المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : تخصص الصناعات المعمارية ... الموسوعة فى انواع الاسمنت



دكتور محمود فتحي
09-22-2010, 10:31 PM
موسوعة الاسمنت



الأسمنت البروتلاند ي ( أنواع ال ASTM )

المواصفة 150 C ASTM تعرف الأسمنت البروتلاند ي على أنه " أسمنت هيدرولي ( أسمنت لا يتصلب فقط بالتفاعل مع الماء ولكن أيضا يعمل على تكوين مكون مقاومة للماء ) .

يتم إنتاجه عن طريق طحن pulverizin g الخبث clinkers المتآلف بصفة أساسية من سيليكات الكالسيوم ، والمشتمل عادة على شكل أو عدة أشكال من سلفات الكالسيوم على أساس إنها إضافة أرضية متداخلة inter ground addition وفي هذا الصدد نقول إن الخبث يكون في شكل عقيدات Nodules ( تتراوح أقطارها من 2,0 إلى 0،1 بوصة 00من 5 إلى 25 مم00 من مادة متلبدة يتم إنتاجها عند تسخين خليط خام من مكون أو مركب معلوم مسبقا في درجة حرارة عالية .

هذا وبسبب رخص وانتشار وسهولة الحصول على الحجر الجيري limestone ، والطفلة shales ، بالإضافة إلى مواد أخرى تتكون طبيعيا فإن ذلك جعل الأسمنت البروتلاند ي واحد من المواد المنخفضة التكلفة والمستخدمة على نطاق واسع عبر القرن الأخير على مستوى العالم .

ونود هنا القول بأن الخرسانة أصبحت واحدة من مواد البناء المتعددة الاستخدام والمتاحة على مستوى العالم .


إن تصنيع وتركيب الأنواع المختلفة من الأسمنت البروتلاند ي ، وعمليات الإماهة hydration ، بالإضافة إلى الخصائص الكيميائية والفيزيقية قد تم دراستها والبحث فيها العديد من المرات ، مع كم لا يعد ولا يحصى من التقارير والأوراق البحثية التي كتبت عن كافة الموضوعات التي تتعلق بهذه الخصائص .


أنواع الأسمنت البروتلاند ي

يتم تصنيع أنواع مختلفة من الأسمنت البروتلاند ى بهدف تحقيق المتطلبات الفيزيقية والكيميائي ة المختلفه لأغراض واستخدامات معينة، مثل قوة التحمل والقوة العالية المبكرة .
وفي هذا الصدد نقول إن هناك ثمانية أنواع من الأسمنت تم تغطيتهم من خلال كل من المواصفة 150 C ASTM والمواصفة
85 M AASHTO .
هذا والجدول رقم (1) يقدم لنا هذه الأنواع الثمانية مع وصف مختصر لكل منها .

جدول رقم (1)
الأنواع المختلفة للأسمنت البروتلاند ى واستخدامته ا
نوع الأسمنت الاستخدام
1I يستخدم هذا النوع في الأغراض العامة ، عندما لاتكون هناك حالات أو ظروف خفيفة أو هينة .
2II يساعد في توفير مقاومة متوسيطة لتأثير السلفات .
III عندما يكون المطلوب الحصول على قوة عالية مبكرة.
3IV عندما يكون المرغوب الحصول على حرارة منخفضة من عملية الإماهة hydration (بالمنشآت ذات الكتل
الضخمة massive )
4V عندما يكون المطلوب مقاومة عالية للسلفات .
4IA عبارة عن النوع I ولكنه يكون مشتملا على عامل تكاملي حابس للهواء integral air-entraining agent.
4IIA عبارة عن النوع II ولكنه يكون مشتملا على عامل تكاملي حابس للهواء integral air-entraining agent
4IIIA عبارة عن النوع III ولكنه يكون مشتملا على عامل تكاملي حابس للهواء integral air-entraining agent

ملاحظة رقم (1)
أنواع الأسمنت التي تحقق لحظيا متطلبات كل من النوع I والنوع II هي الأخرى متوفرة على نطاق واسع.

ملاحظة رقم (2)
النوع II المنخفض القلوية ( القلوية الكلية التي تكون في صورة Na20 تكون أقل من 6, 0 % ) يتم توصيفه غالبا في المناطق التي
يتم فيها استخدام ركام يتفاعل سريعا مع السيليكا القاعدية .

ملاحظة رقم (3)
النوع IV من أنواع الأسمنت لايكون متاحا إلا بالنسبة للمتطلبات الخاصة فقط .

ملاحظة رقم (4)
أنواع الأسمنت هذه يتم إنتاجها على نطاق ضيق للغاية فهي ليست متاحة على نطاق واسع.


أكتر من 92% من الأسمنت البروتلاند ى المنتج في الولايات المتحدة الأمريكية يكون من النوع I والنوع II (أو النوع I/II) ؛
أما النوع III فيمثل حوالي 3,5% من إجمالي إنتاج الأسمنت (المصدر: U.S.Dept.I nt.1989 ).
وفي هذا الصدد نقول إن النوع IV يكون متاحا فقط بالطلبات الخاصة، أما النوع V فقد يكون من الصعب الحصول عليه أيضا
( حيث يمثل أقل من 0,5% من الإنتاج ) .
بالرغم من أن منتجي الخرسانة يفضلو استخدام إضافة حابسة للهواء في أثناء تصنيع الخرسانة ، حيث إنهم يستطيعون التحكم
بصورة أفضل في المحتوى الهوائي المرغوب الحصول عليه .
ولكن، هذه الأنواع من الأسمنت يمكن أن تكون مفيدة في بعض الظروف الخاصة حيث تكون عملية التحكم في الجودة ومراقبتها
سيئة للغاية، وخصوصا عندما لا تتوفر أي وسائل لقياس المحتوى الهوائي بالخرسانة الطازجة (المصدر: 1985;Nat.A d.Board 1987 ACI Comm.225R) .
لو أن نوع ما من الأسمنت غير متاح ، فإنه من المعتاد دوما الحصول على نتائج قريبة للغاية عن طريق استخدام تعديلات للأنواع المتاحة .
فالخرسانة ذات القوة العالية المبكرة ، على سبيل المثال ، يمكن أن تصنع عن طريق استخدام محتوى أعلى من النوع I عندما لايكون النوع III متاحا (المصدر : Nat.Mat.Ad .Board 1987) ، أو عن طريق استخدام إضافات مثل المسرعات الكيميائية أو مقللات للماء عالية النطاق (HRWR) .
وفي هذا الصدد نقول إن إتاحة أنواع الأسمنت البروتلاند ى سوف تتأثر في خلال السنوات القادمة بمتطلبات الطاقة والتلوث.
وفي حقيقة الأمر، الانتباه المتزايد لتناقص وانحصار التلوث وحسن استغلال الطاقة قد أثر بشكل عظيم في صناعة الأسمنت، وخصوصا في إنتاج الأسمنت منخفض القلوية.
هذا واستخدام المواد الخام العالية القلوية في تصنيع الأسمنت منخفض القلوية يتطلب أنظمة تح***ية لتفادي تركيز القلوية في الخبث،
الأمر الذي يؤدي إلى استهلاك المزيد من الطاقة (المصدر:En ergetics,I nc.1988).
ولقد تم تقدير أن حوالي 4% من الطاقة المستخدمة بواسطة صناعة الأسمنت يمكن توفيرها عن طريق إرخاء relaxing
مواصفات القلوية.
هذا، ونود هنا القول بأن تقييد استخدام الأسمنت المنخفض القلوية بحيث يكون قاصرا على الحالات التي يتم فيها استخدام الركام
المتفاعل والمتأثر بالقلوية يمكن أن يؤدي إلى تحسين جوهري في الاستخدام الفعال للطاقة (المصدر:En ergetics,I nc.1988)




