Concrete Types and Properties of Constituent Materials PDF

‫الفصل الثالث‬ ‫البيتون أنواعه و خواص المواد الداخلة في تركيبه‬ ‫‪ 1-3‬مقدمة ‪:‬‬ ‫البيتون خليط بنسب محددة و مدروسة من مواد حصوية بحص و رمل و إسمنت و ماء و مواد إضافية...

‫الفصل الثالث‬ ‫البيتون أنواعه و خواص المواد الداخلة في تركيبه‬ ‫‪ 1-3‬مقدمة ‪:‬‬ ‫البيتون خليط بنسب محددة و مدروسة من مواد حصوية بحص و رمل و إسمنت و ماء و مواد إضافية‬ ‫أخرى‪.‬‬ ‫يشكل الماء و اإلسمنت ما يسمى بالعجينة األسمنتية التي تعمل على ربط حبات المواد الحصوية‪ ،‬بعضها‬ ‫ببعض‪ ،‬و تعمل مع الرمل على ملء الفراغات المتبقية بين حبات تلك المواد‪.‬‬ ‫يعد البيتون في عصرنا الحاضر مادة اإلنشاء األولى‪.‬فما من حقل من حقول الهندسة المدنية إال و يتصدر‬ ‫البيتون أولى مواده اإلنشائية‪ ،‬كالجسور و الطرق و المهابط و السدود البيتونية‪ ،‬و محطات الطاقة النووية و‬ ‫الكهروحرارية و منشأت البناء األخرى و الفضل لذلك يعود إلى الصفات الهندسية التي تميزه عن غيره من‬ ‫مواد البناء األمثل قابليته للصب و التقولب‪ -‬صبه في المكان – اقتصاديته و طاقته العالية ضد الجهود‬ ‫الخارجية ‪....‬إلخ‬ ‫‪ 2-3‬صفات البيتون االيجابية و السلبية ‪:‬‬ ‫الجدول التالي يبين الصفات االيجابية و السلبية للبيتون بشكل مختصر‪.‬‬ ‫صفات البيتون السلبية‬ ‫صفات البيتون االيجابية‬ ‫مقاومته للشد منخفضة‬ ‫قابلية الصب و التقولب‬ ‫ذو حجم غير ثابت " متغير"‬ ‫صبه في موقع العمل‬ ‫متانة منخفضة مقارنة مع وزنه الكبير‬ ‫اقتصاديته – مواد أولية رخيصة متوفرة‬ ‫لدونته منخفضة‬ ‫مقاومته للحرارة و الحريق‬ ‫الفترة الطويلة نسبيا ً التي تلزم ما بين عملية‬ ‫ذو طاقة فعالة ضد الجهود الداخلية‬ ‫الصب و استثمار العناصر اإلنشائية‬ ‫سهولة تشكل التشققات ‪ -‬ظاهرة االنكماش‪-..‬‬ ‫متانة و ديمومة و صالبة عالية نسبيا ً‬ ‫استهالك كميات كبيرة من الخشب كقوالب‬ ‫خواصه الجمالية و المرونة المعمارية‬ ‫تقليدية‪ -‬يمكن اإلقالل منها باستعمال قوالب‬ ‫غير خشبية‬ ‫الجدول (‪ : )1-3‬بعض الصفات الهندسية للبيتون‬ ‫‪1‬‬  ‫‪ 3-3‬تصنيف البيتون ‪:‬‬ ‫يصنف البيتون إما بحسب الغاية من وظيفته االستعمالية و يعتمد في هذا التصنيف على عيار األسمنت و إما‬ ‫بحسب وزنه الحجمي أو بحسب مقاومته على الضغط و هناك تصانيف ثانوية أخرى‪.‬‬ ‫‪ 1-3-3‬تصنيف البيتون بحسب الغاية من استعماله‪:‬‬ ‫بيتون نظافة و يتراوح فيه عيار األسمنت ما بين )‪. (150-200Kg/m3‬‬ ‫‪-‬‬ ‫بيتون األساسات و الكتل الكبيرة و يتراوح فيه عياراألسمنت ما بين )‪(200-300Kg/m3‬‬ ‫‪-‬‬ ‫بيتون الطرق و مهابط الطائرات و يكون فيه عيار األسمنت ما بين )‪(300-325Kg/m3‬‬ ‫‪-‬‬ ‫البيتون المسلح العادي و يتراوح فيه عيار األسمنت ما بين )‪(300-350Kg/m3‬‬ ‫‪-‬‬ ‫البيتون الخاص ‪ :‬البيتون المسبق اإلجهاد و المسبق الصنع و البيتون العالي و يتراوح عيار‬ ‫‪-‬‬ ‫األسمنت ما بين )‪(400-500Kg/m3‬‬ ‫و تتعين كمية الماء الالزمة لهذه األنواع من البيتون تبعا ً لشدة الرص و طريقة نقل و تنفيذ البيتون و‬ ‫التركيب الحبي للمواد الحصوية و نوعها‪....