مع التطور السريع في قطاع البناء والتشييد، أصبحت إضافات الخرسانة واحدة من الأدوات الأساسية التي تُسهم في تحسين جودة وكفاءة المشاريع الإنشائية، فهذه المواد تُضاف إلى الخلطة الخرسانية لتعديل خصائصها بما يتناسب مع المتطلبات المختلفة، سواء لزيادة المتانة، أو تقليل النفاذية، أو تحسين قابلية التشغيل.  

في هذا المقال، سنعرض أنواع إضافات الخرسانة المختلفة، وأهميتها في تحسين جودة المشاريع الإنشائية.

أكمل القراءة لتعرف كل شيء!

ماذا تعني إضافات الخرسانة؟

هي عبارة عن مواد تُستخدم لتعديل خصائص الخرسانة وتحسين أدائها، يتم إضافتها إلى الخليط الخرساني بجانب المكونات الأساسية مثل الأسمنت، والماء، والركام، سواء قبل عملية الخلط أو بعدها.

تهدف هذه المواد إلى تحقيق مزايا متعددة مثل تقليل تكاليف البناء أو ضمان خصائص محددة للخرسانة المصبوبة حديثًا، مثل تحسين قابلية التشغيل أو زيادة القوة والمتانة، أيضًا يمكن استخدامها كحلول طارئة لمعالجة التحديات التي قد يواجهها مديرو المشاريع أثناء تنفيذ الأعمال الإنشائية.

وتختلف نسب إضافات الخرسانة وفقًا لتركيز المادة المضافة ونسبة الأسمنت في الخليط، أي أنه بشكل عام نسبة الإضافات في الخرسانة نسبة صغيرة من إجمالي خليط الخرسانة، حيث تكون عادةً أقل من 5% من الحجم الكلي.

لكن السؤال هنا، ما هي المواد التي تضاف للخرسانة؟

هذا ما سنجيب عليه في السطور التالية.

 ما هي أنواع الإضافات الخرسانية؟

إذا كنت تسأل عن ما هي المواد التي تضاف للخرسانة؟، فإنها تشمل أنواع كثيرة، فيما يلي سنذكر ما هي أنواع الإضافات التي تضاف للخرسانة وما هي وظيفة كل إضافة؟

هيا بنا لتعرف كلٍ منها!

ـ إضافات تقليل الماء والتحكم في الشك

يُعتبر هذا النوع من إضافات الخرسانة من أكثر المواد استخدامًا في صناعة البناء، حيث يساعد في تحسين جودة الخرسانة وتعزيز أدائها مع تقليل التكاليف وزيادة الكفاءة، وتُضاف هذه المواد بهدف التحكم في نسبة الماء المستخدمة في الخلطة الخرسانية، مما يساهم في تحسين خصائص الخرسانة، سواء أثناء الخلط والصب أو بعد التصلب. 

وتشمل أنواعه ما يلي:

1. ملدنات (Plasticizers):

وهي تُستخدم لتحسين قابلية التشغيل للخرسانة دون الحاجة إلى زيادة كمية الماء، وتُفيد في تقليل الانفصال بين مكونات الخرسانة وضمان توزيع متجانس للمزيج، كما تُناسب المشاريع التي تحتاج إلى تحسين سيولة الخرسانة مع الحفاظ على قوتها بعد التصلب.

2. ملدنات فائقة (Superplasticizers):

تُعتبر نسخة متقدمة من الملدنات، تُقلل نسبة الماء المطلوبة في الخلطة بشكل أكبر، تصل إلى 20%-30% مقارنةً بالملدنات التقليدية، وتُستخدم في الخلطات الخرسانية التي تحتاج إلى تدفق عالي دون التأثير على متانة الخرسانة، وتعبر مثالية للصبات الخرسانية المعقدة التي تحتوي على كثافة عالية من حديد التسليح أو في القوالب ذات التفاصيل الدقيقة.

