خواص الخرسانة بعد التصلد والعوامل المؤثرة عليها تبعا الى الظروف التي تمر بها عمليات التحضير وتكوين هذه المادة يمكنك التعرف على الكثير من المعلومات بعد قراءة هذا المقال.

نتيجة لكثرة استعمال الخرسانة في الصناعة الانشائية فان التعرف على خواصها يعتبر ضروريا للاستفادة المثلى من المادة .

تتأثر خواص الخرسانة بتصميم المزجة ونسب مكوناتها الا ان اساليب التصميم هي ليست مذكورة في هذا المقال  ويراجع بشأنها أي من كتب تكنولوجيا الخرسانة المتوفرة .

يمكن حصر خواص الخرسانة الأساسية بما يلي:

1- التحمل أو مقاومة الاجهادات المختلفة  (Strength).

2 – التبدلات البعدية والحجمية (dimensional and volumetric,chatages).

3- الدوام والمقاومة للعوامل الجوية (durability).

4 – مقاومة الحريق (fire resistance) .

5- نفاذية الماء (permeability) .

6 – العزل الحراري (thermal resistance) .

7- مقاومة تأثير الاحتكاك (wear resistance) .

8- مقاومة تأثير المواد الكيمياوية (resistance to chemicals attack) .

1- التحمل : للخرسانة كمادة هشة (brittle) تحمل جيد لاجهاد الضغط وقليل نسبيا لبقية الاجهادات.

يمكن تقسيم تحمل الخرسانة تبعا لنوع الاجهاد الى :

أ- تحمل الضغط (compressive strength).
ب – تحمل الشد (tensile strength) .
ج- تحمل الانثناء (flexural strength) .
د- تحمل القص (shear strength) .
ه- قوة الربط أو التلاصق مع قضبان التسليح (bond strength) .

أ- تحمل الضغط : تعتبر خاصية تحمل الضغط من اهم خواص الخرسانة لنا فان الخرسانة تستعمل في مقاومة اجهادات الضغط المسلطة عليها في المنشا نظرا لجودة تحملها.

يمكن اعتبار تحمل الخرسانة للضغط مقياسا غير مباشرا لبقية خواص الخرسانة فكلما كانت الخرسانة اجود كلما زاد تحملها للضغط وكلما تحسنت خواصها الأخرى بشكل عام .

الخرسانة المرصوصة جيدا أي التي لا تحتوي على فجوات هوائية بنسبة عالية يعتمد تحمل الضغط بصورة مباشرة على نسبة الماء / السمنت المستعملة في المزجة حيث ينخفض التحمل بازدياد النسبية .

إن لنوعية الركام المستعمل تأثير غير مباشر على تحمل الخرسانة فالركام يجب أن يكون قويا ويزيد تحمله على ضعف تحمل الخرسانة وان يكون بشكل وتدریج مناسبين .

ان خواص الركام المناسبة تعطي قابلية تشغيل جيدة الأمر الذي يمكن من انقاص كمية الماء المستعملة وزيادة تحمل الضغط .
يزداد تحمل الخرسانة بازدیاد عمر الخرسانة مع الانضاج المناسب .

تعتمد سرعة زيادة التحمل على نوعية السمنت المستعمل – راجع انواع السمنت  وتتميز الزيادة في جميع انواع السمنت بانها كبيرة في الأيام الأولى بعد الضب وتقل مع مرور الزمن ، أن تحمل الخرسانة على المدى البعيد يكون متقاربا.

استعمال مختلف انواع سمنت بورتلاند اذا كانت بقية المتغيرات كنوعية الركام ونسبة المزج ودرجة الحرارة وغيرها ثابتة يبين  معاملات التصحيح التي يمكن استعمالها لتحويل تحمل الخرسانة بالاعمار المبينة إلى عمر 28 يوم .

يقاس تحمل الضغط في الخرسانة بتهيئة مكعبات بضلع 15 سم من المزجة الخرسانية وفحصها بموجب المواصفة القياسية العراقية رقم 02 لسنة 1970 .

يستعمل فحص المكعبات لغرض تأكيد التصميم النظري للمزجة وعمل ما يسمى بالمزجات التجريبية وكذلك للتأكد من تحمل الخرسانة عند صبها في مواقع الأعمال .

تتبع المواصفات الخاصة بكل عمل أو ما يرد في المدونات ذات العلاقة لتحديد عدد ونوعية النماذج وكيفية تقييم نتائج الفحص .

يمكن تسمية الخرسانة تبعا لتحملها لاجهادات الضغط فمثلا خرسانة (300) تعني خرسانة ذات مقاومة مميزة للضغط مقدارها 300 کغم / سم بعمر 28 يوم .

لتحديد تعريف المقاومة المميزة يرجى الرجوع إلى الكود العربي لسنة 1977 للاستدلال على مقاومة الخرسانة للضغط في حالة عدم وجود اختبارات مسبقة.

 يمكن تقسيم الخرسانة من الناحية الانشائية تبعا لتحملها إلى ثلاث درجات :

أ- خرسانة ذات تحمل واطيء يقل عن 170 کغم / سم مربع وهذه تستعمل في ( الخرسانة الاعتيادية) غير المسلحة للاعمال البسيطة كبعض الأسس الجدارية والارضيات وغيرها.

ب – خرسانة ذات تحمل معتدل يتراوح بین 180 – 250 كغم / سم مربع وهذه تستعمل في معظم الأعمال الخرسانية وخاصة المسلحة يمكن اعتبار تحمل ضغط مقداره 250 كغم / سم قيمة شائعة الاستعمال في كثير من اعمال الخرسانة المسلحة.

