أنواع الخرسانة

يتم إنتاج الخرسانة بمجموعة متنوعة من التركيبات والتشطيبات وخصائص الأداء لتلبية مجموعة واسعة من الاحتياجات.

قد تكون تصاميم الخلطات الخرسانية الحديثة معقدة. ويعتمد اختيار الخلطة الخرسانية على احتياجات المشروع من حيث القوة والمظهر، وكذلك على مدى توافقها مع التشريعات المحلية وقوانين البناء.

تبدأ عملية التصميم بتحديد متطلبات الخرسانة. وتراعي هذه المتطلبات الظروف الجوية التي ستتعرض لها الخرسانة أثناء الخدمة، بالإضافة إلى قوة التصميم المطلوبة. ويتم تحديد مقاومة الخرسانة للضغط من خلال أخذ عينات أسطوانية مصبوبة ومعالجة وفقًا للمعايير القياسية.

يجب أخذ العديد من العوامل في الاعتبار، بدءًا من تكلفة الإضافات والمواد المجمعة المختلفة، وصولاً إلى المفاضلات بين "الهبوط" لسهولة الخلط والوضع والأداء النهائي.

ثم يتم تصميم الخلطة باستخدام الأسمنت (الأسمنت البورتلاندي أو أي مادة أسمنتية أخرى)، والركام الخشن والناعم، والماء، والمواد الكيميائية المضافة. كما يتم تحديد طريقة الخلط، بالإضافة إلى الظروف التي يمكن استخدامها فيها.

وهذا يسمح لمستخدم الخرسانة بأن يكون واثقاً من أن الهيكل سيؤدي وظيفته بشكل صحيح.

تم تطوير أنواع مختلفة من الخرسانة لتطبيقات متخصصة وأصبحت تُعرف بهذه الأسماء.

يمكن أيضاً تصميم الخلطات الخرسانية باستخدام برامج حاسوبية. تتيح هذه البرامج للمستخدم اختيار طريقة تصميم الخلطة المفضلة لديه وإدخال بيانات المواد للوصول إلى تصميمات خلطات مناسبة.

استُخدم الخرسانة منذ العصور القديمة. على سبيل المثال، كانت الخرسانة الرومانية تُصنع من الرماد البركاني ( البوزولانا ) والجير المطفأ . وقد تفوقت الخرسانة الرومانية على أنواع الخرسانة الأخرى (مثل تلك التي تتكون من الرمل والجير فقط) ^{[ 1 ]} التي استخدمتها حضارات أخرى. إلى جانب الرماد البركاني المستخدم في صناعة الخرسانة الرومانية، يمكن استخدام غبار الطوب أيضًا. بالإضافة إلى الخرسانة الرومانية، ابتكر الرومان الخرسانة الهيدروليكية ، التي صنعوها من الرماد البركاني والطين . ^{[ 2 ]}

تُعرف بعض أنواع الخرسانة المستخدمة في صناعة منحوتات الحدائق وأحواض الزهور باسم " الحجر المركب" . لا توجد صيغة دقيقة واحدة تميز الحجر المركب عن أنواع الخرسانة الأخرى المُدعمة بالجير، وهذا ليس بالأمر المفاجئ، لأن هذا المصطلح أقدم من علم الكيمياء الحديث، إذ يعود استخدامه إلى تسعينيات القرن الثامن عشر على الأقل. في القرن التاسع عشر وما بعده، شمل مصطلح " الحجر الاصطناعي" أنواعًا مختلفة من الأحجار المصنعة، بما في ذلك العديد من أنواع الخرسانة المُدعمة بالجير.

الخرسانة العادية هي المصطلح الشائع للخرسانة التي تُصنع باتباع تعليمات الخلط المنشورة عادةً على عبوات الأسمنت، باستخدام الرمل أو مواد أخرى شائعة كمادة أساسية، وغالبًا ما تُخلط في أوعية مؤقتة. وتختلف مكونات أي خلطة حسب طبيعة الاستخدام. تتحمل الخرسانة العادية ضغطًا يتراوح عادةً بين 10 ميجا باسكال (1450 رطل/بوصة مربعة ) و40 ميجا باسكال (5800 رطل/بوصة مربعة)، بينما تتطلب الاستخدامات الخفيفة، مثل الخرسانة السطحية، ضغطًا أقل بكثير من الخرسانة الإنشائية. تتوفر أنواع عديدة من الخرسانة الجاهزة، بما في ذلك الأسمنت المسحوق المخلوط بمادة أساسية، ولا تحتاج إلا إلى الماء.

