يُعد اختبار التوزيع الحبيبي للركام الناعم من البنود المهمة في فحوصات الخرسانة في مجال الهندسة الهيدروليكية. يُستخدم لتقييم خصائص توزيع حجم الحبيبات ومدى ملاءمة التدرج الحبيبي للركام الناعم، مما يضمن أن قابلية التشغيل والخواص الميكانيكية للخرسانة تلبي متطلبات التصميم.يُجرى هذا الاختبار وفقاً لمعايير الاختبار ذات الصلة في الهندسة الهيدروليكية، ويشمل بشكل رئيسي نطاق الاختبار، والمعدات المطلوبة، وإجراءات الاختبار، وتحليل النتائج. من خلال عملية اختبار معيارية، يمكن الحصول على منحنى دقيق للتوزيع الحبيبي للركام الناعم، مما يوفر أساساً موثوقاً لتصميم الخلطات والتحكم في الجودة في التطبيقات الهندسية.

1. النطاق

1. 1يستخدم هذا الاختبار لتحديد توزيع حجم الجسيمات للركام الناعم ولحساب معامل النعومة أو متوسط حجم الجسيمات للرمل الناعم والرمل الناعم جدًا.

2. الأجهزة والمعدات

2.1 الميزان

ميزان بدقة قراءة لا تتجاوز 0.1 غرام.

2.2 مناخل الاختبار

مناخل مربعة بفتحات أبعادها 10 مم، 5 مم، 2.5 مم، 1.25 مم، 0.63 مم، 0.315 مم، و0.16 مم (سلسلة ISO C)، مزودة بصينية وغطاء. ويمكن استخدام مناخل مربعة بفتحات تتراوح أبعادها من 9.5 مم إلى 0.15 مم (سلسلة ISO B). يجب أن تتوافق مناخل الاختبار مع متطلبات المواصفة القياسية SL 126.

2.3 فرن التجفيف

فرن تجفيف قادر على الحفاظ على درجة حرارة (105 ± 5) درجة مئوية.

2.4 المعدات المساعدة

هزاز منخل، صواني معدنية، فرش، وأدوات أخرى ضرورية.

3. إجراء الاختبار

3.1 يجب ألا يتجاوز حجم جسيمات الركام الناعم المستخدم في اختبار توزيع حجم الجسيمات 10 مم. تُؤخذ عينة ممثلة من الركام الناعم في حالته الطبيعية وتُخلط جيدًا. ثم، باستخدام طريقة التقسيم الرباعي، تُقسم العينة إلى جزأين للاختبار، لا يقل وزن كل منهما عن 550 غرامًا. تُجفف العينات في فرن عند درجة حرارة (105 ± 5) درجة مئوية حتى الوصول إلى وزن ثابت، ثم تُبرد إلى درجة حرارة الغرفة لإجراء الاختبار. في حال تشكل أي تكتلات بعد التجفيف، تُكسر يدويًا قبل الاختبار.

ملاحظة: في هذا المعيار، تشير الكتلة الثابتة إلى الحالة التي لا يتجاوز فيها الفرق بين وزنين متتاليين يتم أخذهما على فترات تزيد عن ساعة واحدة 0.1٪ من نتيجة الوزن الأخيرة أثناء التجفيف.

3.2 رتب المناخل حسب تناقص حجم فتحاتها، ورقمها من 1 إلى 6، حيث يمثل المنخل العلوي ذو الفتحات 5 مم رقم 1، والمنخل السفلي ذو الفتحات 0.16 مم رقم 6. رص جميع المناخل والوعاء بإحكام فوق بعضها. زن عينة الركام الناعم المجففة في الفرن (G₀، بدقة 0.1 غرام). صب العينة المجففة بالكامل في المنخل العلوي رقم 1، وغطه، ثم ضع مجموعة المناخل على جهاز هزاز المناخل. شغّل الجهاز لمدة 10 دقائق.

بعد رجّ العينة، أزل مجموعة المناخل، ثم انخل كل منخل يدويًا بالتتابع من الأكبر إلى الأصغر على صينية معدنية نظيفة. استمر في النخل حتى لا تتجاوز كمية المادة المارة في الدقيقة 0.1% من إجمالي كتلة العينة. تُنقل الجزيئات المارة من كل منخل إلى المنخل الأدنى التالي، وتُنخل مع المادة المتبقية عليه. كرر العملية بالتتابع حتى تنتهي من جميع المناخل.