ج- خرسانة ذات تحمل عالي اكثر من 300 کغم / سم مربع وهذه تستعمل في الأعمال المهمة التي تكون الأحمال والقوى فيها عالية وتولد اجهادات كبيرة على الخرسانة مثل الخرسانة سابقة الاجهاد أو الأعمدة التي ترفع طوابق كثيرة.

أن الحصول على تحمل عال يستوجب الدقة في اختيار المواد وتصميم المزجة وتنفيذها وانضاجها.

من الممكن الحصول على خرسانة ذات تحمل 700 كغم / سم مربع باتباع وسائل معينة في بعض الأعمال .

أن العامل الاقتصادي بالاضافة إلى المتطلبات الانشائية يساهم في اختبار التحمل المناسب لتصميم أي عضو انشائي .

لا يشترط أن تكون خرسانة كافة الاعضاء الانشائية في البناء بذات التحمل الا ان حصر نوعيات الخرسانة المستعملة
باقل ما يمكن يعتبر عمليا .

ب – تحمل الشد : لا تصمم الخرسانة المقاومة لقوى الشد بسبب ضعف تحملها لاجهادات الشد وطبيعتها الهشة.

يستعمل الصلب داخل الخرسانة بشكل قضبان لمقاومة قوى الشد التي تتعرض لها الأجزاء الخرسانية يعتبر تحمل الشد مهما لتحديد نوعية وكمية الشقوق التي يسببها الشد حيث أن الشقوق تؤثر في مقاومة الخرسانة للعوامل الجوية بشكل عام ودوام تصلب التسليح ومقاومته للصدأ والتأكل بشكل خاص .

ان تحديد الشقوق مهم في المنشآت الحافظة والناقلة والغير نفاذة للسوائل مثل الأنابيب وخزانات السوائل والسراديب وغيرها .

يتراوح تحمل الخرسانة للشد بین 7 – 11 بالمائة من تحمل الضغط .

لا توجد طريقة دقيقة لقياس تحمل الشد المباشر (direct tension) في الخرسانة لصعوبة التحكم في الفحض الا أن الطريقة المتبعة المعروفة باسم فحص شد الانفلاق (tensile splitting test) تعتبر اكثر دقة وفيها تفحص اسطوانة خرسانية ذات قطر ، 6 إنج وطول 12 انج بکسرها في جهاز فحص الضغط بتسليط قوى ضغط عليها عندما يكون محورها الطولي بوضع. افقي (496 ASTMC) ويعتبر هذا فحص غير مباشر للشد (indirect test for tensile strength) المستحصلة فيه حوالي 15 % اعلى من قيمة تحمل, الشد المباشر .

في المدونات والمراجع الخاصة جداول يمكن استعمالها لتصحيح تحمل الخرسانة للشد إلى عمر 28 يوم بصورة مشابهة لما ورد في تحمل الضغط يمكن الرجوع اليها عند الحاجة.

ج- تحمل الانثناء ( الانحناء ) : عند تعرض الجسم الخرساني إلى عزم حاني (bending inornent) تتولد فيه اجهادات ضغط وشد الأمر الذي يجعل الجسم يفشل في المنطقة التي تتعرض لاعلى اجهادات الشد أو الشد زائدا القص في الحالات
التي يتعرض فيها المنشا إلى عزوم حنانية وقوى قص.

تعتبر الخرسانة غير المسلحة في اعمال التبليط والبلاطات الخرسانية بمختلف اشكالها من الأمثلة على الحالات التي تتعرض فيها الخرسانة لعزوم حانية ويعتمد فيها على الخرسانة فقط لمقاومة الاجهادات الناتجة .

يجري فحص تحمل الانثناء على مواشير تهيأ وتفحص بموجب المواصفة القياسية العراقية رقم 93 لسنة 1970 ويعبر عن التحمل بمعاير الكسر (modulus of rupture) ، تزيد قيمة معايير الكسر على تحمل الشد المباشر للخرسانة بنسبة 10 – 100 بالمائة وتبلغ بین 11 – 23 بالمائة من تحمل الضغط.

د- تحمل القص :  لا تتعرض الخرسانة في المنشات الى قوى قص لوحدها بل تكون بالاضافة إلى قوى الشد والضغط الناتجة عن الحمل أو العزوم الحانية الناتجة عن الحمل، وبما أن قوى القص على أي مقطع تولد اجهاد شد قطري (diagonal tension) وان تحمل الخرسانة في الشد المباشر اقل من تحملها في القص لذا فان الفشل الذي يحصل بسبب قوى القص انما يظهر على شكل فشل بالشد القطري الناتج عن القص .

لا يمكن قياس تحمل القص مختبريا لصعوبات فنية في التحميل والفحص ، الا أن بعض الباحثين يعتقد بان مقاومة الخرسانة الاجهادات القص أعلى من مقاومتها لاجهادات الشد بحوالي 20 – 30 بالمائة ويعتقد غيرهم انها اكثر من ذلك بكثير .

ه – قوة الربط مع قضبان التسليح : تعتبر هذه القوة ضرورية لثبات قضبان التسليح داخل الخرسانة لذا نهي عامل مهم في تصميم الخرسانة المسلحة وخاصة في الأعضاء التي تتعرض إلى عزوم حانية حيث يجب ضمان تثبیت وعدم انزلاق القضبان المطمورة داخل الخرسانة .

تتولد هذه القوة بنتيجة تلاصق معجون السمنت المتصلد بالتسليح، مقاومة الاحتكاك والمقاومة بسبب النتوءات التي توجد
القضبان الناتئة (deformed bars) أن قوة الربط مع القضبان الملساء (plain bars) هي اقل من قوة الربط مع القضبان المنتئة وكذلك فان لقطر قضيب التسليح تأثير في مقدار اجهاد الربط الذي يمكن مقاومته .

