ما هي الخرسانة ذاتية الدمك (SCC)؟ - ملف كامل

Self-compacting concrete الخرسانة المدموكة ذاتيًا (SCC) هي نوع خاص من الخرسانة التي لها القدرة على التماسك والدمك تحت الجاذبية، وملء جميع المساحات المطلوبة، وإنتاج خرسانة كثيفة ومنتهية / مشطبة بسلاسة عند وضعها في قوالب صب الخرسانة دون الحاجة إلى أي اهتزاز خارجي (هزازات). ترجع هذه الخاصية الخاصة للخرسانة ذاتية الدمك إلى قابلية التشغيل الممتازة التي تمتلكها في حالتها الطازجة، وقدرة الخرسانة على البقاء متماسكة دون فصل ونزيف عند صبها.

تم تطوير الخرسانة ذاتية الدمك في اليابان في الثمانينيات، ووجدت تطبيقات واسعة في صناعة البناء بسبب مزاياها العديدة. نتيجة لطبيعتها عالية التدفق، يمكن لـ SCC الاستقرار في قوالب صب وتعبئة المقاطع المسلحة بكثافة (تسليح كثيف) والمزدحمة والضيقة والعميقة تحت تأثير وزنها الذاتي. على عكس الخرسانة التقليدية، لا تتطلب SCC ضغطًا باستخدام القوة الخارجية من المعدات الميكانيكية مثل هزازات الغمر.

الاهتزاز غير مطلوب في الخرسانة المضغوطة ذاتيًا

اقرأالخرسانة البكتيرية أو الخرسانة ذاتية الشفاء لإصلاح الشروخ

ما هي الخرسانة ذاتية الدمك (SCC)؟ - ملف كامل

ما هي مزايا الخرسانة ذاتية الدمك؟

المزايا الشائعة للخرسانة ذاتية الضغط (SCC) هي كما يلي؛

  • مطلوب عمالة أقل لاهتزاز وضغط الخرسانة في الموقع.
  • يمكن صب قوالب القطاعات الخرسانية المزدحمة التسليح بسهولة أكبر.
  • يمكن صب القوالب الضيقة و / أو العميقة دون تكوين تعشيش.
  • لا يوجد خطر حدوث تلف في القوالب بسبب الاهتزاز كما هو شائع في صب الخرسانة التقليدية.
  • هناك مخاوف أقل متعلقة بالصحة والسلامة في الموقع.
  • يتم تحسين بيئة العمل بسبب قلة الضوضاء أو عدم وجود ضوضاء من معدات اهتزاز الخرسانة.

في كثير من الحالات، ترتبط الخرسانة ذاتية الدمك عادة بالخرسانة عالية القوة، ومن هنا جاء مصطلح "الخرسانة عالية الأداء ذاتية الدمك" (HPSCC). يمكن أن يكون للخرسانة عالية الأداء ذاتية الدمك مقاومة ضغط تتراوح بين 60-100 ميجا باسكال. يمكن أن تتمتع الخرسانة فائقة الأداء بمقاومة ضغط تصل إلى 150 ميجا باسكال. من المتوقع أن تمتلك الخرسانة عالية الأداء ذاتية الدمك الصفات التالية؛

  • القوة العالية
  • المتانة العالية
  • انخفاض الانكماش والزحف
  • من السهل وضعها وتوحيدها وتسويتها ودمكها
  • فعاله من حيث التكلفة

عند المقارنة بالخرسانة العادية، عادةً ما يتم إنتاج SCC باستخدام كمية كبيرة من الأسمنت / الحشو ، والملدنات الفائقة ، و / أو غيرها من المواد المضافة المعدلة اللزوجة. يرتبط محتوى الموثق التكميلي بمواد أخرى لاستبدال الأسمنت (CRMs) مثل الرماد المتطاير (FA)، وخبث الفرن العالي الحبيبي (GGBFS)، وغبار السيليكا (SF)، ورماد قشر الأرز (RHA)، وما إلى ذلك. عادة ما يتم تحسين قابلية التشغيل للخرسانة وخصائص الخرسانة المتصلدة. هناك حدود لحجم الركام أيضًا، مع أقصى مقاس موصى به للركام يبلغ 25 ملم.

