طريقة الاختبار القياسية ASTM C672/C672M لمقاومة الترسبات على الأسطح الخرسانية المعرضة لمواد إزالة الجليد

يصف معيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM C672/C672M لمقاومة تكلسات الأسطح الخرسانية المعرضة لمواد إزالة الجليد"، الصادر عن الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM)، طريقة اختبار لتحديد مقاومة تكلسات سطح خرساني أفقي معرض لدورات تجميد وذوبان في وجود مواد إزالة الجليد. تهدف هذه الطريقة إلى التقييم النوعي لمقاومة السطح من خلال الفحص البصري.

يمكن استخدام طريقة الاختبار هذه لتقييم تأثير نسبة الخلط، ومعالجة السطح، والتصلب، أو غيرها من المتغيرات على مقاومة التكلس. مع ذلك، لا ينبغي استخدام طريقة الاختبار هذه لتحديد متانة الركام أو مكونات الخرسانة الأخرى. لم يُثبت وجود علاقة بين مقاومة الصقيع للعينات المقطوعة من الخرسانة المتصلبة والعينات المحضرة مختبريًا.

وتشمل المعدات المستخدمة في هذه الاختبارات ما يلي:

• معدات التجميد: صندوق أو غرفة ذات حجم كافٍ لاحتواء العينات وخفض درجة حرارة العينات إلى 18 درجة تحت الصفر زائد/ناقص 3 درجات خلال 16 إلى 18 ساعة والحفاظ على هذه درجة الحرارة عندما يتم تحميل العينات بالكامل.
• قوالب ذات حجم مناسب للاستخدام مع عينات الاختبار وتتوافق مع متطلبات معيار ASTM C192/C192M.
• شريط الضغط يتوافق مع متطلبات معيار ASTM C143/C143M.
• أدوات الحفر: لوح مكشطة خشبي، وملعقة فولاذية، وفرشاة ذات شعيرات متوسطة الصلابة مناسبة لتحقيق الاتساق المطلوب لسطح الاختبار.
• مخروط الانهيار يتوافق مع متطلبات معيار ASTM C143/C143M.
• عداد الهواء يتوافق مع متطلبات معايير ASTM C173/C173M أو ASTM C231.
• المقاييس المطابقة لمتطلبات معيار ASTM C192/C192M.
• خلاطة الخرسانة مطابقة لمتطلبات معيار ASTM C192/C192M.

يجب أن يكون محتوى الهواء، ومعامل الأسمنت، ومعدل الانكماش، ونسبة الماء إلى الأسمنت، وغيرها من خصائص الخرسانة ومكوناتها مناسبةً للأغراض التي تُجرى من أجلها الاختبارات. وللأغراض الشائعة في طريقة الاختبار هذه، مثل تقييم معالجة السطح لمنع التكلس، وُجد أن الخرسانة ذات الخصائص التالية مفيدة:

• الهواء ليس محصورا
• محتوى الأسمنت، 335 زائد/ناقص 5 كجم/م3
• الاكتئاب، 75 زائد/ناقص 15 ملم
• مجمع متين بحجم أقصى يبلغ 25 مم (يجب الحرص على استخدام مجمع يتمتع بسجل جيد من الأداء في ظروف التجمد والتعرض للصقيع).

إذا كان من المقرر استخدام الخرسانة المحملة بالهواء لأغراض المقارنة، فيجب أن تكون لها نفس نسب الخرسانة التي تتم مقارنتها بها ويجب أن يكون محتوى الهواء 6 بالمائة زائد/ناقص 1 بالمائة.

يتم خلط الخرسانة واختبارها في الآلة وفقًا للأحكام المعمول بها في معيار ASTM C192/C192M .

تُستخدم الخرسانة على نطاق واسع في البيئات المعرضة للتجمد والذوبان، وخاصةً في المناخات الباردة. ومن أبرز مشاكل المتانة في مثل هذه الظروف تقشر السطح، وهو نوع من التدهور الناتج عن الاستخدام المتكرر لمواد إزالة الجليد وما يتبعه من دورات تجمد وذوبان. يوفر معيار ASTM C192/C192M طريقة اختبار منهجية لتقييم مقاومة الخرسانة لهذا النوع من التلف. يتضمن هذا المعيار إجراءً لتقييم مقاومة سطح الخرسانة للتكلس بعد التجميد والذوبان المتكررين في وجود أملاح إزالة الجليد مثل كلوريد الكالسيوم.

الأهداف الرئيسية لهذا المعيار هي:

• لتقييم متانة السطح في ظل ظروف ميدانية محاكاة.
• لمقارنة الخلطات أو المعالجات الخرسانية المختلفة فيما يتعلق بمقاومتها للتآكل السطحي.
• دعم قرارات التصميم بناءً على مراقبة الجودة والبحث والأداء.

في عملية تحضير العينات، تُصبّ ألواح خرسانية بأبعاد 300 مم × 300 مم × 75 مم وتُجفّف في ظروف قياسية. بعد 14 يومًا من المعالجة الرطبة، تُجفّف بالهواء لمدة 14 يومًا أخرى. ثم يُوضع عامل إزالة الجليد (عادةً محلول كلوريد الكالسيوم بتركيز 4%) على سطح الخرسانة. تخضع العينات بعد ذلك لـ 50 دورة تجميد وذوبان. تتضمن كل دورة ما يلي:

• التجمد إلى حوالي 18 درجة تحت الصفر
• إذابة تصل إلى 24 درجة مئوية

بعد كل 5 دورات يتم فحص السطح وإعطائه تصنيفًا من 0 إلى 5:

• 0 = لا يوجد مقياس
• 1 = قياس خفيف جدًا
• 2 = تقشر خفيف إلى متوسط
• 3 = مقياس متوسط
• 4 = تقشر متوسط ​​إلى شديد
• 5 = تقشر شديد مع ظهور تراكمات خشنة

