الخرسانة ذاتية الدمك (SCC) ما هي؟
الخرسانة ذاتية الدمك أو الخرسانة ذاتية الرصSelf-Compacting Concrete) ) يمكن تعريفها بالخرسانة المضغوطة ذاتيًا أو الخرسانة الطازجة التي تتدفق تحت وزنها ولا تتطلب اهتزازًا خارجيًا للخضوع للضغط. ويتم استخدام هذا النوع من الخرسانة في البناء الذي يصعب فيه استخدام الهزازات لدمج الخرسانة. إن القدرة على التعبئة والتمرير بين حديد التسليح ومقاومة الفصل هي خصائص الخرسانة ذاتية الضغط. تابعونا للمزيد من التعرف على هذا النوع من الخرسانة.
تعريف الخرسانة ذاتية الدمك
تمتلك الخرسانة ذاتية الدمك قدرة تدفق فائقة. وبفضل هذه الخاصية، فان هذه الخرسانة ترص نفسها بنفسها من دون استعمال الهزازات، وذلك لتمكنها على التدفق الحر في القوالب وازالة الهواء المحبوس، بينما تحتفظ بخصائص الخرسانة العادية بما فيها الثبات والمقاومة.
إن بعض خلطات الخرسانة ذاتية الدمك تمتلك كميات من المضافات والملدنات الفائقة ومزج تعديل اللزوجة من أجل خفض نزف الخرسانة والفصل. وعندما تنفصل الخرسانة، تفقد مقاومتها ويؤدي ذلك إلى حدوث العزل على مجمل السطح.
ومع ذلك، فان الخرسانة ذاتية الدمك التي تحظى بخلطة هندسية ومدروسة، تتدفق في القوالب بفضل انسيابيتها وسيولتها ومتانتها، على غرار الخلطة المتماسكة والفاقدة للانفصال الحبيبي. إن استخدام الخرسانة العادية في المباني ذات العناصر الهيكلية المعقدة التي تحتاج إلى كمية كبيرة من حديد التسليح المُعزز، أمر غير قابل للتطبيق.
وأثناء استخدام هذا النوع من الخرسانة، فان ثمة ملاحظات خاصة يجب أخذها بنظر الاعتبار للحصول على أفضل النتائج. وقبل كل شئ، فان إنتاج الخرسانة ذاتية الدمك، بحاجة إلى خبرة ودقة أكثر مقارنة بالخرسانة العادية. كما أن القوالب المستخدمة، يجب تصميمها بشكل تتحمل فيه ضغطا أكبر مقارنة بالخرسانة العادية.
تاريخ تطوير الخرسانة ذاتية الدمك
في أواخر الثمانينيات من القرن الماضي، قام الباحثون اليابانيون بإنتاج الخرسانة ذات الدمك، لإزالة المشاكل التي تعترض ثبات ومتانة الخرسانة لا سيما في الجدران الخفيفة والمعقدة. وقد تعاون المتعهدون اليابانيون مع متخصصي الجامعات للتعرف على معدلات اللزوجة التي تسهم في تحسين متانة وقوة الخرسانة لتطبيقها في الحالات الخاصة. ليكون بذلك عالم الخرسانة قد دخل طورا جديدا.
ويعود تاريخ تطبيق هذا النوع من الخرسانة إلى الدول الاسكندنافية أيضا، حيث توافرت إمكانية إنتاج هذه الخرسانة بفضل وجود البوزولان ومسحوق الحجر الجيري. وتستخدم هذه الخرسانة في الوقت الحاضر في أرجاء العالم لتنفيذ المشروعات الخاصة.