عادةً، يُمكن تحضير دفعة من الخرسانة باستخدام جزء واحد من الأسمنت البورتلاندي، وجزئين من الرمل الجاف، وثلاثة أجزاء من الحصى الجاف، ونصف جزء من الماء. تُقاس هذه النسب بالوزن لا بالحجم. على سبيل المثال، يُمكن تحضير قدم مكعب واحد (0.028 متر مكعب) من الخرسانة باستخدام 10 كيلوغرامات من ^{الأسمنت} ، و 4.5 كيلوغرامات من الماء ، و 19 كيلوغرامًا من الرمل الجاف، و 32 كيلوغرامًا من الحصى الجاف (بحجم يتراوح بين 1.25 و2 سم ). ينتج عن ذلك قدم مكعب واحد (0.028 متر ^مكعب ) من الخرسانة، ويبلغ وزنها حوالي 65 كيلوغرامًا . يُفضل استخدام رمل الملاط أو رمل الطوب (مغسولًا ومنخولًا إن أمكن)، ويُفضل غسل الحصى أيضًا إن أمكن. يجب إزالة المواد العضوية (كالأوراق والأغصان وغيرها) من الرمل والحصى لضمان أعلى قوة.            

يتميز الخرسانة عالية المقاومة بمقاومة ضغط تزيد عن 40 ميجا باسكال (6000 رطل لكل بوصة مربعة). في المملكة المتحدة، يُعرّف المعيار البريطاني BS EN 206-1 ^{[ 3 ]} الخرسانة عالية المقاومة بأنها الخرسانة التي تتجاوز فئة مقاومة الضغط فيها C50/60. تُصنع هذه الخرسانة بخفض نسبة الماء إلى الإسمنت (W/C) إلى 0.35 أو أقل. غالبًا ما يُضاف غبار السيليكا لمنع تكوّن بلورات هيدروكسيد الكالسيوم الحرة في مصفوفة الإسمنت، والتي قد تُضعف قوة الترابط بين الإسمنت والركام.

يؤدي انخفاض نسبة الماء إلى الإسمنت واستخدام غبار السيليكا إلى تقليل قابلية تشغيل الخلطات الخرسانية بشكل ملحوظ، وهو ما يُرجح أن يُشكل مشكلة خاصة في تطبيقات الخرسانة عالية المقاومة حيث يُحتمل استخدام أقفاص حديد التسليح الكثيفة. وللتعويض عن انخفاض قابلية التشغيل، تُضاف عادةً مواد مُلدِّنة فائقة إلى الخلطات عالية المقاومة. يجب اختيار الركام بعناية للخلطات عالية المقاومة، حيث قد لا يكون الركام الأضعف قويًا بما يكفي لمقاومة الأحمال الواقعة على الخرسانة، مما قد يتسبب في بدء الانهيار في الركام نفسه بدلًا من مصفوفة الخرسانة أو في الفراغات، كما يحدث عادةً في الخرسانة العادية.

في بعض تطبيقات الخرسانة عالية المقاومة، يكون معيار التصميم هو معامل المرونة بدلاً من قوة الضغط القصوى.

الخرسانة المطبوعة نوع من الخرسانة المعمارية ذات سطح نهائي فائق الجودة. بعد صبّ أرضية خرسانية، تُضاف مواد مُصلِّبة (قد تكون مُلوَّنة) إلى السطح، ثم يُطبع قالب ذو ملمس يُحاكي الحجر أو الطوب أو حتى الخشب، ليُضفي لمسة نهائية جذابة. بعد التصلب الكافي، يُنظَّف السطح ويُغلَّف عادةً لحمايته. تتميز الخرسانة المطبوعة بمقاومة ممتازة للتآكل، ولذا تُستخدم في تطبيقات مثل مواقف السيارات والأرصفة والممرات وغيرها.

الخرسانة عالية الأداء (HPC) مصطلح حديث نسبياً يُطلق على الخرسانة التي تستوفي معايير أعلى من تلك المستخدمة في التطبيقات الأكثر شيوعاً، ولا يقتصر ذلك على القوة فقط. فبينما تُعتبر جميع أنواع الخرسانة عالية القوة عالية الأداء، إلا أن ليس كل الخرسانة عالية الأداء عالية القوة. ومن أمثلة هذه المعايير المستخدمة حالياً فيما يتعلق بالخرسانة عالية الأداء ما يلي:

الخرسانة عالية الأداء (HPC) هي خرسانة تصل مقاومتها إلى أكثر من 50 ميجاباسكال (7300 رطل/بوصة مربعة) بعد 28 أو 56 أو 90 يومًا. تتطلب هذه المقاومة عادةً ركامًا صخريًا صلبًا متدرجًا جيدًا، ونسبة عالية نسبيًا من الأسمنت بالإضافة إلى الرماد المتطاير، ومواد مضافة لتقليل الماء، وغبار السيليكا، مع محتوى مائي منخفض نسبيًا. قد يكون الخلط المطول ضروريًا لتوزيع غبار السيليكا بشكل كافٍ، والذي يُورّد عادةً على شكل حبيبات. قد تتسبب الخلطات الغنية في ارتفاع حرارة التفاعل في الطبقات السميكة، ويمكن تخفيف ذلك باستخدام نسبة أعلى من الرماد المتطاير، تصل إلى 30% من محتوى الأسمنت. كما يمكن استخدام مسحوق الحجر الجيري لزيادة السيولة. ^{[ 4 ] : ​​الفصل 4.3.2.1} 

