مواصفات الخرسانة لمنشآت الاحتفاظ بالمياه (المسابح والخزانات وما إلى ذلك)

سنقوم بمراجعة موجزة لبعض جوانب البناء لهياكل الاحتفاظ بالمياه مع التركيز على مواصفات الخرسانة لاستخدامها في بناء هياكل الاحتفاظ بالمياه كالخزانات والمسابح وغيرها.

بعد إجراء التحليل الهيكلي وتصميم هيكل الاحتفاظ بالمياه أو احتجاز المياه، فإن الخطوة التالية هي التأكد من تنفيذ البناء بشكل صحيح بحيث لا يتم المساس باحتجاز المياه وقوة العنصر. التصميم الجيد والبناء السيئ يمثلان مشروع فاشل. يمكن اتباع التوصيات الواردة في الأقسام التالية لضمان تحقيق نتائج جيدة في بناء هياكل الاحتفاظ بالمياه.

مواد الخرسانة

يوصى باستخدام الأسمنت من الفئة N (التصلب العادي) لبناء هياكل الاحتفاظ / احتجاز المياه، ويجب تفضيل استخدامه قبل الفئة R (التصلب السريع) بسبب مشكلات الانكماش. بشكل عام، وعلى سبيل المثال، يجب تحديد الخرسانة وفقًا للمواصفة BS EN 206 و BS 8500 الجزءان 1 و 2. بالنسبة لخزانات المياه، ستحتاج جميع المواد الملامسة للمياه الصالحة للشرب إلى الامتثال للوائح محددة، ويجب أن تكون غير سامة أو ملوثة. هذا هو السبب في ضرورة الموافقة على جميع المضافات التي سيتم استخدامها.

اعتبارات النفاذية

يجب أن يكون للخرسانة الخاصة بهياكل الاحتفاظ بالمياه نفاذية منخفضة. يشير إحكام المياه watertightness إلى قدرة الخرسانة على كبح أو الاحتفاظ بالمياه دون تسرب مرئي (Kosmatka et al ، 2003). من المعروف أن نفاذية الخرسانة مرتبطة بنسبة الماء / الأسمنت ، لأنها عامل تصميم المزيج/الخلطة الذي يرتبط ارتباطًا مباشرًا بنفاذية عجينة الأسمنت المتصلدة. بعد اكتمال تفاعل الإماهة، يترك الماء المتبقي الخرسانة ببطء، وبالتالي يترك المسام التي تقلل من قوة ومتانة الخرسانة.

من المعتقد على نطاق واسع أن نسبة الماء / الأسمنت 0.2 (حوالي 10 لترات من الماء إلى 50 كجم من كيس الأسمنت) ضرورية لإكمال تفاعل الإماهة، في حين أن الباقي يكون لتحسين قابلية تشغيل الخرسانة. ولكن وفقًا لماثر وآخرون (2006)، بالنسبة لحجم معين من الأسمنت حتى يتم ترطيبه تمامًا (أي تفاعل الإماهة)، فإن كمية ماء الخلط الأصلية المطلوبة هي 1.2 ضعف الحجم الصلب للأسمنت. والسبب في ذلك هو أن الماء يجب أن يكون متاحًا لملء مساحة المسام البالغة 30٪ والتي يجب أن تكون موجودة بعد تفاعل الماء. في النهاية، رأى المؤلفون أنه لن يتم إماهة كل الأسمنت إذا كانت نسبة الماء / الأسمنت أقل من 0.4 ، على الرغم من أن نصف الماء فقط سيذهب إلى تركيبة كيميائية. أظهر البحث الذي أجراه (Kim et al (2014 أن المسامية في الخرسانة زادت بنسبة 150٪ عندما زادت نسبة الماء / الأسمنت من 0.45 إلى 0.6.

