ما هي الخرسانة؟ مكوناتها وأنواعها واستخداماتها في السعودية

الخرسانة مادة بناء تُصنع بخلط الإسمنت والماء والركام (الرمل والحصى أو الزلط). تكون في البداية عجينة يمكن صبها في أي قالب، ثم تتصلب بتفاعل الإسمنت مع الماء وتكتسب قوتها تدريجيًا. هذا الجمع بين سهولة التشكيل والقوة بعد التصلب هو سبب انتشارها في المباني والكباري والطرق في السعودية والعالم.

ما هي الخرسانة ومما تتكون؟

تتكون الخرسانة من ثلاثة مكونات أساسية، ويُضاف إليها أحيانًا مكون رابع:

• الإسمنت: المادة الرابطة. يتفاعل مع الماء فيكوّن عجينة تغلف حبات الركام ثم تتصلب.
• الركام: الرمل هو الركام الناعم، والحصى أو الكسارة هو الركام الخشن. يشكل الركام عادة بين 60% و75% من حجم الخرسانة.
• الماء: يبدأ تفاعل الإسمنت ويجعل الخلطة قابلة للصب.
• الإضافات: مواد كيميائية بكميات صغيرة تُسرّع التصلب أو تؤخره، أو تزيد سيولة الخلطة دون زيادة الماء.

أهم رقم في الخلطة هو نسبة الماء إلى الإسمنت. الماء الزائد يسهّل الصب لكنه يُضعف الخرسانة ويزيد مساميتها، والماء القليل يعطي خرسانة أقوى لكنها صعبة الصب. ولهذا تُستعمل الإضافات المُلدّنة حين تحتاج خلطة سهلة الصب بماء قليل.

تاريخ الخرسانة باختصار

استعمل الرومان قبل نحو ألفي عام خرسانة من الجير والرماد البركاني، وبها بنوا قبة البانثيون في روما التي ما زالت قائمة. ثم توقف تطور الخرسانة قرونًا حتى سجل جوزيف أسبدين براءة اختراع الإسمنت البورتلاندي في إنجلترا سنة 1824. وفي النصف الثاني من القرن التاسع عشر بدأ وضع الحديد داخل الخرسانة، فظهرت الخرسانة المسلحة، وفي القرن العشرين ظهرت الخرسانة سابقة الإجهاد.

أنواع الخرسانة واستخداماتها

وفي السعودية والخليج يُختار نوع الإسمنت أحيانًا حسب التربة. التربة والمياه الجوفية في بعض المناطق الساحلية تحتوي على كبريتات وأملاح تهاجم الخرسانة والحديد، فيُستعمل إسمنت مقاوم للكبريتات، ويُزاد الغطاء الخرساني فوق الحديد، وتُعزل الأساسات جيدًا. ويحدد المهندس الإنشائي ذلك من تقرير التربة.

خصائص الخرسانة وكيف تُقاس قوتها

الخرسانة قوية جدًا في الضغط وضعيفة في الشد، فقوتها في الشد لا تتجاوز عُشر قوتها في الضغط تقريبًا. لذلك يوضع حديد التسليح في الأماكن التي يحدث فيها شد، كأسفل الجسر في منتصفه.

وتُقاس قوة الخرسانة بمقاومة الانضغاط بعد 28 يومًا من الصب، بالميجاباسكال. تؤخذ عينات من الخرسانة أثناء الصب وتُكسر في المختبر. كود البناء السعودي للمنشآت الخرسانية مبني على الكود الأمريكي، فتُحدد القوة فيه على عينات أسطوانية، ويكتب المهندس القوة المطلوبة لكل عنصر في المخططات الإنشائية. أما رموز مثل M20 وM30 التي تظهر في بعض المراجع فهي تسمية الكود الهندي، والرقم فيها هو مقاومة الانضغاط بالميجاباسكال.

لماذا تُستعمل الخرسانة في تشييد المباني والكباري؟

• تتحمل أحمال ضغط كبيرة لسنوات طويلة.



• تُصب في أي شكل يحتاجه التصميم.
• تقاوم الحريق أفضل من الحديد والخشب.
• مكوناتها متوفرة في معظم البلاد وتكلفتها مناسبة.
• مع حديد التسليح تتحمل الشد أيضًا، فتصلح للجسور والبلاطات والكباري.

عيوب الخرسانة وكيف يتعامل معها التصميم

الخرسانة ثقيلة، وضعيفة في الشد، وتتشقق إذا انكمشت بسرعة. يتعامل التصميم الإنشائي مع ذلك بالتسليح، وبفواصل التمدد في المباني الطويلة، وبحساب الأحمال بدقة. ويتعامل التنفيذ مع الباقي، خصوصًا المعالجة.

الخرسانة الجاهزة والصب في الجو الحار

أغلب المشاريع في المدن السعودية تستعمل الخرسانة الجاهزة، فهي تُخلط في المصنع بنسب مضبوطة وتصل بشاحنة خلاطة. والمهم أن تُصب قبل أن تبدأ في التصلب داخل الشاحنة، فالمسافة بين المصنع والموقع وزحمة الطريق تؤثران في جودتها.

وفي حر الصيف يتبخر الماء من سطح الخرسانة بسرعة فتتشقق. لذلك يُفضل الصب في الصباح الباكر أو المساء، وتُبرد الخلطة أحيانًا بماء مثلج، وتُرش الخرسانة بالماء أو تُغطى بعد الصب لعدة أيام. هذه المعالجة جزء أساسي من قوة الخرسانة النهائية.

الخرسانة في التصميم الإنشائي

في المخططات الإنشائية يحدد المهندس قوة الخرسانة المطلوبة لكل عنصر، ومقاسات الأعمدة والجسور والبلاطات، والتسليح وتفاصيله، والغطاء الخرساني. يضم فريقنا مهندسين إنشائيين ضمن 20 مهندسًا في التخصصات المختلفة، ونقدم التصميم الإنشائي للمشاريع السكنية والتجارية، ومراجعة المخططات الإنشائية قبل التنفيذ، وفق كود البناء السعودي.

أسئلة شائعة عن الخرسانة