دانلود تحقیق مکانیک خاک

عمده ترین اساس توسعه فنلاند و اتحادیه اروپا پیشگیری از اتلاف دفع زباله و آشغال در زیر خاک مطابق قانون با خطاب به مردم برای کاهش اسراف (اتلاف) مواد ضروری عموم در مواقع لزوم .

دولت فنلاند برای طرح دفع زباله و آشغال در زیر خاک تصمیمی اتخاذ کرد (VNP861/197)که طرح موضع عمومی شورای اتحادیه اروپا با بررسی شورای رهنمود در مورد اتلاف دفع زباله در زیر خاک را تصویب کرد .

این طرح اهداف عمده ای را برای سازماندهی به نیازها در بر می گیرد .

و طرح دفع زباله طبق قوانین تحت پوشش قرار می گیرد .

دستورات جدید برای این طرح ما را به سمتی سوق می دهدکه با وجود مشکلات مالی طبق روشهای امروزی مقرون به صرفه می باشد که دفع هر نوع زباله زیر خاک از اینرهنمودها پیروی دارد که بعد باید در موردشان به بحث پرداخت .

ظاهر تمیز آبهایی که در زیرشان زباله دفع شده فقط نتیجه ظاهری ارائه می دهد .

زباله ها به محل واگذار می شوند و مسائل زیست محیطی کاهش می یابد گاز از دفع زباله جمع آوری شده یا از سوزاندن زباله حاصل می شود .

اگر هیچ کدام از موارد مورد استفاده بازگشت پذیر به طبیعت نباشند تغییرات اساسی در مناظر محیط زیستو اکوسیستم به چشم می خورد .

علاوه بر این ، به طور کلی پیدا کردن مواد طبیعی مناسب استفاده مشکل است ، بنابراین ، مواد دوباره وارد چرخه انسان می شود که این برگشت پذیری در کارخانه ها بسیار پرهزینه است .

هدف مدیریت ضایعات منطقه ای پاسخ به این سوالات می باشد .

واقعاً چه طور می توان از اتلاف تولیدات جلوگیری کرد ؟

چه طور می توان میزان مضرات ضایعات را کاهش داد ؟

چه طور می توان استفاده از ضایعات اولیه به عنوان ماده و ضایعات ثانویه رابه عنوان انرژی افزایش داد ؟

چه طور می توان مدیریت برای ضایعات تشکیل داد طوری که خطر و ضرری به سلامتی و محیط زیست نرساند ؟

در جنوب unsima صدور 40 زمین محل دفع زباله هستند که 13 آنها مربوط به شهرداری منطقه ها و 10 آنها مربوط به کارخانجات منطقه ها هستند .

در ضمن ، کارخانه ها در منطقه تولید مواد ضایعاتی می کنند که قابل استفاده می باشند که تنها در محل دفع زباله زیرخاک یافت می شوند .

هدف این طرح ، ایجاد روش جدید برای دفع زباله و اشغال زیرخاک طوری که جنبه مالی و زیست محیطی آن در نظر گرفته شود .

روش می تواند در محل یا منطقه باشد که در فنلاند و اروپا بهتر از دیگر نقاط دنیا به کار برده شده است .

روش این چنین خواهد بود : افزایش قیمت مناسب دفع زباله و آشغال زیر خاک بررسی ارائه خدمات کیفی با هدف دفع زباله افزایش به کارگیری مجدد محصولات کارخانه ای و جلوگیری از صدور کالا به کشور دیگر بابهای کمتر از بهای عادی کاهش استفاده از میزان مواد طبیعی ، افزایش همکاری بین کارخانجات ، انجمن شهرها و مسئولان ، ایجاد مشاغل ، افزایش محل دفع زباله زیر خاک و بناها باچشم انداز ، هدف دیگر این طرح افزایش روشهایی برای تسهیلات مربوط به حفظ محیط زیست است .

این روش دستوراتی برای مطالعه مواد و بررسی مقدماتی دفع زباله و نیز سازماندهی اهداف و نظریات را در بر می گیرد .

تشخیص تسهیلات مربوط به حفظ محیط زیست اصلی و حیاتی است .

مانند خلبان که بعد از کنترل عملکردهای مراقبتی که در محل دفع زباله Koivissiha انجام داد .

مواد مورد استفاده بدنه فیبرگل Metsaserla و بال و دکمه (کلید) خاک Helsingin است .

خاکستر خاک به چند دلیل کارآیی دارند ، میزان تولید باید به اندازه کافی باشد چون فعالیت شرکت در همکاری و تحقیق و نیازمند به حل سوالات می باشد .

