6 ـ اختبارات الركام
6ـ1التحليل المنخلي للمواد الخشنة والناعمة
(Sieve Analysis Of Fine And Coarse Aggregate AASHTO( T27-78
المجال
تبين هذه التجربة طريقة تحديد التدرج الحبيبي للركام الخشن والناعم باستخدام مناخل ذات فتحات مربعة أو دائرية.
الأجهزة :
أ – موازين ذات حساسية تصل إلى 0.1? من وزن العينة .
ب - مناخل قياسية .
ج – فرن يعطي درجة حرارة 110± 5مْ .
حجم العينة :
أ – تقسم العينة بواسطة جهاز التقسيم القياسي حتى تصل إلى الوزن المطلوب تقريباً بحالتها الطبيعية .
ب – يكون وزن العينة من الركام الناعم 100 جم في حالة كون المار من المنخل رقم ( 8 ) 95? على الأقـل .
جـ- يكون وزن العينة من الركام الناعم 500 جم في حالة كون المار من المنخل رقم ( 4 ) 85 ? على الأقل .
طريقة الفحص :
أ- يتم تجفيف العينة على درجة حرارة 110± 5مْ .
ب- يتم وزن العينة بعد تجفيفها وتخضع للغسيل على منخل رقم 200 إلا إذا لم يكن تحديد المواد المارة من منخل رقم 200 مطلوباً يتم التجفيف إلى وزن ثابت على درجة حرارة 110± 5مْ .
جـ- تفصل العينة على مجموعة المناخل التي تعطي حدود المواصفات الخاصة بالغرض المزمع استخدامها لأجله وتكون عملية الهز على المناخل من حركة عرضية ورأسية لكي تبقي العينة في حالة حركة مستمرة على سطح المنخل ، ولا يسمح باستعمال الأيدي لإمرار المواد من فتحات المناخل ، ويستمر الهز حتى لا يمر من المنخل أكثر من 1? من وزن المتبقي خلال دقيقة كاملة ، وفي حالة استخدام الهزاز الميكانيكي تختبر العينة بالطريقة اليدوية كما تم وصفه .
د – يكون وزن عينة الركام الخشن كالآتي :
أقصى حجم بالبوصة : 8/3ً 2/1ً 4/3ً 1ً 2/1 1ً
الوزن(جم) : 1000 2000‏ 5000 10000 15000
أقصى حجم بالبوصة : 2 ً 2/1 2ً 3ً 2/1 3ً
الوزن(جم) : 20.000 35.000 60.000 100.000
هـ - في العينات ذات الخليط من الركام الخشن والناعم تفصل العينة على منخل رقم 4 وتجهز العينة حسب الفقرات ب ، ج .
و- بالنسبة للمار من منخل رقم 200 في الركام الناعم يتم اتباع طريقة آشتو T-11-78 بتحديد المار من منخـل رقم 200 الذي سوف يلي ذكره .
ز- بعد انتهاء الهز والتنخيل يتم وزن المواد المتبقيـة على كل منخل ويجب ألا يختلف مجموع الأوزان عن الوزن الأصلي للعينة بأكثر من 0.3? .
الحسابات :
يتم حساب النسبة المئوية لكل جزء متبقٍّ على كل منخل بقسمة هذا الوزن على الوزن الكلي للعينة ثم يتم حساب النسب المئوية التراكمية ، فمثلاً النسبة المئوية المتبقية على المنخل الأول تبقى كما هي ، أما النسبة المئوية التراكمية على المنخل التالي فهي مجموع ما تبقى على الأول والثاني . وهكذا فالنسبة التراكمية المتبقية على الثالث هي مجموع ما تبقى على الأول والثاني والثالث ، ولحساب النسب المئوية التراكمية للأجزاء المارة يمكن البدء من أصغر منخل ثم إضافة الذي يليه ، فمثلاً المار من أصغر منخل هي النسبة التي تبقت على الصينية والمار من المنخل الأعلى هو مجموع ما تبقى على الصينية والمنخل الذي فوقها ، وهكذا .
