أنواع الخرسانة - ٢٥ نوعًا من الخرسانة المستخدمة في أعمال البناء

ما هي الخرسانة؟

الخرسانة هي مادة بناء يتم الحصول عليها عن طريق خلط الإسمنت والركام الناعم (الرمل) والركام الخشن (الحصى، وكسر الأحجار، والصخور، إلخ)، والمياه بنسب معينة. كل هذه المكونات عند مزجها أو خلطها بشكل صحيح، يبدأ الأسمنت والماء تفاعلًا لربط المكونات (تفاعل الإماهة) وتنتج كتلة لدنة تتصلب بمرور الوقت. تُعرف هذه الكتلة اللدنة والصلبة بالخرسانة. أدت التطورات التكنولوجية إلى اختراع أنواع جديدة من الخرسانة ذات الاستخدامات المحددة. في هذه المقالة، سيتم مناقشة ٢٥ نوعًا من الخرسانة.

تعتمد خصائص الخرسانة على كمية ونسب المكونات المستخدمة في الخلطة. ومع ذلك ، يمكن أيضًا تعديل الخصائص بشكل كبير بناءً على أنواع الأسمنت المختلفة المستخدمة في الخلطة. الخرسانة قوية جدًا في في مقاومة الانضغاط أو الضغط ولكنها ضعيفة في مقاومة الشد. يمكن صب الخرسانة الطازجة في أي أشكال أو قوالب مناسبة للحصول على الشكل والحجم المطلوب. تستخدم الخرسانة على نطاق واسع في جميع أنواع أعمال البناء مثل المباني، والجسور، والسدود، والطرق، والجسور العلوية، إلخ.

تركيب الخرسانة:

1. مواد ربط (أشهرها الأسمنت)
2. الركام (الخشن والناعم)
3. الماء
4. المضافات (لتحسين خواص الخرسانة)

أ. مواد رابطة:

لقد انتهى استخدام الجير في الخرسانة. يعتبر الإسمنت اليوم مادة الربط الوحيدة المستخدمة في الخرسانة. عندما يضاف الماء مع جميع المكونات الخرسانية يحدث تفاعل بين الاسمنت والماء وتتشكل الخرسانة.

ب. الركام:

يستخدم الركام كمواد مالئة. يجب أن لا يخضع لأي تغيير كيميائي، فهي توفر فقط حجم كتلة للخرسانة وتقلل من تأثيرات الانكماش.

ج. الماء:

الماء مطلوب لإكمال التفاعل الكيميائي مع الأسمنت. يلعب الماء دورًا حيويًا في قابلية تشغيل الخرسانة.

د. المضافات:

المضافات هي مادة اختيارية تضاف أثناء خلط الخرسانة لتعزيز خصائص وأداء الخرسانة الطازجة. هناك ٤ أنواع من المضافات وهي: مضافات تسريع الشك، مضافات مثبطة الشك، مضافات الهواء المحبوس، ومضافات تقليل الماء.

ما هي أنواع الخرسانة؟

يوجد ٢٥ نوعًا مختلفًا من أنواع الخرسانة مدرجة أدناه.

1. الخرسانة الأسمنتية العادية
2. الخرسانة المسلحة
3. الخرسانة المسلحة بالألياف
4. الخرسانة المسلحة بالزجاج
5. الخرسانة فيروسمنت
6. الخرسانة الجاهزة
7. الخرسانة سابقة الصب
8. الخرسانة سابقة الإجهاد
9. الخرسانة خفيفة الوزن
10. الخرسانة البوليمرية
11. الخرسانة عالية الكثافة (الكثيفة)
12. الخرسانة عالية الأداء
13. الخرسانة عالية المقاومة
14. الخرسانة ذات الهواء المحبوس
15. الخرسانة ذاتية الدمك
16. الخرسانة المقذوفة
17. الخرسانة المقذوفة الجافة
18. الخرسانة المضغوطة
19. الخرسانة المنفذة
20. الخرسانة الذكية
21. الخرسانة المطبوعة
22. الخرسانة الجيرية
23. الخرسانة الأسفلتية
24. الخرسانة البكتيرية
25. الخرسانة التحفيزية ذاتية التنظيف

١- الخرسانة الأسمنتية العادية (PCC)

الخرسانة الأسمنتية العادية عبارة عن مزيج خرساني أساسي يتكون من الأسمنت والركام الناعم والركام الخشن والمضافات (اختياري) والماء. PCC قوية جدًا في الضغط. ولكن بسبب عدم وجود تسليح مثل الفولاذ، فإنها ضعيف للغاية في الشد. نسبة تصميم الخلطة العامة لـ PCC هي ١ : ٢ : ٤ و ١ : ٣ : ٦. يشيع استخدامها في أساسات المبنى وصبات النظافة. بعد الوصول إلى الطبقات الصلبة من التربة، توضع طبقة من الرمل تليها الخرسانة الأسمنتية العادية. فوق خرسانة الأسمنت العادية، يتم وضع قفص التسليح للقاعدة.

مزايا الخرسانة الأسمنتية العادية:

• الخرسانة الأسمنتية العادية اقتصادية عن الأنواع الأخرى من الخرسانة.
• PCC قوية جدًا في الضغط.
• سهلة الاستخدام والخلط والتشغيل.
• خالية من الصدأ بسبب عدم وجود التسليح بالحديد.
• في الأساسات، تعمل كغطاء ويمنع تسرب الماء أو التربة الضارة.
• تعمل PCC كأرضية قوية لوضع كتل الغطاء للقاعدة.
• مقاومة عالية للحريق.
• الحد الأدنى من آثار التجوية.
• تكلفة صيانة أقل يمكن تجاهلها.

