تُستخدم هذه الطريقة لضغط المواد المستقرة المرتبطة غير العضوية مثل الحجر المكسر المثبت بالأسمنت والتربة الجيرية في عينات قياسية من خلال الاهتزاز، وذلك لإجراء اختبارات مختلفة للخواص الميكانيكية مثل القوة والكثافة.

آلة التشكيل بالضغط الاهتزازي

الموديل: WJJHB-1

أولاً: نظرة عامة على المنتج:

آلة التشكيل بالضغط الاهتزازي من نوع WJJHB-1 هي جهاز متخصص مصمم ومصنّع وفقًا للمواصفات الفنية لتشكيل عينات المواد الأساسية شبه الصلبة باستخدام الاهتزاز، والمذكورة في "إجراءات اختبار المواد المثبتة بمواد رابطة غير عضوية في هندسة الطرق السريعة (JTG E51-2009)". تُستخدم هذه الآلة لتصنيع عينات متنوعة من الحبيبات المثبتة بمواد رابطة غير عضوية، بما في ذلك العينات الأسطوانية لاختبار مقاومة الضغط غير المحصور، ومقاومة الشد، ومقاومة الشد غير المباشر، ومعامل المرونة الانضغاطية، بالإضافة إلى عينات شعاعية لاختبار معامل الانكماش الحراري، ومعامل انكماش الجفاف، ومقاومة الانحناء، ومعامل المرونة الانحنائية. كما أن تصميم الجهاز مستوحى من المعيار الأوروبي EN 13286-2:2010 والمعيار الأمريكي ASTM C1176/C1176M-20، مما يجعله يفي بمتطلبات طرق الاختبار الدولية ومناسبًا للتصدير.

ثانيًا: المواصفات الفنية الرئيسية

1. الضغط الساكن: 1900 نيوتن (قابل للتعديل)

2. قوة الإثارة: 6800-6900 نيوتن (قابلة للتعديل)

3. تردد الاهتزاز: 28-30 هرتز (قابل للتعديل)

4. قالب عينة أسطواني

5. قالب فولاذي: القطر الداخلي 152 مم، الارتفاع 170 مم، سمك الجدار 10 مم

6. حلقة القالب الفولاذية: القطر الداخلي 152 مم، الارتفاع 50 مم، سمك الجدار 10 مم

7. الأبعاد الكلية: الطول × العرض × الارتفاع 680 × 540 × 1750 مم

8. وزن الجهاز: 550 كجم

9. مصدر الطاقة: تيار متردد 380 فولت (ثلاثي الأطوار، أربعة أسلاك، سلك محايد)

ثالثًا: تركيب المعدات

1. الأساس: يتعرض هذا الجهاز لتأثير كبير على الأرض أثناء عملية التشكيل. لذا، يجب أن يتمتع الأساس بمقاومة اهتزاز لا تقل عن 10000 نيوتن. يجب تثبيت قاعدة الجهاز باستخدام صفيحة مطاطية صلبة بسماكة 5 مم ومسامير تثبيت.

يجب توفير مساحة لا تقل عن متر واحد حول الجهاز للتشغيل والصيانة.

2. مصدر الطاقة: يتطلب الجهاز مصدر طاقة ثلاثي الأطوار بأربعة أسلاك، 380 فولت، 4 كيلوواط. يجب تأريض الجهاز بشكل موثوق.

3. توصيل الجهاز: يجب تركيب محول التردد ووحدة التحكم على سطح مستوٍ. توجد خمسة موصلات طيران بفتحات مختلفة بين صندوق التحكم ومحول التردد وجسم الجهاز. يمكن توصيل هذه الموصلات بشكل فردي.

رابعاً: التشغيل والاستخدام

١. استخدام محول التردد (ملاحظة: يتم ضبط محول التردد على قيم الاختبار القياسية قبل مغادرة المصنع؛ يُرجى عدم تعديله بنفسك).

عند تشغيل مفتاح الطاقة الموجود على لوحة صندوق التحكم، يتم تشغيل محول التردد، وستعرض الشاشة الرقمية وشاشة LCD القيمة. تظهر لوحة محول التردد في الشكل ١.

التردد المعروض على محول التردد عند بدء التشغيل هو التردد المُعدّ مسبقًا. إذا لم تكن هناك حاجة إلى تغيير، فاضغط على زر "FWD". سيتم تأكيد التردد المُعدّ مسبقًا.

لتغيير التردد المُعدّ مسبقًا، اضغط أولًا على زر "△". ستعرض شاشة LCD عبارة "إعداد التردد بالهرتز". ثم استخدم زر ">>" (Shift) مع زر "△" (زيادة) وزر "▽" (إنقاص) لإعادة ضبط التردد المطلوب.

