موقع المهندس موقع المهندس بيت كل مهندس الخرسانة الخفيفة هي الخرسانة التي يقل وزنها عن 2000 كجم/م3 والغرض من استخدامها هو تقليل وزن المنشأ وبالتالي تقليل تكاليف الأساسات
إن المنافع الاقتصادية والعلمية المتوفرة في الخرسانة الخفيفة جعلتها تحتل في السنوات الأخيرة مكانة هامة في بناء المنشآت والإقبال على تنفيذها في ازدياد مستمر.
إن التوفير في حمولات البناء يمكن أن يصغر من حجم الأساسات وبذلك يتم توفير النفقات والوقت في عملية البناء
كما أن التعامل مع العناصر الخرسانية الخفيفة مسبقة الصنع يكون سهلاً بالمقارنة مع الخرسانة العادية من حيث تجهيزات الرفع والتركيب.
تفيد الكثافة القليلة للمادة في تأمين عازلية حرارية كبيرة للمباني
، وبشكل تقريبي فإن كافة أنواع الخرسانة الخفيفة تكون مقاومة للنار بطبيعتها
، علماً بأن بعض هذه الأنواع تكون مقاومة للنار بدرجة عالية تصل حتى 1000 درجة مئوية
، إضافة إلى ذلك فإن بعض أنواع الخرسانة الخفيفة يمكن قطعها بسهولة ودق المسامير بها والتعامل معها بأدوات نجارة عادية.
يتم إنتاج الخرسانة الخفيفة بثلاثة طرق مختلفة :
1- باستخدام الحصويات الخفيفة – خرسانة الركام الخفيف Light weight Aggregate
2 – أو بالتهوية بفقاعات الهواء – خرسانة خلوية ( ذات خلايا ) Aerated concrete / Cellular Concrete
3– أو باستخدام مواد حصوية خالية من العناصر الناعمة – خرسانة خالية من المواد الناعمة Fine less Concrete
1- الخرسانة الخفيفة ذات الحصويات الخفيفة
خرسانة الركام الخفيف – Light weight Aggregate
إن العامل الأساسي المؤثر في انخفاض الوزن الحجمي لهذا النوع من الخرسانة هو نوع المواد الحصوية الخفيفة المستخدمة
لذلك سنخصص فقرة لاستعراض الحصويات الخفيفة المستخدمة في هذا المجال.
الحصويات ذات الوزن الخفيف :
لقد كان هناك زيادة مطردة في السنوات الأخيرة في مجموعة من البلدان المتطورة في إنتاج الحصويات الخفيفة من الفضلات الصناعية أو المنتجات الثانوية
وكذلك من الغضار والإردواز …. الخ. ومن الجدير بالذكر أن الطلب عليها في زيادة مستمرة
كما أن الكثير من العاملين في مجال البناء أدركوا منافع استخدام الحصويات ذات الوزن الخفيف
لذا فإنه من المفيد عرض كيفية الحصول على الأنواع المختلفة خفيفة الوزن بالطرق الصناعية المتبعة.
إن مواصفات الحصويات الآنفة الذكر معطاة الآن بالمقاييس البريطانية والتي يمكن اتخاذها كمرجع لها.
مختلف أنواع الحصويات ذات الوزن الخفيف بما فيها الحصويات الخفيفة الطبيعية التي توجد في مصادرها بشكل جاهز لا تحتاج لأية معالجة
سوى عمليات النخل من أجل فرزها حسب أبعادها وأقطارها ومن الأمثلة عليها حصويات الخفاف.
• الرماد الفحمي المتحجر :
استخدام الرماد الفحمي المتحجر كنوع من الحصويات في أوروبا لسنوات عدة وما زال الأكثر استخداماً بين المواد الحصوية ذات الوزن الخفيف،
ومع ذلك فإن إنتاجه أخذ في الاضمحلال وذلك بعد ظهور واستخدام النفط والقار والمحروقات في أفران الحرق.