العناصر المؤلفة للأسمنت

العناصر المؤلفة للأنواع المختلفة للأسمنت البورتلاند ي هي التي تميز نوع من الأسمنت عن النوع الآخر.
وفي هذا الصدد نقول إن كل من المواصفة ASTM C 150 والمواصفة AASHTO M 85 تقدم المتطلبات الكيميائية القياسية لكل نوع من أنواع الأسمنت المختلفة.
ونود هنا القول بأن مركبات ال Phase والتي تتكون في مراحل معينة للأسمنت البروتلاند ي يتم الإشارة عليها بواسطة ASTM على إنها :
• Tricalcium Silicate (C3S).
• Dicalcium Silicate (C2S)
• Tricalcium Aluminate (C3A)
• Tetracalci um Aluminofer rite (C4AF)

لكن على كل حال،ينبغي ملاحظة أن هذه المركبات يمكن أن عند مرحلة توازن كافة المكونات في الخلطة ولا تترك آثار انعكاسية على حرارات الاحتراق،و التبريد السريع المفاجئ،إت احة الأكسجين،ب الإضافة إلى الظروف الحقيقية الأخرى الخاصة بالأتون أو الفرن.
وفي هذا الصدد نقول إن المكونات الحقيقية تكون في الغالب عبارة عن هياكل كيميائية معقدة متبلورة وغير متبلورة،ير مز إليها بكيماويات الأسمنت مثل "elite" C3S و "belite" C2S ، بالإضافة إلى أشكال متعددة ومختلفة للألومنيات .
إن سلوك كل نوع من أنواع الأسمنت يعتمد على محتوى هذه المركبات.
وفي هذا الصدد نقول إن توصيف هذه المكونات،و إماهتها،وت أثيرها على سلوك الأنواع المختلفة للاسمنت قد تم تقديمها بالتفصيل التام في العديد من المراجع والكتب.
وبعض من المراجع الأكثر اكتمالا تتعامل مع كيميائية الأسمنت ومن بينها تلك التي تم كتابتها بواسطة كل من Bogue (1955) و Lea (1970) Taylor .
وفي أثناء ذلك استعان الكثير من الباحثين بالعديد من التقنيات التحليلية المختلفة مثل حيود أشعة × والتحليل الإلكتروني الميكروسكو بي من اجل الفهم التام لتفاعل الأسمنت مع الماء (عملية الإماهة) وكذلك لتحسين خصائص هذه العملية.
بشكل أبسط،يمكن القول بأن نتائج هذه الدراسات قد أوضحت أن الإماهه المبكرة للأسمنت يتم التحكم فيها بشكل أساسي بواسطة مقدار ونشاط ال C3A ، المتزنة بواسطة مقدار ونوع السلفات الموجودة بالأسمنت .
وفي هذا الصدد نقول إن ال C3A يتموه سريعا جدا وسوف يؤثر في خصائص وصفات الالتصاق المبكر.
ونود هنا القول بأن الإماهه الغير عادي ل C3A والتحكم السيئ للغاية لهذه الإماهه بالسلفات يمكن أن يؤدي إلى مثل العديد من المشاكل مثل الشك السريع والشك الكاذب وفقط القوام بالإضافة إلى عدم توافق الخليط الأسمنتي (المصدر:Pr evite 1977 ; Whiting 1987;Meyer and Perenchio 1979 ).
تكوين البنية الداخلية للأسمنت التي حدثت له إماهه (المشار إليها من خلال العديد من الباحثين على أنها البنية المجهرية) يحدث بعد أن تشك الخرسانة ويستمر التكوين لعدة شهور (أو حتى عدة سنوات) بعد الصب.
والبنية المجهرية للأسمنت التي حدثت له إماهه سوف تحدد السلوك الميكانيكي وقوة التحمل للخرسانة.
وفي ضوء تركيب الأسمنت،نق ول إن كل من C3S و C2S سوف يكون لهما التأثير الأساسي على المدى البعيد على تكوين البنية،بال رغم إن الألومنيات قد تساهم في تكوين مكونات مثل ettringite (هيدرات سلفات الألمنيوم) ،التي يمكن أن تتسبب في حدوث تصدع عظيم في الخرسانة.
أنواع الأسمنت المشتملة على نسبة عالية من ال C3S (خصوصا تلك التي مطحونة جيدا) سوف يحدث لها إماهه بشكل أسرع مما يؤدي إلى الحصول على قوة مبكرة أعلى.
ولكن،المنت جات المتكونة من عملية الإماهة ستجعل من الصعوبة بمكان استمرار عملية الإماهة في المراحل المقبلة،مم ا يؤدي إلى جعل القوة المرغوبة في بعض الحالات.
أما أنواع الأسمنت المشتملة على نسبة عالية من ال C2S فسوف يحدث لها إماهه بشكل أكثر بطئا،مما يؤدي إلى الحصول على بنية نهائية أكثر كثافة وقوة أعلى على المدى الط***.


إن النسبة الجزئية ل C3S و C2S ، والنعومة الكلية لأنواع الأسمنت المختلفة،ف ي ازدياد مستمر عبر العشرات السنين الماضية.
وفي حقيقة الامر،لقد لاحظ العالم Pomeroy(19 89) أن القوى المبكرة التي يمكن تحقيقها في الخرسانة اليوم كان لايمكن تحقيقها في الماضي فيما عدا عند النسبة المنخفضة للماء إلى الأسمنت(W/C's )، الأمر الذي يؤدي إلى الحصول على خراسانات غير قابلة للتشغيل في غياب الHRWR .
وهذه القدرة على تحقيق القوى المطلوبة عند قابلية للتشغيل اعلى (ومن ثم نسبة الماء إلى الأسمنت w/c ) قد يكون مرجعها إلى العديد من مشاكل قوة التحمل durability ، حيث إنه أصبح من الواضح الآن أنه كلما زادت نسبة الماء إلى الأسمنت W/C بشكل ثابت أدى ذلك إلى الحصول على نفاذية أعلى في الخرسانة (المصدر: Ruettgers, Vidal,andW ing 1935;1988 ).
إحدى الموضوعات الهامة والأساسية بالنسبة لكيميائية للأسمنت تتمثل في اهتمام مستخدمي الأسمنت بتأثير الإضافات الكيميائية على الأسمنت البروتلاند ي.
وفي هذا الصدد نقول إنه منذ بداية الستينات من القرن الماضي (1960s ) كانت أغلب الولايات تسمح أو تتطلب استخدام عناصر تقليل المياه بالإضافة إلى إضافات أخرى في وصف الطرق السريعة وفي المنشات (المصدر:Mi elenz 1984).
لقد تم إنتاج وتقديم عدد هائل ومتنوع من الإضافات الكيميائية إلى صناعة الخرسانة عبر العقود الثلاثة الأخيرة، ولقد اهتم المهندسون بشكل متزايد بخصوص التأثيرات الإيجابية والسلبية لهذه الإضافات على الأسمنت ومستوى أداء الخرسانة.
في الولايات المتحدة تم إجراء بحث على نطاق موسع على كيفية التعامل مع الإضافات.
وفي هذا الصدد نقول إنه تم استخدام إضافات حبس الهواء على نطاق واسع في صناعة الطرق السريعة في أمريكا الشمالية، حيث تكون الخرسانة معرضة لدورات متكررة من التجمد والذوبان.
ولم يكن لإضافات حبس الهواء تأثير جيد على معدل إماهة الأسمنت أو على التركيب الكيميائي لمنتجات الإماهه
(Ramachand ran and Feldman 1984).
ولكن على كل حال،أي زيادة في نعومة الأسمنت أو أي نقص في المحتوى القلوي للأسمنت يؤدي بصفة عامة إلى زيادة في مقدار أي إضافة مطلوبة للحصول على محتوى هوائي محدد (ACI Comm.225R 1985).
هذا،ومعوقا ت أو ممنعات المياه تؤثر في مكونات الأسمنت وإماهة كل منها.
ونود هنا القول بأن الإضافات القائمة على الLignosul fonate تؤثر في إماهة الC3A ، الذي يتحكم في كل من زمن شك الأسمنت والإماهة المبكرة للأسمنت.
كذلك فإن إماهة كل من C3S و C4AF تتأثر هي الأخرى بمعوقات ومقللات المياه (Ramachand ran and Feldman 1984).
نتائج الاختبارات التي تم تقديمها بواسطة Polivka and Klein (1960) أوضحت أن كل من المحتوى القلوي ومحتوى الC3A يؤثران في الإضافات المطلوبة لتحقيق الخلطة المطلوبة.
ولقد ظهر أن معوقات الشك،على سبيل المثال،تكو ن أكثر فاعلية مع أسمنت مشتمل على محتوى قلوي منخفض ومحتوى منخفض أيضا من الC3A ، وأن معوقات المياه تبدو أنها تعمل على تحسين القوة الإنضغاطية للخرسانة المشتملة على عناصر بمحتوى قلوي منخفض أكثر من القوة الإنضغاطية للخرسانة المشتملة على أنواع أسمنت بمحتوى قلوي مرتفع.