مكونات الخرسانة ذاتية الدمك
إن المكونات الرئيسية المستخدمة في تصنيع الخرسانة ذاتية الرص هي كالتالي:
- الإسمنت
- الركام: حجم الركام المستخدم لتصميم الخرسانة ذاتية الدمك يقتصر على 20 مليمترا، لكن عند الضرورة، يمكن أن يكون حجم الركام المستخدم في النطاق من 10 إلى 12 مليمترا. إذ أن الركام المصنف جيدًا إمّا بشكل دائري أو تكعيبي هو الخيار الأفضل. يمكن أن يكون الركام الناعم المستخدم في بعض المشاريع عبارة عن ركام طبيعي أو ركام مصنع بدرجة موحدة. ومن ثم، يتم استخدام الركام الناعم مع حجم حبيبات أقل من 0.125 مليمتر.
- الماء
- المضافات المعدنية
ونورد فيما يلي، قائمة بالمضافات المعدنية المختلفة مع ذكر الخصائص التي توفرها للخلطة الخرسانية:
- الرماد المتطاير: تساعد جزيئات الرماد المتطاير الدقيقة على تحسين ملء مصفوفة الخرسانة الداخلية بمسام أقل. إن هذه المادة تخفض نسبة المسامية وتحسن جودة ومتانة هياكل الخرسانة ذاتية الدمك.
- خبث الفرن العالي: يساعد على تحسين الخصائص الريولوجية للخرسانة.
- بخار السيليكا: يساعد استخدام أبخرة السيليكا في زيادة الخواص الميكانيكية للهيكل الخرساني المضغوط ذاتيًا.
-
المضافات الكيميائية: وكما أسلفنا فانه يتم استخدام الملدنات الفائقة في إنتاج خلطة الخرسانة ذاتية الدمك. وتستخدم من أجل تحسين مقاومة التجمد والذوبان للهيكل الخرساني. كما يتم استخدام المثبطات للتحكم بزمن شك الخرسانة.
خصائص الخرسانة ذاتية الدمك
إن الخرسانة ذاتية الدمك، مقاومة للفصل، وذلك بفضل احتوائها على المواد المعدنية المالئة والمضافات الخاصة، وكما ذكرنا سابقا، فان هذه الخرسانة، يجب أن تحظى بالقدرة على التدفق تحت وزنها دون أي اهتزاز ميكانيكي.
كما يجب أن تحظى بالقدر الكافي من الانسيابية والسيولة لكي تتمكن من التدفق بسهولة في الأماكن التي يصعب الوصول إليها والأهم من ذلك، تحول دون حدوث أي انفصال. وثمة حالات تم فيها صب الخرسانة ذاتية الرص حتى في ارتفاعات تزيد عن 5 أمتار، من دون حصول أي انفصال بين الركام وعجينة الإسمنت.
إن الخرسانة ذاتية الدمك التي نسبة الماء إلى الإسمنت فيها تماثل الخرسانة التقليدية لكن دون أن يتم هزها أو دمكها، تكون مقاومتها أكبر من الخرسانة العادية. وهذا يسهم في تحسين تركيبة الركام وعجينة الإسمنت. ولا بد من الانتباه إلى أن الخرسانة ذاتية الدمك، يجب أن تُصب بشكل أسرع من الخرسانة العادية.
إن الخرسانة ذاتية الدمك بفاعلية عالية، تملك نسبة من الماء إلى الإسمنت تقل عن 0.4؛ رغم أنه يمكن زيادة النسب في حالة الرغبة في الحصول على التدفق المنشود. ومن الممكن الحصول على التدفق العالي عن طريق الإفادة الحرة من المساحيق عديمة الأثر بما فيها الأحجار الجيرية. إن مواد البوزولان بما فيها الرماد المتطاير وخبث الفرن العالي (GGBF) يتم إقحامها في بعض خلطات الخرسانة ذاتية الدمك.
اختبارات وخصائص الخرسانة ذاتية الدمك
يتم تحقيق متطلبات الخرسانة ذاتية الرصّ من خلال الخصائص المتوفرة في حالتها الطازجة. والخصائص الرئيسية الثلاث للخرسانة ذاتية الدمك هي:
- قدرة الملء: هذه الخاصية للخرسانة تتمثل في القدرة على التدفق تحت وزنها دون أيّ اهتزاز يتم توفيره عن قصد.
