EN 196-3: طرق اختبار الأسمنت — الجزء 3

تحديد أوقات الشك والكثافة المعيارية (طريقة فيكات)

مثال وطني (تركيا): TS EN 196-3 — المتطلبات الفنية تتبع EN 196-3:2016.

---

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

يصف هذا المعيار كيفية تحديد خاصيتين أساسيتين للأسمنت باستخدام جهاز فيكات:

1. الكثافة المعيارية — محتوى الماء اللازم لبلوغ معجون الأسمنت الكثافة المعيارية المحددة (طريقة غوص المكبس).
2. وقت الشك — أوقات الشك الابتدائي والنهائي بعد الخلط بالماء (طريقة غوص الإبرة).

قابلية التطبيق:

• ينطبق على جميع الأسمنتات العامة ضمن نطاق EN 197-1 ومعايير المواد الأخرى التي تشير إلى هذه الطريقة.
• قد لا ينطبق على أسمنتات ذات وقت شك ابتدائي قصير جداً.

مبدأ الطريقة المرجعية: يحدّد المعيار إجراءات مرجعية. يُسمح ببدائل إذا كانت معايرة وفق الطريقة المرجعية. في حال النزاع، تُطبَّق الطريقة المرجعية فقط.

---

2. ظروف المختبر

2.1 البيئة

درجة الحرارة المستهدفة: عند إعطاء نطاق لدرجة الحرارة، يُفضَّل ضبط التحكم عند منتصف النطاق (مثلاً 20 ± 2 °C → الهدف 20 °C).

2.2 الأجهزة العامة

ملاحظة: استخدام الحد الأدنى للتسامح في الفجوة بين مجارف الخلاط والوعاء يعطي معجوناً أكثر تجانساً.

2.3 المواد

• الماء: ماء مقطر أو منزوع الأيونات. يمكن استخدام ماء صالح للشرب للمعالجة والغلي.
• يجب أن يكون الأسمنت والماء وجميع الأجهزة عند (20 ± 2) °C أثناء الاختبار.

2.4 فحوص الأجهزة

• لا يُقبل أي جهاز خارج التسامح؛ يُعاد ضبطه أو إصلاحه.
• تُحفظ سجلات قياسات التحكم.
• للأجهزة الجديدة، تُقاس الكتلة والحجم والأبعاد الحرجة.
• الأبعاد التقريبية في الأشكال إرشادية؛ الأبعاد ذات التسامح إلزامية.
• حيث قد تؤثر مادة الجهاز على النتائج، تُحدَّد المادة وتُستخدم.

---

3. جهاز فيكات — وصف تفصيلي

3.1 الإطار الرئيسي

• قضيب منزلق عمودياً على حامل معدني (محور متحرك).
• منصة كتلة في الطرف العلوي للقضيب.
• مكبس أو إبرة تُثبَّت في الطرف السفلي حسب الاختبار.
• مقياس متدرج (mm) ومؤشر قابل للضبط.
• الحركة: عمودية تماماً، احتكاك مهمل؛ المحور منطبق مع محور المكبس/الإبرة.
• الكتلة الإجمالية للأجزاء المتحركة: (300 ± 1) g — ثابتة في جميع التكوينات.

3.4 إبرة الشك النهائي والحلقة الحلقية (الشكل 1e)

منظر من الأسفل: الإبرة في المركز، حلقة حولها؛ الإبرة تبرز 0,5 mm خارج الحلقة.

3.5 موازنة الكتلة

• إذا كان وزن المكبس أو الإبرة (مع أو بدون ملحق) دائماً (9,0 ± 0,5) g، تكفي كتلة ضبط واحدة لكل جهاز.
• عند تركيب أطراف مختلفة، تُضاف كتل على المنصة لبلوغ الكتلة المتحركة الإجمالية (300 ± 1) g.

3.6 قالب فيكات

ملاحظة: يمكن استخدام قوالب من معادن أخرى إذا كان العمق مطابقاً وكانت معايرة وفق قالب مرجعي.

3.7 لوحة القاعدة

توصية: استخدام لوحات قاعدة متساوية السماكة في المختبر يقلل الحاجة إلى إعادة ضبط مقياس فيكات بشكل متكرر.

---

4. تحديد الكثافة المعيارية

4.1 الهدف

إيجاد كمية الماء اللازمة لبلوغ معجون الأسمنت «الكثافة المعيارية»، التي تُميَّز بمقاومة غوص المكبس القياسي إلى عمق محدد. تحكم هذه الكمية في تحضير المعجون لاختبار وقت الشك.

4.2 تحضير معجون الأسمنت

المواد:

• 500 g أسمنت (± 1 g)
• ماء ابتدائي: نحو 125 g (يُوزَن أو يُقاس بحجم ± 1 mL)

إجراء الخلط:

• يجب أن تكون كل مرحلة ضمن ± 2 s.
• «صفر» هو المرجع لأوقات الشك الابتدائي والنهائي.