‬إلخ‪.‬‬ ‫‪ 2-3-3‬تصنيف البيتون بحسب وزنه الحجمي‪:‬‬ ‫بيتون عادي و يتراوح وزنه الحجمي ما بين )‪ (2100-2400 kg/m3‬و يستعمل في معظم المنشآت‬ ‫‪-‬‬ ‫الهندسية مثل ( المنشآت الكتلية –جدران استنادية – البيتون المسلح و هياكل المباني –البيتون الكتيم‬ ‫المانع للرشح – البيتون المسبق اإلجهاد – البيتون المسبق الصنع)‪.‬‬ ‫بيتون خفيف و يتراوح وزنه الحجمي ما بين )‪ (600-1800 kg/m3‬يستعمل في صناعة العناصر‬ ‫‪-‬‬ ‫الخفيفة كالجدران الفاصلة و القواطع و يمتاز بأنه عازل للحرارة و الصوت‪.‬توجد منه أنواع كثيرة‬ ‫منها ‪:‬‬ ‫‪ o‬البيتون الفجوي ذو الكهوف بدون رمل‬ ‫‪ o‬البيتون الخلوي‬ ‫‪ o‬البيتون ذو الحجارة الخفيفة المصنوع من المواد الحصوية الخفيفة كخبث األفران العالية و‬ ‫الغضار و الشيست‬ ‫‪ o‬البيتون ذو الحجارة الخاصة المصنوع من مواد خاصة كقطع األخشاب أو غيرها‬ ‫بيتون ثقيل و يتراوح وزنه الحجمي ما بين )‪ (3500-4500 kg/m3‬و يستعمل للحماية من أشعة‬ ‫‪-‬‬ ‫‪ ϒ‬الناتجة من المفاعالت النووية و غيرها من المجاالت الخاصة جداً‪.‬‬ ‫‪2‬‬  ‫تكون الحجارة الداخلة في تركيبه ثقيلة مثل البازلت و يحتوي هذا البيتون على كميات كبيرة من‬ ‫األسمنت للحماية من تأثير النترونات‪.‬‬ ‫‪ 4-3‬الخواص الهندسية للمواد الداخلة في تركيب البيتون‪:‬‬ ‫‪ 1-4-3‬خواص المواد الحصوية المستعملة في البيتون‪:‬‬ ‫تشكل المواد الحصوية الداخلة في البيتون حوالي )‪ (75-80%‬من وزنه وهذا يدل على أن هذه‬ ‫المواد تلعب دوراً أساسيا ً في مقاومة البيتون و مرونته و تحمله للعوامل الطبيعية‪.‬و لذلك يجب أن‬ ‫تكون هناك أسس الختيار نوعية المواد الحصوية و كميتها باإلضافة إلى العامل االقتصادي‪.‬‬ ‫وبالتالي تقضي أن تكون مواصفات المواد الحصوية المستعملة في البيتون‪:‬‬ ‫خاملة كيميائيا ً و أن تتحمل العوامل الطبيعية و أن تكون قاسية ذات سطوح خشنة و يفضل منها ذات‬ ‫‪-‬‬ ‫المكسر الحديث و النظيف‪ ،‬و أن يكون شكل حباتها مكعبيا ً أو قريبا ً من المكعب و يستبعد الشكل‬ ‫الصفائحي أو الشرائحي أو اإلبري للحبات و يجب أن تعطي تالصقا ً جيداً مع المونة األسمنتية‪.‬‬ ‫و نلخص فيما يلي بعض المواصفات التي تنصح بها المواصفات )‪(ASTM C33-90‬‬ ‫‪ -1‬يجب أن ال تتعدى العناصر الطرية و الشوائب و الغضار الموجودة في المواد الحصوية‬ ‫الناعمة نسبة )‪ (3%‬من وزن المواد الحصوية الناعمة‪.