قوام الخلطة الخرسانية

ما هو قوام الخلطة الخرسانية؟

قوام الخرسانة هو مقاومة تشوّه القص وهذا يعني أن الإسمنت ثابت ولا يتحرك ويشير القوام بشكل عام إلى السيولة أو قابلية التشغيل ويمكن تعريفه بمصطلحات مثل جاف أو بلاستيكي أو سائل أو رطب. الركود هو مصطلح أكثر تحديدًا لنوع واحد من قياس القوام الخرساني. هناك مجموعة متنوعة من القياسات الأخرى الأقل شيوعًا لجوانب معينة من القوام.

الخرسانة الحديثة هي مرحلة عبور وتأتي أهمية هذه المرحلة من حقيقة أن القوة الملموسة تتأثر بشدة بدرجة ضغطها. علاوة على ذلك، تعتمد سهولة التنسيب والدمج والمتانة على خصائص تدفق الخرسانة وقد يكون للخرسانة التي لم يتم دمجها بشكل صحيح عيوب مثل أمشاط العسل وفراغات الهواء والفصل الكلي.

التطور التاريخي لطرق اختبار قوام الخرسانة:

لقد أدركت صناعة الخرسانة أهمية مراقبة قابلية التشغيل الملموس منذ أوائل القرن العشرين. لم يكن لدى صناعة الخرسانة الأمريكية في بداية القرن العشرين طُرق اختبار قياسية لقياس قابلية التشغيل وبدلاً من ذلك، تم عادةً تقديم أوصاف ذاتية ونوعية للقوام. مع الاعتراف بأن القوام الملموس له أهمية قصوى، قسّم تايلور وطومسون القوام الملموس إلى ثلاث فئات مبسطة وغامضة القوام الجاف، القوام المتوسط أو الزلزالي والاتساق الرطب أو الطري.

في عام 1918 خطت صناعة الخرسانة خطوة كبيرة إلى الأمام نتيجة لعمل داف أبرامز في مجال تصميم خليط الخرسانة، حيث أظهر أن قوة الخرسانة كانت مرتبطة بشكل مباشر بنسبة الماء إلى الإسمنت ما تُسمّى بمحتوى الرطوبة. في حين أن إجراءات أخرى لتناسب الخليط في ذلك الوقت ركّزت بشكل أساسي على تحقيق التعبئة المُثلى للركام واعتبرت محتوى الماء خاضعًا، أظهر أبرامز أن نسبة الماء إلى الإسمنت كانت أهم معلمة في تطوير نسب الخليط وأنه يجب يتم تعيينها عند أدنى مستوى ممكن بشرط تحقيق قابلية التشغيل المناسبة.

ما هي أهمية القوام في الإسمنت؟

معرفة أيّ مواد بناء لاستخدامها في مشروع البناء الخاص بك هو نصف العمل المنجز ويجب عليك أيضًا فحص جميع الفروق الدقيقة في المواد المستخدمة. بما أن الإسمنت هو واحد من أكثر المباني استخدامًا ومواد البناء، فإنَّ قوام الإسمنت هو أيضًا جانب مهم منه. يتم تعريف قوام معجون الإسمنت على أنه النسبة المئوية من الماء المطلوب من معجون الإسمنت حيث تكون لزوجة المعجون بطريقة تحدد كمية الماء اللازمة لصنع المعجون ومن الضروري تحديد التناسق لأن كمية الماء تُؤثّر على وقت ضبط الإسمنت.

يلعب القوام دورًا حيويًا في تحديد قوة الانضغاط للخرسانة أو اختبار قابلية التشغيل للخرسانة، كمية معينة من الماء ضرورية للتفاعل مع الإسمنت لتكوين ماضي مع اللدونة المناسبة وكمية المياه الأقل من هذه الكمية لن تُكمل التفاعل الكيميائي، ممّا يؤدي إلى تقليل القوة وزيادة المياه ستزيد نسبة الإسمنت المائي وبالتالي ستقلّل من قوتها.

لذا، يجب معرفة النسبة الصحيحة من الماء إلى الإسمنت لتحقيق القوة المناسبة أثناء استخدام الإسمنت في الهيكل، يمكن العثور على ذلك بمعرفة القوام القياسي لمعجون الإسمنت. لتحديد قابلية التشغيل اقترح أبرامز طريقة اختبار الركود لتقييم القوام النسبي لخليط الخرسانة. على الرغم من قبول اختبار الركود بسرعة بسبب بساطته، فقد أدركت صناعة الخرسانة على الفور أن اختبار الركود كان مناسبًا تمامًا لوصف قابلية التشغيل بشكل صحيح.

منذ إدخال اختبار الركود، تم تطوير عدد لا يحصى من طرق اختبار قابلية التشغيل، حاولت اختبارات قابلية التشغيل لقابلية التشغيل الملموسة محاكاة الظروف الميدانية الفعلية لتطوير فهرس يعبر عن جانب معين من قابلية التشغيل. من ناحية أخرى، تحاول النهج القائمة على علم الريولوجيا قياس المعلمات الريولوجية الأساسية للخرسانة والتي يمكن بعد ذلك أن تكون مرتبطة بمتطلّبات البناء العملية، يمكن تقسيم اختبارات قابلية التشغيل بشكل عام إلى خمس فئات عريضة واختبارات التدفق الحر واختبارات التدفق المحصورة واختبارات الاهتزاز ومقاييس الدوران واختبارات الخرسانة الجافة جداً.

