قبل التطرق لشرح طريقة معالجة الخرسانة عليك أن تتعرف على بعض المفاهيم الرئيسية، الخرسانة عبارة عن خليط من الرمل والحصى والصخور المكسرة و/أو الركام الآخر الذي يتم ربطه معًا بواسطة عجينة صلبة من الأسمنت والماء. تختلف خصائص الخرسانة حسب المكونات المستخدمة ونسبها في الخلطة.

يتم تصنيع الخرسانة عن طريق خلط الأسمنت مع الرمل والماء والركام. يتطلب الأسمنت مزيجًا محكمًا من المواد الخام، بما في ذلك الكالسيوم والسيليكون والحديد والألمنيوم. يمكننا تقييم جودة المواد الخام المستخرجة من المحجر لاستخدامها أثناء عملية التصنيع.

• اقرأ ايضا: مفهوم العزل الحراري في المباني

طريقة معالجة الخرسانة

خلال كل مرحلة من مراحل عملية التصنيع، يجب فحص المواد وتحليلها للتأكد من جودة المنتج النهائي. يمكن إضافة مواد معدنية مختلفة لإعطاء خصائص محددة مثل تقليل النفاذية أو مقاومة أكبر للكبريتات.

تلعب الخرسانة والملاط دورًا رئيسيًا في صناعة البناء والتشييد. يتم استخدامها على نطاق واسع في مشاريع البنية التحتية الكبيرة مثل الطرق والجسور والسدود، وفي قطاع الإسكان في المشاريع الكبيرة والصغيرة متعددة الطوابق. يتم استخدام الخرسانة مسبقة الصب للمكونات الفردية صغيرة الحجم وفي مشاريع البناء واسعة النطاق مثل العناصر الحاملة. يتم استخدام الملاط في البناء التقليدي للمشاريع الصغيرة مثل مشاريع الإسكان.

المكونات الخرسانية

1. الاسمنت / الموثق
الأسمنت هو الرابط الهيدروليكي (هيدروليكي = تصلب عند دمجه مع الماء) والذي يستخدم لإنتاج الخرسانة. معجون الأسمنت (الأسمنت المخلوط بالماء) يتماسك ويتصلب عن طريق الماء، سواء في الهواء أو تحت الماء. المواد الأساسية الرئيسية، على سبيل المثال. بالنسبة للأسمنت البورتلاندي، يتم خلط الحجر الجيري والمارل والطين بنسب محددة. يتم حرق هذا المزيج الخام عند حوالي 1450 درجة مئوية لتكوين الكلنكر الذي يتم طحنه لاحقًا إلى درجة نقاء الأسمنت المعروفة.

في أوروبا، يتم تغطية الأسمنت بالمعيار EN 197-1 (التركيب والمواصفات ومعايير المطابقة). تقسم هذه المواصفة القياسية الأسمنت الشائع إلى خمسة أنواع رئيسية كما يلي:

• CEM I أسمنت بورتلاند
• الأسمنت المركب CEM II (يتكون بشكل رئيسي من الأسمنت البورتلاندي)
• CEM III أسمنت الفرن العالي
• CEM IV الأسمنت البوزولاني
• CEM V الاسمنت المركب

2. الركام الخرساني
تمثل الركام الخرساني المكون من الرمل والحصى الهيكل الحبيبي للخرسانة. يجب ملء جميع التجاويف الموجودة داخل هذا الهيكل العظمي بالمعجون الموثق قدر الإمكان. يصل مجموع الركام الخرساني إلى حوالي 80% من وزن الخرسانة و70% من حجم الخرسانة. الاستخدام الأمثل للحجم الكلي والجودة يحسن جودة الخرسانة.

يمكن أن تحدث الركام بشكل طبيعي (نهري أو جليدي)، ويتم إنتاجها صناعيًا مثل الركام خفيف الوزن وكذلك الركام المعاد تدويره. بالنسبة للخرسانة عالية الجودة، يتم تنظيفها وتصنيفها في المنشآت الصناعية عن طريق عمليات ميكانيكية مثل التكسير والغسيل والغربلة والخلط معًا. يجب أن يكون للركام الخرساني رابطة قوية مع العجينة الأسمنتية المتصلبة، ويجب ألا يتداخل مع تصلب الأسمنت، كما يجب ألا يكون له تأثير سلبي على متانة الخرسانة.

