تآكل الخرسانة يتلف المباني في الخليج

الهيئة الملكية تضع معايير جديدة

أوضح الدكتور جاسم محمد الأنصاري مدير عام الهيئة الملكية بالجبيل أن الظروف البيئية السائدة في المدن الساحلية تؤثر على متانة المواد الإنشائية المستخدمة في المباني الخرسانية، إذا لم تتوافر الحماية اللازمة لها من التآكل.. مشيراً إلى تأثير البيئة على المواد الإنشائية المستخدمة في أي مدينة ساحلية، نتيجة الظروف البيئية القاسية المحيطة بالمدينة، والتي تتمثل في ارتفاع نسبة الرطوبة ودرجة حرارة الجو وتشبع التربة بأملاح الكلورايد والكبريت.
وأضاف في كلمته التي تصدرت كتيب (إرشادات عن الحماية من التآكل في المباني الخرسانية) والذي أصدرته الهيئة الملكية بالجبيل حديثاً بأن الحل الأمثل لحماية هذه المباني الخرسانية من أخطار التآكل قد وجد ويكمن في أخذ الاحتياطات اللازمة خلال مراحل التصميم والإنشاء لأي منشأة خرسانية.
وبين أن الهيئة الملكية بالجبيل اهتمت بهذا الموضوع وقامت بعمل الدراسات والمواصفات الفنية المتخصصة في هذا المجال لحماية المنشآت الخرسانية من خطر التآكل وإجراء الإصلاحات اللازمة في وقتها. ونهدف إلى تبسيط مفهوم التآكل في المنشآت الخرسانية وطرق الحماية منه وإبراز أهم الاحتياطات الواجب اتباعها لحماية المنشآت الخرسانية من التدهور المبكر وإطالة عمرها الافتراضي الأمر الذي سيحد من تكاليف الإصلاح الباهظة سواء على مستوى الفرد أو الاقتصاد الوطني.
كما أكدت الهيئة الملكية بالجبيل على المستثمرين في البناء السكني باتباع الطرق الصحيحة في البناء لتفادي المباني الخرسانية من التآكل التي تكون سببا في التشقق وقصر العمر الافتراضي للمنازل ويجب على المقاول أو صاحب المنزل أخذ الاحتياطات اللازمة أثناء تصميم وتنفيذ المباني الخرسانية المسلحة من مبان سكنية وتجارية وبنايات المكاتب لمقاومة البيئة المحلية القاسية طوال فترة العمر الافتراضي للمباني وتفادى التدهور المبكر للخرسانة المسلحة وما يترتب على ذلك من تكاليف إصلاح باهظة.
40 عاما العمر الافتراضي
وفقا لمعايير التصميم المتعارف عليها دوليا والمعايير الخاصة بالهيئة الملكية فانه يجب الا يقل العمر الافتراضي للمباني السكنية والتجارية الصغيرة والمكاتب عن 40 عاما كحد ادني، ويجب ان تقاوم المنشأة جميع العوامل الطبيعية والتشغيلية المؤثرة على جودة صلاحيته دون إصلاحات رئيسية بشرط ان تتم الصيانة الدورية والوقائية اللازمة في أثناء هذه الفترة ولقد لوحظ ان السبب الرئيسي في تلف وتدهور الخرسانة في منطقة الخليج العربي بشكل عام وفي المدينة بشكل خاص هو تآكل حديد التسليح الذي يتسبب في تصدع وتشظي الغطاء الخرساني نتيجة للظروف البيئية القاسية المحيطة بالمنطقة والتي تتمثل في ملوحة التربة وحرارة الجو و الرطوبة كما لوحظ أيضا ان مشكلة التآكل تظهر بشكل اكبر في الخرسانة المسلحة التي في مستوى أو اسفل سطح الأرض لتعرضها مباشرة للمياه الجوفية والأملاح الموجودة بالتربة.
تآكل حديد التسليح
تؤدي المواد القلوية الموجودة في الخرسانة وفي الظروف العادية إلى تكوين غشاء أو أكسيد الحديد الواقي الذي يحمي حديد التسليح من التآكل ولكن عندما تتواجد بعض الأملاح في الخرسانة ومن أكثرها تأثيرا أملاح الكلورايد فان الغشاء يتكسر ويتلاشى ويبدأ تآكل حديد التسليح.
