شروخ الخرسانة اللدنة والمتصلدة

1- شروخ الانكماش اللدن للخرسانة Plastic shrinkage cracks

تحدث شروخ الانكماش للخرسانة الطرية في السطح العلوي لخرسانة الأرضيات و الأسقف او للعناصر الأخرى التي بها مساحة سطح كبيرة عند تعرض خرسانة الأسطح لمعدل عالي من بخر الماء نتيجة لانخفاض نسبة الرطوبة الجوية او ارتفاع درجة حرارة الجو او تعرض الأسطح لتيارات الهواء الشديدة .
و تحدث شروخ الانكماش للخرسانة الطازجة بعد الصب مباشرة و قبل البدء في عملية المعالجة عندما يكون معدل تبخر المياه أعلى من معدل خروج مياه النضج من الخرسانة مما يسبب انكماش الطبقة العليا من سطح الخرسانة و تولد اجهادات شد في هذه الطبقة مما يؤدي الى حدوث شروخ في جميع الاتجاهات في سطح الخرسانة .
تتراوح طول هذه الشروخ من عدة سنتيمترات الى عدة أمتار و تتباعد عن بعضها بمسافات مختلفة قد تصل الى ثلاثة أمتار و أحيانا تتكون هذه الشروخ بالعمق الكامل للخرسانة

 

يمكن تجنب هذه الشروخ في الأجواء الحارة بالطرق الآتية :
♦ تغطية الخرسانة بعد صبها مباشرة بغطاء من البلاستيك .
♦ عمل مصدات لتقليل سرعة الرياح .
♦ استعمال مظلات لتجنب درجة حرارة الشمس .
♦ استعمال الإضافات التي تقلل انكماش الخرسانة .
♦ استعمال مواد الخرسانة الحديثة .

2- الشروخ نتيجة هبوط الخرسانة اللدنة Plastic settlement cracks

بعد الصب و الهز و الدمك و التسوية يكون للخرسانة الطرية ميل للاستمرار في الاندماج و يتسبب وجود حديد التسليح او الخرسانة السابق صبها او الشدات في اعاقة خاصية استمرار الاندماج , و تتسبب هذه الاعاقة في حدوث شروخ او فراغات في الأماكن القريبة من مسببات الاعاقة .
تزداد شروخ الهبوط بزيادة قطر حديد التسليح و زيادة سيولة الخرسانة و قلة سمك الغطاء الخرساني و عدم الاهتمام بهز و دمك الخرسانة و استعمال شدات تسمح بتسرب المياه , و يمكن التغلب على وجود هذه الشروخ بالطرق الآتية :
♦ استعمال اقل كمية ممكنة من مياه الخلط .
♦ الاهتمام بهز و دمك الخرسانة .
♦ زيادة الغطاء الخرساني .
♦ الاهتمام بتصميم الشدات الخرسانية .

3- الشروخ نتيجة لتحريك الخرسانة اللدنة أثناء التنفيذ

وهذه النوعية تحدث نتيجة تحرك الشدة او هبوط الأرض و ان هذا التحرك يؤدي الى هبوط الشدة و أحيانا الى انهيارها و ذلك نتيجة لأنواع التالية :
♦ قصور في تصميم الشدة نفسها من حيث اتزانها تحت أسوأ الظروف التي تتعرض لها
♦ زيادة الأحمال على الشدات أثناء التنفيذ و ذلك بوضع معدات و تشوين مواد عليها
♦ سوء تنفيذ و تجميع العناصر المكونة للشدة .
♦ سرعة إزالة الدعامات و فك الشدات قبل موعدها .
♦ سوء الأحوال الجوية التي من الممكن ان تتعرض له الشدات مثل المطر الشديد او الرياح الشديدة .
♦ تحرك الأرض اسفل الشدات .
♦ صب ووضع خرسانة مباشرة على تربة ضعيفة كما هو الحال في خرسانة الأرضيات .

 

شروخ الخرسانة المتصلدة

و هذا النوع من الشروخ يمكن تقسيمه الى :

1) شروخ غير انشائية : هي الشروخ التي ليس لها علاقة بالقوى الخارجية المؤثرة عليها و لكنها تظهر في الخرسانة لاسباب غير انشائية أما طبيعية او كيميائية او حرارية
2) شروخ انشائية : و هي نتيجة للقوى الخارجية التي تولد اجهادات شد لا تتحملها الخرسانة .

* الشروخ الغير انشائية

أ) الشروخ الطبيعية

و هذا النوع من الشروخ يحدث نتيجة للأسباب الآتية :
♦ استخدام ركام قابل للانكماش Shrinkable aggregates حيث انه يعمل على زيادة انكماش الخرسانة عند الجفاف و بالتالي تشريخها .

