تشققات الخرسانة: أنواعها وأسبابها وطرق الوقاية منها

هل هي خطوط رفيعة تظهر على البلاطة بعد ساعات قليلة من الصب، أم شق يتفتح في عارضة بعد أشهر؟ كلاهما تشقق، لكن دلالتهما مختلفة تمامًا. الخرسانة مادة تتحمل الضغط جيدًا لكنها ضعيفة أمام الشد؛ فهي تتشقق عندما يتغير حجمها ويكون هذا التغير مقيدًا. إن وقت ظهور الشق، والاتجاه الذي يسلكه، وما إذا كان يتسع مع الزمن، كلها عوامل تكشف سببه وحدها تقريبًا. التشخيص الصحيح يحميك من تكاليف حقن غير ضرورية ومن مشكلة إنشائية قد تكون أُغفلت.

لماذا تتشقق الخرسانة؟

تتمتع الخرسانة بمقاومة ضغط عالية؛ غير أن مقاومة الشد فيها تعادل تقريباً عُشر مقاومة الضغط. تنكمش الخرسانة عند الجفاف، وتتمدد عند التسخين، وتتقلص عند التبريد، وتتغير أبعادها تحت الحمل. لا تؤدي أي من هذه الحركات وحدها إلى حدوث تشقق. ينشأ التشقق عندما تُعاق الحركة: بلاطة تحتك بالأرض، أو عارضة محصورة بين عمودين صلبين، أو أساس ساخن من الداخل بارد من الخارج. يولّد التغير الحجمي المُقيَّد إجهاد شد في الخرسانة؛ وفي اللحظة التي يتجاوز فيها هذا الإجهاد مقاومة الشد في تلك اللحظة، تتشقق الخرسانة.

لذلك ينبغي ألا يكون السؤال الأول عند تشخيص التشقق "هل كانت الخرسانة رديئة؟" بل "أي حركة أُعيقت، ومتى، وبماذا؟". مقاومة الشد في الخرسانة الطازجة تكاد تكون صفرًا؛ لذا حتى الإجهادات الصغيرة جدًا في الساعات الأولى تفتح تشققات. أما في الخرسانة المتصلّبة، فيتطلب فتح الشق نفسه قوة أكبر بكثير. التوقيت هو هوية الشق.

تقسيم الشقوق إلى مجموعتين رئيسيتين يسهّل عملكم. المجموعة الأولى هي الشقوق الحجمية الناتجة عن الحركة الداخلية للخرسانة نفسها: الانكماش اللدن، الهبوط اللدن، انكماش الجفاف والشقوق الحرارية. المجموعة الثانية هي الشقوق الإنشائية الناتجة عن مؤثرات خارجية: الحمل الزائد، هبوط التربة، تآكل حديد التسليح. الشقوق في المجموعة الأولى تُعد غالبًا مشكلة تجميلية ومتانة؛ أما المجموعة الثانية فهي مشكلة تتعلق بالقدرة الإنشائية وتتطلب تدخل مهندس.

شقوق الانكماش اللدن: مشكلة الساعات الأولى

متى: بين أول 30 دقيقة و6 ساعات بعد الصب، بينما لا تزال الخرسانة في حالتها اللدنة. يبدأ عادة بعد التسوية بالمسطرة، في اللحظة التي يفقد فيها السطح لمعانه.

المظهر: خطوط رفيعة قصيرة وضحلة، إما متوازية أو موزعة عشوائياً. يتراوح طولها غالباً بين 20-100 سم، وقد يكون عرضها بدقة الشعرة أو يصل إلى 2-3 مم. عمقها ضئيل عادة، لكنه قد يصل أحياناً إلى نصف سمك البلاطة. تسير في الغالب بشكل عمودي على اتجاه الرياح. لا تتبع مسار حديد التسليح؛ وتتركز عند الزوايا والأسطح المكشوفة الواسعة.

السبب: عندما تتجاوز كمية الماء المتبخر من السطح كمية ماء الرشح الصاعد من داخل الخرسانة إلى السطح، يجف السطح وينكمش. أما الخرسانة الموجودة تحته فلا تزال رطبة وساكنة؛ فتُشدّ الطبقة السطحية في مواجهة هذا التقييد وتتمزق. الطقس الحار، والرطوبة المنخفضة، والرياح القوية، وارتفاع درجة حرارة الخرسانة تضاعف التبخر جميعًا. وفي درجة الحرارة نفسها، يُحدث اليوم العاصف تبخرًا يعادل عدة أضعاف ما يحدثه يوم هادئ. في Bodrum، تُبرز الرياح القادمة من البحر هذا الخطر خصوصًا في أيام الصب في الربيع والخريف.

