تكنولوجيا الخرسانة
تكنولوجيا الخرسانة
الخرسانة عبارة عن مادة بناء تتكون من الأسمنت والركام الناعم (الرمل) والركام الخشن المخلوط بالماء الذي يصلب مع الوقت. الاسمنت البورتلاندي هو النوع الشائع الاستخدام من الأسمنت لإنتاج الخرسانة. تناولت تكنولوجيا الخرسانة دراسة خواص الخرسانة وتطبيقاتها العملية.
في تشييد المباني ، يتم استخدام تكنولوجيا الخرسانة لبناء الأسس والأعمدة والعوارض والألواح وعناصر تحمل الحمولة.
هناك أنواع مختلفة من مواد الربط تستخدم بخلاف الأسمنت مثل الجير للخرسانة الجيرية والبيتومين للخرسانة الإسفلتية المستخدمة في بناء الطرق.
تستخدم أنواع مختلفة من الأسمنت للأعمال الخرسانية التي لها خصائص وتطبيقات مختلفة. بعض أنواع الأسمنت هي أسمنت بورتلاند بوزولانا (PPC) ، الأسمنت المتصلب السريع ، الأسمنت المقاوم للكبريتات إلخ.
يتم خلط المواد بنسب محددة للحصول على القوة المطلوبة. يتم تحديد قوة المزيج على أنها M5 و M10 و M15 و M20 و M25 و M30 وغيرها ، حيث تشير M إلى Mix و 5 و 10 و 15 وما إلى ذلك باعتبارها قوتها في كيلو نيوتن / متر مربع. في الولايات المتحدة ، يتم تحديد قوة الخرسانة في PSI وهي الجنيه لكل بوصة مربعة.
تلعب نسبة الاسمنت المائي دورًا مهمًا يؤثر على الخصائص المختلفة مثل قابلية التشغيل والقوة والمتانة. مطلوب نسبة كافية من الاسمنت و المياه لإنتاج الخرسانة القابلة للتطبيق.
عندما يتم خلط الماء بالمواد ، يتفاعل الأسمنت مع الماء ويبدأ تفاعل الماء. يساعد هذا التفاعل المكونات على تكوين مصفوفة صلبة تربط المواد معًا في مادة تشبه الأحجار دائمًا.
يمكن صب الخرسانة في أي شكل. نظرًا لأنها مادة بلاستيكية في حالة جديدة ، يتم استخدام أشكال وأحجام مختلفة من الأشكال أو قوالب التشكيل لتوفير أشكال مختلفة مثل مستطيلة ودائرية إلخ.
تكنولوجيا الخرسانة
هناك أنواع مختلفة من المواد المضافة التي تستخدم لتوفير خصائص معينة. يتم تضمين المواد المضافة مثل البوزولان أو الملدنات الفائقة في الخليط لتحسين الخواص الفيزيائية للمزيج الرطب أو المادة النهائية.
يتم تصنيع أنواع مختلفة من الخرسانة هذه الأيام لبناء المباني والهياكل. هذه لها خصائص وميزات خاصة تعمل على تحسين جودة البناء حسب المتطلبات.
مكونات الخرسانة
مكونات الخرسانة هي الاسمنت والرمل والركام والماء. ويسمى خليط من الاسمنت والماء بورتلاند كلما لصق. لذلك ، يمكن استدعاء الخرسانة على أنها خليط من العجينة والرمل والركام. أحيانا تستخدم الصخور بدلا من الركام.
يقوم عجينة الأسمنت بتغطية سطح الركام الناعم والخشن عند خلطه جيدًا وربطه. بعد وقت قصير من خلط المكونات ، يبدأ تفاعل الماء الذي يوفر قوة ويتم الحصول على الخرسانة الصلبة الصخرية.
ما هو درجة القوة الضاغطة؟
درجة القوة والصلابة يدل على قوتها المطلوبة للبناء. على سبيل المثال ، تشير درجة M30 إلى أن قوة الضغط المطلوبة للبناء هي 30 MPa. الحرف الأول في الصف “M” هو المزيج و 30 هي القوة المطلوبة في MPa.
بناءً على الاختبارات المعملية المختلفة ، يتم تقديم درجة الخرسانة في Mix Proportions. على سبيل المثال ، بالنسبة لدرجة M30 ، يمكن أن تكون نسبة الخليط 1: 1: 2 ، حيث 1 هي نسبة الأسمنت ، 1 هي نسبة الرمال و 2 هي نسبة الركام الخشن استنادًا إلى حجم المواد أو وزنها.
