مقدمة:
إن الاحتياج الشديد الى استخدام مادة الخرسانة فى التشييد أظهر عيوبها ومنها عدم مقاومتها للشد لذلك نحتاج الى استخدام الحديد مع الخرسانة حتى ندعمها فى المقاومة وذلك لان عنصر الحديد من أقوى العناصر التى تقاوم قوى الشد وبذلك يحدث تعادل لقوى الضغط والشد.
كذلك نجد ان الحديد يتميز بمرونة عالية عن الخرسانة لذلك فهو داعم كبير جدا للخرسانة.
ماهو الحيد
ان الحديد هواحد اهم عناصر الجدول الدورى ويتحتل المجموعة الثامنة ويصنف من الفلزات ان عنصر الحديد ياتى من داخل النجوم العملاقة حيث وجد العلماء ان النيزك يحتوى على 90% منه حديد
يتم استخراج مادة الحديد من خام الحديد عن طريق الصهر للخام فى الفرن
يتكون الحديد من الهيماتين بنسبة 70%، والماجينين بنسبة 72%، والليمونيت بنسبة 40-50%
يستخدم الحديد كعنصر اساسى فى عملية التشييد ويستخدم فى عواميد الانارة وفى الابواب والاثاث
انواع الحديد المستخدم فى التسليح
* الصلب العالى المقاومة
يعتبر هذا النوع ذات مقاومة عالية ويطلق عليه الحديد المشرشر ويوجد منع نوعين حديد 52/36 واجهاد الخضوع لهذا النوع هو 36 كجم/ م2 واجهاد الشد له 52 كجم / م2 والنوع الاخر هو حديد 60/ 40 حيث ان اجهاد الشد له هو 40 كجم / م2 واجهاد الخضوع له60 كجم /م2
* الصلب الطرى
يستخدم فى حالة التكسيح وهو حديد مقامته للشد 35 كجم /م2 واجهاد الخضوع له لا يقل عن 33 كجم / م2
* سلك الرباط
يرقم هذا الحديد ب ارقام ولكل رقم استخدام رقم 22 يستخدم فى البلاطات والاسقف العادية ورقم 20 فى الكمرات الثقيلة
الاختبارات التى تجرى على الحديد
* اختبارات مقاومة الشد
اختبارات مقاومة الشد: من أهم اختبارات الحديد التي تجري على الحديد حيث يجري اختبار واحد لكل مجموعة تزن 10 طن من الأسياخ يتم فيها تعريض العينة لحمل شد متزايد ويعد هذا الاختبار من أهم وأكثر اختبارات الحديد انتشارا وبساطة ويحدد نسبة الاستطالة وحساب معاير المرونة وإجهاد الفشل وإيجاد درجة النقصان في مساحة المقطع وإيجاد العلاقة بين الإجهاد والانفعال.
اختبار الثني على البارد (القبول أو الرفض): وترفض العينة إذا شرخت أو كسرت اثناء ثنيها وقبل أن تتوازى من طرفيها وهذا الاختبار يحدد درجة الممطولية للحديد.
اختبار التماسك بين الخرسانة والحديد: وهو ما يعرف بمقاومة الخرسانة لعدم انزلاق أسياخ التسليح المدفونة داخلها.
اختبارات الخرسانة المختلفة
ان عملية اختبار الخرسانة عملية ضرورية جدا للتاكد من من كافة المعايير القياسية لها لذلك يجب ان يتم اخضاع الخرسانة للتجارب المختلفة
إذ أن هذا يحميها على الصعيد البعيد وله القدرة على توفير الحلول الكافية عن أي مشاكل مستقبلية والتي يمكن معالجتها بشكل مبُكر.