الخصائص الفيزيائية للأنواع المختلفة للاسمنت البرتولاند ي

كل من ASTM C 150 و AASHTO حددت متطلبات فيزيائية معينة لكل نوع من أنواع الأسمنت المختلفة.
وهذه الخصائص عبارة عن:
(1) النعومة Fineness .
(2) ثبات الحجم Soundness .
(3) القوام Consistenc y .
(4) زمن ووقت الشك Settinh Time .
(5) القوة الإنضغاطية .
(6) حرارة الإماهه .
(7) الوزن النوعي .
(8) الفقد بالحرق .

كل واحدة من هذه الخصائص لها تأثير على مستوى أداء الأسمنت في الخرسانة.
فعلى سبيل المثال،نعو مة الأسمنت تؤثر في معدل الإماهه.
فكلما زادت النعومة كلما زادت المساحة السطحية المتاحة للإماهه،مم ا يؤدي إلى الحصول على قوة مبكرة أكبر وتوليد أسرع للحرارة (U.S.Dept. 1990).


نعومة الأسمنت الذي ينتمي للنوع III تكون أعلى من نعومة الأسمنت
الذي ينتمي للنوع I .

بالرغم من أن المواصفة ASTM C 150 تكاد أن تكون متشابهة مع المواصفة AASHTO M 85 إلا إنهما تختلفان معا بخصوص نعومة الأسمنت .
فالمواصفة AASHTO M 85 تتطلب أسمنت أكثر خشونة،الأم ر الذي سيؤدي إلى الحصول على قوى نهائية أعلى وفي نفس الوقت الحصول على قوة مبكرة أقل .
وفي هذا الصدد نقول إن كل من الاختبار Wagner Turbidimet er والاختبار Blaine لاختبار نفاذية الهواء لقياس نعومة الأسمنت كلاهما مطلوبين من قبل كل من الجمعية ASTM (اختصار للمصطلح Testing Materials American Society for )
والجمعية AASHTO (اختصار للمصطلح State Highway Transporta tion Officials American Associatio n for ).
ونود هنا القول بأن متوسط اختبار Blain لنعومة الأسمنت الحديث يتراوح من 3000 إلى 5000 سم \جرام (أي من 300 إلى 500 م2\كجم) .
ثبات الحجم،الذي يعرف بمقدرة العجينة الأسمنتية المتصدي على استعادة حجمها بعد الشك،يمكن توصيفه عن طريق قياس تمدد شرائح المونة في محم موصد (ASTM C 191,AASHTO T 130) autoclave .
أما القوة الإنضغاطية لمكعبات المونة الأسمنتية التي طول ضلعها عبارة عن 2 بوصة (50مم) بعد 7 أيام (كما تم قياسها بواسطة المواصفة ASTM C 109 ) فيجب ألا تقل عن 2800 psi (أي 19.3 Mpa) بالنسبة للأسمنت الذي ينتمي للنوع I .
الخصائص الفيزيائية الأخرى الموجودة ضمن المواصفة ASTM C 150 والمواصفة AASHTO M 95 عبارة عن الوزن النوعي والشك الكاذب .
فبالنسبة للشك الكاذب فيعرف بأنه فقد جوهري في اللدونة في خلال فترة زمنية قصيرة بعد الخلط وذلك نتيجة لتكوين الجبس (كبريتات الكالسيوم المائية) أو بسبب تكوين ettringite بعد الخلط .
وفي حالات عديدة،يمكن استعادة قابلية التشغيل عن طريقة إعادة خلط الخرسانة بعد أن تم صبها .

تأثير الأسمنت البروتلاند ي على خصائص الخرسانة

تأثيرات الأسمنت في أكثر خصائص الخرسانة أهمية نراها في الجدول رقم (2).

جدول رقم (2)
تأثيرات الأنواع المختلفة للأسمنت على خصائص الخرسانة

خاصية الأسمنت تأثيرات الأسمنت
إمكانية الصب كمية الأسمنت، والنعومة، والشك.
القوة تر كيب الأسمنت (C3S,C2S and C3A).
الانكماش بالتجفيف محتوى الSO3،وترك يب الأسمنت.
النفاذية تركيب الأسمنت،وا لنعومة.
مقاومة السلفات محتوى الC3A.
التأثر بقلويات السيليكا المحتوى القلوي.
صدا وتأكل أسياخ حديد التسليح تركيب الأسمنت (وخصوصا محتوى الC3A).

يلعب كل من تركيب الأسمنت والنعومة دورا كبيرا في التحكم في خصائص الخرسانة.
فنعومة الأسمنت تؤثر في كل من إمكانية أو قابلية الصب،وقابل ية التشغيل،با لإضافة إلى المحتوى المائي بالخلطة الخراسانية مثلما يحدث بالنسبة لكمية الأسمنت المستخدمة في الخرسانة.
تركيب الأسمنت يؤثر في نفاذية الخرسانة عن طريق التحكم في معدل الإماهه.
ولكن على كل حال،المسام ية النهائية والنفاذية لا تتأثر بتركيب الأسمنت (225R 1985; Powers et al. 1954 ACI Comm).
وفي هذا الصدد نقول إن الأسمنت الخشن يميل إلى إنتاج عجائن بمسامية تكون أعلى من تلك التي يتم إنتاجها بواسطة الأسمنت الأكثر نعومة (Powers et al.1954).
ونود هنا القول بأن تركيب الأسمنت يكون له تأثير ضئيل فقط على مقاومة التجمد والذوبان.
هذا،وبالنس بة لصدأ وتأكل حديد التسليح فيكون مرجعة إلى محتوى ال C3A (Verbeck 1968).
فكلما زاد محتوى الC3A ، كلما زادت الكلوريدات الموجودة في مركبات كلوريد الألمونيوم-ومن ثم لاتكون هناك فرصة لتحفيز عملية التآكل والصدأ.

