ماهو تاثير درجات الحرارة العالية والمنخفضة جدا على سلوك الخرسانة المسلحة؟

تتاثر الخرسانة (بصورة عامة) حجميا وبعديا بفعل الحرارة ويؤخذ معامل التمدد الطولي للدرجة المؤية الواحدة بمقدار0.01 ملم لكل درجة لكل متر طول من الخؤسانة (1/100000) لكل درجة مؤية حيث تتمدد المادة بازدياد الحرارة وتتقلص بهبوطها وتتميز المزجات الغنية بالاسمنت بمعامل تمدد كبير نسبيا ويؤثر الانجماد على الخرسانة بصورة كبيرة حيث ان تجمد الماء في الفجوات يؤدي الى تسليط قوى داخلية كبيرة على الخرسانة نتيجة تمدده قد تؤدي الى تشقق الحرسانة وبتكرار هذه الظاهرة يزداد الامتصاص الخرسانة  للماء ويزداد تاثير الانجماد مما يعجل في تلف الخرسانة وزيادة نفاذيتها واحتمال صدا قضبان الحديد وتقليل الربط بينها وبين مكونات الخرسانة المسلحة الاخرى وعندما يتعرض عضو خرساني مسلح الى الحرارة بصورة جزئية اي يتعرض احد اوجهه اكثر من الوجه الاخر تحدث الحركة النسبية بين طبقات المادة وتتولد منها القوى التي تؤثر عليها وتشققها وقد تحدث حركة تمدد وتقلص في المنشات والاتصالات بين وحداتها المختلفة مما يتطلب عمل مفصل تمددي يوفر مجال الحركة الحرة باتجاه معين .

تحياتي اخي ألكريم أستاذ محمد,,, بدءا أتفق مع اجابة أخي ألكريم يعقوب ,,, فبلا شك ان لدرجات ألحرارة العالية والمنخفضة جدا تأثير على سلوك الخرسانه في البيئة التي نفذت فيها ففي البلاد البارده وبخاصة البيئه البحرية فتكرار التجمد (ظاهرة حدوث الثلج) ثم الذوبان يؤدي ذلك الي شروخ في الخرسانه و بالتالي يسرع في عملية انهيارها .حيث تؤثر عملية التجمد والذوبان على مقاومة الخرسانه مع الزمن Durability of Concrete حيث أنه مع تكرار تجمد الماء وذوبانه داخل الخرسانه يؤدي إلى ظهور قوى داخليه Internal Forces هذه القوى الداخليه تُحدث إجهادات داخليه Internal Stresses وهذه القوى والإجهادات ناتجه عن الزيادة في حجم الماء بعد تجمده .و تقوم هذه الإجهادات بالضغط على الخرسانه من الداخل وفي حالة زيادة قيمة هذه الإجهادات عن مقاومة الشد للخرسانه ينتج عن ذلك حدوث شروخ داخليه ومع مرور الوقت وتكرار عملية التجمد والذوبان تزداد الشروخ وتبدأ ظهور مشاكل التآكل والتشوه في الخرسانه 

أما في حالة وصول الماء إلى حديد التسليح ومع تكرار عمليات التجمد والذوبان وحدوث شروخ بالخرسانه تساعد على دخول الهواء من خلالها نجد أن حديد التسليح هنا يكون مُعرض لحدوث صدأ Corrosion of Steel Bars وهذا الصدأ الذي بدوره يزيد من حجم حديد التسليح ويُحدث ضغط على الخرسانه وبالتالي حدوث شروخ وتدهور للخرسانه المسلحه مع مرور الوقت . كما أن الإفراط في إستخدام المذيبات الكيميائيه للثلج يؤدي إلى زيادة القوى الداخليه التي تتسبب في تدهور وتشوه الخرسانه وأيضاً الإفراط في إستخدام هذه المواد يؤثر سلباً على حديد التسليح ويزيد من خطر تعرض حديد التسليح للصدأ . حيث ان العوامل التي تؤثر على سلوك الخرسانه المعرضه لظاهرتي التجمد والذوبان هي :                                                                                                          1 - تأثير محتوى الماء والأسمن C/W ..كلما زادت النسبه بين الماء والأسمنت كلما زاد تأثير التجمد والذوبان على الخرسانه حيث تؤثر نسبه محتوى الماء والأسمنت Water Cement Ratio على عملية التجمد والذوبان في الخرسانه حيث نجد أنه    

