مم تُصنع الخرسانة؟ أفضل 3 مكونات ونسب الخلط

الخرسانة هي واحدة من أكثر مواد البناء استخداماً في العالم. فهي قوية ومتينة ومتعددة الاستخدامات، مما يجعلها ضرورية لكل شيء بدءاً من الأرصفة والممرات إلى ناطحات السحاب والجسور. ولكن هل تساءلت يوماً ما الذي يدخل في صناعة الخرسانة بالضبط؟

إن الخرسانة في جوهرها عبارة عن خليط من بعض المكونات الرئيسية التي، عند دمجها معاً، تخلق مادة صلبة تشبه الصخور. يمكن أن تختلف النسب الدقيقة تبعاً للقوة المرغوبة والاستخدام المطلوب، ولكن تظل المكونات الأساسية كما هي. دعنا نستكشف كل مكون.

مم تُصنع الخرسانة؟

ما الذي يدخل في صناعة الخرسانة؟ المكونات الأساسية بسيطة للغاية: الأسمنت والماء والركام. هذا كل ما في الأمر! وعلى الرغم من أن الأمر قد يبدو بسيطاً للغاية، إلا أن السحر الحقيقي يكمن في كيفية عمل هذه المكونات معاً.

الأسمنت

الأسمنت هو مكون واحد فقط من مكونات الخرسانة - فهو يعمل كعامل ربط. وهو مصنوع من الحجر الجيري والطين والأصداف ورمل السيليكا، ويتم تسخين هذه المواد وطحنها مع الجبس لتكوين أسمنت بورتلاندوهو النوع الأكثر شيوعاً في الخرسانة.

في حين أن يشكل الأسمنت نحو 10-15% فقط من مزيج الخرسانة من حيث الحجم، فهو العنصر الأكثر نشاطًا كيميائيًا. عند خلطه بالماء، يخضع لعملية تسمى الترطيبمما يجعلها تتصلب وتربط المواد الأخرى ببعضها البعض.

[ذات صلة: الفرق بين الأسمنت والخرسانة]

المياه

الماء ضروري للتفاعل الكيميائي الذي يحول الأسمنت إلى مادة رابطة صلبة. إن الكمية المناسبة من الماء أمر بالغ الأهمية - فالكمية المناسبة من الماء ضرورية - فالقليل جداً من الماء سيؤدي إلى جفاف المزيج وتفتته؛ والكثير منه سيؤدي إلى ضعف الخرسانة وتعرضها للتشقق.

إن نسبة الماء إلى الأسمنت عامل حاسم في تحديد قوة الخرسانة ومتانتها. تتراوح نسبة W/جيم النموذجية حوالي 0.4 - 0.6مما يعني أنه مقابل كل رطل من الأسمنت، ستستخدم حوالي 0.4 إلى 0.6 رطل من الماء.

الركام (الرمل والحصى والحجر المسحوق)

تشكل المجاميع الجزء الأكبر من الخرسانة (حوالي 60-751 تيرابايت 3 تيرابايت من الحجم الكلي) وتوفر قوة هيكلية. وتشمل عادةً أشياء مثل الرمل أو الحصى أو الحجر المسحوق. فبدون الركام، سينتهي بك الأمر بكتلة أسمنتية ثقيلة وباهظة الثمن تتكسر في كل مكان. تساعد المجاميع على القوة والثبات وحتى تقليل التكلفة.

هناك نوعان: الركام الناعم (مثل الرمل) والركام الخشن (مثل الحصى أو الصخور المسحوقة). يمكن أن يختلف مزيج وحجم هذه الركام حسب الغرض من استخدام الخرسانة.

الخلائط (اختيارية ولكنها شائعة)

على الرغم من أن المكونات الثلاثة المذكورة أعلاه هي كل ما تحتاجه من الناحية الفنية لصنع الخرسانة، إلا أن معظم الخلطات الحديثة تشمل المضافات-المواد الكيميائية أو المواد المضافة التي تحسن خصائص معينة. تتضمن بعض الأنواع الشائعة ما يلي:

• الملدنات (مخفضات الماء) - اجعل المزيج أسهل في العمل دون إضافة المزيد من الماء.
• المسرعات - تسريع عملية المعالجة (مفيد في الطقس البارد).
• المثبطات - إبطاء المعالجة (مفيد في الطقس الحار أو في حالة السكب بكميات كبيرة).
• عوامل تدريب الهواء - إنشاء فقاعات هواء صغيرة لتحسين مقاومة التجمد والذوبان.
• الملدنات الفائقة - السماح للخرسانة شديدة السيولة (تستخدم في الخلطات عالية القوة أو ذاتية التسوية).

تعتبر الإضافات مهمة بشكل خاص في تطبيقات الخرسانة المتخصصة، مثل الهياكل عالية الأداء أو الخرسانة المزخرفة.

ما هي نسبة خلط الخرسانة؟

عندما نتحدث عن نسبة الخلط للخرسانة، فإننا نتحدث بشكل أساسي عن كمية كل مكون من المكونات التي تدخل في الخلطة. نسبة الخلط الأساسية للخرسانة (غالباً ما تُستخدم في المشاريع الصغيرة مثل الباحات أو الأرصفة أو الألواح).

