زمن الشك الابتدائي والنهائي للأسمنت في الخرسانة | ما الفرق بين الشك والتصلب؟

يعمل الأسمنت كعامل ربط في الخرسانة، حيث يمتزج مع المواد الأخرى بسرعة ويجعل الخرسانة عنصرًا متجانسًا قويًا.

تعتمد متانة الخرسانة على خصائص الأسمنت. يعد زمن شك الأسمنت أحد الخصائص الأساسية للأسمنت.

اقرأ: كيفية التحقق من جودة الأسمنت في الموقع؟

ما المقصود بزمن شك الاسمنت؟

لا يعد زمن شك الأسمنت سوى الوقت اللازم لتقوية وشك عجينة الأسمنت.

يتم تصنيف زمن شك الأسمنت إلى:

• زمن الشك الابتدائي
• زمن الشك النهائي

زمن الشك ليس ثابتًا لجميع أنواع الأسمنت؛ إنه يختلف من نوع إلى نوع.

زمن الشك (الابتدائي) الأولي:

عندما يبدأ الأسمنت في فقد اللدونة (الحالة شبه السائلة) بعد الخلط مع الماء يعرف ذلك بالشك الابتدائي. تُعرف الفترة الزمنية بين إضافة الماء وبدء فقدان اللدونة بزمن  الشك الأولي. بشكل عام، يكون زمن الشك الأولي للأسمنت في حدود ٣٠ إلى ٤٥ دقيقة.

زمن الشك النهائي:

عندما يفقد الأسمنت مرونته تمامًا، يُعرف ذلك باسم الشك النهائي.

تُعرف الفترة الزمنية بين إضافة الماء إلى الفقد الكامل للدونة الأسمنت بزمن الشك النهائي. يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لزمن الشك للأسمنت ١٠ ساعات.

كيف يختلف شك الأسمنت عن التصلب؟ (ما الفرق بين الشك والتصلب؟)

التصلب مختلف تمامًا عن الشك النهائي. في كل من زمني الشك الأولي (الابتدائي) والنهائي، يمكننا اختراق العينة بواسطة إبرة لعمق معين. لكن بعد التصلب، لا يمكن القيام بذلك.

عندما يتوقف تكوين شقوق / شروخ الانكماش تمامًا بعد صب الخرسانة، فإن عند تطبيق أي حمل ولا يمكن أن يؤدي ذلك إلى أي حالة تشققات أخرى، فهذا يعتبر التصلب.

خذ حاوية صمغ أو جل لاصق مثالاً على ذلك، في الوقت الذي تفتح فيه الغطاء، يبدأ الغراء في فقد حالته شبه الصلبة، والتي تسمى الشك الأولي. عندما تضع هذا الجل في مكان التطبيق، فإنه يفقد حالته شبه الصلبة تمامًا  والتي تُعرف باسم الشك النهائي. بعد فترة معينة، تتصلب (تعمل كمادة ملزمة لاصقة رابطة) وتعرف باسم حالة التصلب.

ضرورة وأهمية تحديد زمن شك الأسمنت

من مثال جل الغراء اللاصق، يمكننا أن نفهم أنه إذا فتحنا غطاء جل الغراء للصق شئ ما، فعلينا القيام بذلك قبل أن يجف جل الغراء. خلاف ذلك، سيفقد الصمغ التصاقه ولن ينفع استخدامه.

بنفس الطريقة، قبل أن يفقد معجون الأسمنت مرونته، يجب أن نستخدمه. وإلا فإن الخرسانة سيصعب صبها ولن تصبح عنصرًا متجانسًا قويًا ويمكن أن تتفكك في فترة قصيرة.

يساعد تحديد زمن شك الأسمنت على تخطيط عملية نقل الخلطة الخرسانية والصب في الموقع دون حدوث نزيف أو فصل (انفصال للمكونات)، وإلا فإن خلطة الخرسانة ستصبح أكثر صعوبة في الصب.

مراحل شك الأسمنت:

• مرحلة الإماهة - تفاعل الإماهة هو المرحلة الأولى. مكونات الأسمنت مثل C3S و C2S و 3CA1 و 4CAFe ستتفاعل مباشرة بعد إضافة كمية معينة من الماء، والتي تبدأ في تكوين عجينة المونة الأسمنتية التي تمزج وتلصق المكونات الخرسانية الأخرى.
• مرحلة الغروية (الالتصاق) - في المرحلة الثانية، تصبح مونة الأسمنت شكلاً من أشكال العجينة التي تمزج وتلتصق بالمكونات الأخرى من الخرسانة.
• مرحلة التبلور - هي المرحلة الأخيرة من شك الأسمنت. جزيئات الأسمنت تتفاعل كليا مع الماء وتتحول إلى شكل عنصر مستقر.