من البديهي أن يكون لنوعية الخرسانة تأثير في قوة الربط وكذلك فان موقع القضبان داخل الخرسانة له علاقة أيضا بذلك فالقضبان
الموضوعة بصورة افقية وعلى ارتفاع اكثر من 30 سم من قاعدة رفعة الصب تسمی قضبان علوية (top bars) تكون قوة ربطها مع الخرسانة أقل من غيرها بسبب تجمع الماء تحت السطح السفلي لها نتيجة لظاهرة النزف .

لقد حدد الكود العربي لتصميم وتنفيذ المنشات بالخرسانة المسلحة لسنة 1977 في الباب الحادي عشر الفقرة الثانية الحد الأدنى لاطوال التثبيت اللازمة تبعا لكل حالة يرجي الرجوع اليها عند التصميم .

2 – التبدلات البعدية والحجمية :  يمكن تقسيمها إلى:

أ- تبدلات بعدية تسببها الاجهادات الميكانيكية اللحظية ( الانية ) : ويمكن دراستها من خلال :

1- معيار المرونة (modulus of elasticity) : هو سرعة تغير الاجهاد بالنسبة إلى الانفعال المرن في لحظة ما ويساوي
الاجهاد المسلط ( كغم / سم) / الانفعال الناتج في الخرسانة ذات التحمل العالي ويحدد في الخرسانة ذات التحمل  الواطيء بقيمة تقريبية تساوي انحدار المماس او الوتر أو القاطع وربما تكون قيمة انحدار القاطع هي الأكثر واقعية وشيوعا.

لمعيار المرونة أهمية خاصة في تصميم الخرسانة المسلحة حيث يعتبر مقياسا لمقاومة المادة للتشوه وكذلك في توزيع القوى بين الخرسانة وفولاذ التسليح .

هنالك معيار للمرونة بالضغط الساكن او بالانثناء او الحركي أو بالقص تبعا لنوعية الحمل المسبب للاجهاد والاخير يسمی معیار الجساءة .

يتاثر معيار المرونة بذات العوامل التي تؤثر في تحمل الخرسانة وبنفس الصيغة ولكن بدرجة أقل ,تعتبر عوامل نسبة السمنت . نسبة الماء / السمنت في المزجة , عمر الخرسانة ، ظروف الانضاج وخواص الركام مؤثرة في تحديد معيار المرونة .

لا توجد معادلات او علاقات رياضية موحدة لقيمة معايير المرونة الا انه في حالة عدم توفر معلومات اكثر دقة يمكن اعتماد العلاقة التالية ( المصدر : الكود العربي )
حیث:

معیار المرونة اللحظي ( كنم / سم۲) = 21000

معيار المرونة اللحظي (E) محسوبة للخرسانة بعمر(ع )يوم في حالة الاحمال اللحظية أو المتغيرة سريعة وعندما تكون اجهادات التشغيل اقل من 40 % من تحمل الضغط.

معدل مقاومة الخرسائة للضغط مقاسة على نماذج اسطوانية بعمر ع یوم وبمقاس 15 سم × 30 سم طول ( تساوي مقاومة مكعب بضلع 15 سم × 0.8 ) .

2- معيار التشوه العرضي ( نسبة بواستون ) (Poissons ratio) وعلاقته مع خواص الخرسانة :- في التشوهات المرنة تؤخذ نسبة التشوه العرضي
والمسماة نسبة بواسون مساوية التشوه الطولي إلى 0.2 ويرمز لها عادة ي.

تدخل هذه النسبة في حالات تصميمية معينة لا تكون قيمة نسبة بواسون ثابتة في جميع الأحوال وقد وجد الباحثون بانها تتراوح بين0.1 الى 0.3 .

3 – النسبة المعيارية (modular ratio) :- ويرمز لها عادة بالحرف (n) وتساوي معياز المرونة للفولاذ مقسومة على معيار المرونة للخرسانة وفي حالة عدم وجود معلومات اكثر دقة تعتبر مساوية إلى ( 15 ) وذلك عند تحديد الأبعاد وخساب الاجهادات بطريقة المرونة ولاجل تبسيط الحسابات وتعتبر مساوية إلى (10) عند تحديد القيم غير المحددة ستاتيكية وكذلك عند تصميم الوحدات الانشائية التي لا يسمح فيها بوجود شقوق ( شروخ ) ناتجة عن الشد .

ب – تبدلات بعدية تسببها الاجهادات الميكانيكية وبمرور الزمن :  عند بقاء الحمل ساکنا ومؤثرة على الخرسانة لفترة زمنية طويلة تحدث بتأثير الزمن انفعالات اضافية غير مرنة تسمى الزحف (creep) .

تتأثر انفعالات الزحف في خواص الخرسانة بالعوامل التالية :

1. مقدار اجهادات التحميل بالنسبة لتحمل الخرسانة، حيث يزداد الزحف بازدیاد اجهاد التحميل.
2. رطوبة المحيط ، حيث يتناقص الزحف بازدياد الرطوبة .
3.  عمر الخرسانة عند التحميل ، حيث يتناقص الزحف كلما ازداد العمر.
4.  نسبة السمنت في الخرسانة ، حيث يزداد الزحف بزيادتها في الغالب.
5.  نسبة الماء / السمنت في المزجة ، حيث يزداد الزحف بزيادتها .
6. خواص الركام حيث يتأثر مقدار الزحف تبعا لبعض خواص الركام كمعيار المرونة مثلا.
7.  الزمن ، حيث يزداد الزحف بمرور الزمن كتلة الخرسانة . حيث يقل الزحف بزيادتها .

