الأسئلة الشائعة حول الرمل والحصى
ركام الرمل والحصى هو اسم جامع لمواد مثل الرمل والحصى والحجر المكسر وحجر الكتل والحجر المُهَيَّأ. وهو مادة أساسية لإنتاج الخرسانة والملاط وخليط الأسفلت، وغيرها، ويُستخدم بشكل رئيسي في تشييد البنية التحتية، مثل المباني الشاهقة والطرق السريعة والسكك الحديدية والجسور والهندسة البلدية ومشاريع الحفاظ على المياه والمطارات والأرصفة.
يُسمى الركام الذي يزيد حجم جسيماته عن 5 مم بالركام الخشن، وهو ما نسميه عادةً بالحجر. أما الركام الذي يقل حجم جسيماته عن 5 مم فيُسمى الركام الناعم، ويُعرف أيضًا بالرمل.
تلخص هذه المقالة 15 سؤالاً شائعاً حول ركائز الرمل والحصى. آمل أن نتمكن من تقديم بعض المساعدة في البناء.
س: ما هي الأنظمة التي تتكون منها عمومًا خطوط إنتاج الرمل والحصى؟
أ: ويشمل بشكل أساسي أربعة أنظمة:
نظام التغذية: بشكل عام، يتم استخدام وحدة تغذية اهتزازية لتكون مسؤولة عن توريد الحجر؛
نظام النقل:الناقل الحزامي مسؤول عن نقل المواد بين المعدات المختلفة؛
نظام السحق: هذا هو جوهر خط الإنتاج بأكمله، والذي يتكون عادةً من عدة كسارات. وظيفتها هي سحق مختلف المواد الخام الخام إلى حجم الجسيمات المطلوب؛
نظام الفحص: وهي تشمل شاشة اهتزازية دائرية وشاشة اهتزازية خطية.
س: ما هو التدرج الكلي؟
أ: تدرج الركام هو العلاقة التناسبية بين الجسيمات ذات الأحجام المختلفة التي تُكوّن ركام الرمل والحصى. أي أن الركام يحتوي على نسبة الجسيمات ذات السماكات المختلفة، وهو مؤشر لقياس سماكة الركام.
تختلف تدرجات الرمال باختلاف حجم الجسيمات ونسبتها. كلما صغر حجم الجسيمات وزادت نسبتها، كان الرمل أنعم. وعلى العكس، كلما زادت نسبة الجسيمات ذات الأحجام الأكبر، كان الرمل أكثر خشونة. وينطبق الأمر نفسه على الأحجار.
س: ما هو محتوى الطين ومحتوى مسحوق الحجر ومحتوى كتلة الطين؟
أ: يشير محتوى الطين إلى محتوى الجسيمات التي يقل حجم جسيماتها عن 75 ميكرومتر في الرمال الطبيعية؛
يشير محتوى مسحوق الحجر إلى محتوى الجسيمات التي يقل حجم جسيماتها عن 75 ميكرومتر في الرمل الاصطناعي؛
يشير محتوى كتل الطين إلى محتوى الجسيمات في الرمل التي يكون حجم جسيماتها الأصلي أكبر من 1.18 مم وأقل من 600 ميكرومتر بعد غمرها في الماء وعجنها باليد.
س: ما هو تدرج جزيئات الرمل ودقتها؟ وما تأثيرها؟
أ: تدرج الجسيمات: يشير هذا إلى حالة مطابقة رمال ذات أحجام جسيمات مختلفة. إذا كان تدرج الجسيمات ضعيفًا ومعدل الفراغات كبيرًا، يلزم ملء المزيد من عجينة الأسمنت. على العكس، إذا كان تدرج الجسيمات جيدًا ومعدل الفراغات صغيرًا، يلزم ملء كمية أقل من عجينة الأسمنت.
سمك الرمال: يشير هذا إلى متوسط سُمك الرمل ذي أحجام الجسيمات المختلفة عند خلطه. في ظل وجود نفس كمية الرمل، تكون مساحة سطح الجسيمات الخشنة صغيرة، بينما تكون مساحة سطح الجسيمات الدقيقة كبيرة، وتختلف كمية معجون الأسمنت المستخدم لتغليف الجسيمات.
وُجد أنه عند خلط الخرسانة، يجب مراعاة سمك الرمل وتدرج جزيئاته في آنٍ واحد. فعندما يحتوي الرمل على جزيئات أكثر خشونة، وجزيئات متوسطة الكثافة، وكمية قليلة من الجزيئات الدقيقة، ينخفض معدل الفراغات ومساحة السطح الإجمالية. إضافةً إلى ذلك، لا يقتصر هذا على تقليل كمية الأسمنت فحسب، بل يُحسّن أيضًا من تماسك الخرسانة ومتانتها.