عيوب الخرسانة الأسمنتية العادية:

• الخرسانة الأسمنتية العادية ضعيفة في الشد.
• إنها هشة أو قصفة للغاية.
• منخفضة في المتانة وصلابة الانحناء.
• شروخ الانكماش الحراري.

التطبيقات:

تستخدم PCC الخرسانة العادية في:

الأساسات، صبة نظافة الأرضيات، الكتل الخرسانية، الشرفات، مواقف السيارات المفتوحة.

٢- الخرسانة الأسمنتية المسلحة (RCC)

الخرسانة المسلحة الأسمنتية هي مادة مركبة تتكون من الأسمنت والركام الناعم والركام الخشن والمضافات وتسليح الصلب. إنها ببساطة خرسانة أسمنتية عادية مع وجود الفولاذ فيها. يمكن التغلب على جميع القيود في الخرسانة الأسمنتية العادية من خلال الخرسانة المسلحة. من بين جميع المعادن، يعد الفولاذ أنسب مادة تسليح بسبب نفس معامل التمدد الحراري تقريبًا. بسبب هذه الخاصية للفولاذ، فهو أكثر توافقًا مع الخرسانة من المعادن الأخرى.

مزايا الخرسانة المسلحة:

• سهولة البناء.
• قوية في الشد والضغط.
• زيادة في مقاومة الحريق بالمقارنة مع الهياكل الفولاذية.
• مرونة التسليح تقاوم آثار الزلازل.
• يمكن تقليل عمق القطاعات الخرسانية.
• يمكن تشكيل الصلب في أي شكل.
• عالية في المتانة، وصلابة الانحناء، والممطولية وقوة الخضوع عن الخرسانة العادية PCC.
• مقاومة أكبر لتشققات الانكماش الحراري.

عيوب الخرسانة المسلحة:

• الصلب أو التسليح مكلف للغاية.
• الوزن الذاتي لـ RCC أعلى من وزن الهياكل الفولاذية أو الخشبية.
• يتطلب ثني القضبان وأعمال التسليح إلى عمالة ماهرة ومساحة عمل.
• قد تؤدي الظروف البيئية إلى تفاقم تعرض الفولاذ للتآكل والصدأ.
• تحتاج إلى قوالب صب مكلفة لصب RCC ولتثبيت قضبان التسليح في مكانها.

التطبيقات:

البلاطات، الكمرات، الأعمدة، وأساسات المباني، السدود، الأرصفة، الكباري، خزانات المياه، الجدران الحاجزة، الإنشاءات تحت الماء، المجاري الخرسانية، القنوات، المداخن، محطات توليد الكهرباء.

٣- الخرسانة المسلحة بالألياف (FRC)

الخرسانة المسلحة بالألياف هي مادة مركبة تتكون من الأسمنت والماء والركام والألياف المسطحة أو المستديرة. تستخدم أنواع مختلفة من الألياف مثل ألياف الصلب وألياف البولي بروبلين والألياف الزجاجية وألياف الأسبستوس وألياف الكربون والألياف العضوية على نطاق واسع لتقليل النفاذية والنزيف وتكون الشروخ الطفيفة وزيادة المتانة.

تتم إضافة الألياف بنسبة ٠.١٪ إلى ٣٪ من الحجم الإجمالي للخرسانة. يتم تمثيل أبعاد الألياف باستخدام مصطلح "نسبة العرض إلى الارتفاع" وهو نسبة الطول إلى قطر الألياف. تتراوح نسبة العرض إلى الارتفاع للألياف بشكل عام من ٣٠ إلى ١٥٠. ويكون اتجاه الألياف في الغالب عشوائيًا ولكن يمكن ترتيبها بشكل متوازي أو عمودي اعتمادًا على معايير التصميم.

مزايا خرسانة الألياف FRC:

• الحد من تكون الشقوق/الشروخ الشعرية الدقيقة.
• انخفاض النزيف/النزف.
• انخفاض النفاذية.
• زيادة المتانة.
• صلابة عالية ضد الانحناء.
• يمكن تقليل الانكماش اللدن.
• تقلل من الترخيم.
• مقاومة عالية للصدم والكلال والإجهادات الحرارية.
• أداء أفضل للخرسانة في ظروف بيئية مختلفة.
• مقاومة الشد العالية.
• بسبب الطبيعة المتقطعة للألياف الفولاذية، فإن التآكل لا ينتشر.

عيوب الخرسانة الليفية FRC:

• الألياف باهظة الثمن.
• يجب توخي العناية المناسبة لضمان كمية موحدة من الألياف في كل دفعة من الخرسانة. قد تؤدي التغييرات الصغيرة إلى تداعيات كبيرة.
• يجب أن يكون توزيع الألياف على دفعة موحدة. تميل الألياف إلى تكوين كتل ولا تختلط جيدًا.
• اقتصار حجم الركام الخشن على ١٠ ملم وبالتالي زيادة المساحة السطحية للركام المعرض لمنطقة الانتقال البيني (interfacial transition zone).
• بالنسبة للأحجام الكبيرة من الألياف، يصبح الخلط صعباً.
• تتطلب عمالة ماهرة وتخطيط سليم.

