اقرأ في هذا المقال
ما هي الخرسانة عالية الأداء؟
يتم إنتاج الخرسانة عالية الأداء من خلال الاختيار الدقيق والتناسب لمكوناتها وهي الأسمنت والرمل والحصى والمواد الأسمنتية مثل الرماد المتطاير، غبار السيليكا والخبث والمضافات الكيميائية على سبيل المثال الخلطات عالية المدى للحد من المياه، إنّ قوة ومتانة الخرسانة عالية الأداء تتجاوز قوة الخرسانة العادية، لذلك فإنّ تركيبة الخرسانة عالية الأداء هي تقريبًا نفس تركيبة الخرسانة الإسمنتية التقليدية.
مع ذلك فإنّه يحتوي على العديد من الميزات مثل القوة العالية وسطح الكسر الأملس والنفاذية المنخفضة والمسام المتقطعة وما إلى ذلك والتي تختلف عن تلك الموجودة في الخرسانة العادية، يرجع ذلك إلى انخفاض نسبة المياه إلى المواد الأسمنتية ووجود المواد الأسمنتية والمضافات الكيميائية، إنّ علاج الخرسانة عالية الأداء مهم إلى حد كبير وفترة المعالجة الحرجة تمتد من التنسيب أو الانتهاء حتى 2 إلى 3 أيام في وقت لاحق.
مكونات الخرسانة عالية الأداء:
تتكون الخرسانة عالية الأداء من مجموعة من المواد المتعددة مثل الاسمنت، الماء،الركام الناعم، الركام الخشن، الملدن المتفوق وبعض المواد الإسمنتية وسيتم شرح هذه المكونات هنا بالتفضيل تالياً.
1- الأسمنت:
يمكن أن تساعد الخواص الكيميائية والفيزيائية للأسمنت في اختيار الأسمنت المطلوب لإنتاج الخرسانة عالية الأداء، على سبيل المثال يُعَدّ الأسمنت الذي يحتوي على نسبة منخفضة من ألمونيات ثلالثي الكالسيوم هو النوع الأكثر طلبًا من الأسمنت لإنتاج الخرسانة عالية الأداء لأن ألمونيات ثلالثي الكالسيوم يخلق عدم توافق الأسمنت مع الملّدن الفائق، بالإضافة إلى ذلك يمكن التحكم في انسيابية الأسمنت التي تحتوي على ألمونيات ثلالثي الكالسيوم منخفض بسهولة ومع ذلك فإنّ كمية معينة من ألمونيات ثلالثي الكالسيوم مهمة للإسمنت من وجهة نظر القوة.
2- الماء:
الماء هو عنصر حاسم في الخرسانة فائقة الأداء وَالتي يجب أن تكون متوافقة مع الأسمنت والمضافات المعدنية والكيميائية.
3- الركام الناعم:
يُفضّل الركام الخشن الناعم مقارنة بالرمل الناعم لإنتاج خرسانة عالية الأداء لأن الرمل الناعم يزيد من الطلب على المياه للخرسانة.
4- الركام الخشن:
إنّ اختيار الركام الخشن أمر بالغ الأهمية لأنه قد يتحكم في قوة الخرسانة عالية الأداء.
5- الملدن المتفوق:
إنّه مكون أساسي للخرسانة عالية الأداء التي تتم إضافتها إلى مزيج الخرسانة لتقليل نسبة الماء إلى الأسمنت.
6- المواد الأسمنتية:
المكون الإأسمنتي للمواد العالية أو أيّ مجموعة من المواد الإسمنتية مثل الخبث والرماد المتطاير وأبخرة السيليكا.
1- دخان السيليكا:
دخان السيليكا هو منتج ثانوي لِلنفايات لإنتاج السيليكون وسبائك السيليكون، يتوفر دخان السيليكا بأشكال مختلفة وأكثرها استخدامًا الآن في شكل كثيف في البلدان المتقدمة، يتوفر بالفعل بالفعل ممزوجًا بالأسمنت، من الممكن صُنع خرسانة عالية القوة بدون دخان السيليكا، بقوة ضغط تصل إلى 98 ميجا باسكال وبخلاف مستوى القوة هذا، يصبح دخان السيليكا ضروريًا، مع دخان السيليكا من الأسهل عمل الخرسانة عالية الأداء للقوة بين 63-98 ميجا باسكال.
2- الرماد المتطاير:
تم استخدام الرماد المتطاير على نطاق واسع في الخرسانة لسنوات عديدة، الرماد المتطاير للأسف أكثر اختلافاً بكثير من أبخرة السيليكا في خصائصها الفيزيائية والكيميائية، ستؤدي مُعظم الرماد المتطاير إلى قوة لا تزيد عن 70 ميجا باسكال، لذلك للحصول على نقاط قوة أعلى، يجب استخدام دخان السيليكا مع الرماد المتطاير، بالنسبة للخرسانة عالية القوة يتم استخدام الرماد المتطاير بمعدلات جرعات تبلُغ حوالي 15% من محتوى الأسمنت.
3- خبث فرن التحبيب الأرضي (GGBFS):
الخبث مناسب للاستخدام في الخرسانة عالية القوة بمعدلات جرعات تتراوح بين 15-30%. ومع ذلك، بالنسبة للقوى العالية جدًا أكثر من 98 ميجا باسكال من الضروري استخدام الخبث مع أبخرة السيليكا.
4- مواد إسمنتية أخرى:
في بعض الأحيان يكون دقيق الكوارتز والألياف هي المكونات أيضًا للخرسانة عالية الأداء ذات القوة الفائقة والليونة الفائقة على التوالي.
ملامح الخرسانة عالية الأداء:
- تكون قوة الضغط أكبر من 80 ميجا باسكال وتصل حتى 800 ميجا باسكال.
- الخرسانة عالية الأداء هشة للغاية ولكن إدخال الألياف ويمكن أن يُحسّن الليونة.
- متانة عالية.
- نسبة الماء الموثق (0.25-0.35) وبالتالي القليل من الماء الحر.
- تقليل تلبُّد حبيبات الأسمنت.
- مجموعة واسعة من أحجام الحبوب.
- معجون أسمنتي كثيف.
- نزيف منخفض.
- يتم تحقيق مسامية شعرية أقل من خلال استخدام المياه المنخفضة للمواد الأسمنتية التي تُنتج بنية مجهرية كثيفة وبالتالي سيكون من الصعب ترحيل العناصر العدوانية وبالتالي، ستتحسن المتانة بشكل كبير.
- المسام المتقطعة.
- منطقة انتقال أقوى عند الواجهة بين معجون الأسمنت والركام.
- محتوى الجير الحرة منخفضة.
- انكماش داخلي.
- حجز قوي للركام.
- القليل من التكسير الجزئي.
- كسر سطح أملس.
- حرارة منخفضة من الماء.