الإجراء الوقائي: كل ما يُبطئ التبخر مفيد. انقلوا وقت الصب إلى الساعات الباردة؛ بلّلوا القالب والأرضية مسبقًا؛ رشّوا مادة معالجة مانعة للتبخر دون تأخير بعد التمشيط، أو حافظوا على رطوبة السطح برذاذ ماء ناعم؛ أقيموا حاجزًا للرياح؛ وفي البلاطات الواسعة افرشوا غطاءً فور انتهاء التشطيب. إذا لوحظ تشقق قبل اكتمال التمليس، يمكن إعادة تمشيط السطح وإغلاقه؛ أما بعد شك الخرسانة فتضيع هذه الفرصة. للاطلاع على خطوات تطبيقية تفصيلية حول المعالجة في الطقس الحار، يمكنكم مراجعة مقالنا عن المعالجة والصب في الطقس الحار.

شقوق الهبوط اللدن: خطوط تتبع مسار حديد التسليح

متى: خلال الساعات القليلة الأولى بعد الصب، قبل الشك.

المظهر: يتشكل الشق فوق عائق داخل الخرسانة ويتبع خط ذلك العائق. يظهر في البلاطة فوق قضبان التسليح العلوية مباشرة، وفي الكمرة عند فواصل الكانات، وفي المناطق العلوية للأعمدة والجدران الحاملة. وعند رؤية شقوق منتظمة الفواصل، مستقيمة الخط، تتطابق تمامًا مع مخطط توزيع التسليح، فالأرجح أنها هبوط لدن. وأحيانًا يُلاحظ انخفاض طفيف على جانبي الشق أيضًا.

السبب: تستمر الخرسانة الطازجة، بعد وضعها، في الهبوط تحت وزنها الذاتي؛ فتنزل الحبيبات الصلبة إلى الأسفل ويصعد الماء إلى الأعلى. إذا وُجد داخل الخرسانة عائق مثل حديد التسليح أو أنبوب أو نتوء في القالب، فإن الخرسانة فوق العائق لا تستطيع الهبوط بينما تهبط الخرسانة المجاورة له. هذا الفرق يُحدث خط إجهاد على السطح، وتتمزق الخرسانة على امتداد العائق. الخلطات ذات القوام العالي، والمفرطة في الماء، وغير المدكوكة بشكل كافٍ، وكذلك غطاء التسليح غير الكافي، كلها تُحفّز هذه الآلية. في المقاطع العميقة (الجوائز العالية، رؤوس الأعمدة) يكون الهبوط أكبر، وكذلك خطر التشقق.

الإجراء الوقائي: لا تختاروا قوامًا أعلى من اللازم؛ ولا تضيفوا الماء في الموقع أبدًا. حافظوا على الغطاء الخرساني بالقيمة المحددة في المشروع؛ ولا تضعوا حديد التسليح قريبًا جدًا من القالب. طبّقوا الهزّاز لمدة ومسافات كافية. من أنجع الطرق إعادة الاهتزاز: إذا طُبّق اهتزاز ثانٍ بعد وضع الخرسانة، طالما لا تزال إبرة الهزّاز قادرة على الغوص بوزنها الذاتي، تنغلق شقوق الترسّب. كما يفيد في الأعمدة والجدران الحاملة صب الجزء السفلي أولًا، وانتظار ترسّبه، ثم الانتقال إلى الجزء العلوي.

شقوق انكماش الجفاف: تقلّص يستمر أشهرًا

متى: في الخرسانة المتصلدة، بعد أسابيع بل وأشهر من الصب. يحدث الجزء الأكبر من الانكماش خلال الأشهر الثلاثة الأولى؛ لكنه يستمر حتى عام كامل.

المظهر: شقوق مستقيمة عادةً، منتظمة التباعد، وتمتد عبر المقطع بالكامل. تتكرر في البلاطات الطويلة على مسافات محددة، وتظهر رأسياً في الجدران وجدران القص، وتخرج بشكل قطري من الزوايا وحواف الفتحات (النوافذ، الأبواب، فتحات التفتيش). يتغير عرضها باتساع وانغلاق مع تغير الفصول؛ فعند قياسها تكون ضيقة في الصيف وواسعة في الشتاء.