ان الانفعالات الناتجة عن الزحف ( والانكماش احيانا ) تؤدي إلى أن يكون معيار المرونة الدائمي للخرسانة اقل بكثير من معيار المرونة اللحظي وفي حالة عدم توفر معلومات اكثر دقة يمكن حساب معيار المرونة في حالة الاحمال ذات الأجل الطويل وعدم وجود تسليح ضغط في المقاطع المعرضة لعزوم الانحناء من العلاقة التالية :

معيار المرونة ( كغم / سم ۲)= 7000

يقدر الزحف في الأحوال الأعتيادية وفي الاعضاء المحملة محوريا والعرضة لاجهاد ضغط مرت بنسبة تتراوح بين 0.25 – 2.5 مرة بقدر الانفعال المرن الناتج عن تلك الأحمال تبعا لعمر الخرسانة حيث يمثل الرقم الأول النسبة الخرسانة بعمر 10 يوم والثاني بعمر 1000 يوم .

من الضروري اعتبار الزحف عند تصميم الخرسانة المسلحة وذلك لعلاقته بمقدار التشوه وتوزيع القوى بين الخرسانة والصلب وخاصة في حالات استعمال تسليح ضغط في الخرسانة المسلحة وكذلك في الخرسانة سابقة الاجهاد حيث يعمل الزحف على انقاص الإجهاد في التسليح مع مرور الزمن , يحدث الزحف في حالة تحميل الشد والضغط .

ج- التبدلات الحجمية وتأثيرها على خواص الخرسانة : تنكمش الخرسانة اثناء تصلبها ويكون ذلك بسبب عدد من العوامل اهمها تبخر الماء الحر في الخرسانة وتفاعل السمنت.

يتأثر الانكماش بالعوامل التالية حسب خواص الخرسانة:

1. نوع السمنت المستعمل ، حيث تتباين انواع السمنت في مقدار انكماشها .
2. نسبة الماء إلى السمنت، حيث يزداد الانكماش بزيادتها وكذلك بازدیاد كمية الماء الكلية في المزيج و / او بازدیاد محتوى المزجة من السمنت المزجات الغنية (rich mixes) .
3. رطوبة الجو المحيط ، حيث يقل الانكماش بزيادتها .
4. خواص الركام ، حيث أن بعض انواع الركام اكثر انكماشة من غيرها ومن الأمثلة على ذلك بعض انواع الصخور الرملية .
5. الزمن ، حيث يزداد الانكماش مع مرور الزمن الا ان الجزء الأكبر منه يتم خلال الأشهر الأربعة الأولى وتتوقف هذه الزيادة بعد مضي ثلاث سنوات تقريبا .
6. سمك العضو حيث يزداد الانكماش مع قلة السمك.

تتأثر الخرسانة حجميا بمقدار محتوى الرطوبة فيها فالخرسانة تنكمش عند تجفيفها وتتمدد عند اشباعها بالماء ويعتمد مقدار ذلك الانكماش او التمدد على عدد من العوامل . آن مقدار هذا التبدل الحجمي يكون غالبا اقل من الانكماش بسبب تبخر الماء الحر والتفاعل الوارد اعلاه .

تتأثر الخرسانة حجميا ( و بعديا ) بفعل الحرارة ويؤخذ معامل التمدد الطولي للدرجة المئوية الواحدة بمقدار 0.01 ملم لكل درجة لكل متر طول من الخرسانة اي (0.00001 لكل درجة مئوية ) حيث تتمدد المادة بازدياد الحرارة وتتقلص بهبوطها وتتميز المزجات الغنية بالسمنت بمعامل تمدد كبير نسبيا .

3-  الدوام والمقاومة للعوامل الجوية : تعتبر الخرسانة من المواد البنائية ذات العمر الطويل بصورة عامة الا أن مدى دوامها يعتمد على عدد من العوامل التي تؤثر في الخرسانة وتؤدي إلى اضعافها وتلفها احيانا ومنها :

أ- العوامل الجوية وتأثيرها على خواص الخرسانة : يؤثر الانجماد على الخرسانة بصورة كبيرة حيث ان تجمد الماء في الفجوات يؤدي إلى تسليط قوى داخلية كبيرة على الخرسانة نتيجة تمدده  قد تؤدي إلى تشقق الخرسانة وبتكرار هذه الظاهرة يزداد امتصاص الخرسانة للماء ويزداد تأثير الانجماد مما يعجل في تلف الخرسانة .

يمكن تقليل تأثير الانجماد باتباع ما يلي :

1. استعمال سمنت مفقع للهواء.
2. زيادة كثافة الخرسانة وتقليل الفجوات تقليل نسبة الماء / السمنت في المزجة .
3. استعمال ركام صلد ومقاوم وقليل الامتصاص .
4.  تقليل امتصاص الماء من خلال سطح الخرسانة بمختلف الوسائل .

 

يؤثر التذبذب الكبير في درجات الحرارة في الخرسانة بصورة ملحوظة حيث ان تبدل درجات الحرارة على مدى واسع يولد اجهادات وانفعالات داخلية يمكن أن يؤدي إلى تجزع الخرسانة وخاصة عند وجود فرق كبير بين معابر تهدد معجون السمنت المتصلد ومعاير تمدد الركام وكذلك في حالة عدم وجود او عدم كفاية التسليح بصورة مناسبة .

ب- الركام المتفاعل (reactive aggregate) :

تتفاعل بعض انواع الركام المركبات القلوية في السمنت بصورة بطيئة تؤدي إلى تمددات حجمية تسبب تشقق الخرسانة . لا يمكن ايقاف هذا النوع من التفاعل بعد مزج الخرسانة وتصلبها ، لذا يجب استعمال سمنت واطىء القلوية وكذلك تحري وجود الانواع الركام بفحوص خاصة عند استعمال الركام من مقلع معين لفترة طويلة بدون حدوث مشاكل التفاعل فان ذلك يعني عدم وجود ركام متفاعل في الكمية الباقية من الركام في المقلع. يجب الحذر من تفاعل الركاء عند استعماله لاول مرة علما بان الركام المتفاعل قليل الوجود في العراق ، تحدد قلوية السمنت عند الانتاج لتقليل تفاعله هذه الأنواع من الركام .