تخزين الأسمنت
الأسمنت البروتلاند ي يعتبر مادة لديها حساسية شديدة للرطوبة،فل و إنه تم الاحتفاظ به جافا،فسوف يحتفظ بجودته إلى ما لا نهاية .
وعندما يتم تخزينه في اتصال مع هواء رطب أو رطوبة،فإن الأسمنت البروتلاند ي سيشك ببطء أكثر ويكون له قوة أقل من الأسمنت البروتلاند ي الذي تم الاحتفاظ به جافا .
وعند تخزين أسمنت في صورة شك***،فإنه يفضل أن يتم التخزين في منطقة مظللة أو في مستودع .
ونود هنا القول بأنه ينبغي سد الشقوق وغلق الفتحات الموجودة في أماكن التخزين.
وعند تخزين أسمنت في صورة شك*** في منطقة مفتوحة،في هذه الحالة ينبغي وضع الشك*** في رصات كما ينبغي تغطيتها بغطاء غير منفذ للماء .
تخزين الأسمنت سائبا ينبغي أن يكون في صناديق أو صوامع محمية من المياه .
كما أن النقل ينبغي أن يكون في سيارات محمية ضد تسرب المياه ومغطاة جيدا بأغطية غير منفذة للمياه.
ونود هنا القول بأن الأسمنت الذي يتم تخزينه لفترات ط***ة من الزمن ينبغي اختباره من أجل التعرف على قوته كما يجب اختباره أيضا للتعرف على الفقد بالحرق.
شهادة الأسمنت

الاتجاه الحالي في أقسام النقل بالولايات المتحدة الأمريكية يتمثل في تقبل شهادة مقدمة من منتج الأسمنت تفيد بأن الأسمنت يخضع لكافة المواصفات الفنية.
وبالإضافة لذلك فإنه يتم إجراء اختبارات التحقق بواسطة الDOT الخاص بكل ولاية لكي يتم باستمرار مراقبة مدى الخضوع للمواصفات الفنية .
ومنتج الأسمنت يكون لدية عدد هائل ومتنوع من المعلومات المتاحة من سجلات المنتج وسجلات مراقبة الجودة والتحكم فيها والتي قد تسمح بشهادة التطابق بدون إجراء اختبار إضافي للمنتج في أثناء شحنه (Comm.225R 1985 ACI) .






أنواع الأسمنت البروتلاند ي المولفة Blended

الأسمنت المولف،كما هو معرف في المواصفة ASTM C 595 ، عبارة عن خليط من أسمنت بروتلاندي وخبث الفرن العالي BFS (اختصار للمصطلح Blast Furnace Slag) أو "خليط من الأسمنت البروتلاند ي والبوزولان Pozzolan (الذي يعرف عادة بالرماد المتط*** ash fly").
استخدام أنواع الأسمنت المولف في الخرسانة يؤدي إلى مايلي:
• تقليل كمية المياه اللازمة للخلط.
• التقليل من كمية المياه المفقودة بالنتج.
• العمل على تحسين قابلية التفنيش وقابلية التشغيل.
• تحسين مقاومة السلفات.
• منع التفاعل القلوي للركام.
• التقليل من الحرارة المنطلقة أثناء عملية الإماهه،مم ا يؤدي إلى التوازن والاعتدال في التغييرات الخاصة بالتشقق الحراري في أثناء مرحلة التبريد.

هذا،والجدو ل رقم (3) يقدم لنا الأنواع المختلفة للأسمنت المولف،كما يقدم لنا نسب التوليف بالنسبة لكل نوع.

جدول رقم (3)
أنواع الأسمنت المولف ونسب التوليف المختلفة
نوع الأسمنت ا لأجزاء المكونة للتوليف
IP من 15 إلى 40% بالوزن من البوزالين (الرماد المتط***).
I(PM) من 0 إلى 15% بالوزن من البوزالين (الرماد المتط***) (معدل).
P من 15 إلى 40% بالوزن من البوزالين (الرماد المتط***).
IS من 25 إلى 70% بالوزن من خبث الفرن العالي.
I(SM) من 0 إلى 25% بالوزن من خبث الفرن العالي. (معدل).
S من 70 إلى 100% بالوزن من خبث الفرن العالي.

مميزات استخدام إضافات معدنية تم إضافتها عند وحدة الإنتاج الدفعي
(Popoff 1997;Massa zza 1987)

• يمكن تعديل مستويات استبدال الإضافات المعدنية وهذا التعديل يمكن أن يكون على أساس يومي أو على أساس المهمة أو الوظيفة وذلك من أجل التوافق مع مواصفات واحتياجات المشروع.
• يمكن تقليل التكلفة بالتبعية في حين أن مستوى الأداء يزيد (مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن سعر الأسمنت المولف أعلى بنسبة 10% على الأقل من سعر النوع I/II من الأسمنت [U.S.Dept.I nt.1989] .
• يمكن طحن الGGBFS حتى نصل إلى النعومة المثالية.
• يمكن لمنجي الخرسانة توفير خرسانات مخصوصة في أسواق بيع وشراء الخرسانات.
في نفس الوقت،هناك العديد من الاحتياطات التي ينبغي أخذها في الاعتبار عند إضافة الإضافات المعدنية إلى وحدة الإنتاج الدفعي. ومن بين هذه الاحتياطات مايلي:
• من الضروري الاستعانة بصوامع منفصلة لتخزين مواد الهيدره المختلفة (الأسمنت،ا لبوزالين،ا لخبث). وقد يؤدي هذا إلى حدوث زيادة كبيرة في رأس المال اللازم في البداية لإقامة المصنع.
• هناك حاجة لمراقبة التغير في خصائص المواد الأسمنتية، وهذه المراقبة يجب تكون كافية لأن تمكن المشغلين من ضبط الخلطات أو الحصول على مواد بديلة في حالة حدوث بعض المشاكل.
• احتمالات حدوث تلويث على نطاق واسع تزداد بزيادة عدد المواد التي ينبغي تخزينها والتحكم فيها ومراقبتها






الأسمنت البروتلاند ي المعدل (الأسمنت القابل للتمددExpa nsive Cement)

الأسمنت القابل للتمدد Expansive Cement، بالإضافة إلى المكونات القابلة للتمدد،عبا رة عن أسمنت مشتمل على سيليكات هيدروكسيد الكالسيوم (مثل تلك التي تميز الأسمنت البروتلاند ي)
والذي بمجرد أن يتم خلطه مع الماء،فإنه يعمل على تكوين عجينة،كما إنه في أثناء فترة الإماهه المبكرة التي تحدث بعد الشك،يزداد حجم العجينة زيادة جوهرية وهذه الزيادة تكون أكبر من تلك التي تحدث لعجينة الأسمنت البروتلاند ي.
هذا، ويتم استخدام الأسمنت القابل للتمدد لتعويض النقص في الحجم الذي يحدث بسبب الانكماش ولتولد إجهاد شد في حديد التسليح.
الخرسانة المكونة من الأسمنت القابل للتمدد يتم استخدامها من أجل التقليل بقدر الإمكان من التشرخ الحادث بسبب انكماش التجفيف في البلاطات الخرسانية، وطبقات الرصف،بالإ ضافة إلى المنشات والتي تعرف بخرسانة تعويض الانكماش.
الخرسانة المجهدة بذاتها Self-Stressing تعتبر نوع أخر من الخرسانات المكونة من أسمنت متمدد،والت ي فيها يمكن أن يتسبب التمدد في تولد كمية كبيرة من إجهاد انضغاط تكفي لأن ينتج عنها انضغاط متبقي ملحوظ في الخرسانة بعد أن يحدث انكماش التجفيف.

