تأثيرات الرماد المتطاير، وعامل التمدد MgO، والمضافات المُقللة للانكماش على مقاومة التشققات في الخرسانة السطحية للبلاطات

مقاومة التشقق يُعدّ نوع البلاطة الخرسانية الأمامية بالغ الأهمية لعمر خدمة السدود الركامية ذات الواجهة الخرسانية. وتؤثر هذه الخصائص على... الرماد المتطايرتمت دراسة تأثير إضافة 20% من الرماد المتطاير (نسبةً إلى وزن المادة الرابطة) ومادة مُخفِّضة للانكماش (SRA) على الخواص الميكانيكية، وانكماش الجفاف، ومقاومة التشققات في خرسانة الألواح الأمامية، ومقارنتها بالخرسانة المرجعية. أظهرت النتائج أن إضافة 20% من الرماد المتطاير (نسبةً إلى وزن المادة الرابطة) تُحسِّن مقاومة الخرسانة في المراحل المتأخرة. في المقابل، تُقلِّل إضافة 6% من الرماد المتطاير أو 1% من مادة SRA من مقاومة الضغط، ومقاومة الشد الانشطاري، ومقاومة الشد القصوى بدرجات متفاوتة في مختلف المراحل العمرية. يُمكن لدمج 20% من الرماد المتطاير، و6% من الرماد المتطاير، و1% من مادة SRA أن يُقلِّل من انكماش الجفاف في مختلف المراحل العمرية ويُحسِّن مقاومة التشققات المبكرة للخرسانة، بينما يُعدُّ دمج 6% من الرماد المتطاير أكثر فعالية في تثبيط تطور الانكماش وتحسين مقاومة التشققات في الخرسانة من إضافة 20% من الرماد المتطاير أو 1% من مادة SRA.

سد الردم الصخري ذو الواجهة الخرسانية هو سد ردم صخري يعتمد على الردم الصخري كقوة رئيسية، بينما تمثل الواجهة الخرسانية العلوية حاجزًا أساسيًا لمنع التسرب. ونظرًا لخصائصه المتميزة من حيث الأمان العالي، والقدرة الكبيرة على التكيف، وقصر مدة الإنشاء، وانخفاض التكلفة، فقد أصبح سد الردم الصخري ذو الواجهة الخرسانية من أكثر أنواع السدود استخدامًا في تصميم السدود. تتميز الألواح الخرسانية عادةً بهياكلها النحيلة والشريطية، وهي عرضة للتشقق نتيجة لتغيرات درجة الحرارة، وتغير الحجم، وهبوط أساسات السد. بالنسبة لجسم السد، فإن وجود تشقق في الواجهة الخرسانية سيؤدي إلى تدمير سلامة ومتانة هيكل جسم السد، وقد تسمح الفجوة الناتجة عن تشقق اللوح الأمامي بتسرب المياه الخارجية إلى الخرسانة، مما يتسبب مباشرةً في تسرب جسم السد. لذلك، يُعد تحسين مقاومة التشقق في الألواح الخرسانية للواجهة مسألة بالغة الأهمية لضمان التشغيل الآمن لسدود الردم الصخري ذات الواجهة الخرسانية. تُظهر الممارسات الهندسية والأبحاث الحالية أن التدابير التقنية الرئيسية لتحسين مقاومة الخرسانة السطحية للتشقق تشمل التحكم في جودة المواد الخام للخرسانة، وتحسين نسبة خلط الخرسانة، وإضافة الرماد المتطاير، وإضافة كمية مناسبة من الألياف. المكونات الرئيسية لمُخفِّضات انكماش الخرسانة هي نوع من المركبات العضوية متعددة الكحول أو متعددة الإيثر ومشتقاتها. وقد أظهرت الدراسات أن إضافة عامل مُخفِّض الانكماش يُمكن أن يُقلل من التوتر السطحي لمياه مسام الخرسانة، وبالتالي يُقلل من إجهاد الانكماش الناتج عن فقدان الماء من المسام الشعرية، ويُحسِّن مقاومة الخرسانة للتشقق إلى حدٍّ ما. تُعد إضافة عامل التمدد MgO أثناء تحضير الخرسانة طريقة شائعة للتحكم في التشققات. نظرًا لأن عامل التمدد MgO يُحدث تمددًا حجميًا معينًا أثناء عملية تصلب الخرسانة، فإنه يُمكنه تعويض انكماش الخرسانة، بما في ذلك الانكماش الحراري، وانكماش الجفاف، والانكماش الذاتي، وبالتالي يُقلل من حدوث تشققات الخرسانة. في الوقت الحالي، تم تطبيق عامل التمدد MgO بنجاح على الخرسانة الكتلية لمحطات الطاقة الكهرومائية وحقق تأثيرًا جيدًا في مقاومة التشققات. ومع ذلك، هناك دراسات قليلة حول تأثير عامل تقليل الانكماش وعامل التمدد MgO على مقاومة الخرسانة السطحية للتشقق.