5 أسباب حرجة لتصدع الخرسانة الخرسانية
لا يؤثر التشقق الخرساني على مظهر المباني فحسب، بل يؤثر أيضًا على سلامة هيكلها وعمرها الافتراضي. تنجم هذه الظاهرة عن 5 أسباب حاسمة، بما في ذلك انكماش الجفاف، والانكماش الذاتي، والانكماش البلاستيكي، والانكماش الحراري، والانكماش الذاتي (الكيميائي).
1. انكماش الجفاف الناجم عن فقدان الماء
يحدث انكماش التجفيف في الغالب عندما يتم فقدان الماء في المسام الشعرية أو الهلامية للخرسانة في بيئة هوائية غير مشبعة. تقل احتمالية جفاف الخرسانة عالية الأداء مقارنةً بالخرسانة العادية بسبب انخفاض مساميتها. ومع ذلك، فإن التأثير التراكمي لانكماش التجفيف يحصل على بعض القوة الجدية في الخرسانة الجماعية. إن فقدان الماء في الخرسانة يشبه فقدان الماء في جسم الإنسان، مما يسبب تغيرات في البنية الداخلية. عندما يزيد الضغط الناتج عن هذه التغييرات عن قوة الشد للخرسانة، يمكن أن ينتج عن ذلك تشققات.
2. انكماش البلاستيك أثناء التصلب الأولي
يمكن العثور على الانكماش البلاستيكي في مرحلة البلاستيك قبل التصلب. تتميز الخرسانة عالية الأداء بنسبة منخفضة من الماء إلى الهلام، ومياه حرة أقل، ومواد مضافة معدنية دقيقة أكثر حساسية للماء، مما يعني أنها لا تنزف وتفقد الماء بسرعة. وهذا يجعل الخرسانة عالية الأداء أكثر عرضة للمعاناة من الانكماش البلاستيكي. تفقد الخرسانة الماء على سطحها قبل أن تتماسك تمامًا، وتبقى في حالة بلاستيكية مستقرة من الداخل. يخلق هذا الاختلاف إجهاد شد على السطح. بمجرد أن ينمو الإجهاد إلى أكثر من إجهاد الشد، تحدث تشققات. على الرغم من أنها رقيقة جداً، إلا أنها عديدة وموزعة بكثافة على سطح الخرسانة.
3. الانكماش الذاتي - اللوم على تغيرات الرطوبة
يشير الانكماش الذاتي إلى انخفاض الرطوبة في البنية الداخلية المغلقة للخرسانة مع ترطيب الأسمنت. ينتج عن هذه الظاهرة ماء غير مشبع في المسام. ونتيجة لذلك، فإنها تخلق ضغطًا سلبيًا وتؤدي إلى الانكماش الذاتي للخرسانة. نظرًا لانخفاض نسبة الماء إلى الهلام، يمكن أن تشهد الخرسانة عالية الأداء قوة أعلى في مرحلتها المبكرة وفقدانًا أسرع للماء. تقل الرطوبة النسبية لنظام المسام عن 80 في المائة. وفي الوقت نفسه، فإن الهيكل الكثيف للخرسانة عالية الأداء يوقف الرطوبة من الخارج وبالتالي يؤدي إلى تفاقم الانكماش الذاتي.
4. الانكماش الحراري - التلف الناتج عن التمدد الحراري
تتطلب مشاريع الخرسانة كبيرة الحجم التي تتطلب قوة أكبر بكثير من الأسمنت. وهذا يجلب المزيد من حرارة الترطيب ويسخن النظام بسرعة أكبر إلى حوالي 35 إلى 40 درجة مئوية. وعلاوة على درجة الحرارة الأولية، قد تتجاوز أعلى درجة حرارة 70 إلى 80 ℃. تتميز الخرسانة بخصائص التمدد الحراري والانكماش البارد و CTE (معامل التمدد الحراري) 10×10-6/ ℃. عندما تنخفض درجة الحرارة بمقدار 20 إلى 25 ℃، يمكننا حساب الانكماش البارد بحوالي (2 - 2.5) × 10-10-4، في حين أن قيمة الشد النهائية للخرسانة هي 1 - 1.5 × 10-10-4 فقط. لذا، يمكن أن يتجاوز الإجهاد الناجم عن الانكماش البارد قوة الشد للخرسانة بسهولة. وبالتالي، تظهر الشقوق وتمتد من السطح إلى داخل الخرسانة، مما يؤثر بشكل خطير على هيكلها.
