طرق اختبار تحديد الجرعة المثلى من مواد تقليل الماء في الخرسانة:
. اختبار الهبوط
. إجراءات الاختبار:
ثبّت نسبة خلط الخرسانة وقم بإعداد عدة خلطات خرسانية بتغيير كمية مواد تقليل الماء المضافة فقط. املأ الخليط في مخروط الهبوط على ثلاث طبقات، مع دك كل طبقة بعصا الدك 25 مرة، ثم قم بتسوية السطح، ثم ارفع القرطاس عموديًا لقياس ارتفاع هبوط الخليط.
. تحليل النتائج:
استخدم الهبوط كمؤشر لرسم منحنى العلاقة بين الهبوط وكمية مواد تقليل الماء المضافة. حدد النطاق المناسب من مواد تقليل الماء المضافة وفقًا لنطاق الهبوط المطلوب لأعمال البناء في الخرسانة. عمومًا، تكون الكمية المناسبة من مواد تقليل الماء المضافة هي عندما يتوافق الهبوط مع متطلبات البناء ولا يحدث فصل أو نزيف.
اختبار الانتشار
إجراء الاختبار:
بالنسبة للخرسانة ذات السيولة العالية، يُستخدم اختبار الانتشار غالبًا. تُوضع خلطة الخرسانة في قرطاس الانهيار، وبعد رفع القرطاس، يُقاس قطر انتشار خلطة الخرسانة على سطح مستوٍي.
تحليل النتائج:
على غرار اختبار الانهيار، يرسم منحنى يُظهر العلاقة بين الانتشار وجرعة العامل المخفض للماء. بناءً على المتطلبات الهندسية لسيولة الخرسانة، يتم تحديد الجرعة المثلى من العامل المخفض للماء، بحيث يتوافق انتشار الخرسانة مع متطلبات البناء ويكون له أداء مستقر.
اختبار القوة
إجراء الاختبار:
تُعد عينات خرسانية بجرعات مختلفة من العامل المخفض للماء، وتُحفظ تحت ظروف المعالجة القياسية حتى العمر المحدد (مثل: 7 أيام، 28 يومًا)، ثم يتم إجراء اختبار قوة الضغط.
تحليل النتائج:
يتم رسم منحنى يُظهر العلاقة بين القوة وجرعة العامل المخفض للماء. عمومًا، عندما تكون جرعة العامل المخفض للماء منخفضة، تزداد القوة مع زيادة الجرعة؛ ومع ذلك، إذا كانت الجرعة مرتفعة جدًا، فقد تنخفض القوة. الجرعة المثلى هي تلك التي تمنح الخرسانة القوة المطلوبة وأعلى قوة.
اختبار تقييم قابلية العمل
إجراءات الاختبار:
يتم تقييم قابلية العمل للخرسانة بناءً على الانزلاق، الانتشار، احتباس الماء، والتماسك. يتم ملاحظة قابلية العمل العامة لخليط الخرسانة من خلال تعديل جرعة مضافات تقليل الماء.
. تحليل النتائج:
عندما تكون قابلية العمل للخرسانة جيدة، أي أن الانزلاق أو الانتشار يتوافق مع متطلبات البناء، وأن احتباس الماء والتماسك أيضًا جيدان، دون ظواهر مثل النزف، الانفصال، أو الالتقاط من القاع، يمكن اعتبار جرعة مضافات تقليل الماء المعنية ضمن النطاق الأمثل للجرعة
المعدات التالية مطلوبة لاختبار الجرعة المثلى من مقلل الماء في الخرسانة:
معدات الخلط
خلاط الخرسانة: يُستخدم لخلط مزيج الخرسانة لدمج جميع المواد الخام بشكل متساوٍ.
معدات التشكيل والضغط
مخروط الهبوط: يُستخدم لتحديد هبوط مزيج الخرسانة، وهو الأداة الرئيسية لاختبار الهبوط.
قضيب الضغط: يُستخدم لإدخال وضغط مزيج الخرسانة أثناء اختبار الهبوط وتشكيل قطع اختبار الخرسانة.
قالب الاختبار: يتم اختيار أحجام مختلفة من قوالب الاختبار وفقًا لمتطلبات الاختبار، مثل قالب اختبار المكعب بحجم 150 مم × 150 مم × 150 مم لصنع قطع اختبار مقاومة الضغط.