‬‬ ‫‪ -2‬يجب أن ال تزيد نسبة المار من )‪ (NO200‬ذو الفتحة ‪ 0.075mm‬عن النسبة )‪ (5-7%‬من‬ ‫وزن المواد الحصوية الناعمة‬ ‫‪ -3‬يجب أن تتراوح قيمة عامل نعومة المواد الحصوية الناعمة ما بين )‪. (2.4-3.2‬‬ ‫‪ -4‬أن يقع المنحني الحبي للمواد الناعمة داخل الحزمة ذات التدرج المبين في الجدول ‪:‬‬ ‫النسبة المئوية‬ ‫فتحة المنخل )‪ (mm‬أو رقمه‬ ‫المارة‬ ‫بحسب )‪(ASTME11‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪9.5mm = 3/8 in‬‬ ‫‪95-100‬‬ ‫‪4.75mm= No4‬‬ ‫‪80-100‬‬ ‫‪2.36mm= No8‬‬ ‫‪50-85‬‬ ‫‪1.18mm= No16‬‬ ‫‪25-60‬‬ ‫‪0.600mm= No30‬‬ ‫‪10-30‬‬ ‫‪0.300mm= No50‬‬ ‫‪3‬‬  ‫‪2-10‬‬ ‫‪0.150mm= No 100‬‬ ‫الجدول )‪ :(2-3‬التدرج الحبي للمواد الحصوية الناعمة المستعملة في البيتون‬ ‫‪ -5‬يجب أن تكون المواد الحصوية الخشنة قاسية و ذات مقاومة عالية على االحتكاك و يجب أن ال‬ ‫تزيد نسبة التآكل باالحتكاك بطريقة لوس انجلوس عن )‪. (30%‬‬ ‫‪ -6‬إذا كان البيتون معرضا ً لفعل الصقيع يجب أن تكون المواد الحصوية الخشنة من نوع خاص‬ ‫بحيث ال يتأثر بالصقيع‪.‬‬ ‫‪ -7‬يجب أن تأخذ المواد الحصوية الخشنة أحد التدرجات المعطاة في الجدول النظامية‪.‬‬ ‫‪ -8‬نقصد بالمواد الحصوية الناعمة المواد التي تمر حباتها من المنخل ذي الرقم ‪(No4) ASTM‬‬ ‫ذو الفتحة )‪(4.76mm‬‬ ‫‪ 2-4-3‬خواص األسمنت المستعمل في أعمال البيتون‪:‬‬ ‫رغم أن األسمنت ال يشكل أكثر من )‪ (15-17%‬من وزن البيتون فهو المادة الرابطة التي تعمل‬ ‫على ربط حبات المواد الحصوية بعضها ببعض و بدونها ال يتشكل البيتون األسمنتي المعروف و‬ ‫يتم إختيار نوع األسمنت و عياره بحسب نوع و أهمية و وظيفة و طبيعة المنشأة الهندسية‪.‬‬ ‫و يباع األسمنت وفق شهادات اختبار نظامية تصدرها المعامل المنتجة و يجب بشكل دائم الـتأكد من‬ ‫مدى مطابقة األسمنت المنتج مع الشهادة الممنوحة‪.‬‬ ‫‪ 3-4-3‬خواص الماء المستعمل في البيتون‪:‬‬ ‫الماء المستعمل في البيتون هو ماء الشرب و ما عداه ال يجوز استعماله إال أن النتائج التي توصل‬ ‫إليها )‪ (ABRAMS‬من خالل دراسته تأثير )‪ (68‬نوعا ً من المياه على البيتون ( فقد استعمل‬ ‫أنواعا ً من الماء تشمل ماء البحار و الماء القلوي و ماء المناجم و المياه المعدنية و مياه المجاري و‬ ‫مياه فضالت المصانع و غيرها )‪ ،‬إن اللون و الرائحة ال يحددان صالحية الماء للبيتون ‪ ،‬إنما‬ ‫الذي يحدد صالحية الماء للبيتون مجموعة من التجارب اعتمدت فيما بعد في معظم األنظمة‬ ‫العالمية‪.‬نورد فيما يلي خواص ماء الجبل بحسب ما جاء في الكود العربي بعام ‪. 1977‬‬ ‫‪ -1‬يجب أن يكون الماء المستعمل في جبل البيتون نظيفا ً و خاليا ً من المواد الضارة مثل الزيت و‬ ‫الحموض و القلويات و األمالح األخرى التي تؤثر تأثيراً متلفا ً على البيتون أو قضبان التسليح‪.