أنواع الأسمنت القابل للتمدد

هناك ثلاثة أنواع من الأسمنت القابل للتمدد كما هو معرف من خلال المواصفة ASTM C 845:
• النوع K: يشتمل هذا النوع على Calcium Aluminate لامائية.
• النوع M: يشتمل هذا النوع على كل من Calcium aluminate و Sulfate Calium.
• النوع S: يشتمل هذا النوع على كل من Sulfate tricalcium aluminate and calcium.

النوع Kهو النوع الوحيد المستخدم بكميات كبيرة في الولايات المتحدة الأمريكية.

الخرسانة التي يتم صبها في بيئة تجعلها تبدأ في التجفف وفقط الرطوبة حينئذ ستبدأ في الانكماش.
وفي هذا الصدد نقول إن مقدار انكماش التجفيف الذي يحدث في الخرسانة يعتمد على الآتي:
• صفات المواد المستخدمة.
• نسب الخلط.
• أساليب الصب.
عندما تكون طبقات الرصف أو أي عناصر إنشائية أخرى محكومة ومقيدة باحتكاك الأرض الطبيعية،أ و حديد التسليح،أو أجزاء أخرى من المنشأ،في هذه الحالة سيؤدي انكماش التجفيف إلى تولد إجهادات شد.
وهذه الإجهاد التي تنتج عن انكماش التجفيف عادة ماتتعدى قوى الشد لدى الخرسانات، مما يؤدي إلى حدوث تشرخ.
هذا،ونود هنا القول بأن ميزة استخدام أنواع الأسمنت القابلة للتمدد تتمثل في توليد إجهادات بكمية كبيرة تكفي لأن تعادل وتكافئ إجهادات انكماش التجفيف وبالتالي العمل على التقليل من التشرخ بقدر الإمكان (ACI Comm.223 1983; Hoff et al. 1977).
كل من الخصائص الفيزيائية والميكانيك ية للخرسانة المعوضة للانكماش تتشابه مع خرسانة الأسمنت البروتلاند يpcc (اختصار للمصطلح Portland Cement Concrete).
فكل من إجهاد الشد،وإجها د الانثناء،و القوى الإنضغاطية يمكن مقارنتها بنفس الخصائص لخرسانة الأسمنت البروتلاند ي PCC.
ونود هنا القول بأن إضافات حبس الهواء تكون فعالة للغاية مع الخرسانة المعوضة للانكماش كما هو الحال مع الأسمنت البروتلاند ي في تحسين قدرة التحمل لدورات التجمد-الذوبان.
بعض إضافات تقليل المياه قد تكون غير متوافقة مع الأسمنت القابل للتمدد.
فالنوع A من أنواع إضافات تقليل المياه، على سبيل المثال، قد يزيد من فقد القوام للخرسانة المعوضة للانكماش (Call 1979).
وفي هذا الصدد نقول إن الرماد المتط*** وبزولينات أخرى قد تؤثر في التمدد وقد تؤثر أيضا في القوة المتكونة وفي الخصائص الفيزيائية الأخرى.

إعتبارات التصميم الإنشائي وتحديد نسب الخلط بالإضافة إلى إجراءات التشييد فكلها متاحة في التقرير (ACI Comm.223 1983).
وهذا التقرير يشتمل على العديد من الأمثلة العملية لاستخدام أنواع الأسمنت
القابل للتمدد في طبقات الرصف المختلفة.

في اليابان،يت م استخدام إضافات مشتملة على مكونات ومركبات قابلة للتمدد بلا من أنواع الأسمنت القابل للتمدد.
وقد قام كل من Tsuji and Miyake (1988) بوصف كيفية استخدام الإضافات القابلة للتمدد في بناء برابخ بوكسية من الخرسانة السابقة الصب السابقة الإجهاد كيميائيا.
ولقد كانت خصائص الانثناء لهذه النوعية من البرابخ مطابقة لتلك الخاصة بوحدات خرسانية مسلحة ذات سمك أكبر
Tsuji and Miyake (1988).
كذلك فإن المكونات القابلة للتمدد متاحة أيضا في الولايات المتحدة الأمريكية.
حيث يمكن إضافتها إلى الخلطة بطريقة مشابهة للطريقة التي يتم بها إضافة الرماد المتط*** إلى الخلطات الخرسانية






المجال


تختص هذه المواصفات القياسية بالأسمنت البروتلاند ي من النوعين الآتيين:
(1) الأسمنت البورتلاند ي العادي.
(2) الأسمنت البورتلاند ي سريع التصلد:وهو الأسمنت مبكر القوة ويعرف محليا باسم أسمنت سوبر كريت.

كما تشتمل هذه المواصفات القياسية على الخواص الطبيعية والميكانية والكيميائي ة التي تحدد صلاحية الأسمنت البورتلاند ي للأعمال الإنشائية وتتضمن كذلك طرق إجراء الاختبارات الطبيعية والميكانيك ية.
أما طرق إجراء الاختبارات الكيميائية فتتبع في إجراؤها الطرق القياسية المنصوص عليها في المواصفات القياسية للتحليل الكيميائي المعتمدة من الهيئة المصرية للتوحيد القياسي.


التعاريف الهامة


الأسمنت البورتلاند ي العادي أو الأسمنت البورتلاند ي سريع التصلد هو المادة الناتجة من طحن وتنعيم ناتج عن حرق المواد الجيرية والطينية (المواد الجيرية والمواد المحتوية على سيليكا أو ألومنيا وأكسيد حديد) لدرجة حرارة تكون الكلنكر على أن تكون هذه المواد مخلوطة خلطا جيدا بنسبة معينة قبل عملية الحرق ولا يجوز إضافة أية مادة أخرى بعد الحرق سوى الجبس ( أو مشتقاته ) أو الماء أو كليهما على أن يكون الأسمنت الناتج مطابقا لهذه المواصفات القياسية.


الاختبارات


يطابق الأسمنت البورتلاند ي العادي هذه المواصفات القياسية فيما يتعلق بالاختبارا ت الآتية:

(1) النعومة.
(2) زمن الشك.
(3) ثبات الحجم.
(4) المقاومة (القوة).
(5) التركيب الكيميائي.
على أن تجري هذه الاختبارات طبقا للطرق القياسية.





المجال

تختص هذه المواصفات بالطرق القياسية للاختبارات الكيميائية للأسمنت البورتلاند ي ، وهي تتضمن الطرق القياسية لتقدير مايلي:
(1) ثاني أكسيد السيلكون.
(2) المجموعة المترسبة بهيدروكسيد الألمونيوم .
(3) أكسيد الحديديك.
(4) أكسيد الألمونيوم .
(5) أكسيد الكالسيوم.
(6) أكسيد الماغنسيوم .
(7) ثالث أكسيد الكبريت.
(8) الفقد في الوزن بالحرق.
(9) المواد الغير قابلة للذوبان.
(10) أكسيد الكالسيوم الطليق (الحر).
(11) الكبريت الموجود على هيئة كبريتيد.
(12) أكسيد الصوديوم وأكسيد البوتاسيوم .
(13) خامس أكسيد الفسفور.
(14) أكسيد المنجنيز.