فصــل اول خواص سنگدانه‎ها (1-1)- وزن مخصوص از آنجا که سنگدانه‎ها عمدتاً حاوی منافذ هم قابل نفوذ و هم غیرقابل نفوذ می‎باشند لذا لازم است معنی عبارت وزن مخصوص دقیقاً تعریف شود.

وزن مخصوص مطلق به حجم مواد جامد منهای حجم کلیه منافذ مربوط می‎شود و بنابراین می‎توان آن را بصورت نسبت وزن مواد جامد، در ارتباط با خلاء، به وزن هم حجم آب مقطر بدون گاز، که هر دو در یک درجه حرارت مشخص شده‎ای تعیین شده باشند، تعریف نمود.

لذا برای از بین بردن اثر منافذی که کاملاً احاطه شده و غیرقابل نفوذ می‎باشند لازم است که مصالح بصورت پودر بسیار نرم درآورده شود.

اگر حجم مواد جامد به نحوی در نظر گرفته شود که شامل منافذ غیرقابل نفوذ، ولی نه لوله‎های موئینه، نیز گردد وزن مخصوص منتجه را وزن مخصوص ظاهری می‎گویند.

در این صورت وزن مخصوص برابر است با نسبت وزن سنگدانه‎های خشک شده در گرمچال، با حرارت 100 تا 110 درجه سانتیگراد برای مدت 24 ساعت، به وزن آب هم حجم مواد جامدی که شامل منافذ غیرقابل نفوذ نیز باشد.

وزن مذکور را با استفاده از ظرفی که می‎توان آن را به دقت تا حجم معینی پر نمود بدست می‎آورند.

لذا اگر وزن نمونه در گرمچال خشک شده ‎D، وزن ظرف پر از آب ‎B و وزن ظرف با نمونه و پر شده با آب برابر ‎A باشد در این صورت وزن آبی که حجم معادل مواد جامد را اشغال می‎کند برابر است با ‎ B – (A – D) پس وزن مخصوص ظاهری برابر است با ‎.

معمولاً محاسبات در رابطه با بتن براساس حالت داخل اشباع و سطح خارجی خشک ‎(S.S.d) سنگدانه‎ها صورت می‎گیرد زیرا رطوبتی که در کلیه منافذ سنگدانه‎ها وجود دارد در واکنشهای شیمیائی سیمان نقش نخواهد داشت و بنابراین می‎توان آن را به عنوان بخشی از سنگدانه‎ها در نظر گرفت.

لذا اگر چنانچه وزن سنگدانه‎ها در حالت ‎(S.S.d) برابر ‎C باشد در این صورت وزن مخصوص ظاهری ناخالص آن برابر است با این وزن مخصوص که اغلب به آسانی تعیین می‎گردد برای محاسبات بازدهی بتن، و یا مقدار سنگدانه‎های لازم برای حجم یعنی از بتن، مورد نیاز است.

وزن مخصوص ظاهری سنگدانه‎ها به وزن مخصوص معدنی‎هایی که دانه‎های سنگی از آن استخراج شده‎اند و هم‎چنین به مقدار منافذ داخل آنها بستگی دارد.

اکثر سنگدانه‎های طبیعی دارای وزن مخصوص بین 6/2 و 7/2 می‎باشند.‎]1‎[ (2-1)- وزن مخصوص انبوهی در دستگاه آحاد متریک وزن مخصوص یک ماده عدداً مساوی جرم ویژه آن است که البته کمیت اخیرالذکر یک نسبت است در حالی که وزن مخصوص برحسب کیلوگرم بر لیتر بیان می‎شود.

ولیکن در کارهای بتنی بیان نمودن وزن مخصوص برحسب کیلوگرم بر مترمکعب بیشتر متداول است.

وزن مخصوص مطلق فقط به حجم دانه‎های جداگانه مربوط می‎شود و البته عملاً امکان ندارد که بتوان این دانه‎ها را به خوبی متراکم نمود که فضائی بین آنها وجود نداشته باشد.

در مواردی که سنگدانه‎ها عملاً بصورت حجمی پیمانه می‎شوند دانستن وزن سنگدانه‎هائی که پیمانه واحد حجم را پر می‎کنند ضروری خواهد بود.

این کمیت «به عنوان وزن مخصوص انبوهی» شناخته می‎شود و از آن جهت تبدیل مقادیر وزنی به مقادیر حجمی استفاده می‎نمایند.

