خصائص الملاط الأسمنتي والخرسانة

محتوى الخبراء الأرشيفي: تحافظ المقالة على الادعاءات التاريخية والجداول والرسوم البيانية حول الملاط الأسمنتي والخرسانة، ولكنها ليست تصميم مزيج أو مواصفات المواد أو خطة الخرسانة أو الحساب الهيكلي أو دليل الاختبار أو تقييم عنصر موجود. يجب تحديد التركيبة والخصائص وفئة التعرض والاتساق وطريقة التثبيت والرعاية ومراقبة الجودة وقيم التصميم من قبل خبراء مسؤولين وفقًا للكائن المحدد والمواد المعلنة والمعايير الصالحة.

Savo Kusic اليوم على النوافذ الخشبية، نوافذ الخشب والألمنيوم، النوافذ المخصصة، الأبواب وطلبات عرض الأسعار. تظل هذه المقالة بمثابة أرشيف تاريخي ولا تمثل عرضًا لتصميم أو تصنيع أو اختبار أو تنفيذ الهياكل الخرسانية.

معلومات عامة

سيتم اعتبار تركيبة الملاط الأسمنتي أو تركيبة خرسانة العمود أو هيكل الميزانين الخرساني المسلح أو عنصر الخرسانة المعالجة أو بلاطة الرصيف أو قوس الجسر أو الطريق الخرساني مرضية، كقاعدة عامة، إذا تم تصنيع عنصر البناء المعني بأقل قدر من المواد والعمالة بطريقة تكون متينة بما فيه الكفاية ومناسبة للغرض. ما ينبغي اعتباره دائمًا ومناسبًا للغرض يجب تحديده على أساس كل حالة على حدة: لذلك، قبل البدء في تشييد المبنى، من الضروري تحديد الخصائص التي يجب أن تتمتع بها الملاط والخرسانة من حيث قوة الضغط، وقوة الانحناء، ومقاومة العوامل الجوية، ومقاومة الماء، وما إلى ذلك. هناك العديد من التعليمات المختلفة لهذا الأمر في لوائح البناء، بالإضافة إلى العديد من القيود العددية.

مهمة مقاول البناء هي التأكد من أن قيم العقارات الفردية تلبي القيم المطلوبة. يمكن أن تتأثر خصائص الخرسانة بشكل كبير إذا تم استخدام المعرفة المتاحة اليوم.

شروط تصنيع الخرسانة ذات الخواص المتجانسة

إذا كانت قوة الضغط لعنصر البناء بعد 28 أيام يجب أن تكون 40 MPa، أو إذا كان من المطلوب بالنسبة لخرسانة هيكل الرصيف أن تكون قوة الانثناء بعد 28 يومًا 4,5 MPa، فيجب عدم تجاوز هذه القيم الحدية في أي مكان؛ قد تكون قيمة الحد الأدنى قريبة من القيمة الشرطية. فإذا تم استيفاء حدود أضيق أثناء تنفيذ المشروع، كلما أدى المقاول مهمته بشكل أفضل. إنه أمر ضار للغاية إذا كانت القيم المشروطة أقل بكثير من أماكن معينة - حتى لو كانت قليلة.

القيم والوصفات التاريخية: تم نقل الأرقام والنسب والعلامات وإجراءات الرعاية والحدود الواردة أدناه من المقالة الأصلية للحفاظ على المحتوى. ولا ينبغي استخدامها كوصفة حديثة أو معايير قبول أو بديلاً لتصميم المزيج والاختبارات المعملية وإعلانات المواد والخطة التكنولوجية واللوائح المعمول بها.

قوة الضغط لملاط الأسمنت والخرسانة

يعتمد حجم قوة الضغط إلى حد كبير على خصائص الأسمنت، وكمية الأسمنت، وكمية وتركيب الرمل والركام، وكمية الماء في الخرسانة أثناء التثبيت، وطريقة التثبيت، وما إلى ذلك.

طاولة 1. تأثير كمية الركام على نفس كمية الملاط.

1. اسمنت

تم تحديد قوة الضغط لملاط الأسمنت والخرسانة من خلال الملاحظات السابقة ويتم تحديدها بواسطة اللوائح.

2. كمية الاسمنت

حسب الشكل. 1a، تزداد قوة الضغط بزيادة كمية الأسمنت إذا ظلت نسبة الملاط في الخرسانة كما هي، بينما تزداد كمية الأسمنت في المونة ويبقى قوام الخرسانة دون تغيير باستمرار. إذا ظلت كمية الملاط دون تغيير وزادت أو نقصت كمية الركام فقط، فإن القوة ستتغير قليلاً فقط طالما أن كمية الملاط كافية لاحتواء جميع حبيبات الركام. لن تزداد قوة الضغط للخرسانة إلى أجل غير مسمى مع زيادة كمية الأسمنت - فقط إلى حد معين. وبعد هذا الحد فإن الزيادة في القوة ستكون ضئيلة بالنسبة إلى السعر، الذي سيزداد بشكل ملحوظ مع زيادة كمية الأسمنت. الكمية المثالية من الأسمنت للخرسانة 1 m3 هي 300-350 kg.

طاولة 2. تأثير كمية الرمل في الخرسانة.

3. كمية الملاط في الخرسانة

يتم تحديد قوة ضغط الخرسانة من خلال قوة الملاط، كما هو موضح في الجدولين 1 و 2. هذا صالح فقط إذا كانت قوة الركام أكبر من قوة الملاط وإذا كانت كمية الملاط كافية لتغطية الحبوب الخشنة للركام بشكل شامل.

4. التركيب الحبيبي للركام

سيتم تحقيق الاستفادة من الرابط إلى أقصى حد إذا كان التركيب الحبيبي للركام في الخرسانة يتوافق مع النسب الموضحة بيانياً في الشكل 2. في الشكل 2، ينطبق المنحنى الممتد بالكامل على حصى النهر والحصى المسحوقة. يوضح هذا المنحنى أن 25% من إجمالي الركام يجب أن يمر عبر منخل بفتحة #0,2mm؛ 65% ​​​​يجب أن يمر عبر منخل القطر #3mm. يتم تحديد الحد الأعلى للركام بواسطة منخل بقطر #7mm.

تختلف معايير اليوم لتحديد التركيب الحبيبي للركام. هناك أربعة كسور مجمعة: 0/4mm، 4/8 mm، 8/16mm و16/31,5mm. يتم تحديد الفئات الإجمالية اعتمادًا على كمية الحبوب ذات الوزن الزائد والوزن الناقص.

الشكل. 1.

الشكل. 2.

5. تأثير كمية الماء على الخرسانة الطازجة

تعتمد قوة ضغط الخرسانة إلى حد كبير على كمية الماء المضاف. يتم الحصول على أصغر كمية من الماء التي تحقق فيها الخرسانة أعلى قوة، عندما تظهر علامات “التعرق” الملحوظة بوضوح أثناء ضغط الخرسانة أو اهتزازها، أي عندما تتشكل طبقة رقيقة من حليب الأسمنت أثناء الضغط. ومع زيادة كمية الماء، تقل قوة الضغط. في هذه الحالة، يكون عامل الماء-الأسمنت في المقام الأول - نسبة كتلة الماء وكتلة الأسمنت إلى 1 m3 من الخرسانة. عامل الماء والأسمنت الأمثل لتحقيق الترطيب الكامل هو 0,38 - 0,42. ومن الناحية العملية، يصعب تحقيق ذلك ويتم استخلاص هذه القيم تجريبيا، ولكنها بالتأكيد تهدف إلى ذلك. إذا كانت كمية الماء غير كافية، فلن يتمكن الأسمنت من الترطيب الكامل ولن تصل الخرسانة إلى القوة المصممة. كما أن إضافة الماء عند عدم الحاجة إليه يؤدي إلى “اختناق” الخرسانة بحيث لا تصل إلى قوتها التصميمية. بعد تركيب الخرسانة من الضروري العناية بها بشكل منتظم طوال الأيام السبعة القادمة. تتضمن التغذية رش/ري سطح الخرسانة من أجل تعويض الماء المتبخر وحتى يتمكن الأسمنت من الترطيب كما هو مخطط له.

6. تأثير درجة الحرارة

عند تشييد المباني في موسم البرد يجب تخزين الخرسانة بحيث لا تتعرض لتأثير الصقيع قبل أن تتقدم عملية التصلب إلى الحد الذي تصل فيه قوة الضغط إلى 10 MPa على الأقل. إذا تم تنفيذ هذا الإجراء دون مزيد من اللغط، فيمكن تحقيق التأثير المطلوب أولاً عن طريق إضافة مضاد التجمد، والمسرع، وما إلى ذلك. يمنع مضاد التجمد تجميد الماء في الخرسانة المحضرة، وتسرع المسرعات عملية الترطيب، والتي تكون بطيئة للغاية في الشتاء. يمكن أيضًا استخدام أسمنت الألومينات، وهو مناسب بشكل خاص للأعمال في الصقيع، إذا كان الأمر يتعلق بالمباني الصغيرة. إذا كانت الخرسانة في حالة مشبعة بالماء تتعرض بشكل متكرر للتجميد والذوبان المتكرر (على سبيل المثال في حالة المنشآت الهيدروتقنية)، فيمكن توقع التدمير إذا كانت الخرسانة في بداية التجميد تتمتع بقوة ضغط أقل من 15 MPa. في حالة ارتفاع درجات حرارة الهواء والمواد، يجب أن تبقى الخرسانة رطبة وباردة باستمرار. ومن الضروري أيضًا تغطية الكتلة الخرسانية الطازجة بأي مادة تمنع تسخين السطح الخرساني. تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة (أكثر من 50 °C) لا يمكن التنبؤ بتطور قوة الضغط للخرسانة إذا لم تكن الرعاية كافية.

السلامة والأداء: يمكن أن يؤدي غبار الأسمنت والخرسانة الطازجة إلى إتلاف العينين والجلد والجهاز التنفسي، كما أن الخلاطات والمضخات والهزازات وقوالب صب الخرسانة والدعائم والعناصر الثقيلة تحمل مخاطر ميكانيكية إضافية. لا تتم إضافة المواد المضافة بشكل تعسفي، ولا يتم استخدام مراجع الطقس البارد والدافئ التاريخية دون وصفة معتمدة وأوراق فنية وخطة صب الخرسانة ومعدات الحماية والإشراف.

قوة الشد للخرسانة

تعتمد قوة الشد للخرسانة إلى حد كبير على حجم المقطع العرضي لعينات الاختبار. وبزيادة المقطع العرضي لعينات الاختبار، تم الحصول على قوة شد أقل. عند اختبار مناشير المقطع 400 cm2 المصنوعة من الخلطة المعتادة للخرسانة المسلحة وبعد أن تعمر لمدة ثلاثة أشهر تقريباً في الهواء الرطب، تم الحصول على قوة شد تبلغ حوالي 1,2-2 MPa. مخاليط خاصة للأنابيب، وما إلى ذلك، فقد تخلت عن حوالي 4 MPa وأكثر من ذلك، إذا كانت سماكة أجسام الاختبار تتوافق مع السماكة المستخدمة عمليًا. بالنسبة للخرسانة المرشوشة (الخرسانة المرشوشة المعدة في موقع البناء)، تم الحصول على ما يصل إلى 3,6 MPa. تم العثور على استطالة الخرسانة حتى الفشل المقاسة بالمليمترات عند 1m في المتوسط 0,07-0,13 mm/m.

قوة الشد للخرسانة لا تذكر مقارنة بمقاومة الضغط. وفي جميع الحالات تقريبًا يتم استخدام الخرسانة المسلحة التي تحتوي على تسليح مصمم لتحمل قوى الشد في العنصر. ويعتبر أن الخرسانة لا تتحمل أي توتر، لذلك يكون المصممون في جانب السلامة. قوة الشد للخرسانة أقل بعشر مرات من قوة الضغط للخرسانة.

قوة الشد للخرسانة عند الانحناء

قوة الانثناء للعتبات الخرسانية ذات المقاطع المستطيلة أكبر من قوة الشد للأجسام ذات الأبعاد نفسها. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى حقيقة أن معامل استطالة الخرسانة ينمو بشكل أسرع من الحمل، بحيث لا يتم تحقيق توزيع الضغط الذي تفترضه طريقة الحساب المعتادة. في العوارض المعرضة للانحناء، يحدث أعلى إجهاد شد فقط في المستوى الحدودي للحزام المشدود، وعندما يكون الحمل في منتصف الحزمة حتى على الحافة الخارجية لقسم واحد فقط.

تم العثور على حجم قوة الانحناء للأجسام القديمة 28 يومًا، المصنوعة من الخرسانة الناعمة أو السائلة، لتكون 2-6 MPa؛ العوارض المصنوعة من الخرسانة المضغوطة، وعينات من الخرسانة المرشوشة، وكذلك عينات من الخرسانة المرشوشة، القديمة لعدة أشهر والمخزنة أولاً في حالة رطبة ثم في حالة جافة، أعطت نتائج قوة انثناء تبلغ 3,2 MPa. بالنسبة للألواح المصنوعة من نفس المادة التي تم حفظها تحت الماء لمدة 8 أيام، تم تحديد قيمة قوة الانثناء 6,3 MPa.

انكماش وتورم وزحف الخرسانة

الانكماش والتورم. انكماش الشقوق. ضغوط الانكماش. إذا تعرضت الأجسام الخرسانية التي تم الحفاظ عليها في حالة رطبة للتجفيف، فإن التجفيف يبدأ من السطح ويتقدم نحو الداخل. من الخارج، يمكن أن تجف الخرسانة بالهواء تقريبًا بينما لا يزال قلبها رطبًا. تميل الطبقة الجافة إلى الانكماش، بينما لا تنكمش الطبقة الرطبة، أو تتقلص إلى حد صغير فقط. ونتيجة لذلك، في مثل هذا الجسم الخرساني، تظهر ضغوط الشد على الأسطح الخارجية، وضغوط الضغط في القلب.

إذا تجاوزت قوى الشد قوة الشد للخرسانة ستظهر تشققات بسبب الانكماش تخترق بشكل أعمق أو أقل عمقاً باتجاه القلب، وتظهر في الأماكن ذات القوة الأقل. ومع تقدم عملية التجفيف، يتقلص اللب تدريجيًا، وتقل ضغوط الشد على الأسطح الخارجية.

الشكل. 3.

الشكل. 4.

تعتمد كمية انكماش الخرسانة على نوع الأسمنت، كمية الأسمنت، كمية الماء أثناء التحضير، على التركيب الحبيبي ومرونة الركام الحجري، وكذلك على العمر، وخاصة على طريقة الصيانة والمناخ، وإلى حد كبير على أبعاد العنصر الخرساني.

التغيرات الطولية للخرسانة في الأعمدة والجسور المعرضة للتحميل طويل الأمد. الزحف الخرساني. الأعمدة التي وقفت تحت الحمولة المسموح بها في مساحة سفلية جافة لمدة ثلاث سنوات، وكانت مصنوعة من الخرسانة ذات التركيب العادي، تم تقصيرها باستمرار حسب الشكل. 3، وأكثر بكثير من الأعمدة المتساوية لكن المفرغة. وتسمى هذه التشوهات، التي تحدث ببطء، متغلبة على درجة انكماش الخرسانة المفرغة، بـ “الزحف”. تعتمد درجة الزحف على تركيبة الخرسانة وحجم الحمل ومدته وكذلك على رطوبة الخرسانة. تزحف الخرسانة الرطبة بدرجة أقل بكثير من الخرسانة الجافة، شكل. 4. الخرسانة التي تم تجفيفها لفترة طويلة دون التعرض للحمل تزحف قليلاً تحت الحمل. أثناء تحميل الشد، يحدث الزحف إلى حد مماثل كما يحدث أثناء تحميل الضغط، الشكل 1. 5.

زحف الخرسانة، أي أن الخضوع المستمر للخرسانة تحت الحمل يؤدي إلى زيادة حصة التسليح في استقبال الحمل في الخرسانة المسلحة، والذي في حالة الأعمدة شديدة التسليح يمكن أن يؤدي إلى تخفيف كبير للخرسانة نفسها.

الشكل. 5.

الشقوق والتشوهات: اتجاهات الانكماش والزحف الموضحة ليست أساسًا كافيًا لتقييم الشقوق أو الانحرافات أو قدرة التحمل أو متانة كائن معين. يلزم إجراء فحص وتوثيق وقياسات وحسابات للبناء الحالي؛ بالنسبة للبناء الجديد، يكون المشروع وخصائص المواد والظروف البيئية وتسلسل البناء واللوائح السارية ذات صلة.

مقاومة الانزلاق بين التسليح والخرسانة

يجب أن تتلقى حديد التسليح في المنشآت الخرسانية المسلحة قوى الشد بشكل كامل عندما يتم تجاوز مقاومة الخرسانة أثناء الشد بسبب انكماش الخرسانة وتأثير القوى الخارجية. ولهذا الغرض يجب أن يكون التسليح قادراً على نقل أحماله إلى الخرسانة من خلال الأسطح الملامسة للخرسانة، وبحيث لا ينكسر تثبيت التسليح تحت الأحمال المسموح بها. يتم تأمين التثبيت بواسطة خطافات في نهاية القضبان. أنواع قضبان التسليح الموجودة، ويتم التقسيم على أساس الأضلاع المستعرضة، هي: B500A (شريط أملس)، B500B (شريط مع أضلاع في اتجاه واحد) وB500C (شريط مع أضلاع في اتجاهين) الاتجاه).

طبقة التسليح والحماية: العلامات التاريخية ووصف الأضلاع وطريقة التثبيت ليست أساس اختيار أو تفصيل التعزيزات الحالية. يتم تحديد نوع الفولاذ والقطر والمفاصل والتثبيت والتداخل والتباعد والطبقة الواقية والتركيب من قبل المشروع ويتم تأكيدها من خلال الوثائق والتفتيش الذي يمكن تتبعه في موقع البناء.

مقاومة الملاط الأسمنتي والخرسانة للتآكل

قذائف الهاون حسب الشكل. 18 جيدة أيضًا بشكل خاص في هذا الصدد؛ وبقدر ما يتعلق الأمر بالتركيبة الحبيبية، يجب عمومًا اتباع التعليمات المذكورة أعلاه فيما يتعلق بقوة الضغط. بالإضافة إلى ذلك، يوصى باستخدام الحجر الذي يُظهر مقاومة عالية للتآكل والتأثير. تزيد الخلطات الأكثر مقاومة من الحجر الصلب الجيد من مقاومة التآكل للخرسانة إذا كان لها حجم وشكل حبيبات مناسبين. تتآكل الخرسانة الرطبة بشكل أسرع من الخرسانة الجافة؛ الرطوبة تساعد على الصنفرة.

مقاومة الخرسانة للعوامل الجوية

عندما يكون من الضروري تحديد الشروط اللازمة لإنتاج الخرسانة المقاومة للعوامل الجوية، ينبغي للمرء أولاً أن يبدأ من الخبرة المكتسبة في الهياكل التي تم بناؤها مسبقًا. بادئ ذي بدء، ينبغي الاهتمام بما يلي:

