استشارات وتنفيذ إصلاح الهياكل الخرسانية

استشارات وتنفيذ إصلاح الهياكل الخرسانية
  • 188
  • 1402/9/11

استشارة وتنفيذ ترميم الهياكل الخرسانية والخزانات والبنية التحتية للخرسانة

الخرسانة تعد عنصرًا أساسيًا لا يتجزأ من مجال صناعة البناء، وبفضل خصائصها المفيدة والمربحة، استطاعت أن تلعب دورًا كبيرًا في هذه الصناعة، ومن المسائل الهامة جدًا في التصميم الهندسي، البحث في حدوث الشقوق وكيفية تمددها. الشق في الخرسانة يحدث نتيجة لظهور توترات الشد أكثر من تحمل الخرسانة. شقوق كثيرة قد تجعل الحديد المسلح تحت تأثير الهواء والرطوبة وتصبح عاملًا لتآكله، وانتشار التآكل مع الزمن يؤدي إلى تهدم الخرسانة. الشقوق في الخرسانة قابلة للترميم لكن المشروعات والأعمال التي تتم فيها عملية الترميم غالبًا لا تتلقى الاهتمام الكافي من قبل صاحب العمل وفي النهاية لا تُلبي توقعاته. في هذا البحث، نسعى للتعرف على أنواع الشقوق التي يمكن أن تظهر في هيكل خرساني وأخذ الإجراءات اللازمة لمنع وترميم هذه الشقوق.
في هذا المقال، تم الاهتمام بأسباب حدوث الشقوق وتشقق الهياكل الخرسانية المسلحة وعواقبها الضارة مما يعني تقليل مستوى الأداء والمتانة للخرسانة، وقد وُصفت طرق الوقاية والترميم والإصلاح باستخدام مواد ترميم الخرسانة المدعمة بالألياف وحقنها براتنجات مناسبة مثل الإيبوكسي. كما تم النظر في مسألة التوافق بين الخرسانة الأولية ومواد الترميم في عملية ترميم الخرسانة. في هذا المجال، قامت شركة الخرسانة “آرپوم” بكافة الدراسات الضرورية ومع خبرة طويلة في هذا الشأن، تستطيع أن تقودكم لاختيار أفضل المنتجات لترميم هيكلكم، ومع إنتاجها وعرضها لمنتجات ذات جودة، جعلت اختياركم أسهل.

الشقوق في الخرسانة
الشق في الخرسانة لأسباب هيكلية وغير هيكلية يعتبر مهمًا للمهندسين في مجالات العمران، العمارة، الأنظمة والمشغلين. الشقوق الظاهرة على سطح الخرسانة التي تؤدي إلى خلق فواصل، شقوق وأخيرًا سقوط أو تدمير الخرسانة، هي عوامل تؤدي سنويًا إلى هدر كميات كبيرة من موارد البلاد وتُحدث خسائر مادية لصاحب العمل ومنفذي المشاريع. مشكلة الشقوق في الخرسانة من حيث تقليل القدرة الحمّالية للهيكل وتغيير شكل الأجزاء الخرسانية، تقليل المقاومة الزلزالية للهيكل، كل هذه الأمور مهمة للمهندسين المدنيين.

أنواع الشقوق وفحص طبيعة ومكان الشق الناتج:

• شق الانحناء
• شق الانحناء القصي
• الشق الشدّي
• شق العمود
• الشق القصي
• الشقوق المتعلقة بانزلاق وصلات حديد التسليح
• امتداد الشق على طول الجسر
• الشقوق الناتجة عن التآكل

 

 

الشق الانحنائي:
هذه الشقوق تحدث في منطقة العتب حيث يكون القص ضئيلاً ويوجد الشد الانحنائي فقط، وذلك بسبب عدم كفاية التسليح. هذا النوع من الشقوق يؤثر على سلامة الهيكل ويجب أن يتم فحصه.

الشق القصي:
يحدث هذا الشق في منطقة العتب حيث يكون التوتر القصي تقريبًا نقيًا. لذا، بالقرب من دعائم الجانبين للهيكل، يكون هذا النوع من الشقوق بزاوية 45 درجة ويمكن أن يتوسع بشكل فردي أو جماعي.

الشق الانحنائي القصي:
يحدث هذا النوع من الشقوق في المنطقة التي يكون فيها كل من التوتر القصي والانحنائي ملحوظين. في عتب مدعم بسيط، بالابتعاد عن الدعامة وقبل الوصول إلى منتصف العتب، تكون هناك إمكانية لحدوث مثل هذه الشقوق.

الشقوق المتعلقة بالانزلاق في وصلات التسليح:
تحدث بسبب القطع السريع للتسليح عندما لا يكون هناك حد كافٍ في الوصلات.

الشق الشدّي:
يحدث بسبب عدم وجود تسليح كافٍ في المقطع الخاضع للشد وانخفاض جودة الخرسانة.

توسع الشقوق على طول العتب:
يحدث بسبب عدم وجود تقنية كافية خلال البناء والشكل في القوالب.

