اختبارات الركام - تآكل الركام Soundness Of Aggregate

اختبارات الركام

تآكل الركام Soundness Of Aggregate  

في هذا الاختبار يتم تحديد مقاومة الركام للتآكل باستخدام محلول كبريتات الصوديوم أو كبريتات المغنيسيوم لإعطاء معلومات عن تأثير العوامل الجوية والتعرية على الركام .

طريقة الاختبار :

المواصفات الفنية .
ASTM C – 88
AASHTO T – 104

الأدوات المستخدمة .

1. مناخل المواد الناعمة من رقم 4 إلى رقم 100 .
2. مناخل المواد الخشنة من 63 ملم إلى 8 ملم .
3. إناء تغمر فيه العينة بالمحلول .
4. جهاز أوتوماتيكي للنخل .
5. ميزان وفرن تجفيف .
6. محلول كبريتات الصوديوم أو كبريتات المغنيسيوم .

الطريقة

1 - لاختبار الركام الناعم لابد أن يكون ماراً من منخل 9.5 ملم للحصول على ما لا يقل وزنه عن 100 جم لكل من المناخل التي تليها ثم تغسل العينة على منخل 0.30 ملم وتجفف بالفرن وتوزن لأقرب 0.1جم .

2 - لاختبار الركام الخشن لا بد أن يكون محجوزاً على منخل رقم (4) للحصول على ما لا يقل وزنه عن التالي :

 وتغسل العينة وتجفف وتوزن لأقرب 1 جم .

 3 - تغمر العينة في إناء به محلول كبريتات الصوديوم أو كبريتات المغنيسيوم لمدة لا تقل عن 6 ساعات ولا تزيد عن 18 ساعة على أن يغطي المحلول العينة تماماً ويزيد عنها بمقدار 12.7 ملم ، ويغطى الإناء حتى لا يتبخر المحلول ، كما يجب أن تكون درجة الحرارة 21 درجة مئوية طيلة مدة الغمر .

4 - بعد انتهاء مدة الغمر تزال العينة ثم تترك لينـزل منها المحلول لمدة 15 دقيقة وتوضع في فرن درجة حرارته 110 درجة مئوية ثم تترك العينة لتبرد ، وتكرر العملية الواردة في الخطوة رقم 3 عدة مرات .

5 - بعد نهاية الغمر بالمحلول تغسل العينة بالماء حتى يزول المحلول تماماً ، ويمكن التأكد من أن المحلول تم غسله بواسطة إضافة محلول كلوريدات الباريوم Barium Chloride مع الماء وملاحظة التفاعل .

6 - بعد انتهاء عملية الغسل تجفف العينة بالفرن ثم تنخل ميكانيكياً على نفس المناخل التي سبق تحضيرها به لمدة 10 دقائق وتوزن العينات .

7 - تتم معاينة العينات الأكبر من منخل 19 ملم أثناء عملية الغمر وبعد الانتهاء من الاختبار من ناحية تأثرها بالمحلول وعدد العينات التي تأثرت ، وتكسرها أو تشققها وما إلى ذلك.

8 - يحسب مقدار الفاقد في وزن الركام للمواد المارة من المناخل مقارنة بوزن الركام قبل بدء الاختبار ، وتحسب النسبة المئوية إلى أقرب 0.1٪ ، وتحسب المواد المارة من منخل 0.3 ملم على أن مقدار الفاقد هو صفر ٪

إيجاد كمية المواد الناعمة التي هي أنعم من منخل 75 ميكرون بطريقة الغسيل

المواصفات الفنية

 : (ASTM C117 , AASHTO T 11)

المجال :
يتم في هذا الاختبار تحديد المواد الناعمة المارة من منخل رقم (200)(75 ميكرون ) في الركام .

الأجهزة :
أ – تتكون من منخلين أحدهما يعلو الآخر ، الأسفل هو رقم 200 والأعلى رقم 16 ، وكلاهما مطابق للمواصفات القياسية للمناخل .
ب- وعاء ذو حجم مناسب وكاف لاستيعاب العينة المغطاة بالماء ، ويسمح بالحركة الشديدة دون فقدان أو تناثر الماء والعينة .
ج - ميزان ذو حساسية 0.1٪ من وزن المادة المطلوب اختبارها .
د – فرن قادر على إعطاء درجة حرارة 110± 5مْ .
هـ- مواد ترطيب كالصابون والذي يساعد على انفصال المواد الناعمة .