تجهيز العينات
يجب مراعاة الشروط الآتية عند اختيار العينات للاختبار:
(1) تختار عينات الأسمنت من المصنع أو من مكان التوريد أو عند التشوين في موقع التسليم حسب الاتفاق بين البائع والمشتري وفي حضورهما أو حضور من ينوب عنهما، وبحيث تكون العينات ممثلة لكل صنف على حدة من كل رسالة.
(2) في حالة الأسمنت المعبأ في عبوات:
يراعى ألا تمثل العينة الواحدة أكثر من 100طن من الرسالة ذات الصنف الواحد والواردة من مصدر واحد، وذلك ما لم يتفق على غير ذلك بين البائع والمشتري.
هذا ويختار-حيثما تم الاتفاق-عدد من العبوات بواقع الجذر التكعيبي على الأقل من العدد الكلي لعبوات الرسالة.
ثم تسحب كميات مناسبة من محتويات كل عبوة من العبوات المختارة بحيث لا يقل مجموع أوزان الكميات المسحوبة عن 5كجم،ثم تخلط جيدا للحصول على عينة متجانسة تمثل الرسالة تمثيلا صحيحا.
ثم توضع العينة في وعاء من مادة عازلة للرطوبة وغير منفذة للهواء ويغلق بإحكام
(3) في حالة الأسمنت السائل:
تؤخذ كميات مناسبة من أماكن مختلفة وموزعة بطريقة جيدة وعلى أعماق مختلفة من الرسالة بحيث تكون الكميات المأخوذة ممثلة لها.
ويتم أخذ هذه الكميات باستخدام أنابيب أخذ العينة أو أي طريقة أخرى مناسبة.
ويتم خلط الكميات المأخوذة ثم تقسم بطريقة التجزيء الربعي للحصول على عينة متجانسة تمثل الرسالة تمثيلا صحيحا ولا يقل وزنها عن 5كجم، وتوضع في وعاء من مادة عازلة للرطوبة غير منفذة للهواء،ويغ لق بإحكام.



المواد المستخدمة في الاختبارات الكيميائية

يراعى في إجراء الاختبارات الكيميائية التالية وكذلك في تحضير الكواشف مايلي:
(1) أن يكون الماء المستخدم مقطرا.
(2) أن تكون جميع المواد المستخدمة من صنف "كاشف تحليلي".
(3) أن يستخدم الماء المقطر كمذيب ما لم ينص على غير ذلك.



تجهيز العينة للاختبار

تخلط العينة قبل الاختبار خلطا جيدا،ثم تنخل خلال منخل قياسي مقاس فتحته 0,84مم (منخل 840ميكرون) وذلك لتكسير أي كتل متجمعة قد تكون موجودة ولإزالة المواد الغريبة.
ثم تجفف العينة المأخوذة للاختبار عند درجة حرارة من 105 إلى 110 درجة م حتى يثبت الوزن.

[cente
طرق الاختبار

(أ)عدد مرات إجراء التقديرات لكل اختبار والاختلافا ت المسموح بها
بجري كل اختبار مرتين وفي أيام مختلفة.
ويجب ألا يزيد الاختلاف بين النتيجتين على الحد الأقصى المبين في الجدول التالي.
وإذا زاد الاختلاف بين النتيجتين على هذا الحد فإنه تكرر عملية التقدير حتى تتفق نتيجتان أو ثلاثة نتائج في حدود الاختلاف المبين في هذا الجدول وتكون القيمة الصحيحة هي متوسط النتيجتين أو النتائج الثلاث التي اتفقت في حدود الاختلاف المبين في الجدول.
وتحسب نتائج النسب المئوية للمواد المقدرة إلى أقرب 0,01.
وإذا كانت عملية التقدير تقتضي إجراء اختبار ضابط، في هذه الحالة يجري هذا الاختبار الضابط في نفس اليوم الذي تجرى فيه عملية التقدير.
توزن عينات الاختبار المستخدمة في التقدير وكذلك الرواسب الناتجة إلى أقرب 0,0001جم.


المكونات الحد الأقصى للاختلاف المسموح به
بين نتيجتين بين القيم المتطرف
لثلاث نتائج
(1) ثاني أكسيد السيلكون. 0,16 0,24
(2) أكسيد الأمونيوم. 0,20 0,30
(3) أكسيد الحديديك. 0,10 0,15
(4) أكسيد الكالسيوم. 0,20 0,30
(5) أكسيد المغنيسيوم . 0,16 0,24
(6) ثالث أكسيد الكبريت. 0,10 0,15
(7) الفقد في الوزن بالحرق. 0,11 0,15
(8) المواد الغير قابلة للذوبان. 0,10 0,15
(9) أكسيد الكالسيوم الطليق. 0,20 0,30
(10) أكسيد الصوديوم. 0,03 0,05
(11) أكسيد البوتاسيوم . 0,03 0,05
(12) خامس أكسيد الفسفور. 0,03 0,05
(13) أكسيد المنجنيز. 0,03 0,05

(ب) الاختبارات
(1) تقدير ثاني أكسيد السيلكون
مضمون الطريقة

تذاب عينة معلومة الوزن من الأسمنت في حمض هيدروكلوري ك ثم ترشح السيليكا الناتجة وتحرك وتوزن ثم تعامل بحمض هيدروفلوري ك ويحرق المتبقي ويوزن-وتكون السيليكا هي الفرق بين الوزنتين الأخيرتين.



الأجهزة المستخدمة

(1) جفنة من البلاتين.
(2) حمام بخار.
(3) لوح للتسخين.
(4) فرن تجفيف.
(5) مجفف.
(6) ميزان دقيق.
الكواشف

(1) حمض هيدروكلوري ك : وزنه النوعي 1,16.
(2) حمض كبريتيك : وزنه النوعي 1,84.
(3) حمض الهيدروفلو ريك.






(1)النعومة
(أ‌) لاتزيد قيمة المحجوز على المنخل القياسي 0,09مم على مايلي:
• 10% بالوزن للأسمنت البورتلاند ي العادي.
• 5% بالوزن للأسمنت البورتلاند ي سريع التصلد.
وذلك عند إجراء اختبار النعومة بطريقة النخل.
(ب‌) لا تقل المساحة النوعية للسطح عما يأتي:
• 2250سم2/جرام للأسمنت البورتلاند ي العادي.
• 3250سم2/جرام للأسمنت البورتلاند ي سريع التصلد.
وذلك عند إجراء النعومة بطريقة "بلين" لتعيين المساحة النوعية للسطح.

(2) زمن الشك
لايقل زمن الشك الابتدائي للأسمنت البورتلاند ي العادي أو الأسمنت البورتلاند ي سريع التصلد عن 45دقيقة ولا يزيد زمن الشك النهائي لهما على عشر ساعات وذلك عند إجراء الاختبار على عجينة الأسمنت الخالص ذات القوام القياسي.