تعتبر بعض انواع السليكا (opaline silica) وهي غير متبلورة ومائية من مسببات هذا التفاعل وتكون بشكل قشرة فوق الحصى في بعض الحالات .

من الركام المتفاعل انواع من حجر الكلس السيليكي وبعض الصخور عالية السيليكا مثل (dony and chert) وقسم من الصخور البركانية مثل بعض انواع (andesites,dacites and rhyolites).

ج – المياه التي تتعرض لها الخرسانة : تعتبر الخرسانة بصورة عامة مادة مقاومة التأثير الماء بعد تصلبها فهي لا تتأكل ولا تصدأ بصورة اعتيادية لنا يمكن استخدامها تحت الماء ، الا ان امتصاص الخرسانة للماء يمكن أن يؤدي احيانا إلى ظاهرة انغسال او ارتشاح (leaching)  النورة ناتج تفاعل السمنت مما تأكل الخرسانة وكذلك يكون الماء عامل اساس في تحريك تفاعل الاملاح التي في داخل الخرسانة وفي زیادة تأثير الانجماد وكذلك فان احتواء الماء على أملاح وخاصة كبريتية تتفاعل مع السمنت بصورة سلبية قد تؤدي إلى تلف الخرسانة .

ان اتباع الوسائل الواردة في (أ) سابقا بالاضافة إلى استعمال سمنت مقاوم للاملاح والمضافات مانعة الرطوبة تشكل وسائل متعدد لزيادة مقاومة الخرسانة.

4- مقاومة الحريق : تعتبر الخرسانة من المواد البنائية الجيدة المقاومة للحريق بسبب طبيعة المواد الأولية والناتج النهائي الذي تتكون منه الخرسانة .

يراعى عند تصميم المنشآت الخرسانية المختلفة درجة المقاومة المطلوبة للحريق وهذا يتطلب سمك معين لكل حالة ويمكن
تخفيض الحدود الدنيا المبينة في الجدول في الحالات التي يستخدم فيها حجر الكلس کرکام کبیر او التي تستعمل فيها طبقات واقية من انهاء الجص او الواح البياض او اللبخ فيمكن مثلا استخدام الكلس کرکام کبیر تخفيض سمك العمود إلى 30 , 22.5 سم ( بدلا من 45 ، 30 سم ) لمقاومة الحريق النترتین قدرهما اربع ساعات وساعتين على التوالي . وفي حالة استعمال انهاء لبخ ونثر سمنت مع مادة الاسبستوس بسمك 3 سم فيمكن تخفيض سمك السقوف والارضيات الى 12.5 سم  لمقاومة الحريق لفترة قدرها اربع ساعات.

بخصوص وقاية الاعمدة والعوارض من الحريق , يحذر في حالة زيادة احتمال تعرض جزء من المنشأ للحريق عدم استعمال تسليح تتأثر خواصة بحرارة الحريق كالصلب المعالج على البارد .

5 – نفاذية الماء وخواص الخرسانة : لا يمكن اعتبار الخرسانة مادة صماء ( غیر منفدة للماء ) بشكل مطلق وذلك للاسباب الاساسية التالية : –

1. لا يمكن المعجون السمنت عند التصلد أن يشغل تماما الفراغات التي يتركها السمنت والماء عند تفاعلهما وهذا يعني وجود مسامات داخلية .
2.  تكون كمية ماء الزج في الخرسانة اكثر من الكمية اللازمة لتفاعل السمنت ويكون الماء الفائض هذا قابلا للتبخر من الخرسانة بسهولة وترك فجوات هوائية محله.
3. لا يمكن عمليا رص الخرسانة بحيث تكون الفجوات فيها معدومة تماما أن هذا لا يعني بان الخرسانة تكون دائما منفذة للماء بل ان نفاذية الماء تعتمد على وجود فجوات ومسامات بشكل مسارات مستمرة يجري حالة عدم استمرارية تلك الفجوات فان الماء لا يمكنه اختراق الجسم الخرساني بل يكون هنالك امتصاص محدود للماء.

للحصول على خرسانة ذات مقاومة غالية لنفاذية الماء يجب:

1.  ان تكون الصبة الخرسانية متجانسة وخالية من النخور والبقع التي فيها انعزال (segregation) بسبب تباین حجوم الركام .
2.  ان تكون الخرسانة باعلى كثافة ممكنة وبأقل ما يمكن من الفجوات أن ذلك يستوجب استخدام الركام الجيد والنظيف وان يكون مدرجا ومدورا تقريبا ، غير مسامي وان تحتوي المزجة على نسبة معتدلة على الأقل ( وليست قليلة ) من السمنت اي بین 300 – 400 كغم للمتر المكعب الواحد لتقليل النزف ولا يفضل استعمال الزجات الغنية بالسمنت لزيادة احتمال تشققها بسبب الانكماش يجب مزج ووضع ورمي الخرسانة بصورة فنية دقيقة .
3.  أن تكون نسبة الماء / السمنت المستعملة أقل ما يمكن .
4.  تجنب كل ما من شأنه احداث شقوق في الجسم الخرساني سواء بسبب الانكماش او التبدلات الحرارية او الانفعالات الناتجة عن الاجهادات الميكانيكية ( الانشائية ) التي تتعرض لها الخرسانة في المنشأ او بنتيجة تفاعلات سلبية لاحقة.
5.  انهاء السطوح الخارجية للخرسانة بصورة صقيلة وغير مسامية يمكن استعمال المضافات المانعة للرطوبة لتحسين مقاومة الخرسانة .

