في صناعة البناء، تُستخدم الخرسانة على نطاق واسع في مختلف الهياكل الهندسية وتلعب دورًا محوريًا. إن استقرار أدائها وموثوقية جودة البناء مرتبطان مباشرة بأداء السلامة وعمر الخدمة للمبنى. ومع ذلك، خلال عملية البناء الفعلية، غالبًا ما تظهر مشكلة مقلقة، وهي ظاهرة “التصلب الزائف” للخرسانة.
لا تؤدي هذه الظاهرة إلى تأخيرات في جدول البناء فحسب، بل تسبب أيضًا مشاكل غير ضرورية لفريق البناء، والأكثر خطورة، أنها قد تكمن في هيكل المشروع، مما يشكل خطرًا محتملاً على الجودة العامة.
الإعداد الزائف، هو مصطلح يصف تصلبًا غير طبيعي أو تصلبًا مبكرًا للأسمنت في المراحل الأولى. تحديدًا، يُظهر المزيج علامات من التصلب بسرعة خلال بضع دقائق فقط بعد خلط الأسمنت بالماء. من المهم أن نلاحظ أن هناك فرقًا واضحًا بين الإعداد الزائف والتصلب السريع، على الرغم من تشابه مظهرهما. خلال الإعداد الزائف، يتم إطلاق كمية قليلة جدًا من الحرارة، ومن خلال التحريك الشديد، يمكن إعادة العجينة التي تبدو متصلبة إلى حالتها البلاستيكية، ويمكن أن تستمر عملية التصلب وفقًا لتقدم الوقت الطبيعي. لا تؤثر هذه العملية سلبًا على القوة النهائية للأسمنت. بالمقابل، فإن التصلب السريع، والذي يُسبب عادةً نقص في المثبط، يختلف تمامًا. في هذه الحالة، ستكتسب المونة بسرعة قوة معينة في فترة زمنية قصيرة، ومتى ما وصلت إلى هذه الحالة، حتى إذا حاولت إعادة خلطها، فلن تتمكن من العودة إلى الحالة البلاستيكية.
بعد حدوث ظاهرة الإعداد الزائف، إذا تم خلط المونة مجددًا، سنجد أن عمق اختراق إبرة فيكات عند إدخالها في المونة يتغير بطريقة مشابهة لتلك في عملية الإعداد العادية. وهذا يدل على أن المزيج اللزج يمكن أن يستعيد قابلية العمل بعد الخلط. ومع ذلك، فإن الوضع مختلف تمامًا في الأسمنت سريع الإعداد. حتى بعد الخلط، فإن عمق إدخال إبرة فيكات بالكاد يتغير، مما يعكس أن مزيج الأسمنت سريع الإعداد قد اكتسب قوة عالية بسرعة ومن الصعب استعادة مرونته من خلال التحريك البسيط. لذلك، على الرغم من أن كل من الإعداد الزائف والإعداد السريع هما مشكلتان قد يتم مواجهتهم أثناء استخدام الأسمنت، فإن تأثير الإعداد الزائف يعتبر نسبيًا بسيطًا. ومع ذلك، فإن الإعداد الزائف لا يزال يمكن أن يسبب بعض الاضطراب والصعوبات في عملية البناء، ويتطلب منا الانتباه والوقاية في الممارسات العملية.
إن التصلب الزائف مرتبط ارتباطًا وثيقًا بمجموعة متنوعة من العوامل. بالإضافة إلى ظروف مثل ارتفاع محتوى (سي3ايه) في الاسمنت البورتلاندي (الكلنكر) وخلط الجبس الزائد، يُعتقد عمومًا أن الحرارة العالية التي يتعرض لها الأسمنت أثناء عملية الطحن هي السبب الرئيسي. لان يمكن أن تتسبب هذه البيئة ذات الحرارة العالية في أن تخضع كمية كبيرة من الجبس المائي يخضع للجفاف، مما يؤدي إلى تحويله إلى جبس نصف مائي. بعد ذلك، عند خلط الأسمنت بالماء، ستذوب هذه الجسيمات من الجبس نصف المائي بسرعة في الماء، وبعضها سيخضع لتفاعل ترطيب مرة أخرى، مما يؤدي إلى تجديد الجبس المائي وترسيبه. ستشكل هذه الجسيمات المترسبة من الجبس المائي هيكلًا شبكيًا من بلورات على شكل إبر، مما يؤدي إلى تصلب المزيج.
بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لبعض أنواع الأسمنت التي تحتوي على نسب عالية من القلويات، يمكن أن يتفاعل كبريتات البوتاسيوم فيها مع الجبس المائي بطريقة معينة. على وجه التحديد، يتفاعل كبريتات البوتاسيوم مع الجبس المائي لتكوين كبريتات الكالسيوم والبوتاسيوم والماء، وتُفاقم هذه العملية التفاعلية حدوث التصلب الزائف. لذلك، في إنتاج واستخدام الأسمنت، من الضروري التحكم بدقة في مختلف العوامل لتجنب الآثار السلبية للتصلب الزائف على جودة المشروع.
بشكل عام، يُعد تشكيل الأسمنت الزائف عملية كيميائية فيزيائية معقدة تشمل عوامل متعددة مثل تركيب الأسمنت، وظروف الطحن، ودرجة الحرارة، والرطوبة. ولمنع وحل مشكلة الأسمنت الزائف بفاعلية، نحتاج إلى فهم أعمق لتفاعل هذه العوامل، واتخاذ تدابير مناسبة لتحسينها والتحكم فيها.
يمكن أن يُعتبر النمو السريع لبلورات التصلب الزائف الناتجة سببًا مهمًا أيضًا للتصلب الزائف. إذ تشكل هذه البلورات التي تنمو بسرعة حاجزًا في المزيج، مما يتداخل مع عملية التصلب الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، لاحظنا أيضًا أنه حتى لو لم يتشكل هيكل شبكي يتكون من بلورات مثل الجبس المائي في المزيج، فقد يُلاحظ وجود تصلب غير طبيعي.
لقد توصل الباحثون إلى نظرية جديدة تفسر هذه الحالة المعقدة. يعتقدون أن أسطح جزيئات الأسمنت قد تحمل شحنات معاكسة لأسباب معينة. إن توزيع هذه الشحنات هو بطبيعته متغير الانسيابية
،مما يعني أنه يمكن أن يؤدي إلى تفاعلات بين الجزيئات تحت ظروف معينة، مما يؤدي إلى التصلب الزائف. توفر هذه التفسير منظورًا جديدًا حول أسباب التصلب الزائف وقد يقدم دلائل لنا للعثور على طرق أكثر فعالية للوقاية والحلول.
تظهر الخبرة العملية أن حدوث التصلب الزائف ينخفض بشكل ملحوظ في الأسمنت المخلوط مع مواد أخرى. من أجل منع تجفيف الجبس المائي بشكل فعال أثناء الإنتاج، يتم غالبًا اتخاذ سلسلة من تدابير التبريد اللازمة أثناء طحن الأسمنت. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الجبس الذي يحتوي على نسبة أعلى من كبريتات الكالسيوم اللامائية كمواد خام هو أيضًا وسيلة فعالة لتقليل حدوث التصلب الزائف. بالإضافة إلى هذه التعديلات في عملية الإنتاج، فإن تخزين الأسمنت تحت ظروف مناسبة لفترة من الزمن، أو تمديد وقت الخلط بشكل مناسب عند تحضير الخرسانة، يمكن أن يساعد أيضًا في القضاء على حدوث التصلب الزائف.
