اهمية اختبار جودة الاسمنت

الأسمنت هو المادة الأكثر استخداما في أي مبنى ، فهو مادة رابطة تربط الركام و الرمل في المبنى، اذ هناك العديد من النظريات التي تشرح كيفية التحقق من جودة الأسمنت في المختبر ، و لكن معظمها يتطلب جهاز ضخم للتحقق من جودة الأسمنت.

ليس من السهل فحص جميع خصائص الأسمنت في الموقع و

أنواع الاسمنت

، و لكن هناك بعض الاختبارات الميدانية الأولية التي يمكن أن تعطينا فكرة تقريبية عن جودة الأسمنت ، و الاختبارات المدرجة أدناه هي الاختبارات البسيطة التي يمكنك إجراؤها بسهولة في الموقع، حيث تستطيع ان تعرف على جودة الأسمنت بدون آلة، اذ تشمل هذه الاختبارات الأولية التحقق من خصائص الأسمنت التي تؤثر على قوة و جودة الأسمنت.[1]

كيفية اختبار جودة الاسمنت

يلعب الأسمنت دور حيوي في صناعة البناء ، و مع ذلك ، نظرا لأنه مادة مصنعة تم إنشاؤها بواسطة عملية معقدة تتضمن مكونات متعددة ، فإن الاختبار ضروري لضمان الامتثال لمواصفات و متطلبات التطبيق و تجاوز

أخطاء يجب تجنبها في البناء

قوة الضغط

تعتبر مقاومة الانضغاط من أهم خصائص الاسمنت و الملاط ، و بالتالي فإن قوة المادة اللاصقة (الأسمنت) لها تأثير كبير على خصائص أداء الخلطة و تضمن الجودة الإجمالية للمنتج النهائي.
يتم إجراء اختبار قوة الانضغاط عموما عن طريق سحق مكعبات من الأسمنت المقوى و ملاط الرمل في آلة الضغط ، و يتم تحديد قوة الضغط للمكعبات من خلال الضغط العالي المطبق على مكعب العينة مما يؤدي إلى كسره
و تشمل معدات الاختبار المطلوبة لهذا الغرض آلة ضغط ، خلاطة ملاط ، قوالب مناسبة ، خزان رطوبة ، الأسمنت نفسه و رمل الاختبار
المعايير المطبقة لقوة الضغط هي: EN 196-1 ، ISO 679 ، EN 459-2 ، EN 1015-11 ، EN 13454-2 ، ASTM C109 / C109M ، ISO 7500-1 ، ASTM E4.

قوة الشد

إن مقاومة الشد للأسمنت منخفضة نسبيا مقارنة بقوتها الانضغاطية.
تخضع الهياكل الاسمنتيه للتشقق الشد بسبب مجموعة متنوعة من التأثيرات بما في ذلك التحميل الديناميكي و تغير درجة الحرارة.
يمكن إجراء اختبارات قوة الشد لفهم التماسك بين جزيئات الأسمنت.
مقاومة الشد مناسبة تماما لمقاومة الضغط ، و الاختبارات بسيطة و غير مكلفة في الأداء ، لذا فهي شائعة نسبيا.
يتم إجراء اختبار مقاومة الشد الأكثر شيوعا للأسمنت عن طريق تطبيق إجهاد أحادي المحور ، و يتم إجراء هذا الاختبار عن طريق صب قوالب ملاط الأسمنت و الرمل ، و التي يتم وضعها في آلة يمكنها تطبيق حمل الشد
و يتم حساب قوة الشد عن طريق قياس الحمل المطلوب لتقسيم العينة إلى نصفين فوق قسم الكسر.
عندما لا تتوفر آلة شد أحادية المحور ، يمكن أيضا إجراء اختبارات الشد بطرق أخرى غير مباشرة.
على سبيل المثال ، في اختبار الأسطوانة المنقسمة ، يتم تحميل العينة بشكل جانبي في أسطوانة حتى يحدث الكسر
طريقة بديلة هي اختبار المرن ، حيث يتم تحميل حزمة الجص بين دعامتين لتطبيق الضغط المرن ، يؤدي هذا إلى تسبب الألياف في النصف السفلي من الحزمة في إحداث إجهاد شد ، حتى يحدث الفشل
و تجدر الإشارة إلى أن هذه الاختبارات تعطي قيمة شد أعلى من طريقة الإجهاد أحادي المحور.
تشتمل المعدات المخبرية النموذجية لاختبار قوة الشد للأسمنت على آلة اختبار الانحناء / الشد 10 كيلو نيوتن ، و فحم حجري ، و خلاط الملاط ، و خزان الرطوبة ، و الأسمنت نفسه ، و رمل مقاوم.
تشمل المعايير المطبقة ASTM C307 و EN 196-1.

