أدائية و متانة الخرسانة المحتوية على أسمنت خبث الأفران في ظروف محيطة قاسية

محمد رجب عبد المجيد عيـن شـمـس الهنـدسـة الهنـدسـة الإنشـائيـة الدكتوراه 2006

ملخص الدراسة:

تعتبر أدائية ومتانة الخرسانة ذو أهمية خاصة وخصوصاً عند تعرض الخرسانة لظروف بيئية صعبة. ولذلك أصبح استخدام مواد مثل خبث الأفران فى الخرسانة شائعاً فى خلال العقد الأخير. على المستوى المحلى لايزال استخدامها فى الخرسانة محدود.

خبث الأفران هو ناتج صناعات الحديد وتقدر كمية الخبث الناتجة أثناء الصناعة بنفس كمية الحديد المنتجة ويتكون الخبث من الجير والسليكا والألومينا وهى نفس مكونات الإسمنت ولكن يختلف عنها فى نسب التكوين.

تغلغل الكلوريدات داخل الخرسانة يعتبر من الأسباب الرئيسية لصدأ حديد التسليح ويمكن الحصول على مقاومة عالية للكلوريدات بإضافة المواد البوزولانية للخرسانة مثل خبث الأفران العالية أوغبار السيليكا أو الرماد المتطاير

عمر الخدمة للمنشأت الخرسانية هو مجموع العمر اللازم لبداية عملية الصدأ بالإضافة الى عمر زيادة الصدأ الى درجة محددة. العمر اللازم لبداية عملية الصدأ هو الزمن اللازم لتغلل أيونات الكلوريدات داخل الخرسانة والوصول الى سطح حديد التسليح بالتركيز اللازم لبداية عملية الصدأ. الزمن اللازم لزيادة الصدأ يعتمد على معدل الصدأ وكمية الصدأ اللازمة للوصول الى حد التشرخ بالخرسانة. الشروخ الرئيسية بمنطقة الغطاء الخرسانى تعتبر مؤشر قوى على نهاية عمر الخدمة للمنشأت الخرسانية.

الهدف من هذه الدراسة هو دراسة تأثير إستخدام خبث الأفران بنسب إحلال مختلفة على آدائية و متانة الخرسانة وتأثير ذلك على عمر الخدمة للمنشآت الخرسانية التى تتعرض لظروف محيطة قاسية.

وتشتمل الدراسة على مقدمة وستة أبواب وقائمة بالمراجع وبيانها كالآتى:

الباب الأول :

وهى مقدمة عامة تبين أهمية وفائدة استخدام خبث الافران فى الخرسانة.

الباب الثانى :

يشتمل الباب الثانى على

1)     تجميع علمى عن خبث الأفران ناتج صناعات الحديد وطرق تبريده والحصول عليه وأهم خواصة وتركيبه الكيميائى.

2)     توضيح خواص الخرسانة المحتوية على خبث الافران فى الحالة الطازجة والمتصلدة.

3)     تجميع علمى عن العوامل المختلفة التى تحدد عمر خدمة المنشآت وأهمية هذه العوامل وكيفية تأثيرها على العمر الافتراضى للمنشآت المعرضة لظروف تشغيل قاسية.

الباب الثالث :

يشتمل الباب الثالث على:

1)     دراسة تجميعية عن تغلغل الكلوريدات داخل الخرسانة.

2)     دراسة الطرق المعملية المختلفة المتبعة لقياس معامل انتشار ايونات الكلوريدات داخل الخرسانة.

3)     عمل جهاز لقياس معامل انتشار ايونات الكلوريدات بالخرسانة.

الباب الرابع:

يشتمل الباب الرابع على:

1)     دراسة معملية على خلطات خرسانية باستخدام أنواع مختلفة من الأسمنت وبإستخدام نسب مختلفة من خبث الأفران كإحلال لجزء من الأسمنت (17.5% حتى 75%).

2)     قياس جميع خواص الخلطات حتى عمر 360 يوم ( مقاومة ضغط - معاير مرونة - % للإمتصاص - % للفراغات المنفذة - حماية حديد التسليح ضد الصدأ - مقاومة أملاح الكبريتيات - معامل تغلغل ايونات الكلوريدات - معدل الامتصاص ) مع توضيح طريقة إجراء كل إختبار.

الباب الخامس:

يحتوى هذا الباب على نتائج الإختبارات التى أجريت على المواد المستخدمة فى تنفيذ برنامج الدراسة العملى مثل الركام الصغير والركام الكبير والأنواع المختلفة من الأسمنت والماء وإضافات الخرسانة المستخدمة.

الباب السادس:

يشتمل هذا الباب على:

1)     نتائج الإختبارات المختلفة التى تم إجرائها على الخلطات الخرسانية ومناقشتها وتحليلها لبيان تأثير العوامل المختلفة على تلك الخواص

الباب السـابع:

يحتوى هذا الباب على ملخص للنتائج التى تم التوصل إليها وكذلك التوصيات والإقتراحات الخاصة بهذا المجال وأهم تلك التوصيات هى:

1)     يجب الأخذ فى الاعتبار استخدام خبث الافران كإحلال لجزء من الأسمنت لما له من تأثير واضح على آدائية وتحمل الخرسانة للظروف المحيطة وكذلك العمر الافتراضى لهذه المنشآت.

2)     تحديد نسبة الخبث فى الخرسانة تعتمد على شدة الظروف المحيطة بالمنشآت وأن هذه النسبة يجب ان تزداد كما زادت شدة الظروف المحيطة بالمنشآت.

3)     تعتبر نتائج الدراسة ذات اهمية كبرى ويجب أن تؤخذ فى الإعتبار عند إعطاء التوصيات بالكود الخاص بتنفيذ المنشآت الخرسانية وكذلك من قبل المهندسيين والاستشاريين ومنتجى الأسمنت لأنها تتعلق بصناعة التشييد والتى تمثل عصب الاقتصاد القومى.

المرفقات:

وتشمل النتائج التفصيلية للإختبارات التى تم إجراؤها.