اختبارات الخرسانة
اختبارات الخرسانة هي سلسلة من الاختبارات والفحوصات التي تجرى على الخرسانة سواء اللينة أو الصلدة لتحديد مدى صلاحيتها للإنشاء، تحصي هذه المقالة أهم الاختبارات المعترف بها في المواصفات الأمريكية والمعايير البريطانية والأوربية [الإنجليزية]تعد الخَرَسَانَة من أهم مواد البناء في العصر الحديث خصوصاً مع تدعيمها بالحديد لتصبح خرسانة مسلحة. والخَرَسَانَة هي مادة تتكون من الأسمنت والرمل والماء مع إضافة نوع من الركام أو الزلط.
اختبارات الخرسانة المتصلدة[عدل]
اختبار مقاومة الضغط[عدل]
هي مقدرة الخرسانة على مقاومة القوى الضاغطة محوريًا.[1]
اختبار مقاومة الضغط للخرسانة (بالإنجليزية: compression strength) يُحدد المقاومة المميزة للخرسانة وعادة يجري بعد مرور 7 أيام أو 28 يوم أو 90 يومًا، يعتبر اختبار مقاومة الضغط مقياسًا للتحكم في جودة إنتاج الخرسانة في المصنع أو الورشة كما يستخدم في معيارًا ا أثناء التصميم الإنشائي لتحديد إجهاد التشغيل للخرسانة ويحدد مدى صلاحية الركام للخرسانة وذلك بالتعرف على تأثير الشوائب التي يحويها على مقاومة الخرسانة للضغط.[2]
تحضير مكونات الخرسانة : تحسب مكونات عينات الاختبار بما فيها الماء بحيث يكون مطابق تماما للخرسانة في الموقع ويجب أن تجري اختبارات منفصلة على كل من الأسمنت والركام، أما في حالة استعمال الركام ذي تدرج حبيبي خاص فيفصل كل مقاس من المقاسات المختلفة للركام الكبير والصغيرة على حده.
أدوات الاختبار[عدل]
- قالب الاختبار: عبارة عن اسطوانة (ارتفاع 12 بوصة وقطر 6 بوصات) كما حددتها المواصفات الأمريكية أو مكعب (طول ضلعه 15 سم – مساحة سطحه 225 سم2.) طبقا للمواصفات البريطانية ويشترط في قوالب الاختبار المكعبة أن تكون الأسطح الداخلية مستوية وان يكون القالب من المعدن لتحمل الصدمات ومزود بلوح قاعدة معدني مستوى السطح.
- قضيب الدمك: عبارة عن قضيب من الصلب يزن 1.82 كجم وطوله 15 بوصة ومقطعة السفلى مربع طول ضلعه بوصة واحدة.
- جهاز مكنة الضغط: ذات سعة وحساسية ملائمة ويمكن التحكم في معدل التحصيل بها طبقا لما تطلبه المواصفات القياسية للاختبار.
مراحل وطريقة إجراء الاختبار[عدل]
- توزن الكميات اللازمة من الأسمنت والركام الصغيرة والركام الكبير من الماء على حده ويراعى عند حساب وزن مكونات كل خلطة أن تزيد كمية الخرسانة المخلوطة عن الخرسانة اللازمة لملا القوالب بحوالي 10%.
- يُعد قالب الاختبار للاستعمال بتغطية وصلاته وسطح ارتكاز على لوح القاعدة بطبقة رقيقة من الزيت الخفيف.
- تخلط مكونات الخرسانة إما ميكانيكا أو يدويا.
- بعد انتهاء عملية الخلط مباشرة يجري اختبار قوام الخرسانة الطازجة بطريقة الهبوط أو الانسياب.
- يملا القالب مباشرة بالخرسانة على ثلاث طبقات ارتفاع كل منها يساوي 5 سنتمترات وتدك كل طبقة إما بآلة هزازة أو يدويا حتى تدمك الخرسانة تماما دون حدوث أي انفصال حبيبي.
- تحفظ القوالب بعد صبها مباشرة في مكان خالي من الاهتزازات وتكون الرطوبة النسبية للهواء في هذا المكان لا تقل عن 90% ودرجة الحرارة تتراوح بين 15- 20درجة مئوية لمدة نصف ساعة إلي 24 ساعة.
- تعلم القوالب الخرسانية ثم تفك من القوالب وتغمر ماء نقي وتترك حتى قبل الاختبار مباشرة ويجب أن يجدد هذا الماء كل سبعة أيام وان تحفظ درجة حرارته باستمرار ولا يسمح للقوالب بالجفاف تحت أي ظرف حتى موعد اختبارها.
