العــوامل المؤثــرة على نــفاذية الـــخرســانة.
تلعب النفاذية دوراً أساسياً التأثير على ديمومة الخرسانة وذلك لأن دخول العناصر العدوانية مثل الكلورايدات, الكبريتات, ثاني أكسيد الكربون, الأكسجين وبخار الماء في الخرسانة يعتمد على نفاذية الخرسانة.
وتتأثر نفاذية الخرسانة بعدد كبير من العوامل مثل مقاس الركام ونسبته, نوع وكمية الأسمنت, نسبة الماء للأسمنت, المواد الإضافية المستخدمة, طرق التحضير والصب وطرق الإنضاج. ولذلك، فإن معرفة تأثير هذه العوامل, كل على حده, على نفاذية الخرسانة المتصلدة يؤدي إلى إنتاج خلطات خرسانية ذات ديمومة عالية وعمر افتراضي طويل للمنشآت الخرسانية.
أجمعت البحوث السابقة في مجال الخرسانة على تحديد نفاذية الخرسانة بأنها المقياس البارز المتحكم في ديمومة الخرسانة , وللحصول على خرسانة ذات اداء ديمومة عالي, يجب أن تكون الكثافة وعدم النفاذية في حدهما الأقصى
الخرسانة في طبيعتها الأساسية مادة مسامية كما ان نفاذية الخرسانة ليست دالة على كمية حجم الفراغات، ولكن تعتمد على مقاس, وشكل، وتمعج وتوزيع, وإتصالية المسامات, فان الخرسانة الجيّدة لديها حجم مسامات كلّي يقدر ب 20% إلى 25% في بداية نضجها وبمقدار 10% إلى 15% بعد نضوجها. لذا فان للخرسانة دوما مسامات ومجاري (أو قنوات) لحركة الماء, مما يبين أهمية استخدام نفاذية الخرسانة في تقييم ديمومة وخدمية المنشآت الخرسانية. العوامل التي تؤثر على نفاذية الخرسانة، والتي تم تقسيمها إلى ثلاث مجموعات رئيسية هي:
1- طبيعة ونسب مواد المكونات.
(أ) الركام الخشن-الحصى - تتأثر نفاذية الخرسانة أيضا بشكل حبيبات الركام نوعية الركام بتركيبته المعدنية تؤثر على نفاذية الخرسانة
(ب) الركام الناعم (الرمل)- إن النقص في الركام الناعم الكافي يمكن أن يؤثر سلباً على الفراغات في الخرسانة, ان العامل الآخر الذي يؤثر على نفاذية الخرسانة هو نسبة الركام الناعم إلى محتوى الركام الكلي حيث يمكن أن يؤدي استخدام الرمل الناعم إلى صعوبة في قابلية تشغيل الخرسانة، وخاصة إذا زادت نسبة الرمل في محتوى الركام الكلي
(ج) الماء, ان نقاء الماء يؤثر بصورة كبيرة على نفاذية الخرسانة وديمومتها
(د) الاسمنت- بما أن عجينة الاسمنت تغلف حبيبات الركام في الخرسانة المدموكة جيداً, فان نفاذية العجينة هي صاحبة التأثير الأكبر على نفاذية الخرسانة ولذلك، فإن كمية الاسمنت ونسبة الماء للاسمنت هما العاملان الأكثر أهمية اللذان يؤثران على نفاذية الخرسانة
(هـ) الإضافات- أن استخدام هذه الإضافات يساعد في إنتاج خلطة قابلة للتشغيل حتى عند استخدام نسبة ماء للاسمنت قليلة، مما يقلل كثيرا من نفاذية الخرسانة,
2- طرق تحضير وإنضاج الخرسانة. هناك العديد من المراحل المهمة والمؤثرة على النفاذية (مثل الخلط, النقل, الصب, الدمك وإنضاج الخرسانة) ان الخلط الجيد والدمك الكافي يؤمنان مزج منتظم وجيد وملء للفراغات بين الركام والعجينة الإسمنتية الواجب توفرهما للحصول على نفاذية قليلة, إن معدل تغلغل الأكسجين خلال الملاط ذي النوعية الواحدة (نفس نسبة الماء للإسمنت) أقل من معدل التغلغل خلال الخرسانة، لدرجة ان الملاط المستخدم ذا الجودة الأقل له نفاذية أقل من الخرسانة ذات الجودة الأعلى ,
3- العوامل المرتبطة بالمعالجة اللاحقة. وتشمل عوامل هذه المجموعة كلاًّ من عُمر الخرسانة وطرق الإنضاج وظروف الاختبار لتحديد النفاذية المطلوبة. ان تأثير الإنضاج والعمر على نفاذية الخرسانة معروفة لجميع الباحثين. ان الحاجة للإنضاج تنبع من حقيقة ان تميؤ الاسمنت يمكن ان يحدث فقط في المسامات المليئة بالماء. ولهذا السبب, يجب تفادي فقدان الماء بالتبخر من المسامات. ومن المعروف ان طريقة الإنضاج أكثر تأثيرا على الخرسانة عندما تكون نسبة الماء للإسمنت متدنية، حيث يمكن حدوث التجفيف الذاتي بسرعة، مما يتسبب في ظهور التشققات المجهرية.