تأثير البيئة المحلية
ثبت بالتجربة ان المشكلة الرئيسية التي تواجه متانة منشآت الخرسانة بالمدينة هي تشقق وتشظي الخرسانة التي في مستوى سطح الأرض نتيجة امتصاص المياه الجوفية ثم انتقالها إلى أعلى سطحها مما يؤدي إلى تآكل حديد التسليح وتدهور الخرسانة أما الأجزاء اسفل سطح الأرض فانها تتدهور في حالة عدم توافر نظم الحماية الكافية من التآكل ولوحظ عدم تأثر الخرسانة فوق سطح الأرض.
تحسين متانة الخرسانة
بما ان الكلورايد الذائب هو السبب الرئيسي في تآكل قضبان التسليح فان أية محاولة لمنع وصول أملاح الكلورايد إلى أسطح قضبان التسليح أو حتى مجرد محاولة تأخير عملية وصول الأملاح إلى تلك القضبان سيؤدى إلى تحسين متانة الخرسانة المسلحة وإطالة عمر المبنى ولوحظ ان بعض أنواع الأسمنت لها خاصية متأصلة وهى اتحادها بالكلورايد الموجود في الخرسانة وتحويله إلى مركبات غير ضارة وفي الظروف التي تتعرض فيها الخرسانة لأملاح الكلورايد يجب استعمال الأسمنت نوع 1 المصنع حسب المواصفات لان له قدرة اكبر من الأسمنت النوع 7 على الاتحاد بالكلورايد وتحويله إلى مركبات غير ضارة كما يجب القيام بتقليل نفاذية الخرسانة، بإضافة مواد بوزولانية إلى خلطة الخرسانة المستعملة في المنشآت اسفل سطح الأرض لتفادى تآكل الخرسانة وتدهورها من جراء تغلغل الأملاح داخل الخرسانة مسببا تآكل حديد التسليح وتفاعلات كيميائية أخرى كتفاعل الأسمنت النوع 1 مع أملاح الكبريت الذائبة الموجودة في التربة والمياه الجوفية ولكن قدرة الأسمنت النوع 1 على الاتحاد مع الكلورايد الذائب محدودة خاصة الذي يتغلغل إلى الخرسانة بعد إصابتها ولذا يجب تحصين الخرسانة باتخاذ إجراءات إضافية نذكر منها حماية الخرسانة أثناء الصب كما يجب التخلص من أملاح الكلورايد الموجودة في الحصباء وذلك بغسلها جيد واستعمال مياه ذات نوعية جيدة مياه صالحة للشرب. أثناء خلط ومعالجة الخرسانة يمنع استعمال أي نوع من المواد مساعدة إضافية تحتوى على الكلورايد أثناء الخلط مع اتخاذ أية إجراءات أخرى تؤدي إلى عدم تجاوز نسبة الكلورايد الموجودة في الخلطة الحد المسموح به لحماية التسليح من التآكل واستعمال الحديد المطلي بالايبوكسي لتأخير وصول املاح الكلورايد إليه, تقليل اسميات في الخرسانة المسلحة وذلك باستعمال الحد الأدنى من المياه في أثناء الخلط والا تتجاوز نسبة المياه إلى الأسمنت 40و0 إضافة مواد بوزلانية كمادة الميكروسيليكا بنسبة 8 بالمائة إلى 10 بالمائة من وزن الأسمنت يجب الا يقل الغطاء الخرساني حول قضبان التسيلح عما هو موضح و استعمال مانع نفاذية المياه بين الخرسانة المسلحة للبلاط الأرضية والجدران في منطقة الفاصل الإنشائي والحد من درجة حرارة الخرسانة الجاهزة عند الصب بحيث لاتتعدى25 درجة مئوية.
الحماية بعد الصب
تجب حماية الخرسانة اسفل سطح الأرض من الكلورايد بعزله جيدا بعازل الرطوبة المسبقة التشكيل على ان يكون من نوعية عالية الجودة ومقاومة لنفاذ المياه إلى داخل الخرسانة لفترة طويلة أو معالجة الخرسانة باستعمال طريقة الترطيب ولمدة 7 أيام كحد أدنى.
ولابد من اتخاذ وقائية عن التدابير التي يمكن اتخاذها لزيادة متانة الخرسانة المسلحة سواء كانت فوق سطح الأرض أو تحتها مع التركيز على حماية الأجزاء السفلية منها، حيث أنها اكثر تعرضا لظاهرة التآكل من الأجزاء الأخرى للخرسانة والهدف من هذه التدابير الوقائية المقترحة هو تقديم توجيهات عامة فقط حول هذا الموضوع ويعتمد الأداء الفعلي لأي من المنشآت على الاستخدام والتطبيق الصحيح لهذه التدابير الوقائية المقترحة.