وزن العينة :
يتم اختبار عينة مخلوطة جيداً وتحوي رطوبة كافية لمنع انفصال الحبيبات بحيث يكون أدنى وزن جاف مقابل لأقصى حجم كالتالي
 

1. طريقة الاختبار : أ – تجفف العينة إلى وزن ثابت في درجة حرارة 110± 5مْ وتوزن لأقرب 0.2٪ .
   ب – يتم وضع العينة بالوعاء ويضاف إليها ماء يكفي لغمرها مع الصابون للتأكد من انفصال المواد الناعمة ، ويرج محتوى الإناء جيداً ، ويصب ماء الغسيل مباشرة فوق المنخلين ، ويفضل استعمال ملعقة كبيرة للرج والهز للمواد في الماء بحيث يعطي الغسيل نتيجة مقبولة .
   ج - تكرر عملية الغسيل حتى تصبح مياه الغسيل صافية .
   د - يتم جمع المواد المحجوزة على المنخلين بصينية ثم يتم تجفيفها إلى وزن ثابت بدرجة حرارة 110±5مْ .
2. الحسابات :                                        الوزن الجاف الأصلي – الوزن الجاف بعد الغسيل
   نسبة المواد المارة من المنخل رقم 200 =   ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ × 100
                                                         الوزن الجاف الأصلي
3. التقرير : يبين التقرير كمية المواد الناعمة من المنخل 0.075مم (رقم 200) لأقرب 0.2٪ .

تحديد كتل الطين والحبيبات سهلة التفتت في الركام

المواصفات الفنية : ( ASTM C142 , AASHTO T 112 )

1. المجال : يحدد هذا الاختبار الكمية التقريبية للكتل الطينية والمواد القابلة للتفتيت في الركام .
2. الجهاز :
   1. ميزان بدقة 0.1٪ من وزن العينة .
   2. أوعية بحجم وشكل يسمح بانتشار العينة الموجودة بالقاع على شكل طبقة رقيقة .
   3. مناخل قياسية .
   4. فرن تجفيف بحرارة 110± 5مْ (230± 9فْ )
3. العينات :
1. يتكون الركام المطلوب لهذا الاختبار من المواد المتبقيـة بعد الانتهاء من اختبار آشتو (T 11) والخاص بتحديد المواد المارة من المنخل 75ميكرون من الركام المعدني بواسطة الغسيل ، وقد يكون ضرورياً خلط مواد من أكثر من اختبار آشتو (T 11) لتوفير الكميات المطلوبة .
2. يجفف الركام في درجة حرارة 110± 5مْ .
3. تتكون عينات اختبار الركام الناعم من الحبيبات المحجوزة على منخل 1.18مم بوزن لا يقل عن 25جم .
4. تفصل عينات اختبار الركام الخشن باستخدام المناخل التالية 4.75ملم ، 9.5ملم ، 19ملم ، 37.5ملم ، على ألا يقل وزن عينة الاختبار عن الأوزان الموضحة بالجدول التالي :

5 -  في حال وجـود خليط من الركام الناعم والخشن يفصل الخليط عـلى منخل رقـم (4) وتجهز العينات حسب البندين 3 ، 4 .4 - طريقة الاختبار:

1. توزن عينة الاختبار وتنشر على شكل طبقة رقيقة في قاع الوعاء وتغمر بالماء لمدة 24 ساعـة ± 4ساعات ، وتصنف حبيبات يمكن تكسيرها بالأصابع إلى مواد ناعمة ويمكن إزالتها بالنخل المبلل ككتل طينية أو حبيبات سهلة التفتت ، وتفصل الحبيبات المفتتة عن باقي العينة بواسطة النخل المبلل على المناخل المبينة في الجدول التالي :