تُستخدم الركام الخزفي ذو الكثافة الأقل من كثافة الماء في الخرسانة الإنشائية منخفضة الكثافة. قد تشمل هذه الركام الطين المتمدد والطفل الصفحي، ويُفضل أن تكون نسبة امتصاص الماء فيها أقل من 10%. في الخرسانة الإنشائية، تُستخدم فقط الركام الخشن منخفض الكثافة، مع استخدام الرمل الطبيعي كركام ناعم. مع ذلك، تُستخدم نسب أقل في الخرسانة متوسطة الكثافة. ^{[ 4 ] : ​​الفصل 4، 3، 2، 2}

يمكن للخرسانة أن تتمتع بمقاومة عالية للضغط والشد، مع بقاء الانكماش والزحف ضمن الحدود المقبولة، ولكنها ستكون عمومًا أقل صلابة من الخلطات التقليدية. وتتمثل الميزة الأبرز في انخفاض الكثافة، كما تتميز هذه الخرسانة بنفاذية منخفضة للماء وعزل حراري أفضل. وتتشابه مقاومتها للتآكل بفعل الجليد مع الخرسانة العادية. أما عيوبها فتتمثل في أن امتصاص الماء من قبل الركام قد يكون مرتفعًا نسبيًا، وأن التصلب الاهتزازي قد يتسبب في طفو الركام منخفض الكثافة. ويمكن تجنب ذلك بتقليل الاهتزاز واستخدام الخلطات السائلة. وتُعد الكثافة المنخفضة ميزةً للمنشآت العائمة. ^{[ 4 ] : ​​الفصل 4، 3، 2، 2}

تبين أن عيوب الخرسانة في اليابان تعود بشكل رئيسي إلى ارتفاع نسبة الماء إلى الإسمنت لزيادة قابلية التشغيل. وكان ضعف الدمك ناتجًا في الغالب عن الحاجة إلى سرعة البناء في الستينيات والسبعينيات. وقد تنبأ هاجيمي أوكامورا بالحاجة إلى خرسانة سهلة التشغيل للغاية ولا تعتمد على القوة الميكانيكية للدمك. خلال الثمانينيات، طور أوكامورا وطالبه في الدكتوراه كازاماسا أوزاوا في جامعة طوكيو الخرسانة ذاتية الدمك (SCC)، وهي خرسانة متماسكة ولكنها سائلة وتأخذ شكل القالب دون استخدام أي دمك ميكانيكي. تُعرف الخرسانة ذاتية الدمك في الولايات المتحدة باسم الخرسانة ذاتية التصلب .

تتميز الخرسانة ذاتية الدمك بما يلي:

• السيولة القصوى كما تم قياسها بالتدفق ، وعادة ما تكون بين 650-750  مم على طاولة التدفق، بدلاً من الهبوط (الارتفاع).
• لا حاجة إلى هزازات لضغط الخرسانة
• سهولة التثبيت
• لا نزيف، ولا انفصال للمجموعات
• زيادة ضغط رأس السائل، مما قد يضر بالسلامة وجودة العمل

يمكن أن توفر الخرسانة ذاتية الدمك ما يصل إلى 50% من تكاليف العمالة بفضل سرعة الصب بنسبة 80% وتقليل التآكل في القوالب .

في عام 2005، شكلت الخرسانة ذاتية الدمك ما بين 10 و15% من مبيعات الخرسانة في بعض الدول الأوروبية. وفي صناعة الخرسانة مسبقة الصب في الولايات المتحدة، تمثل الخرسانة ذاتية الدمك أكثر من 75% من إنتاج الخرسانة. وتوافق 38 إدارة نقل في الولايات المتحدة على استخدام الخرسانة ذاتية الدمك في مشاريع الطرق والجسور.

أصبحت هذه التقنية الناشئة ممكنة بفضل استخدام الملدنات متعددة الكربوكسيلات بدلاً من البوليمرات القديمة القائمة على النفثالين، ومعدلات اللزوجة لمعالجة فصل الركام.

يجري البحث حاليًا في تقنية الخرسانة المفرغة من الهواء، والتي تُصنع باستخدام البخار لتوليد فراغ داخل شاحنة خلط الخرسانة، مما يسمح بإخراج فقاعات الهواء من الخرسانة. تقوم الفكرة على أن البخار يحل محل الهواء الموجود عادةً فوق الخرسانة. وعندما يتكثف البخار إلى ماء، فإنه يُحدث ضغطًا منخفضًا فوق الخرسانة، مما يسحب الهواء منها. وهذا بدوره يجعل الخرسانة أقوى نظرًا لانخفاض نسبة الهواء في الخليط. ومن عيوب هذه التقنية ضرورة إجراء عملية الخلط في وعاء محكم الإغلاق.