6- العزل الحراري : – لا تعتبر الخرسانة ذات الكثافة الاعتيادية جيدة العزل لذا يستعاض عنها بالخرسانة القليلة الكثافة ( خفيفة الوزن ) التي تكون أكثر عزلا تبعا لقلة كثافتها الناتجة عن نوعية الركام المستعمل ونسبة الفجوات الهوائية .

7- مقاومة تأثير الاحتكاك على خواص الخرسانة : وهي خاصية مهمة لسطح الخرسانة المستعملة كافة اعمال التبليط والارضيات المعرضة لتأثير الاحتكاك بالاحمال المتحركة عليها وكذلك في السطوح المعرضة للاحتكاك بالمياه الجارية في المنشئات المائية كالسدود والنواظم والانابيب الناقلة للسوائل . تتأثر مقاومة السطوح الخرسانية التأثير الاحتكاك بالعوامل التالية :

1. تحمل الخرسانة ، حيث تزداد المقاومة بزيادة التحمل .
2. نسبة الماء / السمنت المستعملة . حيث تزداد المقاومة كلما قلت نسبة الامر السمنت المستعملة على ان تكون قابلية التشغيل مقبولة . ويمكن استعمال قوالب ذات امتصاص عال لماء المزجة لهذا الغرض .
3. نوعية الركام المستعمل . حيث يجب أن يكون مدرجة بصورة جيدة وجيد التلاصق والربط مع معجون السمنت في المزجة وان يكون صلبة ومقاومة للاحتكاك تفحص مقاومة الركام الخشن لتأثير الاحتكاك ( السحج ) بجهاز لوس انجلس بموجب م. ق. ع 41 – 1999 , يفضل تقليل كمية الركام الناعم الى اقل حد ممكن من دون الإضرار بقابلية التشغيل .
4.  إنهاء النسطوح بصورة جيدة وباعلى كثافة ممكنة ويكون ذلك السطح بصورة جيدة بالمالج او بواسطة أخرى قبل تصلب الخرسانة مباشرة ,يمكن اضافة مزيج السمنت والرمل لسطح المزجات الفقيرة بالسمنت اثناء عملية الرص والصقل في جميع الأحوال لا يجوز الرص والصقل عندما تكون الخرسانة شديدة الخطورة أي بعد وضعها بفترة قصيرة لان ذلك يؤدي إلى رفع كمية كبيرة من الماء والمواد الناعمة إلى السطح الأمر الذي يجعل السطح اقل مقاومة لتأثير الاحتكاك بعد تصلبه , قد يستعمل ركام خاص ( خشن وناعم ) عالي الصلادة في وجه الصبة الخرسانية لزيادة مقاومته مثل الكوارتز والصخور السيليكية وبعض الصخور البركانية الكثيفة ذات الوزن النوعي العالي ويمكن استعمال ايضا بعض المساحيق المعدنية
   مثل برادة الحديد وغيره .
5.  تجانس الخرسانة , من الضروري تجانس الخرسانة حيث أن وجود البقع الضعيفة يسجل في تأكل السطوح الخرسانية .
6.  الانضاج (curing) يعتبر الانضاج الجيد امرأ لازما للحصول على سطح مقاوم للتاكل , يمكن استعمال بعض الاضافات السائلة مثل سيليكات الصوديوم أو فلوسیلیکات المغنيسيوم  (magnesium nuosllcate) أو الصوديوم لتحسين مقاومة السطوح المعرضة للتأكل في الخرسانة التي يكون تحملها ضعيفة أو معتدلا توضع هذه المضافات بعد تصلب وجفاف السطح أي بعمر حوالي 28 او حسب تعليمات المنتج.

8- مقاومة تأثير المواد الكيمياوية حسب خواص الخرسانة : تتأثر السطوح الخرسانية ببعض المواد الكيمياوية مثل بعض الحوامض والزيوت النباتية والدهون والمحاليل السكرية والأملاح وبصورة خاصة الكبريتات والكلوريدات التي قد تتواجد في التربة والمياه الجوفية ومياه البحر .

تسبب تلك المواد في البدء تلف السطوح الخرسانية المتلامسة معها ثم يمكن أن تؤدي إلى اضعاف المنشأ الخرسانی تبعا لطبيعة التعرض .

تتعرض الأرضيات الخرسانية بصورة خاصة في بعض المصانع والمشاريع الزراعية التأثيرات کیمیاوية تؤدي إلى تاكل سطوحها كما في صوامع ومعامل الاعلاف الحيوانية ومحلات تربية الحيوان ومعامل السكر والبيرة والألبان وعجينة الخشب والخزانات الخرسانية المستعملة لخزن بعض انواع المواد المؤثرة في الخرسانة .

يمكن تقليل تأثير المواد الكيمياوية على الخرسانة بزيادة كثافتها وتحملها واستعمال ركام صلب وغير مسامي وغير متفاعل وتقليل نسبة الماء / السمنت ومعالجة السطوح بطريقة تقلل الامتصاص الى اقل حد ممکن و باستعمال انواع السمنت العالية المقاومة التأثير الكيمياويات ( سمنت مقاوم للاملاح الكبريتية مثلا)
وحماية السطوح احيانا بطبقة من مواد واقية .

وفي حالة الخرسانة المسلحة يزداد سمك الغطاء الخرساني لوقاية صلب التسليح من تأثير الكيمياويات التي تسبب تاكل التسليح احيانا بحيث تتراوح بين 40 الى أكثر من 75 ملم حسب الحاجة.