وزن مخصوص انبوهی به میزان تراکم سنگدانه‎ها بستگی دارد و نتیجه می‎شود که برای مصالح با وزن مخصوص معین، وزن مخصوص انبوهی به نحوه توزیع اندازه ذرات و شکل دانه‎ها بستگی خواهد داشت.

دانه‎ها هم اندازه را تا حد معینی می‎توان متراکم نمود اما دانه‎های کوچکتر را می‎توان در فضای بین دانه‎های بزرگتر قرار داده و بدین ترتیب وزن مخصوص انبوهی مواد متراکم شده افزایش می‎یابد.

شکل دانه‎ها به میزان متنابهی بر درجه تراکمی که می‎توان حاصل نمود مؤثر است.

برای سنگدانه‎های درشت با وزن مخصوص معین، یک وزن مخصوص انبوهی زیادتر به معنی منافذ کمتری که باید با ماسه و سیمان پر شوند خواهد بود و در مواردی آزمایش وزن مخصوص انبوهی به عنوان اساس تعیین نسبتهای مواد متشکله مخلوط‎های بتن مورد استفاده قرار می‎گیرند.‎]1‎[ (3-1)- تخلخل و جذب آب سنگدانه‎ها تخلخل، نفوذپذیری و جذب آب سنگدانه‎ها بر خواصی از آنها، مانند چسبندگی به خمیر سیمان، مقاومت بتن در برابر یخ زدن و آب شدن و هم‎چنین بر ثبات شیمیائی و مقاومت در برابر سایش آنها اثر دارند و با توجه به اینکه وزن مخصوص ظاهری سنگدانه‎ها به تخلخل آنها بستگی دارد.

در نتیجه بازدهی بتن برای وزن معینی از سنگدانه‎ها نیز تحت تأثیر میزان تخلخل آنها واقع است.

اندازه منافذ داخل سنگدانه‎ها در دامنه وسیعی تغییر می‎کند و بزرگترین آنها به اندازه‎ای می‎باشد که زیر میکروسکوپ و یا حتی با چشم غیرمسلح دیده می‎شود ولی حتی کوچکترین منافذ سنگدانه‎ها عموماً بزرگتر از منافذ ژل در خمیر سیمان می‎باشد.

منافذ کوچکتر از 4 میکرون مورد توجه بخصوص می‎باشند زیرا به طور کلی عقیده بر آن است که این نوع منافذ بر دوام سنگدانه‎هائی که در معرض یخ زدن و آب شدن متناوب قرار می‎گیرند اثر می‎گذارند.

بعضی از منافذ سنگدانه‎ها کاملاً در داخل جسم جامد قرار می‎گیرند و بعضی دیگر در نزدیک سطح واقع شده و به خارج راه دارند.

خمیر سیمان به علت لزجتی که دارد نمی‎تواند، به جز در مورد بزرگترین منافذ سنگدانه‎ها، تا عمق زیادی به داخل منافذ دیگر نفوذ نماید.

لذا به منظور محاسبه میزان سنگدانه‎ها در بتن از حجم ناخالص سنگدانه‎ها که بصورت توپر در نظر گرفته می‎شوند استفاده می‎نمایند، لیکن آب می‎تواند به داخل منافذ راه یابد و مقدار و روند نفوذ آن به اندازه، تداوم وکل حجم منافذ بستگی دارد.

از آنجایی که سنگدانه‎ها سه چهارم حجم بتن را تشکیل می‎دهند تخلخل سنگدانه‎ها سهم عمده‎ای در کل تخلخل بتن خواهد داشت.

وقتی که کلیه منافذ سنگدانه‎ها با آب پر شده باشند بدین معنی است که سنگدانه‎ها به حالت اشباع ‎(S.S.d) درآمده‎اند.

اگر سنگدانه‎ها به این حالت درآمده در هوای خشک آزاد، مثلاً در آزمایشگاه، قرار داده شود، قدری از آب داخل منافذ تبخیر خواهد شد و سنگدانه‎ها کمتر از حالت اشباع ‎(S.S.d) آب خواهند داشت و به این حالت «در هوا خشک شده» می‎گویند.

ادامه خشک نمودن سنگدانه‎ها در گرمچال سبب می‎شود که رطوبت داخل آنها به مقدار بیشتری کاهش یابد و زمانی خواهد رسید که هیچ‎گونه رطوبتی در آنها باقی نمانده است، به این حالت سنگدانه‎ها «مغز خشک» می‎گویند.

مراحل مختلف در شکل (1-1) ترسیم شده‎اند.

شکل (1-1): نمایش تصویری رطوبت در سنگدانه‎ها.‎]1‎[ جذب آب سنگدانه‎ها را با سنجش افزایش وزن نمونه در گرمچال خشک شده‎ای که به مدت 24 ساعت در آب غوطه‎ور شده است بدست می‎آورند.

