الخرسانة المسلحة وكيفية تنفيذها وتصميمها

الخرسانة المسلحة هي احدى انواع الخرسانات الاكثر شيوعا واستخداما بسبب قوتها ومتانتها و سهولة عملها و ايضا لانها متعددة الاستخدامات و ذات تكلفة معقولة.

 و سميت بهذا الاسم لأنها تصب مع قضبان حديد باشكال و اعداد محددة يحددها مهندسون متخصصون في تصميم خرسانة المسلحة و ذلك لجعل المبنى أكثر صلابة وقدرة على تحمل الاوزان الكبيرة مثل المباني العالية و الجسور و الكباري و الاسقف.

و يوجد انواع كثيرة للخرسانة المسلحة reinforced concrete تبعا لاستخدامها و صفاتها و منها:

1. خرسانة مسلحة مصبوبة تحت الماء.
2. خرسانة مسلحة للسدود.
3. خرسانة مسلحة مقاومة للإشعاعات الذرية.
4. خرسانة مسلحة مقاومة للحريق.
5. خرسانة مسلحة مقاومة للزلازل.
6. خرسانة مسلحة ضد القنابل.
7. خرسانة مسلحة ملونة.

و ايضا يتم تصنيف الخرسانة المسلحة تبعا لطريقة تجهيزها و منها:

الخرسانة المصبوبة في الموقع: الجسم المصبوب لا يتم تحريكه بعد الصب.

الخرسانة سابقة الاجهاد: يتم صبها في المعامل الخاصة بها و بعد ان تتصلب يتم نقلها الى الموقع ليتم تركيبها بواسطة وصلات معينة.

الخرسانة سابقة الصنع: يتم صبها و شدها باسلاك قوية ثم تقطع هذه الاسلاك بعد أن تتصلب لكي تصبح قادرة على تحمل أحمال عالية مثل الكباري و الجسور.

خلط الخرسانة 

يجب أولا تنظيف الرمل و الزلط من أي مواد عضوية عالقة بها و ذلك عن طريق هزها بالمنخل و الغسيل بالماء لأن وجود هذه المواد العضوية من الممكن أن تسبب تآكل وصدأ للحديد.

و بعد عملية التنظيف يتم وضع الرمل و الزلط في مخازن قريبة و بعيدة عن الرطوبة و تتم عملية الخلط بطريقتين و هما:

الخلط اليدوي

إذا كانت كمية الخليط قليلة يتم الخلط يدويا باستخدام الكرك اما اذا كانت الكمية كبيرة يتم وضع 2 سطل من الزلط مع 1 سطل من الرمل و عدد شكاير الاسمنت المناسبة و يقلب الخليط بدون ماء ثلاث مرات حتى يصبح لون الخليط متجانس ثم يضاف الماء بالتدريج حتي الحصول علي الخليط المتجانس و يستمر التقليب ثلاث مرات.

الخلط الميكانيكي

يتم خلط الخرسانة في خلاطات ذات سعة كبيرة يتناسب حجمها و عددها مع طبيعة و حجم المشروع و يمكن تجهيز الخرسانة اوتوماتيكيا، في محطات تعرف باسم محطات تجهيز الخرسانة و تنقل للموقع عن طريق عربات خاصة و يتم الخلط في هذه المحطات بإحدى الطريقتين:

 الخلط المركزي

يتم تنظيف الزلط و الرمل اولا بالماء حتى يصبحوا مشبعين بالماء ثم يتم نقلهم إلى أماكن خاصة بهم قريبة من خزان الاسمنت و الماء.

و بعد تحديد نسب الرمل و الزلط و الاسمنت يتم وضعهم في الخلاط المركزي و يتم خلطهم بدون ماء ثم يضاف اليهم الماء بالنسبة المحددة و عادة تحدد نسبة الماء بالنسبة لكمية الاسمنت علي حسب نوع الخرسانة فمثلا:

لو كانت خرسانة بلاطة الأرضيات تكون نسبة الماء للاسمنت 0.7  لعدم الاحتياج لمقاومة عالية للخرسانة فتزيد نسبة الماء.