‬‬ ‫‪ -2‬و يشترط في الماء أال تزيد أمالح الكلوريدات الذائبة فيه عن )‪ (0.5g/L‬و أمالح الكبريتات‬ ‫عن )‪ (0.3g/L‬و األمالح الكلية عن )‪. (2g/L‬‬ ‫‪ -3‬إن الماء الصالح للشرب مناسب في جميع األحوال لخلط البيتون‬ ‫‪4‬‬  ‫‪ -4‬يمكن استعمال الماء غيرالصالح للشرب في خلط البيتون إذا حقق الشرطيين التاليين‪:‬‬ ‫أ – زمن بدء التجمد لعينات األسمنت المصنوعة بهذا الماء ال يزيد بأكثر من )‪ (30min‬على‬ ‫زمن بدء التجمد االبتدائي لعينات نفس األسمنت المستخدم بالماء الصالح للشرب و بحيث ال يقل‬ ‫زمن التجمد االبتدائي عن )‪ (45min‬بأي حال‪.‬‬ ‫ب – مقاومة الضغط على ‪ 7‬و ‪ 28‬يوم للعينات النظامية التي يستعمل في خلطها هذا الماء ال‬ ‫تقل عن ‪ 90%‬من مقاومة الضغط لعينات مماثلة جهزت بماء صالح للشرب‪.‬‬ ‫‪ -5‬ال يسمح باستخدام ماء البحر في جبل البيتون المسلح و إن كان يجوز استعماله عند الضرورة‬ ‫في البيتون العادي بدون تسليح مع زيادة كمية األسمنت للوصول إلى الدرجة المطلوبة في‬ ‫مقاومة البيتون‪.‬‬ ‫‪ -6‬دلت بعض الدراسات التجريبية أن ماء الجبل الصالح للشرب المنحل فيه غاز الكربون قد‬ ‫يسبب بعض األضرار في بني ة البيتون عندما تكون المواد الحصوية المستعملة في هذا البيتون‬ ‫من نوع الحجر الكلسي ‪.‬‬ ‫‪ 4-4-3‬الشوائب الموجوده في الماء‪:‬‬ ‫يمكن تصنيف الماء بحسب الشوائب الموجوده فيها إلى ‪:‬‬ ‫أ – ماء نقي نسبيا ً و هو الذي ال تزيد فيه نسبة األمالح المذابة عن )‪(0.2g/L‬‬ ‫ب – الماء الكربوني ‪ :‬و هو الماء العسر المؤقت الذي ال تزيد فيه نسبة المواد الصلبة من نوع فحمات‬ ‫الكاليسوم و المنغنزيوم على )‪ (0.5g/L‬و عن نوع فحمات الصوديوم القلوية على )‪. (0.5 g/L‬‬ ‫ت – الماء المعدني ‪ :‬الحاوي على الكلور و الكبريت أو بعض األمالح األخرى و تزيد فيه نسبة األمالح في‬ ‫بعض األحيان على )‪ (1g/L‬و هناك شوائب مختلفة توجد في كثير من الماء مثل ‪:‬‬ ‫الكبريتات ‪ :‬و نذكر منها بشكل خاص ‪ SO4‬الذي يؤثر على مقاومة البيتون عندما يزيد‬ ‫‪o‬‬ ‫تركيزه على )‪ (10g/L‬حيث تقل المقاومة بنسبة ‪10%‬‬ ‫‪ o‬الكلور ‪ :‬عندما يصل تركيز الملح العادي في الماء إلى )‪ (10%‬يعطي زيادة طفيفة في‬ ‫المقاومة في األيام األولى )‪ (3-5‬أيام ثم يتبعها نقص كبير في المقاومة‪.‬‬ ‫‪ o‬الكربونات و الكربونات الثنائية ‪ :‬تختلف تأثيرها حسب نوعية األسمنت البورتالندي‬ ‫المستعمل حيث أن الملح يؤثر بحديد التسليح فيؤدي لتأكله‬ ‫ث – ماء البحر ‪ :‬يعمل ماء البحر في األيام األولى على إنقاص زمن بدء التجمد و زيادة المقاومة الميكانيكية‬ ‫بسب وجود الكلور لكن بعد ‪ 28‬يوم تنقص المقاومة أكثر من ‪ 20%‬بسبب وجود الكبريتات و تشكيل‬ ‫‪5‬‬ ‫االترانجيت‪.‬و مع هذا يمكن استعمال ماء البحر في المنشآت البيتونية العادية مع زيادة كمية األسمنت و لكن‬ ‫يحذر استعمال ماء البحر في البيتون المسلح كما أن ماء البحر يؤثر تأثيراً واضحا ً على المنشآت البيتونية‬ ‫المجاورة بسبب تأثير األمواج و المد و الجذر‪.