تزداد قوة الخرسانة النهائية بنحو 25%. تتصلب الخرسانة المفرغة من الهواء بسرعة فائقة، ما يسمح بإزالة القوالب في غضون 30 دقيقة من الصب، حتى في الأعمدة التي  يصل ارتفاعها إلى 6 أمتار. وهذا يُعدّ ذا قيمة اقتصادية كبيرة، لا سيما في مصانع الخرسانة مسبقة الصب، حيث يمكن إعادة استخدام القوالب على فترات متقاربة. كما أن قوة تماسك الخرسانة المفرغة من الهواء أعلى بنحو 20%. سطحها خالٍ تمامًا من التنقر، وطبقة السطح العلوية (بسماكة 1/16 بوصة) مقاومة للتآكل بدرجة عالية. هذه الخصائص ذات أهمية خاصة في بناء المنشآت الخرسانية التي ستتلامس مع المياه الجارية بسرعة عالية. تلتصق الخرسانة المفرغة من الهواء جيدًا بالخرسانة القديمة، ولذلك يمكن استخدامها في إعادة تسوية أسطح بلاطات الطرق وأعمال الصيانة الأخرى.

الخرسانة المرشوشة (المعروفة أيضًا بالاسم التجاري Gunite ) تستخدم الهواء المضغوط لرش الخرسانة على (أو داخل) إطار أو هيكل. وتتمثل الميزة الأكبر لهذه العملية في إمكانية تطبيق الخرسانة المرشوشة على الأسطح العلوية أو الرأسية دون الحاجة إلى قوالب. وكثيرًا ما تُستخدم في إصلاحات الخرسانة أو صبها على الجسور والسدود والمسابح، وفي تطبيقات أخرى حيث تكون القوالب مكلفة أو يصعب فيها مناولة المواد وتركيبها. كما تُستخدم الخرسانة المرشوشة بكثرة على أسطح التربة أو الصخور الرأسية، لأنها تُغني عن الحاجة إلى القوالب . وتُستخدم أحيانًا لدعم الصخور، خاصة في الأنفاق . كما تُستخدم الخرسانة المرشوشة في التطبيقات التي تُشكل فيها مشكلة التسرب مشكلةً للحد من كمية المياه المتسربة إلى موقع البناء بسبب ارتفاع منسوب المياه الجوفية أو مصادر جوفية أخرى. وغالبًا ما يُستخدم هذا النوع من الخرسانة كحل سريع لتأثيرات التجوية على أنواع التربة الرخوة في مناطق البناء.

توجد طريقتان لتطبيق الخرسانة المرشوشة.

• الخلطة الجافة – يتم ملء الآلة بالخليط الجاف من الأسمنت والحصى، ثم يُضخ عبر الخراطيم بواسطة الهواء المضغوط . ويُضاف الماء اللازم للترطيب من الفوهة.
• الخلط الرطب – تُحضّر الخلطات بكمية الماء اللازمة للترطيب. تُضخ الخلطات عبر الخراطيم. يُضاف الهواء المضغوط إلى الفوهة للرش.

يمكن استخدام إضافات مثل المسرعات وتقوية الألياف في كلتا الطريقتين. ^{[ 14 ]}

في الخرسانة الجيرية ، أو الخرسانة الرومانية ، يُستبدل الإسمنت بالجير . ^{[ 15 ]} وقد طُوّرت إحدى التركيبات الناجحة في منتصف القرن التاسع عشر على يد الدكتور جون إي. بارك . ^{[ 16 ]} استُخدم الجير منذ العصر الروماني إما في الخرسانة الأساسية الضخمة أو في الخرسانة الخفيفة باستخدام مجموعة متنوعة من الركام مع مجموعة واسعة من البوزولان (مواد محروقة) التي تُساعد على زيادة القوة وسرعة التصلب. استُخدمت الخرسانة الجيرية في بناء المعالم المعمارية الضخمة خلال الثورة الخرسانية الرومانية وبعدها ، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل الأرضيات والأقبية والقباب. خلال العقد الماضي، تجدد الاهتمام باستخدام الجير لهذه التطبيقات مرة أخرى.