شق العمود:
أربعة أنواع شائعة من الشقوق التي تحدث في الأعمدة الخرسانية المسلحة تشمل: الشقوق المائلة، الشقوق الأفقية، الشقوق الناتجة عن التآكل، والشقوق العمودية القصيرة.
سبب حدوث الشق في العمود الخرساني قد يكون بسبب التصميم الخاطئ، عيوب البناء، التحميل الزائد، التآكل في التسليح، الهبوط في الأساس، الزحف والانكماش.
حدوث الشقوق في الأعمدة الإسمنتية هو مسألة جدية يمكن أن تقلل من مقاومة واستقرار ومتانة الهيكل وكذلك يؤثر على جماليته.

الشقوق الناتجة عن التآكل:
تحدث بسبب تآكل التسليح، عدم الغطاء الكافي، وانخفاض جودة الخرسانة.

الشقوق الناتجة عن الانكماش البلاستيكي:
نتيجة لفقدان الماء من الخليط الأسمنتي، يحدث انكماش حجمي في الخرسانة. يعرف هذا الانكماش باسم الانكماش البلاستيكي. ارتفاع درجة الحرارة وتسريع تبخر الماء له تأثير مباشر على سطوح الخرسانة، ومع الأخذ بعين الاعتبار أن بلادنا تعد من البلدان الحارة ودائمًا مع ارتفاع درجة حرارة الهواء وزيادة متوسط درجات الحرارة، يصبح تبخر الماء مصدر قلق للبنائين وأصحاب العمل، بينما هذه الشقوق لا تعتبر دليلًا على رداءة الخرسانة.

شقوق النشست:
هذه النوعية من الشقوق نادرًا ما تؤثر على سلامة الهيكل. معظم الشقوق العفوية الفردية تكون ظاهرية ورغم أنها تسمح بدخول الماء إلا أنها لا تؤدي إلى الضرر التقدمي وهي مجرد شوه للمظهر.

شقوق البوستة:
هذا النوع من الشقوق ذو المسافات القريبة والشقوق الموازية للحواف الناجمة عن تجمد المياه، مستثنى من هذه المسألة وقد تؤدي إلى الخراب النهائي.

الشقوق الناتجة عن تغيرات درجة الحرارة في العتبات الإسمنتية المسلحة:

تغييرات الحرارة
تغييرات الحرارة الناتجة عن الهيدراتة
تغييرات الحرارة الناتجة عن الحريق
تغييرات الحرارة الناتجة عن مرور التمديدات التبريدية والتدفئة

تغييرات الحرارة:
واحد من أشيع أسباب الشقوق في الخرسانة هي تغيرات درجة الحرارة الناجمة عن عوامل مثل الحريق، الهيدراتة، تغيرات الحرارة على مدار اليوم، ومرور تمديدات التبريد والتدفئة. من الحلول المقترحة الشائعة لمنع الشقوق الناتجة عن تغيرات الحرارة هو تنفيذ التسليح الحراري.

تغييرات الحرارة الناتجة عن الحريق:
الحريق يؤثر على الخرسانة بطرق متعددة. تغيرات درجة الحرارة خلال الحريق تتراوح بشكل واسع من درجة حرارة الغرفة المعادلة لـ 21 درجة سلسيوس إلى درجة الحرارة البالغة 800 درجة سلسيوس التي تحدث في مركز الحريق. هذا المستوى من الحرارة يسبب توترات بارزة في الخرسانة ويؤدي إلى تكوين شقوق فيها. التسليح المسلح يفقد مقاومته الشدّية، وبالتالي تنتقل قوة الشد إلى الخرسانة وتسبب تشققات.

 

تغييرات الحرارة الناتجة عن الهيدراتة:
يمكن في أغلب الحالات أن يعزى الشق في الخرسانة إلى هيدراتة الأسمنت. الهيدراتة تنتج حرارة مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الخرسانة. إذا حدث هذا الارتفاع بشكل موحّد في جميع أنحاء قطعة خرسانية محددة، دون أي قيود خارجية، فإن القطعة ستتوسع حتى تصل إلى الحرارة القصوى المُشْعّة. وبالتالي لن تنشأ أي توترات حرارية داخل القطعة. عندما يمكن لسطح الخرسانة أن يُعيد الحرارة إلى البيئة المحيطة، يُخلق تدرج حراري بين الجزء الخارجي البارد والنواة المركزية الحارة للقطعة الخرسانية. بسبب الخاصية الحرارية المنخفضة للخرسانة، لا يمكن للحرارة أن تفلت بسرعة كافية إلى الخارج. ونتيجةً لذلك، سيكون التوسع الحراري الحر غير متساوي في أجزاء مختلفة من القطعة الخرسانية.
الحد من التوسع الحر سيؤدي إلى تنشيات ضغطية وشدية. إذا كانت التنشيات الشدية على سطح القطعة، الناتجة عن توسع النواة المركزية، تزيد عن مقاومة الشد للخرسانة، سيؤدي ذلك إلى تشوه الخرسانة الشدية الذي يتجاوز القدرة الحاملة للخرسانة وسيتسبب في ظهور الشقوق السطحية في الخرسانة. لمنع هذه الشقوق، من الأفضل أن يتم نقل التنش الشدّي الموجود إلى القضبان الحرارية عن طريق التسليح.