لذلك، بالنسبة لـ SCC، الخصائص التالية مطلوبة؛

  • في الحالة الطازجة: قابلية تشغيل جيدة دون فصل
  • في الحالة المبكرة: لا توجد عيوب أولية أو تعشيش
  • في الحالة المتصلبة: قوة جيدة ومقاومة للهجمات الخارجية

اقرأ٢٥ نوعًا من الخرسانة المستخدمة في أعمال البناء

اختبارات الخرسانة ذاتية الدمك

وفقًا للإرشادات الأوروبية للخرسانة المدموكة ذاتيًا، لا تعد أي من طرق الاختبار في سلسلة EN 12350 الحالية "اختبارات الخرسانة الطازجة" مناسبة لتقييم الخصائص الرئيسية للخرسانة الطازجة ذاتية الدمك. يمكن تحديد قدرة الملء واستقرار الخرسانة المدموكة ذاتيًا في الحالة الطازجة من خلال أربع خصائص رئيسية. يمكن معالجة كل خاصية من خلال طريقة اختبار واحدة أو أكثر كما هو موضح أدناه؛

  • التدفق

اختبار تدفق الركود

  • اللزوجة (حسب معدل التدفق)

اختبار تدفق الركود T500 أو اختبار قمع V.

  • القدرة على المرور

اختبار L-box

  • الفصل

اختبار مقاومة الفصل (المنخل)

هناك اختبارات أخرى مناسبة يمكن إجراؤها على SCC الطازجة. يمكن استخدام اختبارات مثل اختبار Orimet و O-funnel لتقييم لزوجة SCC. يمكن أيضًا استخدام اختبارات U-box و J-ring لتحديد القدرة على اجتياز SCC الطازجة، بينما يمكن أيضًا استخدام اختبارات عمود الاختراق والتسوية لتحديد مقاومة الفصل.

تدفق الركود: تصف قيمة تدفق الركود قابلية التدفق لمزيج جديد في الظروف غير المحصورة. إنه اختبار حساس يتم تحديده عادةً لجميع SCC، باعتباره الفحص الأساسي للتأكد من توافق الخرسانة الطازجة مع المواصفات. عادة ما يتم الحصول على قيمة تدفق الركود من اختبار slump.


اللزوجة: يمكن تقييم لزوجة SCC بوقت T500 أثناء اختبار تدفق الركود أو تقييمها بوقت تدفق V-funnel. لا تقيس القيمة الزمنية التي تم الحصول عليها لزوجة SCC ولكنها مرتبطة بها من خلال وصف معدل التدفق. سيكون للخرسانة ذات اللزوجة المنخفضة تدفق أولي سريع جدًا ثم تتوقف. قد تستمر الخرسانة ذات اللزوجة العالية في الزحف للأمام على مدار فترة زمنية طويلة.

القدرة على المرور: تصف قدرة المرور قدرة المزيج الطازج على التدفق عبر المساحات الضيقة والفتحات الضيقة مثل مناطق التسليح المزدحم دون الفصل أو الانفصال أو فقدان التجانس أو التسبب في الانسداد. عند تحديد قدرة التمرير، من الضروري مراعاة هندسة وكثافة التسليح، والقدرة على التدفق / الملء، وحجم الركام الأقصى. يمكن تقييم ذلك باستخدام اختبار L-box.

مقاومة الانفصال: تعتبر مقاومة الفصل عنصراً أساسياً في التجانس والجودة في SCC. يمكن أن تعاني SCC من الفصل أثناء الصب وكذلك بعد الصب ولكن قبل التصلب. سيكون الفصل الذي يحدث بعد الصب أكثر ضررًا في العناصر الطويلة ولكن حتى في البلاطات الرقيقة أو النحيفة، يمكن أن يؤدي إلى عيوب سطحية مثل التشقق أو ضعف السطح.