الفوائد البيئية

• يُحرق الجير عند درجة حرارة أقل من الإسمنت، مما يوفر طاقة فورية بنسبة 20% (مع العلم أن الأفران وغيرها من التقنيات تتطور باستمرار، لذا قد تتغير هذه النسبة). يحتوي ملاط ​​الجير القياسي على ما يقارب 60-70% من الطاقة الكامنة في ملاط ​​الإسمنت. كما يُعتبر الجير أكثر ملاءمةً للبيئة لقدرته، من خلال عملية الكربنة، على امتصاص ما يعادل وزنه من ثاني أكسيد الكربون (معوضًا بذلك ما ينبعث أثناء الاحتراق).
• تسمح الملاط الجيري بإعادة استخدام وتدوير مكونات البناء الأخرى مثل الحجر والخشب والطوب لأنه يمكن تنظيفها بسهولة من الملاط والجير.
• يُمكّن الجير من استخدام منتجات طبيعية ومستدامة أخرى مثل الخشب (بما في ذلك ألياف الخشب وألواح الصوف الخشبي) والقنب والقش وما إلى ذلك نظرًا لقدرته على التحكم في الرطوبة (إذا تم استخدام الأسمنت، فإن هذه المباني ستتحول إلى سماد).

الفوائد الصحية

• الجص الجيري مادة ماصة للرطوبة (تعني حرفيًا "الباحث عن الماء")، مما يؤدي إلى سحب الرطوبة من البيئة الداخلية إلى البيئة الخارجية، وهذا يساعد على تنظيم الرطوبة مما يخلق بيئة معيشية أكثر راحة، بالإضافة إلى المساعدة في التحكم في التكثيف ونمو العفن اللذين ثبت أن لهما صلة بالحساسية والربو.
• الجص الجيري والطلاء الجيري غير سامين، وبالتالي فهما لا يساهمان في تلوث الهواء الداخلي على عكس بعض الدهانات الحديثة.

الخرسانة المسامية ، المستخدمة في رصف الطرق النفاذة ، تحتوي على شبكة من الثقوب أو الفراغات، للسماح للهواء أو الماء بالمرور عبر الخرسانة.

وهذا يسمح بتصريف المياه بشكل طبيعي من خلالها، ويمكنه إزالة البنية التحتية العادية لتصريف المياه السطحية، والسماح بتجديد المياه الجوفية عندما لا يفعل ذلك الخرسانة التقليدية.

يُصنع هذا النوع من الخرسانة بإزالة بعض أو كل الركام الناعم . ثم يُربط الركام الكبير المتبقي بكمية قليلة نسبيًا من أسمنت بورتلاند . عند التصلب، تتراوح نسبة الفراغات في الخرسانة عادةً بين 15% و35%، مما يسمح بتصريف الماء بمعدل يتراوح بين 2 و18 جالون/قدم²/دقيقة (81 إلى 730 لتر/م²/دقيقة) عبرها. ^{[ 17 ]}

يُطلق على الخرسانة المهواة المنتجة عن طريق إضافة عامل إدخال الهواء إلى الخرسانة (أو ركام خفيف الوزن مثل ركام الطين المتمدد أو حبيبات الفلين والفيرميكوليت ) أحيانًا اسم الخرسانة الخلوية ، والخرسانة المهواة خفيفة الوزن، والخرسانة ذات الكثافة المتغيرة، والخرسانة الرغوية ، والخرسانة خفيفة الوزن أو فائقة الخفة ، ^{[ 18 ] [ 19 ]} ويجب عدم الخلط بينها وبين الخرسانة المهواة المعالجة بالبخار ، والتي يتم تصنيعها خارج الموقع باستخدام طريقة مختلفة تمامًا.

في كتاب "لغة الأنماط: المدن والمباني والإنشاءات" الصادر عام 1977 ، كتب المهندس المعماري كريستوفر ألكسندر في النمط 209 عن "المواد الجيدة":

الخرسانة العادية كثيفة للغاية، ثقيلة ويصعب تشكيلها. بعد تصلبها، لا يمكن قطعها أو تثبيت المسامير فيها. وسطحها قبيح وبارد وصلب الملمس ما لم يُغطَّى بتشطيبات باهظة الثمن غير مُدمجة في الهيكل. ومع ذلك ، تُعد الخرسانة، بشكل أو بآخر، مادة رائعة. فهي سائلة وقوية ورخيصة نسبيًا، ومتوفرة في كل أنحاء العالم تقريبًا. حتى أن أستاذ العلوم الهندسية بجامعة كاليفورنيا، بي. كومار ميهتا، وجد مؤخرًا طريقة لتحويل قشور الأرز المهملة إلى أسمنت بورتلاند. [...] هل من الممكن الجمع بين كل هذه الصفات الجيدة للخرسانة والحصول على مادة خفيفة الوزن وسهلة التشكيل وذات مظهر نهائي جميل؟ نعم، من الممكن استخدام مجموعة واسعة من أنواع الخرسانة فائقة الخفة التي تتميز بكثافة وقوة ضغط تُشبه إلى حد كبير كثافة وقوة ضغط الخشب. يسهل التعامل معها، ويمكن تثبيتها بمسامير عادية، وقطعها بمنشار، وحفرها بأدوات النجارة، وإصلاحها بسهولة. [...] نعتقد أن الخرسانة فائقة الخفة هي واحدة من أهم المواد الأساسية في المستقبل.