3. مسرعات الشك (Accelerators):

تُعد خيارًا مثاليًا للمشاريع التي تتطلب إنهاء سريع أو تسريع الجدول الزمني للبناء، حيثُ أنها تُسرّع مسرعات الشك من عملية التصلب الأولية للخرسانة، مما يساعد في تقليل زمن فك القوالب أو بدء التحميل على المنشأ، وتُستخدم بكثرة في الأجواء الباردة، حيث تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى إبطاء عملية التصلب.

4. مبطئات الشك (Retarders):

تُستخدم في المشاريع التي تشمل صبات خرسانية كبيرة أو عندما يكون النقل لمسافات طويلة قبل الصب، وتُبطئ من عملية الشك (التصلب)، مما يُتيح وقتًا أطول لصب الخرسانة ومعالجتها، وتُساعد في تقليل التشققات الناتجة عن التصلب السريع، مما يضمن متانة أفضل للخرسانة على المدى الطويل.

وتتمثل فوائد إضافات تقليل الماء والتحكم في الشك فيما يلي:

ـ تقليل استهلاك الماء، مما يُحسن من قوة الخرسانة وكثافتها.

ـ تحسين قابلية التشغيل، مما يُسهل عملية الخلط والصب.

ـ تقليل التشققات الناتجة عن الانكماش أو التصلب غير المنتظم.

ـ تعزيز خصائص الخرسانة، مثل المتانة والقوة المبكرة والمتأخرة.

ـ إضافات الهواء المحبوس

هذه الإضافات عبارة عن مواد تُستخدم لإدخال فقاعات هوائية دقيقة ومنتظمة داخل الخرسانة أثناء عملية الخلط، وتُعتبر من أهم الحلول لتحسين متانة الخرسانة وزيادة مقاومتها للعوامل البيئية القاسية، مثل دورات التجمد والذوبان، التي تُسبب تلف الخرسانة بمرور الوقت، وتختلف نسبة إضافات الهواء المحبوس حسب طبيعة المشروع والظروف البيئية، وتتراوح عادةً بين 4% إلى 8% من حجم الخرسانة، ويتم ضبط النسبة بعناية لتجنب تقليل قوة الخرسانة المفرط.

غالبًا ما يتم استخدام إضافات الهواء المحبوس في: 

ـ المنشآت في المناطق الباردة، مثل الطرق والجسور والسدود المعرضة للثلوج ودورات التجمد والذوبان.

ـ المنشآت المعرضة للمياه المالح، حيثُ تُساعد في تقليل تأثير الأملاح على الخرسانة، مما يُقلل من خطر التآكل.

ـ الخرسانة المعمارية؛ لتحسين المظهر الخارجي للخرسانة وتقليل العيوب السطحية الناتجة عن التجمد.

وتتمثل طريقة عمل إضافات الهواء المحبوس في:

ـ تكوين فقاعات هوائية صغيرة جدًا وموزعة بشكل متجانس داخل الخليط الخرساني.

ـ تعمل هذه الفقاعات كوسادة تُقلل الضغط الناتج عن تمدد الماء أثناء التجمد.

ـ تُساهم في تحسين مرونة الخرسانة وتقليل الإجهادات الداخلية التي تؤدي إلى التشقق.

فوائد إضافات الهواء المحبوس، تتمثل فيما يلي:

ـ زيادة المقاومة للتجمد والذوبان، حيثُ تمنع تدهور الخرسانة في البيئات الباردة نتيجة تمدد الماء داخل المسام عند التجمد، وتُعتبر مثالية للاستخدام في المناطق ذات المناخ البارد أو المنشآت المعرضة للثلوج والصقيع.

ـ تحسين المتانة، وذلك لأنها تقلل من تأثيرات الانكماش الحراري والتشقق الناتج عنه، وتُزيد من عمر المنشأة الافتراضي من خلال تعزيز مقاومتها للتآكل الناتج عن العوامل البيئية.

ـ تقليل النفاذية، لأنها تقلل من مسامية الخرسانة، مما يُقلل من قدرة الماء على التغلغل داخل الهيكل، وتُساعد في حماية حديد التسليح من التآكل بسبب تقليل دخول الماء والمواد الكيميائية الضارة.

