل من الغطاء الواضح أو أدنى مسافة بين قضبان التسليح. وهذا يسمح للركام بالمرور من خلال التعزيز في المناطق المزدحمة، لإنتاج الخرسانة كثيفة ومتجانسة.

تصنيف الركام الخشن:

التصنيف هو تحديد توزيع حجم الجسيمات للركام، إنّ تصنيف الركام الخشن مهم للحصول على الخرسانة المتماسكة والكثيفة، وتمتلئ الفراغات التي خلفتها جسيمات الركام الخشنة الأكبر بجسيمات الركام الخشنة الأصغر. كما يمكن أن يُقلّل التصنيف المناسب للركام الخشن من إمكانية الفصل، خاصةً من أجل قابلية تشغيل أعلى ويحسن توافق الخرسانة. وقد تم تحديد حدود الدرجات التجميعية الخشنة في المواصفات القياسية للخرسانة ومواصفات الركام الخشن والناعم من مصادر طبيعية للخرسانة للركام أحادي الحجم والركام المتدرّج.

شكل الركام الخشن:

قد يكون الركام الخشن مستديرًا أو زاويًا أو غير منتظم الشكل، الركام المدور لديه أقل طلب على المياه بسبب انخفاض مساحة السطح، كما أنه يتطلّب أقل معجون الملاط. وقد تعتبر هذه الخصائص التي تجعل الركام مدورًا لإنتاج الخلطات الأكثر اقتصاداً لدرجات الخرسانة حتى قوة كسر35. ومع ذلك، بالنسبة إلى الدرجات الخرسانية ذات قوة الكسر40 وما فوق، فإنّ احتمال فشل السندات من شأنه أن يميل التوازن لصالح الركام الزاوي مع مساحة سطح أكبر.

لا تؤدي جزيئات الركام الخشنة غير المستقرة والمطوّلة إلى زيادة الطلب على المياه فحسب، بل تزيد أيضًا من ميل الفصل. التقشّر والاستطالة يقللان أيضًا من قوة الانحناء للخرسانة، تحدد مواصفات وزارة النقل السطحي التقشّر والاستطالة معًا بنسبة 30% بالوزن للركام الخشن.

قوة الركام الخشن:

يتم تحديد قوة المواد للركام الخشن من خلال قوة تكسير الصخور وقيمة التكسير الكلي وقيمة التأثير الكلي وقيمة التآكل الكلي. وإنّ حدود قواعد الممارسة للخرسانة العادية والمسلّحة للاختبارات المذكورة أعلاه هي قيمة التكسير الكلية وقيمة الأثر الكلي وقيمة التآكل الكلية.

الامتصاص الكلي للركام الخشن:

يُستخدم الامتصاص الكلي لتطبيق عامل تصحيح للركام في حالة جافة وتحديد الطلب على الماء للخرسانة في حالة السطح المشبع الجاف. كما يمكن للركام أن يمتص الماء حتى 2% بالوزن عندما يكون في حالة جفاف العظام. ومع ذلك، في بعض الحالات، يمكن أن يصل الامتصاص الكلي إلى 5%.