(آب روی سطحن نمونه را می‎گیرند) نسبت افزایش وزنی به وزن خشک نمونه را، که برحسب درصد بیان می‎شود، جذب آب آن می‎گویند.

عموماً جذب آب شن از سنگ خرد شده‎ای که دارای خصوصیات سنگ‎شناسی یکسان باشد بیشتر است زیرا هوازدگی سبب می‎شود که تخلخل لایه خارجی دانه‎های شنی بیشتر گردد و آب زیادتری جذب نماید اگرچه هیچ‎گونه رابطه کاملاً واضحی بین مقاومت بتن و جذب آب سنگدانه‎های مصرف شده در آن وجود ندارد ولی منافذ موجود در سطح سنگدانه‎ها بر چسبندگی آنها به خمیر سیمان اثر خواهند داشت و لذا ممکن است از این طریق اثراتی بر مقاومت بتن داشته باشد.

معمولاً فرض می‎شود که هنگام گیرش بتن سنگدانه‎های آن در حالت ‎(S.S.d) باشند اگر چنانچه سنگدانه‎ها در حالت خشک در بتن مخلوط شده باشند فرض می‎شود که به اندازه کافی آب جذب می‎کند تا به حالت اشباع برسند و آب خالص و یا آب موثر مخلوط بتن شامل این مقدار که جذب سنگدانه‎ها خواهند شد نمی‎گردد.

امکان دارد وقتی که سنگدانه‎های خشک مصرف می‎شوند ذرات سریعاً با خمیر سیمان پوشانده شده و از پیشروی بیشتر آب به داخل آنها، که برای رسیدن به حالت اشباع لازم است جلوگیری به عمل آید.

این موضوع بخصوص در مورد سنگدانه‎های درشت که آب باید فاصله بیشتری را از سطح دانه بپیماید صحت دارد.

در نتیجه نسبت آب مؤثر به سیمان از حالتی که اگر جذب کامل توسط سنگدانه‎ها صورت می‎گرفت بیشتر خواهد بود.

این اثر عمدتاً در مخلوط‎های پرسیمان که امکان دارد سنگدانه‎ها سریعاً با خمیر سیمان پوشانده شوند چشمگیر است.

در مخلوط‎های کم سیمان و پرآب، اشباع شدن سنگدانه‎ها به حالت معمولی ادامه می‎یابد.

در موارد کارگاهی عملکرد واقعی مخلوط هم‎چنین تحت تأثیر ترتیب ریختن مواد متشکله بتن بداخل دستگاه مخلوط‎کن واقع می‎شود.

جذب آب توسط سنگدانه‎ها هم‎چنین باعث کم شدن کارائی بتن با مرور زمان می‎گردد ولی بعد از حدود 15 دقیقه این افت در کارائی کم خواهد شد چون در اثر پوشانده شدن سنگدانه‎های خشک با خمیر سیمان جذب آب آنها کند و یا متوقف می‎گردد.

لذا اغلب به جایکل جذب آب که ممکن است در عمل سنگدانه‎ها هرگز به این اندازه آب جذب نکنند مقدار آب جذب شده در 10 تا 30 دقیقه تعیین می‎گردد.

]1‎[ (4-1)- مقدار رطوبت سنگدانه‎ها در بتن تازه حجم اشغال شده بوسیله سنگدانه‎ها برابر حجم دانه‎ها و شامل کلیه منافذ می‎باشد.

اگر قرار باشد که به کلی آب به داخل سنگدانه‎ها نرود منافذ آنها باید پر از آب باشند.

به عبارت دیگر باید در حالت اشباع باشند.

از طرف دیگر هر مقدار آبی که در سطح سنگدانه‎ها باشد به آب مخلوط کمک خواهد کرد و حجمی علاوه بر حجم سنگدانه‎ها را اشغال خواهد نمود.

بنابراین حالت مبداء سنگدانه‎ها حالت ‎(S.S.d) می‎باشد.

آب سطحی را برحسب درصدی از وزن سنگدانه‎ها در حالت ‎(S.S.d) بیان می‎کنند و به آن «مقدار رطوبت» می‎گویند.

