تكمن أهمية تعلم طرق صب الخرسانة في الأجواء الحارة لتجنب حدوث واحدة من هذه المشاكل، مثل: زيادة خطر التشقق، وانخفاض القوة والمتانة، والحصول على قوة ضغط أقل للخرسانة، فيجب تجنب صب الخرسانة في الأوقات شديدة الحرارة، واستخدم الثلج كجزء من خليط الماء الخرساني لتبريد الخرسانة.
طرق صب الخرسانة في الأجواء الحارة
تتأثر جودة الخرسانة بالطقس الحار بسبب زيادة تبخر المياه السطحية الموجودة على الخرسانة، وهذه المياه ضرورية لتكوين فقاعات الهواء التي تشكل بلورات حول الجزيئات فتقوي الخرسانة، وأيضًا للحفاظ على رطوبة الخرسانة ومنعها من الجفاف.
ويجب عند صب الخرسانة في الجو الحار اختيار أكثر وقت في اليوم برودة، وأفضل طريقة لتبريد الخرسانة الماء واستعمال أسمنت منخفض الحرارة، وفيما يلي سنوضح طرق صب الخرسانة في الاجواء الحارة:
- تجنب صب الخرسانة في وقت الظهيرة أو بعد الظهر.
- تغطية جميع المعدات اللازمة حتى آخر لحظة قبل الاستخدام.
- وضع المزالق والناقلات والملحقات تحت سقف إن أمكن ورش بعض الماء عليها بانتظام.
- استخدم مظلات الشمس أو مصدات الرياح لتقليل الظروف القاسية المحتملة.
- من طرق صب الخرسانة في الأجواء الحارة أنه يجب تباعد فواصل التحكم على مسافات أصغر من الوصلات الخرسانية المستخدمة في الطقس البارد.
- من الأفضل صب الألواح الداخلية بعد بناء جميع الجدران والأسقف.
- استخدام كميات كبيرة من الركام الخشن؛ لأن الركام سيقلل من احتمالية انكماش الخرسانة.
- تبريد المواد المستعملة (الركام) في الخرسانة عن طريق تغطيسها في الماء.
- وفي حالة استخدام خرسانة جاهزة، يجب الاتفاق مع مصنع الخلط على درجة حرارة تسليم مقبولة بحيث يمكن للمورد تبريد المواد حسب الحاجة.
- ترطيب الطبقة السفلية (الحديد) قبل صب الخرسانة.
- استخدام الثلج كجزء من خليط الماء الخرساني، أو استخدام النيتروجين السائل لتبريد الخرسانة.
- تقليل وقت الخلط بمجرد إضافة الماء إلى الخليط.
- توفر مثبط تبخير جاهز بالموقع في حالة ارتفاع درجة الحرارة وتبخر الماء بسرعة.
- يمكن وضع الأغطية المؤقتة مثل الخيش المبلل باستمرار فوق الخرسانة الطازجة وإزالتها في أقسام صغيرة قبل التشطيبات مباشرة.
- لا تبدأ في إنهاء الخرسانة بينما الماء لا يزال على السطح.
صب الخرسانة في الأجواء الباردة
رغم أن الخرسانة المصبوبة في الطقس البارد في الواقع أقوى من الخرسانة المصبوبة في الطقس الحار، ويرجع ذلك لفترة المعالجة البطيئة. ولكن يجب حماية الخرسانة الطازجة من التجمد لمدة 24 ساعة على الأقل من أجل ضبط القوة القصوى والوصول إليها بشكل صحيح. والطقس البارد للخرسانة: هو انخفاض في متوسط درجة حرارة الهواء لأكثر من ثلاثة أيام متتالية وتكون درجة الحرارة 5 درجة فهرنهايت. فمن الأفضل التخلي ببساطة عن فكرة وضع الخرسانة في الأماكن الخارجية عندما تكون درجات الحرارة في الهواء الطلق أقل من 20 درجة فهرنهايت. وكما وضحنا طرق صب الخرسانة في الأجواء الحارة، سنبين لك فيما يلي نصائح لصب الخرسانة في الاجواء الباردة بنجاح، وكذلك الاحتياطات المناسبة للتخلص من المشاكل المرتبطة بمدة تصلب الخرسانة:
- استخدم السخانات لإذابة الأرض المتجمدة أو الثلج أو الجليد.
- استخدم الماء الساخن لخلط الأسمنت.
- الاحتفاظ بالمواد الجافة في مكان جاف ودافئ.
- تسخين أحد المواد المكونة للخرسانة (الماء أو أحد مكونات الركام -الرمل أو الحصى) قبل الخلط مباشرة.
- تعديل مكونات الخليط مثل زيادة نسبة محتوى الإسمنت، فدرجة حرارة الأسمنت العالية تساعد على عدم تجمد الخرسانة.
- استخدام اضافات كيميائية متسارعة، مثل كلوريد الكالسيوم بنسب تصل إلى 2٪.
