نطاق التطبيق

يُستخدم هذا الجهاز في إجراء اختبارات لمقارنة مقدار قوة التماسك بين الخرسانات المختلفة وحديد التسليح نفسه. يُستَخدَم هذا الجهاز بالاقتران مع ماكينات الاختبار العالمية بقدرة 30 طنًا/60 طنًا/100 طن، ويُستَخدم لقياس قوة تماسك الخرسانة وتحديد مدى مقاومة الخرسانة لانزلاق حديد التسليح، بما يتوافق مع المعيار GB/T50081-2002 «طريقة اختبار الخصائص الميكانيكية للخرسانة العادية» وSD105-82 «لائحة اختبارات الخرسانة في المشاريع الهيدروليكية». يعتمد هذا الجهاز على أحدث المعايير، حيث يستخدم أجهزة ذكية عالية الدقة، كما يعتمد في جميع مراحل العملية على معالج لجمع المعلومات عبر الحاسوب لإنجاز كامل عملية الإنتاج والاختبار، ويتميز بسهولة التشغيل ودقة بيانات الاختبار.

المواصفات التقنية

1. أبعاد العينة: 150×150×150 مم

2. مقياس الألف من المليمتر: 0–1 ± 0.001 مم

3. الأبعاد الخارجية: 589×250×150 مم

4. الوزن: 24 كجم

المبادئ الأساسية

أُجريت هذه التجربة باستخدام طريقة السحب؛ إذ يُظهِر توزيع إجهاد التماسك أثناء عملية السحب للحديد التسليحي ما هو مبيّن في الشكل 1. ولنفترض أن محيط مقطع الحديد التسليحي يساوي L، وأن عمق دفن الحديد في الخرسانة يساوي a، وأن الحمل المطبَّق يساوي p، ونفترض أن قوة التماسك الفردية لكل وحدة مساحة بين الخرسانة والحديد التسليحي تتوزع بشكل متجانس، ويُحتسَب وفقًا للصيغة التالية: rn = p/L·a. وعند استخدام حديد تسليح ملولَف، يُحتسَب محيط المقطع على أساس القطر الخارجي. أما في تجربة سحب حديد التسليح الملولَف من الخرسانة، فغالبًا ما تنشأ شقوق طولية في الخرسانة أولًا، أو يصل حديد التسليح إلى نقطة المرونة أولًا، ولذلك لا يمكن الحصول على قوة التماسك الحدية. ولذا اخترنا في هذه التجربة متوسط قوى التماسك المقابلة عند حدوث انزلاق نسبي بين حديد التسليح والخرسانة بمقدار 0.01 مم، و0.05 مم، و0.10 مم، كقيمة لقوة التماسك. أمّا في حالة حديد التسليح الأملس مع الخرسانة، فغالبًا ما يُسحب حديد التسليح من الخرسانة، وفي مثل هذه الحالة يمكن قياس قوة التماسك الحدية.

تعليمات الاستخدام

1. تُشكَّل حديد التسليح مع الخرسانة معًا، ثم تُعالَج وترعى. 2. يُثبَّت مقياس التفاوت على الطرف الذي يرتفع فيه حديد التسليح قليلًا عن سطح الخرسانة، مع التأكد من ثباته بشكلٍ جيد. 3. تُوضَع كتلة الاختبار على هذا الجهاز، بحيث يكون الطرف الأطول من حديد التسليح الممتد فوق سطح الخرسانة عبر الفتحة المركزية في الجزء السفلي من الجهاز. 4. يُثبَّت هذا الجهاز على ماكينة متعددة الاستخدامات.

خطوات التجربة

⑴ يجب أن تتوافق خصائص حديد التسليح المُلَفَّط المستخدم في الاختبار مع أحكام «حديد التسليح المدرَّج بالحرارة لاستخدامات هياكل الخرسانة المسلحة» (GB1499-91) فيما يخص قوة التماسك مع الخرسانة، وأن يكون قطره المحسوب 20 مم (قطر داخلي 18 مم، وقطر خارجي 22 مم). ولضمان طول كافٍ لتأمين القبضة في ماكينة التجربة وتركيب العدادات، يمكن اعتماد طول عادي يبلغ 500 مم. ويجب أن تكون أبعاد حديد التسليح وشكله والملفوفة عليه جميعها متماثلة؛ وقبل التشكيل، يجب تنظيف حديد التسليح بفرشاة فولاذية ثم مسحه بمذيب الأسيتون، مع التأكد من خلوه من شظايا الفولاذ والزيوت والشحوم. كما يجب أن تكون السطح العلوي للطرف الحر لحديد التسليح ناعمًا ومستويًا من حيث قوة التماسك مع الخرسانة، وأن يتطابق تمامًا مع الحفرة المخصّصة في قالب الاختبار. وفي الحالات التي يُعَدّ فيها ذلك ضروريًا، يجوز أيضًا استخدام حديد تسليح أملس بقطر 20 مم. ملاحظة: يعادل القطر المحسوب لحديد التسليح المُلَفَّط قطر حديد تسليح أملس له نفس مساحة المقطع العرضي.