از آنجا که جذب آب معرف آب داخل سنگدانه‎ها در حالت ‎(S.S.d) بوده و آب سطحی آب اضافی بر این حالت می‎باشد لذا کل آب سنگدانه‎های مرطوب برابر جذب آب و مقدار آب سطحی آن خواهد بود:‎]1‎[ آزمایشهای ذکر شده در استاندارد ‎ASTM به قرار زیر است: جدول (1-1): شماره آزمایشهای ارائه شده در ‎ASTM برای تعیین وزن مخصوص ظاهری و جذب آب و رطوبت سطحی سنگدانه‎ها‎]3‎[ فصــل دوم دانه‎بندی (2)- دانه‎بندی دانه‎بندی عبارتست از توزیع دانه‎ها در اندازه‎های گوناگون که معمولاً برحسب مجموع درصد بزرگتر یا کوچکتر از هر یک از اندازه‎هیا الک یا درصد مابین برخی از اندازه‎های الک بیان می‎شود.

شکل (1-2): منحنی‎ها حدود مشخص شده را توسط آزمایش ‎33ASTM C برای دانه‎هیا ریز و چهار شماره اندازه (اندازه‎های دانه‎بندی) برای دانه‎های درشت نشان می‎دهند.‎]3‎[ اندازه دانه‎ها به وسیله الکهای سیمی با سوراخهای مربعی معین می‎شود.

در شکل (1-2) هفت الک استاندارد مطابق ‎ASTM C 33 برای دانه‎های ریز نشان داده شده که بزرگترین آنها الک ‎ اینچ (5/9) میلی‎متر است.

برای دانه‎های درشت، سیزده الک استاندارد نشان داده شده که کوچکترین آنها، الک شماره 16 (18/1 میلی‎متر) است.

در شکل (1-2) سوراخهای الک استاندارد برحسب میلیمتر ‎(mm) یا میکرومتر ‎(m) تعیین می‎شود.

سوراخهای الک اسمی برحسب اینچ است.

شماره‎های اندازه (اندازه‎های دانه‎بندی) برای دانه‎های درشت مربوط به درصد (وزنی) دانه‎های رد شده از ترکیبی از الکها می‎باشد که در شکل (1-2) چهار شماره اندازه برای دانه‎های درشت نشان داده شده است.

مجموعاً 10 اندازه طبق ‎ASTM بصورت زیر بیان شده است: دانه‎های ریز با الکهای ذیل دانه‎بندی می‎شوند.

الک ‎3/8 in.

(9.5 mm) No.4 (4.75 mm) No.8 (2.36 mm) No.16 (1.18 mm) No.30 (600 ) No.50 (300 ) No.100 (150 m) در مخلوطهای بتن معمولاً حدودی را برای درصد دانه‎های رد شده از هر الک، مشخص می‎سازند.

برای مشخص ساختن حدود دانه‎بندی و حداکثر اندازه دانه دلایل بسیاری وجود دارد.

دانه‎بندی و حداکثر اندازه دانه، روی مقادیر نسبی دانه‎ها، همچنین روی مقادیر مورد لزوم سیمان و آب، کارآیی، اقتصادی بودن، تخلخل، آبرفتگی و دوام بتن اثر می‎گذارند.

تغییرات در دانه‎بندی می‎تواند به طور جدی روی یکنواختی بتن در هر بار بتن‎سازی، اثر بگذارد.

ماسه‎های خیلی ریز، اغلب غیراقتصادی‎اند و ماسه‎های خیلی درشت می‎توانند مخلوط‎های خشن بدون کارائی تولید کنند.

بطور کلی دانه‎هایی که دارای منحنی پیوسته‎ای بوده و برخی از اندازه‎ها در آن بسیار کم و یا بسیار زیاد نباشد، رضایت‎بخش‎ترین نتیجه را ارائه می‎دهند.

در سالهای اولیه شکوفایی فن‎آوری بتن، گاهی تصور می‎شدکه مناسب‎ترین بتن، آن است که درصد حجم فضاهای خالی در آن حداقل باشد (یا دانه‎ها بیشترین چگالی را داشته باشند).

در همان سالها مشخص شد که چگالی کل دانه‎ها، باید برحسب مقدار و اندازه کوچکترین دانه محدود شود.

با این وجود، تولید بتن مطلوب و اقتصادی مستلزم دانه‎های با حجم فضای خالی کم است اما نه اینکه این حجم کمترین باشد.

در حقیقت، مقدار خمیر سیمان لازم از حجم فضاهای خالی بین دانه‎ها بیشتر است.

این مطلب در شکل (2-2) نشان داده شده است.

شکل (2-2): نمایش پراکندگی دانه‎ها در مخلوطهای بتن چسبیده.‎]4‎[ شکل ‎A صرفاً بیانگر دانه‎های بزرگی است که همگی با هم در تماس‎اند.

