الخرسانة مسبقة الاجهاد (الشد) و الخرسانة مسبقة الصب :

أولا : الخرسانة مسبقة الإجهاد او الشد (Pre-stressed Concrete):

يتم تطبيق الخرسانة مسبقة الإجهاد عن طريق صب الخرسانة بالاشتراك مع حديد التسليح الذي عادة مايكون على شكل شبكة تسليح علوية وسفلية وباءستخدام الكابلات الفولاذية (strands).حيث يتم شد هذه الكابلات بعد الصب إلى ما يقرب من ثلاثة أرباع قوتها النهائية تقريبا KN 148. بمجرد أن تصل الخرسانة إلى قوتها المطلوبة ، يتم تحرير الكابلات. تتفاعل الكابلات الفولاذية مع التحرير ، وتنقل إجهادات الشد إلى الخرسانة ، مما يجعل مكونًا هيكليًا أقوى.

يتم اعتماد هذه الطريقة عادة في المباني اذات الطوابق المتعددة اي المباني العامودية (الابراج )

وذلك بسبب قصر مدة التنفيذ لسلابة كل طابق , وامكانية البدء في الطابق الذي يليه بوقت قصير جدا من 10 الي سبعة ايام مقارنة بالخرسانة المسلحة العادية, الي تحتاج الى 28 يوما حتى نستطيع البدء في اعمال الطابق التالي , وبالاضافة الى ذلك فاستخدام هذه الطريقة يساعد على تقليل كمية الحديد المستخدم في البناء من ناحية وتقليل العمدان الخرسانية من ناحية أخرى بسبب امكانية عمل بحور كبيرة بين العمدان وبالتالي تخفيف الوزن على القواعد ايضا وتستخدم حاليا بشكل اساسي في بناء جسور مرور المركبات ..

أحيانا يتم استخدام جسور فقط من الخرسانة مسبقة الشد في الفلل والجوامع والقاعات ودمجها مع اسقف الخرسانة العادية حتى نتمكن من الاستغناء عن العمدان المطلوبة لدعم هذه الاسقف .

ويجدر الذكر انه يندر استخدام الخرسانة مسبقة الاجهاد في المشاريع الصفيرة لان فارق المدة لايكون مجديا لنفكر باستخادمها مثل ان يكون المبنى مكون من طابقين او ثلاثة .

ولشرح طريقة تنفيذ سقوف الخرسانة مسبقة الاجهاد بأختصار شديد :

أولا :  انجاز اعمار الشدة الخشبة للطابق الذي بدأنا تنفيذه.

ثانيا : يتم احضار الكوابل الفلاذية وتكون على شكل رولات للمشروع.

ثالثا :  يتم تقطيع اطوال الكوابل حسب المخططات التنفيذية في للموقع

رابعا : يتم عمل شبكة الحديد السفلية وتمديدات الكهرباء واماكن فتحات الميكانيك

خامسا:  تيم احضار ما يسمى الدكتات وهي عبارة عن تيوب حديدي توضع فيه الكابلات التي تسمى

strands في هذه الحالة

سادسا:  تفرد الدكتات على طول السلابة بالاتجاهين حسب المخططات الانشائية ويقوم المقاول برش اماكن الكابلات باستخدام سبراي احمر عادة وتوضع على ما يسمى كراسي وهي عبارة عن دعامة حديد غالبا 8 او 6 مم

ليعطي شكل الدكت في النهاية شكل العزوم (moments) المنشأ وتربط بالكراسي جيدا والاهم هنا هو اماكن العزوم الاعلى (مثل متصف الجسور ) حيث تكون اعلى ارتفاعات للدكتات وهي مناطق العزوم الأعلى وعندها نستخدم كراسي اقوى 10 مم

سابعا: يتم وضع الكابلات في الدكتات ايضا حسب المخططات فقد يكون في الدكت الواحد اثنان ثلات او اكثر من الكابلات

ثامنا: يتم التأكد من اماكن ما يسمى بالنهايات الحية وهي التي يتم الشد منها ومايسمى النهايات الميتة والتي تعمل باستخدام آلة معينة على شكل بصلة او هناك من يسميها وردة

ثامنا :تربط النهايات الحية بما يسمى انكو (anchor ) حيث يتم تجميع الكوابل به ووضهعا على الطوبار الافقي حول سلابة السقف و احيانا تكون داخل السلابة فيتم وضع صندوق خشب حولها ويتم حمايته ببولتسترين اثناء الصب حتى نتمكن من الوصول للكوابل وشدها بعد الصب

تاسعا: تثبت الكوابل بما يسمى ودجات للمحافظة عليها

عاشرا:  توضع شبكة الحديد العلوي والحديد الاضافي في اماكن التقوية وتجهز السلابة لعملية الصب.

احد عشر : تتم عملية الصب

اثنى عشر:  عادة يتم شد الكابلات اليوم التالي بمى يسمى شد مبدئي

ثلاثة عشر:  بعد وصول الخرسانة الى 75% من قوتها وهو ما بتم التأكد منه من نتائج فحص المكعبات التي تأخذ وقت الصب وموافقة الاستشاري يتم عمل الشد النهائي حسب المطلوب في المخططات التنفيذية ويكون عادة ثلاث ارباع قوتها النهائية بقيمة 148 كيلو نيوتن تقريبا ويتم قص الزائد من الكابلات وتعليمها حتى لايتم شدها بالخطأ مرة أخرى ويغلق مكان الشد بمواد موافق عليها

وأخيرا: يتم صب الروبة في الدكات بأستخدام روبة اسمنتية من خلال تيوبات يتم وضعها في طرفي الدكتات قبل الصب لهذا الغرض

  Back  propping ويجدر حاليا انه عند فك الدعامات للسلابة يجب وضع ما يسمى

 لفترة كافية حتى نتأكد من سلامة المبنى

ثانيا : الخرسانة مسبقة الصب :

هي خرسانة يتم تصنيعها في مصانع خارج الموقع حيت يتم صبها في قوالب مسبقًا مع حديد التسليح وايضا كوابل فولاذية. و بعد الصب والمعالجة ، يمكن شحن هذه المكونات مباشرة إلى موقع العمل وتكون جاهزة للتركيب.

