Published in: الهندسة المدنية

الخرسانة تحت الماء

Author م. مناس مراد

Published on: 11 أكتوبر، 2023

م. مناس مراد

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

 الخرسانة تحت الماء (The underwater concrete (UWC)) هي نوعٌ خاصٌّ من الخرسانة عالية الأداء (من حيث القوة، وقابلية التشغيل، والمتانة)، وتُستخدم هذه الخرسانة في مواقع خاصة، مثل: أرصفة الجسور، والموانئ، وحقول النفط البحرية، والأساسات في التربة ذات مستويات المياه المرتفعة. 

هي طريقةٌ قديمة طرأت عليها عدة تطوراتٍ تتعلق بطريقة التنفيذ، ونسبة المواد المُستخدمة في الخلطة المصبوبة، والآليات المستخدمة، ونوعية المواد المضافة، ومن الميزات الأساسية لهذه الخرسانة أنها لا تحتاج إلى عزل الماء أي أنه يمكن صبّها تحت الماء مباشرةً، وبالتالي يُقلّل بشكلٍ كبيرٍ من تكلفة البناء المُتوقّعة. ^{[1] [2]}

ما هي خصائص الخرسانة تحت الماء؟

هناك بعض الميزات التي تميزها من حيث تصميم الخلطة:

1- تتراوح نسبة المواد الأسمنتية بين 400 إلى 600 كجم/م.³

2- نسبة الماء إلى المسحوق من 0.35 إلى 0.46.

3- نسبة الرمل إلى الركام تتراوح بين 0.42 إلى 0.5.

4- عادةً ما يتمُّ استخدام الملدنات الفائقة في الخليط بكميةٍ تتراوح من 0.05 بالمئة إلى 2.65 بالمئة، وذلك للسماح بتقليل نسبة الماء إلى الأسمنت، وزيادة السيولة، وبالتالي زيادة القوة.

5- هناك خطر أن يتمَّ فصل هذه الخرسانة المصبوبة تحت الماء وغسلها، لذلك يتمُّ إضافة نوعٍ خاصٍّ من المواد تُسمّى (المُضافات المضادة للغسيل)، يتمُّ إضافتها إلى المزيج لتعزيز قيمة إنتاجه ولزوجته بكميةٍ تتراوح بين 0.005 بالمئة و0.265 بالمئة. ^[1]

ما هي طرق صبّ الخرسانة تحت الماء؟

هناك طرقٌ متعددةٌ يمكن استخدامها، وهي: ^[2]

1- طريقة القادوس التريمي (Tremie pipe)

– يتألف التريمي من أنبوبٍ معدنيٍّ يتوضّع أعلاه وعاءٌ مفتوحٌ من الأعلى يُدعى القادوس، ويتصل بالأنبوب من الأسفل بحيث يصل الأنبوب إلى أعمق نقطةٍ يُطلب صبُّها.

– عندما يتمُّ صبُّ الخرسانة في القادوس يجب أن يكون مُحكم الغلق، ولا يسمح للخرسانة بالانتقال إلى الأنبوب.

– بمجرد ملء الخرسانة في القادوس، يجب فتح الصمام ،وسوف تتحرك الخرسانة عبر الأنبوب.

– ثم يجب تحريك الأنبوب للأعلى بعيداً عن القاع بمقدار 6 إنش، مما يسمح بتدفُّق الخرسانة مع الانتباه لبقاء قاع الأنبوب مغروساً في الخرسانة لمنع توقُّف الصب.

– الأنبوب المُستخدم يجب أن يكون صلداً وثقيلاً ليتحمل ضغط الماء من الخارج، ولبقائه مستقراً بقطرٍ لا يقلُّ عن 6 إنش، ولا يزيد عن 12 إنش.

– يُفضَّل أن يكون سطحه الداخلي أملساً وخالياً من اللحام والوصلات، لتأمين تدفُّقٍ أعظميٍّ للخرسانة وأسفله دون بروزاتٍ لضمان انسحابه دون ترك فراغٍ مكانه.

– يملك الأنبوب في نهايته قفلاً على شكل صفيحةٍ خشبيةٍ أو معدنية لمنع دخول الماء أثناء نزوله ضمن الماء، وتُفتح هذه الصفيحة عند تدفُّق البيتون في الأنبوب.

