ASTM C191 — طرق اختبار الأسمنت

تحديد وقت الشك للأسمنت الهيدروليكي بإبرة فيكات

---

إشعار قانوني

المعلومات الواردة في هذه الصفحة ملخص أعدّته Vector Scientific Testing Devices بناءً على مراجعة المعيار المعمول به؛ ولا تحل محل النص الرسمي للمعيار. للحصول على النص الملزم والكامل، احصل على المعيار من الجهة المعنية (مثل معهد المعايير الوطني، ASTM International، CEN) عبر القنوات الرسمية. لا تتحمل Vector أي مسؤولية عن الخسائر المباشرة أو غير المباشرة الناشئة عن الاعتماد على هذا الملخص.

---

1. الغرض والنطاق

يغطي هذا المعيار طرق اختبار لتحديد أوقات الشك للأسمنتات الهيدروليكية باستخدام إبرة فيكات. يُقدَّم إجراءان:

1. الإجراء أ (طريقة الاختبار المرجعية): تشغيل يدوي لجهاز فيكات قياسي.
2. الإجراء ب (الإجراء الآلي): استخدام جهاز فيكات آلي يلبي متطلبات التأهيل في طريقة الاختبار هذه.

مهم: الخلطات الطازجة من الأسمنت الهيدروليكي قلوية وقد تسبب حروقاً كيميائية للجلد والأنسجة عند التعرض المطول. تحديد ممارسات السلامة والصحة المناسبة مسؤولية المستخدم.

---

2. البيئة وظروف المختبر

لقياسات وقت الشك المعيارية، يُتحكَّم في البيئة على النحو التالي:

• غرفة الخلط: يجب أن تتوافق درجة الحرارة والرطوبة ودرجة حرارة ماء الخلط مع ASTM C511.
• بيئة المعالجة: يجب أن تتوافق الخزانة الرطبة أو الغرفة الرطبة مع ASTM C511.
• المواد: قبل الاختبار، يجب أن تكون جميع المواد الجافة ضمن نفس نطاق درجة حرارة غرفة الخلط.
• الماء: الماء الصالح للشرب مقبول للاختبارات الروتينية؛ يُستخدم ماء معاد (reagent water) في الاختبارات التحكيمية والتعاونية.

---

3. جهاز فيكات والمعدات (الإجراء اليدوي أ)

يجب أن يلبي جهاز فيكات (كما هو موصوف في الشكل A1.1) المتطلبات التالية.

3.1 الإطار والقضيب المتحرك

• القضيب المتحرك (B): يجب أن تكون كتلته 300 ± 0,5 g. قد يكون القضيب قابلاً للعكس ويُثبَّت في موضعه ببرغي ضبط (E).
• المؤشر (F): مؤشر قابل للضبط يتحرك على مقياس بالمليمتر.

3.4 معدات أخرى

• مجرفة: نصل فولاذي بطول 100–150 mm بحافة مستقيمة حادة؛ انحراف استقامة الحافة لا يزيد على 1 mm.
• الخلاط والوعاء: خلاط ميكانيكي مطابق لـ ASTM C305.

---

4. تحضير المعجون وتشكيله

يجب إيصال المعجون إلى الكثافة المعيارية قبل اختبار وقت الشك.

4.1 الخلط

1. يُحضَّر دفعة جديدة باستخدام 650 g من الأسمنت ونسبة الماء اللازمة للكثافة المعيارية (طريقة الاختبار C187).
2. يُخلَط ميكانيكياً وفق ASTM C305. (اختيارياً، يمكن استخدام معجون متبقٍ من اختبار الكثافة المعيارية (C187) أو اختبار التمدد autoclave (C151).)

4.2 التشكيل (الإجراء أ)

1. يُشكَّل المعجون المخلوط بسرعة إلى كرة باليدين مع القفازات.
2. تُرمى الكرة ست مرات من يد إلى أخرى مع فتح اليدين بمسافة نحو 150 mm (6 in).
3. تُضغَط الكرة في الطرف الكبير من الحلقة المخروطية (G) حتى تُملأ الحلقة بالكامل.
4. يُزال الفائض من الطرف الكبير بحركة واحدة بباطن الكف.
5. تُوضَع الحلقة على لوحة القاعدة (H) والطرف الكبير للأسفل.
6. يُزال الفائض من الطرف العلوي الصغير بضربة مائلة واحدة بالمجرفة.
7. عند الحاجة، تُصحَّح سطح القمة بلمسات خفيفة (دون ضغط المعجون).
8. تُوضَع العينة فوراً في الخزانة الرطبة وتُبقى فيها إلا أثناء القياسات.