- قدرة التمرير: هذه الخاصية تتمثل في قدرة الخرسانة على الحفاظ على تجانسها بعد مرورها في القالب.
- مقاومة الفصل: هي مقاومة الخرسانة لعدم الخضوع للفصل عندما تتدفق في القالب.
ويتم تنفيذ اختبارات مختلفة لتحديد الخصائص آنفة الذكر للخرسانة ذاتية الدمك.
- اختبار تدفق الركود
- اختبار القدرة على المرور
- اختبار مقاومة الانفصال
مميزات الخرسانة ذاتية الدمك
إن الخرسانة ذاتية الدمك، تمتلك مميزات مختلفة مقارنة بالخرسانة العادية، وهذه المميزات هي كالتالي:
- إمكانية الصب السريع من دون الحاجة إلى الهزّ والدمك
- القدرة على التصنيع الأفضل لأجزاء الهياكل (العمود والقائم والسقف وجدار القص وغيرها)
- تخفض النفاذية في الهياكل الخرسانية
- تقلل الفراغات في المواقع المُعَززة جدا، إلى الحد الأدنى.
- تزيل المشاكل الناجمة عن الاهتزاز.
- تزيد جودة البناء مع تحسين تماسك وانسجام الهيكل.
- تحظى بثبات وقوة وموثوقية عالية.
- تخفض تكلفة القوى العاملة.
- توفر إمكانية خصائص الإبداع المعماري، لانها قادرة على أن تأخذ الأشكال المعقدة للقوالب.
- عندما يتم رفع القوالب، فان السطح النهائي سيكون مستويا وجميلا.
- تسمح بتسهيل ضخ الخرسانة
خمسة أسباب تدعونا لاستخدام الخرسانة ذاتية الدمك، وهي كما يلي:
عدم الحاجة للاهتزاز
تقوم الخرسانة ذاتية الدمك، بتقليل العمالة المستخدمة في عملية الهز. إن عدم الحاجة إلى الهز والدمك، يؤدي إلى تخفيض الحاجة إلى العمالة، ويزيد بذلك سلامة وأمان الورشة. وفي هذا النوع من الخرسانة وعلى إثر خفض الحاجة العامة للتجهيزات اللازمة للاهتزاز، فان التكاليف المتعلقة بالصيانة ستنخفض هي الأخرى.
تحسين عملية صب الخرسانة
إن الخرسانة ذاتية الدمك، تتدفق تحت وزنها وتعزز عملية صب الخرسانة من دون الخضوع للضغط. على سبيل المثال، فان هذا النوع من الخرسانة يوفر إمكانية صب الخرسانة في المواقع التي يصعب الوصول إليها.
تسهيل عملية ضخ الخرسانة
تمتلك الخرسانة ذاتية الدمك قدرة تدفق فائقة بما في ذلك التدفق إلى ارتفاعات لافتة. إن التفريغ الأسرع للشاحنة الخلاطة يزيد من سرعة البناء والتشييد.
التوفير في التكاليف والنفقات
عندما تستخدم الخرسانة ذاتية الدمك، فان ذلك يؤدي إلى التوفير في التكلفة المباشرة وغير المباشرة، بما فيها:
- خفض فترة صب الخرسانة
- عدم الحاجة للتجهيزات
- عدم الحاجة للعمالة
وأخيرًا
إن الخرسانة ذاتية الدمك وبسبب قدرتها على التدفق تحت وزنها، توفر الأداء اللازم من دون الحاجة إلى التجهيزات والعمالة الزائدة. إن إحدى المزايا الأخرى لهذا النوع من الخرسانة هي الاهتمام بواجهة البناء وظاهره. ويُطلب اليوم عادة من المهندسين المعماريين بناء مبانٍ جميلة وفريدة من نوعها. إن هذا العمل، قابل للتنفيذ في ظل استخدام الخرسانة ذاتية الدمج. وعلى أي حال، فان تطبيق هذا النوع من الخرسانة، يوفر مزايا كثيرة للمباني والهياكل الخرسانية.
مصادر :