قد تكون الكبريتات المتواجدة في التربة والمياه الجوفية في وسط وجنوب العراق من المشاكل المهمة التي تواجه المهندسين لذا يستوجب الحذر من تأثيرها .

تفيد بعض المصادر والبحوث بان تواجد الكبريتات القابلة للذوبان بالماء في التربة بشكل (SO4) بنسبة لحد 0.1  بالمائة او في المياه الجوفية لحد 100 جزء بالمليون .

لا تؤثر بصورة ملحوظة على الخرسانة بينما يظهر تأثيرها عندما تكون النسبة اكثر من ذلك ولحد 0.2 بالمائة في التربة او 1000 جزء بالمليون في المياه الجوفية حيث يوصی باستعمال سمنت بورتلاند المعدل واذا زادت نسبة الكبريتات عن ذلك فيوصی
باستعمال سمنت بورتلاند مقاوم للاملاح .

وان استعمال انواع السمنت المذكورة لا يعني عدم الاهتمام بالعوامل الأخرى التي سبق ذكرها . قد لا يكون استعمال
السمنت المقاوم للاملاح وحده كافيا لوقاية الخرسانة في حالات التعرض الشديد لذا يوصى بحماية السطوح الخارجية للخرسانة بطبقات من مواد قیرية او اسفلتية او غيرها.

عمل وانتاج الخرسانة والتأثير على الخواص :

تنتج الخرسانة وفق الخطوات التالية :

1. تهيئة المواد وخزنها
2.  کیل المواد ومزجها .
3. نقل الخرسانة
4. وضع الخرسانة ورصها .
5. انهاء سطح الخرسانة ووقايته بعد الصب.
6. الانضاج او الاسقاء .
7. نزع القالب ورفعه .

1- تهيئة المواد وخزنها :  يخزن السمنت بطريقة تؤمن عزله عن الرطوبة الجوية والارضية حيث تستعمل الصوامع المعدنية الخاصة بحفظ السمنت الفل (bulk) ويخزن السمنت المكيس في محلات مسقفة أو مغلقة بعيدا عن الرطوبة ولا يوضع فوق ارضية رطبة بل يكدس فوق أرضية مصبوبة بالخرسانة أو مرصوفة بالطابوق ومعزولة بطبقة من النايلون .

لا يستعمل السمنت المتأثر بالخزن الطويل ويمكن تمييز هذا السمنت بوجود كتل شبه متصلبة لا تتفت رأس حيث أن السمنت الحديث الحرق لا يحتوي على اية كتل ويتحول الى مسحوق دقيق بمجرد تحریکه باليد.

لا يجوز استعمال السمنت الكيس اذا كانت اكياسه ممزقة أو تالفة وقد مضى عليها وقت طويل بحيث سست تلف السمنت
يصنف الركام ويخزن باکداس حسب نوعه حيث يستخدم اكثر من نوع واحد من الركام في الأعمال الانشائية عادة .

تفضل محلات الخزن السقفية لحفظ الركام من الرطوبة شتاء ومن درجات الحرارة العالية صيفا ويجب ان يؤمن الخزن عدم تلوث
الركام بالأتربة التي في الجو أو من تلوثه بتراب الأرض لذا يجب ان تكون ارضيتها صلبة بدرجة كافية, يفضل ان تكون محلات الخزن قريبة من موضع المزج .

تقيم اكداس الركام إلى الركام الناعم ( الرمل ) بانواعه المختلفة ان وجدت والركام الخشن مكدسا حسب مقاسه الاقصى ( المقاس الاسمي ).

يفضل استعمال الركام بمقاس اسمي كبير بسبب عامل الاقتصاد في الكلية بشرط أن لا يسبب ذلك انعزال مكونات الخرسانة عند المزج وان لا يتجاوز ذلك المقاس المقاس الاصغر للمقطع الخرساني المراد صبه أو اصغر مسافة بين قضبان التسليح ، من الشائع تسمية الركام الخشن المدرج حسب مقاسه الاسمي ومن هذه الأنواع التالية :

1.  بمقاس اسمي 40 ملم : ويفضل في اعمال الخرسانة غير المسلحة التي لا يقل سمكها عن 160 ملم كالاسس وغيرها والمسلحة بنسبة تسليح خفيف أو لا تكون مكتضة بفولاذ التسليح.
2.  بمقاس أسمي 20 ملم : ويستعمل في معظم أعمال الخرسانة المسلحة کالبلاطات والاعتاب والعوارض والاعمدة وغيرها وفي الارضيات غير المسلحة ذات السمك القليل.
3.  بمقاس اسمي 16 ملم : وتستعمل في نفس الحالات الواردة في (2)  اعلاه الا انها تفضل في حالة تكدس فولاذ التسليح .
4.  بمقاس اسمي 12.5 ملم : ويفضل استعماله في المقاطع الضيقة مثل الستائر ومانعات الشمس (ouvers) والبلاطات بانواعها والكتل الخرسانية وفي حالات تكدس فولاذ التسليح .

يمكن استعمال ركام خشن بمقاس اسمي اقل عند الحاجة .

2- کیل المواد ومزجها وتأثيرها على خواص الخرسانة : تقاس المواد الداخلة في مزج الخرسانة اما بطريقة حجمية أو بطريقة وزنية وتعتبر الأخيرة أكثر دقة وتفضل في الأعمال الكبيرة والجيدة لانها تتحاشى الأخطاء التي تنجم عن طريقة رص الركام والسمنت وكذلك المسببة عن تأثير الرطوبة في الركام الناعم تلك الظاهرة التي تعرف باسم الانتفاخ (bulking) حيث ينتفخ الرمل أي يزداد حجمه وتقل كثافته بنسبة قد تصل لحد 40 % تبعا لنعومته ومقدار الرطوبة .