ويجرى النخل المبلل بإمرار مياه على العينة خلال المنخل مع الهز يدوياً حتى تمر جميع المواد الأقل حجماً. 
ملاحظة : * يتم تكسير الحبيبات سهلة التفتت بعصرها ودحرجتها بين أصبعي السبابة والإبهام ولا تستخدم الأظافر لتكسيرها أو ضغطها على سطح صلب . 
* ترفع الحبيبات المحجوزة بعناية من المنخل وتجفف على حرارة 110± 5مْ ويتم تبريدها ثم توزن لأقرب 0.02٪ من وزن العينة الأصلي .
5 - الحسابات :

تقدير المواد اللدنة الناعمة في المواد الصلبة المتدرجة والتربة بطريقة المكافئ الرملي .

المواصفات الفنية :

 ( ASTM D2419 - AASHTO T 176 )

1. المجال : الهدف من هذا الاختبار هو الحصول على كميات المواد الناعمة اللدنة في الحصى المتدرج والتربة بطريقة سريعة في الحقل .
2. الجهاز : أ – أسطوانة قياس شفافة ومدرجة قطرها الداخلي 1.25بوصة وبارتفاع حوالي 17 بوصة ، وبتدرج حتى 15 بوصة وبتقسيم كل 0.1 بوصة لكل جزء .
   ب- أنبوبة من النحاس بقطر خارجي 4/1 بوصة نهايتها مغلقة ، وبها ثقبان مقاس 60 بالقرب من طرفها .
   ج – وعاء زجاجي أو بلاستيكي حجم 1 جالون مزود بتركيبة سيفون مكونة من سدادة بها ثقبين وأنبوبة ملونة نحاسية مثنية ، وتوضع الزجاجة على ارتفاع 3 أقدام أعلى منضدة العمل .
   د - خرطوم مطاط قطر 16/3 بوصة مزود بضاغط لقطع التيار ، وهذا الخرطوم لتوصيل الأنبوبة النحاسية مع السيفون .
   هـ- قاعدة ثقل مكونة من قضيب معدني بطول 18 بوصة مزود من نهايته السفلى بقاعدة مخروطية بقطر 1 بوصة ، و القاعدة بها ثلاث مسامير حلزونية صغيرة حتى يمكن تركيز القاعدة في الأسطوانة ، ويعمل غطاء بمقاس أعلى الأسطوانة ويحيط بدون إحكام حول القضيب ، وذلك بغرض تركيز أعلى القضيب داخل الأسطوانة ، ويركب بأعلى القضيب ثقل بحيث يكون وزن التركيبة الكلي 1 كجم .
   و - علبة قياس حجم 3 أوقية (85سم3) .
   ر - قمع واسع لنقل التربة إلى الأسطوانة .
   محاليل الاختبار المستخدمة في التجربة : أ ـ 454جم كلوريد كالسيوم غير متميع .
   ب ـ 2050 جم (1640سم3) جليسرين (U.S.P) .
   جـ ـ 47 جم (45سم3) فورمالدهايد (40 ٪ بالحجم ) .
   ـ يذاب كلوريد الكالسيوم في 2/1 جـالون من الماء ثم يبرد ويرشح بورقـة ترشيح رقم (12) أو أي ورقة ترشيح مشابهة .
   - يضاف الجلسرين والفورمالدهايد إلى المحلول المرشح ويخلط جيداً ثم يخفف إلى 1 جالون ، ويمكن أن يكون الماء مقطراً أو ماء شرب جيد .