تُقاس الكثافة المتغيرة عادةً بالكيلوغرام لكل متر ^مكعب ، حيث تبلغ كثافة الخرسانة العادية 2400  كيلوغرام/متر ^مكعب . يمكن أن تصل الكثافة المتغيرة إلى 300  كيلوغرام/متر ^مكعب ، ^{[ 18 ]} إلا أنه عند هذه الكثافة، تفقد الخرسانة متانتها الهيكلية تمامًا، وتقتصر وظيفتها على الحشو أو العزل. تعمل الكثافة المتغيرة على تقليل المقاومة ^{[ 18 ]} لزيادة العزل الحراري ^{[ 18 ]} والصوتي، وذلك باستبدال الخرسانة الثقيلة والكثيفة بالهواء أو بمادة خفيفة كالطين أو حبيبات الفلين أو الفيرميكوليت. توجد العديد من المنتجات المنافسة التي تستخدم عاملًا رغويًا يشبه رغوة الحلاقة لخلط فقاعات الهواء مع الخرسانة. جميعها تحقق نفس النتيجة: إزاحة الخرسانة بالهواء.

تشمل تطبيقات الخرسانة الرغوية ما يلي:

• عزل السقف
• كتل وألواح للجدران
• تسوية الأرضيات
• ملء الفراغ
• طبقات الأساس الفرعية للطرق وصيانتها
• دعامات الجسور وإصلاحها
• تثبيت الأرض

تُستخلص حبيبات الفلين المُستعملة أثناء إنتاج سدادات الزجاجات من لحاء شجرة البلوط الفليني المُعالج . ^{[ 21 ]} تبلغ كثافة هذه الحبيبات حوالي 300  كجم/م³ ^، وهي أقل من كثافة معظم الركام الخفيف المستخدم في صناعة الخرسانة الخفيفة. لا تؤثر حبيبات الفلين بشكل ملحوظ على عملية إماهة الأسمنت، ولكن قد يؤثر غبار الفلين. ^{[ 22 ]} تتميز مركبات أسمنت الفلين بعدة مزايا مقارنةً بالخرسانة التقليدية، مثل انخفاض الموصلية الحرارية والكثافة، وخصائص امتصاص الطاقة الجيدة. يمكن تصنيع هذه المركبات بكثافة تتراوح من 400 إلى 1500  كجم/م³ ^، ومقاومة ضغط من 1 إلى 26 ميجا باسكال، ومقاومة انحناء من 0.5 إلى 4.0 ميجا باسكال.

الخرسانة المدكوكة بالأسطوانات ، والتي تُسمى أحيانًا الخرسانة المدكوكة بالأسطوانات ، هي خرسانة صلبة منخفضة المحتوى الإسمنتي، تُصب باستخدام تقنيات مستوحاة من أعمال الحفر والرصف. تُوضع الخرسانة على السطح المراد تغطيته، وتُضغط في مكانها باستخدام أسطوانات كبيرة وثقيلة تُستخدم عادةً في أعمال الحفر. تُحقق الخلطة الخرسانية كثافة عالية وتتصلب بمرور الوقت لتُشكّل كتلة متجانسة قوية. ^{[ 23 ]} تُستخدم الخرسانة المدكوكة بالأسطوانات عادةً في رصف الطرق الخرسانية، ولكنها تُستخدم أيضًا في بناء السدود الخرسانية، حيث أن انخفاض محتوى الإسمنت فيها يُقلل من الحرارة المتولدة أثناء التصلب مقارنةً بالخرسانة التقليدية الضخمة المصبوبة بالطرق التقليدية.

أصبح استخدام الزجاج المُعاد تدويره كمادة مُضافة في الخرسانة شائعًا في العصر الحديث، حيث تُجرى أبحاث واسعة النطاق في جامعة كولومبيا بنيويورك. يُحسّن هذا بشكل كبير المظهر الجمالي للخرسانة. وقد أظهرت نتائج الأبحاث الحديثة أن الخرسانة المصنوعة من ركام الزجاج المُعاد تدويره تتمتع بقوة أفضل على المدى الطويل وعزل حراري أفضل نظرًا لخصائصها الحرارية المُحسّنة. ^{[ 24 ]}

وبالمعنى الدقيق للكلمة، يعتبر الأسفلت شكلاً من أشكال الخرسانة أيضاً، حيث تحل المواد البيتومينية محل الأسمنت كمادة رابطة.

يتميز هذا النوع من الخرسانة بقدرته على اكتساب مقاومة عالية خلال ساعات قليلة من تصنيعه. وتتيح هذه الميزة مزايا عديدة، منها إمكانية إزالة القوالب مبكراً والمضي قدماً في عملية البناء بسرعة كبيرة، بالإضافة إلى إمكانية إصلاح أسطح الطرق لتصبح جاهزة للاستخدام الكامل في غضون ساعات قليلة. وتختلف قوة ومتانة الخرسانة عن الخرسانة العادية تبعاً لتركيبها.

على الرغم من شيوع استخدام " الخرسانة الإسفلتية المطاطية "، إلا أن الخرسانة الإسمنتية البورتلاندية المطاطية ("الخرسانة الإسمنتية البورتلاندية المطاطية") لا تزال تخضع لاختبارات تجريبية، اعتبارًا من عام 2009. ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

تحتوي الخرسانة النانوية على جزيئات من أسمنت بورتلاند لا يزيد حجمها عن 100 ميكرومتر. ^{[ 29 ]} وهي نتاج خلط عالي الطاقة (HEM) للأسمنت والرمل والماء.

استكشفت دراسات حديثة استخدام تقنيات رؤية الحاسوب للكشف عن التغيرات الهيكلية في الخرسانة خفيفة الوزن المُعدّلة بجزيئات نانوية. تُمكّن هذه الأساليب من التقييم غير المُتلف لعدم تجانس البنية المجهرية وعمليات التدهور في المواد المتقدمة القائمة على الأسمنت. ^{[ 30 ]}

الخرسانة البوليمرية هي نوع من الخرسانة يستخدم البوليمرات لربط الركام. تتميز هذه الخرسانة بقدرتها على اكتساب قوة عالية في وقت قصير، فعلى سبيل المثال، قد تصل قوة مزيج البوليمر إلى 5000 رطل لكل بوصة مربعة في غضون أربع ساعات فقط. وعادةً ما تكون الخرسانة البوليمرية أغلى ثمناً من الخرسانة التقليدية.

يُعدّ الإسمنت الجيوبوليمري بديلاً للإسمنت البورتلاندي العادي، ويُستخدم في إنتاج الخرسانة الجيوبوليمرية بإضافة ركام عادي إلى ملاط ​​الإسمنت الجيوبوليمري. وهو مصنوع من مركبات بوليمرية غير عضوية من الألومينوسيليكات (Al-Si) التي يمكن استخدام النفايات الصناعية المعاد تدويرها (مثل الرماد المتطاير وخبث الأفران العالية ) كمواد خام في عملية التصنيع، مما يؤدي إلى خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة تصل إلى 80%. ويُقال إن الخرسانة الجيوبوليمرية تتميز بمقاومة كيميائية وحرارية أعلى، وخصائص ميكانيكية أفضل، في كل من الظروف الجوية العادية والظروف القاسية.

لم تُستخدم أنواع مماثلة من الخرسانة في روما القديمة فحسب (انظر الخرسانة الرومانية )، بل استُخدمت أيضاً في الاتحاد السوفيتي السابق في خمسينيات وستينيات القرن العشرين. ولا تزال المباني في أوكرانيا قائمة بعد مرور 45 عاماً.

تتطلب التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، مثل أفران البناء وما شابهها، استخدام أسمنت مقاوم للحرارة ؛ إذ يمكن أن تتضرر أو تتلف الخرسانة المصنوعة من أسمنت بورتلاند بفعل درجات الحرارة المرتفعة، بينما تتمتع الخرسانة المقاومة للحرارة بقدرة أفضل على تحمل هذه الظروف. وقد تشمل المواد المستخدمة أسمنت ألومينات الكالسيوم ، والطين الناري ، والجانستر ، والمعادن الغنية بالألومنيوم.

وقد حددت الأبحاث الجارية في مجال الخلطات والمكونات البديلة خلطات محتملة تعد بخصائص ومميزات مختلفة جذرياً.

جدران نباتية مقاومة للجفاف

يتمثل نهج آخر في تطوير خرسانة خفيفة الوزن قابلة للتفاعل الحيوي ، والتي يمكن استخدامها لإنشاء جدران حية مقاومة للجفاف. ويعمل باحثون في كلية بارتليت للهندسة المعمارية على تطوير مواد تهدف إلى دعم نمو النباتات متغيرة الرطوبة ، مثل الطحالب والأشنات (كائنات حية لا تملك آلية لمنع الجفاف). وبمجرد استقرارها، يمكن أن يُسهم الجمع بين هذه المواد الجديدة والنباتات في تحسين إدارة مياه الأمطار وامتصاص الملوثات. ^{[ 43 ]}

الخرسانة الجبسية مادة بناء تُستخدم كطبقة تحتية للأرضيات ^{[ 45 ]} في الإنشاءات الخشبية والخرسانية لتحسين مقاومة الحريق ^{[ 45} ] ، وخفض الضوضاء ^{[ 45 ] ،} وتوفير التدفئة الإشعاعية ^{[ 46 ]} ، وتسوية الأرضيات. وهي عبارة عن خليط من الجبس ، والأسمنت البورتلاندي ، والرمل ^{[ 45 ]} . من مزاياها خفة وزنها، فهي أخف وزنًا من الخرسانة العادية مع الحفاظ على قوة ضغط مماثلة وتكاليف مماثلة. كما أنها سهلة التشكيل والتسوية، مما يسمح بتركيب أسرع وإنتاجية أعلى. وقد شاع استخدام الخرسانة الجبسية في أرضيات التدفئة الإشعاعية في ثمانينيات القرن الماضي مع ظهور أنابيب PEX البلاستيكية، التي لا تتأثر بالتآكل الناتج عن الخرسانة.

