الخرسانة

موضوع: الخرسانة الثلاثاء سبتمبر 14, 2010 10:09 pm

<blockquote class="postcontent restore"> الخرسانة
الخرسانةحجر صناعي يتكون من خليط الإسمنت البورتلندي وركام من كسر الحجارة أوالحصى والرمل والماء النظيف بنسب محدودة. ويعد الإسمنت المادة الكيمياويةالتي تتفاعل مع الماء لتعطي عجينة رابطة لعناصر الركام.
تتوقفكفاية الخرسانة بعد تصلبها على نوعية المواد الداخلة في تركيبها ونسبهاإضافة إلى طريقة المعالجة في المرحلة الأولى من عمر الخرسانة.
مكونات الخرسانة
مكونات الخرسانة الأساسية هي الركام والماء والإسمنت:
1- الركام: ويشتمل على الركام الناعم والركام الخشن.
أما الركام الناعم fine aggregateفيحتوي على الرمل وكسر الحجارة أو الحصى أو أي مواد أخرى ذات خواص مماثلة،ويجب أن يكون الركام نظيفاً وقاسياً ولا يحتوي على عوالق من مواد عضوية أوأية شوائب أخرى.
يجب أن تمر مكونات الركام الناعم جميعها من غربال فتحاته 6.35ملم (الغربال رقم 4)، ويمكن التغاضي أحياناً بحيث لايقلما يمر من الغربال عن 85% من الركام، وينبغي أن تكون مكونات هذا الركاممتدرجة الأبعاد إلى حد مقبول، ولا توجد فيه مواد شديدة النعومة بكمياتزائدة مما يؤدي إلى زيادة السطح النوعي للركام ومن ثم الحاجة إلى كميةكبيرة من الإسمنت لتغليفها، وعموماً فإن نسبة المواد ذات النعومة الزائدة(المارة على الغربال 100) يجب ألا تتجاوز 6%.
وأما الركام الخشن coarse aggregateفيحتوي على كسر الحجر والحصى أو أي مواد أخرى ذات خواص مماثلة ويجب أنيكون نظيفاً وقاسياً إضافة إلى كونه خالياً من الشوائب كما هي الحال فيالركام الناعم، وشكل حبيباته أقرب ما يكون إلى المنتظم، أو الدائري من دونزوايا حادة أو سطوح مستوية.
تعدالصخور الغرانيتية أو البازلتية من أهم مصادر الركام وكذلك الحجر الكلسي،أما البعد الأعظمي لحبيبات الركام الخشن، فيتوقف على نوع الخرسانةالمطلوبة، وكلما زاد حجم الشدف (القطع) انخفض السطح النوعي للركام ومن ثمتقل كمية الإسمنت اللازمة لصنع خرسانة ذات مقاومة محدودة. وبصورة عامة فإنالقطر الأكبر لشدف الركام هو 20ملم لأعمال العناصر الصغيرة من الخرسانةالمسلحة، ونادراً ما يستخدم في أعمال الخرسانة المسلحة الركام ذو الشدفبقطر 40ملم.
كذلك يمكن استخدام الخبث slagالناتج عن الأفران العالية لأنه يتمتع بمقاومة مرتفعة تحت الضغط ويوفرسطحه الخشن التماسك الجيد مع الإسمنت، وينصح باستعمال هذا الركام في الكتلالخرسانية الكبيرة في حين يتم تجنبه في العناصر الخرسانية المسلحة ذاتالسماكة القليلة والمعرّضة لتأثير المياه بسبب تكوينه المسامي.
2- ماء الخلطة:يستخدم في تحضير الخرسانة الماء النظيف الخالي من الزيوت أو الحموض أوالقلويات أو المواد العضوية وغيرها من الشوائب الضارة. ويجب تجنب مياهالبحر في تحضير الخلطة الخرسانية، كما يجب، الابتعاد عن استخدام المياهالنقية ذات المصدر المجاور للصخور الغرانيتية والتي تسبب انحلال الأملاحالموجودة في الخرسانة.
3- الإسمنت: هو المادة الرابطة الأساسية
إنالخواص الأساسية للخرسانة المتصلبة هي المقاومة تحت الضغط، والتي يجريقياسها مخبرياً باستخدام عينات نظامية تخضع لحمولة محورية ضاغطة،والمقاومة تحت الشد التي يجري قياسها إما بتطبيق حمولة محورية شادة أوباستخدام تجربة الفتل الدائري. وإن المقاومة تحت الشد هي خاصية هامة، ذلكأنها تعبر عن نوعية الخرسانة بطريقة أفضل مما تعبر عنه المقاومة تحت الضغطإذ إن الخرسانة التي تبدي مقاومة جيدة تحت الشد تتصف دائماً بمقاومةمرتفعة تحت الضغط إلا أن العكس غير صحيح دائماً وخصوصاً في حالة الركامغير النظيف. وأخيراً الهشاشة fragility وهي النسبة بين المقاومة تحت الضغط إلى المقاومة تحت الشد وتبدي الخرسانة ذات عامل الهشاشة المرتفع تشققات في عمر مبكر.
يمكن تعديل وتحسين خواص الخرسانة الطرية في طور تصنيعها أو المتصلبة عن طريق المُضافات additives التي تخلط بنسب محددة مع الماء اللازم لتكوين الخلطة - وقد درج في العقدين الأخيرين من القرن العشرين استخدام المُضافات الصناعية ذات الأساس الراتنجي resine التي يمكن أن ترفع المقاومة تحت الضغط أو الشد أو الاهتراء أو غيرها.
تبديالخرسانة من حيث المبدأ مقاومة تحت الضغط تزيد بمرات عدة على مقاومتها تحتالشد، وقد أدى استخدام القضبان الفولاذية في الخرسانة إلى امتصاص قوى الشدفصارت تعرف باسم الخرسانة المسلحة.
ومعأن فكرة الخرسانة المسلحة قديمة إلا أنها لم تستخدم على نطلق واسع قبلالنصف الثاني من القرن التاسع عشر، وبدءاً من عام 1894 جرى في فرنسا مثلاًاستخدام الحسابات النظرية في الخرسانة المسلحة بدلاً من التقديراتالتجريبية empirique المستخدمة سابقاً.
ميزات الخرسانة والخرسانة المسلحة
يمكن حصر هذه الميزات فيما يأتي:
1ـ مرونة الاستخدام: تُصب الخرسانة الطرية في قوالب للحصول على أشكال مختلفة للخرسانة تبعاً لشكل القالب المستخدم.
2ـ اقتصادية أعمال الصيانة: تحتاج المنشآت المعدنية إلى أعمال الطلاء الدوري، وتتأثر وصلات المنشآت الحجرية بالصقيع عادة، في حين لاتحتاج منشآت الخرسانة المسلحة الأساسية إلى أعمال الصيانة.
3ـ مقاومة الحريق: الخرسانة مادة ضعيفة الناقلية الحرارية، إضافة إلى أنها ذات تمدد حراري أقل من مواد البناء الأخرى ك[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]وحجر البناء. إن انخفاض عامل التمدد الحراري يقلل من ظهور التشققات عندارتفاع درجة حرارة الخرسانة، كما إن ضعف الناقلية الحرارية يحول دون وصولحرارة الحريق إلى باطن كتلة الخرسانة ليبلغ حديد التسليح.
وقدبينت التجارب أن تعرض السطح الخارجي في كتلة من الخرسانة لدرجة حرارةمرتفعة في مدة ساعة واحدة، لا يؤدي إلى ارتفاع ملحوظ في درجة حرارة الطبقةالسطحية على عمق نحو 2.5سم في السطح المذكور، في حين يكاد يكون ارتفاعالحرارة مهملاً في الطبقات على عمق 7.5سم.
وأخيراً،فإن تقارب عاملي التمدد الحراري للخرسانة ولحديد التسليح يسمح بإعادةاستثمار المنشأة من الخرسانة المسلحة بعد إصلاحات سطحية في حالات الحريقالخفيف أو غير الطويل الأمد في حين أن المنشأة المعدنية مثلاً وفي الشروطنفسها يمكن أن تصبح غير قابلة للاستثمار.
4ـمقاومة الحمولات الطارئة: الخرسانة المسلحة أقل تأثراً بتغير تطبيقالحمولات الحية عليها من بقية مواد الإنشاء، وذلك بسبب وزنها الذاتيالمرتفع. بمعنى أن الأجزاء الأقل مقاومة تخضع لتشوهات كافية لنقل القوىإلى الأجزاء الأكثر مقاومة.
5ـ إمكانية الحصول على قطع مسبقة الصنع: يمكن تنفيذ القطع الخرسانية مسبقة الصنع في المعمل، ثم يجري تجميعها في موقع العمل
عيوب الخرسانة
كما هو الحال في جميع مواد البناء، فإن الخرسانة المسلحة تبدي عدداً من العيوب أهمها:
1ـ الوزن الذاتي المرتفع: يتغير وزن الخرسانة بشكل أو بآخر تبعاً لنسب الخلطة وقوام الركام consistency ونوعيته، وبصورة عامة فإن المتر المكعب من الخرسانة ذات الركام العادي من الحصى والرمل يزن عادة بين 2240-2400 كيلوغرام، ويؤدي إضافة حديد التسليح إلى زيادة الوزن تبعاً لنسب الحديد المستخدم، ويتجاوز الوزن حدود 2400 كيلو غرام للمتر المكعب.
ومن ثم فإن للخرسانة وزناً ذاتياً أكبر من بديله المنفذ كمنشأة معدنية، مما يتطلب أساسات ذات حجم أكبر ويؤدي إلى ارتفاع الكلفة.
2ـ الحاجة إلى الدقة في كمية حديد التسليح وطريقة ربطه.
3ـغالباً ما يتطلب تصنيع القالب اللازم للصب وقتاً طويلاً إضافة إلى أعمالالتدعيم والتربيط، وضرورة بقاء القالب حتى تحصل الخرسانة على المقاومةالكافية.
4ـ ضرورة أخذ الاحتياطات الكافية في أثناء صب الخرسانة وحمايتها بعد ذلك من الصقيع أو من الجفاف السريع. </blockquote>

» فواصل الخرسانة
» كورسات الخرسانة
» شروخ الخرسانة
» كتاب في تصميم الخرسانة المسلحة
» كتاب ( الخرسانة ) الخواص - الجودة - الإختبارات للدكتور محمود إمام