- استخدام إسمنت إضافي يساعد في تثبيت الخرسانة دون تقليل جودتها، مثل الإسمنت البورتلاندي من النوع الثالث.
- عدم استخدام الرماد المتطاير أو الخبث.
- استخدام مصدات الرياح لحماية الخرسانة والعمال من الرياح، لأن الرياح قد تسبب انخفاضات سريعة في درجات الحرارة وتبخر سريع للمياه.
- استخدام عبوات ساخنة مصنوعة من الخشب أو قماش القنب أو عبوات بلاستيكية صلبة.
- يمكن استخدام سخانات تعمل بالوقود، أو تعمل بالحرق غير المباشر، حيث يتم توجيه الهواء الدافئ إلى العلبة من وحدة الموقد الموضوعة بالخارج، أو نظام هيدرونيك حيث يتم توزيع مزيج دافئ من الجليكول والماء عبر العلبة أو عبر الأنابيب أو الخراطيم.
- استخدام بطانيات باور بلانيت الخرسانية لضمان درجة حرارة صحيحة للخرسانة.
- بعد التنسيب استخدام ألواح مواد عازلة مثل: ألواح الخشب أو البولسترين للمحافظة على درجة حرارة الخرسانة.
- ترك القوالب لأطول فترة ممكنة لأنها ستحتفظ بالحرارة وتساعد على منع الخرسانة من الجفاف.
- الحفاظ على رطوبة الخرسانة بضخ البخار الحي في العلبة المحيطة.
- قياس درجة حرارة الخرسانة أثناء معالجتها بواسطة مسدس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء.
- يجب ألا تقل درجة حرارة الخرسانة عن 40 درجة خلال فترة المعالجة.
- عدم تبريد الخرسانة بسرعة كبيرة بل يُنصح بالتبريد التدريجي لعدة أيام أو حتى أسابيع.
صناعة الخرسانة في الأجواء الحارة
الأجواء الحارة تعمل على تبخير الماء الموجود في الخلطة الخرسانية، فالماء تتمثل مهمته في إتمام عمليات إماهة الإسمنت فتؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الخرسانة فتنتج المادة الجيلاتينية التي تعمل على التماسك بين مكونات الخرسانة.
فيجب تجنب تأثير درجة الحرارة على الخرسانة أثناء صناعتها في الأجواء الحارة بما يأتي:
- توفير عمالة كافية لضمان سرعة صناعة الخرسانة ونقلها للموقع.
- تجنب الشمس أثناء صنع الخرسانة.
- تبريد الركام (الرمل والحصى) قبل خلطه بالمواد الأخرى.
- استخدام الماء البارد أو الثلج لخلط المواد الخرسانية.
- استخدام تناسقًا ملموسًا يسمح بالتنسيب والتوحيد السريع.
- حماية سطح الخرسانة أثناء التنسيب بأغطية بلاستيكية أو مثبطات التبخر للحفاظ على الرطوبة الأولية في خليط الخرسانة.
لضمان إنتاج خرسانة بمعايير ومواصفات عالية الجودة تم تحديد درجة حرارة الخرسانة تبعًا لحالة الطقس وسرعة الرياح (حار أو بارد، عاصف أو هادئ، جاف أو رطب)، فدرجة حرارة الخرسانة طبقًا للمواصفات النموذجية حسب الكود الامريكي أثناء التنسيب في نطاق 50 درجة فهرنهايت إلى 90 درجة فهرنهايت، ولكن درجة حرارة الخرسانة طبقاً للكود السعودي لابد ألا تتعدى 35 درجة مئوية وقت الصب، كما نصت على ذلك المواصفة في الكود السعودي للبناء في الفصل الرابع (المنشآت الخرسانية 4-5/8).
صب الخرسانة في الصيف
الخرسانة الأكثر سخونة وقليلة الترطيب، تحدث فيها عملية التبلور بسرعة كبيرة، مما يمنح البلورات وقتًا أقل لتقويتها. فشمس الصيف تؤدي إلى تبخر الماء بشكل سريع من الخرسانة مما يؤثر بالسلب على الطبقة السطحية للخرسانة ويؤدي إلى تشققها.
ومن أفضل طرق صب الخرسانة في الاجواء الحارة وخاصة في الصيف ما يلي:
- تعديل وقت صب الخرسانة للاستفادة من درجات الحرارة الأكثر برودة، مثل التنسيب في الصباح الباكر أو الليل.
- إضافة قوالب من الثلج إلى الماء لتبريد الخرسانة.
- تعفير المنطقة فوق موضع الخرسانة لرفع الرطوبة النسبية وتلبية طلب الرطوبة في الهواء المحيط.
