تعتبر الخرسانة واحدة من أهم مواد البناء الموجودة، لذلك ابتكر المصنعون العديد من أنواع الخرسانة لمجموعة واسعة من التطبيقات. وتختلف هذه الأنواع من الخرسانة حسب القوة والجودة والتفاعل مع الظروف البيئية.
من الخرسانة البسيطة التي يستخدمها البناءون في البناء العام إلى الخرسانة المتخصصة مثل الخرسانة المسلحة والخرسانة سابقة الإجهاد والخرسانة عالية القوة والخرسانة ذاتية الضغط، يحتوي كل نوع من الخرسانة على مزايا فريدة. يعد فهم الفرق في أنواع الخرسانة أمرًا حيويًا لنجاح مشاريع البناء لكل من المحترفين ومبتكري الأعمال اليدوية.
أنواع الخرسانة
هناك أنواع مختلفة من الخرسانة التي يصنعها منتجو الخرسانة لأغراض البناء العامة والخاصة.
الخرسانة عادي
تتكون الخرسانة البسيطة، والتي تسمى أيضًا بالخرسانة التقليدية، من الأسمنت والركام والماء. يربط الأسمنت خليط الركام مثل الحصى أو الرمل معًا عند خلطه بالماء.
تحظى الخرسانة العادية بشعبية كبيرة لأنها غير مكلفة مقارنة بالخلطات الخرسانية الأكثر تخصصًا. إنه متاح على نطاق واسع ويمكن مزجه في الموقع وتشكيله في أشكال عديدة. من عيوب الخرسانة انخفاض قوة الشد مما يجعلها عرضة للتشقق. تعتبر الخرسانة العادية شائعة في المشاريع الصغيرة مثل الأساسات والأرضيات والممرات وألواح الفناء.
الخرسانة ذات القوة العادية
يستخدم أحيانًا مصطلح الخرسانة ذات القوة العادية (NSC) بالتبادل مع الخرسانة العادية، على الرغم من وجود بعض الاختلافات الدقيقة. تشير الخرسانة ذات القوة العادية إلى الخرسانة ذات قوة ضغط لا تقل عن 20 إلى 40 ميجاباسكال (MPa) أو 3000 إلى 6000 رطل لكل بوصة مربعة (psi). تقع بعض الخرسانة العادية ضمن هذا النطاق، لكن يمكن أن تشتمل NSC على إضافات لتعديل خصائصها المحددة.
خرسانة مسلحة
الخرسانة المسلحة هي نوع من الخرسانة التي تحتوي على قضبان فولاذية. تعمل إضافة هذه القضبان على تحسين القوة والمتانة الإجمالية للخرسانة العادية حيث أنها تجمع بين قوة الشد للقضبان الفولاذية أو الشبكات الفولاذية وقوة الضغط للخرسانة.
يقوم عمال البناء بإدخال قضبان التسليح الفولاذية (حديد التسليح) أو الشبكة الفولاذية في الخليط الخرساني عندما يكون مبللاً. ويتم وضعها في مناطق استراتيجية حيث تكون قوى الشد أكبر، مثل أسفل الكمرات أو جوانب الشد للبلاطات.
الخرسانة المسلحة لديها تطبيق بناء واسع. يستخدمه البناة في الهياكل الكبيرة والمعقدة لأنه مقاوم للتشقق. ويمكن أيضًا أن يكون متخصصًا لمقاومة النشاط الزلزالي، مما يجعله مثاليًا للمناطق المعرضة للزلازل. تعتبر الخرسانة المسلحة أكثر تكلفة في البداية، على الرغم من أنها لا تحتاج إلى استبدالها كثيرًا مثل الخرسانة العادية بسبب متانتها. قد يتطلب أيضًا مزيدًا من الصيانة الدورية بالإضافة إلى وجود بعض احتمالية التآكل في حالة ملامسة الفولاذ للرطوبة أو الهواء.
الخرسانة سابقة الإجهاد
الخرسانة سابقة الإجهاد هي نوع خرساني يشتمل على ضغوط داخلية أثناء التصنيع لمواجهة الضغوط التي ستواجهها أثناء الاستخدام. وبالتالي، يتم تحييد إجهاد الشد الذي قد ينشأ أثناء خدمة الخرسانة.
مثل الخرسانة المسلحة، يحتوي هذا النوع من الخرسانة على قضبان أو أوتار فولاذية. تقوم شركات الأسمنت بإخضاع القضبان الخرسانية والفولاذية للضغط قبل الاستخدام. وهذا يحد من مقدار التشقق الذي تتعرض له الخرسانة أثناء الاستخدام ويسمح بمرونة أكبر في الاستخدام. هذا النوع من الخرسانة أقوى مما يسمح للبنائين باستخدام مواد أقل وتقليل التكلفة الإجمالية، على الرغم من أن التكلفة الأولية للمواد أعلى.