إن التشققات الحرارية والانكماش الناتج عن التجفيف هي ظاهرة عامة تتلف الخرسانة في هذه المنطقة.
وكما هو معلوم، فإن صدأ حديد التسليح وذوبان الأملاح يتسارعان مع ارتفاع درجة الحرارة والتي يمكن أن تصل عند سطح الخرسانة إلى 70-80 درجة مئوية نتيجة لامتصاص أشعة الشمس في أحد أيام الصيف الحارة. كما ان التغير في درجات الحرارة يولد دورات من الانكماش/التمدد والتميؤ/فقدان الماء مسببة تشققات مجهرية وتدهور المنطقة البينية بين الحصى والعجينة الإسمنتية نتيجة لعدم الموائمة الحرارية لمكونات الخرسانة. وتؤدي كل هذه التأثيرات إلى نتائج تراكمية سلبية، مما يؤدي لزيادة نفاذية الخرسانة وتقليل ديمومتها
، يجب على منتجي ومستخدمي الخرسانة والمهندسين الممارسين معرفة العوامل المؤثرة على نفاذية الخرسانة.
وتتأثر نفاذية الخرسانة بعدد كبير من العوامل مثل مقاس الركام ونسبته, نوع وكمية الأسمنت, نسبة الماء للأسمنت, المواد الإضافية المستخدمة, طرق التحضير والصب وطرق الإنضاج. ولذلك، فإن معرفة تأثير هذه العوامل, كل على حده, على نفاذية الخرسانة المتصلدة يؤدي إلى إنتاج خلطات خرسانية ذات ديمومة عالية وعمر افتراضي طويل للمنشآت الخرسانية.
أجمعت البحوث السابقة في مجال الخرسانة على تحديد نفاذية الخرسانة بأنها المقياس البارز المتحكم في ديمومة الخرسانة , وللحصول على خرسانة ذات اداء ديمومة عالي, يجب أن تكون الكثافة وعدم النفاذية في حدهما الأقصى
الخرسانة في طبيعتها الأساسية مادة مسامية كما ان نفاذية الخرسانة ليست دالة على كمية حجم الفراغات، ولكن تعتمد على مقاس, وشكل، وتمعج وتوزيع, وإتصالية المسامات, فان الخرسانة الجيّدة لديها حجم مسامات كلّي يقدر ب 20% إلى 25% في بداية نضجها وبمقدار 10% إلى 15% بعد نضوجها. لذا فان للخرسانة دوما مسامات ومجاري (أو قنوات) لحركة الماء, مما يبين أهمية استخدام نفاذية الخرسانة في تقييم ديمومة وخدمية المنشآت الخرسانية. العوامل التي تؤثر على نفاذية الخرسانة، والتي تم تقسيمها إلى ثلاث مجموعات رئيسية هي:
1- طبيعة ونسب مواد المكونات.
