الرئيسية العلوم والمعرفة الخرسانة ومكوناتها

الخرسانة ومكوناتها

الخرسانة ومكوناتها
تعريف الخرسانة

الخرسانة هي المادة الرئيسيّة الداخلة في صناعة البناء، وتدخل في تشكيل العناصر الإنشائيّة ضمن المنشآت وهي العناصر التي تكون معرّضة للحمولات مثل:

  • جدران القص.
  • الجدران الاستناديّة.
  • الجوائز (الكمرات).
  • الأساسات بأنواعها.
  • الأعمدة.
  • البلاطات.
مكونات الخرسانات

تتكوّن الخرسانة بصورة عامة من ثلاثة عناصر رئيسيّة التي تشمل:

  • الإسمنت: المادة الرابطة، وله أنواع كثيرة وأصناف مختلفة.
  • الركام: الذي يشمل الرمل والبحص أو الحجر والصخور، وله تأثير كبير على جودة الخليط بشكل عام والتي تضاف بشكل مدروس بالاعتماد على التدرج الحبيبي للحصويات.
  • الماء: يشكل عنصرًا هامًا في الخلطات الخرسانيّة، ويوفر الوسط المناسب لحدوث تفاعلات التصلّب بالإضافة إلى توفير قابلية تشغيل الخرسانة.
أنواع الخرسانات

توجد العديد من الأنواع المختلفة للخرسانة التي تختلف عن بعضها من ناحية التحضير أو الاستخدام وفيما يلي بعض من أبرز هذه الأنواع:

  • عادية: تتألف من الخرسانة بشكل كامل وتوجد في العناصر الإنشائيّة التي تخضع لإجهادات الضغط فقط مثل عتبات الأبواب
  • مسلّحة: يتم تدعيمها بحديد التسليح، وتستخدم على نطاق أوسع بكثير فهي تدخل في جميع العناصر الإنشائيّة تقريبًا (بلاطات – أعمدة – كمرات)، حيث أنّها تقاوم إجهادات الضغط فقط لذلك نلجأ إلى استخدام الحديد الذي يتمتع بقدرة كبيرة على مقاومة إجهادات الشد.
  • مسبقة الإجهاد: من الأنواع الشائعة بكثرة لما تقدمه من مزايا كبيرة، حيث تُصنع العناصر الخرسانيّة في مصانع مختصة تعمل على إكسابها إجهادات ضغط مناسبة قبل تحميلها لتجعلها عناصر مسبقة الإجهاد ويمكن تركيبها بشكل مباشر في المشروع. 1Royal Society of Chemistry
استخدام البكتيريا لتعزيز مقاومة الخرسانة

تعتبر الخرسانة ، بتكلفتها المنخفضة ، وقوتها الانضغاطية الجيدة ، وراحتها التصنيعية واحدة من أكثر المواد المستخدمة على نطاق واسع في البناء. ومع ذلك، مع تسارع التحضر ، فإن الركام الطبيعي للخلط بالخرسانة ، مثل الرمل والحصى ، غير متوفر. على الرغم من أن المواد المعاد تدويرها يمكن أن تحل محل الخليط الطبيعي لإنتاج الخرسانة الخشنة المعاد تدويرها (RCAC) ، إلا أنها قد تسبب مشاكل مختلفة خاصة في المناطق الباردة ، دورات التجميد والذوبان إتلاف الخرسانة ، مما يؤدي إلى مشكلات تتعلق بالسلامة.

طبق باحثون في قسم الهندسة المدنية بجامعة شيان جياوتونغ ليفربول بكتيريا على الركام الخشن المعاد تدويره (RCA) وعززوا قوة الخرسانة ومتانتها. يمكن أن يتحمل RCAC المعالج 225 دورة تجميد-إذابة ، أي 75 دورة أكثر من تلك التي لم تتم معالجتها ، مما يجعله مناسبًا للاستخدام على نطاق واسع في المناطق الباردة.

الطرق التقليدية

إن الطرق التقليدية لتحسين مقاومة تجميد الخرسانة للذوبان غير مستدامة على المدى الطويل. “هذه الطرق ، مثل:

  • تقليل نسبة الماء إلى الإسمنت وزيادة المضافات الكيميائية ، تزيد من استخدام المواد الكيميائية ، مما يترك آثارًا ضارة على الاستدامة. في المقابل ، نقدم حلاً صديقًا للبيئة. تستخدم طريقتنا بكتيريا نزع النتروجين ولا “تحتوي أو تخلق مواد سامة أو ملوثة”.
  • انخفاض في امتصاص الماء حيث أن تقليل امتصاص الماء أمر بالغ الأهمية لتعزيز مقاومة RCAC للتجميد – الذوبان. أثناء دورات التجميد، الذوبان ، يخترق الماء الخرسانة ، مما يخلق تشققات في الهيكل ويقلل من متانته. عندما يتجمد الماء ، يتمدد. كلما زاد الماء ، زاد التمدد  وكلما زاد التمدد، زاد الضرر. “إذا لم يتم معالجتها بواسطة البكتيريا ، فإن استخدام RCA في الخرسانة يمكن أن يزيد من امتصاص الماء بسبب هيكلها الرخو ومساميتها العالية ، في حين يمكن البكتيريا نزع النتروجين أن تسد الثقوب حيث يدخل الماء ، مما يقلل بشكل فعال الماء الحر الممتص داخل الخرسانة بنسبة 33٪. يمنع امتصاص الماء من الخارج وبالتالي يقلل التمدد من الداخل “.
هيكل أكثر ثباتاً

يمكن للبكتيريا أيضًا تحسين قدرة الخرسانة على مقاومة تمدد تجميد الماء من خلال إنشاء بنية أكثر ثباتًا  “تمتلئ الفراغات والمسام في RCAC ببلورات كربونات الكالسيوم التي أنشأتها البكتيريا ، مما يجعل الهيكل أكثر كثافة ويقلل من تأثير تمدد المياه المجمدة يمكن للبكتيريا المزيلة للنيتروجين تحسين قوة الضغط وقوة الشد  بنسبة 30.3٪ و 20.3٪ على التوالي ، علاوة على ذلك ، تستهلك البكتيريا كمية زائدة من هيدروكسيد الكالسيوم أثناء عملية التمعدن الحيوي ، مما يجعل الخرسانة أكثر مقاومة للصقيع ، ويعتبر هيدروكسيد الكالسيوم بين الركام ومصفوفة الإسمنت بشكل عام عوامل سلبية من حيث القوة والمتانة “.

على الرغم من أن هذه الطريقة الجديدة قد زادت بشكل كبير من مقاومة التجمد والذوبان في RCAC ، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتعزيز المقاومة باستخدام المواد النانوية أو غيرها من المواد الإسمنتية باستخدام طرق التمعدن الحيوي ، كما يقول البروفيسور تشين. “يحتاج البحث المستقبلي إلى التحقيق في التكلفة الاقتصادية وتحديد الأثر البيئي من خلال تقييم دورة الحياة. 2Science X Network

فريق فلويد بيديا Floydpedia التصنيفات
الأديان الإبراهيمية
الإسلام والحياة
الحياة والمجتمع
التعليم
التاريخ
الجغرافيا
التغذية
الرياضة والبدن
الصحة والطبابة
العلوم والمعرفة
الأداب واللغات
التجارة والإقتصاد
التكنولوجيا والتقنيات
شخصيات وسير ذاتية
السياحة والسفر
الموضة والزينة

 

المقال السابقجدار القص وأنواعه Shear Walls
المقال التاليبرنامج Overjet لمساعدة أطباء الأسنان