الخرسانة

Concrete الخرسانة / كونكريت


:المواد

1) السمنت Cement : 
سمنت بورتلاندي ويكون اما عادي OPC او مقاوم لاملاح الكبريتات الذي يستخدم للاسس

2) الركام Aggregate  : 
ناعم (رمل Sand) وخشن حصى (زلط) و يفضل ان يكون الرمل مفحوص و الحصى ذو تدرج جيد


3) الماء Water
يعتبر الماء ذو التركيب الكيمياوي المقبول للشرب سواء كان معاملا لغرض توزيعه للاستعمال العام او غير معاملا مقبولا لصنع الخرسانة.

4) المضافات Admixtures 
مواد تضاف الى ماء الخلط او الى الخلطة الخرسانية لتحسين واحدة او اكثر من خواص الخرسانة مثل قابلية التشغيل او سرعة التجمد او تحسين مقاومتها لتاثير الانجماد والانصهار.

- تحدد كمية المادة المضافة في تصميم الخلطة الخرسانية وتعليمات الشركة المنتجة، مثلا 4 لتر لكل متر مكعب
- من المواد الشائعة الاستخدام في العراق الغلينيوم 51 Glenium وهي من المضافات الفائقة اللدونة (Superplasticizer) 



 5) حديد التسليح Steel
يستعمل حديد التسليح Steel Bars المحزز اذا كانت الخرسانة مسلحة Reinforced Concrete وليست خرسانة عادية Plain concrete

- يتم التسليح بالحديد لانه له معامل تمدد حراري مقارب للخرسانة و يتحمل قوى الشد اكثر من الخرسانة التي تتحمل قوى الانضغاط وتحافظ الخرسانة على الحديد من الصدأ

عند التصميم الانشائي يتم مراعاة ما يلي:
- تستخدم طريقة (Ultimate strength design) عند التصميم التي تفترض ان الاحمال المسلطة اكثر من الاوزان الحقيقية حيث يتم ضرب الاحمال في معامل امان

- يستخدم حديد التسليح لمقاومة اجهادات الشد (Tension) كون الخرسانة قليلة التحمل للشد و عالية التحمل للانضغاط (Comparison)، اذا كان العزم (Bending Moment) موجب يكون الشد في اسفل محور التعادل (Neutral Axis) لذا نضع حديد التسليح في الاسفل (Bottom) اما اذا كان العزم سالب  يكون الشد في اعلى محور التعادل نضع حديد التسليح في الاعلى (Top)

- عند التصميم يتم تجنب حالة الفشل الفجائي وان الكود الامريكي يحدد اعلى نسبة حديد تسليح لكي لايحدث الفشل الفجائي نتيجة (Over reinforcement)

- يجب الانتباه في المخططات الانشائية الى ان مقاومة الانضغاط التصميمية بعمر 28 يوم وفق الكود الامريكي هي للاسطوانة ('fc) اما مقاومة الانضغاط لفحص المكعبات هي (fcu) و تقاس بوحدة (MPa)

fc' = 0.8 fcu
- يفضل ان تكون ابعاد المقطع الخرساني من مضاعفات ابعاد الواح القالب الخشبي (10 سم) مثلا 30 * 60 سم

- يفضل ان تكون اطوال قضبان حديد التسليح بحيث يكون مجموع اطولها بطول القضيب (12 متر) حتى لا تكون هناك قطع فضلات مثل بطول 3 متر

- يتم التصميم من الاعلى الى الاسفل (السقف ثم الجسور ثم الاعمدة ثم الاسس)







 


تخمين كمية المواد

تخمين كمية السمنت والرمل والحصى:

 عند خلط مكونات الخرسانة مع الماء يقل ثلث حجم الخرسانة لذا تخمن الكميات وفق المعادلة:
Vol. = 0.67 (C + S + G)
عند استعمال نسبة خلط 1:2:4 تكون المعادلة


0.67 ( X : 2X : 4X) = 1

X = 0.213

كثافة السمنت 1400 كغم / م3

 كمية (وزن) السمنت بالمتر المكعب الواحد
= 0.213 * 1400 Kg / m3 
= 298.2 Kg 

 اي تقريبا
= 300 Kg = 6 اكياس
و يحسب وزن السمنت بالطن (كل كيس = 50 كغم وكل 20 كيس يساوي 1 طن سمنت)


كمية الرمل الحجمية بالمتر المكعب الواحد = 0.42 m3
كمية الرمل الوزنية بالمتر المكعب الواحد = 0.42 * كثافة الرمل (1550)


كمية الحصى الحجمية بالمتر المكعب الواحد = 0.85 m3
كمية الحصى الوزنية بالمتر المكعب الواحد = 0.85 * كثافة الحصى (1650)


وزن 1 م3 كونكريت = 2400 كغم


الكمية الكلية (وزن او حجم) للمادة = الكمية بالمتر المكعب الواحد * حجم الصب


نقسم ناتج الكمية الحجمية للرمل والحصى على حجم السيارة الحمل 

 مثلا 18م3 لمعرفة عدد السيارات (سكس)
او على 8م3 لمعرفة عدد سيارات التك
تخمين كمية حديد التسليح 

- يمكن حساب كمية حديد التسليح بشكل تخميني حيث يحوي كل 1 متر مكعب على 100 كيلو غرام تقريبا من الحديد

 - او كمية الحديد = وزن الحديد لكل متر مكعب * حجم الصب

 - او كمية الحديد = وزن الحديد لكل متر مربع * مساحة الصب


مثال : 
بيت مساحته 100 متر مربع و على فرض مساحة البناء 65% اي مساحة السقف للطابق الواحد = 65 م2 و سمك السقف 15سم سيكون مساحة السقف للطابقين 130 م2 و حجم صب السقف الكلي للطابقين 20 متر مكعب تقريبا بنسبة خلط 1:2:4 وبالتالي

 كمية السمنت =  298.2 * 20  = 5964 كغم = 6 طن
كمية الرمل الحجمية =0.42 * 20 = 8.4 م3 اي سيارة حمل واحد بحجم 10 م3
كمية الحصى الحجمية = 0.85 * 20 =  17 م3  اي سيارتين حمل بحجم 10م3
كمية حديد التسليح = 100 كغم * 20 = 2 طن


او يمكن حساب حديد التسليح كما يلي:

اذا كان حديد النشر المستخدم قطر 12 ملم (ابو النص) .

وزن الحديد لكل متر طول =  مربع القطر / 162
وزن واحد متر من حديد قطر 12 ملم = 0.888 كغم لكل متر طول

نقوم بحساب كمية للمتر المربع (وبعدها نقوم بالحساب بالمتر المكعب) على فرض ان مسافة النشر 20*20 سم

عدد قضبان حديد التسليح في المتر بالاتجاه الطولي = 1/0.2 = 5

اذن 5 قضبان بالاتجاه الطولي و 5 قضبان بالاتجاه العرضي 

اي 10 قضبان للطبقة (الاتجاهين) و 20 شيش للطبقتين (السفلى والعليا).

نضيف  1 متر ( تلف و اوفر لاب

اي لكل واحد متر مربع نحتاج 11 متر للطبقة الواحدة بالاتجاهين

وزن الحديد لكل متر مربع = 20 متر طول * 0.888 وزن الحديد للواحد متر

= 18 كغم لكل متر مربع


كمية الحديد = وزن الحديد لكل متر مربع * مساحة السقف

              = 18 *  130 = 2340 كغم = 2 طن و 340 كغم

او كمية الحديد = 11 م.ط * 130 م2 = 1430 م.ط / 12 = 120 شيش للطبقة الواحدة

ملاحظة: اذا كانت مسافة النشر 15 سم فان المتر المربع نحتاج 15 م.ط حديد للطبقة الواحدة

طريقة اخرى

الان نقوم بحساب كمية حديد التسليح للمتر المكعب على فرض ان مسافة النشر 20*20 سم

 المتر المكعب = 1 * 0.15 * 6.6

عدد قضبان حديد التسليح في بالاتجاه 1 م = 1/0.2 = 5 شيش

عدد قضبان حديد التسليح في بالاتجاه 6.6 م = 6.6/0.2 = 34 شيش

اي 39 شيش للطبقة و 78 شيش للطبقتين (السفلى والعليا).

وزن الحديد للـ 5 شيش = 5 * 6.6 م * 0.888 = 29.3 كغم
وزن الحديد للـ 34 شيش =  34 * 1 م * 0.888 = 30.2 كغم

المجموع الكلي لوزن الحديد = (29.3 + 30.2) * 2 طبقتين  (السفلى والعليا)
                                = 119 كغم بالمتر المكعب
كمية الحديد = وزن الحديد لكل متر مكعب * حجم السقف

              = 119 *  20 = 2380 كغم = 2 طن و 380 كغم





الانتاجية

- الخلاطة القدرية (الحقلية) اما خباطة نص كيس او كيس والعمال ينتجون 70 م3 
- معدل انتاجية الخباطة المركزية (الجاهز) اليومي 160 م3 / يوم

- حجم الشاحنة الخلاطة الاكثر شيوعا 10 - 12 م3 وتكون الكمية الفعلية عادة 9 م3 وعند الطلب كمية للصب يفضل حساب الكمية المطلوبة وفق الذرعة موقعيا + 1 م3 للاحتياط والضائعات

- انتاجية الحداد حديد التسليح 0.5 الى 0.7 طن / يوم وقد يصل الى 1 طن
- انتاجية النجار القالب الخشبي 10 م2 / يوم
- انتاجية الصب يتم اكمال الصب في يوم واحد حتى لو تطلب الامر العمل لساعات اضافية

الاسعار
سعر الطن حديد التسليح = 850,000 دينار
اجور عمل تسليح = 150,000 دينار للطن
اجور عمل القالب الخشبي = 10,000 دينار للمتر المربع
سعر الخرسانة جاهزة = 80,000 دينار للمتر المكعب (يعتمد على مقاومة الانضغاط المطلوبة ونسبة الخلط)


كيل المواد ومزجها

الخلطة الوزنية

اكثر دقة من الخلطة الحجمية و تسختدم في الخلاطات المركزية (الخرسانة الجاهزة) مثلا ان نسبة خلط 1:2:4 ستكون الاوزان للمتر المكعب كونكريت 300 كغم سمنت و 600 كغم رمل و1200 كغم حصى

 مثال على خلطة (1:1.5:3) بمقاومة انضغاط 35 ميكا باسكال
400 كغم سمنت 790 كغم رمل 1190 كغم حصى 4 لتر مضافات خرسانية 130 كغم ماء

الخرسانة الجاهزة
وهي خرسانة تم خلطها في مصنع مركزي وموقع ثابت مزود بخلاطات او خلاطة مركزية ومواد اولية ويكون مسيطر عليها بدقة. 

 - يفضل ان يكون الصب جاهز من الخباطة المركزية وليس خلاطة قدرية او خلط يدوي


الخلطة الحجمية

تستخدم عند الخلط اليدوي و الخلاطة القدرية (خباطة)
المزجة الاسمية Nominal mix
حيث تكون كمية الحصى ضعف الرمل وكلاهما من مضاعفات السمنت مثال:

 1 : 2 : 4
1 م3 سمنت : 2م3 رمل : 4 م3 حصى

ولانتاج 1 م3 مكعب كونكريت 
نحتاج كمية سمنت 300 كغم و هو حجم 6 اكياس سمنت = 0.2 م3
حيث ان حجم كيس السمنت الواحد = 0.033 م3

الرمل = 0.42 م3
الحصى = 0.85 م3


نسبة الماء / السمنت Water Cement Ratio

W/C ratio = 0.4 to 0.6

اما لنسبة الخلط 1:2:4 تكون نسبة الماء للسمنت

W/C ratio = 0.5 to 0.55

اي كمية الماء = 150 الى 170 لتر في المتر المكعب
حجم الماء = 0.15 م3

- يفضل ان يكون الصب متماسك (شاد) وغير سائح (سلس) ويتم اجرا فحص الهبوط (Slump Test) لكل خباطة تصل الى الموقع قبل استخدامها وان لا يقل عن القيمة المحددة في تصميم الخلطة الخرسانية وبخلافه يتم رفض الخباطة

الخباطة / الخلاطة القدرية
يستمر الخلط لفترة دقيقة ونصف في الاقل بعد وضع جميع المواد في حوض الخلاطة ويفضل تغذية الخلاطة بالركام الخشن اولا ثم الركام الناعم وبعد ذلك السمنت على ان تتم تغذية الخلاطة قبل ذلك بجزء من ماء الخلط وان تستمر عملية الخلط طيلة فترة التغذية بالمواد الاخرى.

الخلط اليدوي
- لا يجوز خلط الخرسانة يدويا الا عند عدم امكانية توفير خلاطة مناسبة للاعمال البسيطة فقط وعندما لا يتطلب العمل خرسانة ذات تحمل عالي.وتخلط الخرسانة يدويا كما يلي:

يكال الركام الخشن اولا ويفرش على مساحة مناسبة ثم يكال الركام الناعم ويوضع فوقه ويفرغ السمنت من الكيس فوق الركام حسب الكمية المطلوبة (يفضل ان تكون الخلطة لكيس سمنت كامل او مضاعفاته) .

يخلط المزيج لحين التجانس (عدد من القلبات) ثم يعمل حوض من الخليط فيه حفرة وسطية يوضع فيها الماء المطلوب ثم تقلب الحافات الخارجية داخل الحوض دون السماح للماء بالتسرب خارجا وتستمر عملية الخلط لحين الحصول على مزيج متجانس تماما. يجب ان يتم الخلط فوق ارضية نظيفة وصلبة وغير مسامية.

 الكميات باستخدام العربة (العربانة)
كيس سمنت واحد
عربانة رمل
عربانتين حصو
تنكتين ماء اي (25) لتر

مراحل الصب
- صب جميع الاسس في نفس اليوم
- صب الاعمدة والجدران للسلالم والمصاعد في نفس اليوم 
- صب الجسور والسقوف والمردات في نفس اليوم

القالب Formwork
- يكون تنفيذ القالب قبل تسليح الجسور والسقف والسلالم اما الاعمدة يتم تسليحها ثم يتم تنفيذ القالب
- يستخدم عادة القالب الخشبي وقد يستخدم قالب خشب بلاي وود plywood او تستخدم قوالب حديدية

- اقصى ارتفاع للجكات 360 سم وان لا تزيد المسافة الافقية بين الجكات عن 60 سم


متابعة اعمال القالب و التسليح و استلامها من المهندس قبل الصب 


يتم استلام الاعمال وفق استمارة التدقيق الموقعي (Check Request) الواردة في دليل المهندس المقيم للمشاريع الانشائية


متابعة واستلام القالب الخشبي

يجب مراعاة ما يلي:
- الاستقامة
- الابعاد
- الشاهول
- السناتر (Center to Center) للاعمدة
- التكتيم (القالب محكم بصورة جيدة) باستخدام القيد في الجسور و الفخات في الاعمدة وملئ الفراغات في القالب الخشبي بالفورميك
- الوزن : يجب ان يثبت وزن الصب بجهاز المساحة الـ Level مع الانتباه اذا كان يوجد سقف خاسف للحمامات
- نظافة القالب

متابعة واستلام التسليح

- تطابق الحديد المستخدم مع المخططات (القطر ، العدد ، الطول)
- المسافات بين حديد التسليح
- ترك مسافة الغطاء الـ Cover بين حديد التسليح و القالب
- يتم استخدام السبيسر (Spacer) لغرض تأمين سمك الغطاء الخرساني (Cover)

- الداولات Over Lap للاعمال المشتركة مع الطوابق الاخرى
- نظافة الحديد من الصدأ (الزنجار) وهل يمكن معالجته بجهاز السنفرة باستعمال الرمل (البطش Sand blasters)


مكافئة الاقطار




صب الخرسانة 
- لا يتم الصب الا بعد استحصال موافقة المهندس على الصب بموجب (استمارة موافقة صب الخرسانة) الواردة في دليل المهندس المقيم للمشاريع الانشائية

- يفضل في جو معتدل غير ممطر 

- يفضل ان يكون الصب جاهز من الخباطة المركزية وليس خلاطة قدرية وتستخدم سيارة خباطة (concrete mixer truck) لنقل الخرسانة من المعمل الى الموقع و سيارة مضخة خرسانة بمب (concrete pump truck) للصب في الموقع

- اول نصف متر مكعب يتم صبه وتفريغه خارج الموقع لانه يحتوي على كمية ماء كبيرة

- يفضل استخدام الهزاز (Vibrator) لمدة 3 ثواني لكل نقطة مع الانتباه لتجنب حدوث تسوس الخرسانة (الانعزال Segregation) 

- تفرغ السيارة الخباطة خلال اقل من ساعتين من تعبئتها من الخباطة المركزية والمفروض يكتب وقت التعبئة في وصل تجهيز الخرسانة 

- لا يتجاوز الفاصل الزمني للصب على مراحل عن زمن الشك الابتدائي 45 دقيقة على ان يخترق الهزاز الخرسانة القديمة بـ 15 سم حتى تمتزج الخرسانة الجديدة مع القديمة

- لا يتم اضافة الماء الى السيارة الخباطة في الموقع بل عند الحاجة الى خلطة لينة يتم اضافة ملدنات Super Plasticizer


 صب الخرسانة في الجو الحار في الصيف

- درجة الحرارة المقبولة للصب 35 درجة مئوية ويبدأ الصب عصرا قبل غروب الشمس

- مراعاة وجود انارة كافية كشاف ضوئي (بروجكتر Projector) عند الصب ليلا

- يستخدم الثلج في عملية الصب بمعدل 3 قوالب ثلج لكل متر مكعب وتطرح كمية الثلج المضاف من كمية الماء