شکل ‎B پراکندگی دانه‎ها در خمیر سیمان و حبابهای محبوس و ناپایدار را نشان می‎دهد.

مقدار هوا، با یک حباب بزرگ نمایان شده است.

برای مقادیر آب کمتر، هوای محبوس تولید کشش هیدرواستاتیکی می‎کند که مخلوط چسبنده‎ای را نتیجه می‎دهد.

در مخلوطهای پردانه، که کشش هیدرواستاتیکی به عنوان نیروی چسبنده اصلی به شمار می‎آید، مشخصاً منبسط شونده بوده و با افزایش حجم همراه است.

شکل ‎C نمایانگر دانه‎هایی است که به علت افزودن حبابهای ریز هوای عمدی، پراکندگی آنها بیشتر شده است.‎]3‎[ (1-2)- دانه‎بندی مصالح سنگی ریزدانه مقررات ‎ASTM دانه نسبتاً وسیعی را برای دانه‎بندی مصالح سنگی ریزدانه مجاز می‎داند، اما مشخصات برخی دیگر از سازمانها محدودیتهای بیشتری را اعمال می‎کنند.

دانه‎بندی مطلوب برای مصالح ریزدانه، به نوع کار،‌ پرمایه بودن مخلوط و اندازه حداکثر درشت‎دانه بستگی دارد.

عموماً چنانچه نسبت آب به سیمان ثابت نگهداشته شود و نسبت دانه‎های ریز به درشت، به درستی انتخاب شود، محدوده وسیعی از دانه‎بندی را می‎توان بدون اینکه اثر قابل ملاحظه‎ای روی مقاومت پدید آید، مورد استفاده قرار داد.

اما با این حال، پاره‎ای اوقات با استفاده از دانه‎بندی مصالح سنگی محلی، در تنظیم نسبتهای موجود در مخلوط بتن بیشترین صرفه‎جویی به دست می‎آید و هر اندازه منحنی دانه‎بندی یکنواخت‎تر باشد اقتصادی‎تر خواهد بود.

مقادیر دانه‎های ریزی که از دو الک آخر پائینی رد می‎شوند، روی کارآیی، چگونگی سطح و آب انداختن بتن اثر می‎گذارند.

اکثر آئین‎نامه‎ها،‌ مقدار دانه‎های رد شده از الک شماره 50 (300 میکرومتر) را بین 10 الی 30 درصد مجاز می‎دانند، حد پائین برای سهولت در ریختن، یا در مواردی که سطح بتن با دستگاه‎های مکانیکی پرداخت می‎شود، مانند رویه‎ها، ممکن است کافی باشد.

با این وجود، برای سطوح بتنی که با دست پرداخت می‎شود، یا در مواردی که سطح صاف مورد نیاز باشد، باید از دانه‎های ریزی استفاده کرد که حداقل 15 درصد آن، از الک شماره 50 (300 میکرومتر) در 3 درصد یا بیشتر، از الک شماره 100 (150 میکرومتر) رد شوند.

عموماً دانه‎بندی مصالح سنگی ریزدانه‎ای که در محدوده مشخصات ‎ASTM C33 باشد، برای بیشتر بتن‎ها رضایت‎بخش است.

همچنانکه در شکل (1-2) با خط‎چین نشان داده شده است، این مشخصات، تنها برای ماسه اجازه می‎دهند که حداقل درصد (وزنی) مصالحی که از دو الک آخر پائینی می‎گذرند به ترتیب به پنج و صفر درصد کاهش یابند به شرطی که: 1- دانه‎ها در بتن با حباب هوا صرف شود که حاوی بیش از 250 کیلوگرم سیمان در مترمکعب بوده و حداقل هوای آن 3 درصد باشد.

2- هنگامی که بتن بدون حباب هوا باشد، دانه‎ها در بتنی استفاده شود که بیش از 300 کیلوگرم سیمان در مترمکعب دارد.

3- در جهت جبران کمبود مصالحی که از این دو الک رد می‎شود، ماده افزودنی معدنی تأیید شده‎ای مورد استفاده قرار گیرد.

سایر مقررات ‎ASTM C33 عبارتند از: 1- نباید بیشتر از 45 درصد دانه‎های ریز، بین هر دو الک استاندارد متوالی باقی بماند.

2- مدول نرمی نباید کمتر از 3/2 یا بیشتر از 1/3 باشد و نباید با مقداری که در انتخاب تناسبهای بتن فرض شده است بیش از 2/0 اختلاف داشته باشد.

چنانچه این اختلاف بیشتر شود دانه‎ریز مورد قبول نخواهد بود، مگر آنکه اصلاحات مناسبی در نسبتهای دانه‎های ریز و درشت به عمل آید.

