دانلود مقاله سنگدانه ها

آزمایش فشاری سنگدانه ها شن مهمترین عامل مقاومت فشاری بتن ها میباشد .

حداقل مقاومت شن میباید از 800 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بیشتر باشد .

شنها به دو دسته بادامی و نخودی دسته بندی میشوند .

سایز 5-10 میلیمتر شن را شن نخودی و 10-20 میلیمتر را شن بادامی مینامند .

ما در این آزمایش یک نمونه سنگدانه شنی را از نظر مقاومت فشاری مورد آزمایش قرار میدهیم .

برای این آزمایش 3000 گرم شن را داخل سیلندر استوانه ای مخصوص ریخته و روی آن را صفحه فولادی قرار میدهیم و به مدت 2.5 دقیقه زیر فشار 21 تن جک هیدرولیک قرار میدهیم .

پس از آن محصول را با الک 8 میسنجیم و غربال میکنیم .

باقیمانده روی الک را وزن میکنیم .

برای این آزمایش ما نیاز به وزن سنگدانه خرد شده عبوری داریم و برای این که آزمایش دقیق باشد و درصد خطا کاهش پیدا کند ما باقیمانده روی الک را حساب میکنیم .

با احتساب وزن اولیه ، وزن رد شده از الک و فرمول فوق میتوانیم درصد عبوری را محاسبه کنیم .

حال با استفاده از جدول و دانستن درصد دانه های خرد شده میتوانیم مقاومت فشاری را حساب کنیم .

در این آزمایش مقاومت فشاری ما 600 میباشد که برای ساخت بتن مناسب نمیباشد .

مقاومت سایشی سنگدانه ها برای بتن های تحت سایش مانند بتن جاده ها و پیاده رو ها ، سد ها و کانالها علاوه بر مقاومت فشاری به مقاومت سایشی نیز نیاز داریم .

برای سنجش مقاومت سایشی سنگدانه ها نیاز به دستگاه لس آنجلس داریم .

طبق دستورکار ما باید 5کیلوگرم شن درشت دانه که نیمی از آن را شن بادامی و نیمی شن نخودی است را به همراه 11 گلوله فلزی در داخل دستگاه لس آنجلس بریزیم و دو بار آزمایش را یک بار برای 100 دور و یک بار برای 500 دور تکرار کنیم .

شنها باید عاری از خاک باشند و ترجیحاٌ شسته شده باشند .

اگز درصد سایش کمتر از 5 بشود شن ما مناسب نمیباشد .

درصد سایش را با استفاده از رابطه زیر محاسته میکنیم .

پس از خارج کردن شنها از دستگاه باید آنرا از الک شماره 12 رد کنیم .

درصد عبور کرده از الک شماره 12 را درصد عبوری مینامیم که در فرمولهای فوق با نشان داده ایم .

میبینیم که درصد عبوری از الک 12 برای 100 دور آزمایش 3.1 و برای 500 دور 12.8% میباشد .

با ایجاد نسبت میبینیم که عدد حاصل از 5 کمتر میباشد و برای مقاومت سایشی این مناسب نمیباشد .

تعیین وزن حجمی سنگدانه ها الف ) متراکم شده : به این آزمتایش میله خورده هم میگویند .

کاربرد میله خورده در محاسبات طرح اختلاط میباشد .

قطر و ارتفاع سیلندر استوانه ای را محاسبه میکنیم .

حجم استوانه را با استفاده از فرمول بدست میآوریم .

سپس در سه لایه که هر لایه را با میله 25 بار میکوبیم سنگدانه را میریزیم .

پس از کوبیدن لایه سوم ارتفاع مقدار خالی سر سیلندر را حساب میکنیم تا حجم سنگدانه داخلی سیلندر را بتوانیم با ارتفاع جدید بدست آوریم .

حجم جدید با فرمول بدست میآوریم .

وزن سیلندر را نیز حساب میکنیم .

هم خالی و هم پر .

حال با استفاده از فرمول میتوانیم وزن حجمی را محاسبه کنیم .

ب) حالت میله نخورده .

این حالت برای امتحان وزن حجمی برای کارهای عمده و فله کاربرد دارد .

برای این آزمایش دیگر سنگدانه را نمیکوبیم بلکه از ارتفاع 30 سانتیمتری داخل سیلندر رها میکنیم و بعد از پر شدن قالب آن را وزن می کنیم و وزن حجمی را با استفاده از رابطه های زیر میتوانیم به دست بیاوریم .

آزمایش وزن مخصوص ظاهری: ابتدا حدود 500gr شن اشباع را جدا کرده و پس از خشک کردن سطح آن با پارچه آن را وزن می کنیم که این عدد بیانگر می باشد.

