تجربة التحليل المنخلي للركام الناعم والخشن مع المناقشة (Sieve Analysis Of Aggregates)

يعد التحليل المنخلي للركام أحد أهم الاختبارات التي يتم إجراؤها في الموقع. الركام عبارة عن مواد خاملة يتم خلطها بمواد ربط مثل الأسمنت أو الجير لتصنيع الملاط أو الخرسانة. كما أنها تستخدم كمواد مالئة في الخرسانة. يختلف حجم الركام من عدة بوصات إلى حجم أصغر حبة رمل. الركام (ناعم + خشن) يشغل بشكل عام 60% إلى 75% من حجم الخرسانة أو 70% إلى 85% بالكتلة ويؤثر بشدة على خصائص الخرسانة المخلوطة حديثًا والمتصلبة، ونسب الخليط، والاقتصاد. جميع الركام الذي يمر من منخل مقاس 4.75 مم يُصنف على أنه ركام ناعم.

يساعد التحليل المنخلي على تحديد توزيع حجم الحبيبات للركام الخشن والناعم. ويتم ذلك عن طريق غربلة الركام حسب المواصفة البريطانية B.S.812:Part 2:1975. في هذا نستخدم غرابيل مختلفة وفقًا لمعايير كود BS، ثم نمرر الركام من خلالهم وبالتالي جمع الحبيبات المختلفة الحجم ستترك على غرابيل مختلفة.

تجربة التحليل المنخلي للركام الناعم والخشن

1. الغرض من التجربة

تعيين مقاسات حبيبات الركام الخشن والناعم بإستعمال مناخل قياسية وذلك لمعرفة مدى مطابقة هذه المقاسات لمتطلبات معينة. وتستعمل طريقة التحليل المنخلي غالباً عدا حالات احتواء الركام الناعم على كمية عالية من الطين او أيةِ مادة أخرى قد تسبب تكتل الحبيبات وعندئذٍ تكون هذه الطريقة متعبة وطويلة وربما تعطي نتائج غير دقيقة ولذا يوصي بفصل هذه المواد اولاً قبل اجراء عملية التحليل المنخلي.

2. المواصفة

أعتمدت في هذا الاختبار المواصفة القياسية العراقية رقم (30) لسنة 1969 والمواصفة القياسية البريطانية (B.S.812:Part 2:1975)

3. الأجهزة والملحقات

• مناخل اختبار مطابقة للمواصفة القياسية العراقية أو البريطانية.
• ميزان حساس الى حد 0.1% من وزن النموذج.
• فرن كهربائي درجة حرارته 105 ± 5 مْ.

4. أسلوب العمل

1. يؤخذ نموذج مثالي من جملة ركام ويختصر بطريقة التقسيم الربعي أو بإستعمال قاسمة النماذج بشرط أن يكون الحد الادنى لوزن النموذج مطابق للمواصفة القياسية. من الضروري ان تكون العينة المستخدمة جافة السطح قبل عملية الوزن والنخل حيث يمكن الحصول عليها اما بتجفيف الركام بدرجة حرارة الغرفة أو بتسخينهُ بفرن كهربائي لا تزيد درجة حرارته عن 105 ± 5 مْ.
2. توزن العينة وتنخل على متسلسلة المناخل الملائمة ابتداءاّ بالمنخل الاكبر ويراعى أن تكون المناخل المستعملة جافة ونظيفة قبل الاستعمال. ولتلافي انسداد فتحات المنخل بسبب زيادة تحميلها يجب ان تكون كمية الركام المستعمل مع كل منخل مناسبة بحيث لا يزيد الركام المتبقي على المنخل بعد اكمال عملية النخل عن القيمة المسموح بها لذالك المنخل.
3. يرج كل منخل على انفراد فوق قاعدته بحيث يحرك الى الامام والخلف ودائرياً بإتجاه عكس عقارب الساعة وبحركة مستمرة كي تبقى المادة في حركة على سطح المنخل بإتجاهات مختلفة. ويستمر في عملية النخل هذا الى ان يصبح الجزء المار من المنخل ضئيل جداً ولكن بأيةِ حال لايجوز ان تقل فترة النخل عن دقيقتين. كما لا يسمح بالضغط باليد على الركام لغرض امراره من فتحات المنخل. ويمكن استعمال الفرشاة الناعمة من الاسفل لفتح فتحات المنخل عند انسدادها.
4. بعد اكمال عملية النخل توزن المواد المتبقية على كل منخل مع ماعلق منها بفتحات ذلك المنخل.