ملاحظة: يُسمح بإجراءات خلط أخرى إذا كانت معايرة وفق الطريقة المرجعية.

4.3 ملء القالب

1. تُدهَن لوحة القاعدة وداخل القالب بزيت خفيف (يُفضَّل زيت معدني).
2. يُوضَع المعجون في القالب ليملأه زيادة دون ضغط أو اهتزاز غير عادي، دون تأخير.
3. يُنقَر القالب المملوء زيادة برفق (باطن الكف نحو القالب) لإخراج فقاعات الهواء.
4. يُزال الفائض بمسطرة مستقيمة بضربات قطع خفيفة؛ السطح مستوٍ وأملس.

تحذير: معجون الأسمنت الطازج قلوي للغاية وقد يسبب تهيج الجلد. ارتدِ قفازات واقية.

4.4 الإجراء — الكثافة المعيارية

1. مع تركيب المكبس (الشكل 1c)، يُخفَّض الجهاز حتى يلمس المكبس لوحة القاعدة → ضبط المقياس/المؤشر على صفر.
2. يُرفَع المكبس إلى وضع الاستعداد.
3. يُوضَع القالب المملوء + القاعدة على فيكات بحيث يكون المكبس في مركز المعجون، دون تأخير غير مبرر.
4. يُخفَّض حتى يلمس المكبس سطح المعجون.
5. يُثبَّت 1–2 s لمنع نقل سرعة أو قوة ابتدائية إلى الأجزاء المتحركة.
6. يُترَك الجزء المتحرك بسرعة → يغوص المكبس عمودياً بوزنه.
7. يجب أن يحدث التحرير 4 دقائق ± 10 ثوانٍ بعد لحظة «صفر».
8. القراءة: بعد توقف الغوص لمدة 5 s على الأقل، أو 30 s بعد التحرير (أيهما أسبق).
9. تُقرأ المسافة على المقياس بين السطح السفلي للمكبس ولوحة القاعدة.
10. تُسجَّل مع الماء كنسبة كتلية % من الأسمنت.
11. يُنظَّف المكبس فوراً بعد كل اختبار.

4.5 معيار القبول

يُكرَّر الاختبار بكميات ماء مختلفة حتى تكون المسافة بين المكبس والقاعدة (6 ± 2) mm.

يُقرَّب محتوى الماء للمعجون المطابق إلى أقرب 0,5 % ويُسجَّل الماء اللازم للكثافة المعيارية.

---

5. تحديد أوقات الشك

5.1 الأجهزة

5.1.1 وعاء التخزين

وعاء لغمر القوالب المملوءة في ماء عند (20,0 ± 1,0) °C؛ تصاميم متعددة مقبولة إذا كان سطح العينة تحت الماء.

5.1.2 حجرة متحكم بدرجة الحرارة

حمام مائي أو خزانة بتحكم حراري ثابت عند (20,0 ± 1,0) °C مطابق للوعاء.

5.1.3 جهاز آلي

مسموح إذا استوفى متطلبات الطريقة المرجعية.

ملاحظة: تُظهر الخبرة أن الطريقة المرجعية (العينة تحت الماء) قد لا تناسب بعض الأسمنتات بطيئة الشك. يمكن عندئذٍ استخدام الملحق A (خزانة رطبة، RH ≥ 90 %). يجب أن تحدّد المواصفات أي طريقة تُطبَّق.

5.2 وقت الشك الابتدائي

5.2.1 إعداد الجهاز

تُركَّب إبرة الشك الابتدائي (الشكل 1d). يُخفَّض حتى تلامس الإبرة لوحة القاعدة في الوعاء → ضبط المقياس على صفر → رفع الإبرة إلى الاستعداد.

5.2.2 تحضير العينة

• يُملأ قالب فيكات بمعجون أسمنت بالكثافة المعيارية وفق البندين 4.2 و4.3.
• يُوضَع القالب المملوء + القاعدة في وعاء التخزين.
• يُضاف ماء لتغطية سطح المعجون بعمق 5 mm على الأقل.
• يُوضَع الوعاء في الحجرة عند (20,0 ± 1,0) °C.

5.2.3 إجراء الغوص

1. بعد فترة مناسبة، يُوضَع القالب + القاعدة + الوعاء تحت الإبرة.
2. يُخفَّض حتى تلامس الإبرة المعجون.
3. يُثبَّت 1–2 s لمنع النزول السريع.
4. يُترَك → تغوص الإبرة عمودياً.
5. القراءة: عند اكتمال الغوص أو 30 s بعد التحرير (أيهما أسبق)، تُقرأ المقياس.
6. تُسجَّل المسافة من طرف الإبرة إلى لوحة القاعدة والزمن المنقضي من «صفر».

5.2.4 قواعد التباعد

• تُبقى العينة في الحجرة بين عمليات الغوص.
• تُنظَّف الإبرة فوراً بعد كل اختبار.
• تُحفَظ العينة إذا كان سيُحدَّد وقت الشك النهائي أيضاً.