التطبيقات:

السدود، مجاري الصرف، الأحواض، الأرصفة في المطارات والطرق السريعة، أسطح الجسور، الهياكل الرقيقة القشرية، الأساسات، في المنشآت الحرارية، الأرضيات الصناعية، قواعد الماكينات. بصفة عامة في المنشآت التي تحتاج متانة عالية مثل الهياكل الحربية.

٤- الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية (GFRC)

الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية هي مادة مركبة تتكون من الأسمنت والماء والركام والألياف الزجاجية. تتمتع الألياف الزجاجية بقوة شد عالية تقارب ٤٠٨٠ نيوتن / مم ٢. تزيد الألياف الزجاجية أيضًا من متانة الهيكل نظرًا لطبيعتها القلوية. الألياف الزجاجية هي واحدة من أرخص الألياف والتسليحات المتاحة مما يجعل الهيكل أكثر اقتصادا. تتشابه خصائص وتطبيقات ومزايا وعيوب الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية تلك الخاصة بالخرسانة المسلحة بالألياف التي تمت مناقشتها أعلاه.

٥- خرسانة الفيروسمنت / فيرو كونكريت

خرسانة فيروسمنت أو Ferrocement هي نوع من الهياكل الخرسانية المسلحة المكونة من الأسمنت والركام الناعم وشبكات سلكية (سلك شبك) والماء. أولاً، يتم تركيب شبكة سلكية معبأة بإحكام، يتم من خلالها تطبيق مزيج غني من المونة الأسمنتية بنسب ١ : ٢ أو ١ : ٣ على جانبي الشبكة السلكية. قطر السلك في شبكة الأسلاك محدد بـ ١ ملم إلى ١.٥ ملم والمسافة بين الثقوب لا تزيد عن ٢٠ ملم م/م. يمكن أن يكون تطبيق المونة على الشبكة السلكية من خلال المحارة اليدوية أو الطرد المركزي أو الميكانيكي أو الرش.

مزايا الخرسانة فيروسمنت:

• سهولة التشكيل.
• تشكيل أقل للشقوق.
• وزن أقل للهيكل.
• انخفاض تكلفة المواد.
• سهولة في أعمال الإصلاح.

عيوب خرسانة الفيروسمنت:

• التطبيق اليدوي للمونة هو عملية مكثفة وبالتالي يزيد من تكاليف العمالة.
• خطر التآكل.
• خطر التعرض للثقب عند الاصطدام بجسم مدبب.

التطبيقات:

البلاطات، أغطية غرف التفتيش، الأسقف القشرية، خزانات المياه وخزانات الصرف الصحي، وحدات الغاز الحيوي، المقاعد الحجرية، الأنابيب الخرسانية، الهياكل الصناعية، أسطح الجسور

٦- الخرسانة الجاهزة

الخرسانة الجاهزة هي خرسانة مصنوعة في المصنع من الأسمنت والركام والماء والمضافات وتنقل إلى الموقع. يفضل استخدام الخرسانة الجاهزة عندما يكون هناك مساحة أقل لتخزين وخلط مواد البناء. يتم تحميل الخرسانة المصنوعة في المصنع في شاحنات توصيل خاصة تسمى خلاطات النقل والتي لديها القدرة لتدوير الخرسانة باستمرار وإبقائها في حالة حركة وبالتالي منع التصلب.

عادة، يتم إضافة المثبطات إلى الخلطة الخرسانية لإبطاء عملية الشك لإعطاء وقت إضافي في نقل وصب الخرسانة. يتم إجراء فحص الجودة في كل من المصنع والموقع. يجب ألا يزيد الاختلاف في قيمة الركود لكليهما بأكثر من ٢٥ ملم أو ١ / ٨ من القيمة المحددة أيهما أكبر.

مزايا الخرسانة الجاهزة:

• مراقبة الجودة العالية.
• يمكن توفير إمدادات ثابتة من الخرسانة دون انقطاع.
• البناء السريع.
• تقليل الفاقد في المواد.
• تقليل الأخطاء البشرية.
• لا تتطلب مساحة للتخزين والخلط.

عيوب الخرسانة الجاهزة:

• قد تتأثر قابلية تشغيل الخرسانة إذا كان هناك تأخير بسبب حركة المرور.
• أنها مكلفة عن الخرسانة التقليدية.

التطبيقات:

تستخدم عادة للخرسانة المتجانسة لبلاطات السقف والكمرات، الممرات، الأرصفة، بطانة الأنفاق، السدود والهياكل الهيدروليكية.

٧- الخرسانة سابقة الصب

يتم صب الهياكل الخرسانية سابقة الصب ومعالجتها ونقلها إلى الموقع ونصبها أو تركيبها في مواضعها باستخدام الرافعات. يتم تصنيع الهياكل مسبقة الصب في المواقع باستخدام قوالب مع أقفاص تسليح داخلها. قد يتم أو لا يتم إجهادهم مسبقًا بناءً على المتطلبات. يتم معالجة أعضاء الخرسانة المتصلبة في ظروف محكومة لتحقيق قوة مثالية. يتم توفير خطافات خاصة في القطاعات المصبوبة لتسهيل نقلها ورفعها. تأخذ إجهادات النقل والمناولة والتركيب في الاعتبار عند تصميم القطاعات الجاهزة والتي قد تنشأ أثناء عملية البناء.