ـ تحسين قابلية التشغيل، لأنها تجعل الخرسانة أسهل في الخلط والنقل والصب، وتُقلل من خطر انفصال المكونات (Separation) أثناء النقل والصب.

ـ إضافات منع نفاذ الماء

تعتبر هذه الإضافات من المواد الأساسية المستخدمة في تحسين جودة الخرسانة، خاصة عند الحاجة إلى زيادة مقاومتها للرطوبة أو تقليل تسرب الماء عبر المسام، لذلك تُستخدم هذه الإضافات في المشاريع التي تتطلب حماية عالية ضد تأثيرات المياه، مثل المنشآت المائية والبنية التحتية المعرضة للرطوبة.

تعمل إضافات الخرسانة هذه من خلال تقليل مسامية الخرسانة عن طريق تقليل حجم المسام المفتوحة أو سدها كيميائيًا، تُعزيز من تكوين هلام الأسمنت (C-S-H) لزيادة كثافة المزيج، وتكوين طبقة عازلة تمنع تسرب الماء إلى داخل الخرسانة.

لذلك، تتمثل فوائد إضافات منع نفاذ الماء:

ـ زيادة مقاومة الرطوبة، ومنع تسرب المياه إلى داخل الهياكل الخرسانية، وبالتالي حماية الخرسانة من التدهور الناتج عن المياه الجوفية أو الأمطار.

ـ تحسين متانة الخرسانة وتقليل من تأثير المياه المالحة أو الملوثة على الخرسانة، مما يُساهم في تقليل التشققات الناتجة عن الانكماش أو التمدد الحراري.

ـ حماية حديد التسليح من خطر التآكل الناتج عن تسرب المياه إلى حديد التسليح، الأمر الذي يحافظ على قوة المنشآت على المدى الطويل.

وبناءًا على الفوائد السابقة، تتمثل الاستخدامات الشائعة لهذه الإضافات فيما يلي:

ـ المنشآت المائية مثل الخزانات والسدود وأحواض السباحة.

ـ الهياكل المعرضة للرطوبة العالية، مثل الطوابق السفلية (Basements) والأنفاق.

ـ المباني في المناطق المعرضة للأمطار أو الفيضانات.

ـ إضافات مقاومة للتآكل

تُعد هذه الإضافات حلاً مبتكرًا لحماية حديد التسليح من التآكل، الذي يُعد من أكثر الأسباب شيوعًا لتدهور المنشآت الخرسانية، وتستخدم هذه الإضافات بكثرة في: 

ـ المنشآت الساحلية مثل الأرصفة البحرية والجسور في المناطق الساحلية.

ـ الهياكل المعرضة للأملاح والمواد الكيميائية، مثل محطات معالجة المياه والمصانع الكيميائية.

ـ الأساسات والبنية التحتية في المناطق المعرضة للمياه الجوفية المالحة.

وتعمل إضافات مقاومة التآكل من خلال: 

ـ تكوين طبقة واقية على سطح حديد التسليح، تمنع التفاعل بين الحديد والعوامل المسببة للتآكل.

ـ تقليل من نفاذية الخرسانة، مما يمنع وصول الماء والمواد الضارة إلى حديد التسليح.

ـ تبطيئ أو منع التفاعلات الكيميائية التي تُسبب التآكل.

وتتمثل فوائد هذه الإضافات في:

ـ حماية حديد التسليح من خطر الصدأ، مما يطيل عمر المنشآت.

ـ حماية الحديد من التفاعل مع الأملاح أو المواد الكيميائية.

ـ تعزيز متانة الخرسانة، والحفاظ على القوة الميكانيكية لها بمرور الوقت.

ـ تقليل من احتمالية حدوث تشققات أو انهيارات هيكلية بسبب تآكل الحديد.

ـ تُقلل الحاجة إلى إصلاح الهياكل أو استبدالها على المدى الطويل.

لذلك،،

تُعتبر خيارًا اقتصاديًا للمشاريع التي تتطلب حماية مستدامة.