   – يخفف 85سم3 من المحلول السابق إلى حجم 1 جالون من ماء الشرب وتملأ الأسطوانة المدرجة حتى علامة 4.4بوصة للحصول على 85سم3 من المحلول .
   و يمكن اختبار صلاحية ماء الشرب بمقارنة نتائج اختبار المكافئ الرملي باستخدام هذا الماء مع النتائج باستخدام الماء المقطر .
3. خطوات العمل : أ – تحضير العينة : يفضل أن تكون العينة المراد اختبارها رطبة ثم تفصل على منخل رقم 4 ، وإذا كانت الحبيبات الخشنة مغلفة بمواد لا يمكن إزالتها بالفصل فإنها تجفف ثم تفرك باليد ويضاف الغبار إلى الجزء الناعم من العينة .
   ب – تجهيز السيفون للعمل وفتح الضاغط .
   ج - يفرغ المحلول بواسطة السيفون وتملأ أسطوانة الاختبار حتى عمق 4 بوصة.
   د - يفرغ في الأسطوانة حجم علبـة قياس من عينة التربة أي ما يعادل 110جم من المواد السائبة ، ويتم الضرب على أسفل الأسطوانة جيداً بواسطة كف اليد عدة مرات وذلك لإخراج أية فقاعات هوائية وكذلك لتساعد في بل العينة ثم تترك التربة لمدة 10 دقائق .
   هـ- بعد ذلك تغطى الأسطوانة بواسطة سدادة ثم ترج بشدة من جانب لآخر باتجاه أفقي ، وتعمل 90 دورة في حوالي 30 ثانية بحيث يكون المشوار حوالي 8 بوصات (20سم) ، حيث تتكون الدورة من حركة كاملة ذهاباً وإياباً ، وحتى يكون الرج جيداً فإنه من الواجب على القائم بهذه العملية استخدام الجزء الأمامي من الذراع فقط مع جعل الجسم والأكتاف بحالة استرخاء وقد يستخدم جهاز لهذا الغرض .
   و – تزال السدادة وتوضع الأنبوبة النحاسية وتشطف جوانب الأسطوانة ثم يتم إنزال الأنبوبة حتى قاع الأسطوانة وبهذا تنفصل المواد الطينية وترتفع لأعلى ويبقى الرمل في الأسفل ، وعند ارتفاع الماء حتى علامة 15 بوصة ترفع الأنبوبة النحاسية بهدوء بدون قطع تيار الماء بحيث يحافظ على منسوب السائل عند حوالي 15 بوصة أثناء سحب الأنبوبة ثم تترك المواد بدون قلقلة لمدة 20 دقيقة مع العلم أن أي اهتزاز أو قلقلة أثناء هذه الفترة سوف تؤثر على معدل رسوب الطين وبالتالي إعطاء نتيجة غير سليمة .
   ز - بعد 20 دقيقة يسجل منسوب سطح الطين العالق إلى أقرب 0.1 بوصة
   ح – يتم إنزال قاعدة الثقل في الأسطوانة بلطف حتى تستقر على سطح الرمل ، ثم يلف بخفة وبدون الضغط إلى أسفل حتى يمكن رؤية أحد المسامير الحلزونية التي تضبط المحور ، ثم يسجل المنسوب عند محور المسمار الحلزوني وتعتبر هذه القراءة هي قراءة منسوب الرمل .
4. الحساب : 

