الشروخ الخرسانية هي عيوب فنية خطرة تتشكل في الإنشاءات والمباني الخرسانية لأسباب عديدة وتظهر بأشكال مختلفة تبعاً لأسباب نشوئها وتشكلها ، وقد تصل عواقب وجود هذه العيوب إلى التهديد الواضح في خسارة المتانة الضرورية لتماسك أساسات المباني واستهلاك مبكر لعمر المنشأة
الخرسانية .
سنحاول فيمايلي توضيح التصنيفات الأساسية لهذه الشروخ تبعا للمسببات الشائعة للمنشآة مسبقة الصنع أو التي يتم صبها في موقع العمل .
أولاً : الشروخ الإنشائية :
تنشأ هذه الشروخ بشكل أساسي نتيجة لاجهادات الشد الناتجة عن عزوم الانحناء الناتجة عن الأحمال التي تتعرض لها الكمرات غالباً .
وتبقى هذه الشروخ التي من الصعب تجنبها في الحالة الطبيعية ، مقبولة طالما لم تتجاوز الحدود المسموح بها ، والتي تبقى ضمن عوامل الأمان المدروسة تصميمياً ، والتي تفترض عموماً ألأ يتجاوز الشرخ سماكة الأمان بحدود 0.2 مم .
تتسبب الشروخ الإنشائية في الكمرات عمليات التآكل الخطرة والصدأ لحديد التسليح وخاصة عندما يتزايد سماكة الشرخ عن 0.4 مم ، لذلك ينصح بالتسليح الموزع بشكل منتظم للحديد واستخدام نوعيات الخرسانة الجيدة تفادياً لخطورة هذه الأنواع من الشروخ .
من ناحية أخرى قد تؤدي أجهادات القص الناتجة عن أحمال القص إلى شروخ خرسانية إنشائية بشكل قطري باتجاه خطوط التسليح لقضبان الحديد ، وتتكون بالضرورة هذه الشروخ نتيجة عيوب في عمليات الربط للخرسانة مع قضبان التسليح .
ثانيا : الشروخ غير الانشائية :
وهي الشروخ الناتجة عن عيوب لاتتعلق وتتوقف على العمليات الإنشائية المرافقة لتشكل الخرسانة
الشروخ الناتجة عن عملية الانكماش الحراري للخرسانة المصبوبة .
تنشأ هذه الشروخ :
* شروخ الانكماش اللدن :
تحدث نتيجة التبخر السريع للماء من سطح الخرسانة وهي لدنه أثناء تصلدها . وهذا التبخر السريع يتوقف على عوامل كثيرة أهمها درجة الحرارة وشدة الشمس المباشرة تجعل معدل التبخر أعلى من معدل طفو الماء على سطح الخرسانة . وتكون شروخ الانكماش اللدن عادة قصيرة وسطحية وتظهر في اتجاهين عكسيين في آن واحد .
وفي حالة عناصر المنشآت مسبقة الصب التي تصنع في أماكن مغلقة وتعالج جيداً فلا يخشى من خطورة شروخ الانكماش اللدن لصغرها .
الوسيلة الوحيدة العملية لمنع شروخ الانكماش هو تقليل الفاقد من الماء نتيجة البخر و ذلك عن طريق المعالجة المبكرة للخرسانة السطحية , و هناك عدة طرق لمنع الفقد السريع لرطوبة الخرسانة السطحية نتيجة الجو الحار أو الرياح الجافة منها :
1) استعمال رشاشات المياه الدوارة لزيادة تشبع الهواء الذي يعلو الخرسانة بالرطوبة .
2) تغطية سطح الخرسانة بافرخ من البلاستيك أو عدة طبقات من الخيش أو رشها بمواد سريعة التصلد لتكون طبقة تمنع تبخر الماء قبل انتهاء فترة الادماء .
3) استعمال كاسرات الرياح – و هي ألواح مائلة تعمل على تخفيض سرعة الهواء فوق سطح الخرسانة .
4) استعمال المظلات التي تعمل على تخفيض درجة حرارة الاسطح المعرضة للشمس .
* شروخ انكماش الجفاف Drying Shrinkage Cracking :
يحدث هذا النوع من الشروخ عندما تقابل العناصر القصيرة ذات التسليح القليل حواجز تعيقها ( كما في حالة اتصال كورنيشية ذات ثخانة صغيرة ببلاطة شرفة ذات ثخانة كبيرة )وفي الكمرات مسبقة الصنع فإن خرسانة الأطراف المفصلية تصب في مجاري من وصلات متصلدة مسبقة الصنع (كقالب) . ونظراً لضيق هذه المجاري نسبياً لتسهيل عملية الصب ، وتحدث في الفواصل الرأسية غالباً شروخ دقيقة نتيجة الانكماش .
فروق الإجهاد الحرارية Differential Thermal Strains :
إن أسلوب الإنشاء في المنشآت مسبقة الصب يساعد على التأثر باختلاف درجة الحرارة لاختلاف الطقس الطبيعي أو نتيجة التسخين Steam Curing . ولذا تظهر الشروخ في البحور المحصورة عندما يكون اتصال وجهيها بالمنشأ متيناً .