2 - تأثير محتوى الفراغات Void Ratio 

هذا التناسب بين محتوى الفراغات وظاهرة التجمد والذوبان عكسي فكلما زادت نسبة الفراغات في الخرسانه كلما قل تأثير التجمد والذوبان على الخرسانه , وذلك لأنه عندما يحدث تجمد للماء داخل الخرسانه يزيد حجم الماء وهذه الزياده كما ذكرنا سابقاً تُحدث ضغط داخلي على الخرسانه وعند وجود فراغات داخل الخرسانه تستوعب هذه الفراغات الحجم الزائد و بالتالي يقل الضغط على الخرسانه .

3 - تأثير الهواء المحبوس Air intrained 

فراغات الهواء المحبوس يجب أن تكون كافيه بالقدر الكافي الذي يعطي مساحه كافيه لتمدد المياه أثناء مرحلة التجمد دون حدوث ضغط على الخرسانه .

4 - تأثير الركام Aggregate Effect 

يعتبر الركام من أهم مكونات الخرسانه حيث أنه يساعد على الثبات الحجمي للخرسانه كما أنه يزيد من مقاومة الخرسانه وتحملها مع مرور الزمن Durability وبالتالي يجب الحرص على إستخدام المقاس المناسب من الركام في الخرسانه وذلك للحصول على خرسانه جيده .

ونجد أنه في حالة إستخدام ركام كبير يؤدى ذلك إلى وجود نسبه عاليه من الفراغات وفي حالة تشبع الخرسانه بالماء وحدوث عملية تجمد لهذا الماء يؤدي ذلك إلى الضغط على الركام بدرجه كبيرة وهذا الضغط يؤدي إلى حدوث إجهادات تشوه Destructive Stress وبالتالي حدوث تدهور للخرسانه . 

أما في حالة الركام الصغير نجد أن مساميته تكون أقل من الركام الكبير وبالتالي تكون نسبة الفراغات أقل فنجد أن تأثير ظاهرة التجمد والذوبان تكون أقل عن تأثيرهما في حالة الركام الكبير .

5 - تأثير النفاذيه Permeability 

كلما زادت نفاذية الخرسانه كلما زاد تأثير ظاهرة التجمد والذوبان على الخرسانه .

6 - تأثير درجة الحرارة   Temperature 

كلما قلت درجة الحراره كلما كان تأثير ظاهرة التجمد والذوبان على الخرسانه كبير . كما وتتأثر خصائص الخرسانة بشكل سلبي عند تعرضها لدرجات ألحرارة العالية ويكون هذا ألتأثير على ألنحو ألتالي : حيث تنخفض مقاومة ألأنضغاط للخرسانة وكذلك مقاومة ألشد بعد تعرضها للحرارة ألعالية , اضافة ألى انخفاض معامل المرونة بشكل تدريجي عند ارنفاع درجات ألحرارة , كما وتنخفض قيم مقاومة ألربط بحديد التسليح للخرسانة بنسب مختلفة مع أرتفاع درجات الحرارة , ويعتمد ظهور ألفشل في مقاومة الربط  بين حديد التسليح  وألخرسانة على قطر حديد التسليح ألمستخدم  ومقدار درجات ألحرارة ألعالية التي تتعرض لها ألخرسانة

شكرا على الدعوة وانا اؤيد المهندس فؤاد واشكرة على الاجابة المستفيضة