ملاحظة (1): يكون النخل الميكانيكي مفيداّ للعديد من الأغراض الاعتيادية وعند استعمال هذه الطريقة يلزم التاكد من اجراء عملية النخل بشكل تام.

ملاحظة (2): تستعمل الطريقة التالية بدل من الطريقة المبينة اعلاه اذا كان المطلوب النسبة المئوية المارة المجمعة:

1. يمر النموذج الموزون خلال أكبر منخل ملائم لمقاسه كما تم الاشارة اليه في اعلاه ثم يوزن الجزء المار منه ويمرر هذا الجزء خلال المنخل التالي الأصغر ويوزن الجزء المار منه وهكذا الى أن يتم إمرار النموذج من كل المناخل الملائمة.
2. يحسب الوزن المجمع المار من كل منخل كنسبة مئوية من الوزن الكلي للنموذج.

أدناه جدول يبين الحد الادنى لوزن النموذج المستعمل في التحليل المنخلي طبقاً للمواصفات القياسية العراقية والمواصفة القياسية البريطانية.

5. القوانين والحسابات

• النسبة المئوية المحجوزة = (وزن المحجوز في المنخل / وزن العينة الكلي) * 100%
• معيار النعومة = مجموع النسب التراكمية المحجوزة / 100
• النسبة المئوية المحجوزة التراكمية = (الوزن الكلي المحجوز للمنخل / وزن العينة ) * 100%

5.1 الركام الناعم

5.2 الركام الخشن

6. المخططات البيانية

فيما يلي الرسومات البيانية لمناطق التدرج.

7. المناقشة

يستعمل التحليل المنخلي لتصنيف الركام حسب مقاس حبيباته وفصلها عن بعضها البعض في أي كمية من الركام، بحيث يتم ذلك بتقسيم كمية الركام الى أجزاء تتكون كل منها من حبيبات متماثلة المقاس أو ذات مقاسات معينة بحدود فتحات مناخل الفحص القياسية.

من المعروف أن مقاومة الخرسانة ذات نسبة ماء الى الاسمنت معينة لا تعتمد بشكل مباشر على تدرج الركام ولكن لوحظ ان التدرج الحبيبي للركام له أهمية كبيرة في تحديد قابلية التشغيل والتي بدورها تؤثر على حاجة الخلطة الخرسانية للماء والاسمنت وتسيطر على عملية الانعزال والنضح وإنهاء الخرسانة وهذه العوامل تعتبر من أهم خواص الخرسانة الطرية و التي تؤثر هذه الخواص فيما بعد على أهم خواص الخرسانة المتصلبة كالمقاومة والمتانة والتقليص.

تم إجراء التجربة في مختبر الخرسانة وأثناء إجراء التجربة واجهنا العديد من المشاكل التي أدت الى إعادة تكرار التجربة مرتين وتأخيرنا في إنهاء التجربة ومن هذا المشاكل هي:-

1. عدم توفر بعض الادوات مثل المنخل القياسي (10) ووضعنا بدل منه منخل (9.5).
2. عدم هز العينة لمدة كافية (مدة لاتقل عن دقيقتين).
3. عدم تغطية وتثبيت المناخل جيداً أدى الى تطاير جزء من العينة.

كيفية التحسين من النتيجة:

• أخذ الحرص عند عملة الهز من حيث تثبيت الغطاء والمناخل.
• هز العينة ميكانيكياً (أفضل من هزها يدوياً).
• زيادة دقة الميزان الحساس.
• تجفيف العينة خاصة الركام الناعم جيداً.
• وضع المناخل المخصصة للعملية.
• هز العينة للمدة الكافية.

بعد إنهاء التجربة واجراء الحسابات تبين ان نموذج الركام الناعم غير مطابق مع المواصفة حيث تقع خارج حدود المواصفة كما في الرسم البياني أعلاه وان الركام الخشن كان مطابق للمواصفة.

شاهد أيضاً: تجربة التحليل المنخلي للتربة مع المناقشة (Sieve Analysis Of Soil)