بعد إعادة ضبط التردد، ستومض الشاشة الرقمية بالكامل. عند الضغط على زر بدء الاهتزاز، يبدأ خرج محول التردد، ويتوقف وميض الشاشة الرقمية. الرقم المعروض هو تردد اهتزاز الضغط.

ملاحظة: يتطلب هذا الجهاز ترددًا يتراوح بين 28 و30 هرتز. ضبط التردد على قيمة منخفضة جدًا سيؤدي إلى قوة اهتزاز غير كافية. أما ضبط التردد على قيمة عالية جدًا فسيؤدي إلى زيادة قوة الاهتزاز بشكل ملحوظ، مما قد يتسبب في تلف الجهاز. لذلك، يجب التحقق من تردد خرج العاكس قبل بدء عملية التشكيل؛ يجب أن يكون بين 28 و30 هرتز.

٢. زر "رفع": يتحكم في آلية التوجيه والمكبس لرفعهما، مما يوفر مساحة كافية للاختبار.

٣. زر "خفض": يتحكم في آلية التوجيه والمكبس لخفضهما والضغط داخل القالب.

٤. زر "بدء": بعد ضبط الوقت، اضغط على زر "بدء" لتشغيل آلية الاهتزاز وإتمام الاختبار وفقًا للقيم المحددة.

5. زر الإيقاف الطارئ: في حال وقوع حادث أثناء الاختبار، أو عند إجراء تعديلات أو حدوث أي أحداث غير متوقعة، اضغط على زر الإيقاف الطارئ لإيقاف آلية الاهتزاز. يُرجى ملاحظة أن زر الإيقاف الطارئ زر قفل ذاتي. بعد الضغط عليه، إذا احتجت إلى استئناف العمل بعد الفحص، اضغط على الزر مرة أخرى لإعادة ضبطه. إذا تعطل جهاز التحكم بالوقت أثناء هذه العملية، يجب إعادة تشغيله أو إعادة ضبط الوقت بعد انتهاء الوقت المحدد.

6. احتياطات استخدام الأزرار: يُستخدم زرا الرفع والخفض للتحكم الدقيق في الحركة. أثناء التشغيل، راقب بدقة تغير موضع قضيب التوجيه لتجنب تلف غلاف التوجيه.

ملاحظة: محرك الرفع الذي يُشغل آلية التحميل والتفريغ يعمل بتيار ثلاثي الأطوار. نظرًا لأن تسلسل أطوار توصيل المحرك في المصنع قد لا يتطابق مع تسلسل التيار ثلاثي الأطوار لدى المستخدم، فقد تتحرك أزرار التحميل والتفريغ الموجودة على صندوق التحكم أحيانًا في الاتجاه المعاكس لرأس التحميل. في هذه الحالة، وبعد فصل الطاقة، افتح صندوق توصيل محرك الرفع وقم بتبديل موضع أي سلكين من أسلاك الطاقة الثلاثة عند أطراف صندوق التوصيل. سيؤدي ذلك إلى جعل الزر والوظيفة متسقين.

٧. الاهتزاز

بعد التأكد من أن تردد العاكس ضمن نطاق ٢٨-٣٠ هرتز، وأن رأس الضغط والقالب محاذيان، يمكن تشغيل زر الاهتزاز لضغط العينة. عند وصول ضغط الاهتزاز إلى الشوط المحدد مسبقًا، اضغط على زر الإيقاف لإيقاف عملية الضغط.

٨. زمن ضغط الاهتزاز

يبدأ جهاز التوقيت بالعمل بالتزامن مع بدء ضغط الاهتزاز، ويتوقف عند توقفه، ويعرض إجمالي الوقت المستغرق لعملية الضغط.

خامساً: صناعة القوالب

١. تحضير المواد وتصنيع العينات

لتحضير المواد وتصنيع العينات، يُرجى الرجوع إلى "الاحتياطات والتعليمات المتعلقة بطريقة اختبار الضغط الاهتزازي للمواد المثبتة بمواد رابطة غير عضوية" في "إجراء اختبار المواد المثبتة بمواد رابطة غير عضوية في هندسة الطرق السريعة" (JTG E51-2009).

٢. تثبيت القالب: ضع القالب الذي يحتوي على العينة على قاعدة الجهاز، واضبط موضعه بحيث يدخل رأس الضغط في القالب عند هبوطه، ثم ثبّت القالب على القاعدة باستخدام البراغي.

