الخرسانة المضغوطة الأسطوانية

تسبب تطوير واستخدام الخرسانة المضغوطة (RCC) في أوائل السبعينيات من القرن الماضي في حدوث تحول كبير في ممارسة بناء السدود والأقفال الخرسانية الجماعية. تم استخدام هذا النوع من الخرسانة على نطاق واسع في أعمال الردم والقاعدة الفرعية وبناء الرصيف الخرساني. كما تم استخدامه لبناء سدود الجاذبية الخرسانية بسبب محتوى الأسمنت المنخفض ودمج الرماد المتطاير الذي يقلل من حرارة الماء ، مقارنة بمواضع الخرسانة الكتلية التقليدية. وجدت RCC قبولًا كبيرًا في بناء مناطق وقوف السيارات التجارية ، ومرافق التخزين الصناعية ، وأرصفة وقوف السيارات ، ومناطق نقل النفايات ، وميناء الحاويات ، ومناطق تخزين الرصيف ، ومحطات الشاحنات والشحن ، والتطبيقات العسكرية حيث تكون سرعة البناء ضرورية ، ومنخفضة الحجم ، الطرق الحضرية / الريفية ، والأكتاف الصلبة.

تقدم RCC مزايا عديدة على طرق صب الخرسانة التقليدية. على سبيل المثال ، استهلاك الأسمنت أقل ، والقوالب غير مطلوبة بسبب طريقة “وضع الطبقة” ، وتبريد الأنابيب غير ضروري بسبب ارتفاع درجات الحرارة المنخفضة. يسمح RCC بنقل الخرسانة بواسطة شاحنات قلابة نهائية ، أو نشرها بواسطة جرافات صغيرة ، أو رصف الأسفلت المعدلة بشكل خاص وضغطها بواسطة بكرات اهتزازية. وبالتالي ، يمكن تقليل تكلفة النقل والتنسيب وضغط الخرسانة بشكل كبير. أظهرت التجربة أنه مع سدود RCC يمكن الانتهاء منها قبل عام إلى عامين.

يعرف ACI 207.5R-89 RCC كخرسانة مدمجة بواسطة طرق ضغط الأسطوانة. إنها تختلف بشكل أساسي عن الخرسانة التقليدية في متطلبات الاتساق ، حيث يجب أن تدعم الأسطوانة أثناء ضغطها. RCC عبارة عن خرسانة صفرية الركود تعتمد خصائصها بشدة على نسب الخليط وجودة الدمك وطبقة السماكة المطبقة. إذا كان الرفع رقيقًا جدًا ، فستكون معدلات التنسيب صغيرة ، مما يقلل من مزايا استخدام RCC بينما إذا كان سميكًا جدًا ، فقد لا يكون الضغط مناسبًا ، مما يؤدي إلى إنشاء طبقات أفقية ذات مسامية أعلى ، مما يضر بالقوة والمتانة. يتم استخدام السماكات التي تتراوح من 15 إلى 90 سم بشكل عام. يجب أن يتم الضغط في غضون 15 دقيقة ولكن في موعد لا يتجاوز 45 دقيقة بعد الخلط. حافظ على السطح رطبًا جيدًا ، مع مركبات المعالجة ، حتى يتم وضع الطبقة التالية ، حسب الضرورة. يمكن تحسين الترابط بين الطبقات المختلفة عن طريق تقليل وقت الصب و/ أو زيادة محتوى عجينة المخاليط. عند استخدامها في تطبيقات الرصف والردم ، غالبًا ما يشتمل RCC على مجاميع خرسانية معاد تدويرها مشتقة من الأرصفة التي يتم استبدالها.

يتناسب RCC بشكل عام ، مما يؤدي إلى تحسين محتوى الماء بحيث ينتج أعلى كثافة جافة. لا تعتمد على الطريقة التقليدية لتقليل نسبة الماء إلى الأسمنت لتعظيم قوة الخرسانة. بدلاً من ذلك ، تعتبر كمية الماء الأكثر ملاءمة لتشغيل الأسطوانة الاهتزازية على المزيج الرطب هي الأمثل. بالنسبة لجميع أعمال الخرسانة الجماعية ، يوصى باستخدام الأسمنت المولّد للحرارة المنخفضة والمضافات المعدنية مثل الرماد المتطاير (الفئة C أو الفئة F) والحجر الجيري والخبث والبوزولان الطبيعي. حجم الركام الخشن له تأثير كبير على درجة الضغط في الطبقات الصغيرة. إنه أقل تمييزًا في الطبقات السميكة نسبيًا ، خاصة عند استخدام بكرات اهتزازية كبيرة. وبالتالي ، نادرًا ما يتم استخدام الركام الذي يزيد قطره عن 76 مم في RCC لتجنب المشاكل في انتشار الطبقة وضغطها.