---

5. تحديد أوقات الشك (الإجراء أ)

5.1 إجراء القراءة والتوقيت

1. الراحة الأولية: بعد التشكيل، تُترك العينة دون إزعاج في الخزانة الرطبة لمدة 30 دقيقة.
2. التكرار: عند 30 دقيقة، يُجرى أول غوص بإبرة 1 mm. يُكرَّر كل 15 دقيقة (كل 10 دقائق لأسمنت النوع III) حتى يكون الغوص 25 mm أو أقل.
3. الغوص:
   • يُخفَّض القضيب حتى يلامس طرف الإبرة سطح المعجون.
   • يُشدَّ برغي الضبط (E)؛ يُصفَّر المؤشر أو تُسجَّل القراءة الأولى.
   • يُحرَّر برغي الضبط بسرعة؛ يُترَك الغوص لمدة 30 ثانية.
   • تُقرأ عمق الغوص من المؤشر بعد 30 ثانية.
4. التباعد: يجب أن يكون كل غوص على بعد 5 mm على الأقل من أي أثر سابق و10 mm على الأقل من جدار القالب.

(نصيحة: للقراءات المبكرة جداً عندما يكون المعجون ليناً، يمكن إبطاء السقوط يدوياً لتجنب انحناء إبرة 1 mm؛ للقراءات التي تحدّد أوقات الشك، يُحرَّر القضيب بالكامل بفتح برغي الضبط فقط.)

5.2 وقت الشك الابتدائي

• الزمن المنقضي من أول تلامس الأسمنت والماء حتى يغوص الإبرة 25 mm بالضبط.
• إذا لم تُلاحَظ 25 mm مباشرة، تُحسَب بالاستيفاء الخطي.

5.3 وقت الشك النهائي

• الشك النهائي هو أول قراءة لا تُنتج فيها الإبرة أثراً دائرياً كاملاً على السطح.
• عند الكشف، تُجرى غوصتان إضافيتان في مواضع مختلفة للتحقق خلال 90 ثانية بعد قراءة الشك النهائي الأولى.

---

6. الحسابات والتقرير

6.1 وقت الشك الابتدائي (الاستيفاء الخطي)

يُبلَّغ وقت الشك الابتدائي بالدقائق، مقرَّباً إلى أقرب 1 دقيقة:

T = E + ((25 − C) × (H − E)) / (D − C)

حيث:

• E = دقيقة آخر قراءة غوص أكبر من 25 mm
• H = دقيقة أول قراءة غوص أقل من 25 mm
• C = عمق الغوص (mm) عند الزمن E
• D = عمق الغوص (mm) عند الزمن H

(C و D يحدّان عتبة 25 mm؛ إذا كان المقام قريباً من الصفر، تُؤخَذ قراءات إضافية.)

6.2 التقرير

• الشك الابتدائي: يُقرَّب ناتج الصيغة إلى أقرب 1 دقيقة.
• الشك النهائي: إجمالي الزمن من تلامس الماء والأسمنت حتى استيفاء معيار الشك النهائي؛ يُقرَّب إلى أقرب 5 دقائق.
• يُذكَر في التقرير ما إذا اُستخدم الإجراء أ أو الإجراء ب.

---

7. الإجراء الآلي (الإجراء ب) — الفروقات الرئيسية

1. فترة القياس: يجب أن يكون الجهاز قادراً على القياس والتسجيل الآليين على فترات لا تتجاوز 10 دقائق.
2. التشكيل: مشابه للإجراء اليدوي؛ قد يكون تسوية السطح العلوي أكثر منهجية (مجرفة بزاوية ~30°، حركة نشرية، تدوير 90° وتكرار). غالباً ما تعتمد الأجهزة الآلية على الحافة العلوية للقالب — لذا فإن استواء السطح حرج.
3. التأهيل: لاختبارات القبول/الرفض، يجب أن يُثبت جهاز فيكات الآلي التكافؤ مع الإجراء أ وفق الملحق A2 باستخدام ثلاثة أسمنتات مطابقة لـ C150/C150M أو C595/C595M أو C1157/C1157M. يمكن تطبيق توحيد رياضي لتصحيح الانحياز.

---

8. الدقة — الإجراء أ

• مشغّل واحد (داخل المختبر): انحراف معياري 12 دقيقة (الشك الابتدائي)، 20 دقيقة (الشك النهائي). لا ينبغي أن يختلف اختباران بأكثر من 34 دقيقة (ابتدائي) أو 56 دقيقة (نهائي).
• بين المختبرات: انحراف معياري 16 دقيقة (ابتدائي)، 43 دقيقة (نهائي). لا ينبغي أن تختلف النتائج بأكثر من 45 دقيقة (ابتدائي) أو 122 دقيقة (نهائي).