2- طريقة ضخّ الخرسانة (Concrete pumping)

تصبُّ الخرسانة مباشرةً إلى موقع العمل بالضخّ عن طريق المواسير الممدودة إلى قاع مكان الصب، حيث يوضع حديد التسليح في تلك المواسير، كما يتطلب الأمر الكثير من المهارة، والجهد للتعامل مع العمل.

3- طريقة الدلو (Bucket)

عبارة عن دلوٍ متوازٍ مستطيلٍ أو صندوق مفتوح من الأعلى، وبه بوابة للفتح والإغلاق من الأسفل، ويتمُّ ملء هذا الدلو بالخرسانة، وإنزاله ببطءٍ إلى الماء حتى الوصول إلى العمق المطلوب، ثم نقوم بفتحه من الأسفل، ووضع الخرسانة في المكان المُحدّد لها.

4- طريقة الركام المحقون (Grouted Aggregates)

عبارة عن أنابيب يتمُّ مدَّها إلى العمق المطلوب مع عدم الاهتمام بدخول المياه إلى الماسورة، وليست مثل الطرق السابقة التي يجب ألا يدخل الماء إلى الماسورة، حيث يتمُّ ملء الماسورة بالركام ،وبعدها يتمُّ دفع المونة الأسمنتية، فيخرج الماء، وتحلُّ محله المونة الأسمنتية.

5- طريقة أكياس الخرسانة (Sacked Concrete)

يتمُّ وضع الخرسانة في أكياسٍ سعتها متر مُكعب تقريباً، ويتمُّ رصّ تلك الأكياس بجوار بعضها البعض ،مثل: رصِّ طوب البناء، وبعد ذلك تتماسك تلك المكعبات مع بعضها، وتُكوّن كُتلةً خرسانيةً قوية.

ما هي المواد التي تمنع انحلال الخرسانة تحت الماء؟

الخلطات المضادة لانحلال الخرسانة تحت الماء عبارةٌ عن بوليميرات عضوية قابلة للذوبان في الماء تزيد من تماسك الخرسانة، بحيث تُقلّل من تفكك الجزيئات الدقيقة (المواد الأسمنتية والرمل) من الخرسانة عند وضعها تحت الماء. 

ما هي خصائص الخرسانة تحت الماء؟

1- تمَّ تطوير الخلطات المضادة للانحلال لتوفير سلامة الخرسانة الموضوعة تحت الماء، ولتقليل التأثير الذي يمكن أن تحدثه هذه المادة على البيئة البحرية، وهي مناسبةٌ في الأماكن العميقة، وفي مناطق المدّ والجزر، وفي المنطقة التي تؤدي فيها حركة المياه إلى انحلال الأسمنت والمواد الدقيقة.

2- تتراوح الكمية عادةً من حوالي 0.3 إلى 1.0 بالمئة، وتكون الخلطات المضادة للانحلال عبارة عن منتجاتٍ ذات أساسٍ مسحوقي، مما يجعل توزيعها صعبًا، وتتواجد المنتجات السائلة، ولكنها قد تكون أقلّ فعالية.

3- هذه الإضافات تعمل على حبس الماء المخلوط والأسمنت والرمل معًا، ويُسبّب زيادة تماسك المزيج، ويُقلّل من قابلية التشغيل والتدفُّق، حيث تحتاج الخرسانة تحت الماء إلى تدفُّقٍ عالٍ، وأن تكون ذاتية الضغط، فالملدنات الفائقة ضروريةٌ لإعادة قابلية التشغيل المفقودة.

4- تعمل المواد المضادة للانحلال على ماء الخلطة الخرسانية بحيث تكون أكثر فاعليةً، وفي حال الخلطة الأساسية أكثر تماسكاً. ^{[3] [4]}

خلاصة

الفرق الرئيسي في الخلطة الخرسانية بين الصب فوق الماء وتحته هو قابلية تشغيلها حيث تدفق الخرسانة تحت الماء وتنضغط تحت تأثير وزنها الذاتي أما الخرسانة فوق الماء ترصُّ بواسطة الاهتزازات الميكانيكية. وبواسطة الملدنات والإضافات استطاعت الخرسانة التغلب على عائق الماء، فأظهرت الخرسانة مرونتها في الاستخدام على المدى الطويل، وقدرتها على التكيُّف مع الظروف المختلفة.