كما أن الحرارة المفاجئة لها تأثير آخر حيث يولد الارتفاع المفاجئ في درجة الحرارة سلسلة من الشروخ أيضاً إذا حدث اختلاف كبير في درجة الحرارة بين وجهي بلاطة أو كمرة .
وهذا التأثير نادر الحدوث في المنشآت السكنية . ولكن قد يحدث في منشآت معينة ، مثل حوائط الخزانات وفي حالات خاصة عندما يكون السائل المخزون داخل الخزان ساخناً أو بارداً جداً . كما تحدث إجهادات بالمنشأ نتيجة اختلاف درجة الحرارة بين أجزائه المختلفة ، فأطراف الواجهة مثلاً تتعرض لأشعة الشمس المباشرة فتتمدد ، بينما تظل درجة حرارة باقي المنشأ منخفضة ، فينتج عن ذلك ظهور شروخ قطرية من الزوايا في أرضيات المنشآت الطويلة جداً أو المتينة جداً . وهناك أنواع أخرى من الشروخ قد تحدث تحت هذا التأثير وبخاصة مع حدوث الضوضاء والاهتزازات ، وتقلل الشروخ الناتجة من الانكماش وفروق درجات الحرارة من متانة المنشأ وهذا يعني أن الإجهادات لا تتزايد بعد حدوث الشروخ .
* شروخ الانكماش الحراري :
يتولد أثناء عملية التصلب المبكرة حرارة ناتجة من التفاعل الكيميائي بين الماء والإسمنت . وغالباً ما تعالج العناصر المسبة الصنع بالبخار Steam Curing وهذه المعالجة الحرارية تولد كمية كبيرة من الحرارة خلال الخرسانة . وعند ما تبرد الخرسانة وتنكمش تبدأ الاجتهادات الحرارية في الظهور والنمو خاصة إذا كان التبريد غير منتظم خلال العنصر . وقد يحدث إجهاد الشد الحراري شروخاً دقيقة جداً يقدر أن يكون لها أهمية إنشائياً. ولكن ذلك يوجد أسطحاً ضعيفة داخل الخرسانة ، كما أن انكماش الجفاف العادي يؤدي إلى توسيع هذه الشروخ بعد ربط العناصر مسبقة الصنع .
ثالثا : شروخ نتيجة التآكل :
هناك نوعان رئيسان من العيوب يساعدان على تزايد تأثير عوامل التعرية على المنشأ الخرساني ، وهما :
* تآكل حديد التسليح :
ينمو الصدأ ويتزايد حول حديد التسليح منتجاً شروخاً بامتداد طولها . وقد يؤدي ذلك إلى سقوط الخرسانة كاشفة حديد التسليح وتساعد كلوريدات الكالسيوم الموجدة في الخرسانة على ظهور هذا العيب ، كما تساعد على ذلك الرطوبة المشبعة بالأملاح في المناطق الساحلية تحمل كلوريد الكالسيوم ، وبالتالي فإن خطورة تآكل الحديد تصبح كبيرة في هذه الحالة .
إن شروخ تآكل الحديد خطيرة على عمر المنشأ وتحمله حيث تقلل مساحة الحديد في القطاع الخرساني، وهذه الظاهرة خطيرة بصفة خاصة في الخرسانة مسبقة الإجهاد .
* نخر الخرسانة :
هناك تفاعلات كيميائية تؤدي إلى تهتك الخرسانة والحالة الأكثر شيوعاً هي تكوين الـ Ettringit نتيجة اتحاد الكبريت مع ألومينات الإسمنت في وجود الماء . والملح الناتج ذو حجم أكبر من العناصر المكونة له ، والتمدد الناتج يؤدي إلى تفجر الشروخ وسقوط أجزاء الخرسانة المتهتكة . وقد يظهر خلل كيميائي نتيجة اختيار حبيبات ( حصى ) غير ملائمة ، فإن النتوءات والحفر التي تظهر على السطح الخرساني تعني أن الحبيبات المعزولة قد تفتتت .
يجب ملاحظة الشروخ عندما تظهر في المنشأ الخرساني وعند ظهورها يجب اختبار سمك الشرخ وطوله وعمقه . ومن المهم ملاحظة ما إذا كان الشرخ يتسع بمرور الوقت أم لا . وهناك طرق كثيرة تستخدم الدراسة ذلك ( مثل استخدام بقع الجبس فوق الشروخ ومتابعة حدوث الشروخ في الجبس ، أو باستخدام جهاز يقيس العرض بين كرتين من الحديد مثبتتين على جانبي الشرخ ) .
ويجب قياس تشوه أو انحناء عناصر المنشأ التي تحدث فيها الشروخ الإنشائية باستخدام نقط المناسيب المعروفة كمرجع للقياس ( من الضروري معرفة الهبوط النهائي للأساسات ) ، وسوف تقودنا الملاحظة وأخذ القراءات المختلفة إلى معرفة نوع الشروخ من حيث أسبابها .