من المزيج النموذجي الذي ستسمع عنه هو نسبة 1:2:3. وهذا يعني:

• 1 جزء أسمنت 1
• 2 جزء رمل (رمل ناعم)
• 3 أجزاء من الحصى أو الحجر المسحوق (الركام الخشن)

ثم تضيف الماء - عادةً حوالي 0.5 جزءحسب الوظيفة والمناخ. نسبة الماء إلى الأسمنت مهمة للغاية. فالمزيد من الماء يجعل الخرسانة أسهل في العمل، ولكنه قد يجعلها أضعف أيضًا. كمية أقل من الماء تعني خرسانة أقوى، ولكن من الصعب صبها وإنهائها.

هذا المزيج 1:2:3 رائع للخرسانة للأغراض العامة مثل الممرات والأرصفة والألواح. ولكن بالنسبة للأعمال الثقيلة - مثل دعامات الجسور أو المباني الشاهقة - قد يتغير المزيج. سيقوم المهندسون بتعديل النسب بل وإضافة مواد أخرى للتأكد من أن الخرسانة تلبي القوة والمتانة المطلوبة.

يمكن أن يتم الخلط بالحجم (باستخدام الدلاء أو المجارف) أو بالوزن (وهو أكثر دقة ويستخدم في المشاريع الكبيرة). في كلتا الحالتين، الاتساق هو المفتاح. فأنت تريد أن تكون كل دفعة متماثلة قدر الإمكان حتى يكون الهيكل النهائي متماسكاً وآمناً.

كيف تُصنع الخرسانة؟

حسناً، والآن بعد أن عرفنا ما الذي يدخل في هذه المادة، كيف تصنعها بالفعل؟

إنه ليس علم الصواريخ، ولكن هناك بالتأكيد فن في ذلك.

الخطوة 1: الحصول على المزيج الصحيح

أول الأشياء أولاً: تحتاج إلى النسب الصحيحة. وغالباً ما يشار إلى ذلك باسم "تصميم المزيج". تحتاج الوظائف المختلفة إلى خلطات مختلفة. فعلى سبيل المثال، لا يحتاج الرصيف إلى نفس نوع الخرسانة التي يحتاجها الجسر.

قد تكون النسبة الشائعة للخرسانة الأساسية هي جزء واحد من الأسمنت وجزءان من الرمل و3 أجزاء من الحصى مع نصف جزء من الماء. ولكن مرة أخرى، يمكن أن يختلف ذلك.

الهدف هو تحقيق التوازن بين القوة والمتانة وقابلية التشغيل. إذا كان جافًا جدًا، فسيكون من الصعب صبه. وإذا كان رطباً جداً، فقد لا يكون قوياً بما فيه الكفاية.

الخطوة 2: مزج كل شيء معًا

بمجرد الانتهاء من قياس مكوناتك، يحين وقت الخلط. يمكن القيام بذلك يدوياً للمهام الصغيرة، ولكن المشاريع الأكبر حجماً تستخدم الخلاطات - سواءً كانت خلاطات البراميل المحمولة أو تلك الشاحنات الكبيرة التي تراها تدور على الطريق.

يتم وضع كل شيء: الركام أولاً، ثم الأسمنت، ثم الماء. ثم يتم خلطها حتى تصبح كلها متجانسة ومتجانسة. لا بقع جافة. لا توجد بقع رطبة أكثر من اللازم. فقط مزيج جيد ومتساوٍ.

الخطوة 3: صب الخرسانة

بعد خلط كل شيء، يجب أن تتحرك بسرعة. تبدأ الخرسانة في التماسك بسرعة كبيرة. وبمجرد صبها في القوالب أو القوالب، يتم فردها وتسويتها. تسمى هذه الخطوة بالوضع والتسوية.

ثم يتم تنعيمها باستخدام عوامة. بالنسبة للأسطح الكبيرة، يمكن استخدام أدوات كهربائية لجعلها لطيفة ومسطحة.

الخطوة 4: معالجة الخرسانة

والآن إليك الجزء الذي غالباً ما يغفل عنه الناس: المعالجة. هذا ليس مجرد تركه يجف. المعالجة هي الحفاظ عليها رطبة حتى تتصلب بشكل صحيح. عملية الترطيب التي تحدثنا عنها سابقًا؟ تستغرق وقتًا. عادةً ما تستغرق عدة أيام، وأحياناً أسابيع.

إذا جفت الخرسانة بسرعة كبيرة، يمكن أن تتشقق أو ينتهي بها الأمر إلى أن تصبح أضعف مما ينبغي. لذا، قد يقوم الناس برشها بالماء، أو تغطيتها بالبلاستيك، أو استخدام مركبات المعالجة للحفاظ على الرطوبة محبوسة.

الخطوة 5: اللمسات الأخيرة

بعد المعالجة، تقوم في بعض الأحيان بإجراء المزيد من التشطيبات، مثل ختمه لإبعاد الماء والبقع أو إضافة بعض الزخارف إذا كان سطحاً مزخرفاً.

[متعلق بـ كم من الوقت تستغرق الخرسانة حتى تجف؟]

الخاتمة

قد تبدو الخرسانة كما لو كانت مادة بسيطة، ولكنها مزيج هندسي عالي الهندسة من المكونات التي تعمل معاً لتوفير القوة والمتانة والتنوع. المكونات الأساسية -الأسمنت والماء والركام-تشكل جوهر المزيج، بينما المواد المضافة والمواد التكميلية ضبط خصائصه بدقة لتلبية مجموعة واسعة من احتياجات البناء.

سواء كنت تقوم بصب رصيف أو تشييد ناطحة سحاب، فإن فهم مكونات الخرسانة يساعدك على ضمان أداء أفضل وتكاليف أقل وبيئة بناء أكثر استدامة.