- توضع العينة في آلة الاختبار ويراعى أن يكون محورها منطبقا مع محور راس الآلة وعند استخدام العينة المكعبة يجب أن يكون وجهي العينة الملامسات لسطحي راس الآلة هما الوجهين المقابلين للسطح الداخلي للقالب المعدني.
- يُحمل كل قالب حتى الكسر لتحديد مقاومة الخرسانة للضغط fcu .
اختبار مقاومة الشد[عدل]
اختبار الشد الغير مباشر[عدل]
اختبار الشد الغير مباشر (بالإنجليزية: Brazilian Tensile Test)[3] ويجرى بتحميل اسطوانة قياسية 15 سم × 30 سم – (6 × 12) حيث توضع العينة أفقيا وتحمل حتى يحدث انفلاق للعينة وتحسب المقاومة للشد كالآتى:
| 2 × الحمل/ 2 ط نق ل |
| الحمل الأقصى × 2/ المحيط الدائرى للأسطوانة × طول الاسطوانة |
اختبار الشد المباشر[عدل]
اختبار الشد المباشر (بالإنجليزية: Direct Tensile Test)ويتم بعمل عينة يمكن إجراء اختبار شد مباشر عليها وعادة يؤدى هذا الاختيار إلى نتائج لا يمكن الاعتماد عليها ولا تصلح لاختبار قبول مقاومة الشد.
اختبار لاإتلافي[عدل]
الاختبار غير الإتلافي أو الـ«لا إتلافي» أو اختبار غير مدمر أو اختبار غير تدميري (غالباً ما تكون بصيغة الجمع أي اختبارات أو فحوصات) (بالإنجليزية: Nondestructive testing) اختصارًا NDT هو نوع من أنواع الاختبارات في تحليل أسباب انهيار الخرسانة أو من أجل منع حدوث انهيارها في المستقبل وذلك بإجراء الاختبار على القطعة دون إتلافها أو إلحاق أضرار بها.[4][5][6]
اختبار فوق صوتي[عدل]
يستخدم في اختبار الأمواج الفوق صوتية أمواج (فوق صوتية) قصيرة جداً وذات ترددات تتراوح بين 0.1 إلى 15 ميغاهرتز وقد تصل أحياناً إلى 50 ميغاهرتز. ويتم تسليط هذه الأمواج على الخرسانة المتصلدة لمعرفة تركيبها وفحصها.[7][8][9][10]
اختبار الارتداد[عدل]
تستخدم مطرقة شميدت لتعيين رقم الارتداد Rebound Number حيث يعتمد عمل الجهاز على النظرية التي تنص على أن قوة ارتداد كتلة مرنة يعتمد على قوة السطح الذي تصطدم به.[11] ويستخدم رقم الارتداد هذا في الاسترشاد عن القيمة التقريبية لمقاومة الضغط للخرسانية. - يتم اللجوء اليها في حالة عدم مطابقة عينات المكعبات الخرسانية للمواصفات.
اختبارات الخرسانة اللينة وقابلية التشغيل[عدل]
اختبار هبوط الخرسانة[عدل]
فحص الهبوط للخرسانة ويعرف أيضا ب التهدّل (بالإنجليزية: Concrete slump test) هو اختبار تجريبي يُستخدم للتحقق من اتساق واستقامة الخرسانة. يتم ذلك من خلال استخدام مخروط خاص لقياس الهبوط وتحديد قابلية الخرسانة للتشغيل (Workability) ولتحديد قوامها ونسبة الماء اللازم إضافته إلى الأسمنت.[12]
اختبار انسياب الخرسانة[عدل]
اختبار انسياب الخرسانة ويُعرف أيضًا باسم اختبار منضدة الانسياب (بالإنجليزية: Flow table test أو Slump-flow test) هو اختبار تجريبي يُستخدم لتعيين النسبة المئوية لانسيابية الخرسانة، والتي تعبّر عن حالة قوامها.[13]
الاجهزة[عدل]
- مخروط ناقص قطر قاعدتيه 17 و 25سم وارتفاعه 20 سم
- قرص الانسياب
خطوات الاختبار[عدل]
- ينظف القرص والقالب جيدا
- يوضع المخروط في منتصف القرص
- يملأ القالب على طبقتين مع دمك كل طبقة 25 مرة باستخدام قضيب الدمك ويسوى السطح النهائي
- يتم رفع المخروط بعناية وباتجاه راسي
- يتم رفع القرص بواسطة اليد الجانبية 15 مرة
- يقاس قطر الخرسانة بعد انسيابها (يؤخذ متوسط قياس القطر في 6 اتجاهات)
- يتم حساب النسبة المئوية للانسياب
المعيار[عدل]
النسبة المئوية للانسياب =((قطر الانسياب – 25) / 25) * 100
| قوام الخرسانة | جاف | صلب | لدن | مبتل | رخو |
| % للانسياب | 0-20% | 15-60% | 50-100% | 90-120% | 110-150 % |
اختبار عامل الدمك[عدل]
اختبار عامل الدمك أو الرص أو الضغط (بالإنجليزية: Compacting Test)هو اختبارفي المختبر لقابلية تشغيل الخرسانة الطازجة. عامل الضغط هو نسبة أوزان الخرسانة المضغوطة جزئيًا إلى الخرسانة المضغوطة بالكامل، طوره مختبر أبحاث الطرق في المملكة المتحدة.[14]
تكون طريقة إجراء الاختبار كالتالي:[15][16]
- توضع العينة الخرسانية في المخروط (القادوس) العلوي بواسطة الجاروف (مغرفة اليد) ويسوى سطحها مع حافة المخروط.