♦ الانكماش طويل المدى عندما تجف الخرسانة بعد تصلدها

Long – term drying shrinkage
و هذا بدوره كما نعلم يعمل على توليد شروخ في الخرسانة مع الزمن إذا حدث لها تقييد على الحركة و ان عرض الشروخ و اماكن تولدها في هذه الحالة تتوقف على :
-- مكونات الخرسانة و خواص المواد الداخلة فيها و نسبتها و بالأخص محتوى الأسمنت و الماء , أي مقدار الانكماش الكلي المحتمل حدوثه للخرسانة .
-- نسبة حديد التسليح و مكانها .
-- قطر حديد التسليح المستخدم و سمك الغطاء الخرساني .
-- معالجة الخرسانة .
-- تزويد المنشأ بالوصلات اللازمة .
-- سمك القطاع الخرساني و سطح تعرضه للجو .
-- رتبة حديد التسليح المستخدم .

ب) شروخ التفاعلات الكيميائية Chemical reaction cracks

تحدث شروخ التفاعلات الكيميائية أما من ناتج استعمال مواد قابلة للتفاعل مع الأسطح الخرسانية او نتيجة لاحتواء مكونات الخرسانة (الركام و الماء) على مواد لها قابلية التفاعل مع الأسمنت , و من أمثلة مكونات الخرسانة التي تتفاعل مع الأسمنت مواد الركام التي تحتوي على السيليكا النشطة التي تتفاعل مع الأسمنت و تتسبب في زيادة امتصاص مياه الخلط و تمدد الخرسانة داخليا و حدوث شروخ في السطح الخارجي للخرسانة كذلك استعمال الركام الذي يحتوي على نوعيات خاصة من الكربونات التي تتفاعل مع الأسمنت و تسبب حدوث شبكة من الشروخ السطحية في الخرسانة كما هو موضح في شكل ....... و يمكن تفادي حدوث شروخ التفاعلات الكيميائية الناتجة عن مكونات الخرسانة و ذلك بالاختبار الصحيح للركام و عمل الاختبارات اللازمة لتحديد نوعية الركام و استعمال الأسمنت المنخفض القلوية في حالة الضرورة القصوى لاستعمال الركام الذي له قابلية التفاعل مع الأسمنت
كذلك فان استعمال مياه تحتوي على مواد كيميائية مثل الكبريتات لخلط الخرسانة يتسبب في حدوث تفاعل مع عجينه الأسمنت و زيادة حجمها و بالتالي تولد اجهادات شد داخلية تؤدي في النهاية الى انهيار الخرسانة , و يتفاعل أيدر وكسيد الكالسيوم الموجود في العجينة الأسمنتية مع ثاني اوكسيد الكربون الموجود في الأجواء الصناعية و يكون كربونات الكالسيوم ذات الحجم الأقل بالنسبة لايدروكسيد الكالسيوم مما يسبب انكماش العجينة الأسمنتية Carbonation shrinkage و تتكون الشروخ السطحية في الخرسانة الطرية .

** صدأ حديد التسليح :

تعتبر عملية صدأ الحديد عملية كهروكيميائية و تحدث عند الفاصل بين حديد التسليح و الخرسانة , نتيجة التفاعل السابق فانه تتواجد مركبات الصدأ عند الانود و بالتالي يزداد قطر السيخ عند الانود مما يسبب اجهادات الضغط على الخرسانة فتتولد Radial cracks ثم ينتشر الصدأ في الاتجاه الطولي فتتولد Long cracks بعد ذلك تتحول مركبات الصدأ الى بودرة تتساقط من على سطح السيخ مما يسبب بقع ( صفراء/ حمراء ) تظهر على سطح المنشأ و كذلك يقل قطر السيخ حتى ينكسر الى جزئين .

 

ج) الشروخ الحرارية Thermal cracks

و هذه النوعية من الشروخ تنشأ نتيجة لأنواع الآتية :

التجمد و الذوبان

و هذه الشروخ تنشا عندما تتعرض الخرسانة المشبعة بالماء لانخفاض في درجة الحرارة الى ما دون الصفر المئوي , عندها يحدث تجمد للماء في الفراغات الشعرية الموجودة في الخرسانة و انه كلما كان الفراغ صغيرا كلما احتاج الى درجة اكثر انخفاضا ليتجمد الماء الموجود به , و حيث ان حجم الماء المتجمد اكبر من حجم الفراغ الأصلي فان ذلك يسبب ضغوط على الخرسانة من الداخل و تتعرض الفراغات الشعرية الى قوى شد داخلية و بالتالي الى شروخ .

