الخرسانة Concrete


الخرسانة Concrete

الخرسانة بشكل عام مادة بسيطة وفعالة بمكونات رئيسية هي : الماء ، الرمل ، الإسمنت ، البحص أو الحصمة ( الركام ). وهذه العناصر تقريبا تقرر الصفات الأساسية المميزة لخلطة الخرسانة .

وفي ابسط الصور فان الخرسانة هى خليط من العجينة والركام. تتكون العجينة من اسمنت بورتلاندي وماء تغطي سطح الركام الناعم والخشن.
من خلال تفاعل كميائي يسمى الامهه (Hydration) فإن العجينة تتصلب وتكتسب قوة لتشكل كتلة كالصخرة تسمى الخرسانة. وخصائص الخرسانة تتحدد بجودة ونوعية العجينة الاسمنتية المستخدمة ، وقوة العجينة الاسمنتية في المقابل تعتمد على نسبة الماء الى الاسمنت في العجينة.

ولكن معظم أنواع الخلطات تحوي إضافات عديدة ذات تأثير هام على مواصفاتها. وللحصول على أفضل المواصفات يجب أن تستعمل الإضافات المناسبة في المكان المناسب. ومن المهم معرفة كل الآثار الممكنة لأنها يمكن أن تغير من سلوك الخرسانة. وربما يكون ضروريا تعديل أسلوب الصب ليكون ملائما للصفات المميزة للخلطة التي طلبتها.
نسبة الخلط

مفتاح الحصول على خرسانة قوية ومتينة يقبع في نسب الخلط وطريقة الخلط للخليط المشكل للخرسانة ، يتم اختيار نسب هذه المواد في الخلطة الخرسانية حسب نوع العمل المطلوب والمواد المتوفرة. ومع خلط هذه المواد مع بعضها يتم الحصول على الخرسانة التي تبدأ بالتصلب التدريجي مع الوقت حتى تصبح صلبة وقوية ، وتتفاوت قوتها حسب المكونات الأساسية وكذلك حسب طريقة الرج أثناء الصب ونوعية المعالجة.

تحتوي الخلطة الخرسانية عادة على (10-15) % أسمنت و (60-75) % ركام ناعم وخشن و ( 15 – 20 ) % ماء بالاضافة الى نسبة ( 5 – 8 ) % هواء محبوس بداخل الخرسانة.( هذه النسب هي نسب المكونات الى الحجم الكلي للخرسانة).
الإسمنت في الخرسانة

الإسمنت هو تلك المادة الناعمة الداكنة اللون التي تمتلك خواص تماسكية و تلاصقية بوجود الماء مما يجعله قادراَ على ربط مكونات الخرسانة بعضها ببعض و تماسكها مع حديد التسليح. ويتكون الأسمنت من 3 مواد خام أساسية هي كربونات الكالسيوم الموجودة في الحجر الكلسي، والسيليكا الموجودة في الطين والرمل، والألومنيا (أكسيد الألمنيوم).

هناك عدة أنواع من الاسمنت تأحذ اسمها من الغرض منها ولزوم استعمالها ولكن تبقى مكوناتها الأساسية واحدة وان اختلفت نسبتها من نوع لآخر ومن أهم هذه الأنواع :
الأسمنت البورتلاندي العادي، والأسمنت البورتلاندي سريع التصلد، والأسمنت البورتلاندي المنخفض الحرارة، والأسمنت المقاوم للأملاح والكبريتات، والأسمنت الألوميني … الخ.
الماء في الخرسانة

نسبة الماء – الاسمنت هي النسبة بين وزن الماء الحر المخصص للتفاعل ( عدا عن الماء الذي تمتصه الحصمة) إلى وزن الأسمنت في الخلطة.، والخرسانة ذات الجودة العالية يجب ان تحتوي على اقل نسبة ماء الى اسمنت من الممكن الحصول عليها بدون التأثير على قابلية التشغيل الخاصة بالخرسانة الطازجة.
وبشكل عام استخدام ماء أقل يولد خرسانة ذات جودة عالية بالاضافة الى ان الخرسانة يجب ان يتم وضعها في القوالب بشكل مناسب ودمجها بشكل مناسب والاعتناء بها في فترة التصلب بشكل مناسب ايضا.
وفي المقابل فإن كثرة الماء تضعف الخرسانة وتسبب الانفصال والتدميع والمسامية وقلة الدوام والاهتراء وقلة التماسك والضعف والتقشر والانكماش والتشقق.

ماء الشرب عادة يكون مناسب للاستخدام في الخرسانة. بشكل عام فان الماء الذي لا لون ولا طعم مميز له يمكن ان يستخدم في خليط الخرسانة ، ايضا بعض الماء غير الصالح للشرب يمكن ان يستخدم في خليط الخرسانة ، على أن لا يزيد تركيز الشوائب فيه عن نسب معينة تحددها المواصفات.
بينما استخدام ماء ملوث في الخليط لن يؤثر فقط على فترة الشك ( التصلب ) للخرسانة أو على قوة الخرسانة لكنه من الممكن ان يؤدي الى ظهور لطخ على الخرسانة بالاضافة الى صدأ حديد التسليح وتغير دائم في حجم الخرسانة وتقليل متانة الخرسانة.

تنص المواصفات عادة على ان الماء يجب ان يكون خالي من الكلوريد والكبريتات والاملاح في ماء الخليط ، وخاليا أيضا من المواد الضارة مثل الزيوت والشحوم والأحماض والقلويات والمواد العضوية والفلين والمواد الناعمة سواء كانت هذه المواد ذائبة أو معلقة وخلافها من المواد التي يكون لها تأثير عكسي على الخرسانة من حيث قوة الكسر والمتانة.
وبخلاف ذلك فإن الاختبارات يجب ان تجرى على الخليط لتحديد تأثير احتواء الماء على هذه الملوثات في صفات الخرسانة الناتجة.

أهمية الماء في الخرسانة :
1. عنصر أساسي في التفاعل الكيماوي مع المادة الاسمنتية ، وهو ضروري أيضا لكي تمتصه الحصمة المستعملة في الخرسانة.
2. إن الماء ضروري لعمليات إيناع الخرسانة أثناء تصلبها.
3. يعطي الماء الخليط المؤلف من الركام الخشن والناعم والاسمنت درجة مناسبة من الليونة تساعده على التشغيل والتشكيل.
4. بوجود الماء يمكن خلط مقدار أكبر من الحصمة بنفس الكمية من الأسمنت.
5. إن الماء يعطي حجماً للخرسانة يتراوح ما بين 15-20 %.
6. يضيع جزء من الماء الموجود في خلطة الخرسانة أثناء عملية التبخر.