طاولة اهتزازية: تُستخدم لاهتزاز وضغط قطع اختبار الخرسانة أثناء عملية التشكيل لجعل مزيج الخرسانة أكثر تماسكًا وانتظامًا.
معدات القياس والاختبار
ميزان إلكتروني: يُستخدم لقياس وزن المواد الخام ومقللات الماء بدقة.
أسطوانة قياس: تُستخدم لقياس السوائل، مثل كمية الماء المستخدمة في خلطات الخرسانة.
مسطرة: تُستخدم لقياس ارتفاع الهبوط وقطر الانتشار لمزيج الخرسانة بعد رفع مخروط الهبوط أثناء اختبار الهبوط واختبار الانتشار.
آلة اختبار الضغط: تُستخدم لاختبار مقاومة الضغط لعينات الخرسانة التي تم معالجتها حتى عمر محدد ولتحديد مقاومتها للضغط.
٤. معدات أخرى
١. المجرفة: تُستخدم لتسوية وتقليم سطح عينة الخرسانة.
٢. صندوق المعالجة أو غرفة المعالجة: توفر بيئة معالجة معيارية لعينة الخرسانة لضمان تلبية درجة حرارة المعالجة والرطوبة للمتطلبات.
الخطوات المحددة لتحديد الجرعة المثلى من مقلل الماء للخرسانة من خلال اختبار الهبوط هي كما يلي:
١. إعداد الاختبار
١. إعداد المواد الخام مثل الأسمنت، الرمل، الحجر، الماء ومقلل الماء وفقًا لنسبة خلط الخرسانة المصممة، والتأكد من أن جودة المواد الخام تلبي المتطلبات القياسية ذات الصلة.
٢. التحقق مما إذا كانت معدات الاختبار مثل قرطاس الهبوط، قضيب التمليس، الميزان الإلكتروني واسطوانة القياس في حالة جيدة ويمكن استخدامها بشكل طبيعي.
١. إعداد خليط الخرسانة
ثبّت كمية الأسمنت، الرمل والحجر في نسبة خلط الخرسانة، وقم بوزن كميات مختلفة من مقلل الماء وفقًا للنطاق المحدد مبدئيًا لجرعة مقلل الماء. على سبيل المثال، يمكن تحديد الجرعة عند ٠.٢٪، ٠.٤٪، ٠.٦٪، ٠.٨٪ من كمية المادة الرابطة، ووزن الكميات المقابلة من مقلل الماء.
٢. صب الأسمنت، الرمل والحجر الموزونة في خلاط الخرسانة وخلطها بشكل متجانس.
٣. قياس كمية معينة من الماء وفقًا لمحتوى الماء المصمم، وخلط جزء من الماء مع مقلل الماء لصنع محلول مقلل الماء.
٤. صب الماء المتبقي ومحلول مخفض الماء في الخلاط معًا، وامزجهما مع المواد الجافة لتكوين خليط خرساني متجانس. يجب أن يتوافق زمن الخلط مع متطلبات المعايير ذات الصلة.
٣. عملية اختبار الهبوط
١. اغسل قرطاس الهبوط، وضعه على قاعدة صلبة، أفقية، وغير ماصة، ورطب الجدران الداخلية والخارجية والقاعدة للقرطاس بقطعة قماش مبللة.
٢. قم بتحميل خليط الخرسانة في قرطاس الهبوط على ثلاث طبقات، تكون كل طبقة تقريبًا بنفس الارتفاع. استخدم قضيب الدك لدك كل طبقة ٢٥ مرة في اتجاه حلزوني من الخارج إلى المركز. عند دك الطبقة السفلية، يجب إدخال القضيب إلى القاع. وعند دك الطبقة العليا، يجب إدخال القضيب من خلال الطبقة العليا ثم إدخاله في الطبقة السفلية بمقدار حوالي ٢٠-٣٠ ملم.
٣. بعد دك الطبقة العليا، استخدم ملعقة لكشط الفائض من خليط الخرسانة من فتحة البرميل وتنعيمه.