طريقة تنفيذها في المصانع تشبة الى حد كبير الخرسانة مسبقة الشد فهي تعتبر نوع منها لكل الفرق انه يتم صبها خراج الموقع ونقلها للموقع وتركيبها في اماكنها في الموقع

احينا تكون الجسور Beams معمولة بهذه الطريقة والسلابات والتي تسمى hollow core slab واحيانا يتم صب الجسور في الموقع وفقط السلابات تكون مسبقة الصب

وفي الحالتين يكون مقطع الجسر على شكل حرف T مقلوب أو L حتى يتم تحميل قطع الhollow core عليها وثم توضع عليها شبة حديد 8 او 10 مم وتصب فرشة خرسانة تقريبا 7 سم لتربط كل اجزاء السقف مع بعضه البعض .

في كثير من الاحيان تكون ايضا الجدران منفذة ايضا بهذه الطريقة وهذه تستخدم عادة في مشاريع تجمعات الفلل المتشابه

تعتمد هذه الطريقة غالبا في المشاريع الافقية الكبيرة مثل المولات والجامعات والمدارس او في مشاريع تجمعات الفلل التي تكون مكونة من عدد كبير من الفلل المتشابه , لانها تعتبر مجدية ماديا وزمنيا فقط في هذه الحلات لانه يتم لستخدام نفس القوالب في صب العديد من العناصر بسبب تشابه اشكالها اما اذا كان المبنى صغير او عدد الفلل المنفذه قليل فلا تكون مجدية وستكون كلفتها اعلى من البناء التقليدي

تجدر الاشارة الى ان هذه التقنية تستخدم ايضا للتشطيباب بشكل كبير مثل تلبس الواجهات الخارجية للمباني وغيرها وايضا في كثير من المشاريع يتم عمل الادراج بهذه الطريقة للتخلص من الوقت والمجهود اللازم لتنفيذ السلالم والتي تستهلك الكثير من الوقت خصوصا أعمال النجارة وحتى تصليح مشاكل الصب فيها لاحقا

..

اذا فوائد النوعين المذكورين وتميزهما عن الخرسانة المسلحة العادية هي :

1- فترات بناء قصيرة وسريعة حيث تقلل الطريقتين كثيرا من وقت البناء مقارنة بطرق البناء التقليدية او الخرسانة المسلحة العادية

2- فعالة من حيث التكلفة – يمكن إنتاج المكونات القياسية الجاهزة بكميات كبيرة بتكلفة منخفضة. يمكن أن تقدم تشطيبات المعمارية تشطيبات جذابة وفعالة في حالة استخدامها لفرض التشطيب ومن حيث التكلفة تحاكي الطوب التقليدي أو المواد المماثلة.

3- بيئة إنتاج خاضعة للرقابة ، تصنيع في الوقت المناسب

4- لاتشكل ازدحام في الموقع ،حيث يتم نقلها في فقط في الوقت المحدد عادة

5- القوة / الكثافة

6- المرونة / التنوع

7- مبنى طويل الأمد وذا عمر افتراضي اطول

8 – تعتبر مقاومة للصدأ والحرائق بشكل أكبر

أخيرا” بالنسبة للاسعار فيصعب جدا المقارنة بين أنواع الخرسانة المسلحة المختلفة حيت ان المتوسط للمتر المربع قد يتراوح بين 320 دولار 520 دولار وذلك الاختلاف طبعا لأختلاف اسعار المواد المستخدمة بشكل كبير من بلد لبلد ومن فترة الى أخرى حيث مثل اسعار الخرسانة والحديد والفولاذ , ولكن كما ذكرنا سابقا فاعتمادنا على الطريقة الأمثل فيه البناء للمشروع تعتمد على عدة عوامل , فكما ذكرنا انه في حالة البنايات ذات الطوابق المتعددة كالابراج فان الخرسانة مسبقة الاجهاد هي أفضل خيار لأنها توفر الكثير من الوقت والعمالة والاوزان ايضا فكلما كان البناء أعلى كلما كان التوفير ملحوظا أكثر , اما في حالة المباني الأفقية الكبيرة او مشاريع الفلل المتشابهة فالخيار الامثل هي الخرسانة مسبقة الصب وذلك لتوفيرها الكثير من الوقت وسرعة تنفيذها الكبير هذا غير انه من الممكن البدء بتصنيعا بفترة كبيرة تسبق تجهيز الموقع . اما في حالة المشاريع الصفيرة فيكون الخيارات الاخرى مجدية اكثر مثل الخرسانة المصمتة Solid slap او اسقف الاعصاب Rips slab او Hordi slabs خصوصا في مشاريع الفلل الفردية , الا انه في بعض الاحيان قد نجبر على اختار نوع معين ليتوافق ويلبي حاجات التصميم المعماري للمشروع ..