س: ما هي الأمور التي يجب الانتباه إليها عند دخول المواد الخام الخشنة والناعمة إلى موقع الإنتاج؟
أ: يجب أن يتحكم الجزء الأكبر من المواد الخام الخشنة في حجم الجسيمات، وتدرجها، وشكل الجسيمات، ومحتوى مسحوق الحجر، ومحتوى كتلة الطين.
يجب أن يتحكم المجموع الدقيق في معامل النعومة ومحتوى الطين ومحتوى كتلة الطين.
بالإضافة إلى ذلك، بغض النظر عن نوع الركام الخشن أو الناعم، يجب إجراء فحص شامل لكل مركبة، ويُمنع تفريغ المركبات غير المؤهلة. كما يجب فحص المؤشرات على دفعات وفقًا لمتطلبات المواصفات.
س: ما هي خصائص رمل النهر؟ لماذا لا يُعدّ رمل الجبال ورمل البحر ورمل الصحراء مناسبًا للبناء؟
أ: يتميز رمل النهر بشكل حبيبات جيد، وصلابة، ومتانة، وموارد وفيرة، وتكلفة تعدين منخفضة وشوائب أقل.
الرمال الجبلية تتآكل بسهولة، ولها سطح خشن، وحواف وزوايا عديدة، وشوائب كثيرة ومحتوى كبير من الطين.
على الرغم من أن رمال البحر غنية بالموارد، إلا أنها تحتوي على الكثير من الشوائب وأيونات الكلوريد، وهي مواد تآكلية وتتطلب تكاليف تحلية عالية.
رمل الصحراء ناعم للغاية، ويحتوي على الكثير من التربة، ولزج للغاية، ولديه مرونة ضعيفة.
لذلك، لا يمكن استخدام رمل الجبال ورمال البحر ورمال الصحراء كرمال بناء.
س: كيفية التمييز بين الرمل الصناعي ورمل النهر من حيث المظهر?
أ: الرمل الاصطناعي هو خليط من الرمل والحصى يُحصل عليه بعد سحقه بواسطة آلات تصنيع الرمل، مثل كسارة الصدم ذات المحور الرأسي. بالمقارنة مع رمل النهر الطبيعي، يتميز بحواف وزوايا حادة، وكثافة في الإبر، وخشونة.
يتم حفر رمل النهر مباشرة من النهر، لذلك سيتم خلطه مع الحصى الصغيرة والرمل الناعم.
رمل النهر يتآكل بفعل مياه النهر لفترات طويلة، وحوافه وزواياه مستديرة نسبيًا. حواف وزوايا الرمل الاصطناعي الناتج عن معدات الرمل والحصى حادة ومميزة نسبيًا.
س: ما هي أنواع الرمل التي يمكن تصنيفها وفقًا للمتطلبات الفنية؟
أ: يتم تقسيم الرمل إلى الدرجة الأولى والدرجة الثانية والدرجة الثالثة وفقًا للمتطلبات الفنية:
الفئة الأولى مناسبة للخرسانة ذات درجة قوة أكبر من C60؛
الفئة الثانية مناسبة للخرسانة ذات درجات القوة بين C30 و C60 ومقاومة الصقيع وعدم النفاذية أو المتطلبات الأخرى؛
الفئة الثالثة مناسبة للخرسانة ومدافع الهاون للبناء بدرجة قوة أقل من C30.
س: ما هو دور الرمل والحصى في إنتاج الخرسانة؟
أ: يُوفّر ركام الرمل والحصى ثباتًا جيدًا ومقاومةً للتآكل ومتانةً للخرسانة. علاوةً على ذلك، يُقلّل الركام من الانكماش، ويمنع انتشار الشقوق، ويُخفّض حرارة الترطيب. إضافة أكبر قدر ممكن من الركام إلى الخرسانة يُخفّض تكلفتها دون التأثير على خصائصها.
س: إذا كان الرمل ناعمًا جدًا، ما تأثيره على الخرسانة؟ ماذا لو كان الرمل الناعم فقط متوفرًا؟
أ: إذا كان الرمل ناعمًا جدًا، يزداد استهلاك الخرسانة للماء. كما أن الخرسانة المُجهزة بالرمل الناعم ضعيفة الضخ واللدونة، مما يؤدي إلى انخفاض قوتها وسهولة تشققها.