تشمل اختبارات التدفق الحر الشائعة اختبار الركود واختبار كرة كيلي واختبار الركود المعدل وما إلى ذلك وتقيس اختبارات التدفق الحر إما مقاومة اختراق الخرسانة أو قدرة الخرسانة على التدفق تحت وزنها. هذه الاختبارات بسيطة في الأداء وتوفر نتيجة مباشرة بدون حسابات وعادة ما ترتبط نتائج طرق اختبار التدفق الحر ارتباطًا وثيقًا بإجهاد الضغط، اختبار الركود هو أشهر طرق اختبار التدفق الحر.

بالإضافة إلى اختبار الركود، تم تحسين العديد من طرق اختبار التدفق الحر لقياس اللزوجة البلاستيكية أيضًا. على سبيل المثال، اختبار الركود المعدل في اختبار كرة كيلي وهو اختبار مقاومة الاختراق الأكثر شهرة حيث يتم قياس عمق اختراق الكرة ثم يرتبط بالهبوط.

اختبارات قابلية التشغيل للخرسانة:

اختبارات التدفق الحر:

تشمل اختبارات التدفق الحر الشائعة اختبار الركود واختبار كرة كيلي واختبار الركود المعدل وما إلى ذلك وتقيس اختبارات التدفق الحر إما مقاومة اختراق الخرسانة أو قدرة الخرسانة على التدفق تحت وزنها. هذه الاختبارات بسيطة في الأداء وتوفر نتيجة مباشرة بدون حسابات وعادة ما ترتبط نتائج طرق اختبار التدفق الحر ارتباطًا وثيقًا بإجهاد الضغط، اختبار الركود هو أشهر طرق اختبار التدفق الحر.

بالإضافة إلى اختبار الركود، تم تحسين العديد من طرق اختبار التدفق الحر لقياس اللزوجة البلاستيكية أيضًا. على سبيل المثال، اختبار الركود المعدل في اختبار كرة كيلي وهو اختبار مقاومة الاختراق الأكثر شهرة حيث يتم قياس عمق اختراق الكرة ثم يرتبط بالهبوط.

اختبارات التدفق المحصور:

تشمل اختبارات التدفق المحصور الشائعة اختبار عامل الضغط بجانب اختبار الفوهة الحرة وصناديق على شكل حرف L يتم استخدامها بشكل شائع للخرسانة ذاتية الضغط ففي هذه الاختبارات، تتدفق الخرسانة من خلال فتحة ضيقة إما تحت وزنها أو تحت ضغط مطبّق. تعتبر اختبارات التدفق المحصورة سهلة الأداء وتوفر نتيجة مباشرة ومع ذلك ، فإنَّها لا تُعطي إشارة مباشرة إلى إجهاد الخضوع واللزوجة البلاستيكية.

بشكل عام، لا تُعَدّ اختِبارات التدفق المحصورة مناسبة للخرسانات المنخفضة إلى المتوسطة وهي ليست سائلة بدرجة كافية للتدفق بسهولة في ظروف التدفق المحصورة وتحقيق نتائج ذات مغزى.

اختبارات الاهتزاز:

يتم استخدام العديد من طرق الاختبار لقياس تدفق الخرسانة تحت الاهتزاز بسبب الاستخدام الواسع للاهتزاز في وضع الخرسانة، اختبارات الاهتزاز مهمة في قياس خصائص التدفق للخرسانات المنخفضة إلى المتوسطة التي تهتز عادة في المجال، يعتبر اختبار في بي واختبار جدول التدفق أمثلة على اختبارات الاهتزاز التي تقيس قدرة الخرسانة على إعادة التشكيل من شكل إلى آخر تحت الاهتزاز المطبق.

مقاييس الدوران:

تطبق مقاييس الضغط الدورانية للخرسانة إجهاد القص على الخرسانة بمعدلات قص مختلفة لقياس إجهاد الخضوع واللزوجة البلاستيكية، عادة ما يتم استخدام مقاييس الريثوتور في المختبر حصريًا، على الرغم من أن بعض التناوب قد تم تصميمه ليكون صغيرًا بما يكفي لاستخدامه في مواقع العمل، إلا أن التوفر المحدود والتكلفة العالية لهذه الأجهزة جعلتها غير عملية للاستخدام الميداني المنتظم وتقيس مقاييس الحرارة الدورانية المختلفة نطاقات مختلفة من قابلية التشغيل.

اختبارات الخرسانة الجافة جداً:

بالنسبة لمخاليط الخرسانة الجافة جدًا، يتم استخدام اختبارات الضغط بسبب عدم ملاءمة التدفق والاختبارات الأخرى، يمكن استخدام اختبار مراقب التربة في مخاليط الخرسانة الجافة جدًا وباستثناء اختبار الركود المستخدم على نطاق واسع، فإنّ الطرق القليلة التي تمت دراستها على نطاق واسع فشلت عمومًا في الحصول على قبول واسع النطاق.

تم تطوير اختبار عامل الضغط في بريطانيا في أواخر الأربعينيات وتم توحيده كمعيار بريطاني. على الرغم من أن هذا الاختبار يعطي معلومات أكثر من اختبار الركود نظرًا لطبيعته الديناميكية وطبيعته الكبيرة والسائبة تُقلّل من فائدته في المجال، إلا أنه غير مناسب لخلطات الخرسانة القاسية.