يمكن تعريف قابلية تشغيل الخرسانة على أنها السهولة والتجانس الذي يمكن به خلط الخرسانة أو المونة المخلوط حديثًا، وصبه ، ودمكها وتشطيبها. بدقة، هي مقدار العمل الداخلي المفيد الضروري لإنتاج دمك بنسبة 100٪.
مصطلح آخر مشابه يستخدم لوصف الخرسانة الطازجة هو "الاتساق" وهو السهولة التي ستتدفق بها الخرسانة. إنها رطوبة الخرسانة وقياس السيولة أو الحركة. تعتبر الخرسانة الرطبة أكثر قابلية للتطبيق من الخرسانة الجافة، ولكن قد تختلف الخرسانات من نفس الاتساق في قابلية التشغيل. الخرسانة التي تتمتع بتماسك عالٍ وتكون أكثر قدرة على الحركة، لا تحتاج إلى قابلية تشغيل مناسبة لوظيفة معينة. نوع العمل وسمك القطاع والتسليح وطريقة الدمك هي الجوانب التي يجب مراعاتها أثناء تحديد قابلية التشغيل لأي وظيفة معينة.
اقرأ: ما هي الخرسانة ذاتية الدمك (SCC)؟ - ملف كامل
العوامل المؤثرة على قابلية تشغيل الخرسانة
تُظهر الخرسانة القابلة للتطبيق احتكاكًا داخليًا أقل جدًا بين الجزيئات وتتغلب على مقاومة الاحتكاك بمقدار جهود الدمك المقدمة فقط. تعتمد قابلية تشغيل الخرسانة على عدد من العوامل المترابطة. المحتوى المائي ، خواص الركام ، استخدام المضافات ، نقاوة الأسمنت هي العوامل التي تؤثر على قابلية التشغيل.
- محتوى الماء: تؤدي الزيادة في محتوى الماء إلى زيادة سيولة الخرسانة وبالتالي توفير تشحيم أكبر. هذا يساعد على زيادة قابلية التشغيل للخرسانة. يجب أن تكون زيادة محتوى الماء هي الملاذ الأخير لتحسين قابلية التشغيل في الخرسانة لأن ذلك سيؤثر بشكل خطير على قوة الخرسانة. حتى في حالة إضافة كمية أكبر من الماء، يجب أيضًا إضافة المزيد من الأسمنت بحيث تظل نسبة الماء / الأسمنت كما هي وبالتالي تظل قوة الخرسانة غير متأثرة.
- حجم الركام: تكون المساحة السطحية للركام الأكبر أقل وبالتالي يلزم كمية أقل من الماء لتزييت السطح لتقليل الاحتكاك. وبالتالي فإن الخرسانة ذات الركام الكبير الحجم تكون أكثر قابلية للتطبيق (بالطبع، ضمن حدود معينة).
- نسب الخلط: نسبة الركام / الأسمنت هي مقياس لمدى ثراء أو فقر الخرسانة. إذا كانت نسبة الركام / الأسمنت أعلى، فإن الخرسانة تصبح فقيرة. يتوفر معجون أسمنتي أقل في الخرسانة الفقيرة لتزييت الركام، بينما في الخرسانة الغنية ذات نسبة نسبة الركام / الأسمنت المنخفضة، يتوفر المزيد من المعجون مما يجعل المزيج أكثر تماسكًا وبالتالي يوفر قابلية تشغيل أفضل.
- شكل الركام: تحتوي حبيبات الركام المستديرة على مساحة سطح أقل بكثير وفراغات أقل مقارنة بالركام الزاوي أو flaky والذي يوفر إمكانية أفضل للتغلب على مقاومة الاحتكاك. علاوة على ذلك، فإن الركام الزاوي والقشاري يجعل الخرسانة قاسية جدًا. (ويقال أن الركام يكون flaky قشاري عندما يكون أقل أبعاده أقل من 3/5 (أو 60٪) من متوسط أبعاده. متوسط البعد هو القياس المتوسط الذي تمر من خلاله الجسيمات ومقاس المنخل الذي يحتفظ بها.)
- نسيج سطح الركام: الركام الذي يحتوي على نسيج ناعم أو لامع له مساحة سطح أقل مقارنة بحبيبات الركام الخشنة. هذا يوفر قابلية تشغيل أفضل حيث أن كمية أقل من الماء مطلوبة لتأثير التشحيم. ولكن، مع الأخذ في الاعتبار التشابك الداخلي الضعيف الذي يوفره الركام المصقول اللامع، لا يُنصح باستخدامه بشكل عام في الخرسانة عالية القوة.
- تدرج الركام: الركام المتدرج جيدًا هو الذي يحتوي على أقل قدر من الفراغات في حجم معين. إذا كان تدرج الركام جيدًا ، فستكون الفراغات أقل وبالتالي تكون قابلية التشغيل أعلى.
- استخدام المضافات: استخدام المواد المضافة في الخرسانة هو العامل الرئيسي الذي يؤثر على قابلية التشغيل. يزيد استخدام الملدنات والملدنات الفائقة بشكل كبير من قابلية تشغيل الخرسانة. تنتج مضافات حبس الهواء فقاعات هواء تعمل كبكرات بين الجزيئات وتوفر تنقلًا أفضل وبالتالي تحسين قابلية التشغيل. اقرأ: الملدنات والملدنات الفائقة (مضافات خرسانية) - الأنواع والمزايا والعيوب والاستخدامات
- الوقت ودرجة الحرارة: تزداد قساوة الخرسانة الطازجة مع مرور الوقت. وذلك لأن بعض الماء المستخدم لخلط الخرسانة يتبخر ويمتص بعضه بواسطة الركام. وبالتالي تقل قابلية التشغيل للخرسانة بمرور الوقت. تُعرف هذه الخسارة في قابلية التشغيل بمرور الوقت باسم فقدان الركود. إن تأثير درجة الحرارة على قابلية تشغيل الخرسانة جدير بالملاحظة. مع زيادة درجة الحرارة، تقل قابلية تشغيل المزيج.