السبب: بينما يتبخر الماء الحر الموجود في الخرسانة المتصلدة تدريجيًا، تنكمش العجينة الأسمنتية. لو كانت الخرسانة حرة الحركة لما شكّل هذا الانكماش أي مشكلة؛ لكن البلاطة مرتبطة بالتربة، والجدار بالأساس، والجائز بالعمود. الانكماش المقيَّد يتحول إلى إجهاد شد، وعندما يتجاوز هذا الإجهاد المقاومة تتشقق الخرسانة. كلما زادت كمية الماء في الخلطة زاد الانكماش؛ فارتفاع نسبة الماء إلى الأسمنت، وزيادة عجينة الأسمنت، والركام الناعم الحبيبات، والجفاف المبكر في رطوبة منخفضة، كل ذلك يزيد من انكماش الجفاف. لقد شرحنا هذه العلاقة بين الماء والمقاومة بالتفصيل في مقال نسبة الماء إلى الأسمنت.

الإجراء الوقائي: لا يمكن إلغاء انكماش الجفاف؛ الهدف هو السيطرة على التشقق. توجد لذلك ثلاث وسائل. الأولى الخلطة: أقل محتوى ممكن من الماء، مع الحفاظ على نسبة عالية من الركام الخشن. الثانية المعالجة: الحفاظ على رطوبة الخرسانة في الأيام الأولى يرفع المقاومة ويؤخر الانكماش في آن واحد، بحيث تنكمش الخرسانة وهي أقوى. الثالثة الفواصل: في البلاطات أنتم من يحدد مكان التشقق. فواصل الانكماش المقطوعة بعمق يعادل ثلث السماكة تحصر التشقق في خط منتظم. يجب قطع الفواصل خلال 6-18 ساعة بعد الصب؛ فإذا تأخر ذلك، تفتح الخرسانة فواصلها الخاصة بشكل عشوائي. حديد تسليح الانكماش لا يمنع التشقق، لكنه يوزّع عرضه ويُبقيه صغيرًا.

الشقوق الحرارية: الداخل ساخن، الخارج بارد

متى: في الأيام الأولى بعد الصب؛ عادة بين اليوم 1 واليوم 7. يظهر في المقاطع السميكة (الأساسات اللبشية، الجدران الاستنادية، رؤوس الأعمدة الكبيرة، ركائز الجسور).

المظهر: شقوق رأسية أو مائلة قليلاً في الجدران الحاملة، وفي الأساسات الرصيفة عادة ما تكون عمودية على الضلع الطويل وبفواصل منتظمة. تبدأ من السطح وتتعمق تدريجيًا. تشبه شقوق انكماش الجفاف، إلا أن الفرق هو ظهورها أبكر بكثير واقتصارها على المقاطع السميكة فقط.

السبب: يُصدر الإسمنت حرارة أثناء تفاعله مع الماء. في البلاطة الرقيقة تتبدد هذه الحرارة فورًا؛ أما في الكتلة السميكة فإن الحرارة المتراكمة في الداخل لا يمكن أن تتسرب إلى الخارج، وقد ترتفع درجة حرارة اللب حتى 60-70 °C. أما السطح الخارجي فيبرد لتلامسه مع الهواء. وعندما يتجاوز فرق درجة الحرارة بين الداخل والخارج 20 °C، يُقيَّد الغلاف الخارجي الذي يريد أن يبرد وينكمش بواسطة اللب الساخن والمتمدد الذي لا يزال كذلك، فيتشقق. وإذا أُزيل القالب مبكرًا يبرد السطح فجأة ويزداد الخطر. إن ارتفاع جرعة الإسمنت واستخدام إسمنت سريع الشك والخرسانة الساخنة يحفّز هذه الآلية.

الوقاية: تعمل من جبهتين. لتقليل توليد الحرارة، يُختار إسمنت منخفض حرارة الإماهة (خلطات بالخبث أو الرماد المتطاير) وأقل جرعة إسمنت تسمح بها مقاومة التصميم؛ وفي الأيام الحارة تُخفَّض درجة حرارة الخرسانة بالماء البارد والركام المحفوظ في الظل. أما لتقليل فرق درجة الحرارة، فيُعزَل السطح: يُفكّ القالب متأخرًا، وتُغطّى الأسطح المكشوفة بأغطية عازلة، وتُنفَّذ صبّات الخرسانة الكتلية على مراحل عند الحاجة. الهدف ليس منع تبريد الخرسانة، بل ضمان أن يبرد الداخل والخارج بسرعة متقاربة تقريبًا. وفي الصبّات الكتلية الحرجة، تُبيّن مراقبة درجات حرارة اللُّب والسطح بمقياس الحرارة الوقت المناسب لإزالة العزل.