التقرير :
يجب أن يحوي التقرير النسبة المئوية الكلية للمادة المارة من كل منخل أو النسبة المئوية الكلية للمادة المتبقية على كل منخل ، كما يجب أن يحتوي على النسبة المئوية للمادة المتبقية بين المناخل المتتالية .
معامل النعومة :
يحسب معامل النعومة بجمع كل نسبة مئوية كلية متبقية للمادة على كل منخل ويقسم المجموع على 100، فمثلاً إذا كانت النسبة المئوية الكلية المحجوزة على المناخل كما يلي :
منخل ملم = 9.5 4.76 2.4 1.2 600 ميكرون 300 150
النسبة المئوية الكلية المتبقية=
صفر 2 12 22 41 76 93
:. مجموع المتبقيات = 246
ويكون معامل النعومة 2.46 .
إن قيمة معامل النعومة تزداد بزيادة خشونة الركام ، ويمكن لعدة تدرجات أن يكون لها نفس المعامل ، ولهذا لا يمكن استعمال المعامل لوصف التدرج ولكنه يفيد لمعرفة التغيرات في الركام من نفس المصدر كما يستعمل في تصحيح الخلطات الخرسانية .
6 ـ2 الوزن النوعي والامتصاص للركام Aggregate Specific Gravity & Absorption
يتم في هذا الاختبار تحديد الوزن النوعي الكلي والظاهري والامتصاص لمواد الركام الناعمة والخشنة في درجة حرارة 23 درجة مئوية والذي يستخدم في صناعة أنواع الخرسانة .
طريقة الاختبار :
المواصفات الفنية .
ASTM C – 127 & C – 128
AASHTO T – 84 & T - 85
الأدوات المستخدمة .
دورق Pycnometer بسعة 500 مليلتر .
قالب مخروطي .
أداة للدك Tamper مسافة وزنها 345 جرام .
أدوات خلط التربة .
ميزان لا تقل سعته عن 5 كجم .
وعاء كبير لحفظ العينة .
أداة لتعليق الوعاء في الماء .
الطريقة .
الركام الناعم
جهز حوالي 1 كجم من الركام الناعم ثم جففه بفرن درجة حرارته 110 درجة مئوية واتركه ليبرد ثم اغمره بالماء لمدة 15 إلى 19 ساعة .
أفرد العينة على سطح مستو وجاف بعد تجفيف سطح العينة ثم مرر هواءً ساخناً على العينة بعناية حتى لا تتطاير الحبيبات الصغيرة .
امـلأ جزءاً مـن الدورق بالماء ثم أضف إليه 500 جرام مـن الركام المشبع بالماء والمجفف سطحـه Saturated Surface – Dry (SSD) ثم أضف ماء إلى الدورق إلى حوالي 90? وحرك الدورق ببطء على شكل حركة نصف دائرية حتى تخرج الفقاعات الهوائية واحسب وزن الدورق والماء والركام .
قم بإخراج الركام من الدورق وجففه في فرن درجة حرارته 110 درجة مئوية واحسب الوزن .
احسب وزن الدورق وهو مملوء بالماء .
احسب الوزن النوعي والامتصاص بالمعادلات التالية :
أ - الوزن النوعي الكلي
Bulk Specific Gravity = A / ( B + 500-C)
حيث إن :
A = وزن الركام المجفف بالفرن بالجرام .
B = وزن الدورق مع الماء بالجرام .
C = وزن الدورق مع الماء والركام بالجرام .
ب – الوزن النوعي الظاهري
Apparent Specific Gravity = A / ( B + A –C )
ج – الامتصاص
X 100 Absorption (?) = [ ( 500 – A) / A ]
الركام الخشن
جهز حوالي 5كجم من الركام الخشن بعد استبعاد المواد المارة من منخل رقـم (4) ، ثم اغسل الركام وجففه بفرن درجة حرارته 110 درجة مئوية واتركه ليبرد ثم اغمره بالماء لمدة لا تقل عن 15 ساعة . يجب ملاحظة أن وزن الركام الخشن يعتمد على أكبر مقاس للركام والجدول التالي يوضح ذلك :

الــوزن (كجم)
أكبر مقاس للركام (ملم)

2 12.5
3 19
4 25
5 37.5
8 50
12 63
18 75
25 90
40 100
50 112
75 125
125 150
أفرد الركام على قطعة من القماش حتى يجف سطحه ، وجفف العينات الكبيرة على حده ، واحسب وزن الركام .