لا توجد منهجية معملية مقبولة بالإجماع لمحاكاة الظروف الميدانية في تحضير العينات المختبرية. يتم استخدام ASTM C 1176 لعمل عينات اختبار أسطوانية من الخرسانة عندما تكون الإجراءات القياسية للدرفلة والاهتزاز الداخلي ، كما هو موضح في ممارسة ASTM C 31 ، غير عملية. يتم استخدامه للخلطات الخرسانية الصلبة إلى شديدة الجفاف المستخدمة بشكل شائع في البناء الخرساني المضغوط. يتم استخدام هذه الممارسة بدلاً من القضبان أو الاهتزازات الداخلية ، والتي لا يمكنها دمج الخرسانة بشكل صحيح من هذا الاتساق. يمكن تحديد المعايير الرئيسية لأداء RCC على النحو التالي:

** قوة الخرسانة: ** عندما يتجاوز حجم العجينة حجم الفراغات بين الركام ، فإن قوة الضغط الناتجة تعتمد على نسبة الماء إلى الأسمنت ، كما تنبأت قاعدة أبرام. عندما لا تملأ عجينة الأسمنت الفراغات بين الركام ، فإن قاعدة أبرام لا تنطبق وغالبًا ما تصبح القوة دالة على محتوى الرطوبة.

** معامل المرونة وتوزيع بواسون: ** معامل المرونة للخرسانة هو عامل ميكانيكي مهم للغاية يعكس قدرة RCC على التشوه بشكل مرن. يتم تعريفه على أنه منحدر منحنى الإجهاد والانفعال ضمن الحد النسبي للمادة. كما هو الحال مع الخرسانة التقليدية ، فإن معامل المرونة لـ RCC هو دالة على حجم ونوع الركام ودرجة الماء ونسبة الماء إلى الأسمنت. تتناسب الضغوط الحرارية الناتجة عن حرارة الإماهة مع معامل المرونة الخرساني. لذلك ، فإن تصميمات الخلطات الخرسانية ذات معامل المرونة المنخفض هي الأكثر جاذبية.

** الزحف: ** يُعرّف الزحف الخرساني بأنه تشوه هيكل تحت الحمل المستمر. في الأساس ، يمكن أن يؤدي الضغط أو الضغط على المدى الطويل على الخرسانة إلى تغيير شكلها. يحدث هذا التشوه عادة في اتجاه القوة المطبقة. عادةً ما يرتبط RCC ذو الزحف العالي بالخرسانة ذات مقاومة الضغط المنخفضة ومعامل المرونة المنخفض. يعتمد التشوه طويل المدى لـ RCC على كمية ونوع الركام ونسبة الماء إلى الأسمنت وعمر التحميل ومدة التحميل. كما تظهر الخرسانة الخالية من الدهون بكميات كبيرة من الغرامات زحفًا كبيرًا.

** الخواص الحرارية: ** بالنسبة للخرسانة الكتلية التقليدية ، فإن ارتفاع درجة الحرارة الحافظة للحرارة ، أي بدون اكتساب أو فقدان للحرارة ، هو عامل لكمية ونوع المادة الأسمنتية المستخدمة في الخرسانة المسلحة بالخرسانة. تعتمد الحرارة النوعية والتوصيلية ومعامل التمدد الحراري على نوع الركام المدمج في الخليط.

** المتانة: ** يُعد معامل نفاذية RCC معلمة مهمة لأداء السدود على المدى الطويل ، خاصةً في حالة عدم استخدام غشاء غير منفذ عند واجهة السد. يجب ألا يتجاوز المحتوى الرطوبي للخرسانة نقطة التشبع الحرجة في RCC غير الهوائية لمقاومة أعمال التجوية وإلا ستكون مقاومة دورات ذوبان التجميد ضعيفة.

على الرغم من أن المضافات الكيميائية قد تظهر فعالية محدودة في مخاليط RCC ذات القوام الجاف ، فمن المعتاد استخدام مضافات مخفضة للماء وحبس الهواء لتحسين قابلية التشغيل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون دمج مواد التثبيط الإضافية ذا أهمية خاصة لتمديد الوقت المنقضي قبل تصلب الخرسانة وتقليل مخاطر الوصلات الباردة مع عمليات التوضيع اللاحقة.

مراجع:

• ACI 207.1-R05، “Guide to Mass Concrete”، American Concrete Institute، 2005. ”
• ASTM C 1176 / C1176 M - 08 ، “الممارسة القياسية لتصنيع الخرسانة المضغوطة الأسطوانية في قوالب الأسطوانات باستخدام منضدة اهتزاز.”
• ASTM C31 / C31M - 12 ، “الممارسة المعيارية لصنع وعلاج عينات اختبار الخرسانة في الميدان”