تغيرات الحرارة الناجمة عن مرور التجهيزات التبريدية والتدفئة:
في موقع مرور التجهيزات التبريدية والتدفئة، يتم إنشاء فرق درجة حرارة ملحوظ بين مسار التجهيزات والبيئة المحيطة بسبب تركيز البرودة والحرارة في مسار واحد. هذا يسبب توسعًا أو انقباضًا لمسار مرور الأنابيب وتشققًا حولها. الحل المقترح لمنع هذا النوع من الشقوق هو تركيب العزل مثل الصوف الزجاجي أو الفوم حول مسار الأنابيب وخروجيات الأجهزة التي تعمل بالغاز. طبعاً أثناء تركيب الصوف الزجاجي والفوم من الضروري الانتباه إلى أن العرق الناتج قد يؤدي إلى الرطوبة، لذا يجب أن يتم العزل بطريقة مناسبة.

أسباب تكون الشقوق في الهياكل الخرسانية المسلحة:
أظهرت البحوث والدراسات على مدى سنوات عديدة أن تكون الشقوق في أجزاء الهيكل والمقاطع الخرسانية مثل الموت غير قابل للتجنب، والأسباب الرئيسية لذلك ستوضح باختصار، لكن يجب التحكم في شروط التصميم والتنفيذ بحيث لا يتجاوز عرض وطول وعمق الشقوق في المقاطع الخرسانية المسلحة قوانين الأنظمة ويتم اتخاذ تدابير خاصة لتحسين متانتها.

  • الرغبة في تقليل وزن الحديد المستخدم واستخدام سيخ ذو مقاومة عالية.
  • التحولات الطرية في خرسانة جديدة (Shrinkage).
  • الانبساط والانكماش المتأثر بتقلبات الحرارة (Cracking Thermal Early).
  • فرض حمولة تزيد على شروط التصميم.
  • الانهيار.
  • التصميم بطريقة المقاومة النهائية مع السلوك غير الخطي (Ultimate).
  • الزحف (creep).
  • عدم السيطرة المناسبة على الشقوق والوصلات.
  • منع حدوث التغييرات الشكلية والتحركات.
  • التفاعلات الكيميائية للحديد والتمدد الحجمي للخرسانة.

الرغبة في تقليل وزن الحديد المستخدم واستخدام سيخ ذو مقاومة عالية:
نظراً لسعر الحديد، المهندسون المسؤولون عن الحساب متحمسون لتقليل وزن الحديد المستخدم ولا يقلقون من استخدام حديد ذو مقاومة عالية. من الواضح أنه في مثل هذه الظروف، يزيد الضغط على الحديد ومع الإبقاء على المقطع العرضي لعضو الهيكل الخرساني المسلح ثابتاً والحاجة لموازنة الضغط بين الحديد والخرسانة، يزيد أيضا الضغط على المقاطع الخرسانية وبدوره يزيد من الكرنش في المقاطع الخرسانية مما يزيد من احتمال تكون الشقوق في الخرسانة. يُذكر أن القانون ACI ل

ا ينصح باستخدام قضبان تتجاوز قوة التيار السائل أو البلاستيك (FY) 5600 Kg/Cm^2 وهذا الأمر مصنف تحت القسم 4-4-2 في قانون الخرسانة الإيراني (آبا) حتى الفئة المقاومة 5000 Kg/Cm^2.

التصميم بطريقة المقاومة النهائية مع السلوك غير الخطي (Ultimate):
لا يخفى على المختصين الجاذبية والأهمية الكبيرة للتصميم بطريقة المقاومة النهائية ولذلك أصبح هذا الأسلوب مقبولاً لدى مجتمع المهندسين الهيكليين وانتشر بسرعة. يجب أن نأخذ في الاعتبار أن تصميم بطريقة المقاومة النهائية يتيح تكون الشقوق في منطقة الشد للمقاطع الخرسانية المسلحة. أنصح بشدة أن يراجع المهندسون الهيكليون الشروط البيئية، مجال الاستخدام، والتفاصيل التنفيذية لنموذج المشروع قبل الشروع في العمل. مثلًا، التصميم بهذه الطريقة يناسب الهياكل الهيدروليكية، أو تلك الموجودة في بيئات شديدة التعرية أو في البيئات الرطبة والباردة، ومنع التسرب للعوامل المدمرة ليس فعالاً وإذا لم يتم تجنبه بعناية لمثل هذه الهياكل فإن الأداء والعمر يقل والزمن يسرع في زوالها.