تحديد وزن وحدة الحجوم Unit Weight of Aggregates ( AASHTO T 19-76 ) , (ASTM C 29 )

1. المجال : تشمل هذه الطريقة خطوات تحديد وزن وحدة الحجوم للمواد الناعمة والخشنة والمخلوط منها لاستخدامها في الخرسانة الأسمنتية .
2. الأجهزة : تتكون الأجهزة من الآتي :
   أ - ميزان ذو حساسية تصل إلى 0.3٪ من وزن العينة .
   ب- قضيب دك من الصلب قطره 8/ 5 بوصة تقريباً وطوله 24 بوصة وإحدى نهايتيه مستديرة على هيئة نصف كرة قطرها 8/5 بوصة .
   ج – مكيال معدني وأسطواني الشكل ويكون مستوياً من أعلى وأسفل لضبط القياس الداخلي كما يجب أن يكون صلباً يتحمل الاستعمال الشديد . والمكاييل 2/1 قدم3 وواحد قدم3 يجب أن تسلح من أعلى بشريط من الصلب رقم 10 أو رقم 12 ذو عرض 2/1 1 بوصة .
   ويعتمد حجم المكيال المطلوب على الحجم الأقصى للحبيبات الخشنة حسب الجدول التالي :

1. عينة الاختبار : يتم الحصـول علـى عينة الاختبار بالوزن المطلوب بطريقة المقسم الميكانيكي أو التقسيم الرباعي طبقاً لطريقة آشتـو ( AASHTO T-248 ) ثم يجفف الجزء الذي تم اختياره لوزن ثابت على درجة حرارة 110± 5مْ وتخلط جيداً .
2. معايرة المكيال :
   1. يملأ المكيال بالماء عند درجة حرارة الغرفة ، ويغطى بلوح زجاجي بحيث تزال الفقاعات والمياه الزائدة .
   2. يحدد وزن الماء الصافي بالمكيال بدقة ± 0.1٪ .
   3. تقاس درجـة حـرارة الـماء ويحدد وزن وحدة الحجوم للماء من الجدول السابق ، وتؤخذ قيم متوسطة عند الضرورة .
   4. يحسب معامل المكيال ، وذلك بقسمة وحدة الحجوم للماء على الوزن المطلوب لملء المكيال .
3. طـريقـة الدمــك تنطبق هذه الخطوات على المواد ذات أقصى مقاس 2/1 1 بوصة أو أقل .
   أ - يملأ المكيال لثلثه ويسوى المنسوب الأعلى بالأصابع ويدك سطح الطبقة بقضيب الدك 25 مرة موزعة على كل السطح ، ثم يملأ المكيال للثلث الثاني ويدك 25مرة ، ثم يملأ المقياس لنهايته ويدك 25مرة ، وتزال المواد الزائدة باستعمال الجزء المستقيم لقضيب الدك وذلك للتسوية .
   ب- يراعى عند دك الطبقة الأولى ألا يسمح للقضيب بأن يخترق الطبقة إلى قاع المقياس ، وعند دك الطبقة الثانية والنهائية يكون الدك كافياً لأن يخترق القضيب قاع الطبقة السابقة لها للمواد الموضوعة في المكيال .
   ج – يحدد الوزن الصافي للمواد في المكيال ويتم الحصول على وزن وحدة الحجوم للمواد بضرب الوزن الصافي للمواد في المعامل المحدد في البند الرابع من معايرة المكيال .
4. طريقة الهز : أ - تطبق هذه الطريقة للمواد ذات أقصى مقاس 2/1 1 بوصة ولا يزيد عن 4 بوصة .
   ب – يملأ المكيال على ثلاث طبقات متساوية الثلث الأول والثاني والثالث للمكيال ، وتدمك كل طبقة بوضع المكيال على قاعدة ثابتة مثل أرضية من الخرسانة الأسمنتية ، وترفع الجوانب المتقابلة للمكيال بالتناوب حوالي 2 بوصة من القاعدة ، ثم تسقط فجأة كضربة فجائية فتنظم الحبيبات نفسها بهذه الطريقة وتصبح بحالة دمك تام ، وتدمك كل طبقة بضرب المكيال 50 مرة بالطريقة الموضحة أعلاه ، أي 25 مرة لكل جانب ، ثم تسوى المواد بالإصبع أو بقضيب مستقيم بحيث يكافئ أي بروز أو نتوء للقطع الكبيرة من المواد الخشنة الفراغات الأكبر في سطح المواد تحت مستوى حافة المكيال العلوية .
   جـ- يحدد الوزن الصافي للمواد داخل المكيال ثم يحصل على وزن وحدة الحجوم بضرب الوزن الصافي للمواد في معامل المكيال
5. طريقة الجاروف : أ – تنطبق هذه الطريقة على المواد ذات أقصى مقاس 4 بوصة أو أقل .
   ب - يملأ المكيال إلى نهايته بواسطة الجاروف أو المغرفة " Scoop" على ألا يزيد الارتفاع الذي تفرغ منه المـواد عـن 2 بوصة من أعلى المكيال ، ويجب أخذ الاحتياط قدر الإمكان لمنع أي انفصال حجمي للعينة ، ويسوى سطح المواد بالأصابع أو بأداة مستقيمة بحيث يكافئ أي بروز للقطع الكبيرة من المواد الخشنة الفراغات الأكبر في سطح المواد تحت مستوى حافة المكيال العلوية .
   جـ – يحدد الوزن الصافي للمواد ويتم الحصول على وزن وحدة الحجوم بضرب الوزن الصافي في معامل المكيال .