مزايا الخرسانة سابقة الصب:

• مراقبة الجودة العالية حيث يتم تصنيعها في المصنع.
• البناء السريع.
• لا حاجة للشدات والقوالب.
• تقليل الفاقد في المواد.
• إذا تم إعادة استخدام نفس القوالب، تصبح اقتصاديًة للغاية.
• تقليل الأخطاء البشرية.
• جودة عالية.
• يمكن تحقيق الجودة الموحدة للمبنى.
• لا تتأثر عملية الصب بالظروف الجوية.
• يمكن تفكيكها وإعادة تجميعها حيثما أمكن ذلك.
• متعددة الاستخدامات.

عيوب الخرسانة سابقة الصب:

• تصميم المفاصل (الوصلات) معقد.
• يجب وضع اعتبارات إجهادات النقل والرفع والتركيب.
• مطلوب معدات خاصة مثل الرافعات أو الكرين.
• أنها مكلفة عن الخرسانة التقليدية في المشاريع الصغيرة.
• قد يتعين قطع الألواح لتتناسب داخل مركبات للنقل.

التطبيقات:

يمكن استخدامها في البلاطات والكمرات والأعمدة والجدران سابقة الصب للمباني التقليدية، وأسطح الجسور، ومواقف السيارات، والمباني الشاهقة، والجدران الحاجزة، وجدران عزل الصوت، والقنوات أو البرابخ والعبارات.

٨- الخرسانة سابقة الإجهاد

تتكون الهياكل الخرسانية سابقة الإجهاد من خرسانة عالية المقاومة وأوتار أو كابلات فولاذية عالية القوة بالإضافة إلى التسليحات العادية. عندما يتم الإجهاد على الأوتار (الكابلات) مسبقًا، يتم نقل الإجهاد من الكابل إلى الخرسانة وبالتالي تحسين مقاومة الترخيم وزيادة سعة التحميل والأداء الهيكلي العام للقطاع. تستخدم الهياكل الخرسانية سابقة الإجهاد بشكل شائع في تشييد المباني الجاهزة.

يمكن الإجهاد المسبق على العضو الخرساني بطريقتين:

1. الشد السابق
2. الشد اللاحق

يتم الشد السابق للهياكل سابقة الإجهاد قبل أن تتصلب الخرسانة. أولاً، يتم سحب أو شد الأوتار أو الكابلات عالية القوة ويتم صب الخرسانة في القالب باستخدام التسليح الطبيعي والأوتار المسحوبة. بعد تصلب الخرسانة بشكل كافٍ، يتم تقطيع أوتار الإجهاد وينتقل الإجهاد إلى العضو. هنا يتم نقل الضغط من خلال قوة الرابطة بين الخرسانة والصلب. وهذا ما يسمى بالشد المسبق.

في الهياكل سابقة الإجهاد بالشد اللاحق، يتم صب العضو الخرساني أولاً مع التسليح التقليدي وداكتات الكابلات الخاصة. بعد التصلب، يتم إدخال الكابلات الفولاذية عالية القوة في القنوات (الداكتات) ويتم إجهادها مسبقًا وتثبيتها في نهايات العضو (في الغالب توضع الكابلات قبل الصب داخل الداكتات). هنا يتم نقل الإجهاد من خلال قوة الرابطة وكتل التثبيت للأعضاء وهذا ما يسمى الشد اللاحق. تكون بلاطات الشد اللاحق في الغالب مسبقة الصب وذات أشكال مختلفة. يتم استخدام بلاطات الشد اللاحق (بوست تنشن) على نطاق واسع بسبب صبها السريع.

مزايا الخرسانة سابقة الإجهاد:

• يمكن صب قطاعات أخف وأنحف بسبب استخدام مواد عالية القوة.
• سرعة في فك القوالب والشدات.
• بحور أطول.
• انخفاض السماكة في العضو الهيكلي يخفض حجم القواعد.
• قدرة تحمل حمولة عالية.
• بناء أسرع.
• أقل ترخيم وتشقق
• اقتصادية للبحور الكبيرة.

عيوب الخرسانة سابقة الإجهاد:

• غير اقتصادية للمشاريع الصغيرة.
• يجب أن تكون التوصيلات محكمة الغلق.
• زيادة خطر التآكل.
• تتطلب دقة عالية في التصميم.
• تتطلب عمالة ماهرة ودقة في التنفيذ.

التطبيقات:

طوابق الجسر، مواقف السيارات، المباني الشاهقة، الجدران الساندة، الجدران العازلة للصوت، المجاري المائية.

٩- الخرسانة خفيفة الوزن

الخرسانة خفيفة الوزن هي نوع خاص من الخرسانة تستخدم لتقليل الوزن الذاتي للهيكل. يمكن تحقيق انخفاض الوزن الذاتي بأي من الطرق التالية:

أ. الخرسانة ذات الركام خفيف الوزن:

استخدام ركام خفيف الوزن مثل رمل السيليكا، والخفاف، وغبار المنشار، والسكوريا، وكتل الرماد البركاني، والخبث البركاني، والتوف، والحجر المكسر، والركام الصناعي مثل نسيم الكوك، والخبث الرغوي، والطين المتضخم، والبيرلايت الموسع، والخرز الحراري، والطوب المكسور، إلخ.