و في حالة خرسانة الأسقف و الاعمدة و الكمرات تكون نسبة الماء للاسمنت 0.5 لاحتياج الخرسانة لمقاومة عالية فيتم تقليل نسبة الماء.

بعد ان يتم عملية الخلط يتم نقل الخرسانة للموقع بالعربات الخاصة و يجب ألا يزيد زمن وصول العربة للموقع عن 45 دقيقة لان هذا الزمن الكافي لعملية الشك الابتدائي للخرسانة.

و في حالة الأجواء الحارة يجب أن يقل زمن الوصول عن 45 دقيقة لان كلما زادت درجة الحرارة زادت سرعة الشك الابتدائي.

من عيوب هذا النوع من الخلط أنه في حالة وجود طريق غير ممهد يحدث ما يسمى بالانفصال الحبيبي و هو انفصال مواد الخرسانة مما يؤدي إلى ضعف مقاومتها و متانتها.

لذلك يجب أن تقليب الخرسانة ببطئ داخل اسطوانة العربة أثناء عملية النقل لمنع حدوث الانفصال الحبيبي.

 الخلط أثناء النقل

و في هذه الطريقة يتم الخلط لمكونات الخرسانة بدون اضافة الماء في الخلاطات المركزية مثل عملية الخلط المركزي

و لكن يتم اضافة الماء للخليط في العربة الخاصة بالنقل لموقع العمل أو قبل عملية الصب مباشرة.

و لكن من عيوب هذه الطريقة أن سعة العربات الخاصة بالنقل تكون ¾ سعة العربات الناقلة للخرسانة الجاهزة لأن الماء تشغل حجم في العربة.

قد يعجبك أيضا:

• حصر خرسانة السلم
• انواع الاسمنت المصري
• مهندس جودة خرسانة

تصميم خرسانة المسلحة

يوجد بعض المعايير والأسس التي يجب أن يتم توافرها عند تصميم خرسانة المسلحة.

لذلك يوجد مهندسون مختصون بذلك و هذه الأسس يتم تحديدها بناءا على خواص الخرسانة.

الخواص التي يجب توافرها في تصميم الخرسانة المسلحة

مقاومة الضغط

تعد خاصية مقاومة الضغط من أهم الخواص التي يجب توافرها عند تصميم الخرسانة المسلحة و التي على أساسها يتم تحديد درجة وصول الخواص الاخري.

• مقاومة الضغط تتراوح بين 250-350 كجم/ سم2 للمباني العادية.
• مقاومة الضغط تصل الي 500 كجم / سم2 في المباني الخاصة و الوحدات سابقة التجهيز.
• مقاومة الضغط تتراوح بين 400 – 600 كجم / سم2 في وحدات الخرسانة سابقة الاجهاد.

مقاومة الشد

مقاومة الشد تتحدد على حسب عمر الخرسانة.

• مقاومة الشد إذا قورنت بمقاومة الخرسانة للضغط فإن نسبتها تكون قليلة جدا و هذا ما ينتج عنه حدوث التشققات في الخرسانة.
• مقاومة الشد تتراوح بين 7-14 % من مقاومة الضغط فكلما زادت مقاومة الضغط كلما قلت الزيادة النسبية لمقاومة الشد.

مقاومة الانحناء

• مقاومة الانحناء تزيد عن مقاومة الشد للخرسانة بنسبة تتراوح بين 60-100 %.

مقاومة القص

لقد وجد أن مقاومة القص أكبر من مقاومة الشد بنسبة تتراوح بين 20-30 % أي أنها تساوي تقريبا 10-12 %من مقاومة الضغط.

وعند تصميم خرسانة المسلحة يجب مراعاة أن تتحمل قوة الضغط للخرسانة و قوة الشد للحديد و مقاومة الانحناء و القص.