التغييرات الطرية في خرسانة جديدة (Shrinkage):
التغييرات الطرية في الخرسانة (الجديدة) سبب آخر لتكون الشقوق في المقاطع الهيكلية الخرسانية. عدم الالتزام بالمعايير المتعلقة بتسماك الركام، نسبة الماء إلى الأسمنت العالية، عدم استخدام الملدنات لتقليل نسبة الماء إلى الأسمنت، عدم الضغط الملائم للخرسانة في القوالب، القوالب غير المبنية وفق القواعد الفنية (عادةً ما تؤدي إلى خروج طبقة الأسمنت)، وعدم الصيانة والعناية الجيدة بالخرسانة خاصة الخرسانات المعرضة لأشعة الشمس المباشرة وهبوب الرياح بسرعة تزيد عن 15 كم/ساعة ورطوبة نسبية أقل من 60%، هي أيضاً من بين الأسباب الأخرى.
وكذلك، تجمد ال

خرسانة الجديدة يؤدي إلى تكوين شقوق مبكرة في الخرسانة. يبدو إذًا أن تحويل الأمور المتعلقة بإنتاج الخرسانة، التطبيق، والعناية بها إلى الأشخاص ذوي الخبرة يمكن أن يمنع إلى حد ما ظهور الشقوق المدمرة في الهياكل الخرسانية المسلحة.

الزحف (Creep):
السلوك غير المرن (يُقال للتصادم بين جسمين عندما لا تكون الطاقة الحركية فيها ثابتة) أو التشوه المادي في الهياكل الخرسانية المتأثرة بالتنشيات الثابتة والطويلة الأمد يؤدي إلى الزحف وظهور الشقوق في المقاطع الخرسانية، ولم تتضمن معظم اللوائح تعليمات أو قواعد خاصة لمنع حدوث هذا النوع من الشقوق.
لكن تستنتج الكاتب من التجربة التي بنيت على أساس دقة اختيار نوع وتدريج الحصى المستخدمة، والتصميم مع افتراض إنتاج الخرسانات الفعالة (Concrete Performance High) وتخفيض الأحمال الميتة (التخفيف) بشكل فعال، وأخيراً عدم الانتقاص من أساسيات اللوائح سواء في مرحلة التصميم أو التنفيذ، يمكن التغلب بشكل كبير على هذه الظاهرة.

الانبساط والانكماش المتأثر بتقلبات درجة الحرارة (Cracking Thermal Early):
الخرسانات الصغيرة في العمر لا تمتلك قدرة ومقاومة كبيرة في مواجهة تقلبات درجة الحرارة وتتعرض للضرر (الشق). لهذا الغرض، ضروري السيطرة على درجة حرارة الخرسانة الطازجة وعلاجها (الكيورينج) وحمايتها من تقلبات درجة الحرارة الشديدة. ويجب على المنفذين اتخاذ التدابير اللازمة بناءً على الظروف المناخية للمجمع، بحيث تبقى درجة حرارة الخرسانة ضمن معايير اللوائح التنظيمية ويتم الحماية منها بعد التثبيت في القوالب وفي فترة الكيورينج بحيث يتم اجتياز التدرج الحراري بشكل طبيعي حتى تصل درجة الحرارة إلى مستوى البيئة المحيطة، ومنع أي صدمات حرارية (ارتفاع أو انخفاض مفاجئ في درجة الحرارة). بالإضافة إلى ذلك، لتجنب الشقوق الناتجة عن التمدد والانكماش والناجم عن زيادة أو انخفاض درجة الحرارة، يجب أن يكون هناك تدابير أخرى إلى جانب استخدام قضبان الحرارة.

عدم التحكم المناسب في الفواصل والوصلات:
عدم الالتزام بلوائح القوانين في إنشاء وتنفيذ فواصل التمدد، الانقطاع، أو التنفيذ، وحتى عدم وجود وصلات صحيحة ومنهجية في أقسام الهياكل الخرسانية المسلحة بالتأكيد سيؤدي إلى ظهور الشقوق.

تحميل الحمولات الزائدة تجاوزاً لشروط التصميم:
تم ملاحظة أنه مع تغيير الاستخدام الإنشائي وتطبيق أحمال تتجاوز الحد المحدد في التصميم، أو عدم الدراسة والتوقع لشدة الأحمال وأنواعها في فترة الخدمة (الأحمال الخدمية)، تزداد قيم الضغوط في الأقسام الخرسانية وتتغير، وبما أن عرض ومكان الشق تابعان لكمية ونوع الضغوط، سنرى ظهور شقوق جديدة في أجزاء الهياكل الخرسانية المسلحة.