التصميم والتفاصيل
يمكن تحسين فعالية قضبان التسليح من التآكل إذا ما تم إعداد التصاميم والتفاصيل المناسبة للمقومات الإنشائية والمعمارية وعلى سبيل المثال يجب اتخاذ التدابير بتوفير شبكة صرف مناسبة والتخلص من مياه الصرف بعيدا عن المبني التهوية الجيدة للاماكن المغلقة لتلافي تكثيف المياه على الجدران والأسقف الخرسانة من الداخل ووضع أساسات المبني فوق مستوى المياه الجوفية بقدر الامكان والتقليل من الأجزاء الخرسانية البارزة والعوارض الأفقية إلى أقصى حد ممكن لتلافي تراكم الغبار والرمال وأية احتياطات أخرى يمكن ان تقلل من تجمع الماء والرطوبة والغبار على أسطح الخرسانة المكشوفة.
غطاء الخرسانة لحديد التسليح
يجب الا يقل لغطاء الخرسانة لقضبان التسليح والكانات والوصلات عن المقاييس التالية الخرسانة المصبوبة تحت مستوى الأرض أو المعرضة لمياه البحر والخرسانة المصبوبة بالمواقع أو لا يقل عن 75 ملم المسبقة الصب الخرسانة المعرضة للعوامل الجوية الخرسانة المصبوبة بالموقع 50 ملم الخرسانة مسبقة الصب 50 ملم لاعمدة30 ملم لألواح الجدران والبلاطات لأعمدة العوارض الداخلية الخرسانة المصبوبة بالموقع 52 ملم الخرسانة مسبقة الصب 20 ملم وبجب عدم استعمال قضبان التسليح أو الشنبر في تثبيت القوالب الخشبية ما لم يتم عزلها جيدا.
المواد وخلط الأسمنت
يجب ان يكون الأسمنت المستخدم في جميع الإنشاءات من النوع 1 وفقا للمواصفة على ان تكون محتويات الالترايكالسيوم الومنت بنسبة تتراوح ما بين 6 بالمائة و12 بالمائة ويمكن استخدام مادة المايكروسيليكا كمادة بديلة للأسمنت بنسبة 8 إلى 10 من وزن الأسمنت للخرسانة المستخدمة في القواعد والمنشآت اسفل سطح الأرض وتعتبر التكلفة الإضافية لمادة المايكروسيكيا مبررة بسبب ما تفرزه من حماية إضافية ضد التآكل الرمال من الكثبان الرملية وليس من الشواطئ، كما يجب الا يتجاوز الحجم الأقصى للحصباء الخشنة 25 ملم على ان يتم غسلها جيد ولقد جهزت معظم مصانع الخرسانة الجاهزة في المدينة بمرافق لغسل الحصباء.
ويجب استخدام مياه صالحة للشرب ولا تحتوي على نسبة عالية من الأملاح (الكلورايد والكبريتات) أو أية مواد ضارة بعملية صنع الخرسانة ومعالجتها بالترطيب وتستخدم جميع مصانع الخرسانة الجاهزة في المدينة مياها صالحة للشرب.
حديد التسليح
يجب ان تكون قضبان التسليح وشباك التسليح الملحومة مطابقة للمواصفات كما تصنعها شركة حديد ويوصى باستخدام قضبان التسليح المكسية بالايبوكسي عن طريق الصهر في القواعد والإنشاءات اسفل سطح التربة فقط حيث أثبتت البحوث ان استعمال القضبان المطلية قد يؤخر عملية تآكل الحديد ولذا يقلل من عمليات الصيانة المتعلقة بهذه الظاهرة وقد أثبتت البحوث أيضا ان استعمال حديد التسليح المطلي بالايبوكسي حسب المواصفة لا يؤثر كثيرا على ترابط القضبان مع الخرسانة ويجب استخدام قضبان التسليح المطلية إذا سمحت تكلفة المشروع بذلك كما يجب ان تكون القضبان المكسية بمادة الايبوكسي مطابقة للمواصفة وتتطلب هذه القضبان عناية خاصة في المناولة والتخزين حتى لا تتضرر طبقة الايبوكسي علما بان أي تقشر أو فقدان بطبقة الايبوكسي يقلل قدرة تلك القضبان في الحماية من تآكلها لذا يجب توخي الحرص والعناية بها أثناء المناولة والتخزين
خلطة الخرسانة
يجب ان تكون خلطة الخرسانة وفقا لمعايير لا تتجاوز نسبة المياه للأسمنت 40 بالمائة الحد الأدنى من مقاومة الانضغاط ل 8 أيام، هي 25 ميجاباسكال الحد الأدنى من الأسمنت 370 كلغم لكل متر مكعب، إلا إذا تم تعويضه بمادة المايكروسيليكا
كما يجب سد جميع الفراغات في الخرسانة المسلحة وذلك بدكها جيدا مع استعمال الهزاز مع مراعاة عدم المبالغة في الاستخدام لتلافي فصل الحصبا الخشنة.