.

حال حدود آب درون استوانه مدرج ریخته و سپس شنهای اشباع را درون آن می ریزیم و حال مقدار ازیاد حجم آب را اندازه گیزی می نماییم که اختلاف با حجم اولیه بیانگر حجم شن است.

که سپس شنها را از آبی بیرون آورده به مدت 48 ساعت درون دستگاه آون قرار می دهیم و بعد آنها را بیرون آورده و وزن می نماییم.

حال با استفاده از روابط زیر می توان وزن مخصوص ظاهری و همچنین پوکی و تخلخل را نیز بدست آورد.

حجم فضای خالی حجم قسمت جامد پوکیN = = حجم فضای خالی حجم کل تخلخل = = و همچنین درصد جذب رطوبت دانه ها را نیز می توان با استفاده از فرمول زیر بدست آورد.

درصد جذب رطوبت وزن مخصوص مطلق: ابتدا پیکنومتری را برداشته و پس از اطمینان از خشک بودن آن وزن آن را به همراه درب آن اندازه می گیریم پس حدود شنی را که قبلاً توسط دستگاه پرس به صورت پودر در آمده و از الک نمره 230 عبور داده شده بود و یا به عبارتی اندازه آن در حدود 63 میکرون باشد می ریزیم.

و مجدداً آن را وزن می نماییم .

حال به این مجموعه آب مقطر اضافه می نماییم تا کاملاً پر شود آنرا تکان می دهیم تا کاملاً حبابهای هوای داخل آن خارج شود سپس آن را دوباره وزن می کنیم.

حال پیکنومتر را فقط با آب مقطر پر می کنیم و بعد از خارج کردن حبابهای هوا از داخل آن آنرا وزن می کنیم .

حال با استفاده از روابط زیر وزن مخصوص مطلق سنگدانه را به دست می آوریم.

تعیین اندازه بزرگترین دانه سنگی و دانه بندی سنگدانه ها از یک دپو نمونه برداری میکنیم .

نمونه ها 2 کیلوگرم شن بادامی ، 2 کیلوگذم شن نخودی و 1.5 کیلوگرم ماسه میباشد .

برای دانه بندی شن بادامی نیاز به الکهای شماره داریم .

برای شن های نخودی الکهای و برای ماسه الکهای را انتخاب میکنیم .

سنگدانه ها را روی الکها میریزیم و الک میکنیم .

از یک دپو نمونه برداری میکنیم .

سپس باقیمانده روی هر الک را وزن میکنیم و جداول مربوطه را تشکیل میدهیم .

این جدول شن درشت دانه بادامی میباشد که تشکیل داده ایم .

وزن مانده روی الک در ستون دوم ، درصد مانده روی الک که از حاصل وزن مانده به وزن کل در ستون سوم ، درصد مانده نسبی که از حاصل جمع مانده روی الکهای پیشین بر وزن کل میباشد و ستون آخر درصد عبور کرده نسبی که از تفریق درصد نسبی مانده از صد میباشد تشکیل شده است .

همچنین ما از این جدول بزرگترین دانه را نیز میتوانیم پیدا کنیم که قطری معادل 1 اینچ یا 3.56 سانتیمتر دارد .

جدول فوق برای شن ریز نخودی میباشد.

برای ماسه نیز جدولی اینچنین تشکیل میدهیم : حال ما میتوانیم مدول نرمی را محاسبه کنیم .

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = = طرح اختلاط بتن .

حال ما میتوانیم با توجه به نیازی که از بتن داریم ، داشتن اندازه بزرگترین سنگدانه و جداول مربوط به طرح اختلاط با درونیابی مقدار مصالح مورد نیاز برای ساخت بتن را استخراج کنیم .

ما به بتنی نیاز داریم که 330 کیلوگرم مقاومت فشاری داشته باشد : از آزمایشهای قبل میدانستیم که وزن حجمی شن ما 1620 میباشد .

باز هم به جداول مراجعه میکنیم تا میزان شن مورد نیاز طرح را بدست آوریم .

حال این طرح را برای نمونه 20 لیتری مدل میکنیم و میزان مصالح عبارت میشود از 3.6 لیتر آب 7.77 کیلوگرم شن نخودی 11.66 شن بادامی 17.36 ماسه 7.2 سیمان بتن مورد نظر را میسازیم .

برای تهیه بتن ابتدا درشت دانه ها و ریز دانه ها و سپس سیمان را مخلوط میکنیم و در انتها آب را آرام آرام به آن اضافه میکنیم .