هذا النوع من الحصويات يعطي نتائج جيدة إذا كان قد تم الحصول عليه من أفران حرق ذات درجة عالية من الحرارة بحيث يكون الاحتراق تاماً.
إن المواصفات البريطانية تحدد كمية المادة القابلة للاحتراق في هذه الحصويات حتى 10% ويمكن زيادتها حتى 20%
في حال استخدامه في الخرسانة خفيفة الوزن المنفذ في العناصر الداخلية وقد تصل النسبة حتى 25% عند استخدامه في بلاطات الخرسانة لمسبقة الصنع،
وبما أن الرماد الفحمي المتحجر يحتوي على الكبريت إضافة إلى المركبات الأخرى التي قد تسبب في تآكل الحديد
فإن حصوياته لا يمكن استخدامها في الخرسانة المسلحة أو الخرسانة التي تستخدم كغطاء لأعمال معدنية.
• الخبث الرغوي :
يعالج الخبث المصهور في أفران الحديد الخام عندما يكون في حالة الذوبان وعند الدرجة 1500 مئوية مع كمية محددة من الماء
(أو في بعض الطرق الصناعية بواسطة بخار الماء أو الهواء المضغوط)
بحيث يتم إدخال البخار في الكمية المذابة من أجل إكساب الخبث بنية متخلخلة مشابهة بشكل كبير لحجر الخفاف الطبيعي، وهذا ما يسمى بالخبث الرغوي أو المدد.
تحدد المواصفات البريطانية نسبة الكبريت الموجودة في الحصويات حتى 1%.
والخبث الرغوي متواجد في ثلاثة أحجام :
( “5/8 – “3/8 16-10 mm ) – و ( “1/8 – “3/8 10-3 mm ) وأقل من ( “1/ 8 3 mm ) .
• الغضار الممدد :
عند تسخين أنواع معينة من الغضار حتى 1200 درجة مئوية فإنها تصل إلى درجة من الانصهار وتتولد الغازات من الكتلة التي نمددها بسرعة
لتشكيل ثقوب صغيرة مفصولة بواسطة جدران من مادة زجاجية البنية.
أحد هذه الأنواع المنتج حالياً في بريطانيا معروف بالاسم التجاري (أغلايت Aglite)
وينتج بواسطة مزج كريات الغضار مع الفحم المطحون وتمريره فوق حجارة موقد ومن ثم عبر كسارات.
وهناك نوع آخر معروف باسم (ليكا Leca) منتج بدرجة خاصة من أحد أنواع الغضار المطحون والمعالج مسبقاً قبل تمريره عبر فرن دوار.
الـ (أغلايت Aglite) زاوي المظهر لأنه يسحق قبل تصنيعه بينما نسبة كثيرة من الحصويات المدخلة مسبقاً في الفرن تكون ناعمة ومستديرة
ولكن بعضاً من هذه المادة يصبح زاوياً أثناء عملية السحق.
الـ (أغلايت) متوفر في ثلاثة أحجام:
(5/8 – 3/8 16-10 mm ) و (3/8 – 3/16 10-5 mm ) وأقل من (3/16 – 5 mm)
كما أن الـ (ليكا) متوفرة في ثلاثة أحجام :
(3/8 – 3/4 19-10 mm ) و (3/8 – 1/8 10-3 mm ) وأقل من (1/8 – 3 mm )
• رماد الوقود الناعم المتحجر :
إن الرماد المتجمع من غازات مداخن محطات الطاقة الكهربائية الحديثة التي تستعمل الوقود الناعم يعرف بالرماد المتطاير
والذي يتكون من جسيمات زجاجية كروية دقيقة وناعمة جداً وقد تكون أنعم من الإسمنت. هذا المنتج يكون مبللاً بالماء وممزوجاً بفحم رطب ضمن خلاطات لولبية
يدخل بعدئذ ضمن أوعية دوارة (تعرف باسم المدحرجات) حيث يخرج منها على شكل حبيبات كروية ومن ثم يتعرض إلى درجة حرارة 1400° مئوية تقريباً
مما يتسبب في تراكم جسيمات الرماد دون أن تذوب بالكامل لتتشكل منها بالتالي حصويات خفيفة الوزن تسمى (لايتاغ Lytag) .