(أ) الركام الخشن-الحصى - تتأثر نفاذية الخرسانة أيضا بشكل حبيبات الركام نوعية الركام بتركيبته المعدنية تؤثر على نفاذية الخرسانة
(ب) الركام الناعم (الرمل)- إن النقص في الركام الناعم الكافي يمكن أن يؤثر سلباً على الفراغات في الخرسانة, ان العامل الآخر الذي يؤثر على نفاذية الخرسانة هو نسبة الركام الناعم إلى محتوى الركام الكلي حيث يمكن أن يؤدي استخدام الرمل الناعم إلى صعوبة في قابلية تشغيل الخرسانة، وخاصة إذا زادت نسبة الرمل في محتوى الركام الكلي
(ج) الماء, ان نقاء الماء يؤثر بصورة كبيرة على نفاذية الخرسانة وديمومتها
(د) الاسمنت- بما أن عجينة الاسمنت تغلف حبيبات الركام في الخرسانة المدموكة جيداً, فان نفاذية العجينة هي صاحبة التأثير الأكبر على نفاذية الخرسانة ولذلك، فإن كمية الاسمنت ونسبة الماء للاسمنت هما العاملان الأكثر أهمية اللذان يؤثران على نفاذية الخرسانة
(هـ) الإضافات- أن استخدام هذه الإضافات يساعد في إنتاج خلطة قابلة للتشغيل حتى عند استخدام نسبة ماء للاسمنت قليلة، مما يقلل كثيرا من نفاذية الخرسانة,
2- طرق تحضير وإنضاج الخرسانة. هناك العديد من المراحل المهمة والمؤثرة على النفاذية (مثل الخلط, النقل, الصب, الدمك وإنضاج الخرسانة) ان الخلط الجيد والدمك الكافي يؤمنان مزج منتظم وجيد وملء للفراغات بين الركام والعجينة الإسمنتية الواجب توفرهما للحصول على نفاذية قليلة, إن معدل تغلغل الأكسجين خلال الملاط ذي النوعية الواحدة (نفس نسبة الماء للإسمنت) أقل من معدل التغلغل خلال الخرسانة، لدرجة ان الملاط المستخدم ذا الجودة الأقل له نفاذية أقل من الخرسانة ذات الجودة الأعلى ,
3- العوامل المرتبطة بالمعالجة اللاحقة. وتشمل عوامل هذه المجموعة كلاًّ من عُمر الخرسانة وطرق الإنضاج وظروف الاختبار لتحديد النفاذية المطلوبة. ان تأثير الإنضاج والعمر على نفاذية الخرسانة معروفة لجميع الباحثين. ان الحاجة للإنضاج تنبع من حقيقة ان تميؤ الاسمنت يمكن ان يحدث فقط في المسامات المليئة بالماء. ولهذا السبب, يجب تفادي فقدان الماء بالتبخر من المسامات. ومن المعروف ان طريقة الإنضاج أكثر تأثيرا على الخرسانة عندما تكون نسبة الماء للإسمنت متدنية، حيث يمكن حدوث التجفيف الذاتي بسرعة، مما يتسبب في ظهور التشققات المجهرية.
إن التشققات الحرارية والانكماش الناتج عن التجفيف هي ظاهرة عامة تتلف الخرسانة في هذه المنطقة.
وكما هو معلوم، فإن صدأ حديد التسليح وذوبان الأملاح يتسارعان مع ارتفاع درجة الحرارة والتي يمكن أن تصل عند سطح الخرسانة إلى 70-80 درجة مئوية نتيجة لامتصاص أشعة الشمس في أحد أيام الصيف الحارة. كما ان التغير في درجات الحرارة يولد دورات من الانكماش/التمدد والتميؤ/فقدان الماء مسببة تشققات مجهرية وتدهور المنطقة البينية بين الحصى والعجينة الإسمنتية نتيجة لعدم الموائمة الحرارية لمكونات الخرسانة. وتؤدي كل هذه التأثيرات إلى نتائج تراكمية سلبية، مما يؤدي لزيادة نفاذية الخرسانة وتقليل ديمومتها
، يجب على منتجي ومستخدمي الخرسانة والمهندسين الممارسين معرفة العوامل المؤثرة على نفاذية الخرسانة.
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق