فهم أنواع مختلفة من الخرسانة خفيفة الوزن

لقد تم استخدام الخرسانة خفيفة الوزن في البناء لعدة قرون، وتزايدت شعبيتها فقط مع التقدم في تكنولوجيا البناء.

إن فوائد الخرسانة خفيفة الوزن، مثل تقليل الحمل الميت وتحسين العزل وتقليل الصوت، جعلتها الخيار المفضل في صناعات البناء والإبداع.

ومع ذلك، ليست كل أنواع الخرسانة خفيفة الوزن متساوية. يكمن الاختلاف الرئيسي في المواد الخام المستخدمة في تشكيل خليط الخرسانة، والتي قد تؤثر بشكل كبير على عملية التركيب وأداء المنتج النهائي.

في هذه المقالة، سوف نستكشف الأنواع المختلفة من الخرسانة خفيفة الوزن، بما في ذلك الخرسانة الطبيعية منخفضة الكثافة، والخرسانة المعالجة أو الاصطناعية، والخرسانة الخلوية أو الخلوية، والخرسانة عالية الأداء.

• أين تختلف الخرسانة خفيفة الوزن
• حيث تكون الخرسانة خفيفة الوزن هي نفسها

بفهم خصائص وتطبيقات كل نوع، يمكنك اتخاذ قرارات مدروسة عند اختيار الخرسانة خفيفة الوزن المناسبة لمشاريع البناء الخاصة بك. تابع القراءة لاكتشاف عالم الخرسانة خفيفة الوزن الرائع وإمكانياتها اللامحدودة.

يعود استخدام الخرسانة خفيفة الوزن إلى أوائل القرن الثامن عشر، ومع تزايد التقدم في تكنولوجيا البناء والتشييد، ازداد استخدام الخرسانة خفيفة الوزن حيث أصبحت فوائد الخرسانة ذات الأحمال الميتة الأخف واضحة.

في الولايات المتحدة، ازداد انتشار الخرسانة خفيفة الوزن حوالي ثلاثينيات القرن الماضي، ولا تزال تُقدم مزايا لقطاعي البناء والإبداع، مع تطوير أنواع مختلفة من الخرسانة خفيفة الوزن للاستخدام. ولا تقتصر هذه المزايا على اعتبارات الوزن فحسب، بل تشمل أيضًا قيمة العزل، وخفض الصوت، وقابلية التشغيل.

في حين أن وصف الخرسانة خفيفة الوزن إن الخرسانة خفيفة الوزن بسيطة إلى حد ما - فهي ببساطة تزن أقل بسبب كثافة المواد الخام المنخفضة مقارنة بالخرسانة القياسية، ويمكن أن يتراوح وزنها من 35 إلى 100 رطل لكل قدم مكعب - ولكن سرعان ما أصبح من الواضح أنه مع التقدم في التكنولوجيا والمواد الجديدة التي يتم اختبارها، فإن الخرسانة خفيفة الوزن ليست كلها متساوية.

أين تختلف الخرسانة خفيفة الوزن

يكمن الفرق الحقيقي، والذي قد يكون جوهريًا، في المواد الخام المستخدمة في تشكيل خليط الخرسانة. فهذه المواد لا تؤثر فقط على الوزن النهائي، بل غالبًا ما تُحدد عملية التركيب أو المنتجات اللازمة لنجاحه.

الخرسانة الطبيعية منخفضة الكثافة

معظم الركام منخفض الكثافة بركاني الأصل، ويشمل الخفاف، والتوف، والخبث، والرماد. يُستخدم الدياتوميت أيضًا كمكون أساسي في الخرسانة خفيفة الوزن. وتكمن ميزة هذه الأنواع من الركام في أنها غالبًا لا تتطلب معالجة سوى التكسير أو الغربلة.

الخفاف هو الأكثر استخدامًا، وهو في الواقع زجاج يتشكل عندما تبرد الانفجارات البركانية الرغوية بسرعة وتتحول إلى صخور. يُعالج أحيانًا حراريًا لمزيد من المتانة، إذ قد يتمتع بمعدلات امتصاص أعلى إذا لم يكن قويًا بنيويًا في شكله الأصلي.

تُستخدم أيضًا مواد طبيعية أخرى، مثل البيرلايت والفيرميكوليت، على الرغم من أنها تتمدد عادةً، مما يُسخّن المادة بسرعة. كما يُستخدم الرماد أحيانًا، كمنتج ثانوي لاحتراق الفحم أو فحم الكوك، ولكن استخدامه غالبًا ما يكون محدودًا بسبب وجود مركبات الكبريت الكيميائية التي قد تُشوّه درجة حموضة الخرسانة وأدائها.

الخرسانة المعالجة أو المصنعة

بالنسبة لبعض تركيبات الخرسانة خفيفة الوزن، يتم استخدام المنتجات الثانوية المعالجة أو المواد الاصطناعية لتشكيل المواد الكلية.

• الصخر الزيتي أو الطين المتمدد - تُسخّن مواد الصخر الزيتي أو الطيني المُحضّرة، مما يؤدي إلى تمددها مع تمدد الغازات داخلها. تُضاف أحيانًا مواد أخرى ذات نقاط انصهار أعلى كطلاءات لتجنب التصاق المواد ببعضها أثناء الخلط أو التخزين.
• الخبث المتمدد - عند معالجته بالبخار أو الماء، يمكن لخبث الفرن العالي أيضًا أن ينتج منتجًا مجمعًا مقبولًا للخرسانة خفيفة الوزن.
• الركام الصناعي - يشمل نطاق الركام الصناعي المُختبر والمُنتج مجموعة متنوعة من المنتجات المُصنّعة، بدءًا من الرماد المتطاير المُستعاد أو رمال النفط، وصولًا إلى البلاستيك المُعاد تدويره، والورق، والزجاج، ومنتجات مثل البوليسترين. ومن الواضح أن زيادة الوزن تختلف اختلافًا كبيرًا من منتج لآخر، إلا أن إمكانات الاستخدامات "الخضراء" للمنتجات الثانوية والمواد المُعاد تدويرها أصبحت محط تركيز لهذا النوع من الركام.

الخرسانة الخلوية أو الخلوية

هذا النوع من الخرسانة خفيفة الوزن ليس نتيجة المنتج فحسب، بل نتيجة العملية أيضًا. يُنتَج عن طريق إدخال جيوب هوائية صغيرة في خليط الخرسانة. ويمكن تحقيق ذلك من خلال تفاعل كيميائي باستخدام بيروكسيد الهيدروجين أو مسحوق الألومنيوم في خليط الدفعة، مما يُولّد غازًا داخل الخرسانة.

أثناء صب الخرسانة، يُوسّع التفاعل الكيميائي الخرسانة، التي تُعالَج بعد ذلك ببخار عالي الضغط لتكوين جيوب هوائية دقيقة. أما الطريقة الأخرى فتستخدم رغوةً مُخلوطةً مسبقًا تُضاف إلى الملاط لتكوين فراغات هوائية صغيرة في الخرسانة النهائية.

الخرسانة عالية الأداء

تتضمن الخرسانة الخلوية عالية الأداء "تعزيز" الخرسانة للسماح بمتطلبات وقت وضع أطول، أو خصائص محددة للكثافة أو الحجم أو الأداء في بيئة قاسية أو متخصصة.

تتضمن هذه الطرق بشكل عام ليس فقط استخدام مواد خام منخفضة الكثافة ولكن أيضًا مواد مضافة إضافية للحصول على الصفات المطلوبة للخرسانة النهائية.

بسبب التركيبات العديدة الممكنة من المواد الخام والمواد المضافة والعمليات والمنتجات النهائية، فإن مصطلح "الخرسانة خفيفة الوزن" كمصطلح فئة عامة هو مظلة واسعة يجب تحديدها على أساس كل وظيفة على حدة وفهمها بالكامل فيما يتعلق بالكثافة النهائية وقوة الضغط ومتطلبات الإنتاج / التثبيت لكل مزيج محدد.