. مشكلة جودة الأسمنت
يُعتبر الأسمنت العنصر الأساسي في مكونات الخرسانة، وتؤثر جودته تأثيرًا حاسمًا على الأداء العام للخرسانة. عندما يحتوي الأسمنت على مسحوق ناعم زائد، أو أكسيد المعادن القلوية، أو شوائب أخرى، قد تُسرع هذه المكونات من التفاعل الكيميائي بين الأسمنت والماء، مما يؤدي إلى تكوين كمية كبيرة من المنتجات الترطيبية في فترة زمنية قصيرة نسبيًا. وغالبًا ما تتسبب هذه التفاعلات السريعة في التصلب الزائف، مما يسبب متاعب غير ضرورية في البناء. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأسمنت حديث الصنع عامل لا ينبغي تجاهله، حيث إن الأسمنت المنتهي أو الرطب أكثر عرضة لمشكلة التصلب الزائف بسبب احتمال تغير تركيبه الكيميائي الداخلي.
الاستخدام غير السليم للمواد الاضافية
أصبح استخدام المواد الاضافية وسيلة مهمة لتحسين قابلية العمل للخرسانة في جوانب مختلفة من إنشاء الخرسانة. ومع ذلك، فإن هذا التحسين ليس خاليًا من العيوب، حيث يتطلب اختيار واستخدام المواد الاضافية درجة عالية من الدقة والعقلانية. بمجرد استخدام المادة المضافة بشكل غير سليم، مثل الإفراط في استخدام بعض المعجلات أو عوامل التصلب المبكرة، قد يؤدي ذلك إلى اختلال توازن الترطيب للأسمنت وتسريع العملية. يمكن أن تتسبب هذه التفاعلات المتسارعة في فقدان الخرسانة لسيولتها المناسبة في فترة زمنية قصيرة جدًا، مما قد يؤدي بدوره إلى التصلب الزائف.
. بيئة البناء
تُعَدُّ تَغيُّراتُ بيئةِ البناء عاملاً لا يُمكن تجاهله في البناء بالخرسانة، خاصةً تأثيرها المحتمل على ظاهرة التصلب الزائف. وبالتحديد، عندما تكون بيئة البناء في درجات حرارة مرتفعة، ورطوبة منخفضة، أو تحت ظروف رياح، فإن هذه الظروف البيئية القصوى يمكن أن تُسرِّع بشكل كبير من تبخر الماء من سطح الخرسانة. مع الفقد السريع للماء، ستتكون قشرة صلبة بسرعة على سطح الخرسانة، بينما قد يبقى الداخل في حالة بلاستيكية. هذه الحالة من السطح المتصلب وعدم الاكتمال في التصلب هي نموذجية لظاهرة التصلب الزائف.
. مشاكل الخلط والنقل
في خلط ونقل الخرسانة، تُعَدُّ إدارة الوقت والتحكم في سرعة الخلط أمورًا حاسمة بشكل خاص. إذا كان وقت الخلط طويلًا جدًا أو كانت سرعة الخلط غير كافية، فقد تستقر جزيئات الأسمنت وتترسب. هذه الحالة غير المتجانسة في الخلط لا تعيق فقط التفاعل الطبيعي لترطيب الأسمنت، بل قد تكون أيضًا محفزًا لظاهرة التصلب الزائف. بالإضافة إلى ذلك، فإن الإدارة خلال النقل مهمة جدًا أيضًا. إذا تعرضت الخرسانة لاهتزاز مفرط أو تأثير أثناء النقل، فقد يتغير هيكلها الداخلي، مما يؤدي إلى تفاعل غير طبيعي بين جزيئات الأسمنت وبالتالي يسبب التصلب الزائف.