• كيفية اختيار الحجر؟ - غالبًا ما تكون هناك صعوبات عند اختيار الحجر لأسباب اقتصادية، سواء كان من الضروري استخدام حجر، مثل الرمل المسحوق أو الحجر المسحوق، قد يتبين أنه مسطح وبالتالي يتسبب في ضعف التضمين للخرسانة، أو ما إذا كان حجرًا ذو مقاومة غير كافية لتأثيرات الطقس. في هذا الصدد، يجب وضع متطلبات صارمة، بحيث يتم استخدام الحجر الذي يتمتع بمقاومة جيدة للطقس فقط للخرسانة الخارجية
• ما هي كمية الأسمنت اللازمة للخرسانة؟ - على الأسطح الخارجية يجب أن تكون الخرسانة مقاومة للماء بدرجة كافية. ولهذا الغرض يمكن استخدام ما تم تحديده حول تأثير التركيب الحبيبي للخرسانة على نفاذية الماء، وبناء على ذلك يمكن تحديد الكمية المطلوبة من الأسمنت. تتراوح بعض الكميات المثالية من الأسمنت بين 300-350 kg لكل متر مكعب من الخرسانة، ولكن هذا يمكن أن يختلف كثيرًا من حالة إلى أخرى (يعتمد ذلك على العديد من العوامل).
• ما نوع التحبيب وما هي خصائص التركيب الحبيبي للخرسانة التي يجب أن نسعى جاهدين لتحقيقها؟ - يعتمد ذلك على كل حالة على حدة - يكون تجمع النهر أكثر ملاءمة، وتكوينه غير متساو؛ يمكن أن يكون الركام المسحوق ذو جودة أفضل في بعض الجوانب، ولكنه يحتوي على حبيبات حادة يمكن أن تكون ضارة في بعض الخلطات الخرسانية.
• ما هي قوة الخرسانة المطلوبة؟ - الإجابة على هذا السؤال أصعب بكثير من الأسئلة التي تمت مناقشتها بالفعل. ولذلك فإن جميع المقترحات السابقة تشير إلى فرص محدودة. من أجل حل هذه المشكلة، تم إجراء العديد من الاختبارات التي أظهرت القوة التي يجب أن تتمتع بها الخرسانة لكي تظل مقاومة للتجميد والذوبان الدوريين لفترة طويلة. تم الاستنتاج أن الخرسانة، قبل تعرضها المتكرر للتجميد والذوبان، يجب أن تظهر قوة ضغط لا تقل عن 15 MPa. إذا تمت معالجة الخرسانة من الخارج، فستكون هناك حاجة إلى قوة أعلى؛ في مثل هذه الحالة، يوصى بتوفير 25 MPa على الأقل.
• ما هو اتساق الخرسانة المناسب؟ - أما بالنسبة لاتساق الخرسانة، فهناك حاليا فهم بأنه يجب على المرء أن يكون حذرا مع الخرسانة المصبوبة، لأنه مع كمية كبيرة من الماء، فإنه يساعد على الإفراز، وتتجلى عواقب ذلك في الطريقة التي تظهر بها طبقة أكثر أو أقل وضوحا من الملاط الناعم الحبيبات والغني بالمياه على كل طبقة مصبوبة. هذا الملاط لديه قوة أقل، وقدرة أكبر على امتصاص الماء، وما إلى ذلك.
• إلى أي مدى يجب أن يؤخذ شكل الجسم بعين الاعتبار؟ - على سبيل المثال، إذا تم تنعيم السطح الخارجي، فسيتم الاحتفاظ بكمية أكبر من الثلج والجليد على جزء كبير من الخرسانة مقارنةً بمعالجة الجدار بأسطح ناعمة. يمكن أن يستمر النقع لفترة طويلة، وبالتالي فإن التجميد والذوبان في الحالة الرطبة أكثر شيوعًا. الهدف هو إبقاء الثلج والجليد والحطام على المبنى قصيرًا قدر الإمكان.

في حالة معالجة الخرسانة من الخارج، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه نتيجة لذلك تصبح نفاذية الماء أعلى كقاعدة عامة ويتم تكسير القطع الكبيرة من الركام الموجودة على السطح بأداة قطع الحجر. إذا كانت الخرسانة المعالجة تحتوي على تسليح، فيجب الحذر بشكل خاص للحفاظ بشكل كافٍ على التأثير الوقائي للخرسانة (الطبقة الواقية) للتسليح. يمكن منع تغلغل الماء في الخرسانة إلى حد ما عن طريق الطلاءات/المضافات.

لا يتم تحديد المتانة بقيمة واحدة: يتطلب التعرض للماء والصقيع والأملاح والبلى والتأثيرات الكيميائية اختيارًا منسقًا للمواد، وطبقة واقية مصممة، وتركيبًا ورعاية يتم التحكم فيهما، وحل مشكلة الصرف، وعمليات الفحص والصيانة المنتظمة. لا يمكن للطلاء أو المادة المضافة وحدها أن تعوض التركيب غير الصحيح أو سوء التركيب أو الشقوق أو الطبقة الواقية غير الكافية أو احتباس الماء الذي لم يتم حله.