3. صنع القالب

بعد محاذاة وتثبيت رأس الضغط والقالب، اضغط زر التحميل لخفض الصينية على البرغي اللولبي حوالي 100 مم أسفل الحمل. عند هذه النقطة، يتم تطبيق قوة الحمل بالكامل على عينة المادة داخل القالب عبر رأس الضغط، وبذلك تكتمل عملية التحضير.

عند بدء اهتزاز الضغط، حدد موضع البداية على المقياس الموجود على الجانب الأيمن من الإطار. ثم ابدأ اهتزاز الضغط. عند الوصول إلى موضع الضغط المحدد مسبقًا، اضغط زر الإيقاف لإكمال عملية التشكيل.

ملاحظة: يبلغ مدى رفع الحمل بالكامل 150 مم. يوجد مقياس على الجانب الأيمن من الإطار. يجب ألا يتحرك الحمل ورأس الضغط إلا ضمن هذا المدى؛ لا تتجاوزه. وإلا، سيتلف البرغي اللولبي ومجرى التحديد.

سادساً: تحضير العينة

١. ثبّت أداة الضغط وفقًا لشكل العينة المطلوب. أبعاد العينة الأسطوانية: قطر ١٥٠ مم، ارتفاع ١٥٠ مم.

٢. خذ جزءًا من العينة وافرده بالتساوي في وعاء معدني. احسب كمية الماء التي يجب إضافتها إلى كل جزء من العينة بناءً على نسبة الرطوبة المثلى المحددة مسبقًا من خلال اختبار ضغط معياري. رش الماء بالتساوي على العينة واستخدم مجرفة صغيرة لخلطها جيدًا حتى تصبح متجانسة.

في الصيغة: Qw - كمية الماء المراد إضافتها إلى العينة (غ)

Qn - كتلة الركام في الخليط (غ) ومحتواه الأصلي من الرطوبة Wn، أي نسبة الرطوبة بعد التجفيف الهوائي (%)

Qc - كتلة الأسمنت أو الجير في الخليط (غ) ومحتواه الأصلي من الرطوبة Wc (%)

W - نسبة الرطوبة المطلوبة للخليط (%).

3. أضف المادة الرابطة المطلوبة، مثل الأسمنت أو الجير والرماد المتطاير، إلى العينة المشبعة واخلطها جيدًا باستخدام مجرفة صغيرة أو مسطرة أو أدوات أخرى حتى تتجانس. بالنسبة للعينات التي تحتوي على الأسمنت، يجب إجراء اختبار الاهتزاز التالي في غضون ساعة واحدة من الخلط. يجب التخلص من العينات التي تم خلطها بعد أكثر من ساعة من الخلط (باستثناء العينات المثبتة بالجير والجير والرماد المتطاير).

4. قسّم المادة المخلوطة إلى أربعة أجزاء باستخدام طريقة التقسيم الرباعي. صب الخليط في البرميل جزءًا تلو الآخر، مع الضغط عليه بعصا خشبية قطرها حوالي 2 سم أثناء الصب. بعد ملء البرميل بالخليط دفعة واحدة، سوِّ السطح واضغط عليه برفق. ثم غطِّه بقطعة من غطاء بلاستيكي مُقَطَّع مسبقًا. ضع القالب مع الخليط على قاعدة الصلب لآلة التشكيل بالاهتزاز، واستخدم ألواح الضغط لتثبيت قاعدة القالب على قاعدة آلة التشكيل بالاهتزاز.

٥. بعد محاذاة رأس جهاز الضغط الاهتزازي مع قالب الاختبار، أنزل إطار التوجيه للتأكد من ملامسة رأس جهاز الضغط الاهتزازي للخليط داخل القالب الفولاذي. تأكد من إحكام ربط البراغي والوصلات المتعلقة بجهاز الضغط الاهتزازي، وتأكد من عدم وجود أي عوائق على جسم الجهاز.

٦. اضبط مدة الاهتزاز، وشغّل مفتاح الاهتزاز لبدء عملية الضغط الاهتزازي، وراقب بدقة ما إذا كان الاهتزاز يصل إلى حالة القفز.

٧. ارفع رأس الضغط الاهتزازي. قم بفك البراغي الموجودة على قاعدة قالب الاختبار، ثم أزل القالب مع الخليط المهتز. أزل طوق قالب الاختبار. عند هذه النقطة، يجب أن يكون السطح العلوي للخليط المهتز والمضغوط مستويًا مع الحافة العلوية للقالب الفولاذي.