ـ إضافات لزيادة المقاومة المبكرة

تُعد من إضافات الخرسانة المبتكرة التي تُساعد في تسريع تطوير القوة المبدئية للخرسانة، مما يُساهم في تقليل زمن التنفيذ وتحسين كفاءة العمل في المشاريع، حيثُ تُحفز التفاعلات الكيميائية بين الأسمنت والماء، مما يُسرع عملية الإماهة، وتُزيد من معدل تكوين هلام الأسمنت (C-S-H)، مما يُعزز المقاومة المبدئية.

وتتمثل فوائد إضافات زيادة المقاومة المبكرة في:

ـ تقليل زمن فك القوالب، مما يُتيح إزالة القوالب في وقت أقصر دون المساس بجودة الخرسانة، وتُسهل جدولة العمل وتسريع التنفيذ.

ـ زيادة كفاءة المشاريع، حيثُ تُتيح بدء التحميل على المنشآت بشكل أسرع، مما يُقلل من التأخير في المشاريع ذات الجداول الزمنية الضيقة.

ـ تُساعد في تعويض بطء تصلب الخرسانة الناتج عن انخفاض درجات الحرارة.

ـ إضافات لتلوين الخرسانة

تُستخدم لتحويل الخرسانة إلى عنصر جمالي، مما يُضيف طابعًا فنيًا وجاذبية بصرية إلى المشاريع المعمارية، وتُتيح هذه الإضافات تنفيذ تصاميم مبتكرة باستخدام الخرسانة الملونة، كما تُستخدم في الأرصفة والممرات الملونة في الحدائق والمتنزهات، والهياكل الخرسانية المميزة مثل الواجهات والجسور.

تحتوي هذه الإضافات على أصباغ غير عضوية تُضاف إلى الخلطة الخرسانية أثناء الخلط، وتُوزع الألوان بشكل متجانس في الخليط للحصول على مظهر موحد، وتُحافظ على ثبات الألوان بمرور الوقت بفضل مقاومتها للأشعة فوق البنفسجية والظروف البيئية.

ـ إضافات أخرى متنوعة

تشمل الإضافات الخرسانية المتنوعة مجموعة واسعة من المواد التي تُستخدم لتحسين خصائص الخرسانة أو معالجتها لتلبية احتياجات خاصة في مشاريع البناء، وتُعزز هذه الإضافات أداء الخرسانة في ظروف معينة وتُساعد في التغلب على تحديات التصميم والتنفيذ.

وتشمل هذه الإضافات ما يلي: 

ـ إضافات تحسين قابلية الضخ

تُستخدم لتحسين تدفق الخرسانة خلال أنابيب الضخ، خاصة في المشاريع التي تتطلب نقل الخرسانة لمسافات طويلة أو إلى ارتفاعات كبيرة، وتُقلل الاحتكاك بين جزيئات الخرسانة وبين الخرسانة والجدران الداخلية لأنابيب الضخ، وتُحسن تجانس الخليط، مما يُقلل من خطر انسداد الأنابيب أثناء الضخ، وذلك لأنها تُسهل ضخ الخرسانة لمسافات أو ارتفاعات كبيرة.

ـ إضافات تقليل الانكماش

تُساعد في تقليل التشققات الناتجة عن الانكماش الجاف أو البلاستيكي للخرسانة بعد الصب، وذلك لأنها تُقلل من معدلات تبخر الماء أو تُبطئ التفاعلات الكيميائية التي تُسبب الانكماش، وتُساهم في تحسين تماسك الهيكل الخرساني خلال فترات الجفاف أو التصلب.

في الختام،،، 

بهذا تكون عرفت إضافات الخرسانة وأهميتها في الأعمال الإنشائية، وكيف تُسهم في تحسين جودة الخرسانة وتعزيز كفاءتها لتناسب مختلف الظروف والمتطلبات. 

كما، نُذكرك بأهمية اختيار النوع المناسب من الإضافات لكل مشروع يُعد خطوة مهمة لتحقيق أفضل النتائج وضمان نجاح الأعمال الإنشائية على المدى الطويل.