هذا وتختلف اختبارات الخرسانة وفقاً لنوعية تلك الخرسانة التي سبق الإشارة إلى أنواعها المختلفة أعلاه، والتي يمكن إخضاعها لتلك الاختبارات التي تمثلت في التالي:
بالنسبة للخرسانة الطازجة:
تتم عملية اختبار الخرسانة الطازجة عن طريق أخذ العينة المراد اختبارها من الخلاطة الموجودة بالفعل فى الموقع ؛ هذا على أن تؤخذ بنسبة 60% من العينة الوسطى أي يتم تجنب اختبار أول أو أخر 0.2 م الخرسانة في الخلاطات، حيث تلك هي المرحلة الأولى لصٌنع الخرسانة مع إضافة الماء إلى كلاً من الإسمنت والركام، وتخضع خلالها لاختبارات ترتبط بخصائها المتمثلة في:
أولاً “اختبارات القوام”:
يرتبط قوام الخرسانة بدرجة البلل والمعروفة ”Degree of Wetness” وفى هذا الاختبار يتم معرفة معرفومن خلاله يتم التعرف على قوامها ما إن كان جاف Dry؛ أو كذلك صلب Stiff أو لدّن Plastic أو أنه ما يزال مٌبتل Wet أو رخو القوام Sloppy، ومنها يتم اختيار القوام المناسب والمطلوب لكل الأعمال الإنشائية، ومن أبرز اختبارات الخرسانة للقوام كلاً من:
اختبار الهبوط “Slump Test”: والذي يمثل أبسط الاختبارات التي يتعرف من خلاها على نسب المواد الداخلة في الخرسانة.
اختبار الانسياب “Flow Test”: يتم التعبير من خلاله على حالة الخرسانة وانسيابها عبر إخضاعها لاهتزاز ترددي داخل مخروط يوضع على لوح ممعدني ومنه يتم التعرف على انتشار الخرسانة بالنسب المئوية.
اختبار كلي أو كرة الاختراق “Ball Penetration“: يتم من خلاله تعيين قدر المسافة التي تخترقها ثٌقل معدني ما يبلغ ثقله نحو 13.6 كجم ويٌفيد في المقارنة بين قوام الخرسانة طوال فترة الصبة.
ثانياً “اختبارات القابلية للتشغيل”:
توضح من خلال درجة تجانس الخرسانة والمكونات الداخلة في تكوينها، ومن بين الاختبارات في تلك الحالة كلاً من:
اختبار عامل الدك “Compacting Factor Test”.
اختبار إعادة التشكيل في بي “Vebe (VB) Test”.
ثالثاً “اختبارات الانفصال الحبيبي”:
يتم من خلالها التأكد من النسب الصحيحة لتوزيع المكونات الداخلة في تكوين الخرسانة، ومنه يتم التعرف على أسباب الانفصال والتي تكون إما لأن الإسمنت فقير أو قليل بالخرسانة، أو أن أنه مُبتل أي الماء هو الزائد.
رابعاً “اختبارات النضح (النزيف)”:
يُمثل النضح تلك الطبقة الزائدة من الماء الذي يتكون في أعلى طبقة الخرسانة بعد تسويتها، وقد يرجع السبب إلى كثرة الدك والدمج للمكونات.
بالنسبة للخرسانة المتصلدة:-
هي نوعية الخرسانة أن تبدأ في التصلد بعد 24 ساعة من تسويتها، وبتلك المرحلة يزداد معدل المقاومة للخرسانة وعليه تخضع لاختبارات عدة منها:
اختبار مقاومة الضغط ” Compressive Strength Test”:
يشير إلى جودة وصلاحية الخرسانة على المدى الطويل، ويمتلك كل بناء مقاومته الخاصة للضغط ففي المنشآت التقليدية تتراوح من 250 إلى 350 كجم/سم2؛ وفي المنشآت الخاصة من 400 إلى 500 كجم/سم2 تقريباً.
وفي العادة يتم إجراءه بعد مضي 28 يوم من صب العينات، إلا أنه من الممكن إجراء الاختبار بعد 7 أيام أو أكثر وفقاً للمتطلبات.
وما تزال هنالك اختبارات عدة أخرى على الخرسانة المتصلدة منها:
اختبار مقاومة الشد المباشر “Direct Tensile Strength”.
اختبار الشد غير المباشر “indirect Tensile Strength “.
اختبار مقاومة الانحناء ” Bending Strength”.
سيتم التحدث عنها فى مقال منفصل