التقلص الحراري

كما هو معروف ان عملية التفاعل الكيميائي للأسمنت تكون مصحوبة بتوليد كمية من الحرارة تعرف بحرارة الاماهة Heat hydration و ان هذه الحرارة تتوقف على كمية الأسمنت و معدل التفاعل الكيميائي و نوع الأسمنت و حجم الكتلة الخرسانية الجاري صبها و أيضا درجة حرارة الجو المحيط بالخرسانة أي معدل انقشاع و تحرر
الحرارة من الكتلة الخرسانية و بالتالي نوع الشدة الخرسانية حيث أثبتت التجارب ان معدل تولد الحرارة في ( 24 ساعة الأولى ) سيكون اكبر في الغالب من معدل فقد الحرارة الى الجو المحيط و على ذلك فان درجة حرارة الكتلة الخرسانية سوف ترتفع , و لكن بعد بضعة أيام سينخفض معدل الحرارة الى ما دون معدل فقدها و في هذه الحالة فان الخرسانة سوف تبرد و هذه البرودة لخرسانة تكون غالبا مصحوبة بتقلص و نقص في أبعاد العنصر الخرساني و هذا التقلص لا توجد فيه مشاكل خطيرة و بالتالي شروخ إذا كانت الحركة او التقلص غير مقيدان , و نظرا لتواجد نوع من أنواع القيد سواء داخلي او خارجي في الطبيعة الأمر الذي سوف يؤدي الى حدوث تشريخ نتيجة لهذا التقلص .

 

 

 

الاجهادات الحراريةCracks due to temp. stresses

كما هو معروف فان آية زيادة في درجة الحرارة تعمل على تمدد الخرسانة بمقدار معين يتوقف على طول العنصر الخرساني و مقدار التغيير و الارتفاع في درجة الحرارة , و كما هو معروف أيضا انه إذا لم تكن الخرسانة مقيدة فانه لا خوف على الخرسانة من هذا التمدد , و إذا كانت مقيدة فسوف تحدث اجهادات شد و أخرى ضغط , و ان اجهادات الشد المتولدة إذا كانت اكبر من مقاومة شد الخرسانة و أم يوضع صلب تسليح لمقاومتها فستحدث الشروخ حتما , و لهذا يجب اخذ ذلك في الاعتبار مع عمل وصلات التمدد حسب الأصول و الاشتراطات الفنية للتنفيذ و الواردة في الاكواد الخاصة بالخرسانة المسلحة .

* الشروخ الإنشائية

أ‌)الشروخ الناتجة عن سوء طريقة التنفيذ

تختلف الأسباب التي تؤدي إلى الشروخ الناتجة عن سوء طريقة التنفيذ , و فيما يلي بعض الأمثلة للشروخ الناتجة عن سوء التنفيذ :

♦ إضافة كميات زائدة من المياه الى الخلطة الخرسانية لتسهيل صبها يؤدي الى ضعف مقاومة الخرسانة و تزيد من شروخ الهبوط و شروخ الجفاف , عندما يكون إضافة كميات المياه مصاحب لزيادة في محتوى الأسمنت يتسبب ذلك في زيادة فرق درجة حرارة التفاعل للأسمنت بين الأجزاء الداخلية و الخارجية مما يزيد في الشروخ الناتجة عن اجهادات الحرارة .
♦ عدم العناية الكافية بالمعالجة يتسبب في زيادة شروخ الانكماش .
♦ عدم الاهتمام بسلامة و قوة الشدات الخشبية للخرسانة يتسبب في هبوط الشدات مما يؤدي الى حدوث شروخ متنوعة في الخرسانة قبل تصلدها و اكتسابها القوة اللازمة لتحمل وزنها الذاتي .
♦ عدم وضع فواصل الصب في أماكنها الصحيحة التي تقل فيها الاجهادات يتسبب في حدوث شروخ بهذه الأماكن .

 

 

ب) الشروخ الناتجة عن زيادة الأحمال أثناء التنفيذ

في بعض الاحيان تكون الأحمال التي يتعرض لها المنشأ أثناء التنفيذ اكبر بكثير من الأحمال التصميمية و كمثال لذلك الأحمال الناتجة عن تشوين المواد و المعدات على بلاطات الأسقف .

كذلك يؤدي الاختيار غير الصحيح لنقط تحميل الوحدات الخرسانية الجاهزة أثناء النقل و التركيب الى حدوث اجهادات عالية في هذه الوحدات لم تؤخذ في الاعتبار أثناء التصميم مما يؤدي الى حدوث الشروخ و الانهيار الكامل لهذه الوحدات .

و يمكن تفادي الشروخ الناتجة عن زيادة الأحمال المسموح بها أثناء التنفيذ و كذلك النقط الصحيحة لتحميل الوحدات الجاهزة على اللوحات الإنشائية مع مراعاة ذلك و تنفيذه بدقة من جانب مهندس التنفيذ .

ج) الشروخ الناتجة عن اخطاء التصميم و التفاصيل الإنشائية

يختلف تأثير الأخطاء الناتجة من التصميم الإنشائية ابتداءا من سوء مظهر الخرسانة الى عدم تحمل المنشأ للأعمال التصميمين الى انتشار الشروخ المتنوعة انتهاء بالانهيار الكامل للمنشأ .

و يمكن التغلب على حدوث الجزء الأكبر من هذه الأخطاء بالاهتمام بالتصميم و التفاصيل الإنشائية و اتباع القواعد المنصوص عليها في القواعد التطبيقية لتنفيذ و تصميم المنشآت الخرسانية و كذلك المواصفات القياسية للمواد المستعملة و عمل الحسان الازمة لتحديد خواص التربة و نوعية الأساسيات المناسبة . 

(منقول)