الخرسانة الرغوية، والمعروفة أيضًا بالخرسانة الخلوية خفيفة الوزن أو الأسمنت الرغوي، هي مادة أسمنتية تحتوي على فقاعات هواء مستقرة، مما ينتج عنه منتج خفيف الوزن وعازل للحرارة بدرجة عالية. على عكس الخرسانة المُهواة، التي تُضاف إليها فقاعات هواء دقيقة أثناء الخلط، تستبدل الخرسانة الرغوية الركام الخشن بهذه الفقاعات، مما يؤدي إلى اختلاف كبير في الكثافة، حيث تتراوح كثافة الخرسانة الرغوية عادةً بين 400 و1600 كجم/م³، بينما تحافظ الخرسانة المُهواة على كثافتها. تُصنع الخرسانة الرغوية بخلط الأسمنت أو الرماد المتطاير والرمل والماء ورغوة هوائية اصطناعية، مما يوفر الاستقرار لفقاعات الهواء، على عكس الخرسانة المُهواة التي تُصنع بإضافة مواد مُخصصة مباشرةً إلى خليط الخرسانة. تتميز الخرسانة الرغوية بخصائص عزل حراري وصوتي ممتازة، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات مثل العزل وملء الفراغات وترميم الخنادق. كما أن خفة وزنها تجعلها أسهل في التعامل والنقل مقارنةً بالخرسانة التقليدية. يمكن تشكيل الخرسانة الرغوية بسهولة بأشكال وأحجام متنوعة، مما يسمح بتطبيقات متعددة الاستخدامات. خصائصه تجعله مناسبًا للعزل، وملء الفراغات، وتطبيقات البناء الأخرى التي تتطلب تقليل الوزن والعزل الحراري.

الخرسانة المُهَوَّاة هي نوع من الخرسانة يُضاف إليها عمدًا فقاعات هواء دقيقة (قطرها من 10 إلى 500 ميكرومتر) عن طريق إضافة عامل مُهَوِّى أثناء عملية الخلط. تُحسِّن هذه الفقاعات من قابلية تشغيل الخرسانة أثناء الصب، وتُعزِّز متانتها بعد التصلب، خاصةً في المناطق المُعرَّضة لدورات التجمُّد والذوبان . على عكس الخرسانة الرغوية، خفيفة الوزن والتي تُصنَّع بإدخال فقاعات هواء مستقرة باستخدام عامل رغوي، تحافظ الخرسانة المُهَوَّاة على كثافتها (يُشكِّل الهواء فيها من 6 إلى 12% حجمًا) مع تعزيز متانتها وقابليتها للتشغيل ومقاومتها لدورات التجمُّد والذوبان. تشمل الفوائد الرئيسية للخرسانة المُهَوَّاة تحسين قابلية التشغيل أثناء الصب، وزيادة مقاومتها للتشقُّق وتلف السطح، وتعزيز مقاومتها لأضرار الحريق، وزيادة قوتها الإجمالية. بالإضافة إلى ذلك، تعمل الفراغات الهوائية في الخرسانة المُهَوَّاة كطبقة عازلة داخلية، تمتص الطاقة أثناء الصدمات، وتزيد من مقاومتها للقوى الفيزيائية، مما يزيد من متانتها الإجمالية.

الخرسانة المستخدمة في بناء الموائل البحرية هي نوع من الخرسانة يُستخدم في الشعاب المرجانية الاصطناعية . توفر هذه الخرسانة مأوىً وموطناً للحياة البحرية، وتُعرف أيضاً بالخرسانة المعززة بيولوجياً أو الخرسانة البيئية.

• مركب أسمنتي هندسي - خرسانة قابلة للانحناء 
• المعايير الأوروبية (يورو كودز) - معايير التصميم الإنشائي للاتحاد الأوروبي 
  • يورو كود 2: تصميم المنشآت الخرسانية
• الخرسانة المسلحة – نظام من الملاط أو الجص المقوى 
• الخرسانة الجاهزة - الخرسانة المصنعة في محطة خلط، وفقًا لتصميم خلطة هندسية محددة 
• الخرسانة المسلحة – الخرسانة المسلحة بقضبان التسليح