تصبح مقاومة الانفصال محدد مهم مع فئات تدفق الركود الأعلى و / أو فئة اللزوجة المنخفضة ، أو إذا كانت الظروف تعزز الفصل. إذا لم يتم تطبيق أي من هذه، فعادة ما لا يكون من الضروري تحديد فئة مقاومة الانفصال.

متطلبات التناسق للخرسانة ذاتية الدمك

تدفق الركود

تصنف الإرشادات الأوروبية للخرسانة ذاتية الدمك تدفق الركود لـ SCC إلى؛

  • SF1 (550-650 mm
  • SF2 (660-750 mm
  • SF3 (760-850 mm

SF1 (550-650 mm مناسب للهياكل الخرسانية غير المسلحة أو المسلحة قليلاً المصبوبة من الأعلى مع الإزاحة الحرة من نقطة التسليم (مثل البلاطات السكنية)، والصب بواسطة نظام حقن المضخة (مثل بطانات الأنفاق)، والقطاعات التي تكون صغيرة بما يكفي لمنع التدفق الأفقي الطويل (مثل الخوازيق وبعض الأساسات العميقة).

SF2 (660-750 mm مناسب للعديد من التطبيقات العادية (مثل الجدران والأعمدة).

 SF3 (760-850 mm يتم إنتاجه عادةً بحجم أقصى صغير للركام (أقل من 16 ملم) ويستخدم للتطبيقات الرأسية في الهياكل شديدة الازدحام بالتسليح، والهياكل ذات الأشكال المعقدة، أو للتعبئة تحت القوالب. غالبًا ما يعطي SF3 تشطيبًا أفضل للسطح من SF2 للتطبيقات الرأسية العادية ولكن يصعب التحكم في مقاومة الانفصال.

اللزوجة

يتم تصنيف لزوجة SCC إلى:

  • (VS1 (V-funnel time ≤ 8 seconds
  • (VS2 (V-funnel time between 9 -25 seconds

تتمتع VS1 بقدرة تعبئة جيدة حتى مع التسليح المزدحم. إنها قادرة على التسوية الذاتية ولديها بشكل عام أفضل تشطيب للسطح. ومع ذلك، فمن المرجح أن تعاني من النزيف والانفصال.

لا يوجد حد أعلى للفئة VS2 ولكن مع زيادة وقت التدفق فمن المرجح أن تظهر تأثيرات متغيرة الانسيابية، والتي قد تكون مفيدة في الحد من الضغط على القوالب أو تحسين مقاومة الانفصال. قد تظهر آثار سلبية فيما يتعلق بإنهاء السطح (ثقوب) والحساسية للتوقف أو التأخير بين الدفعات المتتالية.

القدرة على المرور

من المهم تحديد فجوة المرور عند تحديد SCC. البعد المحدد هو أصغر فجوة (فجوة الحبس) والتي من خلالها يجب أن تتدفق SCC باستمرار لملء القوالب. هذه الفجوة عادة ولكن لا ترتبط دائمًا بمسافات التسليح البينية. ما لم يكن التسليح مزدحمًا جدًا، لا تؤخذ المسافة بين غطاء التسليح والقوالب في الاعتبار عادةً حيث يمكن أن تحيط SCC بالقضبان ولا تحتاج إلى التدفق المستمر عبر هذه المساحات.

فيما يلي أمثلة لمواصفات قدرة التمرير:

  • هياكل PA 1 ذات فجوة من 80 مم إلى 100 مم ، (على سبيل المثال ، الهيكل البسيط، الهياكل الرأسية)
  • هياكل PA 2 ذات فجوة من 60 مم إلى 80 مم ، (مثل هياكل الهندسة المدنية)

بالنسبة للبلاطات الرقيقة حيث تكون الفجوة أكبر من 80 مم وغيرها من الهياكل التي تكون الفجوة فيها أكبر من 100 مم، لا يلزم وجود قدرة مرور محددة. بالنسبة للهياكل المعقدة ذات الفجوة أقل من 60 مم، قد يكون من الضروري إجراء تجارب نموذجية محددة.