الشقوق الإنشائية: الحمل والهبوط والتآكل

متى: بعد دخول المنشأة حيز الاستخدام، في أي لحظة خلال السنوات. يظهر أحيانًا أيضًا أثناء إزالة القوالب.

المظهر: يحمل ثلاث بصمات مختلفة بحسب السبب. يتشكل شق الانحناء في منطقة الشد من الكمرة أو البلاطة (أسفل منتصف البحر، وأعلى الركائز)، ويسير عمودياً على محور العنصر، ويكون واسعاً عند سطح الشد ثم يضيق باتجاه المحور المحايد حتى ينتهي. أما شق القص فيسير بميل يقارب 45 درجة بالقرب من الركائز؛ وهو الأخطر لأنه يشير إلى آلية انهيار مفاجئ. ويسير شق التآكل موازياً لحديد التسليح، ويرافقه تسرب بلون الصدأ من الشق وتقشر الغطاء الخرساني مع مرور الوقت. أما الشقوق الناتجة عن هبوط الأساسات فتظهر في الجدران بشكل قطري على هيئة درجات السلم، وتتسع باتجاه المنطقة الهابطة.

السبب: حمل غير مدرج في التصميم (معدات ثقيلة، إضافة طابق، تغيير في الاستخدام)، تسليح غير كافٍ أو موضوع في غير مكانه الصحيح، إزالة مبكرة للقوالب، هبوط تفاضلي في التربة، وتآكل التسليح الناتج عن الكلوريدات أو الكربنة. في التآكل، يشغل الصدأ حجمًا يعادل عدة أضعاف حجم الفولاذ؛ وهذا التمدد يفجّر الخرسانة من الداخل. على الساحل، في بيئات مالحة ورطبة مثل Bodrum، يجعل غطاء التسليح غير الكافي والنفاذية العالية التآكل أمرًا لا مفر منه مع مرور السنين.

الإجراء الوقائي: تُتخذ إجراءات الوقاية من التشقق الإنشائي في مرحلة التصميم لا في الموقع: تحليل صحيح للأحمال، تسليح مناسب، غطاء خرساني كافٍ. ما يقع على عاتقكم في الموقع هو طلب الخرسانة بصنف المقاومة وفئة التأثير البيئي المحددين في المشروع، واستخدام فواصل الغطاء الخرساني، وعدم فك القوالب قبل انتهاء المدة المحددة في المشروع، وعدم إضافة الماء إلى الخرسانة في الموقع. الخرسانة غير المنفذة ذات نسبة الماء/الإسمنت المنخفضة هي أرخص درع يحمي حديد التسليح من الكلوريدات.

أي تشقق خطير وأيها تجميلي؟

اطرحوا الأسئلة نفسها على كل شق تشاهدونه في الموقع؛ فالإجابات ستقودكم إلى الفئة الصحيحة.

• متى ظهر؟ إذا ظهر خلال أول 24 ساعة فمن المرجح أنه تشقق لدن (انكماش أو هبوط)؛ إذا ظهر خلال الأسبوع الأول فهو حراري؛ إذا ظهر بعد أسابيع أو أشهر فهو انكماش الجفاف؛ إذا ظهر بعد سنوات أو مع تغير الحمل فهو إنشائي.
• في أي اتجاه؟ إذا كان يتبع مسار التسليح فهو هبوط أو تآكل (صدأ)؛ وإذا كان عموديًا على محور العنصر فهو انثناء أو انكماش؛ وإذا كان مائلاً بزاوية 45 درجة فهو قص؛ وإذا كان على شكل درج فهو هبوط.
• هل يتّسع؟ ضع علامة على كل جانب من جانبي الشق وقِس عرضه على مدى عدة أسابيع. الشق الذي يبقى ثابتًا يُعدّ شقًا "ميتًا" وغالبًا ما يكون تجميليًا. أما الشق الذي يستمر في الاتساع فهو يشير إلى سبب نشط.
• ما مدى اتساعه؟ تُعتبر الشقوق التي تقل تقريبًا عن 0,3 mm مقبولة عمومًا في العناصر الداخلية؛ أما في البيئة الخارجية والمنشآت الحاوية للماء فالحد أضيق (0,1-0,2 mm). وهذه ليست قيمًا قانونية قطعية، بل قواعد عامة تتغير حسب فئة التعرض البيئي في المشروع.
• هل يتسرب منها الماء؟ هل توجد بقع صدأ؟ يدل التسرب على أن الشق يخترق المقطع بالكامل؛ وتدل بقع الصدأ على تأثر حديد التسليح. كلاهما يُخرج الشق من فئة الشقوق التجميلية.
• أين؟ لا تُوضع الشقوق في العناصر الإنشائية الحاملة مثل الأعمدة ومناطق مساند الكمرات والجدران الحاملة والأساسات في نفس فئة الشقوق الشعرية على سطح البلاطة.