مميزات الخرسانة المسلحة

المقاومة العالية للضغط: اقتصادية اي انها غير مكلفة و مكوناتها موجودة على نطاق واسع في جميع الاماكن و ايضا تكلفة إنتاج الخرسانة منخفضة و تكلفة صيانتها منخفضة.

 سهولة وضع الخرسانة في قوالب ذات أشكال مختلفة بأحجام مختلفة: و ذلك بسبب الحالة السائلة التي توجد عليها و التي يجعلها أكثر ملاءمة للتصميمات المعمارية المختلفة.

متانة الهياكل الخرسانية و مقاومتها لاي تغيرات جوية: و ايضا مقاومتها للمواد الكيميائية المذابة في الماء وخاصة مياه الأمطار التي من الممكن ان تؤدي الى تآكل الخرسانة.

1. مقاومتها للحريق.
2.  تتميز بالليونة العالية.
3. مقاومتها للزلازل.

عيوب الخرسانة المسلحة

• ذات وزن ثقيل فهي أثقل من الهياكل الخشبية والفولاذية و الزجاجية.
• يحتاج تجهيز الخرسانة للمباني الخرسانية الضخمة إلى مساحة كبيرة للموقع و العمل.
• تحتاج إلى وقت للوصول إلى حالة القوة الكاملة على عكس الهياكل الفولاذية.
• حدوث تشققات بسبب ضعف قوة الشد للخرسانة.

مكونات الخرسانة المسلحة

• الحديد.
• الزلط ( و يكون الشائع بحجم 0.8 متر مكعب للمتر المكعب خرسانة ).
• الرمل( و يكون الشائع بحجم 0.4  متر مكعب للمتر المكعب خرسانة ).
• الاسمنت.
• الماء.

حساب وزن المتر المكعب خرسانة 

وزن الحديد ل وزن متر مكعب خرسانة = 120 كجم.

وزن الرمل ل وزن متر مكعب خرسانة = 0.4 * 1400 = 560 كجم.

وزن الاسمنت ل وزن متر مكعب خرسانة  ( 6 شكاير ) = 50 * 6 = 300 كجم.

وزن الزلط ل وزن متر مكعب خرسانة = 0.8 * 1600 = 1280 كجم.

وزن الماء ل وزن متر مكعب خرسانة = 180 كجم.

و لأن الماء يتبخر 40 % منه يتبقى 108 كجم.

و بذلك يكون وزن المتر المكعب خرسانة  = وزن الحديد +وزن الرمل + وزن الزلط + وزن الماء + وزن الأسمنت.

= 120 + 560 + 1280 + 108 + 300 = 2368 كجم  ما يقارب 2370 كجم.

و لكن نحن في حساباتنا كمهندسين بنعتبر ان وزن المتر المكعب خرسانة مسلحة يساوي 2500 كجم و وزن المتر المكعب خرسانة عادية يساوي 2200 كجم.

حساب خرسانة السقف

حساب خرسانة السقف يتم على خطوتين وهما:

اولا السقف:

كمية الخرسانة للسقف = سمك السقف *مساحة السقف.

كمية الحديد للسقف = 80-100 كجم / م3.

مثال:

سمك السقف = 15سم.

مساحة السقف = 200 م2.

إذا كمية الخرسانة = 0.15 * 200 = 30 م3.

كمية الحديد = 30 * 80 = 2400 كجم = 2.4 طن.

ثانيا الكمرات

كمية الخرسانة للكمرات = 1/3 خرسانة السقف = 1/3 * 30 =10 م3.

كمية الحديد للكمرات = 60-70 كجم / م3 = 60 * 10 = 600 كجم = 0.6 طن.

و بذلك يكون حساب خرسانة السقف كالاتي:

اجمالي خرسانة السقف= كمية الخرسانة للسقف + كمية الخرسانة للكمرات= 30 + 10 = 40 م3.

إجمالي الحديد للسقف= كمية الحديد للسقف + كمية الحديد للكمرات  = 2.4 + 0.6 = 3 طن حديد.

موضوعات ذات صله:

⬅️أنواع الركام.

⬅️اختبارات الحديد والاسمنت.