‬و يمكن تفادي هذا التآكل باالعتناء بالبيتون و جعله مكتنزاً و‬ ‫كذلك استعمال أنواع من األسمنت الحاوي على نسبة ضئيلة من الكلس الحر مثال ذلك ‪ :‬األسمنت البوزوالني‬ ‫و األسمنت الذي يحوي الخبث و الرماد الطائر و من المفيد ذكره أن البيتون الذي يتأثر بالزيوت و الصابون‬ ‫و العناصر العضوية و الحليب يتخرب بسرعة من مالمستة لها ‪.‬‬ ‫ج – ماء الفضالت ‪ :‬وجد أبرامز أن الماء الحاوي على الصابون ال يؤثر على مقاومة البيتون‪.‬أما ماء‬ ‫الدباغة فأدى إلى إنقاص المقاومة بمقدار ‪ 20%‬و لكن ماء المجاري لم يعط أي نقص في المقاومة بينما أدت‬ ‫مياه األنهار الحاوية على كمية كبيرة من الفضالت إلى إنقاص المقاومة بنسبة )‪ (5-15%‬حسب طريقة‬ ‫الحفظ‪.‬كما أعطى ماء الدهان نقصا ً قدره )‪ (10-20%‬أما المياه التي يجب تجنبها فهي مياه فضالت معامل‬ ‫الفحم الحجري و مياه حمض الدباغة أو عصير الفواكه أو الكحول أو السكر‪....‬و ال تستعمل مطلقا ً قبل إجراء‬ ‫االختبارات عليها‪.‬‬ ‫ح – المياه الحاوية على مواد كيمياوية ‪ :‬مثل حمض الكبريت أو حمض كلور الماء و تعد النسبة المسموحة‬ ‫بحدود ‪ 6%‬و هذه تؤدي إلى نقص بالمقاومة ال يزيد عن ‪ 10%‬في حين بينت التجارب أن حمض كلور الماء‬ ‫ال يؤثر على المقاومة و كذلك فإن زمن التجمد لم يتغير عندما ال يتجاوز تركيزه )‪. (2%‬‬ ‫خ – مياه المستنقعات ‪ :‬وجد أبرامز أن مياه بعض المستنقعات أدت إلى إنقاص المقاومة بمقدار ‪ 10%‬فقط‬ ‫على أن ال تزيد نسبة المواد العضوية في الماء على ‪. 3%‬‬ ‫د – المياه الحاوية على الطحالب ‪ :‬إن هذه الطحالب تؤدي إلى نشر فقاعات هوائية ضمن البيتون مثالً إذا‬ ‫بلغت النسبة الوزنية لهذه النباتات ‪ 0.1%‬من وزن الماء فإنها تعطي )‪ (6-7%‬فقاعات هوائية لذلك تعتبر‬ ‫هذه النباتات من المواد المحدثة للفقاعات الهوائية لهذا يجب أن ال تزيد نسبتها عن ‪ 0.075%‬كي ال تنقص‬ ‫المقاومة بمقدار يزيد عن ‪. 15%‬‬ ‫ذ– تدل الدراسات التجريبية ‪ :‬على أن بعض األمالح تعطي نقصا ً ملحوظا ً في المقاومة‪ ،‬نذكر من هذه‬ ‫األمالح أمالح المنغنيز ‪ ،‬التوتياء ‪ ،‬النحاس ‪ ،‬الرصاص ‪.‬‬ ‫تعد نترات الرصاص مخربة للبيتون بشكل كامل‪.‬و هناك بعض أمالح الصوديوم التي أنقصت المقاومة كليا ً‬ ‫و بعضها أنقص المقاومة فأوصلها للصفر‪ ،‬و من هذه األمالح نذكر يودات الصوديوم و فوسفورات‬ ‫الصوديوم و بورات الصوديوم‪.‬‬ ‫مالحظة ‪ :‬المعلومات السابقة تطبق فقط في حالة األسمنت البورتالندي و البيتون العادي و يمكن تطبيقها‬ ‫على البيتون المسلح ‪.‬أما من أجل البيتون ال مسبق اإلجهاد فإن األمالح الموجودة قد تؤدي إلى تآكل الحديد‬ ‫‪6‬‬ ‫مما يسبب تركيزاً في اإلجهادات و بالتالي يسبب شقوقا ً و انهياراً فجائيا ً لذلك يجب عدم استعمال ماء البحر‬ ‫أو الماء الحاوي على نسبة عالية من الكلور في جبل البيتون المسلح أو المسبق اإلجهاد‪.‬‬ ‫نبين في الجدول (‪ )3-3‬بعض أنواع الشوائب الموجودة في الماء و نسبها المسموحة و تأثير كل منها‪.