- يفتح الباب السفلي للمخروط العلوي بحيث يسمح بهبوط الخرسانة تحت تأثير وزنها فقط إلى المخروط السفلي.
- تكرر نفس الخطوات السابقة للمخروط السفلي فتمر الخرسانة إلى الأسطوانة.
- بعد الانتهاء من ملء الأسطوانة يُقطع الفائض من الخرسانة فوق المستوى العلوي للأسطوانة ويسوى سطحها وتنظف جوانبها وحوافها الخارجية
- تُوزّن الأسطوانة بالخرسانة بتقريب 10 جم ويُعرف هذا الوزن بوزن الخرسانة المدموكة (المضغوطة) جزئيًا (و).
- إفراغ الأسطوانة ثم إعادة ملئها بنفس الخلطة الخرسانية في طبقات بعمق 5 سم تقريبًا وكل طبقة على أن تدمك كل طبقة يدويا أو ميانيكيا حتى تملأ تماما بالخرسانة.
- توزن الأسطوانة ويعين وزن الخرسانة المالئة للأسطوانة وهو وزن الخرسانة المدموكة كليا (ك).
عامل الدمك = وزن الخرسانة المدموكة جزئيا (نتيجة هبوطها) / وزن الخرسانة المدموكة كليا (نتيجة دمكها) = و / ك
وبمعرفة عامل الدمك يمكن تحديد درجة القابلية للتشغيل ويعتبر اختبار عامل الدمك اختبارا معمليا وغير مناسب لموقع العمل إلا في المنشآت الكبيرة.
والجدول يوضح درجة القابلية للتشغيل
| درجة القابلية للتشغيل | منخفضة جدا | منخفضة | متوسطة | عالية |
| عامل الدمك | 0.78-0.85 | 0.85-0.92 | 0.92-.95 | >.095 |
اختبار إعادة التشكل (اختبار زمن V.B )[عدل]
قياس الزمن اللازم لتغير كتلة خرسانية من شكل مخروط إلى شكل اسطوانة بواسطة الاهتزازات
الجهاز[عدل]
جهاز إعادة التشكل – مخروط هبوط
خطوات الاختبار[عدل]
- يوضع مخروط الهبوط بداخل الوعاء الاسطوانى
- يملأ المخروط بالخرسانة ثم يتم رفع بعناية
- يغطى سطح الخرسانة باللوح الزجاجى
- يتم تشغيل الهزاز فتنساب الخرسانة ويستمر الاهتزاز حتى تستقر الخرسانة ولا يحدث لها هبوط وخلال ذلك يكون قد تم قياس زمن انسياب الخرسانة
اختبار كرة كيلى[عدل]
في هذا الاختبار يتم تعيين مسافة اختراق ثقل معدني على شكل نصف كرة وزنة 13.6 كجم للخرسانة
الجهاز:
خطوات الاختبار[عدل]
1- توضع الخرسانة في وعاء أو يمكن اجراؤه والخرسانة مصبوبة في الفرم بشرط استواء السطح وان لا يقل السمك عن 15 سم
2- يوضع الجهاز فوق الخرسانة مع رفع اليد لاعلى وجعل الإطار يرتكز على سطح الخرسانة ثم تترك اليد ليخترق الثقل الخرسانة
3- يتم قراءة مسافة الاختراق من على اليد المدرجة
القابلية للتشغيل[عدل]
خاصية الخرسانة الطازجة التي تبين سهولة صب ومناولة الخلطة الخرسانية كما تبين درجة تجانسها ومقاومتها للانفصال الحبيبى
ويمكن تعريفها انها مقدار الشغل المبذول لدمك الخرسانة دون انفصال مكوناتها
العوامل المؤثرة على قابلية التشغيل[عدل]
- الركام: كلما كان حجم الحبيبات اصغر أو زادت نسبة الرمل كلما زادت صلابة الخلطة، الحبيبات المدورة أكثر قابلية لتشغيل الخرسانة
- نعومة الاسمنت : كلما زادت نعومة الاسمنت زادت قابلية تشغيل الخرسانة
- نسبة م/س : كلما زادت نسبة م/س زادت قابلية التشغيل ولكن ازا زادت عن حد معين تصبح الخرسانة سائلة وتفقد تشغيليتها
- الاضافات: يمكن تحسين قابلية التشغيل باستخدام الاضافات
- درجة الحرارة: تقل التشغيلية بارتفاع درجة الحرارة
- الزمن: مع مرور الوقت تفقد الخرسانة قابلية التشغيل لفقد ماء الخلط في التفاعلات
المراجع[عدل]
- ^ "Compressive Strength of Concrete & Concrete Cubes | What | How | CivilDigital |" (بالإنجليزية الأمريكية). 7 Jul 2016. Archived from the original on 2017-09-26. Retrieved 2016-09-20.