عند الكيل بطريقة الحجم يفضل استعمال السمنت على اساس الوزن واستعمال کیس السمنت مباشرة كوحدة وان وزن کیس السمنت الواحد 50 كغم وحجمه 0.033 متر مکعب ويقاس الركام الناعم والخشن بصناديق حديدية بحجم يساوي عادة كيس سمنت واحد أي 0.033 متر مکعب أو نصف كيس وذلك لامكانية تنفيذ المزجات المختلفة التي تعتمد على اساس وحدة الحجم من السمنت بسهولة.

يجب الانتباه إلى مقدار رطوبة الركام الناعم عند الاستعمال وتصحيح تأثير ظاهرة الانتفاخ أي أن تزاد كمية الرمل المقاسة وتقلل كمية الماء المضافة اذا كان الرمل رطبة.

لا تؤثر ظاهرة الانتفاخ في الركام الخشن. يقاس الماء على اساس الكمية اللازمة وليس اكثر من ذلك لاعطاء قابلية تشغيل معينة حسب نوع المنشأ لغرض ضمان تحمل الخرسانة المطلوب يجب أن لا تزيد نسبة الماء السمنت المستعملة عن الحد اللازم .

يعبر عن المزجات الحجمية في الأعمال الاعتيادية بنسبة مكوناتها على اساس وحدة السمنت ثم تذكر كمية الرمل ( ركام ناعم ) ثم الحصى ( ركام خشن ) وتسمی المزجة الاسمية (nominal mix) حيث تكون كمية الحصى ضعف كمية الرمل وكلاهما من مضاعفات السمنته قد لا تكون المزجة الاسمية هي الأجود من الناحية العلمية ولكنها سهلة التنفيذ , ويمكن معرفة انواع المزجات الأسمية الشائعة الاستعمال ومحلات استعمالها وكمية المواد التقريبية التي يستهلكها المتر المكعب الواحد من الخرسانة .

عند الكيل وزنا تستعمل معدات آلية تعمل تلقائيا والبعض منها يمكن السيطرة عليه وعلى الخلاطة الكترونيا يجب تدقيق هذه المعدات باستمرار وصيانتها لضمان دقة الكميات.

تمزج المواد بخلاطات آلية بهدف اعطاء مزجة متجانسة , تكون الخلاطة بسعة مناسبة للعمل ويفضل اضافة الركام الخشن اولا ثم السمنت ثم الركام الناعم واخيرا الماء اثناء دوران الخلاطة .

تستمر الخلاطة بالدوران مدة كافية حسب سعتها وبموجب تعليمات المنتج ( لا تقل عن دقيقة عادة) ثم تفرغ حمولتها في الأوعية الناقلة ولا بفضل تفريغ الخرسانة الممزوجة على أرضية ما ثم تحميلها في الأوعية الناقلة لأن ذلك قد بسبب انعزال الخرسانة او تلوثها او بقاء قسم من المزجة لفترة طويلة دون نقل الا أنه عند الضرورة يمكن تفريغ الخلطة على أرضية او منصة صلبة ونظيفة ويعاد خلط الخرسانة بالمعدات اليدوية قبل تحميلها على أن تتم عملية التحميل قبل مضي حوالي عشرة دقائق على مزجها وفي أي حال من الاحوال لا يجوز تفريغ عبوة اخرى من الخلاطة قبل تحميل كافة الكمية السابقة .

لا يجوز اعادة تحميل الخلاطة بالمواد الأولية قبل تفريغها تماما من الخرسانة التي في داخلها .

توجد خلاطات بانواع متعددة من حيث السعة واسلوب التحميل والتفريغ وسرعة الدوران ونوعية المحرك وغيرها .. الخ.

لا يجوز خلط الخرسانة يدويا الا عند عدم امكانية توفير خلاطة مناسبة وللاعمال البسيطة فقط عندما لا يتطلب خرسانة ذات تحمل عالي .

تمزج الخرسانة يدوية بالطريقة التالية ، یکال الركام الخشن اولا ويفرش على مساحة مناسبة ثم يكال الركام الناعم ويوضع فوقه ويفرغ السمنت من الكيس فوق الركام حسب الكمية المطلوبة ( يفضل ان تكون المزجة لكيس سمنت أو مضاعفاته ).

يخلط المزيج جافا لحين التجانس ثم يعمل بشكل حوض فيه حفرة وسطية يوضع فيها الماء المطلوب ثم تقلب الحافات الخارجية نحو داخل الحوض دون السماح للماء بالتسرب خارجة وتستمر عملية المزج بعد ذلك الحين الحصول على مزيج متجانس تماما. يجب أن يتم الخلط فوق ارضية نظيفة وصلبة وغير مسامية.

ستكون تكملة هذا المقال خواص الخرسانة بمقال جديد يبدأ عنوانه (نقل الخرسانة ) ترقبوا نشره قريبا ولمن لا يجده داخل الموقع يمكنه استخدام محرك الموقع في سؤال وجواب والبحث عن الكلمة (نقل الخرسانة) لأيجاده في نتائج البحث وقرائته وسيكون مقال عميق كما كتبنا ونشرنا لكم هذا المقال.

اقرأ ايضا في خواص الخرسانة :

• مواصفات الركام الصالح لأعمال الخرسانة في الهندسة المدنية
• الأعمال الخرسانية أسلوب المسح الكمي في الهندسة المدنية
• المضافات Admixtures وتأثيرها على الخرسانة الهندسة المدنية
• الاستهلاك والميل للاستهلاك الاقتصاد الصف السادس الادبي
• أساليب التعاقد من تعليمات تنفيذ العقود الحكومية العراقية