الخرسانة الجاهزة
الخرسانة مسبقة الصب هي الخرسانة التي تم صبها في شكل معين ومعالجتها خارج الموقع ومن ثم نقلها إلى الموقع ليتم تجميعها. يعد هذا أحد أفضل أنواع الخرسانة إذا كان للمشروع جدول زمني سريع. تشمل أمثلة العناصر الخرسانية مسبقة الصب الشائعة الأعمدة والعوارض والجدران والألواح.
الخرسانة خفيفة الوزن
تتميز الخرسانة خفيفة الوزن بكثافتها الأقل من الخرسانة العادية. ويرجع ذلك إلى نوع الركام الذي يستخدمه المصنعون لإنشاء الخرسانة. تشمل الركام خفيف الوزن الشائع الصخر الزيتي أو الخفاف أو البيرلايت أو الرغوة. تحل هذه محل الركام الخرساني العادي مثل الرمل والحصى الأثقل.
الخرسانة خفيفة الوزن أسهل في التعامل معها ونقلها. غالبًا ما يستخدم لحماية الهياكل الفولاذية ولبناء الجسور طويلة المدى. تعتبر الخرسانة خفيفة الوزن أكثر تكلفة ولها قوة أقل مقارنة بالخرسانة العادية.
خرسانة عالية القوة
يصنع المصنعون خرسانة عالية القوة (HSC) للحصول على قوة ضغط أعلى من الخرسانة العادية. بشكل عام، إذا كان نوع الخرسانة لديه قوة ضغط تزيد عن 40 ميجاباسكال (MPa)، فإن الخبراء يعتبرونه خرسانة عالية القوة. يستخدم المصنعون مكونات أسمنتية متخصصة لتكوين HSC بما في ذلك الأسمنت البورتلاندي العادي الذي يحتوي على نسبة أعلى من سيليكات ثلاثي الكالسيوم أو إضافات أخرى مثل أبخرة السيليكا أو الرماد المتطاير أو خبث الأفران العالية.
تتميز هذه الخرسانة بقوة ومتانة أعلى من الخرسانة العادية، ولكن HSC أيضًا أكثر تكلفة. يمكن أن يمثل تحقيق قابلية تشغيل جيدة في HSC أيضًا تحديًا للعديد من محترفي البناء بسبب انخفاض نسبة الماء والمحتوى العالي من الأسمنت.
الخرسانة ذاتية الضغط
الخرسانة ذاتية الدمك هي نوع من الخرسانة السائلة التي يمكنها بسهولة ملئها وضغط نفسها في مناطق كثيفة ومعقدة دون ضغط خارجي أو اهتزاز. هذه الخاصية تجعلها مناسبة للاستخدام في التصاميم المعمارية التفصيلية. يتم اختيار خليط الركام والمواد الأسمنتية بعناية لضمان سيولتها وثباتها. يضيف المصنعون الملدنات إلى المزيج لتحسين قابلية التشغيل. وبسبب المزيج المتخصص من المكونات، فإن هذه الخرسانة أغلى من الأسمنت العادي.
الخرسانة عالية الكثافة
يتم تصنيع الخرسانة عالية الكثافة لتكون كثافتها بين 3000-4000 كجم/م3 مقارنة بكثافة الخرسانة العادية التي تتراوح بين 2300-2500 كجم/م3. يقوم منتجو الخرسانة بتصنيع الخرسانة عالية الكثافة باستخدام إضافات وركام عالية الكثافة مما ينتج عنه خرسانة أثقل وأكثر كثافة.
وهي خرسانة أساسية في محطات الطاقة النووية ومنشآت الأبحاث الطبية حيث أن الكثافة الموجودة في هذه الخرسانة تساعد على امتصاص الموجات الإشعاعية. تتميز هذه الخرسانة أيضًا بصفات عزل الصوت والاستقرار الهيكلي المعزز. تأتي فوائد الخرسانة عالية الكثافة على حساب قابلية تشغيل محدودة وتكلفة أعلى.
الخرسانة المحملة بالهواء
الخرسانة الهوائية هي نوع من الخرسانة التي تحتوي على فقاعات في هيكل الخرسانة. يقوم المصنعون بإدخال فقاعات الهواء أثناء عملية الخلط والتي تتكون من 3%-6% من كمية الخليط.