5.2.5 الشك الابتدائي — المعيار والتقرير

الزمن المنقضي من «صفر» حتى تصبح المسافة بين الإبرة والقاعدة (6 ± 3) mm هو وقت الشك الابتدائي.

• يُقرَّب الحساب إلى أقرب 1 دقيقة.
• يُبلَّغ مقرَّباً إلى أقرب 5 دقائق.

نصيحة: زِد تكرار الغوص مع اقتراب الشك الابتدائي.

التكرارية / إمكانية إعادة الإنتاج (الطبعة الحالية):

• التكرارية (نفس المختبر): CV ≈ 10 %
• إمكانية إعادة الإنتاج (بين المختبرات): CV ≈ 12 %

5.3 وقت الشك النهائي

5.3.1 تحضير العينة

1. يُقلَب القالب المملوء من 5.2 على لوحة القاعدة. → يُحدَّد الشك النهائي على الوجه الذي كان يلامس القاعدة في الأصل.
2. يُغمَر القالب + القاعدة ويُخزَّن في الحجرة عند (20,0 ± 1,0) °C.

5.3.2 التكوين

تُركَّب إبرة الشك النهائي مع الحلقة الحلقية (الشكل 1e). يجب أن تكون الكتلة المتحركة الإجمالية (300 ± 1) g.

ملاحظة: يُسمح بمعدات آلية تستخدم إبرة الشك الابتدائي وحدها (الشكل 1d، بلا حلقة) إذا كانت معايرة وفق الطريقة المرجعية.

5.3.3 إجراء الغوص

كما في 5.2.3، مع الاختلافات:

قواعد التباعد كما للشك الابتدائي. تُبقى العينة في الحجرة بين الاختبارات؛ تُنظَّف الإبرة.

5.3.4 كشف الشك النهائي

• يُكشَف اللحظة التي تغوص فيها الإبرة 0,5 mm فقط لأول مرة.
• هذه أول لحظة لا تترك فيها الحلقة أثراً على السطح.
• قصّر الفترات قرب الشك النهائي.
• التحقق: أكّد وقت الشك النهائي بموضعي غوص إضافيين.

5.3.5 الشك النهائي — التقرير

الزمن من «صفر» حتى تغوص الإبرة 0,5 mm فقط لأول مرة هو وقت الشك النهائي، ويُبلَّغ مقرَّباً إلى أقرب 5 دقائق.

ملاحظة: في الطبعة الوطنية السابقة (TS EN 196-3+A1:2010) كان التقريب 15 دقيقة؛ الطبعة الحالية تستخدم 5 دقائق.

---

6. طريقة بديلة لوقت الشك (الملحق A — إرشادي)

في الطريقة المرجعية تُخزَّن العينات تحت الماء. لبعض الأسمنتات بطيئة الشك قد لا يكون ذلك مناسباً. تستخدم البديلة خزانة رطبة: (20 ± 1) °C، RH ≥ 90 %.

يجب أن تحدّد المواصفات متى تُطبَّق البديلة.

---

7. قيم حدية إرشادية (من EN 197-1)

(هذه الحدود من EN 197-1؛ EN 196-3 يحدّد طرق الاختبار فقط — ولا يضع حدود مطابقة.)

---

8. ملاحظات عملية

1. نطاق الماء: ماء الكثافة المعيارية غالباً 24–33 % من كتلة الأسمنت؛ الأسمنت الأنعم يحتاج ماء أكثر.
2. معدات فيكات الآلية: شائعة الاستخدام؛ توحّد التوقيت والقراءة والتسجيل. يجب معايرتها وفق الطريقة المرجعية.
3. فك القالب: استخدم زيوتاً معدنية؛ بعض الزيوت تؤثر على وقت الشك.
4. حساسية درجة الحرارة: وقت الشك حساس جداً لدرجة الحرارة؛ حتى 1 °C قد يُحدث فرقاً — لذلك تُعتمد حمام مائي متحكم بدرجة الحرارة في الطريقة المرجعية.
5. مواقع الغوص: لا تغوص في الموضع نفسه مرتين؛ التزم بالتباعد الأدنى.
6. العناية بالإبرة: الطرف مسطح وسليم؛ نظّف بعد كل اختبار؛ استبدل الإبر المحنية أو البالية.
7. لحظة «صفر»: بداية الخلاط تُقرَّب إلى أقرب دقيقة؛ جميع الأوقات تُشتق من هذا المرجع.
8. اختبارات المقاومة: مقاومة منشور الملاط وفق EN 196-1 تستخدم أهداف المناخ المختبري نفسها للخلط والمعالجة.

---

هذا المستند ملخص شامل لأجزاء الكثافة المعيارية ووقت الشك بفيكات في EN 196-3:2016 (قد تنطبق عناوين وطنية مثل TS EN 196-3 في منطقتكم). للاستخدام الرسمي، راجع المعيار الصادر عن جهة المعايير الوطنية لديكم (مثل TSE لتركيا).