ب. الخرسانة الخلوية:

يمكن جعل الخرسانة خفيفة عن طريق زيادة كثافة الهواء من الداخل إلى الخرسانة من ٣٠٠ كجم / متر مكعب إلى ٨٠٠ كجم / متر مكعب. يمكن إدخال الهواء عن طريق التفاعلات الكيميائية، باستخدام الرغوة أو المواد الكيميائية مثل مسحوق الألمنيوم، وبيروكسيد الهيدروجين ومركبات الزنك.

ج. خرسانة بدون ركام ناعم:

في هذه الخرسانة، يتم تقليل الوزن الذاتي عن طريق إزالة الركام الناعم في الخرسانة. تتكون الخرسانة بدون ركام ناعم من الأسمنت والركام الخشن والماء. يتم ضبط نسبة الركام إلى الأسمنت بين ٦ : ١ و ١٠ : ١.

مزايا الخرسانة خفيفة الوزن:

• تقلل الوزن الذاتي فتقلل من تكلفة الركائز والأعمدة والأساسات.
• زيادة الحماية من الحرائق والتآكل.
• الموصلية الحرارية المنخفضة (عزل حراري أفضل).

عيوب الخرسانة خفيفة الوزن:

قد تكون هناك مشكلات في التوافق بين الأسمنت والركام خفيف الوزن.

التطبيقات:

في العناصر الجاهزة، أسطح الجسور، هياكل البحور الطويلة، حشو بلاطات الأرضية والسقف، جدران التقسيم المعماري.

١٠- خرسانة البوليمر

الخرسانة البوليمرية هي نوع خاص من الخرسانة تقلل المسام في العضو من خلال دمج البوليمرات فيه. يمكن أن تكون المسامية في الخرسانة بسبب وجود فراغات هوائية أو فراغات مائية أو فراغات في بنية العجينة الأسمنتية.

هناك أربعة أنواع من الخرسانة البوليمرية وهي:

أ. الخرسانة المشبعة بالبوليمر:

في هذا النوع، يُسمح للخرسانة التقليدية بالمعالجة والتصلب. بعد ذلك ، يتم حقن المونومرات مثل الستايرين، والأكريلونيتريل، والبلاستيك الحراري في الفراغات تحت درجة حرارة عالية ويتم تعبئة الفراغات من خلال البلمرة.

ب. خرسانة أسمنت البوليمر:

في هذا النوع من الخرسانة، تتم إضافة المونومرات / البوليمرات مثل بوليستر ستيرين، إيبوكسي ستيرين إلخ، إلى مزيج الخرسانة أثناء عملية الخلط نفسها.

ج. خرسانة البوليمر:

في هذا النوع من الخرسانة، يتم استخدام البوليمرات بدلاً من الأسمنت كمواد رابطة لتقليل مسامية العضو. يتم خلط البوليمرات والركام والماء وعوامل الربط التي تعمل على تحسين قوة الرابطة مثل السيلاني معًا لتشكيل الخرسانة البوليمرية. بسبب عدم وجود الأسمنت، فإن هذه الخرسانة ليست قوية بما فيه الكفاية.

د. الإشباع الجزئي والخرسانة البوليمرية المطلية السطح:

تمامًا مثل الخرسانة المشبعة بالبوليمر، يُسمح للأعضاء بالتجفيف ثم غمسها في محاليل أحادية عالية درجة الحرارة لتعبئة الفراغات من خلال البلمرة.

التطبيقات:

الصناعات الكيماوية، الإنشاءات تحت الماء، الأعمال البحرية، محطات تحلية المياه، أعمال الصرف الصحي.

١١- الخرسانة عالية الكثافة

الخرسانة عالية الكثافة هي نوع خاص من الخرسانة يتكون من الأسمنت والماء والركام الناعم والركام الخشن والركام عالي الكثافة. كثافة الخرسانة العادية الاسمنتية ٢٤٠٠ كجم / م ٣. بالنسبة للخرسانة عالية الكثافة، تتراوح الكثافة من ٣٣٦٠ كجم / م ٣ إلى ٣٨٤٠ كجم / م ٣. يتم زيادة كثافة الخرسانة عن طريق زيادة محتوى الأسمنت وتقليل الفراغات واستخدام الركام عالي الكثافة مثل الباريت والمغنتيت والسربنتين والليمونيت والجيوثايت وما إلى ذلك.

مزايا الخرسانة عالية الكثافة:

• قوة عالية.
• أقل مسامية.
• يمكن للكثافة العالية أن تحبس الإشعاع من الخروج.

عيوب الخرسانة عالية الكثافة:

• الانكماش العالي.
• ارتفاع الوزن الذاتي وبالتالي تكون أثقل على الأساسات والأعمدة.
• ارتفاع مخاطر الفصل بسبب زيادة وزن الركام.

التطبيقات:

محطات توليد الكهرباء، محطات الفحم، مختبرات ومعامل البحث.

١٢- الخرسانة عالية الأداء

الخرسانة عالية الأداء هي نوع خاص من الخرسانة يتم تصنيعها باستخدام الأسمنت والماء والركام الناعم والركام الخشن والمضافات المعدنية والملدنات الفائقة. يتم تحديد نسبة تصميم الخلطة للخرسانة عالية الأداء بطريقة تؤدي بشكل جيد من الناحية الهيكلية وفي معايير المتانة والتشغيلية.