حيث تكون الخرسانة خفيفة الوزن هي نفسها

على الرغم من تركيباتها المتنوعة، فإن جميع الخرسانة خفيفة الوزن تحتاج إلى نفس الاختبار الدقيق للرطوبة أثناء مراحل التجفيف أو الاختبار اللاحق في حالة الاشتباه في تسرب الرطوبة.

مع وجود العديد من المتغيرات التي قد تؤثر على النتيجة النهائية جدول التجفيف بالنسبة للبلاطة الخرسانية خفيفة الوزن، فإن اختبار الرطوبة الدقيق فقط هو الذي يمكن أن يوفر الضوء الأخضر للتشطيب أو تركيب الأرضيات.

بالنسبة للخرسانة خفيفة الوزن، فإن اختبار رطوبة الخرسانة الوحيد المسموح به من قبل >ASTM هو اختبار الرطوبة النسبية (RH).

لقد ثبت أن أي اختبار قائم على السطح، بما في ذلك اختبار كلوريد الكالسيوم (CaCl)، أو اختبار الصفائح البلاستيكية، أو اختبار غطاء المحرك، فعال للغاية إشكالية في قياس نسبة الرطوبة في الخرسانة خفيفة الوزن.

في الواقع، تم اختبار CaCl غير مسموح به على وجه التحديد لتطبيقات الخرسانة خفيفة الوزن.

تنزيل مجاني - 4 أسباب تجعل الخرسانة لديك تستغرق وقتًا طويلاً حتى تجف

اختبار الرطوبة النسبية، كما هو الحال مع جهاز Rapid RH الحائز على جائزة من Wagner Meters^®، يوفر مؤشرًا دقيقًا لظروف الرطوبة الداخلية التي ستؤثر على الأداء الطويل الأمد للخرسانة عن طريق وضع مستشعر في 40% من عمق البلاطة¹ - المسافة التي تم اختبارها وإثباتها علميًا لإعطاء مؤشر لمستوى الرطوبة النهائي إذا تم إغلاق البلاطة عند تلك النقطة.

لا تتوزع الرطوبة بالتساوي على البلاطة أثناء عملية التجفيف، ولكن بمجرد غلقها، ستتوازن الرطوبة المتبقية فيها في النهاية. هذا هو مستوى الرطوبة الذي سيبقى ملامسًا للأرضيات المركبة أو التشطيبات المطلية مع مرور الوقت.

يسمح اختبار الرطوبة النسبية فقط بالإشارة الدقيقة لظروف الرطوبة الداخلية في تركيب الخرسانة خفيفة الوزن بحيث يتم بناء جداول ويمكن اتخاذ القرارات أو التعديلات المتعلقة بالمنتج في بيئة مستنيرة.

يواصل التقدم في تكنولوجيا الخرسانة خفيفة الوزن توسيع آفاق التصنيع والبناء طويل الأمد والمسؤول عن الموارد في مختلف الصناعات. ولا شك أن اختبار الرطوبة النسبية وحده كفيلٌ بتمكين هذه التطورات من الصمود أمام اختبار الزمن.

¹ 40% من عمق البلاطة هو العمق الصحيح لثقب الاختبار إذا كانت البلاطة تجف من جانب واحد؛ عمق ثقب الاختبار الصحيح للبلاطات التجفيف من الجانبين 20%.

جيسون سبانجلر

يتمتع جيسون بخبرة تزيد عن 20 عامًا في المبيعات وإدارة المبيعات في مجموعة متنوعة من الصناعات، وقد نجح في طرح مجموعة متنوعة من المنتجات في السوق، بما في ذلك اختبارات رطوبة الخرسانة Rapid RH® الأصلية. ويعمل حاليًا مع شركة Wagner Meters كمدير مبيعات منتجات Rapid RH®.

تم التحديث الأخير في 28 نوفمبر 2023