What are the two main phases that make up concrete?

Concrete consists of a cement paste phase comprised of cement, water, and air, and an aggregate phase comprised of coarse and fine aggregates. These two phases work together to create a durable construction material. The cement paste binds the aggregates together, while the aggregates provide strength and stability to the overall mixture.

Why is the water-to-cement ratio critical in concrete design?

The water-to-cement ratio directly determines concrete strength and durability. Concrete strength is customarily measured at 28 days and varies from about 0.35 for high-strength concrete to 0.6 for low-strength concrete. A lower water-to-cement ratio decreases permeability by reducing salt ion penetration, which protects reinforcement from corrosion.

How does air content protect concrete in freezing conditions?

Air bubbles in fresh concrete allow free water to expand during freezing without cracking the material. When water freezes and turns to ice, it expands significantly. The entrained air provides spaces for this expansion, preventing damage. However, higher air content reduces concrete strength, requiring a higher water-to-cement ratio to maintain specified strength levels.

What does the slump test measure in fresh concrete?

The slump test measures concrete's flowability and consistency before it sets. Fresh concrete is poured into an inverted cone in three layers, then the cone is lifted and the distance the concrete subsides is measured. Results indicate the cohesiveness of the mix; a well-proportioned mix retains its shape while a poor mix crumbles and segregates.

What is the trial batch method used for in concrete construction?

The trial batch method is an empirical approach to determine optimal proportions of aggregates, cement, and water for concrete meeting specified slump requirements. This in situ test ensures that concrete mixture at the batching plant maintains the same viscosity when it arrives at the construction site. It provides simple quality control and assurance at work sites worldwide.

How do superplasticizers and air-entrainment agents modify fresh concrete?

Superplasticizers are chemical additives that reduce concrete viscosity temporarily, allowing higher slumps of 6 to 10 inches for self-leveling concrete. Air-entrainment agents create small, well-dispersed air bubbles providing expansion space during freezing. Air-entrained mixes show 5 to 8% air content depending on additive dosage, compared to below 2% in non-air-entrained mixes.

What factors influence the workability and long-term performance of concrete?

Fresh concrete workability depends on rheology, water-to-cement ratio, and air content. Long-term strength and durability are influenced by high curing temperature and humidity, which accelerate strength gains. The concrete must be easily castable in forms while achieving specified 28-day strength and providing good serviceability and durability throughout its lifespan.

اختبارات على الخرسانة الطازجة

0 مشاهدات11:23 د

يصف الإجراء أدناه أولا عملية الخلط ثم الاختبارات النموذجية (الركود والكثافة ومحتوى الهواء) المستخدمة في الميدان لتحديد قابلية التشغيل والاتساق والجودة. تم العثور على الإجراء الموصوف هنا للعمل بشكل جيد مع خلاطة خرسانة صغيرة.