مطابق ‎ASTM C 125 مدول نرمی دانه‎های ریز یا درشت، از مجموع درصدهای (وزنی) باقیمانده روی هر گروه مشخص از الکها، تقسیم بر 100 به دست می‎آید.

این عدد بیانگر ریزی دانه است.

هر اندازه مدول نرمی بیشتر باشد، دانه‎ها درشت‎تر خواهند بود.

دانه‎بندیهای گوناگون ممکن است مدول نرمی یکسانی داشته باشند.

مدول نرمی،‌ در محاسبه نسبتهای دانه‎های ریز و درشت در مخلوط‎های بتن، مفید است.

یک روش جدید برای کنترل کیفیت و خواص دانه‎‎های ریز، آزمایش جریان از قیف (Flow – Cone)‎ است.

در این آزمایش زمان عبور نمونه از سوراخ قیف اندازه‎گیری می‎شود و اندازه دانه‎ها، مدول نرمی و شکل دانه‎ها سریعاً محاسبه می‎شود.‎]3‎[ (2-2)- دانه‎بندی مصالح سنگی درشت دانه دانه‎بندی مصالح سنگی درشت دانه با حداکثر اندازه داده شده، می‎تواند در محدوده نسبتاً وسیعی تغییر کند بدون اینکه اثرات محسوسی روی مقادیر آب و سیمان مورد لزوم داشته با شد، به شرطی که نسبت دانه‎های ریز، بتن با کارآیی خوبی را تولید کند.

اگر تغییرات وسیعی در دانه‎بندی مصالح درشت دانه رخ دهد، برای تولید بتن کارآ باید تناسبهای مخلوط تغییر کند.

نظر به اینکه پیش‎بینی تغییرات دشوار است، غالباً به جای اصلاح نسبتها به علت تغییرات در دانه‎بندی، رعایت یکنواختی در حمل و نقل و تولید دانه‎های درشت اقتصادی‎تر است.

اندازه حداکثر دانه درشت مصرف شده در بتن، از جنبه‎های اقتصادی حائز اهمیت است.

معمولاً برای دانه‎های کوچکتر آب بیشتری نسبت به دانه‎های بزرگتر، مورد نیاز است.

در شکل (3-2) آب مورد نیاز برای اسلامپ بین (75 تا 100) میلی‎متر برای محدوده وسیعی از اندازه‎های درشت دانه‎ها، نشان داده شده است.

واضح است که برای نسبت آب به سیمان داده شده، مقدار سیمان مورد نیاز با افزایش اندازه حداکثر دانه‎های درشت کاهش می‎یابد.

افزایش هزینه تهیه یا حمل و نقل دانه‎های بزرگتر از حدود 50 میلی‎متر ممکن است که با صرفه‎جویی در سیمان جبران شود.

همچنین، برای نسبت آب به سیمان یکسان، دانه‎های با اندازه‎های حداکثر متفاوت، ممکن است بتن‎هایی تولید کند که مقاومت آنها با یکدیگر اختلاف جزئی داشته باشد.

در برخی موارد با نسبت آب به سیمان یکسان، بتن با اندازه حداکثر دانه کوچکتر، مقاومت فشاری بالاتری را دارد و بویژه این مسأله برای بتن‎های با مقاومت فشاری بالاتر از 5000 پوند بر اینچ مربع (35 مگاپاسکال) 350 کیلوگرم بر سانتی‎متر مربع صادق است.

اندازه حداکثر بهینه دانه‎های درشت، برای محدوده مقاومتهای بالاتر، بستگی به مقاومت نسبی خمیر سیمان، چسبندگی سیمان و دانه و مقاومت دانه‎ها دارد.

شکل (3-2): آب مورد نیاز برای بتن با روانی معین با افزایش اندازه حداکثر دانه، کاهش می‎یابد.‎]3‎[ واژه مورد استفاده برای مشخص کردن اندازه دانه درشت باید به دقت انتخاب شود.

اندازه دانه با اندازه الک تعیین می‎شود و به دانه‎‎ای که از الکی گذشته و از الک کوچکتر بعدی رد نشده باشد اطلاق می‎شود.

زمانی که از گروهی از اندازه دانه‎ها سخن می‎رود،‌از شماره اندازه (یا اندازه دانه‎بندی) استفاده می‎شود.

شماره اندازه به مقدار جمعی از دانه‎ها که از الکهای گوناگون رد می‎شوند، گفته می‎شود.