الخرسانة بالأجواء الحارة
يمكن أن تؤدي الأجواء الحارة إلى مشاكل في خلط ووضع ومعالجة الخرسانة الأسمنتية الهيدروليكية التي يمكن أن تؤثر سلبًا على خصائص الخرسانة. إذا لم يتم تنفيذ طرق صب الخرسانة في الأجواء الحارة بشكل فعال، فقد تتضرر الخرسانة من خلال تكسير الانكماش البلاستيكي والتشقق الحراري وانخفاض القوة لمدة 28 يومًا. ولضمان درجة الحرارة المناسبة من أجل المكعبات الخرسانية، يجب استعمال ماء معالج، ويجب أن تكون درجة حرارته 20 درجة مئوية ± 2 درجة مئوية.
ومن مشاكل الخرسانة ذات الطقس الحار ما يلي:
- زيادة الطلب على المياه.
- وقت الإعداد السريع الذي يخلق مشاكل في المناولة والضغط والتشطيب، ويزيد من مخاطر برودة المفاصل.
- انكماش وتشقق البلاستيك، فتبخر الرطوبة بسرعة كبيرة، يمكن أن يشقق السطح أو يؤثر على البلاستيك الموجود داخل الأسمنت.
- يؤدي صب الخرسانة في الطقس الحار إلى زيادة معدل الركود، هذا يعني أن لوح الخرسانة لن يكون ثابتًا طوال الوقت.
- انخفاض في القوة المطلقة، عندما تعالج الخرسانة بسرعة كبيرة في الحرارة، يمكن أن تتأثر القوة.
- الخرسانة المعالجة عند درجة حرارة 70 درجة فهرنهايت ستكون أقوى بشكل ملحوظ من البلاطة المعالجة عند 90 درجة فهرنهايت.
- عند تصلب الخرسانة، لا يمكن تصحيح المشاكل الناجمة عن الطقس الحار بشكل كامل.
درجة الحرارة المسموح بها لصب الخرسانة
تختلف درجة الحرارة المسموح بها لصب الخرسانة تبعًا لحالة الطقس. ففي حالة الطقس المعتدل، فإن درجة الحرارة المثالية لصب الخرسانة تتراوح بين 50 درجة فهرنهايت إلى 90 درجة فهرنهايت. ويفضل عدم صب الخرسانة بدرجات الحرارة الجوية التي تزيد عن 30 درجة ويترتب على ذلك اتخاذ طرق صب الخرسانة في الاجواء الحارة لتخفيض درجة حرارة الخرسانة الطازجة والامتناع عن الصب إذا زادت درجة الحرارة الجوية عن 37 درجة.
تبريد الخرسانة من أهم طرق صب الخرسانة في الاجواء الحارة تعريض المواد المستخدمة في الخرسانة للتبريد. وتبريد الخرسانة هو تقنية تقلل من درجة حرارة الخرسانة المصبوبة إلى مستوى معين، من أجل ضمان جودة الخرسانة. عند معالجة الخرسانة، يجب الحفاظ على الحد الأدنى من درجات الحرارة الملائمة في النطاق من 10 إلى 21 درجة مئوية في الخرسانة لأدنى فترة معالجة مطلوبة، فإذا تم علاجها عند درجات حرارة أعلى من هذا المستوى، تفقد الخرسانة قوتها، ويحدث المزيد من التصدع، لذلك تبريد الخرسانة له أهمية كبيرة، وسنوضح فيما يلي طرق تبريد الخرسانة:
- استبدال جزء من الماء المضاف إلى الخليط بالثلج، فاستخدام الثلج له تأثير أكبر بكثير على درجة حرارة خليط الخرسانة، مقارنة باستخدام الماء البارد، بسبب كمية الحرارة الكبيرة اللازمة لإذابة الجليد. ولتبريد 1 متر مكعب من الخرسانة بمقدار 1 درجة مئوية، يلزم توفير حوالي 33 كجم من الماء البارد، في حين أن 7.5 كجم فقط من رقائق الثلج لها نفس التأثير.
- استخدام النيتروجين السائل فهو آمن ونتائجه فعالة، فحقن النيتروجين السائل يساعد على الحفاظ على مواصفات درجة حرارة الصب المطلوبة في الطقس الحار للغاية وليس مكلف لو قارنته مع طرق تبريد الخرسانة مثل الماء المبرد والجليد.
- تبريد الركام (الرمل والحصى) المستخدم في الخرسانة.
أفضل وقت لصب الخرسانة
من طرق صب الخرسانة في الاجواء الحارة مراعاة أفضل وقت لصبها ويتمثل في اختيار الوقت الأقل حرارة ويكون فجرًا أو ليلًا. ويفضل عدم زيادة درجة الحرارة عن 37 درجة ولا تقل عن 4 درجة. وفي حالة استخدام الخرسانة الجاهزة، فإن مدة صلاحية الخرسانة الجاهزة، هو ساعتين أو 300 لفة حسب الكود الأمريكي، تبدأ من وقت خروجها من محطة الخلط حتى الصب.