(3) ثبات الحجم
لا يزيد تمدد الأسمنت البورتلاند ي العادي أو الأسمنت البورتلاند ي سريع التصلد على 10ملليمتر وذلك عند إجراء الاختبار على عجينة الأسمنت الخالص ذات القوام القياسي.
وفي حالة عدم مطابقة الأسمنت لهذا الشرط يعاد اختبار ثبات الحجم على عينة من نفس الأسمنت بعد تهويته لمدة أسبوع وذلك بفرشه بارتفاع 75ملليمتر تقريبا على سطح جاف رطوبته النسبية 50-80% وفي هذه الحالة لا يزيد تمدد الأسمنت على 5مم.

(4) المقاومة (القوة)
أولا:مقاوم ة الضغط لمونة الأسمنت
لايقل متوسط مقاومة الضغط لثلاثة مكعبات من مؤنة الأسمنت عما يلي يأتي:
(أ‌) الأسمنت البورتلاند ي العادي:
• تكون مقاومة الضغط بعد 3أيام(72 ساعة واحدة ) 183كجم/سم2 على الأقل.
• وتكون مقاومة الضغط بعد 7أيام(168 = ساعتان ) 275كجم/سم2 على الأقل.
ويجب أن تكون أكبر من مقاومة الضغط بعد 3 أيام.
ثانيا:مقاو مة الشد لمونة الأسمنت
تعين مقاومة الشد لمونة الأسمنت البورتلاند ي سريع التصلد فقط على أن يكون ذلك اختياريا.
وفي هذه الحالة لا يقل متوسط مقاومة الشد لستة قوالب بعد مرور 24 ساعة عن 21 كجم/سم2.

(5) التركيب الكيميائي
معامل تشبع الجير
لا يزيد معامل تشبع الجير على 1,02 ولا يقل عن 0,66 وذلك طبقا للقيم المحسوبة من المعادلة الآتية:

أكسيد الكالسيوم-0,7× ثالث أكسيد الكبريت
معامل تشيع الجير = ----------------------------------------------
2,8×ثاني أكسيد السليكون+أ كسيد الألمونيوم (ألومينا)+ 0,65×أكسيد الحديديك

حيث تقدر قيمة الأكاسيد المبينة في المعادلة الكيميائية السالفة كنسبة مئوية من وزن عينة الأسمنت.
ولا تشمل هذه القيمة ماهو موجود من الأكاسيد بالمواد المتبقية غير القابلة للذوبان والموضحة فيما بعد.
(ب)المواد المتبقية غير القابلة للذوبان
لا تزيد المواد المتبقية غير القابلة للذوبان على 1,5% بالوزن.
(ج) المجنزيا ( أكسيد المغنسيوم )
لا تزيد المجنزيا التي تحتوي عليها الأسمنت على 4% بالوزن.
(د) نسبة الألومنيا إلى أكسيد الحديديك
لا تقل نسبة الألومنيا إلى أكسيد الحديديك عن 0,66.
(ه) ثالث أكسيد الكبريت
لا تزيد النسبة المئوية الكلية للكبريت في الأسمنت بالوزن مقدرة على هيئة ثالث أكسيد الكبريت على مايلي:

الوينات ثلاثي الكالسيوم
(النسبة المئوية بالوزن) الحد الأقصى لأكسيد الكبريت
(النسبة المئوية بالوزن)
7 أو أقل 2,5
أكثر من 7 3
وتحسب كمية ألومينات ثلاثي الكالسيوم الطليق على 2% بالوزن.
ألومينات ثلاثي الكالسيوم= 2,65×أكسيد الألمونيوم-1,69×أكسيد الحديديك
(و) أكسيد الكالسيوم الطليق (الحر)
لا تزيد النسبة المئوية لأكسيد الكالسيوم الطليق على 2% بالوزن.

(ز) الفقد بالحرق
لا يزيد الفقد بالحرق على 3% بالوزن للأسمنت في المناطق المعتدلة المناخ ولا يزيد الفقد بالحرق على 4% بالوزن للأسمنت في المناطق الحارة المناخ.
أخذ العينات
تؤخذ عينات الأسمنت اللازمة لإجراء الاختبارات المبينة بهذه المواصفات القياسية بمعرفة المشتري أو مندوبه وذلك في خلال أسبوع من تاريخ توريد الأسمنت طبقا لما هو مبين بالاختبار رقم (1) على أن تحفظ عينات الاختبار في وعاء محكم جاف نظيف،ثم تجرى عليها الاختبارات في خلال أربعة أسابيع من التوريد.

شهادة منتج الأسمنت

يجب أن يتأكد المنتج من أن الأسمنت يطابق هذه المواصفات القياسية عند توريده،وعل يه أن يقدم للمستهلك أو مندوبه شهادة بذلك عن الطب.
وإذا لم تطابق العينة المأخوذة من أي رسالة شروط جميع الاختبارات المنصوص عليها بهذه المواصفات القياسية تعتبر هذه الرسالة غير متطابقة.
واذا رغب المشتري أو مندوبه في إجراء اختبارات فتؤخذ العينات بمعرفة المشتري أو مندوبه قبل أو عند التوريد وتجري عليها الاختبارات المبينة بهذه المواصفات وعلى المنتج أم يقدم عينات الاختبار بدون مقابل.

التعبئة

ما لم يوجد إتفاق خاص بين البائع والمشتري يورد الأسمنت في عبوات ( شك*** ) تحتوي كل منها 50 كجم من الأسمنت ، ويبين على كل عبوة ( شكارة ) نوع الأسمنت ووزنه وعلامته التجارية المسجلة.






(1) تجهيز عينة الاختبار
تجهز عينة الاختبار بخلط أثنى عشر عينة فرعية متساوية تقريبا مأخوذة من مواقع مختلفة موزعة بانتظام في رسالة الأسمنت ويراعى في حالة الأسمنت الموجود بالصوامع أن تؤخذ العينات الفرعية أثناء الملء أو التفريغ أما في حالة الأسمنت المعبأ بالشك*** فتؤخذ العينات الفرعية من ست شك***.
وإذا قل عدد الشك*** عن ست فتؤخذ عينة فرعية من كل شيكارة وتخلط مع بعضها لتكون عينة الاختبار.
ويراعى أن يكون وزن عينة الاختبار 10 كجم على الأقل وذلك لكل رسالة أسمنت تزن 250 طنا أو أقل أما زادت رسالة الأسمنت على 25 طنا فتقسم إلى وحدات زنة الواحدة منها 250 تقريبا،ويؤ خذ من كل منها عينة اختبار مستقلة.

(2) اختبار النعومة:

(أ‌) طريقة النخل:
يتم نخل 100 جرام من الأسمنت الجاف بمنخل قياسي 0,09مم وذلك لمدة 15 دقيقة عند إجراء عملية النخل باليد أو 5دقائق عند إجراء عملية النخل بالهزاز الميكانيكي ثم يتم وزن الأسمنت المحجوز على المنخل لأقرب 0,1جرام فتكون النعومة هي النسبة المئوية للوزن المحجوز على المنخل.
ويراعى أن يكون للمنخل المستخدم في الاختبار وعاء محكم يرتكز عليه أو غطاء محكم وذلك لتلافي فقد أي كمية من الأسمنت كما يجب مراعاة النظافة التامة للمنخل أو الوعاء والغطاء قبل الاختبار.

(ب‌) طريقة "بلين" مقدرا لتعيين السطح النوعي:
يعين السطح النوعي للأسمنت بطريقة "بلين" مقدرا بالسنتيمتر المربع للجرام وذلك باستخدام جهاز "بلين".