يتم قياس القوة باستخدام المكعب أو الأسطوانات الخرسانية بواسطة المهندسين المدنيين في موقع البناء. يتم تصنيع المكعب أو الأسطوانات أثناء عملية الصب للعضو الهيكلي وبعد التصلب يتم معالجته لمدة 28 يومًا. ثم يتم إجراء اختبار قوة الضغط للعثور على القوة.
الدرجات العادية من الخرسانة هي M15 ، M20 ، M25 وما إلى ذلك. لبناء الخرسانة المسلحة تستخدم درجة M20 الدنيا من الخرسانة.
كيف تصنع الخرسانة؟
يتم تصنيع الخرسانة أو خلطها بنسب w.r.t. كمية الاسمنت. هناك نوعان من الخلطات الخرسانية ، أي المزيج الاسمي وخليط التصميم. يستخدم المزيج الاسمي لأعمال البناء العادية مثل المباني السكنية الصغيرة. المزيج الاسمي الأكثر شعبية في نسبة 1: 2: 4.
الخرسانة المصممة هي تلك التي يتم الانتهاء من نسب الخليط بناءً على الاختبارات المعملية المختلفة على الأسطوانة أو المكعب لقوتها الضاغطة. وتسمى هذه العملية أيضا باسم تصميم المزيج. تجرى هذه الاختبارات لإيجاد مزيج مناسب يعتمد على المواد المتاحة محليًا للحصول على القوة المطلوبة حسب التصميم الإنشائي. تصميم مختلط يقدم الاقتصاد على استخدام المكونات.
بناءً على الكمية والنوعية المطلوبة ، يتم اختيار طريقة الخلط المناسبة. في الخلط اليدوي ، توضع كل المكونات على سطح مستو ويضاف الماء ويخلط مع الأدوات اليدوية. في خلط الآلة ، يتم استخدام أنواع مختلفة من الآلات. في هذه الحالة ، تضاف المكونات بالكمية المطلوبة لخلط وإنتاج الخرسانة الطازجة.
بمجرد أن يتم خلطها بشكل مناسب يتم نقلها إلى موقع الصب وتصب في قوالب. تتوفر أنواع مختلفة من القوالب والتي تم اختيارها بناءً على الاستخدام.
يُسمح للخرسانة المصبوبة بوضع قوالب في الوقت المحدد بناءً على نوع العضو الإنشائي لاكتساب قوة كافية.
بعد إزالة القوالب ، تتم المعالجة بطرق مختلفة لتعويض فقد الرطوبة بسبب التبخر. يتطلب تفاعل الترطيب واكتساب القوة. لذلك ، يستمر المعالجة بشكل عام لمدة 7 أيام على الأقل بعد إزالة القوالب.
أنواع البناء الخرساني
يستخدم الخرسانة بشكل عام في نوعين من البناء ، أي البناء الخرساني البسيط والبناء الخرساني المسلح. في البناء الخرساني البسيط ، يتم صبها وصبها دون استخدام أي تعزيز. يتم استخدام هذا عندما يتعرض العضو الهيكلي فقط لقوى الضغط وليس الانحناء.
عندما يتعرض عضو هيكلي للانحناء ، تكون هناك حاجة إلى تعزيزات لتحمل عضو قوى التوتر لأنه ضعيف جدًا في التوتر مقارنةً بالضغط. بشكل عام ، قوة الخرسانة في التوتر هي 10 ٪ فقط من قوتها في الانضغاط.
يتم استخدامه كمواد بناء لجميع أنواع الهياكل تقريبًا مثل المباني الخرسانية السكنية والهياكل الصناعية والسدود والطرق والأنفاق والمباني متعددة الطوابق وناطحات السحاب والجسور والأرصفة والطرق السريعة وما إلى ذلك.
مثال على المنشآت الشهيرة والكبيرة المصنوعة من الخرسانة ، سد هوفر ، قناة بنما والبانثيون الروماني. إنها أكبر مواد بناء من صنع الإنسان تستخدم في البناء.
إقرأ أيضاً: القوة الضاغطة للخرسانة ، اختبار المكعب ، الإجراء ، النتائج