3. الخلطات الخرسانية
المضافات الخرسانية هي سوائل أو مساحيق تضاف إلى الخرسانة أثناء الخلط بكميات صغيرة. يتم تحديد الجرعة عادةً بناءً على محتوى الأسمنت. للمضافات الخرسانية تأثير كبير على خواص الخرسانة الطازجة و/أو المتصلبة ويمكن للمضافات أن تعمل كيميائياً و/أو فيزيائياً.

4. الإضافات الخرسانية والمواد الأسمنتية التكميلية (SCM)
يتم تعريف SCM وفقًا للمعايير الأوروبية على أنها مواد مقسمة بدقة تستخدم في الخرسانة من أجل تحسين أو الحصول على خصائص الخرسانة الطازجة والمتصلبة المطلوبة. يسرد EN 206-1 نوعين من الإضافات غير العضوية:

• إضافات خاملة تقريبًا (النوع الأول)
• الإضافات البوزولانية أو الهيدروليكية الكامنة (النوع الثاني)

5. الماء
تعتمد مدى ملاءمة الماء لإنتاج الخرسانة على أصله.

طريقة تصنيع الخرسانة

عندما تصنع الخرسانة، بغض النظر عن الغرض الذي تخطط لاستخدامها من أجله، يجب عليك مزج النسب الصحيحة لتحقيق الجودة التي تريدها. يمكنك استخدام مزيجين مختلفين لصنع الخرسانة:

الخلطة الاسمية: تستخدم هذه الخلطة في البناء العادي مثل المباني السكنية الصغيرة. تستخدم معظم الخلطات الاسمية نسبة 1:2:4. الرقم الأول هو نسبة الأسمنت، والرقم الثاني هو نسبة الرمل، والرقم الثالث هو نسبة الركام اللازم على أساس وزن أو حجم المواد.

المزيج التصميمي: يعتمد المزيج التصميمي، أو تصميم المزيج، على النسب النهائية باستخدام الاختبارات المعملية لتحديد قوة ضغط الخليط. سيحدد هذا القوة التي تحتاجها بناءً على التصميم الهيكلي للمكون الخرساني.

إلى جانب نسب الخلط، هناك أيضًا طريقتان تستخدمان لخلط الخرسانة:

آلة الخلط: تستخدم أنواعًا مختلفة من الآلات. توضع المكونات في الآلة ثم تخلط. والنتيجة هي الخرسانة الطازجة.

الخلط اليدوي: عند خلط المكونات يدوياً، توضع المكونات على سطح مستوٍ. ثم يضيف العمال الماء ويخلطون الأسمنت يدويًا باستخدام أدوات خاصة مصممة لهذه المهمة.

أنواع الخرسانة

هناك العديد من أنواع الخرسانة المختلفة، وبعضها يمكن استخدامه لنفس الغرض. ذلك يعتمد على الهدف الذي ترغب في تحقيقه. يمكنك اختيار الشكل المناسب من الخرسانة لإنجاز المهمة.

1. الخرسانة ذات القوة العادية
تتكون الخرسانة ذات القوة العادية من مزيج من عدة مكونات أساسية – الركام والخرسانة والرمل – بنسبة 1:2:4. ينتج هذا الخليط خرسانة ذات قوة عادية يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات. يستغرق الإعداد حوالي 30 إلى 90 دقيقة، لكن هذا يعتمد على الظروف الجوية في موقع الخرسانة وخصائص الأسمنت.

يتم استخدامه عادةً للأرصفة أو المباني التي لا تحتاج إلى قوة شد عالية. إنها ليست جيدة جدًا للعديد من الهياكل الأخرى لأنها لا تتحمل الضغوط الناتجة عن أحمال الرياح أو الاهتزازات بشكل جيد.

2. الخرسانة المسلحة
يستخدم هذا النوع من الخرسانة على نطاق واسع في الصناعة والبناء الحديث. تستمد الخرسانة المسلحة قوتها من خلال مساعدة الأسلاك أو القضبان الفولاذية أو الكابلات التي يتم وضعها في الخرسانة قبل أن تصلب. الاسم الأكثر شيوعًا لهذه العناصر هو حديد التسليح. في الآونة الأخيرة، استخدم الناس الألياف لتعزيز هذه الخرسانة.

تقاوم هذه التعزيزات قوى الشد لتجنب التشقق أو الكسر. وفي الوقت نفسه، فإن الخرسانة نفسها تقاوم قوى الضغط لتحمل الوزن الثقيل. معًا، تخلق المادتان رابطة قوية ضد العديد من القوى المطبقة، مثل المركبات. في جوهرها، فإنها تصبح عنصرا هيكليا واحدا.

تم اختراعه في القرن التاسع عشر، وقد غير بشكل كبير صناعة البناء. تتطلب الطرق والمباني والجسور الخرسانة المسلحة. في المرة القادمة التي تزور فيها موقع بناء، من المحتمل أن ترى الخرسانة المسلحة مع حديد التسليح.

3. الخرسانة العادية
هذه خرسانة أخرى تستخدم تصميم الخلطة الشائعة 1:2:4 مع مكوناتها من الأسمنت والرمل والركام. يمكنك استخدامه لصنع الرصيف أو المباني التي لا يوجد فيها طلب كبير على قوة الشد. إنها تواجه نفس التحديات التي تواجهها الخرسانة ذات القوة العادية – فهي لا تتحمل الاهتزازات أو أحمال الرياح بشكل جيد. كما تستخدم الخرسانة العادية أو العادية في بناء السدود. إن تصنيف المتانة لهذا النوع من الخرسانة مرضٍ للغاية.

4. الخرسانة سابقة الإجهاد
تستخدم الوحدات الخرسانية سابقة الإجهاد في العديد من المشاريع الخرسانية الكبيرة. لإنشاء الخرسانة سابقة الإجهاد، يجب عليك استخدام تقنية خاصة. مثل الخرسانة المسلحة، فهي تشتمل على قضبان أو أوتار. ولكن يتم الضغط على هذه القضبان أو الأوتار قبل التطبيق الفعلي للخرسانة.

عندما يتم خلط الخرسانة وصبها، توضع هذه القضبان عند كل طرف من الوحدة الهيكلية حيث يتم استخدامها. عندما تتماسك الخرسانة، يتم وضع هذه الوحدة تحت الضغط.

يعزز هذا الضغط قوة القسم السفلي من الوحدة ويحسن مقاومتها لقوى الشد. ومع ذلك، فإن هذه العملية تتطلب عمالة ماهرة ومعدات ثقيلة. عادة، يتم إنشاء الوحدات سابقة الإجهاد وتجميعها في الموقع. يتم استخدام الخرسانة سابقة الإجهاد لبناء الجسور أو الهياكل ذات الأحمال الثقيلة أو الأسطح ذات الامتدادات الطويلة.

5. الخرسانة مسبقة الصب
كما هو الحال مع معظم فئات الخرسانة، يجب تصنيع الخرسانة مسبقة الصب وصبها وفقًا لقياسات محددة. يتم في النهاية نقل هذه الوحدات الخرسانية إلى موقع التطبيق وتجميعها للاستخدام.

كثيرًا ما ترى هذه الوحدات يتم نقلها إلى مواقع العمل أثناء القيادة على الطرق السريعة. تستخدم الخرسانة سابقة الصب في:

• الكتل الخرسانية
• الجدران الجاهزة
• وحدات الدرج
• أعمدة

ميزة استخدام الخرسانة مسبقة الصب هي سرعة تجميعها. نظرًا لأن الوحدات يتم تصنيعها في المصنع، فهي ذات جودة عالية جدًا.