منع حدوث التغييرات الشكلية والتحركات:
يمكن توقع وحساب وقياس التغييرات الشكلية أو التحركات وقيمها في كل جزء من أي هيكل سواء كان معدنيًا أو خرسانيًا بدقة كبيرة تحت تأثير الأحمال المختلفة. تبدأ دورات تحليل الهياكل في الكليات الهندسية المدنية بقوانين الإستاتيكية والإستاتيكية المرتبطة بهذا الموضوع. الآن، إذا تم منع حدوث التغير الشكلي وخلق تحركات (حتى في نقطة واحدة) بأي طريقة كانت خلال الهيكل.
بالطبع، سيتغير ميكانيكية توزيع القوى (الجهود) وبالتالي شدتها وربما اتجاه القوة في أجزاء الهيكل، مما يؤدي إلى تنشيات مختلفة عن تلك التي تم دراستها في وقت التصميم. إذا لم تكن الأقسام المعنية لديها القدرة على تحمل مثل هذه التنشيات، فإن ظهور الشق لا مفر منه ويمكن لهذه الحالات أيضًا أن تؤدي إلى الهدم الجزئي أو الكلي للهيكل.

الانهيار:
يجب أن يؤخذ في الاعتبار إمكانية الانهيار ونطاق التغييرات المحتملة تحت شروط الحمولة المختلفة، خاصةً في الاستخدام، ويجب التحقق من ذلك بدقة، وتصميم وتسليح الأقسام الهيكلية بطريقة يمكنها تحمل أشد الضغوط مع الحفاظ على هامش أمان ممتاز. إذا لم يتم هذا التقييم بعناية وانهارت الأساسات فوق الحدود ال [/ltr][ltr]قبلية للتصميم، وخاصة بشكل غير متكافئ أو في أوقات مختلفة، فهناك احتمال لتغير القيم و… لا يمكن استبعاده وإذا لم تكن المقاطع المختارة لها القدرة على تحمل مثل هذه الضغوط، فمن المؤكد أنها ستشقق.

التفاعلات الكيميائية في القضبان والتمدد الحجمي للخرسانة:
في البيئات الملوثة والتعرية وحتى في المناخات الرطبة، يؤدي تسرب الأيونات المدمرة مثل الأكسجين والكبريت والكلور والكربون إلى مقاطع خرسانية تسبب التفاعلات الكيميائية مع القضبان وهذه التفاعلات المصاحبة للتمدد الحجمي للقضبان وزيادة الضغوط في المقطع الخرساني المسلح في النهاية تؤدي إلى شق وانفجار في الهياكل الخرسانية المسلحة. من المهم الإشارة إلى أن مثل هذه التحديات تتبع نمط تصاعدي (مثل الوظائف اللوغاريتمية) على مر الزمن، وإذا لم يتم التحكم في شروط التدمير وكبت العامل أو العوامل المسببة له، فإن الهيكل سيواجه الفساد والزوال قبل الأوان.
نقطة: في المباني المسلحة، ليس من الكفاءة أو المنطق تصميم الأقسام لحالة عدم وجود شقوق.

تحليل الحالة وحجم الشق في البناء:
النشوء الأرضي بسبب عوامل مثل الرطوبة والضغوطات الناجمة عن الطوابق، وعدم المقاومة وأداء التربة. بالإضافة إلى ذلك، نوع المواد المستخدمة للأغراض غير الفنية يسبب تسرب الأساس. بشكل عام، نتيجة لحركات الأرض، يتحرك هيكل المبنى وتظهر انكسارات متنوعة تشمل الشقوق أدناه.

الشقوق العميقة
هذه الشقوق تحدث أحياناً بشكل دائم وسبب ذلك هو تسرب متكرر للأساس وفي هذه الحالة، فإن بقاء الساكنين في المبنى يعد خطراً.

 

الشقوق الشعرية العادية:
هذه الشقوق تحدث نتيجة الانخفاضات الصغيرة في هيكل المبنى وبسبب القوى وأحياناً نوعية المواد المستخدمة. الرطوبة، والانكماش والانبساط الذي يحدث في مواجهة جفاف السطح الرطب، تسبب في ظهور الشقوق الشعرية.

الشقوق الإنشائية:
هذا النوع من الشقوق يدل على أن الأعضاء المتأثرة غير قادرة على تحمل الأحمال التي يجب أن تحملها بمعامل أمان كافٍ. يجب الانتباه للشقوق الإنشائية لأهميتها حيث قد تؤدي أحياناً إلى الانهيار وتسبب في الأضرار البدنية. في الحالات التي يحدث فيها شق إنشائي، يجب إما هدم وإعادة بناء العضو المتشقق أو خياطته بطريقة خاصة في مكان الشق.