الصفاء

المرحلة الأخيرة من إنتاج الأسمنت هي الطحن لتشكيل مسحوق ناعم يحتوي على جزيئات ذات أحجام مختلفة جدا.
توزيع حجم الجسيمات له تأثير كبير على معدل تصلب الأسمنت و اكتساب القوة ، و يمكن أن يؤثر على عوامل أخرى مثل قابلية التشغيل و انكماش التجفيف.
كلما كان الجسيم أصغر ، كان سطح المسحوق أكبر بالنسبة للحجم ، لذلك يتفاعل الأسمنت مع الماء ، و الجزيئات الأصغر لها أكبر عدد من جهات الاتصال و لها مشاركة عالية في عملية التثبيت و التصلب.
يتم اختبار صفاء الأسمنت عن طريق قياس مساحة السطح المحددة لنفاذية الهواء لمسحوق الأسمنت ، و يتم قياس دقة الأسمنت الهيدروليكي بجهاز نفاذية الهواء Blaine لتحديد مساحة السطح المحددة معبراً عنها بإجمالي مساحة السطح بالسنتيمتر المربع لكل جرام (أو متر مربع لكل كيلوغرام)
يتم إجراء الاختبار على عينة أسمنت مدمجة في درجة حرارة الغرفة عند 18-22 درجة مئوية لقياس الوقت الذي يستغرقه تدفق كمية ثابتة من الهواء خلال عينة الأسمنت ، و الوقت المسجل هو وكيل بالنسبة لمساحة السطح المحددة
الطريقة عبارة عن اختبار مقارن بين مادة معروفة و غير معروفة ، لذلك يتم استخدام عينة مرجع بمساحة سطح معروفة للمعايرة ، و قياس الوقت الذي يستغرقه تدفق الهواء عبر المادة المرجعية ،
يمكن إنشاء ارتباط بين مساحة السطح كدالة للوقت n ضروري لاختبار الأسمنت
يتم استخدام جهاز Blaine في هذا الاختبار و يتكون من خلية اختبار النفاذية ، قرص مثقوب ، مكبس ، ورق ترشيح ، أنبوب مقياس ضغط على شكل حرف U ، سائل مقياس ضغط الدم ، مرجع ، مؤقت
المعايير المطبقة هي EN 196-6 ، ASTM C204 و AASHTO T153.

الاتساق و الوقت و تحديد التدفق

يلعب تناسق الخليط دور مهم في أداء المزيج عند سكبه من خلال قضبان التسليح في القوالب
وفي الوقت الذي يستغرقه المونة أو الاسمنت ، يتم إجراء اختبار الاتساق لتقدير الكمية من الماء المطلوب لتكوين عجينة ذات قوام عادي ، و التي تعرف بأنها النسبة المئوية للاحتياجات المائية من عجينة الأسمنت.
عن طريق إضافة الماء إلى الأسمنت ، يبدأ المعجون الناتج في التصلب و يكتسب قوة ضغط.
يقيس اختبار إبرة Vicat الوقت الذي يستغرقه خليط الأسمنت و الماء حتى يتصلب
يتم قياس الاتساق باستخدام اختبار Vicat ، و الذي يوفر أوقات ضبط أولية و نهائية ، و هي القياسات التي يمكن اعتبارها حالتين صلبتين من الأسمنت.
تشير بداية التصلب ، أو المجموعة الأولية ، إلى متى يصبح اللصق غير عملي و الوقت المطلوب للتصلب الكامل يحدد المجموعة النهائية.
يجب أن تكون قصيرة بما يكفي لاستئناف نشاط البناء في غضون فترة زمنية معقولة بعد صب الخرسانة.
تتميز مكبس Vicat بوزن و أبعاد و ارتفاع السقوط المحدد ، و يتم تحديد مقاومة اختراق المكبس من خلال لزوجة عجينة الأسمنت في قالب ، و يتم تحديد وقت الإعداد الأولي على أنه الوقت الذي تستغرقه إبرة Vicat حتى تكون قادرة على اختراق العجين في القالب على عمق 5 مم.
الوقت النهائي المحدد هو الوقت الذي يستغرقه معجون الأسمنت حتى يتماسك بدرجة كافية بحيث لا تستطيع إبرة Vicat اختراق العجينة.