حصويات الرماد المذكورة أعلاه متوفرة في ثلاثة أحجام (1/2 – 5/16 إنش 13- 8 mm ) و (3/16 – 5/16 إنش 8 – 5 mm )
وهذان الحجمان يكونان على شكل كريات ناعمة، أما ما دون (3/16 إنش – 5 mm ) فتكون ذات زوايا.
• الإردواز الممدد :
عندما يتم تسخين أنواع معينة من الإردواز بسرعة فإن الغازات الناتجة عن هذا التسخين تغير خصائص البنية الصفيحية وتحولها إلى منتج
يحتوي عدداً كبيراً من التجاويف الدقيقة المفصولة بجدران زجاجية.
تسحق المادة الخام أولاً ومن ثم تسخن بسرعة في فرن دوراني يوقد بواسطة النفط حتى حوالي 1200° درجة مئوية
وبعد التبريد فإن الإردواز الممدد يصنف بدرجات (حسب الخشونة).
يطلق على الإردواز الممدد الاسم التجاري (سولايت Solite) وهو متوفر في ثلاثة أحجام :
(3/8 إنش – 3/4 19- 10 mm ) و (3/8 إنش – 3/16 10- 5 ) وأقل من (3/16 إنش 5 mm.)
• الفيرميكولايت :
وهي تكون على شكل قشور فلزية شبيهة من حيث المظهر (بالميكا Mica) ولكنها غير ذلك
حيث أنها تتمدد وتتقشر بسرعة عندما تسخن، وبذلك تقل كثافتها بموجب طبيعتها الجديدة.
إن الفلز الخام الذي يستورد عادة من أمريكا أو من جنوب أفريقيا يجفف أولاً ثم يطحن ثم يصنف إلى درجات تبعاً للحجم.
عملية الفرز هذه تعمل حسب الطريقة القديمة المتبعة وهي التذرية في الهواء.
وتمرر أصناف هذه المادة التي نتجت عن الفرز بسرعة من خلال أفران ساخنة حرارتها 1000 درجة مئوية تقريباً
وهذا يسبب التقشير لأن تشكل البخار يرغم الصفائح على الانفصال الجزئي وبالتالي يتضاعف الحجم الأصلي كثيراً وقد يصل إلى 30 ضعفاً تقريباً.
• البيرلايت الممدد (صخر زجاجي) :
عبارة عن صخور بركانية زجاجية تحتوي الماء تستورد عادة من إيطاليا واليونان وايرلندا الشمالية.
إن العملية الصناعية لتمدد هذا النوع من الصخور وتشكيل حصويات خفيفة الوزن تتم بطحنها إلى أحجام متعددة
ومن ثم تسخينها بسرعة إلى نقطة الانصهار الأولى 1300 درجة مئوية تقريباً، وفي مثل هذه الدرجة من الحرارة تفصل نفسها تلقائياً
ويتمدد الزجاج البركاني لتشكيل فقاعات صغيرة تشبه البالونات لتنتج مادة ذات نوع خلوي بكثافة منخفضة جداً.
• حصويات طبيعية ذات وزن خفيف :
إن بعض الحصويات التي تكون عادة من منشأ بركاني تكون خفيفة وقوية بشكل كاف لاستخدامها في البيتون، مثل (حجر الخفاف Pumice) على سبيل المثال
والذي له بنية خلوية ناتجة عن تخلخل الغازات التي كانت موجودة في الحمم عند ثوران البركان بها،
وفي سوريا تتوفر حصويات الخفاف بكثرة في محافظة السويداء وتستخدم في الأعمال التي تتطلب خفة في الوزن أو عزلاً حرارياً.