يساعد الدمج المتعمد لفقاعات الهواء على تحسين قابلية تشغيل الخرسانة وقدرتها على مواجهة الظروف البيئية الصعبة مثل دورات التجميد والذوبان والتعرض للملح. من المهم أن نلاحظ أن إدخال فقاعات الهواء يمكن أن يقلل قليلاً من قوة الخرسانة.
الخرسانة الجاهزة
الخرسانة الجاهزة هي نوع يقوم مصنعو الخرسانة بخلطه وتسليمه إلى موقع البناء في حالة جاهزة للاستخدام. يتضمن هذا التسليم شاحنات متخصصة تسمى المحرضين أو الخلاطات العابرة. تحتوي هذه الشاحنات على أسطوانة دوارة تحافظ على تحريك الخرسانة للحفاظ على تماسكها من أجل التشغيل الأمثل.
يعد هذا خيارًا سريعًا ومريحًا بشكل خاص للبنائين الذين ليس لديهم الوقت أو المواد أو الخبرة لخلط الخرسانة بأنفسهم. وهذا يجعلها خيارًا شائعًا في صناعة البناء.
الخرسانة سريعة القوة
الخرسانة سريعة القوة، وكذلك الخرسانة ذات القوة المبكرة العالية أو الخرسانة سريعة الضبط، هي خرسانة تكتسب قوة أسرع من الخرسانة العادية. يتيح ذلك للبناة الحصول على جدول زمني أسرع للبناء مما يسمح بجداول زمنية سريعة.
تحتوي هذه الخرسانة على مواد أسمنتية أكثر مثل الرماد المتطاير أو أبخرة السيليكا لتسريع وقت الإعداد. قد يؤدي التثبيت السريع للخرسانة سريعة القوة إلى توليد حرارة أكثر من الخرسانة العادية، لذلك قد تكون تدابير التبريد ضرورية لضمان المعالجة المناسبة لهذه الخرسانة لتجنب التشقق.
الخرسانة المسلحة بالألياف
الخرسانة المسلحة بالألياف هي نوع من الخرسانة التي يتم تقويتها عن طريق دمج الألياف مثل الزجاج أو الفولاذ أو الألياف الاصطناعية والطبيعية مثل النايلون والسيزال.
يقوم منتجو الخرسانة بتوزيع الألياف في جميع أنحاء الخليط لتعزيز الخواص الميكانيكية للخرسانة مثل قوة الشد والمتانة ومقاومة التآكل والصدمات. يعتمد نوع الألياف على التطبيق الدقيق حيث أن كل ألياف تضيف صفات مختلفة إلى الخليط الخرساني.
الجير
Limecrete هو نوع من الخرسانة يستخدم الجير كمادة رابطة بدلاً من الأسمنت. كان هذا هو الموثق التقليدي قبل إنشاء الأسمنت كمواد رابطة.
تتميز الخرسانة الجيرية بقابلية تشغيل ومرونة ممتازة. يمكن لهذه الخرسانة أيضًا أن تشفي نفسها بمرور الوقت. تحظى الخرسانة الجيرية بشعبية كبيرة في أعمال التجديد التاريخية وفي إنشاء المباني ذات الطابع التاريخي. من عيوب الخرسانة الجيرية انخفاض قوة الضغط وبطء زمن الضبط. تحتاج هذه الخرسانة أيضًا إلى الحماية من الطقس القاسي لأنها عرضة للتلف الناتج عن دورات التجميد والذوبان.
خرسانة البوليمر
الخرسانة البوليمرية هي نوع آخر من الخرسانة مع عامل ربط بديل. يستخدم هذا النوع راتنجات البوليمر بدلاً من الأسمنت لربط المواد المجمعة. وهذا له بعض المزايا مقارنة بالخرسانة العادية بسبب قوتها المتزايدة ومقاومتها الكيميائية. كما أن لديها وقت معالجة سريع وتقليل النفاذية. تعتبر الخرسانة البوليمرية مثالية في التطبيقات التي تتعرض للمواد الكيميائية أو الرطوبة مثل خزانات المياه والجسور والهياكل البحرية.
الخرسانة السابقة
الخرسانة السابقة، والخرسانة النفاذة أيضًا، هي نوع خرسانة مسامية حسب التصميم. تحتوي الخرسانة السابقة على مسام مائية مترابطة تسمح بمرور الماء من خلالها، وهو أمر ذو قيمة في إدارة المياه. تعتبر الخرسانة النفاذة ذات قيمة خاصة في الأماكن التي تتساقط فيها الأمطار الغزيرة. تسمح هذه الخرسانة لهطول الأمطار بالتسرب إلى الأرض بدلاً من الجريان إلى المناطق المنخفضة أو تكوين مياه راكدة.