. السيطرة القوية على جودة الأسمنت
يُعد ضمان جودة الأسمنت وأن يكون جيدًا و حديث الصنع خاليًا من الشوائب المهمة الأساسية للوقاية الفعالة من ظاهرة التصلب الزائف للخرسانة. قبل بدء أعمال البناء، يجب إجراء فحص شامل لجودة الأسمنت للتحقق من توافقه مع المعايير الصناعية والمتطلبات الهندسية. هذه الخطوة حاسمة؛ لأن الأسمنت عالي الجودة وحده يمكنه ضمان استقرار وموثوقية الخرسانة أثناء عملية البناء. وفي الوقت نفسه، يجب عدم تجاهل بيئة تخزين الأسمنت، حيث من المهم التأكد من أن منطقة التخزين جافة ومهوّاة وبعيدة عن الرطوبة ومصادر التلوث، لمنع تدهور الأسمنت بسبب الرطوبة أو التلوث. بالإضافة إلى ذلك، فإن فحص حالة تخزين الأسمنت بانتظام والتخلص من الأسمنت المنتهي الصلاحية أو الرطب بالوقت المناسب هو أيضًا تدبير مهم لضمان جودة الأسمنت. ومن خلال هذه التدابير الصارمة للسيطرة على الجودة، يمكننا تقليل حدوث التصلب الزائف للخرسانة بشكل فعال، مما يضمن جودة البناء وسلامة المشروع.
تحسين بيئة البناء
من أجل التعامل بفاعلية مع تأثير البيئات الإنشائية السلبية مثل درجات الحرارة المرتفعة، والرطوبة المنخفضة، أو الرياح القوية على الخرسانة، أصبح تحسين بيئة البناء مهمة رئيسية. عند العمل في هذه الظروف القاسية، يتعين اتخاذ تدابير فعالة لتقليل معدل التبخر من سطح الخرسانة. على سبيل المثال، يمكن تغطية سطح الخرسانة بقطعة قماش رطبة لتشكيل حاجز واقٍ وتقليل التبخر المباشر. كما أن رش كمية معتدلة من رذاذ الماء يُعتبر وسيلة فعالة لزيادة رطوبة الهواء والحفاظ على رطوبة سطح الخرسانة. إن هذه التدابير لا تُبطئ فقط من معدل جفاف سطح الخرسانة بشكل ملحوظ، بل تحد أيضًا من حدوث التصلب الزائف.
علاوة على ذلك، يُعتبر ترتيب وقت البناء بشكل مناسب أمرًا حيويًا. ينبغي لوحدة البناء أن تولي اهتمامًا كبيرًا لتوقعات الطقس وتجنب أعمال البناء بالخرسانة في ظروف الطقس القاسية. من خلال اختيار فترة البناء المناسبة، يمكن تجنب تأثير العوامل البيئية السلبية على جودة الخرسانة بفاعلية. ستساهم هذه التدابير الشاملة في خلق بيئة أكثر ملاءمة للبناء بالخرسانة، مما يضمن استقرار وموثوقية جودة البناء.
تحسين طرق الخلط والنقل
من أجل تحسين جودة الخرسانة وتقليل حدوث التصلب المزيف، يجب علينا تحسين طرق الخلط والنقل بعناية. أولاً، يجب أن تضمن عملية الخلط توقيتاً معتدلاً وسرعة متجانسة لتجنب ترسب الجزيئات الأسمنتية والانفصال الطبقي. من خلال التحكم الدقيق في الخلط، يمكننا تحقيق خلط شامل للأسمنت والركام والمواد المضافة الأخرى لضمان التوزيع المتجانس لمكونات الخرسانة.
ثانياً، في عملية النقل، نحتاج إلى إيلاء اهتمام خاص لتقليل تأثير الاهتزاز والصدمات على الخرسانة. يمكن أن يؤدي الاهتزاز المفرط إلى تلف الهيكل الداخلي للخرسانة، مما قد يسبب مشكلات مثل التصلب المزيف. لذلك، من المهم اختيار معدات النقل والمسار المناسب. بالنسبة للخرسانة المنقولة لمسافات طويلة، يمكننا اعتماد استراتيجية الخلط والنقل على دفعات. هذه الطريقة لا تحافظ فقط على قابلية العمل للخرسانة، بل تقلل أيضاً بشكل فعال من التغيرات في خصائص الخرسانة الناتجة عن النقل لمسافات طويلة.
باختصار، من خلال تحسين طرق الخلط والنقل، يمكننا ضمان جودة الخرسانة بشكل أفضل، وتقليل خطر التصلب المزيف، وتقديم دعم قوي للتقدم السلس للمشروع.