‬‬ ‫مالحظات‬ ‫نسبة التركيز ‪%‬‬ ‫الشوائب‬ ‫سيليت‪ ،‬غضار‪ ،‬مواد عضوية‬ ‫‪0.2‬‬ ‫مواد عالقة‬ ‫تسبب في تشكيل الفقاعات الهوائية‬ ‫‪0.05-0.1‬‬ ‫طحالب‬ ‫تنقص زمن التجمد و يجب أال تتجاوز النسبة ‪0.4%‬‬ ‫‪0.04-0.1‬‬ ‫كربونات و بيكربونات‬ ‫من أجل بيكربونات الكالسيوم و المنغنزيوم‬ ‫تعمل على زيادة المقاومة االبتدائية و نقصان‬ ‫‪1‬‬ ‫كبريتات الصوديوم‬ ‫المقاومة المتأخرة أو النهائية‬ ‫‪4‬‬ ‫كبريتات المغنزيوم‬ ‫تعمل على نقصان زمن بدء التجمد و زيادة‬ ‫‪2‬‬ ‫كلور الصوديوم‬ ‫المقاومة االبتدائية و نقصان المقاومةالمتأخرة‬ ‫‪5‬‬ ‫كلور الكالسيوم‬ ‫‪4‬‬ ‫كلور المنغنزيوم‬ ‫‪4‬‬ ‫أمالح الحديد‬ ‫تأخير زمن التجمد‬ ‫‪0.5‬‬ ‫الفوسفات ‪ ،‬أرزينات‪ ،‬بورات ‪،‬‬ ‫أمالح التوتياء ‪ ،‬النحاس ‪،‬‬ ‫‪0.5‬‬ ‫الرصاص ‪ ،‬المنغنيز‬ ‫ال يقل ‪ PH‬عن ‪3‬‬ ‫‪1‬‬ ‫الحموض العضوية‬ ‫تجري اختبارات على البيتون‬ ‫‪0.01‬‬ ‫سلوفيد الصوديوم‬ ‫‪0.05‬‬ ‫السكر‬ ‫‪0.05‬‬ ‫ماءات الصوديوم‬ ‫الجدول (‪ : )3-3‬يبين بعض الشوائب المعروفة و الموجودة في الماء أحيانا ً‬ ‫‪ 5-3‬خواص اإلضافات الكيميائية المستعملة في البيتون‪:‬‬ ‫تعريفها ‪ :‬هي مواد كيميائية بشكل سائل أو بودره تضاف بكميات قليلة إلى البيتون لتحسين خواصه‪ ،‬في‬ ‫حالتيه (الطرية ) أي قبل التجمد ‪ ،‬و (الصلبة) أي بعد التصلب و يختلف عملها حسب المواد األولية الداخلة‬ ‫في تركيبها و من أنواع هذه اإلضافات نذكر ‪:‬‬ ‫‪7‬‬  ‫‪ 1-5-3‬المسرعات ‪(Accelerateurs) :‬‬ ‫يعتمد مبدأ عمل المسرعات على تغير قابلية انحالل و سرعة تميه‪ ،‬مركبات األسمنت الالمائية‪ ،‬و من‬ ‫المسرعات األكثر انتشاراً‪:‬‬ ‫‪ -1‬كلور الصوديوم ‪ :‬يستخدم بشكل خاص عند استعمال األسمنت الغني بالخبث )‪(Slag-Laitier‬‬ ‫‪ -2‬كلور الكالسيوم ‪ :‬يستخدم بشكل خاص مع أنواع األسمنت البورتالندي و يباع على شكل بودره قابلة‬ ‫لالنحالل‪ ،‬و تظهر فاعلية كلور الكالسيوم في األيام األولى من عمر البيتون ‪ ،‬و في درجات الحراة‬ ‫المنخفضة ألنه ينشر حرارة عالية‪.‬تستعمل المسرعات في األعمال التالية‪:‬‬ ‫أ‪ -‬تسريع زمن بدء التجمد أو التصلب‬ ‫ب‪ -‬فك سريع للقوالب‬ ‫ت‪ -‬األعمال البيتونية المنفذة في الطقس البارد‬ ‫ث‪ -‬األعمال البحرية و المائية بمختلف أنواعها‬ ‫ج‪ -‬البيتون المسبق الصنع أو المسبق اإلجهاد‬ ‫ح‪ -‬اصالحات سريعة – األعمال الليلية في األنفاق أو مهابط الطائرات‬ ‫و تضاف المسرعات بنسبة )‪ (1.5-2%‬من وزن األسمنت ‪.‬‬ ‫‪ 2-5-3‬المبطئات أو مؤخرات التجمد أو التصلب ‪(Retardateurs) :‬‬ ‫تؤثر المبطئات كيميائيا ً في تأخير تميه و زمن بدء التجمد للسمنت و توجد بشكل بودرة ناعمة‬ ‫قابلة لالنحالل و تضاف بكميات قليلة مع ماء الجبل بنسبة )‪ (0.5-1%‬من وزن األسمنت‪.‬‬ ‫المبطئات األكثر استعماالً هي السكر و حمض الليمون و أكسيد الزنك و فوسفورات المواد‬ ‫القلوية و تستعمل في األعمال التالية‪:‬‬ ‫أ‪ -‬األعمال البيتونية المنفذة في الطقس الحار‬ ‫ب‪ -‬نقل البيتون إلى مسافات طويلة‪.