- ^ "إختبار مقاومة الضغط للخرسانة او اختبار الانضغاطية". بوابة الهندسة المدنية. مؤرشف من الأصل في 2020-08-05. اطلع عليه بتاريخ 2020-08-05.
- ^ W، Gladhill, Robert L. Horlick, JeffreyHall, Wiley A, Jr Berger, Harvey؛ Book، Start this، Concrete LAP handbook: operational and technical requiremnents of the Laboratory Accreditation Program for freshly mixed field concrete (PDF)، مؤرشف من الأصل (PDF) في 2020-08-05، اطلع عليه بتاريخ 2020-08-05
{{استشهاد}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link) - ^ "معلومات عن اختبار لاإتلافي على موقع thes.bncf.firenze.sbn.it". thes.bncf.firenze.sbn.it. مؤرشف من الأصل في 2019-09-08.
- ^ "معلومات عن اختبار لاإتلافي على موقع vocab.getty.edu". vocab.getty.edu. مؤرشف من الأصل في 2020-02-08.
- ^ "معلومات عن اختبار لاإتلافي على موقع jstor.org". jstor.org. مؤرشف من الأصل في 2019-05-26.
- ^ Nondestructive testing handbook (ط. 2nd ed). Columbus, Ohio: American Society for Nondestructive Testing. ©1982-. ISBN:0-87170-125-1. OCLC:8998618. مؤرشف من الأصل في 5 أغسطس 2020.
{{استشهاد بكتاب}}: تحقق من التاريخ في:|تاريخ=(مساعدة) و|طبعة=يحتوي على نص زائد (مساعدة) - ^ Ultrasonic testing of materials (ط. 4th fully rev. ed). Berlin: Springer-Verlag. 1990. ISBN:3-540-51231-4. OCLC:20526591. مؤرشف من الأصل في 2020-08-05.
{{استشهاد بكتاب}}:|طبعة=يحتوي على نص زائد (مساعدة) - ^ N.J، Clifton, J. R. Carino؛ Book، Start this، Nondestructive Evaluation Methods for Quality Acceptance of Installed Building Materials (PDF)، مؤرشف من الأصل (PDF) في 2020-08-05، اطلع عليه بتاريخ 2020-08-05
{{استشهاد}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link) - ^ Shcherbinskii، V. G. (2004-05). "Encyclopedia of Nondestructive Testing To the Publication of a New Volume of the Seven-Volume Handbook "Nondestructive Testing"". Russian Journal of Nondestructive Testing. ج. 40 ع. 5: 356–357. DOI:10.1023/b:runt.0000045941.87583.6a. ISSN:1061-8309. مؤرشف من الأصل في 3 يونيو 2018.
{{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في:|تاريخ=(مساعدة) - ^ Howe، Henry Marion (1916). The metallography of steel and cast iron. McGraw-Hill Book Company, Inc. ص. 363. مؤرشف من الأصل في 2011-06-24.
- ^ Gambhir، M. L. (2004). Concrete technology. Tata McGraw-Hill. مؤرشف من الأصل في 2017-04-29. اطلع عليه بتاريخ 2010-12-11.
- ^ Flow table test - Concrete Society نسخة محفوظة 20 نوفمبر 2017 على موقع واي باك مشين.
- ^ "الدراسة النظرية الفصل الثالث أختبارات الخرسانة الطرية" (PDF). مؤرشف من الأصل (PDF) في 2020-08-05.
- ^ الحوامدة، عبد الكريم (28 يونيو 2020). "اختبار عامل الدمك للخرسانة". مؤرشف من الأصل في 2020-08-05.
- ^ Mohammed، Abdelehman. "اختبار تعيين معامل الدمك للخرسانة الطازجة". المجلة Almagla. مؤرشف من الأصل في 2018-08-09. اطلع عليه بتاريخ 2020-08-05.
