تقدير الوزن النوعي للركام الناعم

ما هو الوزن النوعي للركام الناعم؟

يعتبر  الوزن النوعي أو الثقل النوعي للركام مقياسًا لقوة أو جودة المادة. ويُعرَّف الثقل النوعي على أنه نسبة وزن حجم معين من الركام إلى وزن حجم متساوٍ من الماء. حيث أن الركام ذو الثقل النوعي المنخفض يكون بشكل عام أضعف من الركام ذو الثقل النوعي العالي. وتساعد هذه الخاصية في التعريف العام للركام.

الثقل النوعي للركام الناعم (الرمل) هو نسبة وزن الحجم المعطى للركام إلى وزن الحجم المتساوي من الماء. حيث أن جزيئات الرمل المكونة من الكوارتز لها جاذبية نوعية تتراوح بين 2.65 إلى 2.67. بينما يتراوح الطين غير العضوي بشكل عام من 2.70 إلى 2.80.

التربة التي تحتوي على كميات كبيرة من المواد العضوية أو الجسيمات المسامية (مثل التراب الدياتومي) لها جاذبية محددة أقل من 2.60 (يتراوح بعضها منخفضًا حتى 2.00).

يستخدم اختبار الثقل النوعي للركام الدقيق لحساب الثقل النوعي لعينة مجمعة دقيقة عن طريق تحديد نسبة وزن حجم معين من الركام إلى وزن حجم متساوٍ من الماء. كما أنه مشابه في طبيعته لاختبار الثقل النوعي للركام الخشن.

يقيس اختبار الثقل النوعي للركام الدقيق الوزن الكلي الدقيق في ظل ثلاثة ظروف مختلفة للعينة:

• فرن جاف (لا يوجد ماء في العينة).

• سطح جاف مشبع (الماء يملأ المسام الكلية).

• مغمورة في الماء (تحت الماء).

باستخدام هذه الأوزان الثلاثة وعلاقاتها، يمكن حساب الثقل النوعي الظاهري للركام والثقل النوعي السائب والثقل النوعي للكتلة وكذلك الامتصاص. وهناك حاجة إلى الثقل النوعي الكلي لتحديد العلاقات بين الوزن والحجم.

بالإضافة إلى حساب الكميات المختلفة المتعلقة بالحجم مثل الفراغات في الركام المعدني (VMA) والفراغات المملوءة بالإسفلت (VFA). كما يمكن استخدام الامتصاص كمؤشر على المتانة الكلية وكذلك حجم مادة رابطة الأسفلت التي من المحتمل أن تمتصها.

جهاز اختبار الثقل النوعي للركام الناعم:

• ميزان بسعة لا تقل عن 3 كجم، يمكن قراءته ودقيق حتى 0.5 جرام ومن النوع الذي يسمح بوزن الوعاء الذي يحتوي على الركام والماء.

• فرن جيد التهوية للحفاظ على درجة حرارة من 100 درجة مئوية إلى 110 درجة مئوية.

• مقياس مقياس دوران (Pycnometer) بسعة 1 لتر تقريبًا به رأس لولبي معدني مخروطي مع فتحة 6 مم في قمته. حيث يجب أن يكون الجزء العلوي اللولبي مانع لتسرب الماء.

• الهواء الدافئ الحالي.

• صينية بمساحة لا تقل عن 32 سم².

• حاوية محكمة الإغلاق كبيرة بما يكفي لأخذ العينة.

• أوراق الترشيح وقمع.

إجراء اختبار تقدير الوزن النوعي للركام الناعم:

• أخذ حوالي 500 جرام من العينة ووضعها في مقياس دوران (Pycnometer).

• صب الماء المقطر فيه حتى تمتلئ.

• التخلّص من الهواء المحاصر عن طريق تدوير مقياس الضغط على جانبه، حيث يتم تغطية الفتحة الموجودة في قمة المخروط بإصبع.

• مسح السطح الخارجي للدوران وتوزينه (W).

• نقل محتويات جهاز قياس الكثافة إلى صينية، مع الحرص على ضمان نقل كل الركام.

• إعادة ملء مقياس دوران المياه بالماء المقطر إلى نفس المستوى واكتشاف الوزن (W1).

• القيام بتصريف الماء من العينة من خلال ورق ترشيح.

• وضع العينة في الفرن في صينية عند درجة حرارة 100 درجة مئوية إلى 110.

• خلال هذه الفترة، يتم تقليبها من حين لآخر لتسهيل التجفيف.

• تبريد العينة وتوزينها (W2).

استخدامات الثقل النوعي للركام الناعم:

يتم استخدام الثقل النوعي الكلي في عدد من التطبيقات بما في ذلك تصميم مزيج (Superpave) وتحديد الجسيمات الضارة وفصلها وتحديد تغيير خصائص المواد.

1. تصميم مزيج (Superpave):

تصميم مزيج (Superpave) هو عملية حجمية، يعتمد على خلط المواد المكونة على أساس حجمها. ومع ذلك، فإنّ الأحجام التراكمية والكتل الإسفلتية متباينة للقياس مباشرة، وبالتالي يتم قياس وزن المادة عادةً ثم تحويلها إلى حجم بناءً على جاذبيتها النوعية.

تعتبر التحديدات الصحيحة والدقيقة للجاذبية النوعية للمواد أمرًا حيويًا لِتصميم المزيج المناسب. حيث ستؤدي قيمة الجاذبية النوعية غير الصحيحة إلى أحجام محسوبة بشكل غير صحيح وتؤدي في النهاية إلى تصميم مزيج غير صحيح.

2. مؤشر تلوث المواد والفاصل للركام:

يمكن أن يشير الثقل النوعي أيضًا إلى التلوث المادي المحتمل. على سبيل المثال، غالبًا ما تكون الجسيمات الضارة أخف من الجزيئات التراكمية، وبالتالي، قد تؤدي كمية كبيرة من المواد الضارة في عينة كلية إلى ثقل نوعي منخفض بشكل غير طبيعي.

يمكن أيضًا استخدام الاختلافات في الجاذبية النوعية لفصل الجسيمات الضارة أو السيئة عن الجزيئات المجمعة باستخدام سائل وسائط ثقيل. كما يمكن أن يكون امتصاص الماء أيضًا مؤشرًا على امتصاص الأسفلت.