1. خلط الخرسانة بالطريقة التجريبية

قم بوزن كميات الركام الخشن والركام الناعم وتخزينها في حاويات منفصلة. سجل الأوزان الدقيقة في ورقة البيانات.
قم بوزن كمية الأسمنت المذكورة أعلاه في الجدول 1 ، وضعها في وعاء منفصل.
قم بوزن كمية خلط الماء المذكورة أعلاه في الجدول 1 ، وضعها في وعاء.
بلل الجزء الداخلي من الخلاط وجميع الأدوات التي سيتم استخدامها ، بحيث تكون مبللة ولكن ليس بأي ماء راكد.
ضع الركام الخشن والركام الناعم وحوالي 1/5 من الماء في خلاطة الخرسانة الصغيرة واخلطها لمدة دقيقتين.
مع استمرار دوران الخلاط ، ابدأ في إضافة الأسمنت والماء الإضافي بزيادات صغيرة (10٪ إلى 20٪ من الإجمالي في كل خطوة) واخلطه لمدة 5 دقائق إضافية.
أوقف الخلاط واختبر ركود المزيج الخرساني. عند اختبار الركود ، بلل مخروط الركود وضعه في صينية الخلط. أمسك المخروط الراكد لأسفل بإحكام على المقلاة. املأ مخروط الركود بالخرسانة في ثلاث طبقات ، كل منها حوالي ثلث حجم مخروط الركود لكل طبقة.
قضيب كل طبقة مع 25 ضربة ، موزعة بشكل موحد على المقطع العرضي للمخروط. يجب أن يخترق القضيب قليلا الطبقة السابقة. بعد أن يتم تقويض الطبقة العليا ، اضرب الخرسانة الزائدة بقضيب الحشو ، بحيث يتم ملء المخروط بالضبط.
قم بإزالة المخروط على الفور من الخرسانة عن طريق رفعه بعناية في اتجاه رأسي. قم بقياس "ركود" الخرسانة من خلال تحديد الفرق بين ارتفاع القالب وارتفاع الخرسانة الهادئة.
بعد اكتمال قياس الركود ، اضغط على جانب الخرسانة برفق باستخدام قضيب الحشو.
في هذه المرحلة ، يجب أن يكون ركود الخليط في 3 إلى 4 بوصات. نطاق. إذا كان الركود منخفضا جدا ، أو بدا المزيج قاسيا ، أضف تدريجيا كميات صغيرة من الركام الناعم أو الخشن (أو كليهما) ، وأعد خلط الخرسانة جيدا ، وأعد اختبار الركود. كرر هذه العملية حتى يصل المزيج إلى الركود والاتساق المطلوبين. تأكد من تتبع الكميات الإضافية من المواد المستخدمة.
عندما يتم الحكم على الدفعة على أنها مرضية من خلال اختبار الركود ، قم بوزن الركام المتبقي وقم بتسجيله في ورقة البيانات. احسب الكمية الفعلية من الركام الخشن والناعم المستخدم في الخلطة الخرسانية من الأوزان الأولية.
حدد وزن وحدة الخليط الخرساني عن طريق ملء ووزن حاوية 1 قدم مكعب. يجب ملء الحاوية وتثبيتها بنفس طريقة مخروط اختبار الركود.

2. اختبار احتجاز الهواء

إذا كان المزيج الخرساني مصمما لمنطقة ذات دورات تجميد وذوبان الجليد ، فمن المحتمل أن يكون قد تم تحديد محتوى خليط محبوس الهواء لرفع محتوى الهواء الكلي إلى نطاق يتراوح من 6٪ إلى 8٪. لإثبات هذا التأثير ، خذ الخرسانة المتبقية وأعد مزجها أثناء إضافة خليط إحباط الهواء. أولا ، امزج لمدة 3 دقائق تقريبا ، ثم قم بإجراء اختبار محتوى الهواء باستخدام جهاز حبس الهواء. ضع في اعتبارك أن إجراء الاختبار خاص بالجهاز ، لذا فإن الإجراء التالي يشير حصريا إلى الجهاز المستخدم في هذا الفيديو ، أو ما شابه.

املأ الحاوية السفلية بالخرسانة باتباع التعليمات للحصول على وزن الوحدة.
أغلق صمام الهواء الرئيسي ذو اللون الأحمر في الجزء العلوي من جهاز استقبال الهواء.
افتح كلا الأليفة الموجودة في الجزء العلوي من الغطاء.
ضع الغطاء على حاوية المواد وأغلق مشابك التبديل الأربعة.
صب الماء في القمع حتى يخرج الماء من petcock في وسط الغطاء.
بركن العداد برفق حتى لا تخرج فقاعات هواء من خلال مركز petcock. أغلق كلا الأليفة.
أغلق صمام الهواء الرئيسي وصمام النزيف في نهاية جهاز استقبال الهواء.
قم بضخ الهواء برفق في جهاز الاستقبال حتى يقترب عقرب المقياس من الخط الأحمر. تأكد من أن اليد تمر بنقطة البداية الأولية. لا يهم ما إذا كانت اليد على جانب واحد أو على الجانب الآخر من الخط الأحمر.
اضغط على المقياس برفق بيد واحدة. في الوقت نفسه ، قم بتكسير صمام النازف حتى تستقر عقارب المقياس بالضبط على نقطة البداية الأولية.
أغلق صمام النزيف بسرعة. افتح صمام الهواء الرئيسي بين جهاز استقبال الهواء وحاوية المواد.
برطمان الحاوية قليلا بعد تحرير الضغط للسماح للجزيئات بإعادة الترتيب. اضغط على المقياس برفق حتى تستقر عقرب المقياس. سجل القراءة كنسبة مئوية للهواء.