5. الانكماش الذاتي المنشأ - التأثير الجانبي للترطيب
يسمى الانكماش الذاتي المنشأ أيضاً بالانكماش الكيميائي. أثناء عملية ترطيب الأسمنت، يتناقص الحجم المطلق لنظام الماء-الأسمنت ويشكل العديد من المسام. ومع ذلك، يمكن أن يكون الترطيب محدودًا في الخرسانة عالية الأداء بسبب انخفاض نسبة الماء إلى الهلام والمواد المضافة المعدنية الدقيقة الإضافية. لذا، سيكون الانكماش الكيميائي أقل من الخرسانة العادية. ومن الملاحظ أن التشققات الناتجة عن الانكماش الذاتي لا يزال لها تأثيرات على البنية المجهرية للخرسانة. وبالإضافة إلى عوامل أخرى، يمكن أن يكون هذا الانكماش سببًا في حدوث التشققات.
بالإضافة إلى العوامل المذكورة أعلاه، هناك سبب رئيسي آخر لتشقق الخرسانة وهو إجهاد الانكماش الحراري. يحدث هذا الإجهاد بسبب التقلبات في درجات الحرارة والانكماش الذي يحدث عندما يطلق الحجم الكبير من الأسمنت المستخدم في الخرسانة الجماعية حرارة الترطيب.
الوقاية والمكافحة - كيفية مكافحة التشققات الخرسانية
1. تحسين نسبة خلط الخرسانة
- الأسمنت
- إعطاء الأولوية للأسمنت منخفض ومتوسط الحرارة لتقليل حرارة الترطيب.
- الحد من كمية الأسمنت مع الحفاظ على قوة وأداء الخرسانة وتقليل ارتفاع درجة الحرارة.
- المجاميع
- اختر الركام عالي الجودة مع حجم جسيمات معتدل.
- استخدام ركام أكثر وملاط أسمنتي أقل لتقليل انكماش الخرسانة. على سبيل المثال، يمكن أن يزيد الركام المتدرج جيدًا والرمل المتوسط من كثافة الخرسانة بشكل فعال.
- NOVASTAR بولي كربوكسيلات البولي كربوكسيل الفائق (PCE) هو عامل عالي الأداء لخفض الماء وعالي الذوبان في الماء. ويمكنه تحسين تدفق الخرسانة وتقليل كمية الأسمنت دون زيادة استهلاك الماء. يمكن أن تؤدي الجرعة المنخفضة من مخفض الماء هذا إلى سيولة جيدة للخرسانة. كما أن محتوى أيونات الكلوريد والقلويات من بولي كربوكسيلات البولي كربوكسيل الفائق (PCE) منخفضة للغاية، مما يجعل الخرسانة أكثر متانة.
2. تحسين عملية البناء
- صب الأسمنت حسب الطبقات أو المقاطع للتحكم في سمك الطبقة وسرعة الصب. وذلك للمساعدة على توزيع الحرارة داخل الخرسانة بالتساوي وتجنب الإجهاد الحراري أو التدرجات الحرارية.
- قم بضغط الخرسانة لضمان كثافة مثالية وبالتالي منع تشقق الخرسانة.
- قم بتغطية المواد العازلة للرطوبة، مثل غشاء بلاستيكي، بعد صب الخرسانة لتقليل التبخر والتشقق.
- التحكم في درجة الحرارة داخل وخارج الخرسانة عن طريق رش الماء على السطح. هذا يمكن أن يتحكم في درجة حرارة الخرسانة ويقلل من الإجهاد الحراري.