٤. ارفع قرطاس الهبوط عموديًا وبشكل سلس، وأكمل الرفع خلال ٥-١٠ ثوانٍ. يجب أن تكتمل العملية بأكملها، من بدء التحميل إلى رفع قرطاس الهبوط، في غضون ١٥٠ ثانية.
٥. مباشرة بعد رفع مخروط الهبوط، قس الفرق في الارتفاع بين ارتفاع المخروط وأعلى نقطة من عينة الخرسانة بعد الهبوط، والذي يمثل قيمة الهبوط لخليط الخرسانة، بدقة تصل إلى ١ ملم.
٤. سجل وحلل النتائج
١. سجل قيم الانحدار لخلائط الخرسانة مع جرعات مختلفة من مقللات المياه، وفي الوقت نفسه راقب وسجل تماسك الخلطة الخرسانية واحتفاظها بالماء. يمكن الحكم على التماسك من خلال طرق جانب الخرسانة بعصا التمليس لرؤية ما إذا كان هناك أي تقشر أو تشتت للحصى؛ ويمكن الحكم على احتفاظ الماء من خلال مراقبة سطح الخرسانة لرؤية أي تسرب للماء.
٢. ارسم العلاقة بين الانحدار وجرعة مقلل المياه، بحيث تكون جرعة مقلل المياه هي المحور الأفقي وقيمة الانحدار هي المحور العمودي.
٣. وفقًا لنطاق الانحدار المطلوب لإنشاء الخرسانة، ابحث عن النطاق المقابل لجرعة مقلل المياه على المنحنى. وفي الوقت نفسه، اعتبر بشكل شامل تماسك الخرسانة واحتفاظها بالماء، واختر جرعة مقلل المياه التي تجعل الخرسانة تعمل بشكل جيد، أي عندما يلبي الانحدار متطلبات البناء ويكون التماسك واحتفاظ الماء جيدين، كقيمة مرجعية للجرعة المثلى. إذا لزم الأمر، يمكن إجراء اختبار تنقيح بالقرب من القيمة المرجعية للجرعة المثلى لتحديد جرعة أكثر دقة.
تعمل مواد تقليل الماء في الخرسانة بالطرق التالية:
أولاً، التشتت:
تحتوي جزيئات مواد تقليل الماء على مجموعات محبة للماء ومجموعات كارهة للماء. بعد إضافتها إلى الخرسانة، تلتصق المجموعات الكارهة للماء بسطح جزيئات الأسمنت في اتجاه معين، بينما تواجه المجموعات المحبة للماء الخارج. وهذا يؤدي إلى حمل جزيئات الأسمنت لنفس الشحنة الكهربائية، مما يخلق تنافراً كهربائياً، فيفصل جزيئات الأسمنت عن بعضها البعض، ويفكك بنية الكتل، ويحرر الماء المحتجز، ويزيد من سيولة الخرسانة.
ثانيا. التشحيم:
تقوم المجموعات المحبة للماء في مادة تقليل الماء بامتصاص عدد كبير من جزيئات الماء، مكونةً فيلمًا مائيًا مستقرًا على سطح جزيئات الأسمنت، والذي يعمل كزيت تشحيم، مما يقلل من مقاومة الاحتكاك بين جزيئات الأسمنت ويجعل مزيج الخرسانة أكثر سيولة.
ثالثا العائق الستيري :
بعد أن تُمتص جزيئات مواد تقليل الماء على سطح جزيئات الأسمنت، يتكون طبقة امتصاص بوليمرية بسمك معين، مما ينتج عنه تأثير العائق الستيري، الذي يمنع جزيئات الأسمنت من الاقتراب من بعضها البعض والاندماج، بحيث يمكن لجزيئات الأسمنت أن تتوزع بشكل أكثر تساويًا في الخرسانة، مما يحسن من تجانس الخرسانة واستقرارها.
.رابعا تأخير ترطيب الأسمنت:
بعض مواد تقليل الماء يمكن أن تُمص على سطح جزيئات الأسمنت، مما يؤخر الاتصال بين الجزيئات والماء وبالتالي معدل ترطيب الأسمنت. وهذا يسمح للخرسانة بالحفاظ على قابلية العمل الجيدة لفترة أطول، مما يسهل عمليات البناء