ضع الركام في وعاء واحسب وزنه في الماء مع ملاحظة عدم وجود أية فقاعات هوائية بين الركام .
جفف الركام في فرن درجة حرارته 110 درجة مئوية ثم برده واحسب الوزن .
احسب الوزن النوعي والامتصاص بالمعادلات التالية :
أ - الوزن النوعي الكلي
Bulk Specific Gravity = A / ( B -C) .
والوزن النوعي الكلي للركام المشبع بالماء والمجفف سطحه
= B / ( B –C ) SSD
A = وزن الركام المجفف بالفرن بالجرام .
B = وزن الدورق مع الماء بالجرام .
C = وزن الدورق مع الماء والركام بالجرام .
ب – الوزن النوعي الظاهري
(Apparent Specific Gravity = A / ( A – C
ج – الامتصاص
Absorption (?)= ( B – A ) / A x 100
6ـ3 مقاومة الركام للبري Los Angelos Abrasion
يتم في هذا الاختبار تحديد مقاومة الركام للبري لمواد الركام الأصغر من 37.5 ملم باستخدام جهاز لوس أنجلوس .
طريقة الاختبار
المواصفات الفنية .
ASTM C – 131
AASHTO T – 96
الأدوات المستخدمة .
ميزان وفرن تجفيف .
مناخل .
جهاز لوس أنجلوس ويتكون من التالي :
- أسطوانة دائرية من الصلب قطرها 711 ملم وطولها 508 ملم ، بها فتحة لإدخال وإخراج العينات مع غطاء محكم لمنع خروج المواد الناعمة ، وبداخلها رف حديدي على طول الأسطوانة وببروز 89 ملم إلى الداخل ومثبتة من الخارج على محور ارتكاز أفقي يمكّن الأسطوانة من الدوران حول المحور الأفقي بميلان من 1 إلى 100 .
- كرات معدنية متوسطة قطرها 46.8 ملم ووزن كل منها ما بين 390 جم إلى 445 جم حيث يعتمد عدد هذه الكرات على وزن العينة المراد تحديد مقاومة البري لها والذي يعتمد على تدرج العينة طبقاً لما يلي :

عدد الكرات تدرج العينة وزن العينة بالجرام
12 A 5000
11 B 4584
8 C 3330
ويعطي الجدول التالي التدرج الحبيبي لعينات الاختبار :
مقاس المنخل الوزن بالجرام التدرج

مار من محجوز على A
B C D
37.5 25 1250 ± 25 ـ ـ ـ
25 19 1250 ± 25 ـ ـ ـ
19 12.5 1250 ± 10 2500 ± 10 ـ ـ
12.5 9.5 1250 ± 10 2500 ± 10 ـ ـ
9.5 6.3 ـ ـ 2500 ± 10 ـ
6.3 4.75 ـ ـ 2500 ± 10 ـ
4.75 2.36 ـ ـ ـ 5000 ± 10
المجمــوع 5000 ± 10 5000 ± 10 5000 ± 10 5000 ± 10
( جدول رقم 9 ) يوضح التدرج الحبيبـي لعينات الاختبار
الطريقة .
تجهز العينات من الركام النظيف والجاف ثم توزن إلى أقرب 5 جرامات(Wo) .
يوضع الركام وعدد الكرات حسب ما هو موضح بالجداول السابق في جهاز لوس أنجلوس ، ويشغل الجهاز بمقدار 500 دورة بسرعة 30 إلى 33 دورة في الدقيقة ، ثم تخرج المواد وتنخل على منخل رقم 12 ، ثم يتم غسل المواد المحجوزة عليه وتجفيفها ثم توزن لأقرب 5 جرامات ( Wf ) .