تكوين الخرسانة السابقة الركام الخشن والمواد الأسمنتية. هناك عدد قليل من المجاميع الدقيقة، إن وجدت. توفر الركام الخشن المساحة التي تسمح بمرور الماء من خلالها. تتميز هذه الخرسانة بقوة أقل، لذا فهي غير مناسبة للهياكل الحاملة.
خرسانة عالية الأداء
الخرسانة عالية الأداء (HPC) هي نوع خرسانة متخصص يصنعه منتجو الخرسانة بخصائص ميكانيكية ومتانة وجمالية محسنة. تتمتع HPC بقوة ضغط أعلى لأنها تستخدم مواد أسمنتية تكميلية مثل الرماد المتطاير وأبخرة السيليكا. تتميز التركيبة بنفاذية أقل من الخرسانة العادية، لذا فهي أكثر متانة في جميع الظروف البيئية ومقاومة للتآكل والمواد الكيميائية العدوانية.
يستخدم المهندسون المعماريون HPC بانتظام في الهياكل الشاهقة والجسور والسدود والأنفاق والتطبيقات البحرية.
خرسانة فائقة الأداء
تُعرف الخرسانة فائقة الأداء (UHPC) بقوتها الاستثنائية ومتانتها وخصائصها الميكانيكية الفريدة. يقوم المصنعون بإنشاء هذه الخرسانة عالية التخصص من خلال اختيار وتقسيم دقيق للمواد وعمليات التصنيع المتخصصة. تشمل المكونات الشائعة أبخرة السيليكا ومسحوق الكوارتز ورمل السيليكا الناعم. لا تتطلب هذه الخرسانة إدراج حديد التسليح لتعزيز الهيكل.
تتمتع UHPC بقوة ضغط تتراوح من 150 إلى 250 ميجا باسكال (MPa) أو 22000-36000 رطل لكل بوصة مربعة. وهذا يسمح بعناصر هيكلية أرق لا تزال قوية ومتينة بشكل استثنائي. تتميز مادة UPHC بكثافة عالية، لذا فهي متينة للغاية ضد اختراق المواد الكيميائية أو الرطوبة. على عكس بعض الخرسانة المتخصصة، فهي تتمتع أيضًا بقابلية تشغيل فائقة. يستخدم عمال البناء UHPC للهياكل الشاهقة والتطبيقات البحرية والعناصر مسبقة الصب والأرضيات الصناعية والواجهات المعمارية.
الأسفلت
الخرسانة الأسفلتية هي نوع من الخرسانة التي تحتوي على مادة رابطة أسفلتية، مثل البيتومين والركام وأحيانًا إضافات أخرى. يعد هذا اختيارًا ملموسًا شائعًا للطرق ومواقف السيارات والممرات والأسطح الأخرى. البيتومين هو مادة سوداء لزجة مشتقة من إنتاج النفط الخام. وهذا يعطي الخرسانة الإسفلتية لونها الأسود المميز.
يتمتع هذا النوع من الخرسانة ببعض المزايا المميزة مقارنة بالخرسانة العادية. إنه متين ومرن ومقاوم لأنواع كثيرة من الظروف الجوية. إنه يوفر قيادة أكثر سلاسة وتحكمًا أفضل في الضوضاء ومقاومة أكبر للانزلاق. يمكن أيضًا إعادة تدوير الخرسانة الإسفلتية وإعادة استخدامها. وهذا يجعلها خيارًا مستدامًا لتطوير البنية التحتية.
الخرسانة المختومة
الخرسانة المختومة هي تقنية تصميم شائعة حيث يقوم البناؤون بطباعة الخرسانة وتلوينها لتقليد مظهر الحجر أو الطوب أو البلاط أو الخشب. يعد هذا النوع من الخرسانة شائعًا بين محترفي البناء ومحترفي الأعمال اليدوية لأنه أكثر فعالية من حيث التكلفة من استخدام المواد الطبيعية.
يتم استخدام الخرسانة ذات المكونات المتنوعة للخرسانة المختومة اعتمادًا على التطبيق الدقيق. غالبًا ما يستخدم عمال البناء الخرسانة العادية ويغيرون الخليط الكلي لتحقيق تناسق معين. في بعض الأحيان يستخدم عمال البناء الخرسانة المسلحة بالألياف أو الخرسانة عالية الأداء في ظروف محددة لتعزيز المتانة والقوة ومقاومة الشقوق.
