كان حديد التسليح اختراعًا ثوريًا في القرن التاسع عشر. توفر قضبان الصلب القوة ، مما يسمح لهياكل طويلة ناتئة وألواح أرق وأقل دعماً. وبسبب الحاجة إلى كمية أقل من الخرسانة لصب هذه الألواح ، يتم تقليل أوقات البناء بشكل كبير. لكن هل تعلم إلى متى تدوم الخرسانة المسلحة؟
توقع المهندسون في أوائل القرن العشرين أن الهياكل الخرسانية المسلحة ستستمر لفترة طويلة جدًا ، ربما 1,000 عام. في الواقع ، لها عمر افتراضي يتراوح بين 50 و 100 عام ، وأحيانًا أقل.
ما هي الخرسانة المسلحة؟
الخرسانة هي مادة مركبة ، مصفوفة أسمنتية مقواة بالركام ، تعمل بشكل جيد في الانضغاط ولكن ليس في حالة توتر. يمكن حل هذه المشكلة عن طريق صب الخرسانة الرطبة حول قضبان التسليح الفولاذية المربوطة ببعضها البعض لصنع قفص.
عندما تصلب الخرسانة حول القضبان ، نحصل على مادة مركبة جديدة تسمى الخرسانة المسلحة ، والتي تُعرف أيضًا باسم الخرسانة المسلحة أو RCC ، والتي تعمل بشكل جيد في حالة الشد أو الانضغاط: تقاوم الخرسانة الضغط ، مما يوفر قوة ضغط. في المقابل ، يقاوم الفولاذ الانحناء والتمدد ، مما يوفر قوة شد. تستخدم الخرسانة المسلحة ، في جوهرها ، مادة مركبة واحدة داخل أخرى: تعمل الخرسانة كمصفوفة ، بينما توفر القضبان أو الأسلاك الفولاذية التعزيز.
عادة ما تكون قضبان الصلب ، المعروفة أيضًا باسم حديد التسليح ، قصيرة لقضبان التسليح ، من خيوط ملتوية ذات نبلات أو حواف تثبتها بقوة داخل الخرسانة دون الانزلاق.
من الناحية النظرية ، يمكننا استخدام أي مادة لتقوية الخرسانة. يستخدم الفولاذ بشكل شائع لأنه يتمدد ويتقلص بقدر الخرسانة تقريبًا في الحرارة والبرودة ، مما يعني أنه لن يكسر الخرسانة المحيطة به كما قد تكون مادة أخرى إذا تمدد أكثر أو أقل. يتم استخدام مواد أخرى ، مثل مختلف أنواع البلاستيك ، من حين لآخر. (مصدر: اشرح هذه الأشياء)
شقوق على الخرسانة
الشقوق هي آخر شيء تريد رؤيته في مبنى خرساني أو جسر ، خاصةً الجديد نسبيًا. ولكن ، إذا كانت الهياكل الخرسانية تعود إلى العصر الروماني ، فكيف تم بناء بعض الجسور الخرسانية وناطحات السحاب وغيرها من الهياكل منذ بضعة عقود فقط ، في أواخر القرن العشرين ، وقد انهارت بالفعل؟
هناك عدة تفسيرات محتملة. أقدم ، من النوع الروماني ، الخرسانة البوزولانية المصنوعة من شقوق الرماد البركاني أقل من الأشكال الحديثة للخرسانة ، وكانت تستخدم بشكل أساسي في الضغط ، لذلك حتى لو تشكلت الشقوق ، كانت أقل عرضة للانتشار. نظرًا لأنه من المرجح أن يتم استخدام الخرسانة المسلحة في التوتر ، فهي تحتوي على حديد التسليح. ومع ذلك ، كما رأينا ، لا يزال بإمكانه الانهيار ما لم يتم الضغط عليه مسبقًا.
تعطل الخرسانة الحديثة بسبب حالة معروفة بالعامية باسم سرطان ملموس أو مرض ملموس ، والذي ينطوي على ثلاث قضايا مترابطة. أولاً ، تتفاعل القلويات الموجودة في الأسمنت مع السيليكا في الركام المستخدم في صنع الخرسانة. يؤدي هذا إلى نمو بلورات جديدة ببطء شديد داخل الخرسانة ، وتحتل مساحة أكبر من الأصلية بلورات، مما يتسبب في تشقق الخرسانة من الداخل إلى الخارج أو تقشر بعيدًا عن السطح ، مما يسمح للماء بالدخول من الخارج.
قد تكون أي مياه تدخل في هيكل ، مثل جسر طريق سريع ، قلوية بسبب الأملاح المستخدمة في معالجة الطريق في الشتاء. المسألة الثانية هي أن الماء الذي يدخل في النهاية سيتلامس مع قضبان التسليح الفولاذية بالداخل ، مما يتسبب في صدأها وتعفنها ، ويحتمل أن تتوسع وتتسبب في نقاط ضعف هيكلية قاتلة.
البقع البنية المتسخة على الخرسانة المسمى سرطان في كثير من الأحيان بسبب تصريف المياه الصدئة من خلال الشقوق. المشكلة الثالثة هي أن المياه التي تتسرب داخل الخرسانة من خلال الشقوق يمكن أن تتجمد في الشتاء ، مما يتسبب في تمددها وإحداث أضرار جديدة يمكن من خلالها اختراق المزيد من المياه ، مما يؤدي إلى حلقة مفرغة من الانحلال والتعفن. (مصدر: اشرح هذه الأشياء)
صورة من ستوك