‬‬ ‫ت‪ -‬استئناف العمل البيتوني‬ ‫ث‪ -‬بعض األعمال الخاصة مثل الحقن في أعماق كبيرة عند درجات حرارة عالية – أحكام‬ ‫نواة السدود‬ ‫تؤثر المبطئات تأثيراً واضحا ً على المقاومة الميكانيكية للبيتون فتكون المقاومة الميكانيكية االبتدائية على‬ ‫الضغط للبيتون المصنوع مع المبطئات أكثر انخفاضا ً من تلك التي للبيتون المصنوع دون مبطئات في حين‬ ‫يبدو تأثير المبطئات مهمالً على المقاومة النهائية للبيتون‪.‬‬ ‫‪8‬‬ ‫نبين على الشكل )‪ (4-1‬إحدى النتائج على نوع من البيتون عيار ‪ ، 350kg/m3‬و باستعمال نوع من‬ ‫المبطئات و نوع أخر من المسرعات‪.‬يظهر الشكل ارتفاع المقاومة االبتدائية مع المسرعات و تدنيها مع‬ ‫المبطئات في حين أن تأثير كل منهما يبدو مهمالً بدءاً من )‪ (90‬يوماً‪.‬‬ ‫الشكل (‪ )1-4‬تأثير المبطئات أو المسرعات على المقاومة الميكانيكية على الضغط تبعا ً للزمن‬ ‫‪ 3- 5-3‬الملدنات ‪(Plastifiants) :‬‬ ‫الملدنات مواد تضاف إلى البيتون بشكل بودرة ناعمة قابلة لالنحالل بماء الجبل لتحسين تشغيل البيتون و‬ ‫ربما النقاص كمية ماء الجبل و يوجد بشكل عام نوعان من الملدنات‪ :‬ملدنات مخفضة للماء و ملدنات حابسة‬ ‫للماء‪.‬‬ ‫‪ 4-5-3‬مخفضات الماء )‪)Water reducer‬‬ ‫إن كمية ماء الجبل الكلية المضافة للبيتون أكبر بكثير من تلك التي تحتاجها حبيبات األسمنت لإلماهة‪ ،‬ألن‬ ‫قسما ً كبيراً من ماء الجبل يضاف لترطيب حبات البحص و األسمنت و لتأمين وضع البيتون بالقالب بالطريقة‬ ‫المناسبة و المطلوبة و هذا القسم يعمل على زيادة حجم الفراغات المتبقية بين حبات البحص و حبيبات‬ ‫األسمنت و من ثم يعمل على انقاص المقاومة الميكانيكية للبيتون‪.‬‬ ‫‪9‬‬ ‫إن مخفضات الماء تعمل‪ ،‬و من أجل قابلية تشغيل واحدة على انقاص كمية ماء الجبل بمعدل )‪ (5-15%‬و‬ ‫على زيادة مقاومة البيتون بالنسبة نفسها تقريبا ً و تضاف المخفضات إلى البيتون بنسب ضئيلة تتراوح ما بين‬ ‫)‪ (0.2-0.5%‬من وزن األسمنت‪.‬‬ ‫‪ 5-5-3‬المسيالت )‪:)Fluidifiant‬‬ ‫تختلف المسيالت عن مخفضات الماء و المساعدات األخرى العادية بفاعليتها العالية فهي تعمل على تحسين‬ ‫‪(Coned‬‬ ‫قابلية تشغيل البيتون بشكل كبير حيث يمكن أن يتغير هبوط البيتون بمخروط ابرامز‬ ‫)‪ ABRAMA‬من ‪ 5‬إلى ‪ 20Cm‬و على انقاص كمية الماء بمعدل يزيد على ‪ 25%‬و توجد المسيالت عل‬ ‫شكل محاليل كيميائية مشحونة كهربائيا ً بشحنة موجبة أو سالبة و تضاف إلى البيتون بنسبة )‪(0.5-1.5%‬‬ ‫من وزن األسمنت و لكن ليس مع ماء الجبل كما في حالة المساعدات العادية و إنما في بداية الثلث األخير‬ ‫من الجبل عندما تكون حبيبات المواد الحصوية و حبيبات األسمنت قد ترطبت تماما ً بالماء‪.