3. إعداد أسطوانة اختبار الخرسانة

املأ قوالب الأسطوانة عن طريق وضع الخرسانة في قالب الأسطوانة في ثلاث طبقات متساوية الحجم تقريبا.
قضيب كل طبقة ب 25 ضربة باستخدام قضيب صغير (قضيب قطره 1/4 بوصة). وزعي السكتات الدماغية بشكل موحد على المقطع العرضي للقالب.
بعد أن يتم تقويم الطبقة العليا ، اضرب سطح الخرسانة بمجرفة. املأ ما مجموعه عشر عينات من الأسطوانات الخرسانية. قم بقياس وزن جميع قوالب الأسطوانات العشرة المملوءة بالخرسانة وسجل الوزن في ورقة البيانات.
قم بتغطية الأسطوانات الخرسانية بكيس بلاستيكي لمنع تبخر الماء من الخرسانة.
بالنسبة للمزيج النهائي ، احسب الوزن المطلوب للمواد لصنع ياردة مكعبة واحدة من الخرسانة. سجل هذه النتائج في ورقة البيانات.
بعد 24 + 8 ساعات ، قم بتجريد القوالب البلاستيكية التي تستخدم لمرة واحدة من عينات الأسطوانة الخرسانية. ثم يتم وضع الأسطوانات في بيئة المعالجة المدرجة في الجدول 1. أنظمة المعالجة النموذجية هي: (1) معالجة غرفة الضباب عند 73.5 + 3.5 ^{} o} F (23 + 2 ^}o C) و 100٪ RH ، لكل ASTM C 192 ، (2) المعالجة المحيطة في المختبر ، و (3) معالجة الصندوق المعزول (أي صندوق العلاج). سوف نستخدم المعالجة المحيطة في هذه التجربة.

4. إضافة الملدنات الفائقة

لإثبات استخدام الخليط ، أعد كل الخرسانة إلى الخلاط وأضف كمية صغيرة من الملدنات الفائقة. تخلط جيدا لمدة 3 دقائق وقم بإجراء اختبار طاولة التدفق.
بلل الطاولة والقالب. امسح الماء الزائد.
أثناء إمساك القالب بإحكام ، املأ القالب بالخرسانة في طبقتين. قضيب كل طبقة 25 مرة ، مع التأكد من أن القضيب موحد عبر منطقة المقطع العرضي.
اضرب الجزء العلوي من القالب ، بحيث يتم ملء القالب بالضبط.
قم بإزالة القالب بسحب ثابت لأعلى.
باستخدام المقبض ، ارفع الطاولة وأسقطها من ارتفاع 0.5 بوصة ، 15 مرة في حوالي 15 ثانية.
خذ متوسط ستة قياسات للفرجار موزعة بشكل متماثل لأقرب 1/4 بوصة. ستكون هذه القيمة هي قطر الخرسانة المنتشرة.

المصدر: روبرتو ليون ، قسم الهندسة المدنية والبيئية ، فرجينيا للتكنولوجيا ، بلاكسبيرغ ، فيرجينيا

تتكون الخرسانة من مرحلتين ، مرحلة عجينة الأسمنت تتكون…