يمكن تحسين أداء الخرسانة عن طريق زيادة محتوى الأسمنت، وتقييد نسبة الماء إلى الأسمنت بما لا يزيد عن ٠.٣، باستخدام مواد ملدنة فائقة، ومضافات معدنية، وركام غير مسامي.

مزايا الخرسانة عالية الأداء:

• قوة عالية.
• متانة عالية.
• أقل مسامية.

عيوب الخرسانة عالية الأداء:

• الانكماش العالي.
• ارتفاع الوزن الذاتي وبالتالي أثقل على الأساسات والأعمدة.
• ارتفاع مخاطر الفصل (الانفصال الحبيبي) نتيجة زيادة وزن الركام.

التطبيقات:

محطات توليد الكهرباء، الصناعات الكيماوية، معاهد ومعامل الأبحاث، مصانع الفحم.

١٣- الخرسانة عالية القوة/المقاومة

الخرسانة عالية القوة هي نوع خاص من الخرسانة يتكون من الأسمنت والماء والركام الناعم والركام الخشن والمضافات المعدنية والملدنات الفائقة. المضافات المعدنية مثل الرماد المتطاير، وخبث الأفران الحبيبية، وغبار السيليكا، ورماد قشر الأرز لها مساحة سطحية عالية نوعية تلعب دورًا رئيسيًا في زيادة القوة. تمتلك الخرسانة عالية القوة مقاومة ضغط لا تقل عن ٧٠ ميجا باسكال.

مزايا الخرسانة عالية القوة:

• قوة عالية
• متانة عالية.
• قطاعات أخف وبالتالي انخفاض التكاليف.
• صلابة عالية ضد الانحناء.
• أقل زحف وترخيم.
• أقل مسامية.

عيوب الخرسانة عالية القوة:

الانكماش العالي.

التطبيقات:

تستخدم الخرسانة عالية القوة في صناعة الخرسانة سابقة الصب. يجب أن تكون الخرسانة قوية بما يكفي لتحمل الكم الهائل من الإجهاد المسبق الذي سيتم نقله خلال العملية.

١٤- الخرسانة ذات الهواء المحبوس

خرسانة الهواء المحبوس هي نوع خاص من الخرسانة المستخدمة يتم تصنيعها باستخدام الأسمنت والماء والركام وعوامل أو مضافات حبس الهواء. يمكن أيضًا تصنيع الخرسانة الحابسة للهواء باستخدام الأسمنت الذي يحبس الهواء. تبرز الحاجة إلى عوامل حبس الهواء في مناطق الطقس البارد المعرضة لدورات من التجمد والذوبان.

يتحول الماء السائل الذي يخترق بنية الأسمنت تحت درجات حرارة متجمدة إلى ثلج صلب. الحجم الذي يشغله الجليد الصلب أكبر من حجم الماء السائل وبالتالي يزيد الضغط الداخلي. نتيجة لذلك، سيتم تشكيل تشققات لتحرير هذا الضغط الداخلي. وهذا ما يسمى بدورة التجمد والذوبان. يمكن تجنب ذلك باستخدام عوامل حبس الهواء مثل راتنجات الخشب، وبيروكسيد الهيدروجين، ومسحوق الألمنيوم، وحمض السلفونيك، وما إلى ذلك.

ستشكل عوامل حبس الهواء هذه جيوبًا هوائية صناعية داخل الخلطة. يمكن لهذه الجيوب الهوائية الاصطناعية التي تنتجها عوامل حبس الهواء أن تعوض عن المساحة الإضافية التي يحتاجها تكوين الجليد. يمكن أيضًا إضافة مواد مضافة حابسة للهواء إلى الأسمنت العادي لتحقيق نفس النتائج. هذا يزيد من متانة الهيكل ولكن من الواضح أن هذه الجيوب الهوائية ستقلل من قوة الخرسانة.

مزايا الخرسانة ذات الهواء المحبوس:

• مقاومة عالية لدورات التجمد والذوبان والهجمات الكيميائية وما إلى ذلك.
• متانة عالية.
• تزيد من قابلية التشغيل.
• الحد من الفصل والنزيف.
• مقاومة عالية لهجوم الكبريتات.

عيوب الخرسانة ذات الهواء المحبوس:

• قوة منخفضة.
• صلابة منخفضة ضد الانحناء.
• كثافة منخفضة.

التطبيقات:

• في مناطق الطقس البارد حيث تكون دورة التجمد والذوبان شائعة.
• في التربة الغنية بالكبريتات والمياه.

١٥- الخرسانة ذاتية الدمك (SCC)

الخرسانة ذاتية الدمك هي نوع خاص من الخرسانة تتكون من الأسمنت والركام الناعم والركام الخشن والمضافات الكيميائية لتحسين قابلية التشغيل وقابلية التدفق والريولوجيا والمضافات المعدنية. تعرف الخرسانة ذاتية الدمك باسم الخرسانة الصفرية الركود. لديها قابلية تشغيل عالية ولا تتطلب أي دمك أو اهتزاز إضافي. يتم استخدامها في حالات التسليح الكثيف حيث يكون من الصعب جدًا تحقيق الدمك الكامل. يمكن تحقيق قابلية التدفق للخرسانة باستخدام عوامل تعديل اللزوجة مثل سيكابلاست، ومثبطات، وعوامل حبس الهواء، ومضافات معدنية دقيقة للغاية، وملدنات فائقة.