مخلوط را هم میزنیم تا برای آزمایش اسلامپ آماده شود .

برای آزمایش اسلامپ ، بتن حاصل را در 3 لایه داخل مخطور ناقص اسلامپ میریزیم و هر لایه را که میریزیم 25 بار با میله میکوبیم تا لایه به لایه زیرین دوخته شود .

یک نمونه استوانه ای هم آماده میکنیم در همین حال .

مخروط اسلامپ را برمیداریم و نشست اسلامپ را اندازه میگیریم .

حدود 3 سانتیمتر میشود که میفهمیم آب مقداری کم دارد به در طرح بعدی مقداری آب بیشتر به آن اضافه میکنیم .

نمونه استوانه ای را نیز وزن میکنیم .

وزن نمونه 22.6 کیلوگرم همراه با وزن سیلندر میشود .

وزن سیلندر را نیز داریم که 10.133 کیلوگرم میباشد .

همچنین حجم سیلندر که میباشد .

وزن حجمی بتن ما میشود .

حال میتوانیم بازده را نیز از تقسیم وزن بتن حاصله بر وزن محاسباتی بدست آوریم .

نمونه گیری بتن ما با طرح اختلاطی که داریم دو نمونه مکعبی و دو نمونه استوانه ای میسازیم .

نمونه ها مکعبی در سایز 20*20 سانتیمتر و استوانه ای ها نیز نمونه های 30*15 میباشد .

از نمونه های مکعبی برای آزمایش مقاومت فشاری بتن و از نمونه استوانه ای برای اندازه گیری مقاومت کششی ( روش برزیلی ) استفاده میکنیم .نمونه ها را به این ترتیب میسازیم که بتن تازه را در سه لایه داخل قالب میریزیم و هر لایه را 35 بار میله میکوبیم .

سپس با چکش به اطرف قالب ضربه میزنیم تا هم هوای داخل بتن خارج شود هم تمام اطراف داخل قالب را پر کند .

سپس مشخصات را روی نمونه مینویسیم و 24 ساعت در آزمایشگاه قالب را نگه میداریم .

سپس قالب ها را باز میکنیم و آنها را داخل آب قرار میدهیم .

اگر این کار را انجام ندهیم بتن بدون رطوبت میماند و میسوزد .

پس از آن یک نمونه استوانه ای و یک مکعبی را پس از 7 روز و باقی را پس از 28 روز مورد آزمایش قرار میدهیم .

آزمایش مقاومت فشاری بتن نمونه 7 روزه مکعبی را بین دو صفحه فولادی قرار میدهیم تا نیرو بر کل سطح مقطع پخش شود .

با جک هیدرولیک نیرو را به بتن وارد میکنیم تا زمانی که ترک در آن مشاهده شود .

سپس مقدار نیروی ایجاد ترک را یادداشت میکنیم .

سپس نمونه 28 روزه را نیز مورد آزمایش قرار میدهیم .

و برای آنها جدولی مانند جدول زیر می کشیم و اعداد خواسته شده را در آن می نویسیم.

آزمایش مقاومت کششی ( برزیلی ) نمونه استوانه ای را بین دو صفحه فولادی 7 سانتیمتری و تکیه گاه 2.5 سانتیمتری از پهلو قرار میدهیم و نیرو را به آن وارد میکنیم .

مقاومت کششی نمونه بتنی بر اساس فرمول زیر محاسبه می شود.

درصد عبورکرده نسبیدرصد مانده نسبیدرصد ماندهوزن مانده روی الکشماره الک95.054.964.9599161.438.633.656734/37.892.253.610722/11.798.36.11228/301001.6533زیر الک1999مجموع درصد عبورکرده نسبیدرصد مانده نسبیدرصد ماندهوزن مانده روی الکشماره الک100-2.6=97.42.62.6522/164.735.332.76548/31.4590.5564.251265401001.224زیرالک1986مجموع درصد عبورکرده نسبیدرصد مانده نسبیدرصد ماندهوزن مانده روی الکشماره الک9288180466.833.221322831.468.6355271615.284.816.2243307.292.88120503974641001.698.41.421زیر الک1489مجموع شماره نمونهسن نمونهابعاد نمونهسطح نمونهنیروی وارده بر نمونهمقاومت فشاری نمونهمقاومت خواسته شدهحجم نمونهوزن نمونهوزن حجمی نمونه17 روزه227روزه مشخصات نمونهعمر نمونه(به روز)قطر حقیقیطول حقیقینیروی اعمال شدهمقاومت کششیوزنوزن حجمی179.9522779.13