‬إن ترطيب‬ ‫حبيبات األسمنت بالماء يسمح بتغلغل المسيل بين حبيبات األسمنت الصغيرة و إحاطتها و من ثم العمل على‬ ‫تباعدها عن بعضها بعض و عدم تكتلها بل على تشتتها و توزعها في الفراغات المتبقية بين حبيبات األسمنت‬ ‫الكبيرة األمر الذي يساعد على زيادة اكتناز العجينة األسمنتية أي ‪ :‬أن المسيل يعمل دور المشحم لسطح‬ ‫حبيبات األسمنت الذي يساعد على زلق الحبيبات عن بعضها بعض و بالنتيجة إلى زيادة المقاومة الميكانيكية‬ ‫للبيتون‪.‬‬ ‫‪ 6-5-3‬مكونات الفقاعات الهوائية )‪:)Entraineur d’air‬‬ ‫من المساوئ الرئيسية للبيتون حساسيته و تعرضه للتلف خالل تعاقب فترات التجمد و الذوبان ‪ ،‬فعندما تشبع‬ ‫الفراغات الهوائية المتبقية بين حبات المواد الحصوية و حبيبات األسمنت نفسها بالماء و من ثم تتعرض‬ ‫لدرجات حرارة منخفضة فإنها تتجمد و يزداد حجمها مما يؤدي إلى إضعاف الترابط بين الذرات داخل بنية‬ ‫البيتون و بتناوب عمليتي التجمد و الذوبان تنخفض مقاومة البيتون و تقل ديمومته‪.‬فإذا لم تؤخذ االحتياطا ت‬ ‫الالزمة لذلك فإن البيتون يتخرب بعد تعرضه لفصل شتاء واحد و هذا التلف السريع سوف يقلل من فعالية‬ ‫استخدامه في أغلب المنشآت الهندسية " أرصفة ‪ ،‬طرقات ‪ ،‬سدود ‪،‬أساسات ‪..‬ألخ‪".‬‬ ‫بينت الدراسات التجربية أنه يمكن معالجة البيتون و جعله مقاوما ً للصقيع بإضافة مواد محدثة للفقاعات‬ ‫الهوائية تسمح هذه المواد بتشكيل فقاعات هوائية صغيرة داخل المونة األسمنتية أو البيتون موزعة جيداً أو‬ ‫منفصلة عن بعضها بعض تؤثر بشكل رئيسي على التماسك و قابلية العمل و الكثافة و المقاومة و الديمومة و‬ ‫هي تختلف عن الفراغات و الجيوب التي تنتج عن الصب السيء‪.‬‬ ‫إذاً هذه المواد تستعمل في األعمال البيتونية التي تتعرض بالتناوب المستمر للتجمد و الذوبان و إلى المياه‬ ‫الكيميائية المخربة و األعمال البحرية و المائية كالسدود و دعامات الجسور‪....‬إلخ‪.‬‬ ‫‪10‬‬  ‫‪ 7-5-3‬مانعات التجمد )‪:)Antigels‬‬ ‫تعمل مانعات التجمد على منع تجمد الماء داخل البيتون الطري حيث يمكن صب البيتون في درجات الحرارة‬ ‫المنخفضة دون أن يتاثر تجمد األسمنت الذي يتم بشكل سليم دون أن يحدث أي تخريب في الترابط بين‬ ‫الذرات داخل بنية البيتون‪.‬‬ ‫‪ 8-5-3‬مانعات الرشح )‪:)Hydrofliges‬‬ ‫مانعات الرشح مواد تعمل على تحسين كتامة البيتون و تحميه من تسرب الماء من خالله و نفرق بين نوعين‬ ‫من مانعات الرشح ‪:‬‬ ‫مانعات رشح تضاف مع ماء الجبل بشكل بودرة قابلة لالنحالل تعمل على جعل البيتون كتيما ً غير‬ ‫‪-‬‬ ‫نفوذ للماء‬ ‫مانعات للرشح تستعمل كدهانات لسطح البيتون فتمنع تسرب الماء داخل البيتون ‪.‬‬ ‫‪-‬‬ ‫و لمانعات الرشح أهمية كبرى في مجاالت استعماالتها الواسعة و أكثر ما تستعمل في المنشآت البحرية و‬ ‫المائية و في األعمال البيتونية المجاورة للمياه المحملة بمواد كيميائية مخربة كي ال تنفذ هذه المواد داخل‬ ‫البيتون و تعمل على تخريب الترابط بين الذرات مما يضعف من مقاومة البيتون و ديمومته‪.‬‬ ‫‪11‬‬