الشقوق غير الإنشائية:
عادة ما تكون الشقوق التي لديها عرض وعمق قليل، غير إنشائية ولا تحمل أهمية كبيرة فيما يتعلق بتدمير المبنى أو الخطر البدني. أنواع هذه الشقوق تشمل ما يلي:
• الشقوق الأفقية
• الشقوق المائلة
• الشقوق العمودية

الشقوق الأفقية:
الشقوق التي تحدث أفقياً وعلى طول الجدار تسمى الشقوق الأفقية. هذه الشقوق عادة ما تحدث نتيجة لأسباب رئيسية؛ أثناء بناء الجدار، يجب بناء الجدار حتى ارتفاع النصف من المستوى النهائي وبعد جفاف وتصلب الجدار في المرحلة التالية، تصل الى المستوى النهائي للارتفاع. هذا انفصام في التنفيذ يتسبب في تراكم الغبار على موقع انفصام الجدار. هذا الغبار هو من الطين الذي لديه خاصية التلوث. إذا لم يتم تنظيف موقع القطع من الغبار قبل بناء النصف الثاني من الجدار، فإن احتمال وجود شق أفقي في المكان المنفصل محتمل جداً إذا تم بناء الجدار في مرحلة واحدة وليس حسب الطريقة المذكورة، فإن الجدار سينحني وأو من الناحية العامية ينتفخ ويسبب شقًا أفقيًا في الجدار.

الشقوق العمودية:
الشقوق التي تحدث عمودياً وعلى ارتفاع الجدار عموداً على الاتجاه الأفقي تسمى الشقوق العمودية. يحدث هذا النوع من الشق في الخرسانة عندما يكون للشق عمق أو عرض كبير، أو يمتد في أعضاء أخرى من الهيكل مثل السقف والأرضيات … أو حتى في الحجر أيضا. الشقوق الإنشائية العمودية عادة ما تحدث بسبب عدم وجود دعامات قائمة كافية أو بسبب وجود فجوة كبيرة بين الدعامات وبالعامية يقال إن الجدار “يسحب الظهر”. إذا تحركت الأساس تحت الجدار، فإنه يخلق شقوقاً عمودية. يحدث شق عمودي بسبب تنفيذ غير صحيح للحماية في تقاطع الجدران.

الشقوق المائلة:
هذه هي الشقوق التي عادة ما تكون بزاوية 45 درجة بالنسبة للاتجاه الأفقي. هذه الشقوق عادة ما تحدث بسبب انهيار الجدار وهي علامة على كسر الجدار وهذا النوع من الشق في الخرسانة خطير للغاية. لتحديد موقع انهيار الجدار، حدد أولاً اتجاه الشق ثم بشكل عمودي على اتجاه الشق نحو الأسفل، حدد الجانب الذي ينهار الجدار.

العواقب الناتجة عن ظهور الشقوق في الهياكل الخرسانية:
بناءً على المعلومات المقدمة في هذه المقالة، يبدو أن ظهور الشقوق في الهياكل الخرسانية المسلحة غير قابل للتجنب مثل الموت وبما أن الشق يقلل بشكل كبير من صلابة الأقسام، فسوف تُلاحظ تشوهات أكبر في أجزاء الهيكل. من ناحية أخرى، ظهور الشقوق في أجزاء الهياكل الخرسانية المسلحة خاصة في المناطق الرطبة، بالقرب من الماء أو في البيئات العدائية يؤدي إلى تأكسد أو التفاعلات الكيميائية للقضبان مع الملوثات، مما يوسع الخرسانة ويخلق شقوقًا جديدة. من المؤكد أن وجود مجموعة شقوق، إذا لم يتم اتخاذ التدابير اللازمة، يهدد كفاءة ومتانة الهيكل. ظهور الشقوق في أجزاء الهيكل الخرساني المسلح يقلل من معامل انفصال الخرسانة (Fr) حتى ثلث ذلك. يجب على المهندسين المعماريين والمتخصصين امتلاك تدابير كافية وفعالة للمفارقة بين التصميم الاقتصادي ومتانة الخرسانة.

الإصلاح:
عند ملاحظة الشقوق المناسبة يجب اتخاذ القرارات الأساسية لحل المشكلات الناجمة عن الشق، وأحد هذه القرارات هو إصلاح الشقوق الناتجة في الخرسانة. الشرط الأساسي لاتخاذ هذا القرار هو أن تكون عملية الإصلاح اقتصادية وتوفر المواد المناسبة للإصلاح وكذلك ظروف التنفيذ المناسبة. من المهم ملاحظة أن إصلاح الشق لا يزيل سبب حدوثه. لذا يجب تحديد السبب قبل فحص طرق الإصلاح لمنع تكرار الحدوث وتوسع وانتشار الشق. في الإصلاح الناجح لشق، يتم امتصاص الحركة باعتبارها تنش داخلي أو يتم نقلها إلى موقع آمن ومسيطر عليه آخر.

التحليل الاقتصادي للإصلاح:
هدف الإصلاح وإصلاح العيب هو تعزيز مستوى الأداء وضمان المتانة ضد الأضرار الناجمة عن الرطوبة والعوامل العدائية المدمرة وظهور الضغوط والتشوهات التي تتجاوز الهدف، ويجب تحديد أسباب ظهور الشقوق (العيوب التي قد تؤثر على أداء الهيكل) قبل أي عمل وضمن التوصل إلى اليقين من تماسك وعدم انفصال أجزاء الهيكل والحصول على معلومات دقيقة عن عملية تآكل القضبان.