العلاقة التجريبية بين النفاذية الهيدروليكية ونسبة الماء / الأسمنت في ظل ظروف معالجة مختلفة (Whiting 1989 ، مقتبس من Kosmatka et al ، 2003)

وفقًا لـ (Powers et al (1954 التي استشهد بها (Kosmatka et al (2003، فإن نفاذية عجينة الأسمنت المتصلبة الناضجة تحافظ على الرطوبة باستمرار من  0.1 ×  10^-12 إلى 120 ×  10^-12 سم / ثانية لنسب م/س التي تتراوح من 0.3 إلى 0.7 (انظر الشكل السابق). أيضًا، في اختبار التسرب الذي أجرته جمعية الأسمنت البورتلاندي على أقراص المونة الأسمنتية بسماكة 25 ملم المعرضة لضغط ماء يبلغ 140 كيلو نيوتن / م 2 ؛ لم تظهر الأقراص المصنوعة من الماء / الأسمنت بنسبة 0.5 أو أقل أي علامة للتسرب بعد أن تمت معالجتها الرطبة لمدة سبعة أيام. ومع ذلك، أظهرت الأقراص المصنوعة بنسبة الماء / الأسمنت 0.8 تسربًا بعد معالجتها لنفس الفترة الزمنية. أظهرت الأبحاث أيضًا أن الخرسانة المعالجة في الماء أقل نفاذية من الخرسانة التي تتصلب في الهواء، لذلك يوصى بإغراق الخزان بالماء فور إزالة قوالب صب الخرسانة من جدران الخزان. هذا يساعد أيضًا في التئام الشقوق ذاتيًا.

علاوة على ذلك، تؤثر نفاذية الركام وتدرجه، وجودة واجهة الركام / معجون الأسمنت، والنسبة بين معجون الأسمنت والركام على النفاذية الكلية للخرسانة. عادة ما تكون قابلية التشغيل مشكلة عندما نحاول الحفاظ على نسبة الماء / الأسمنت منخفضة. أفضل طريقة للخروج من هذه المشكلة هي استخدام مضافات تقليل المياه لجعل الخرسانة قابلة للتطبيق. يعد هذا خيارًا أفضل من استخدام مواد مضافة عازلة للماء مع نسبة عالية من الماء / الأسمنت. تقلل مضافات العزل المائي من الامتصاص ونفاذية الماء من خلال العمل على البنية الشعرية لعجينة الأسمنت، لكن لن تقلل بشكل كبير من اختراق الماء من خلال الشقوق أو من خلال الخرسانة المضغوطة (المدموكة) بشكل سيئ وهما من أكثر الأسباب شيوعًا لتسرب المياه في الهياكل الخرسانية.

اقرأ:

مضافات العزل المائي للخرسانة - طريقة استخدامها وكيفية عملهاالملدنات والملدنات الفائقة (مضافات خرسانية) - الأنواع والمزايا والعيوب والاستخداماتأهمية نسبة الماء إلى الأسمنت (م/س) في الخرسانة

يعطي الجدول التالي متطلبات المواد الخرسانية الموصى بها لهياكل الاحتفاظ بالماء. لا ينبغي أن تسبب الخرسانة المحددة والمحضرة على النحو الوارد في الجدول مشاكل لهياكل الاحتفاظ بالمياه بشرط أن تكون مصبوبة ومدموكة جيدا.

توصية للخرسانة لاستخدامها في هيكل الاحتفاظ بالماء

في الواقع، لا يمكن التحكم في التشقق إلا من خلال التصميم الإنشائي بناءً على الترتيب الهيكلي المعتمد: إدخال مفاصل الحركة، أو عن طريق تقوية وتسليح الهيكل بشكل صحيح للحد من عرض الشقوق/الشروخ. خلاف ذلك، يجب استخدام عزل المياه من النوع أ وهو (TYPE A (BARRIER) PROTECTION عزل باستخدام غشاء ممبرين). بالنسبة لهياكل الاحتفاظ بالمياه، فإن السماكة الدنيا الموصى بها لعزل/إحكام المياه هي 250 ملم، ما لم يكن الضغط الهيدروستاتيكي في جدران الخزان منخفضًا جدًا.