الصب أثناء الجو الحار
يجب الا تزيد درجة حرارة الخرسانة عند تفريغها من الشاحنة في الموقع عن 25درجة مئوية ويجب توضيح هذا الشرط لمورد الخرسانة الذي يستخدم عادة الثلج للحفاظ على درجة حرارتها في الحدود المسموحة بها، وهناك الصيف الحار يجب صب الخرسانة في ساعات الصباح الأولى أو في المساء أو الليل، كما يجب تبريد حديد التسليح برشه الماء قبل الصب الخرسانة وبعد الانتهاء من صب مباشرة يجب تغطية الخرسانة بالخيش المبلل وتغطية الخيش بصفائح البولي ايثيلين، لتجنب تبخر الماء من أسطح الخرسانة.
معالجة الخرسانة بالترطيب
تعتبر معالجة الخرسانة بالترطيب من أهم العوامل لتحسين متانة الخرسانة، ويجب ان تستمر المعالجة بالترطيب لمدة 7ايام كحد ادني ويفضل المعالجة بالترطيب لمده محددة ويمكن تقليل تلك المدة شريطة استخدام عامل معالجة ذي جودة عالية للخرسانة، دون استعمال عناصر ضارة أخرى مخلوطة معه أما أثناء الطقس الحار وخاصة عند استخدام المايكروسيليكا فيجب ان تبدأ المعالجة بالترطيب بعد الانتهاء من الخرسانة مباشرة.
كما يجب تغطية الخرسانة بعدها مباشرة لتجنب تبخر الماء من أسطح الخرسانة، حيث ان ذلك يؤدي إلى انكماش الخرسانة وبالتالي إلى تشقيقها وفي حالة صب الخرسانة اسفل سطح الأرض يجب منع المياه الجوفية من الوصول إلى أسطح الخرسانة لحين الانتهاء من فترة الترطيب وتركيب العازل الواقي من تسريب المياه.
حماية الأسطح المطمورة
ينصح باستخدام عازل الرطوبة المسبق التشكيل لتغليف الإنشاءات المطمورة، خصوصا في حالة عدم استخدام قضبان التسليح المكسية بمادة الايبوكسي أو في حالة استخدام مادة المايكروسيليكا وعند استخدام هذا الغلاف الواقي يجب ان يمتد 150ملم فوق مستوى الأرض ثم يحول داخل الخرسانة بشكل كاف وبعد الانتهاء يسد الأخدود لمنع دخول الماء.
ويجب طلاء جميع الأجزاء الخرسانية تحت مستوى سطح الأرض بطبقتين من البتيومين المعدل أو أية مادة عازلة أخرى مناسبة ومن المستحسن ان تمتد طبقات الطلاء إلى 100 ملم فوق مستوى سطح الأرض وذلك لحماية الخرسانة من التآكل وتحقيق المتانة المطلوبة، وقد لوحظ أيضا ان الطلاء بالبتيومين، وهو الإسفلت وقد السائل العادي لا يحقق متانة عالية لذلك ينصح بالبتيومين المعدل.
ويجب استخدام صفائح البولي ايثيلين بسمك لا يقل عن 2 ملم تحت القواعد والأرضيات والبلاطات عندما لا يستعمل الغشاء المقاوم للماء.
الحماية تحت مستوى الأرض
يجب وضع طبقة أو طبقتين من صفائح البولي ايثيلين 2ملم أولا ثم صب طبقة نظافة من الخرسانة العادية سمك 100 ملم تحت القواعد الخرسانة المسلحة ويجب ان تكون قوة انضغاط طبقة الخرسانة العادية بنفس انضغاط خرسانة القواعد المسلحة ومن الضروري طلاء جوانب القواعد المسلحة والأسطح العلوية منها. يجب توفير غطاء للأجزاء المطمورة من أعمدة حديد التسليح كما يجب حماية جميع الأجزاء المطورة من الأعمدة بطلائها. وكذلك يجب حماية الجسور الأرضية وذلك بتوفير غطاء خرساني كاف حول قضبان التسليح وكذلك طلاء تلك الجسور وعزلها من الماء ويجب فرش البولي ايثيلين بسمك لا يقل عن 2