باختصار: شقوق الانكماش البلاستيكي وشقوق انكماش الجفاف الدقيقة تكون في الغالب تجميلية، لكن يجب إغلاقها من أجل الديمومة لأنها تسمح بمرور الماء والكلوريدات. أما شقوق الهبوط البلاستيكي فتنشأ مباشرة فوق حديد التسليح، وبالتالي فهي بوابة للتآكل؛ يجب إغلاقها. الشقوق الحرارية يمكن أن تخترق كامل السماكة، لذا تُؤخَذ على محمل الجد في المنشآت المائية. أما شقوق الانثناء والقص والهبوط والتآكل فهي شقوق إنشائية؛ ويجب أن يقيّمها مهندس إنشائي بغض النظر عن عرضها. عند رؤية شق قص، لا تنتظر.

نهج الإصلاح: السبب أولًا، ثم الحشو

القاعدة الأولى في الإصلاح: الشق الذي لم تُزَل مسبباته يعاود الانفتاح بعد الحشو. إذا كانت التربة لا تزال تهبط، أو لم يُرفع الحمل الزائد، أو كان التآكل مستمرًا في التقدم، فإن الحقن لا يفعل سوى كسب الوقت. بعد تحديد السبب ووقفه، يتم اختيار طريقة الإصلاح وفق طبيعة الشق.

• حقن الإيبوكسي: للشقوق الإنشائية الجافة غير المتحركة. يُحقن راتنج الإيبوكسي منخفض اللزوجة في الشق تحت ضغط؛ وعند تصلبه يجعل الخرسانة كتلة متجانسة ويعيد استمرارية المقطع. لا يُستخدم في الشقوق النشطة المتحركة؛ إذ يفتح الإيبوكسي المتصلب شقاً جديداً بجواره مباشرة.
• حقن البولي يوريثان: يُستخدم للشقوق المسرِّبة للماء والرطبة والتي تتحرك حركة طفيفة. فالراتنج المرن يرغو ويتمدد عند ملامسته الماء، فيوقف التسرب ويتحمل الحركات الصغيرة. يُفضَّل في شقوق الأساسات وجدران البدروم وخزانات المياه.
• إغلاق السطح وعمل الفواصل: للشقوق التجميلية الضحلة والدقيقة. يُفتح الشق على شكل حرف V، ويُنظَّف، ويُملأ بملاط ترميم مُعدَّل بالبوليمر أو بمعجون مرن. يُفضَّل المعجون المرن في الشقوق المتحركة؛ أما الملاط الصلب فيتشقق من جديد.
• الخياطة والتقوية الخارجية: في الشقوق الإنشائية المتسعة، يتم تقوية المقطع باستخدام مشابك فولاذية توضع عموديًا على الشق، أو شرائط ألياف الكربون، أو ألواح فولاذية. هذا مشروع هندسي وليس قرارًا ميدانيًا.
• إصلاح التآكل: قبل إغلاق الشق، تُكسر الخرسانة المحيطة بالتسليح الصدئ، ويُنظّف التسليح ويُستكمل عند الحاجة، ويُطبَّق طلاء أساسي مضاد للتآكل، ثم يُعاد تشكيل المقطع بمونة الترميم. أما إغلاق الشق وحده فيُخفي التآكل ولا يوقفه.

مهما بذلتم من جهد في الإصلاح، لا يوجد حل رخيص وفعّال مثل خرسانة صُبَّت بالخلطة الصحيحة وبالقوام المناسب، دون إضافة ماء في الموقع، وتمت معالجتها بشكل سليم. لتحديد فئة المقاومة وفئة التأثير البيئي المناسبة لمشروعكم، ولضبط الخلطة وفق درجة الحرارة وظروف الرياح في يوم الصب، تواصلوا مع فريق Bodrum Beton الفني قبل الصب؛ يمكنكم معرفة أي فئة خرسانة تناسب أي عنصر إنشائي في صفحة منتجاتنا.

الأسئلة الشائعة