اختيار طريقة ومواد الإصلاح:
عند تحديد مواد الإصلاح، من الضروري أخذ التوقعات من الإصلاح (التحميل، المتانة، الاستقرار…) بعين الاعتبار. كما يجب أخذ مواصفات الشق وخصائصه الفيزيائية في الاعتبار. للإصلاحات العميقة (أكبر من 38 مم)، يتم استخدام مونة الأسمنت ومواد الحصى المصنفة بشكل جيد. إضافة المواد الإضافية التي تقلل النفاذية مثل البوزولانات الخاصة (ميكروسيليكا) والبوليمرات (لاتكس) تعزز من متانة هذه المواد. كما يجب ألا تفقد مواد الإصلاح خصائصها في ظل الظروف البيئية السائدة، مثل التعرض لأشعة الشمس. يجب أن تتمتع مادة الإصلاح بالتصاق جيد.
استخدام مواد الإصلاح الأليافية:
مادة الإصلاح الخرسانية، مونة التصليح BR-S445
منتج يعرفه جيدًا جميع المقاولين والعملاء الذين يعملون في مجال الخرسانة والأرضيات الخرسانية. بشكل عام، مادة إصلاح الخرسانة عبارة عن مونة تصليح أساسها الأسمنت وتتميز بقدرة تصاق عالية وألياف p.p البولي بروبلين وتدريج خاص وبدون انكماش. كما أنه يمتلك مقاومة عالية مقارنة بالخرسانة ليٌستخدم في المناطق التي تضررت الخرسانة ولاستبدالها في بعض الحالات حتى تكون. من المفيد استخدام مادة إصلاح الخرسانة لإصلاح الهياكل الخرسانية، وهي اقتصادية وسهلة الاستخدام بسبب قابليتها للتشكيل والنعومة. يمكن لأي شخص قليل الخبرة القيام بذلك ولا تقتصر استخداماته فقط على إصلاح الهياكل ولكن أيضا لتدعيم الحمامات الصحية والخزانات والمسابح وتسوية الأسطح مثل الدرج الخرساني وجدران الخرسانة وملء الفتحات والشقوق والأرضيات الخرسانية.

كيفية استخدام مادة إصلاح الخرسانة، مونة التصليح BR-S445:
يجب تنظيف الأسطح جيدا وإزالة أي طبقة ضعيفة أو ملوثة. ثم افتح الكيس أو العبوة واخلط الكمية المطلوبة حتى تظهر المونة على شكل عجينة أو “جافة” بمعنى أنه لا يتساقط قطرات الماء من يدك ثم استخدم المالج لتطبيقها.

نقطة: تأكد من أن السطح الذي تطبق عليه يحتوي على نسبة رطوبة بسيطة حتى لا تجف المونة ويبقى الخليط رطباً. اصنع من المونة بقدر يكفي لاستخدامه خلال 20 دقيقة. أجري الطبقات الكثيفة في عدة مراحل حتى لا تتشقق أو تتجمع الطبقة الخارجية بسبب الوزن.

مزايا مادة إصلاح الخرسانة، مونة التصليح BR-S445:
• مقاومة وقوة سريعة في الإمساك
• تجنب تآكل القضبان الحديدية
• قابلية التطبيق بالرش أو الصب
• قابلية التطبيق الميكانيكي واليدوي
• متانة كافية ولها سطوح مستوية للعمل الإضافي

أين تيمكن استخدام مادة إصلاح الخرسانة مثل مونة التصليح BR-S445؟ هذا المنتج يعتبر ممتازًا لاستخدامات متعددة تشمل:

• تصليح الشقوق والثقوب في الأسطح الخرسانية.
• إصلاح زوايا الجدران والأعمدة الخرسانية التي تعرضت للكسر أو الضرر.
• استعادة السطوح الخرسانية المتآكلة وإعادة ملؤها للمحافظة على متانتها.
• تدعيم الهيكل الخرساني وتقويته في الأماكن التي يُظهر فيها ضعفًا.
• إصلاح وتجديد الأرضيات الخرسانية، سواء في المباني السكنية أو التجارية أو الصناعية.
• تعزيز الهياكل والأساسات التي تحمل أحمالاً ثقيلة للحيلولة دون حدوث انهيارات أو تصدعات مستقبلية.

في جميع الحالات، من الضروري أن تتم عملية الإصلاح على يد متخصصين لضمان الجودة وسلامة الأداء الهيكلي. كما يجب إجراء فحص دوري بعد الإصلاح لمتابعة استدامة الترميمات وضمان عدم تكرار المشكلة.

أين يُستخدم مُعالج الخرسانة، ملاط التصليح BR-S445؟ يُستخدم في إصلاح الشقوق الخرسانية في الأرضيات والأعمدة، الكمرات، ملء التجاويف في الخزانات، حول البراغي وغيرها… إصلاحات جميع أجزاء البنية الخرسانية، أساس مناسب لأعمال الديكور، تمهيد الأسطح غير المنتظمة وغيرها.