⑵ يجب تنفيذ خلط الخرسانة وفقًا لأحكام اختبار قوة التماسك للقطع المكعبة. يُصنَع ستة عينات لكل فترة عمرية للاختبار. عند تركيب حديد التسليح، يجب أن تُدْخَل الأطراف الحرة في جدران القوالب، كما يجب سدّ فتحات جدران القوالب التي تمرّ بها حبال التسليح بحلقات مطاطية وحلقات تثبيت لتثبيت حبال التسليح ومنع تسرب المياه، كما هو موضح في الشكل.

⑶ بالإضافة إلى الالتزام بتعليمات هذا الكتاب في ما يخص تشكيل الخرسانة وصيانتها، يجب أيضًا الامتثال للشروط التالية:

أ. يجب ألا يتجاوز الحجم الأقصى لحبيبات الركام الخرساني 40 مم؛

ب. بالنسبة للخرسانة الجافة والكثيفة، يجب استخدام طاولة الاهتزاز لضمان التهوية الجيدة، كما ينبغي أن تُعبَّأ عينات قوة التماسك للخرسانة في طبقتين.

ج. بعد تشكيل العيّنات وحتى تاريخ الاختبار، لا يجوز لمس حديد التسليح. ويُستحسن إطالة وقت فك القوالب إلى ما يعادل يومين وليلتين لضمان قوة تماسك الخرسانة؛ وعند فك القوالب، يجب أولاً إزالة الحلقة المطاطية والحلقة الثابتة، ثم إزالة جدران القالب المثبتة على حديد التسليح بعناية.

د. بعد إخراج العينات من مكان الصيانة، يجب إجراء الاختبار في الوقت المناسب لتجنب حدوث تغييرات كبيرة في درجة حرارة العينة ورطوبتها.

هـ. عند إجراء الاختبار، ابدأ بمسح العينة جيدًا وفحص مظهرها؛ يجب ألا تحتوي العينة على أي تلف واضح أو تحرّك في حديد التسليح أو انحراف فيه.

و. قم بوضع العينة على لوح دعم يحتوي في وسطه ثقب، ثم أدخلها في مقبض الاختبار المثبت في جهاز الاختبار العالمي، بحيث يقوم المقبض السفلي لجهاز الاختبار العالمي الخاص بقوة التماسك الخرسانية بقَبْض حديد التسليح في العينة بشكلٍ محكم.

ج. تُثبَّتُ أذرعُ التثبيت الخاصة بمقياسِ القياس على العينة، ويُركَّبُ عليها مقياسُ التفاضل، بحيث يكون طرفُ قضيب مقياس التفاضل موجَّهًا عموديًا نحو الأسفل، ويلامس السطحَ العلويَّ لقضيب التسليح الذي يبرز قليلًا فوق سطح عينة الخرسانة.

هـ. قبل تطبيق الحمل، يجب التحقق من أن قضيب مقياس الفاصل الدقيق يلامس سطح حديد التسليح بشكل جيد، ومن أن مقياس الفاصل الدقيق يعمل بسلاسة، مع إجراء التعديلات اللازمة.

1. بعد تدوين القراءة الأولية لمقياس الألف من المليمتر، يُشغَّل جهاز الاختبار العالمي، ويُجرَّب حمل حديد التسليح بسرعة تحميل لا تتجاوز 400 نيوتن/ثانية. وفي كل مرة يُضاف فيها حملاً معيناً (من 1000 إلى 5000 نيوتن)، تُسجَّل القراءة المقابلة لمقياس الألف من المليمتر.

ج. يجب التوقف عن تطبيق الحمل عند حدوث أيٍّ من الحالات التالية: ① عندما يصل حديد التسليح إلى نقطة المطاوعة؛ ② عندما يتشقق الخرسانة؛ ③ عندما يُسْحَب حديد التسليح من الخرسانة.

جهاز قياس قوة التماسك بين الخرسانة وحديد التسليح نتائج الحساب

⑴ تُطرح القراءة الأولية لعداد التسجيل الدقيق عند كل مستوى من أحمال التحميل من قراءاته تحت هذا المستوى من الأحمال، فيُحصل على تشوه الانزلاق تحت ذلك المستوى من الأحمال. ⑵ عندما تُستَخدَم حديد التسليح الملفوف، تُرسم منحنى علاقة بين الأحمال وتشوهات الانزلاق باستخدام المتوسط الحسابي لتشوهات الانزلاق في ست عينات من الخرسانة المختبَرة، مع اتخاذ الأحمال كمحور عمودي والتشوهات الانزلاقية كمحور أفقي. ويُؤخَذ كلٌّ من تشوهات الانزلاق البالغة 0.01 و0.05 و0.10 ملليمتر، ثم تُستَخرَج الأحمال المقابلة على المنحنى؛ ويُقسَّم المتوسط الحسابي لهذه الأحمال الثلاثة على المساحة السطحية لحديد التسليح المغمور في الخرسانة (π × القطر الخارجي × الطول)، ليُحصَل على قوة الالتصاق (بالميغاباسكال). ⑶ عندما تُستَخدَم حديد التسليح الملفوف، يُمكن أخذ المتوسط الحسابي لأكبر أحمال اختبار السحب في العينات الست، ثم قسمته على المساحة السطحية لحديد التسليح المغمور في الخرسانة، ليُحصَل على قوة الالتصاق (بالميغاباسكال). ملاحظة: يُمكن أيضًا رسم منحنى العلاقة بين أحمال التحميل وقوة الالتصاق في الخرسانة وتشوهات الانزلاق بغرض التحليل.