اختبار زمن شك الأسمنت (بواسطة جهاز Vicat)

يمكن تحديد زمن الشك الأولي والنهائي للأسمنت بواسطة جهاز Vicat

الأدوات المطلوبة

• يتكون جهاز فيكات من مكبس وإبرتين مختلفتين، والتي تستخدم لاختراق عينة الأسمنت حتى عمق ٥ ملم إلى ٧ ملم وما فوق.
• ميزان الوزن - يصل إلى 1000 جرام بدقة 1 جرام.
• ساعة قياس
• أسطوانة قياس 200 مل
• لوحة زجاجية
• قالب vicat
• صينية / طبق
• مجرفة

تحضير العينة

• قبل إجراء هذا الاختبار يجب تحديد الكمية المطلوبة من الماء، مما يعطي الاتساق الصحيح لعجينة الأسمنت (P) من خلال اختبار اتصاق الأسمنت.
• الآن خذ ٤٠٠ جم من عينة الأسمنت وأضف الماء بمقدار ٠.٨٥ من كمية الماء المطلوبة للاتساق القياسي.

تحديد محتوى الماء (W)

إذا كان محتوى الماء المطلوب هو W ، فعندئذٍ w = 0.85 x Standard Consistency

W = 0.85 × 30٪ (بافتراض أن ٠.٣ هي نسبة الماء / الأسمنت المطلوبة للاتساق القياسي).

W = 25.5٪ (يجب إضافة 25.5 جرام فقط من الماء لكل ١٠٠ جرام أسمنت)

هنا عندنا 400 جرام أسمنت، لذلك مطلوب ماء = 400 × 25.5٪ = 102 جرام ماء.

اقرأ: أهمية نسبة الماء إلى الأسمنت (م/س) في الخرسانة

تحديد زمن الشك الابتدائي

• أضف الماء المطلوب (102 جرام) إلى الأسمنت. ابدأ الآن ساعة الإيقاف ولاحظ الوقت على أنه T1 (0:00).
• اخلط الأسمنت جيدًا للحصول على القوام الصحيح ثم املأ المعجون في قالب فيكات بسلاسة وأزل المعجون الزائد.
• يجب أن تتم هذه العملية في غضون 3 إلى 5 دقائق.
• ثم ضع القالب على جهاز Vicat واضبط الإبرة على السطح العلوي لعجينة الأسمنت.
• الآن حرر الإبرة واتركها تسقط بحرية على العينة للاختراق.
• في البداية، الإبرة تخترق عينة الأسمنت تمامًا.
• كرر عملية الاختراق كل دقيقتين حتى تفشل الإبرة في اختراق العينة حتى 5 ملم من القالب السفلي.
• تدوين الوقت كـ T2.

زمن الشك الأولي = T2 - T1

تحديد زمن الشك النهائي

• الآن قم بإزالة الإبرة وإرفاق الإبرة الحلقيّة ذات الحافة الدائرية لتحديد زمن الشك النهائي.
• الآن اسمح للإبرة باختراق عينة الأسمنت.
• في البداية، تترك الإبرة والحافة الدائرية تأثيرا، وبعد فترة معينة، ستفشل الحافة الدائرية في إحداث تأثير.
• تدوين الوقت على أنه T3.

زمن الشك النهائي = T3 - T1

احتياطات الاختبار

• حرر الإبرة برفق.
• نفذ الاختبار في درجة حرارة الغرفة.
• يجب تنظيف الإبرة بشكل مناسب في كل مرة.
• سجل زمن الشك الأولي والنهائي بدقة.
• تأكد من عدم حدوث اهتزاز في منطقة الاختبار.
• يجب تحريك العينة في كل مرة لتجنب حدوث الاختراق في نفس النقطة.

العوامل التي تؤثر على زمن شك الأسمنت

• نسبة الماء إلى الأسمنت غير المناسبة.
• قد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تسريع إماهة الأسمنت مما يؤدي إلى تكوين شقوق هوائية على سطح الخرسانة.
• نسب الخلط غير الصحيحة للمكونات.