يتم حساب مقدار البري في الركام كما يلي :
مقدار البري (?) = (Wo – Wf ) / Wo x 100
حيث أن :
Wo : الوزن الأصلي للركام قبل الاختبار .
Wf : وزن الركام بعد الاختبار وبعد نخله وغسله وتجفيفه .
شكل رقم (5) جهاز لوس أنجلوس لاختبار تآكل المواد
6ـ4 تآكل الركام Soundness Of Aggregate
في هذا الاختبار يتم تحديد مقاومة الركام للتآكل باستخدام محلول كبريتات الصوديوم أو كبريتات المغنيسيوم لإعطاء معلومات عن تأثير العوامل الجوية والتعرية على الركام .
طريقة الاختبار :
المواصفات الفنية .
ASTM C – 88
AASHTO T – 104
الأدوات المستخدمة .
مناخل المواد الناعمة من رقم 4 إلى رقم 100 .
مناخل المواد الخشنة من 63 ملم إلى 8 ملم .
إناء تغمر فيه العينة بالمحلول .
جهاز أوتوماتيكي للنخل .
ميزان وفرن تجفيف .
محلول كبريتات الصوديوم أو كبريتات المغنيسيوم .
الطريقة
لاختبار الركام الناعم لابد أن يكون ماراً من منخل 9.5 ملم للحصول على ما لا يقل وزنه عن 100 جم لكل من المناخل التي تليها ثم تغسل العينة على منخل 0.30 ملم وتجفف بالفرن وتوزن لأقرب 0.1جم .
لاختبار الركام الخشن لا بد أن يكون محجوزاً على منخل رقم (4) للحصول على ما لا يقل وزنه عن التالي :
المنخل بالملم الوزن بالجرام
4.75 – 9.5 300 ± 5
9.5 – 19 1000 ± 10
19 – 37.5 1500 ± 50
37.5 – 63 5000 ± 300
الأحجام الأكبر موزعة بمقدار منخل حجم 25 ملم ، كل جزء 7000 ± 1000
وتغسل العينة وتجفف وتوزن لأقرب 1 جم .
تغمر العينة في إناء به محلول كبريتات الصوديوم أو كبريتات المغنيسيوم لمدة لا تقل عن 6 ساعات ولا تزيد عن 18 ساعة على أن يغطي المحلول العينة تماماً ويزيد عنها بمقدار 12.7 ملم ، ويغطى الإناء حتى لا يتبخر المحلول ، كما يجب أن تكون درجة الحرارة 21 درجة مئوية طيلة مدة الغمر .
بعد انتهاء مدة الغمر تزال العينة ثم تترك لينـزل منها المحلول لمدة 15 دقيقة وتوضع في فرن درجة حرارته 110 درجة مئوية ثم تترك العينة لتبرد ، وتكرر العملية الواردة في الخطوة رقم 3 عدة مرات .
بعد نهاية الغمر بالمحلول تغسل العينة بالماء حتى يزول المحلول تماماً ، ويمكن التأكد من أن المحلول تم غسله بواسطة إضافة محلول كلوريدات الباريوم Barium Chloride مع الماء وملاحظة التفاعل .
بعد انتهاء عملية الغسل تجفف العينة بالفرن ثم تنخل ميكانيكياً على نفس المناخل التي سبق تحضيرها به لمدة 10 دقائق وتوزن العينات .
تتم معاينة العينات الأكبر من منخل 19 ملم أثناء عملية الغمر وبعد الانتهاء من الاختبار من ناحية تأثرها بالمحلول وعدد العينات التي تأثرت ، وتكسرها أو تشققها وما إلى ذلك.
يحسب مقدار الفاقد في وزن الركام للمواد المارة من المناخل مقارنة بوزن الركام قبل بدء الاختبار ، وتحسب النسبة المئوية إلى أقرب 0.1? ، وتحسب المواد المارة من منخل 0.3 ملم على أن مقدار الفاقد هو صفر ? .