مقدار استهلاك مُعالج الخرسانة، ملاط التصليح BR-S445:
لكل متر مربع بسُمك 1 سنتيمتر، ستحتاج من 18 إلى 20 كيلوغرام. في حالة زيادة السُمك، يجب إجراء العمل في عدة مراحل لتجنب الشقوق أو الانفصال، والتأكد من عدم تجمع المادة بسبب الوزن.

إجراءات الإصلاح والتجديد برزينات الإبوكسي Epoxy:
عند اختيار رزين الإبوكسي، يجب الانتباه إلى النقاط التالية بدقة:

  1. معامل المرونة (Es): يجب دراسة وتحليل الرزين المختار قبل بدء التفاعلات الكيميائية وبعد التصلد والتثبيت للتأكد من أنها مناسبة لجميع شروط فترة الاستفادة.
  2. المتانة
  3. الثبات ضد الرطوبة
  4. المقاومة ضد قوى الشد، الضغط والانحناء
  5. اللون
  6. درجة اللزوجة (Viscosity) أو سماكة الرزين قبل بدء التفاعلات الكيميائية
  7. القوام والثبات ضد الحرارة (مقاومة السيولة في الحرارة والهشاشة في البرودة) وبالنسبة للتجهيزات، بصرف النظر عن المعدات العادية مثل الواترجت (Jet Water) لغسل الفواصل، ومقاييس الحرارة… ستحتاج إلى تجهيزات مثل مضخات الحقن، Port (الفوهة المتوسطة Nozel)، الخزانات تحت الضغط (Capsules) والبنادق المناسبة للتطبيق.
  8. رزينات الإبوكسي والمواد الأخرى المتصلة بما في ذلك المُخفف والمقسي (Hardener) شديدة السمية وقابلة للاشتعال ويجب استخدامها مع أقصى درجات الدقة والحذر وتوفير شروط السلامة.

المتطلبات اللازمة لتركيب الأجهزة وحقن رزين الإبوكسي Epoxy:
بعد تحديد تفاصيل الشقوق مثل العمق والعرض والطول، تُغسل السطوح القريبة من الشقوق وخاصة اللوحين المنفصلين على جانبي الشق عدة مرات باستخدام أنظمة الشفط القوية والواترجت واختيار الفوهات المناسبة. حتى تتم إزالة الأوساخ والمواد غير الخرسانية إلى أبعد حد، حتى المادة الحصوية المنفصلة أو المكسورة. ثم تُسد كافة السطوح المتجهة نحو الفواصل والشقوق برزين يحتوي على أساس كيميائي من Polyester أو Silicone بشكل سطحي، وتثبت Ports بناءً على العرض والعمق (الفواصل الأعرض يجب أن يكون قطر المخرج أكبر والمسافات أقرب) وتُثبت باستخدام الرزينات Polyester أو Silicone. يجب أن تُسيطر على درجة الحرارة في المحيط والمكان الذي يتم فيه الحقن بواسطة التدابير اللازمة بحيث تبقى ضمن نطاق الدرجة الحرارية الموضحة في المواصفات الفنية للرزين المختار ومنع الصدمات الحرارية أثناء فترة العلاج. يتم الحقن من الشقوق الأوسع بشكل منتظم ومستمر حتى ملء جميع الفواصل في مكان ما. يجب أن تبدأ الحقن في الفواصل العمودية من النقطة الأدنى وتستمر إلى الأعلى. الضغط الموصى به للحقن هو 200 psi (14 kg/cm^2)، ويُفضل أن لا تزيد مدة الحقن عن خمس دقائق (يجب أن يتم حقن الرزين في الفواصل قبل بدء التفاعلات الكيميائية). بالإضافة إلى اختيار سرعة وضغط الحقن المناسبين، يجب التأكد من تغلغل الرزين بالكامل في الشقوق والفواصل.

لتحقيق هذا الهدف، يمكن ربط العديد من Ports بسلسلة أفقية إلى خزان واحد (Capsule) واستخدام مضخة ملائمة لتوفير الضغط اللازم. ليس فقط يجب التأكد من التحكم في الحرارة الناجمة عن التفاعلات الكيميائية بواسطة تدابير خاصة، ولكن يجب أيضاً تجنب إزالة السدادات وPorts بشكل سريع ومُبكر. سرعة وضغط الحقن المذكورة في البيانات الفنية للرزين المستخدم (Sheet Data) لها الأفضلية على تجربة وتوصيات الكاتب.

إجراء الاختبارات التدميرية وغير التدميرية وأهميتها:
على أي حال، يجب التأكد من نجاح الحقن بالرزين ولهذا، يُوصى بشدة بإجراء الاختبارات غير التدميرية استناداً إلى معيار (C42 ASTM).
الاختبارات غير التدميرية:

  • انعكاس الصدمة (مطرقة شميدت) أو IE (Echo Impact)
  • سرعة نبضة الموجات فوق الصوتية UPV (Ultra Sonic Pulse Velocity)
  • تحليل الموجات السطحية SASW (Spectral Analysis Of Surface Wave)