٨. ادعم القاعدة في أسفل القالب، ثم ضع القالب والخليط بداخله بحرص في مكان مناسب. بعد تركه لفترة زمنية محددة حسب نوع الخليط، استخدم أداة إخراج القالب لدفع الخليط المضغوط خارجه. بالنسبة للعينات من نوع العوارض، قم بفك البراغي وإزالة الألواح الجانبية بحرص، مع الحرص على إبقاء العينة على القاعدة الفولاذية وعدم تحريكها حتى يكتسب الخليط قوته الأولية.

٩. بعد إخراج العينات من القالب، يجب لفها فورًا بغشاء بلاستيكي رقيق ووضعها في غرفة معالجة. شروط المعالجة هي نفسها شروط طريقة الضغط الساكن المذكورة في المواصفات.

١٠. لمزيد من التفاصيل حول طرق تحضير العينات المذكورة أعلاه، يُرجى الرجوع إلى طريقة الاهتزاز لتشكيل عينات مواد الأساس شبه الصلبة في مواصفات تصميم رصف الطرق السريعة JTG D50-2006 الصادرة عن وزارة النقل. احتياطات الاختبار والتعليمات ذات الصلة.

سابعاً: الاحتياطات

1. يجب تركيب الجهاز على قاعدة قادرة على تحمل قوة اهتزاز تزيد عن 10000 نيوتن، وتثبيتها بمسامير تثبيت.

2. يجب تأريض الجهاز بشكل موثوق باستخدام سلك تأريض مخصص؛ ولا يجوز استخدام سلك محايد كبديل. يجب حماية هذا الجهاز من فقدان الطور أثناء التشغيل، وإلا فقد يتعرض للتلف.

3. يتراوح نطاق ضبط تردد العاكس بين 28 و30 هرتز، ويجب التأكد من ذلك عند بدء تشغيل ضغط الاهتزاز.

٤. يبلغ مدى الحركة الرأسية للحمل ١٥٠ مم، ويجب ألا يتجاوز نطاق الأخاديد المسموح به.

٥. أثناء عملية دك التربة بالاهتزاز، يجب على المشغلين عدم لمس الأجزاء الميكانيكية للمعدات لتجنب الإصابة.

٦. تم تجهيز آلية الرفع الكهربائية بعجلة يدوية احتياطية عند الترس الدودي في الطرف العلوي للإطار. تُستخدم هذه العجلة في حالة انقطاع التيار الكهربائي. في الظروف العادية، يجب إزالة العجلة اليدوية من آلية الدوران لمنعها من الانفصال والتسبب في إصابات أثناء الدوران بسرعة عالية.

٧. عند استخدام الرفع الكهربائي، انتبه لارتفاع الرفع وتوقف عند مستوى مناسب. تجنب الرفع إلى ارتفاع أعلى من اللازم، فقد يؤدي ذلك إلى كسر ذراع الرفع.

٨. عند خفض رأس الضغط الكهربائي، يجب ترك هامش ضغط كافٍ. عمومًا، يجب خفض رأس الضغط بأكثر من ٥ سم بعد الضغط على العينة.

٩. مدة الاهتزاز بالغة الأهمية في التجارب، وعادةً ما تكون حوالي ٤٥ ثانية. زيادة المدة أو قصرها سيؤدي إلى عدم اكتمال عملية الضغط.

١٠. يجب أن تكون كثافة الخرسانة المدكوكة بالاهتزاز أعلى من كثافة مادة الأساس شبه الصلبة. المواصفات الفنية للضاغط الاهتزازي هي إرشادات عامة، وقد يلزم إجراء تعديلات عليها تبعًا لاختلاف نسب الخلط وظروف الموقع، مثل تردد الاهتزاز والضغط الساكن.

١١. مقارنة مواد الأساس شبه الصلبة: أجرت العديد من وحدات الاختبار على مستوى الدولة تجارب مقارنة واسعة النطاق، ولكن لم يتم التوصل بعد إلى علاقة مع اختبار مارشال للضغط.

١٢. تتم معايرة قوة الاهتزاز في المصنع عند ٦٨٠٠ نيوتن (عند ٢٨ ساعة). كما أنه مزود بوزنين موازنين قطاعيين الشكل. يتم تركيب هذين الوزنين على التروس. يجب إحكام ربط جميع البراغي أثناء التركيب، وإلا فقد يُسبب ذلك خطرًا. عند تركيب هذين الثقلين الموازنين وتسوية الأطراف العلوية للأثقال الموازنة القابلة للتعديل باستمرار المقابلة للعمود (يشكل الثقلان على شكل مروحة طرفًا علويًا مسطحًا وطرفًا سفليًا مستديرًا)، فإن قوة الاهتزاز الكلية تبلغ حوالي 10000 نيوتن (1000 كجم).