فحوصات الخرسانة

 فحص Slump Test 
اجراء فحص slump test اثناء الصب و يكون لكل خباطة تصل الى الموقع وان لا يقل عن القيمة المحددة في تصميم الخلطة الخرسانية وبخلافه يتم رفض الخباطة


فحص مقاومة الانضغاط (المكعبات) Compressive Strength of Concrete

- يجب الانتباه في المخططات الانشائية الى ان مقاومة الانضغاط التصميمية وفق الكود الامريكي هي للاسطوانة ('fc) اما مقاومة الانضغاط لفحص المكعبات هي (fcu)

fc' = 0.8 fcu

- اخذ نماذج مكعبات لفحص مقاومة الانضغاط بعمر 7 ايام و 28 يوم

- عموما يفحص 12 مكعب لكل 80 م3  مع اضافة 3 معبات لكل 20 م3 اضافي

- يجب ان تكون الخلطة الخرسانية مطابقة للمواصفات (نسبة الخلط) المذكورة في جدول الكميات و المخططات عند الصب و تحقق مقاومة الانضغاط المطلوبة (مثلا 25 MPa) في عمر 28 يوم 

- يفضل ان تكون النمذجة و حساب عدد المكعبات وكتابة الارقام والرموز عليها من قبل ممثل مختبر الفحوصات

- يجب ان تكون المكعبات معرضة لنفس الظروف للخرسانة المصبوبة موقعيا وعند ايقاف الانضاج بالماء يتم اخراج المكعبات من حوض الماء


للاطلاع على مزيد من المعلومات على الروابط ادناه:






انضاج الخرسانة Curing :

- نصت المواصفات الفنية للاعمال المدنية لسنة 2014 يجب ان تبقى الخرسانة بحالة رطبة لفترة من 7 - 14 يوما بعد الصب في الاقل

- يتم البدء برش الاعمدة بعد 6 ساعات من انتهاء الصب

- يتم انضاج الخرسانة بالماء من خلال سيارة تنكر (water tank truck)

- بالنسبة للسقوف يتم غمرها بالماء من خلال عمل حواجز باستخدام الرمل اما الاعمدة يتم وضع جنفاص (Gunny Bags) للمحافظة على الرطوبة





فك القالب 
- قبل فك القالب الخشبي يفضل رش الاعمدة

- استنادا  للفقرة 9/3/3-10 (نزع القوالب) من المواصفات الفنية للاعمال المدنية 2014 و جدول رقم (3-9) وفق ابعاد السقف ودرجة الحرارة

عيوب الخرسانة:
بعد فك القالب قد تظهر بعض العيوب أحيانا

- التسويس (الانعزال Segregation)
- هو ظهور الحصى الخشن على الوجه الخارجي للخرسانة 
- اسبابه: عدم الرص الجيد أو نتيجة الرص الزائد عن المطلوب او صب الخرسانة من ارتفاع يزيد عن 1.5 متر

- التعشيش Honeycombing 
هو وجود مناطق خالية من الخرسانة (تكهفات صغيرة) لدرجة ظهور حديد التسليح
- اسبابه:عدم استخدام الهزاز و كثافة في التسليح وقرب القضبان من بعضها


الذرعة Measurement
استنادا  لديل القياسي الوحد للمسح الكمي لاعمال المباني والهندسة المدنية (الفصل الخامس) تحسب الاعمال الخرسانية شاملة القوالب وحديد التسليح بالحجم (المتر المكعب)

- الجدران (في حالة وجود اعمدة متداخلة ضمنها تطرح كمية الاعمدة)

- الاعمدة ، وفي حالة الاعمدة اللاصقة بالجدران فان الجزء البارز فقط عن الجدار يحسب كعمود وفي حالة كون العمود متداخلاً مع الجدار يحسب كامل مقطع العمود.

- تحسب الاعمدة من نقطة الاتصال مع الاساس والى الوجه السفلي لسقف الطابق (وليس الوجه السفلي للجسر)

- يحسب عمق الجسور من اسفل ارضيات الطوابق الى الوجه السفلي للجسور ويحسب الطول للمسافة بين الاعمدة، وفي حالة كون الجسور اعرض من الاعمدة فعندها تحسب كميات اجزاء الجسور البارزة عن العمود ضمن كميات الجسور.

السلفة Payment
- تكون شهريا وفق النموذج المعتمد في دليل المهندس المقيم للمشاريع الانشائية وترفق معها نتائج الفحوصات المختبرية للمواد (سمنت ، رمل ، حصى ، حديد) والمكعبات بعمر 7 ايام و 28 يوم




كاتب الموضوع
الكلمات المفتاحية : ,