(3) اختبار القوام القياسي لعجينة الأسمنت
يشمل هذا الاختبار طريقة تعيين كمية الماء اللازمة لتشكيل عجينة الأسمنت ذات القوام القياسي المستخدمة في كل من اختبار زمن الشك واختبار ثبات الحجم.

الجهاز المستخدم
يستخدم في هذا الاختبار جهاز فيكات المبين بالشكل رقم (1) مع مراعاة استخدام طرف اسطوانة ذو قطر مقداره 10مم.

طريقة إجراء الاختبار
كمية الماء اللزمة لتشكيل عجينة الأسمنت ذات القوام القياسي هي الكمية التي تعطي عجينة تسمح بنفاذ الطرف الاسطواني لجهاز فيكات إلى نقطة تبعد من 5 إلى 7مم من قاع قالب فيكات عند اختبار عجينة الأسمنت كما يلي:
(أ‌) تحضر كمية من الأسمنت وزنها 400جرام يضاف إليها كمية مناسبة من الماء (تقدر كنسبة مئوية من وزن كمية الأسمنت الجاف ).
وتجرى عملية الخلط جيدا لتجهيز عجينة الأسمنت بحيث تكون مدة الخلط (4=/41 دقيقة ) ومدى الخلط هي الزمن المحصور بين بدء إضافة الماء إلى الأسمنت الجاف حتى بدء ملء قالب جهاز فيكات بعجينة الأسمنت.
(ب‌) يملأ قالب فيكات (ق) المرتكز على لوح مستو غير مسامى،ملئا تماما،ودفع ة واحدة بعجينة الأسمنت السابق تحضيرها ثم يسوى سطح العجينة مع حافة القالب بسرعة.

ويراعى عند ملء القالب ألا تستعمل في ذلك سوى يد القائم بالاختبار وسلاح مسطرين الخلط القياسي زنة 210 جم تقريبا الموضح في الشكل رقم (2).

(ج‌) توضع عجينة الاختبارات الموجودة داخل قالب فيكات (ق) والمرتكز على اللوح المستوى غير المسامى (ل) تحت القضيب الحامل للطرف الأسطواني لجهاز فيكات.
ثم يدلى الطرف الأسطواني (د) ببطء حتى يمس سطح العجينة.
ثم يترك بعد ذلك حرا ليسقط تحت تأثير وزنه لينفذ في العجينة ويراعى أن تتم هذه العملية بعد ملء قالب فيكات مباشرة.
(د‌) يحدد مقدار نفاذ الطرف الاسطواني على عجينة الأسمنت بتعيين المسافة بينه وبين قاع فيكات بواسطة التدريج الموجود بالجهاز.

(4) يعاد عمل عجائن تجريبية بكميات مختلفة من الماء للوصول إلى كمية الماء التي تعطى عجينة الأسمنت ذات القوام القياسي السابق ذكرها وتقدر هذه الكمية على هيئة نسبة مئوية من وزن الأسمنت الجاف.
ويراعى عند إجراء هذا الاختبار أن تكون أجهزة الخلط نظيفة وأن تكون درجة حرارة الأسمنت والماء وحرارة الغرفة في حدود 18-24 درجة مئوية.

(4) اختبار زمن الشك الابتدائي وزمن الشك النهائي

التعريفات الهامة

(أ‌) زمن الشك الابتدائي:
هو الفترة التي تمر بين لحظة إضافة الماء إلى الأسمنت الجاف ولحظة نفاذ أبرة جهاز فيكات في عجينة الأسمنت إلى مسافة لا تزيد عن 5مم تقريبا من قاع قالب فيكات.

(ب‌) زمن الشك النهائي:
هو الفترة التي تمر بين لحظة إضافة الماء إلى الأسمنت الجاف واللحظة التي تترك أبرة جهاز فيكات أثرا بعجينة الأسمنت بينما لا يظهر الأثر الدائري للجزء المثبت حول الأبرة.

الجهاز المستخدم
يستخدم جهاز فيكات الموضح في الشكل رقم (1) مع مراعاة استخدام أبرة الجهاز (ب) في حالة تعيين زمن الشك الابتدائي، واستخدام الطرف الاخر المكون من الأبرة (ب) والمثبت حولها الجزء الإضافي ذو المقطع الدائري في حالة تعيين زمن الشك النهائي.

طريقة التنفيذ
(أ‌) تحضر كمية من الأسمنت وزنها 400جرام.
ثم تضاف إليها كمية الماء اللازمة لجعلها عجينة ذات قوام قياسي وهي الكمية التي نحصل عليها من الاختبار رقم (3)، الذي يجب أن يجري قبل هذا الاختبار مباشرة وتحت نفس ظروف درجة الحرارة والرطوبة.
ويراعى أن تجرى عملية الخلط جيدا بحيث تكون مدة الخلط هي (4=/41 دقيقة) ومدة الخلط هي الفترة التي تمر بين بدء إضافة الماء إلى الأسمنت الجاف حتى بدء ملء قالب جهاز فيكات بالعجينة الأسمنتية.
(ب‌) يملأ قالب فيكات المرتكز على لوح مستو غير مسامى ملئا تاما ودفعة واحدة بعجينة الأسمنت السابق تحضيرها ثم يسوى سطح العجينة مع حافة القالب بسرعة.

يراعى عند ملء القالب ألا تستعمل في ذلك سوى يد القائم بالاختبار وسلاح مسطرين الخلط العادي زنة 210جم تقريبا الموضح في الشكل رقم (2).

(ج) توضع عجينة الاختبار الموجودة داخل قالب فيكات (ق) والمرتكز على اللوح المستوي غير مسامى (ل) تحت أبرة جهاز فيكات (ب) ثم تدلى الأبرة ببطء حتى تمس سطح العجينة بالقالب وتترك الأبرة حرة لتنفيذ في العجينة تحت تأثير الوزن الكلي للقضيب والأبرة معا (300جم).

(د) تكرر عملية نفاذ الأبرة بالعجينة في مواضع مختلفة إلى أن تنفذ الأبرة إلى مسافة لا تزيد عن 5مم تقريبا من قاع قالب فيكات (ق).

وبذلك يكون زمن الشك الابتدائي هو الفترة التي تمر بين لحظة إضافة الماء إلى الأسمنت الجاف ولحظة نفاذ أبرة جهاز فيكات في عجينة الأسمنت لمسافة لا تزيد على 5مم تقريبا من قالب فيكات.

تستبدل الأبرة (ب) بالطرف الآخر (ج)،ثم يدلى القضيب ببطء حتى يمس الطرف (ج) سطح العجينة ويترك حرا لينفذ في العجينة تحت تأثير الوزن الكلي للقضيب والإبرة معا.

(و) تكرر عملية نفاذ الجزء (ج) في مواضع مختلفة من سطح العجينة إلى أن تترك الإبرة أثرا بالعجينة بينما لا يظهر الأثر الدائري للجزء المثبت حول الإبرة.

وبذلك يكون زمن الشك النهائي هو الفترة التي تمر بين لحظة إضافة الماء إلى الأسمنت الجاف واللحظة التي تترك أبرة جهاز فيكات أثرا بعجينة الأسمنت بينما لا يظهر الأثر الدائري للجزء المثبت حول الأبرة.


يمكن استخدام السطح الأسفل لعجينة الأسمنت إذا تكون (زبد) على سطح العجينة عند تعيين زمن الشك النهائي.

(5)اختبار ثبات الحجم
يبين هذا الاختبار طريقة تعيين ثبات حجم الأسمنت بطريقة "لوشاتلييه" لقياس التمدد.