اختبارات قابلية التشغيل للخرسانة
اختبار الهبوط / الركود Slump test
إنه الطريقة الأكثر شيوعًا لقياس قابلية تشغيل الخرسانة المخلوطة حديثًا. يمكن إجراؤه في المختبر وفي الموقع. يمكن تقييم توحيد الخرسانة فيما يتعلق بقابلية التشغيل وجوانب الجودة من دفعة إلى أخرى من خلال ملاحظة طبيعة الركود الخرساني. إنه ليس مناسب جدًا للخرسانة شديدة الرطوبة أو شديدة الجفاف.
قالب فولاذي على شكل مخروطي يستخدم في اختبار الركود الذي يبلغ قطره العلوي 100 مم، وقطره السفلي 200 مم والارتفاع 300 مم. وفقًا للمواصفات القياسية، فإن الحد الأقصى لحجم الركام في الخرسانة الذي يمكن استخدامه لإجراء اختبار الركود يقتصر على 38 مم.
يتم تنظيف القالب وتحريره من أي رطوبة سطحية ثم يتم وضع الخرسانة في ثلاث طبقات. يتم دك كل طبقة 25 مرة بقضيب دمك قياسي (قطر 16 مم ، طول 0.6 متر). مباشرة بعد الملء ، يرفع المخروط ببطء ويسمح للخرسانة بالهبوط. يسمى الانخفاض في ارتفاع مركز الخرسانة المتساقطة بالركود ويتم قياسه لأقرب 5 مم.
إذا انحسرت الخرسانة بشكل متساوٍ من جميع النواحي ، فإن قياس الركود هو ركود حقيقي. إذا انزلق نصف المخروط لأسفل على مستوى مائل، يُقال إن هبوط القص قد حدث ويجب إعادة الاختبار. يظهر المزيج الرطب جدًا الركود الانهياري.
اقرأ:
اختبار الهبوط للخرسانة Slump test بالصورما يجب فعله عند فشل اختبار الهبوط (الركود) الخرساني؟
اختبار عامل الدمك
يتم إجراء هذا الاختبار بشكل عام في المختبر ولكن يمكن استخدامه في الموقع أيضًا. إنه مفيد بشكل خاص للخلطات الخرسانية ذات قابلية التشغيل المنخفضة جدًا (أو الخرسانة الجافة جدًا) لأنها غير حساسة لاختبار الركود.
يعمل هذا الاختبار على مبدأ تحديد درجة الدمك التي يتم تحقيقها من خلال مقدار قياسي من العمل المنجز من خلال السماح للخرسانة بالهبوط من خلال ارتفاع قياسي.
يتم وضع الخرسانة في القادوس العلوي بلطف بحيث لا يتم بذل جهد لإنتاج الدمك. يتم فتح الباب السفلي بحيث تسقط الخرسانة على القادوس السفلي. مرة أخرى ، يتم فتح الباب السفلي للقادوس السفلي وتسقط الخرسانة على الأسطوانة. بعد إزالة الخرسانة الزائدة بمساعدة الشفرات ، يتم أخذ وزن الأسطوانة (ذات حجم معروف) إلى أقرب 10 جرامات. يُعرف هذا الوزن باسم "وزن الخرسانة المدموكة جزئيًا". يتم تفريغ الأسطوانة ثم ملؤها بنفس العينة التي تم صدمها بشدة للحصول على دمك كامل. تزن الأسطوانة لأقرب 10 جرامات. يُعرف هذا الوزن باسم "وزن الخرسانة المدموكة بالكامل".
عامل الدمك = (وزن الخرسانة المدموكة جزئياً) / (وزن الخرسانة المدموكة بالكامل)
اختبار Vee-Bee
يعد اختبار Vee-Bee اختبارًا معمليًا جيدًا مناسبًا لخلطات الخرسانة الصلبة ذات قابلية التشغيل المنخفضة والمنخفضة جدًا. يتكون من طاولة اهتزازية ووعاء معدني وصفيحة مخروطية معدنية وقضيب حديدي قياسي.
في هذا الاختبار ، يتم إجراء اختبار الركود كما هو مذكور أعلاه عن طريق وضع مخروط الركود داخل وعاء أسطواني من الصفائح المعدنية. ثم يبدأ الاهتزاز ويتم تسجيل الوقت. ويلاحظ الوقت الذي تستغرقه الخرسانة لتأخذ شكل أسطواني بعد اختفاء الشكل المخروطي. يُعرف هذا الوقت المسجل باسم درجة Vee-Bee أو Vee-Bee seconds.
اختبار التدفق
هذا اختبار معملي. إنه يعطي مؤشرا على جودة الخرسانة فيما يتعلق بالاتساق والتماسك وقابلية الانفصال. يتم قياس انتشار تدفق الخرسانة وهذا مرتبط بقابلية التشغيل. هذا الاختبار هو الأنسب لتدفق الخرسانة المصنوعة باستخدام مضافات الملدنات الفائقة.
اختبار كرة كيلي
هذا اختبار ميداني بسيط يتكون من تحديد الفجوة التي يتم إجراؤها بواسطة نصف كرة معدني بقطر 15 سم ويزن 13.6 كجم عند وضعها بحرية على الخرسانة الطازجة. إنه أسرع ويوفر قياسًا دقيقًا لقابلية التشغيل من اختبار الركود. لكنه يتطلب كمية كبيرة من الخرسانة ليتم تنفيذه.