التطبيقات:

في قطاعات التسليح الكثيف مثل تقاطعات الأعمدة والكمرات، في أماكن التسليحات الثقيلة، الأماكن التي لا يمكن فيها الدمك ، الكمرات العميقة.

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

١٦- الخرسانة المقذوفة Shotcrete

الخرسانة المرشوشة/المقذوفة هي نوع خاص من صب الخرسانة حيث يتم رش المونة أو الخرسانة ذات الركام الصغير بسرعات عالية باستخدام الهواء المضغوط إلى مكان الصب. في الخرسانة المرشوشة، يتم رش المونة الرطبة المخلوطة مسبقًا أو خليط الخرسانة من خلال فوهة.

مزايا الخرسانة المرشوشة:

• لا حاجة للعمالة الماهرة.
• سريعة التطبيق.
• مراقبة أقل.
• سهولة إضافة أي مضافات.

عيوب الخرسانة المرشوشة:

• يمكن أن يؤدي الانسداد إلى تعطيل العملية وقد يصبح خطيرًا على المناطق المحيطة.
• يمكن للعمال غير المهرة إضافة مياه إضافية لتسهيل عملية الرش.
• بمجرد بدء العملية، سيؤدي التوقف إلى إنشاء فواصل ضعيفة في المونة أو الخرسانة.

التطبيقات:

أعمال الترميم، تثبيت المنحدرات، الهياكل البحرية، إنشاء الأنفاق، الحفريات تحت الأرض، القباب، حمامات السباحة، الجدران الاستنادية، التعدين.

١٧- الخرسانة المقذوفة الجافة Guniting

Guniting يشبه إلى حد كبير الخرسانة المرشوشة ولكن باستخدام مزيج جاف. إنها طريقة لرش الخرسانة على الأسطح باستخدام الهواء المضغوط. على عكس الخرسانة المرشوشة shotcrete، يستخدم المدفع الرشاش مزيجًا جافًا يتم خلطه بشكل موحد مع الماء بالقرب من الفوهة ويتم تفريغه إلى سطح الصب. توفر هذه العملية قوة رابطة أكثر من الخرسانة المرشوشة shotcrete.

مزايا الخرسانة Guniting:

• زيادة قوة الرابطة.
• يمكن إيقاف العملية في أي وقت.
• اقتصادية.
• سهولة الاستخدام والتشغيل.

السلبيات:

• لا يمكن إضافة عوامل حبس الهواء.
• العملية أبطأ من الخرسانة المرشوشة shotcrete.
• هناك حاجة إلى العمالة الماهرة.
• قد يحدث انسداد.

التطبيقات:

أعمال الإصلاح والترميم، تثبيت المنحدرات، الهياكل البحرية، إنشاء الأنفاق، الحفريات الجوفية، حمامات السباحة، القباب، الجدران الاستنادية، التعدين.

١٨- الخرسانة المضخوخة (المضغوطة)

الخرسانة المضخوخة هي نوع خاص من الخرسانة يصلح للضخ. يتم إضافة المواد المضافة لتحسين قابلية التشغيل، وقابلية التدفق، وقابلية الضخ للخرسانة.

مزايا الخرسانة المضغوطة:

• قبل أن يكون ضخ الخرسانة عمليًا، كان يتم نقل الخرسانة بواسطة قواديس تم رفعها باستخدام الرافعات لنقلها إلى الموقع المطلوب. بسبب الخرسانة المضغوطة المضخوخة، يمكن إكمال المشاريع الكبيرة في وقت أقل.
• يمكن تجنب التعامل المزدوج مع المواد في ضخ الخرسانة.
• جودة الخرسانة عالية لأنه يجب توخي الحذر الكافي أثناء تصميم نسب الخلط للخرسانة.
• يقلل الضخ من إجمالي ساعات العمل لعملية صب الخرسانة.
• يمكن استخدام الضخ بسهولة في المناطق التي يصعب الوصول إليها.
• يمكن عمل صبات الخرسانة المعقدة للأنفاق بسهولة.
• يمكن ضخ الخرسانة إلى ارتفاعات أكبر وبالتالي يمكن بناء الهياكل العالية بسهولة.
• نظرًا لأنه يمكن ضخ كميات كبيرة من الخرسانة، فإنها تسمح للخرسانة بأن تصب بشكل متآلف وبالتالي تقلل من المفاصل الهيكلية في الهيكل (فواصل الصب).

عيوب الخرسانة المضغوطة:

• إنها غير اقتصادية للمشاريع التي يقل حجم الخرسانة فيها عن ١٠٠٠ متر مكعب.
• هناك خطر تكوين كتل أو تكتل في المضخات.

التطبيقات:

المباني الشاهقة، الأنفاق، البناء تحت الماء

١٩- الخرسانة المنفذة

الخرسانة المنفذة هي نوع خاص من الخرسانة ذات مسامية عالية وتسمح بمرور المياه من خلالها وتصريف المياه الجوفية. تستخدم على نطاق واسع في الأرصفة حيث يمكن أن تسمح لمياه الأمطار بالمرور عبرها. في الخرسانة المنفذة للماء، يتم تقليل الركام الناعم المستخدم إلى أدنى حد أو إهماله تمامًا مما يجعلها عالية المسامية. تتطلب الطبيعة المسامية للخرسانة صيانة عالية وتنظيفًا منتظمًا.