إذا كان مصدر الرمل يحتوي على رمل ناعم فقط، يُمكن تحضير الخرسانة المضخوخة بإضافة بعض الرمل المُصنّع آليًا إليه. على سبيل المثال، يُمكن خلط رمل ناعم ذي معامل نعومة أقل من 2.0 مع رمل مُصنّع آليًا ذي معامل نعومة يتراوح بين 3.0 و3.2. تكون النسبة بينهما حوالي 6 إلى 4، ثم تُلاحظ السيولة وقابلية الضخ. يُمكن تحديد النسبة الدقيقة بالتجربة.
س: إذا كانت الرمال تحتوي على الكثير من الطين، أو حتى تحتوي على كتل من الطين، فهل سيكون لها تأثير كبير على الخرسانة؟
أ: يؤثر هذا على الخرسانة. إذا احتوى الرمل على كمية كبيرة من الطين، فسيزداد استهلاك الخرسانة للماء، وتقلّ مرونتها، ويزداد انكماشها، وتنخفض قوتها، ويصبح هيكلها سهل التشقق. لذلك، من الضروري ضبط محتوى الطين في الرمل ليكون أقل من أو يساوي 3% (C30~C50)، ويجب أن يكون محتوى الطين في الخرسانة عالية القوة أقل.
أما بالنسبة لكتل الطين، فبالإضافة إلى التأثيرات المذكورة أعلاه، تؤثر بشكل كبير على متانة الخرسانة. على سبيل المثال، يمكن لكتل الطين أن تُضعف أقسام الخرسانة، وتطفو عند صبّ التربة، وتُشكّل حفرًا على السطح بعد انكماشها.
س: ما هي الكمية المناسبة من مسحوق الحجر في الخرسانة؟
أ: إضافة مسحوق الحجر إلى الخرسانة مفيد، ولكن يجب أن يكون محتوى المسحوق مناسبًا.
المكون الرئيسي لمسحوق الحجر في الرمل المصنوع آليًا هو كربونات الكالسيوم، ولكن الترطيب ليس غير محدود، كما أنه محدود بتركيب الأسمنت.
إذا كانت نسبة مسحوق الحجر مرتفعة جدًا، فإنها لا تُساعد على تماسك الرمل والأسمنت، مما يُضعف أداء الخرسانة. علاوة على ذلك، عندما تتجاوز نسبة مسحوق الحجر الحد المسموح به، فإنها تُضعف متانة الخرسانة. ويرجع ذلك إلى انخفاض قدرة مسحوق الحجر على الاحتفاظ بالماء بشكل واضح، وزيادة كبيرة في انكماشه عند التجفيف.
تظهر التجارب أنه بشكل عام، يجب التحكم في محتوى مسحوق الحجر في الخرسانة التي تقل عن C50 عند 10% إلى 15%، في حين لا يجب أن يتجاوز محتوى مسحوق الحجر في الخرسانة التي تزيد عن C50 10%.
س: لماذا تكون قوة الخرسانة الحصوية 3~4 ميجا باسكال أقل من قوة الخرسانة الحجرية المكسرة لنفس نسبة الخرسانة؟
أ: إن السطح الخشن للركام الخشن مفيد لتعزيز قوة الواجهة بين عجينة الأسمنت والركام.
وفقًا للاختبار، تحتوي الخرسانة المُحضرة بالحصى على نسبة أكبر من الحجارة المُجوية، ومعامل سحقها أقل من الحجر المُكسر. علاوة على ذلك، يتميز سطحها الأملس وقوة تماسكها بالسطح بأنها منخفضة، لذا فإن قوة الخرسانة المُحضرة بها ستكون أقل بمقدار 3-4 ميجا باسكال من قوة الخرسانة المُحضرة بالحجر المُكسر بنفس النسبة.
س: ما هو تفاعل القلوي مع الركام؟ ما تأثيره؟
أ: يتفاعل القلوي (Na2O، Ka2O) في الخرسانة كيميائيًا مع الركام، الذي يتكون تركيبه الكيميائي من السيليكا النشطة، لتكوين هلام قلوي-سيليكا، ثم يمتص الماء ويتمدد. ويؤدي إجهاد التمدد إلى تشقق الخرسانة. تُسمى هذه العملية تفاعل القلوي-الركام. يؤدي هذا التفاعل إلى تمدد حجمي موضعي داخل الخرسانة، بل ويؤدي إلى فشل تمددي في هيكلها.
س: كيف يمكن منع تفاعل القلوي مع المجاميع؟
أ: إذا احتوى الركام الخشن المحلي على سيليكا نشطة، فيجب الحدّ من المحتوى القلوي لمادة إضافة الخرسانة بشكل صارم. عند استخدام الركام القلوي، يجب أن يكون إجمالي المحتوى القلوي لمختلف المواد في الخرسانة أقل من أو يساوي 3% من كتلة الخرسانة.