3.3 عندما تتجاوز كتلة العينة المتبقية على أي منخل 200 غرام، تُقسّم العينة إلى قسمين للغربلة. ويُعتبر مجموع النتيجتين هو الكتلة المتبقية لحجم ذلك المنخل.

3.4 بعد الغربلة، تُزال الجزيئات المتبقية على كل منخل بعناية وتُنظف بفرشاة ناعمة. ثم تُوزن الكتلة المتبقية على كل منخل (بدقة 0.1 غرام) وتُسجل.

3.5 إذا كان الركام الناعم رملًا ناعمًا جدًا، فيمكن تقليل وزن كل عينة اختبار إلى 250 غرامًا بعد التجفيف في الفرن. أثناء عملية النخل، يُوضع منخل إضافي ذو ثقوب مربعة بقطر 0.080 مم أسفل المنخل الأصغر. تُسجل وتُحسب الكتلة المتبقية والنسبة المئوية للكتلة المتبقية جزئيًا على منخل 0.08 مم.

3.6 في حال عدم توفر جهاز هزّ المناخل، يمكن إجراء عملية النخل اليدوي. أثناء النخل اليدوي، ضع مجموعة المناخل كاملةً، التي تحتوي على العينة، على طاولة الاختبار. أمسك الغطاء بإحكام باليد اليمنى، وادعم جانب مجموعة المناخل باليد اليسرى. ارفع أحد جانبي مجموعة المناخل (بإمالتها بزاوية 30-35 درجة) بحيث تلامس قاعدة المنخل سطح الطاولة. أدر مجموعة المناخل في اتجاه عقارب الساعة لمدة 3 دقائق للنخل الدوار. بعد ذلك، انخل كل منخل على حدة حتى يتم الوصول إلى حالة النخل المطلوبة.

4. النتائج التجريبية

4.1 تم حساب نسبة البقايا على كل منخل وفقًا للمعادلة (1.4-1):

Pi = ai/G0 × 100%(1.4-1)

حيث: P - نسبة البقايا على المنخل i، i = 1 إلى 6؛

ai - البقايا على المنخل i، بالجرام؛

G0 - إجمالي العينة، بالجرام.

4.2 تُحسب النسبة المئوية التراكمية لبقايا المنخل لكل منخل وفقًا للصيغة (1.4-2) (مقربة لأقرب 0.1%):

Ai=P₁+…+Pi(1.4-2)

حيث Ai هي النسبة المئوية التراكمية لبقايا المنخل i، i=1～6.

4.3 يُحسب معامل النعومة وفقًا للصيغة (1.4-3):

FM=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(1-A1)(1.4-3)

حيث FM هو معامل النعومة؛

تمثل A1 إلى A6 النسبة المئوية التراكمية للمتبقيات على كل منخل.

4.4 يُحسب معامل النعومة كمتوسط قياسين (مقربًا لأقرب 0.1). إذا اختلف مجموع المتبقيات على كل منخل وكتلة المسحوق في الوعاء عن الكتلة الأصلية للعينة بأكثر من 1% من كتلة العينة، أو إذا تجاوز الفرق في معامل النعومة بين الاختبارين 0.2، فيجب إعادة الاختبار.

٤.٥ عند الضرورة، يمكن رسم منحنى غربلة، حيث يُمثل المحور السيني حجم فتحة كل منخل، بينما يُمثل المحور الصادي النسبة المئوية التراكمية لبقايا المنخل.

٤.٦ بالنسبة للرمل الناعم (FM: ٢٫٢–١٫٦) أو الرمل فائق النعومة (FM: ١٫٥–٠٫٧)، يمكن حساب متوسط حجم الجسيمات وفقًا للمعادلة (١٫٤–٤) (مع تقريب الناتج إلى فاصل ٠٫٠١ مم) بناءً على نتائج الغربلة.

dm=٠٫٥×[(a٢+a٣+a٤+a٥+a٦)/(٠٫٠٠٢٤a٢+٠٫٠٢a٣+٠٫١٧a٤+١٫٣a٥+١١a٦)=١/٣(١٫٤–٤)

حيث dm——متوسط حجم جسيمات الركام الناعم، مم؛ a₂～a₆——بقايا المنخل من المناخل 2～6، على سبيل المثال.