التطبيقات: الأرصفة، مواقف السيارات، مناطق المرور الخفيفة، الممرات، البيوت الخضراء.

٢٠- الخرسانة الذكية

الخرسانة الذكية هي نوع خاص من الخرسانة يمكنها مراقبة صحتها وجودتها ذاتيًا. يمكن أن تكون الخرسانة الذكية عبارة عن استشعار ذاتي و / أو شفاء ذاتي و / أو ضبط جودة ذاتي. يتم إضافة مواد مالئة وظيفية مثل ألياف الكربون، والألياف الفولاذية، والأنابيب النانوية الكربونية، ومسحوق النيكل، وما إلى ذلك، إلى الخرسانة لتحسين قدرتها على الشعور بالإجهاد، والانفعال، والأضرار الناجمة عن الشقوق. في بعض الأنواع بالإضافة إلى مراقبة الصحة فلديها القدرة على الشفاء الذاتي. يجب توزيع هذه الحشوات الوظيفية بشكل جيد داخل الخرسانة لمنع أي تكتل.

التطبيقات: المباني الشاهقة، المناطق المعرضة للزلازل الأرضية، الجسور، الطرق السريعة، أرصفة المجال الجوي، السدود، محطات الطاقة النووية.

٢١- الخرسانة المطبوعة

يُطلق على الخرسانة المطبوعة أيضًا اسم الخرسانة المختومة أو الخرسانة المنسوجة، وهي نوع خاص من الخرسانة المستخدمة لأغراض الزينة في أرضيات الأفنية والأرصفة ومواقف السيارات والبيوت الخضراء والحدائق وأحواض المسابح والأرضيات الداخلية. يتم إضافة أصباغ معدنية للخرسانة للحصول على اللون المطلوب.

يتم وضع الخرسانة ذات اللون المطلوب وتجهيز السطح للختم أو الطباعة. يمكن عمل الختم باستخدام أختام خرسانية مصنوعة من البولي يوريثين، الختم يعطي مظهرًا منقوشًا وأنيقًا للخرسانة التي غالبًا ما تعتبر خرسانة زخرفية.

اقرأ أكثر: الخرسانة المطبوعة (المختومة) - STAMPED CONCRETE

٢٢- الخرسانة الجيرية

Limecrete أو الخرسانة الجيرية هي نوع خاص من الخرسانة يتم تصنيعها باستخدام الجير الهيدروليكي الطبيعي والرمل الحاد والألياف الزجاجية (اختياري). Limecrete تجعل المبنى موفرًا للطاقة من خلال تحسين أدائه الحراري. Limecrete عبارة عن خرسانة هيدروليكية تستخدم ثاني أكسيد الكربون في الهواء لتتصلب وتستغرق وقتًا. إنها أكثر مرونة من الخرسانة. ومع ذلك، قد يعيق الجير الزائد تنفس الأشخاص داخل المبنى.

٢٣- الخرسانة الأسفلتية

تستخدم الخرسانة الإسفلتية على نطاق واسع في بناء الأرصفة. وهي مصنوعة من الركام والأحجار المكسرة والأسفلت. الأسفلت مادة بيتومينية تعمل كعامل رابطة في الخرسانة. يتم استخدامه في الطرق العادية والطرق السريعة وطرق المطارات ومواقف السيارات. الأسفلت قابل لإعادة التدوير بنسبة ١٠٠٪ وهو مادة معاد تدويرها على نطاق واسع في البناء.

٢٤- الخرسانة البكتيرية

تمتلك الخرسانة البكتيرية المعروفة أيضًا باسم الخرسانة ذاتية الإصلاح القدرة على إصلاح الشقوق والتصدعات بنفسها. أدى ذلك إلى إضافة بكتيريا خاصة ولاكتات الكالسيوم إلى خليط الخرسانة. أكثر أنواع البكتيريا شيوعًا هي Bacillus Pasteruii. عندما تتشكل الشقوق، يتسرب الماء عبر الشقوق وتبدأ عملية الشفاء الذاتي.

في وجود الماء، تنبت البكتيريا عن طريق التغذية على لاكتات الكالسيوم المضافة وتحويلها إلى كربونات الكالسيوم - الحجر الجيري. يتصلب الحجر الجيري بمرور الوقت وبالتالي تصلح الخرسانة نفسها. بمساعدة الخرسانة البكتيرية، يمكن زيادة العمر الافتراضي للمبنى إلى ٢٠٠ عام.

٢٥- الخرسانة التحفيزية ذاتية التنظيف

هذه الخرسانة هي تطور حديث في تكنولوجيا الخرسانة لمكافحة التلوث في المدن الحديثة. يتم تصنيعها عن طريق إضافة مادة مضافة ضوئية تسمى ثاني أكسيد التيتانيوم إلى الخرسانة. يتم تنشيط ثاني أكسيد التيتانيوم هذا في وجود ضوء الشمس ويتفاعل مع الملوثات الموجودة في الغلاف الجوي لتحييدها إلى أملاح غير ضارة. من خلال القيام بذلك، فإنها تقلل من مستويات تلوث الهواء في المنطقة المحيطة بالمبنى. يمكنها تحييد الملوثات مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت.

بعض الأنواع الأخرى من الخرسانة هي الخرسانة المشبعة بالكبريت، الخرسانة المضغوطة الأسطوانية.