مقاومة الانفصال

تصنف مقاومة الانفصال من SCC إلى؛

  • SR1 (مقاومة الفصل ≤ 20٪)
  • SR2 (مقاومة الفصل ≤ 15٪)

SR1 ينطبق بشكل عام على البلاطات الرقيقة وللتطبيقات الرأسية بمسافة تدفق أقل من 5 أمتار وفجوة حصر أكبر من 80 مم.

SR2 يُفضل في التطبيقات الرأسية إذا كانت مسافة التدفق أكثر من 5 أمتار مع وجود فجوة حصر أكبر من 80 مم من أجل العناية بالانفصال أثناء التدفق. يمكن أيضًا استخدام SR2 للتطبيقات الرأسية الطويلة مع فجوة حصر أقل من 80 مم إذا كانت مسافة التدفق أقل من 5 أمتار ولكن إذا كان التدفق أكثر من 5 أمتار، فمن المستحسن أن تكون قيمة SR المستهدفة أقل من 10٪.

طريقة تصميم الخلطة للخرسانة ذاتية الدمك

يجب استخدام التجارب المعملية للتحقق من خصائص تركيبة الخلطة الأولية فيما يتعلق بالخصائص والفئات المحددة. إذا لزم الأمر، يجب إجراء تعديلات على تركيبة الخليط. بمجرد استيفاء جميع المتطلبات، يجب اختبار الخلطى على نطاق واسع في مصنع الخرسانة وإذا لزم الأمر في الموقع للتحقق من الخصائص الطازجة والمتصلبة.

مبادئ التصميم للخلطة:

لتحقيق التركيبة المطلوبة من الخصائص في خلطات SCC الطازجة:

  • يتم ضبط سيولة ولزوجة العجينة وموازنتها عن طريق الاختيار الدقيق والتناسب مع الأسمنت والإضافات، عن طريق الحد من نسبة الماء / المسحوق ثم إضافة مادة اللدائن الفائقة و (اختياريًا) خليط تعديل اللزوجة. التحكم الصحيح في هذه المكونات في SCC، وتوافقها وتفاعلها هو المفتاح لتحقيق قدرة ملء جيدة، وقدرة تمرير ومقاومة الفصل.
  • من أجل التحكم في ارتفاع درجة الحرارة والتشقق بالانكماش الحراري بالإضافة إلى القوة، قد يحتوي محتوى المسحوق الناعم على نسبة كبيرة من الإضافات من النوع l أو ll للحفاظ على محتوى الأسمنت عند مستوى مقبول.
  • العجينة أو المعجون هو وسيلة نقل الركام ؛ لذلك يجب أن يكون حجم العجينة أكبر من حجم الفراغ في الركام بحيث تكون جميع جزيئات الركام الفردية مغطاة بالكامل ومزيتة بطبقة من العجينة. هذا يزيد السيولة ويقلل احتكاك الركام.
  • يتم تقليل نسبة الركام الخشن إلى الناعم في الخليط بحيث تكون جزيئات الركام الخشنة الفردية محاطة بالكامل بطبقة من العجينة. هذا يقلل من تشابك الركام والتعليق عندما تمر الخرسانة عبر فتحات ضيقة أو فجوات بين التسليح ويزيد من قدرة المرور لـ SCC.

يعتمد تصميم الخلطة بشكل عام على النهج الموضح أدناه:

  • تقييم الطلب على المياه وتحسين تدفق واستقرار المعجون.
  • تحديد نسبة الرمل وجرعة المضافات لإعطاء المتانة المطلوبة.
  • اختبار الحساسية للاختلافات الصغيرة في الكميات (المتانة).
  • إضافة كمية مناسبة من الركام الخشن.
  • إنتاج SCC الطازجة في خلاط المختبر، وإجراء الاختبارات المطلوبة.
  • اختبار خصائص SCC في الحالة الصلبة.
  • إنتاج خلطات تجريبية في خلاط المصنع.

مهندس محمد

مهندس مهتم بعلوم الهندسة المختلفة وخاصة علم البناء والتشييد ونشر الوعي الهندسي. https://m.facebook.com/zahymar

يسعدنا أن نسمع منكم.

إرسال تعليق (0)
أحدث أقدم