صلابة و تمدد الأسمنت و الرماد المتطاير

تشير الصلابة إلى قدرة عجينة الأسمنت المتصلدة على الاحتفاظ بحجمها بعد الضبط دون إعاقة التمدد المدمر
على هذا النحو ، يعد الأمان اختبار مهم للغاية.
لن يخضع المعجون الأسمنتي المناسب لأي تغيير ملموس في الحجم بعد أن يصلب و بالتالي لن يكون عرضة للتشقق.
المعجون الأسمنتي الصحيح هو الأساس لملاط مناسب أو خليط اسمنتي
الرماد المتطاير هو منتج ثانوي لتوليد الطاقة باستخدام الفحم.
أثناء الاحتراق ، يتم طرد الشوائب المعدنية الموجودة في الفحم المسحوق من غرفة الاحتراق على شكل جزيئات منصهرة معلقة بغازات الاحتراق.
عندما تبرد هذه الجسيمات ، فإنها تتصلب و تتحول إلى جزيئات زجاجية كروية.
يظهر الرماد المتطاير خواص اسمنتية و يستخدم في الاسمنت كبديل أو جزئي للأسمنت.
يمكن أن ينشأ عدم الأمان من وجود الكثير من المغنيسيا الحرة أو الجير الحر المحترق في الأسمنت.
يمكن تحديد سلامة الأسمنت بعدة طرق ، في طريقة الحمام المائي في Le Chatelier ، يتم وضع عينة من معجون الأسمنت / الرماد المتطاير في قالب و يتم غليها لفترة زمنية محددة (حوالي 3 ساعات) بحيث يمكن لأي ميل إلى توسيع يسرع و يمكن الكشف عنها. ب
عد اكتمال عملية الغليان ، يتم قياس المسافة بين نقطتي مؤشر تحكم بدقة 0.5 مم و مقارنة بالطول الأصلي الذي تم قياسه قبل الاختبار.
يتطلب هذا الاختبار حمام مائي من Le Chatelier ، وعفن Le Chatelier ، و فرجار ، و أسطوانة قياس ، و مقارنة بين التوازن والطول.
تشمل المعايير المطبقة EN 196-3 و EN 459-2 و EN-450.
بدلاً من ذلك ، يمكن تحديد سلامة الأسمنت بطريقة الأوتوكلاف.
يغطي هذا الاختبار تعقيم الأسمنت البورتلاندي باستخدام اختبار على عينة إسمنت فاخرة.
يتم صب العينات في قالب مغطى بالزيت مع نقاط مرجعية متصلة بطول مرجعي يبلغ 250 مم.
تبثق العينات من القوالب و تقاس بعد 24 ساعة و توضع في الأوتوكلاف في درجة حرارة الغرفة.
بعد إغلاق الأوتوكلاف ، تتعرض العينات إلى بخار مشبع عالي الضغط لفترة زمنية محددة ، و بعد اكتمال التسخين ، يتم قياس العينة و مقارنتها بقياسات الطول الأصلية.
تشمل المعدات المطلوبة لهذه الطريقة الأوتوكلاف و قوالب شرائط الاختبار و معدات الخلط و مقياس مقارنة الطول.
تشمل المعايير المطبقة ASTM C151 و AASHTO T107.
يمكن أيضا تحديد تمدد الأسمنت من خلال طريقة مقارنة الطول ، و جهاز مقارنة الطول هو جهاز يستخدم لقياس تغيرات طول معجون الأسمنت و الملاط و الاسمنت وفقا لمواصفات ASTM و AASHTO.
تتكون الوحدة من قرص حساس أو مؤشر رقمي مركب على إطار بناء متين مزدوج.
يتم تشكيل السندان المتحرك و الثابت لاستقبال المسامير المرجعية التي يتم إلقاؤها في نهايات قضبان عينة الاختبار.
توفر ELE مجموعة متنوعة من الأجهزة لهذه الطريقة ، بما في ذلك جهاز حركة الرطوبة و الانكماش و التجفيف ، بالإضافة إلى جهاز مقارنة الطول ASTM.
تشمل المعايير المطبقة ASTM C151 و C157 و C227 و C490 و C531 و AASHTO T-107 و T-160.ر[2]