الجانب التقني لجودة الحصى يتجسد في معظم الأحيان تحت عنوان مخبري واحد. تدرج الحبيبات، أي توزيع حجم الحبيبات، هو المعامل الأساسي الذي يحدد لأي خلطة وأي طبقة وأي تطبيق يُناسب الركام. من رئيس مصنع الخرسانة إلى مهندس مختبر الإسفلت، ومن مُطبِّق المناظر الطبيعية إلى مقاول البنية التحتية، يتعامل جميع أصحاب المصلحة مع نفس المادة بأسئلة مختلفة، لكن المرجع المشترك للجميع هو نتائج تحليل الغربال. ضمن خبرتنا التوريدية الممتدة لثلاثة أجيال، وأثناء إيصال حصى الكالسيت والدولوميت من أصل سراي لار (جزيرة مرمرة) إلى قطاعات مختلفة، نُحضِّر تقرير تحليل الغربال لكل دفعة كجزء من وثيقة الشحن. في هذا المقال نشارك الخطوات المخبرية لتحليل الغربال، ونهج معيار TS EN 933-1، وتعريفات فئة الحبيبات، ومنحنيات التدرج المثالية لخلطات الخرسانة والإسفلت.
يتطلب تحليل الغربال، رغم مظهره البسيط، ممارسة مخبرية منضبطة. تصف الطريقة المُطبَّقة في تركيا والمتوافقة مع المعيار الأوروبي EN 933-1، أي TS EN 933-1، خطوات الغربلة الرطبة والجافة لتحديد توزيع حبيبات الركام. قبل الاختبار، يُحضَّر العينة بشكل تمثيلي بطريقة تقسيم المخروط الرباعية، وتُجفَّف في الفرن عند 110 درجة حتى تصل إلى وزن ثابت. تُحدَّد كتلة العينة وفقاً لفئة حجم الحبيبات، ويُستخدَم على الأقل 5 كيلوغرامات من العينة في ركام بحد أعلى 32 مم. تُغسَل العينة المُجفَّفة أولاً تحت الماء على غربال 0.063 مم، تُؤمِّن هذه الخطوة فصل الجسيمات الدقيقة جداً عن الكتلة الرئيسية. تُجفَّف العينة بعد الغسل مرة أخرى وتُغربَل ميكانيكياً أو يدوياً على مجموعة غرابيل قياسية.
تُحدَّد مجموعة الغرابيل القياسية وفقاً لفئة الركام. سلسلة الغرابيل المُستخدَمة بشكل شائع لركام الخرسانة والإسفلت تحتوي على فتحات 63 و31.5 و16 و8 و4 و2 و1 و0.5 و0.25 و0.125 و0.063 مم. في بعض التطبيقات، تُضاف أيضاً فتحات وسيطة مثل 22.4 و11.2 مم. بعد الغربلة، تُوزَن الكتلة المتبقية على كل غربال بميزان حساس، وتُنسَب إلى كتلة العينة الأولية، وتُحسَب النسب المئوية المارة تراكمياً. تُرسَم النتائج على رسم بياني نصف لوغاريتمي، ويُعرَض المحور الأفقي فتحة الغربال بمقياس لوغاريتمي، ويُعرَض المحور الرأسي النسبة المئوية المارة بمقياس خطي. المنحنى الناتج هو بصمة تدرج الحبيبات للركام.
تُعرَض تعريفات فئة حبيبات الحصى وفقاً لمعيار EN على شكل الحد الأدنى/الحد الأعلى. فئة 4/8 ملم تعني نطاق الحبيبات بحد أدنى 4 ملم وحد أعلى 8 ملم. بنفس المنطق، تُعرَّف فئات 8/16 ملم و16/32 ملم. ضمن إطار التسامح المُحدَّد في المعيار، يُسمَح بوجود نسب معينة من الحبيبات أقل من الحد الأدنى وأعلى من الحد الأعلى، يجب أن تكون الغالبية العظمى من الكتلة الرئيسية ضمن الحدود. يُحدِّد معيار EN 12620 معايير الملاءمة لاستخدام هذه الفئات كركام للخرسانة. يُقدِّم معيار EN 13043 إطاراً موازياً لخلطات الإسفلت.
نسبة المواد الدقيقة من العناوين التي يجب عدم إغفالها في تحليل الغربال. تُشكِّل الجسيمات المارة من غربال 0.063 مم جزء المواد الدقيقة من الركام. في ركام الخرسانة، يجب الحفاظ على هذه النسبة في نطاق معين، عندما تكون منخفضة جداً تنخفض قابلية تشغيل الخلطة، وعندما تكون عالية جداً يزداد الطلب على الماء وتحدث فقدان في المتانة. في خلطات الإسفلت، تُضاف المواد الدقيقة بشكل منفصل كمادة حشو وتُغذِّي نظام الرابط الرئيسي مع البيتومين. في تطبيقات المناظر الطبيعية والصرف، تُبقَى نسبة المواد الدقيقة منخفضة، لأن أداء الصرف يزداد بنقصان الجسيمات الدقيقة.