يمكن أن تؤثر عوامل مختلفة على أداء (مقاومة الترسب) الخرسانة في اختبار ASTM C192/C192M القياسي، بما في ذلك:

• نسبة الماء إلى الأسمنت (نسبة الماء إلى الأسمنت المنخفضة تزيد عمومًا من المقاومة)
• انحباس الهواء (يوفر مساحة لتمدد الماء المتجمد)
• طرق المعالجة
• استخدام مواد أسمنتية إضافية (مثل الرماد المتطاير والخبث)
• تقنيات التشطيب السطحي

يتم استخدام هذا المعيار على نطاق واسع من قبل:

• يضمن منتجو الخرسانة جودة الخليط
• وزارة النقل ووكالات النقل لتعزيز مرونة البنية التحتية
• باحثون يدرسون التفاعلات الكيميائية للتجميد والذوبان وإزالة الجليد
• المهندسون والمصممون يحددون الخرسانة المتينة في المناخات الباردة

على الرغم من أن هذا المعيار يوفر معلومات قيمة، إلا أنه يحتوي على بعض القيود:

• هذا اختبار نوعي، وليس كميًا (يمكن أن تكون التقييمات البصرية ذاتية).
• إنه يحاكي نوعًا واحدًا فقط من أضرار التجميد والذوبان (التطور من مزيلات الجليد).
• قد لا تمثل ظروف الموقع في العالم الحقيقي بشكل كامل (على سبيل المثال، حركة المرور، التعرض للأشعة فوق البنفسجية).

يُعدّ معيار ASTM C192/C192M مهمًا لأنه يُساعد في تقييم وضمان متانة الخرسانة في البيئات التي تتعرض فيها لدورات تجميد وذوبان بوجود مواد كيميائية لإزالة الجليد. تُعد هذه الحالة شائعة وخطيرة في العديد من المناطق الباردة. ويُعتبر هذا المعيار مهمًا للأسباب التالية:

• يحمي عمر البنية التحتية: يمكن أن يؤدي تراكم الترسبات السطحية الناتج عن أملاح إزالة الجليد إلى تلف سطحي تدريجي بمرور الوقت، مما يُعرّض الكتل للتلف ويُضعف سلامة الهيكل. يُساعد هذا المعيار على تحديد خلطات الخرسانة المقاومة للترسب، مما يُؤدي إلى أرصفة وجسور وأرصفة ومواقف سيارات أطول عمرًا، وغيرها.
• يُحسّن السلامة العامة: قد تُصبح الأسطح الخرسانية المتقشرة أو التالفة غير مستوية أو زلقة أو خطيرة، مما يزيد من خطر الحوادث للمركبات والمشاة. بضمان متانة السطح، يُسهم هذا المعيار في تعزيز سلامة البنية التحتية في ظروف الشتاء.
• يُرشد اختيار المواد وتصميم الخلطات: يُمكّن المصممين والمقاولين من مقارنة خلطات الخرسانة المختلفة، والمواد المضافة، أو معالجات الأسطح في ظل ظروف موحدة. يُساعد على تحسين تصميمات الخلطات لتحقيق أداء مثالي في المناخات الباردة، خاصةً عند اختيار مستويات سحب الهواء أو مواد أسمنتية إضافية.
• يدعم مراقبة الجودة: يُعدّ هذا الاختبار أداةً عمليةً للتحقق من جودة دفعات أو منتجات الخرسانة قبل استخدامها على نطاق واسع. ويضمن تسليم ما هو محدد في وثائق المشروع فعليًا وأدائه كما هو مُخطط له.
• يُخفّض تكاليف الصيانة ودورة الحياة: يُؤدي منع التدهور السطحي المُبكر إلى تقليل الإصلاحات وتكاليف الصيانة على مدار عمر الهيكل. كما يُساعد مُديري الأصول على اتخاذ قرارات تُقلّل من الآثار المالية والبيئية طويلة المدى.
• يوفر مقارنة موحدة: يوفر هذا المعيار طريقة موحدة وقابلة للتكرار لتقييم الخرسانة عبر المشاريع والمختبرات والمناطق الجغرافية. وهذا يضمن تناسقًا في معايير الأداء وتواصلًا أفضل بين واضعي المواصفات والمصنعين والجهات التنظيمية.
• يتماشى مع أهداف الاستدامة: تُقلل الخرسانة المتينة الحاجة إلى الإصلاحات والاستبدالات المتكررة، مما يُقلل بدوره من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وهدر المواد مع مرور الوقت. كما تُشجع على استخدام المواد والممارسات التي تُعزز البنية التحتية المستدامة.

وبالتالي، يلعب معيار ASTM C192/C192M دورًا محوريًا في تقييم متانة سطح الخرسانة المعرضة لمواد إزالة الجليد ودورات التجمد والذوبان. ورغم أنه ليس شاملًا، إلا أنه يُعدّ أداةً أساسيةً لضمان أداء الخرسانة طويل الأمد في ظروف الطقس البارد. ويمكن أن يؤدي فهم نتائج هذا الاختبار وتطبيقها إلى بناء بنية تحتية أكثر متانة، وخفض تكاليف الصيانة، وتحسين السلامة العامة في ظروف التجمد.

مؤسستنا، التي تخدم الشركات منذ سنوات عديدة وتتابع بدقة التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، توظف فريقًا من المتخصصين ذوي الخبرة وبنية تحتية واسعة لإجراء الاختبارات والقياسات والتحليلات في مجموعة واسعة من المجالات للشركات في جميع القطاعات. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لطريقة الاختبار القياسية ASTM C672/C672M لمقاومة الأسطح الخرسانية لمواد إزالة الجليد.