به علت استفاده نامناسب در گذشته در مفهوم اندازه حداکثر دانه، پاره‎ای مواقع اشتباهاتی پیش می‎آید ‎ASTM C125 و نشریه ‎ACI Sp – 19(78) موسوم به «واژه‎های سیمان و بتن» این اصطلاح را تعریف کرده و آن را از اندازه حداکثر اسمی دانه، تمیز داده‎اند.

تعاریف با شکل (1-2) توضیح داده شده‎اند که به عنوان مثال برای دانه درشت با اندازه دانه‎بندی شماره 8 اندازه حداکثر دانه اینچ (5/12 میلی‎متر) و اندازه حداکثر اسمی بزرگترین رقم بعدی دانه‎بندی یعنی اینچ (5/9 میلی‎متر) است فقط درصد کمی، بزرگتر از اندازه حداکثر اسمی، مجاز است.

حداکثر اندازه دانه که می‎توان به کار برد، عموماً به اندازه، شکل اعضای بتنی و مقدار و توزیع میل‎گردهای فولادی بستگی دارد.‎]3‎[ (3-2)- مصالح سنگی با دانه‎بندی گسسته در مصالح سنگی با دانه‎بندی گسسته، برخی دانه‎ها وجود نداشته یا حذف شده‎اند.

برای بتن در جا، مصالح با دانه‎بندی گسسته، شامل فقط یک اندازه از دانه درشت و تمامی اندازه‎های دانه‎های ماسه می‎باشد که بتواند از فضاهای میان دانه‎های درشت متراکم شده عبور کند.

مخلوطهای با دانه‎بندی گسسته برای یکنواخت ساختن سطوح بتنی با دانه‎های نمایان و همچنین برای بتن ساختمانی معمولی به علت امکان بهبود چگالی، نفوذپذیری، آبرفتگی، خزش، مقاومت، و تراکم استفاده می‎شود و این امر اجازه استفاده از دانه‎بندی مصالح سنگی محلی را می‎دهد.‎]5‎[ برای دانه‎های با اندازه حداکثر اینچ (19 میلی‎متر)، دانه‎های شماره 4 تا ‎ اینچ (75/4 میلی‎متر تا 5/9 میلی‎متر) را بدون اینکه بی‎جهت، بتن را خشن نموده یا باعث جدایی دانه‎ها شوند، می‎توان حذف کرد برای دانه‎های با اندازه حداکثر 1 اینچ (1/38 میلی‎متر) معمولاً اندازه‎های شماره 4 تا اینچ (75/4 میلی‎متر تا 19 میلی‎متر) حذف می‎شوند.

در انتخاب درصد ماسه در مخلوط با دانه‎بندی گسسته، باید دقت شود.

انتخاب نادرستی که به علت مقدار بیش از اندازه دانه‎های درشت در مخلوط باشد، احتمالاً باعث جدایی دانه‎ها شده یا بتن کرمو ایجاد می‎شود و همچنین گزینش نادرستی که به علت مقدار بیش از اندازه ماسه در آن باشد، احتمالاً باعث ایجاد بتنی با چگالی کم و مقدار آب لازم زیاد می‎شود.

ماسه معمولاً 25 الی 35 درصد حجم کل دانه‎ها را تشکیل می‎دهد.

درصد کمتر برای دانه‎های گرد و درصد بیشتر برای مصالح شکسته استفاده می‎شود.

برای سطوح صاف حدوداً درصد بیشتری ماسه نسبت به کل دانه‎ها در مقایسه با سطوح با دانه‎های نمایان می‎توان مصرف کرد اما در هر دو حالت، مقدار ماسه کمتری نسبت به مخلوط‎های با دانه‎بندی پیوسته استفاده می‎شود مقدار ماسه به مقدار سیمان، ‌به نوع دانه و کارآیی بستگی دارد.

نظر به اینکه مخلوطهای با اسلامپ کم و دانه‎بندی گسسته، درصد ماسه کمتری را مصرف کرده و مخلوطهای خشنی تولید می‎کنند، معمولاً به حبابهای هوا برای ایجاد کارآیی، نیاز دارند.

برای اینکه بتن به اندازه کافی متراکم شود، محدوده مطلوب برای مقدار مصالح ملات (هوا، آب، سیمان و دانه‎های ریز) حدود 45 تا 51 درصد حجمی است و این مقدار بستگی به گوشه‎ای بودن دانه‎های درشت دارد.

برای دانه‎های گرد، مانند شن، این رقم 45 تا 48 درصد است در حالی که برای سنگ شکسته، این رقم کمی بالاتر، مثلاً 48 تا 51 درصد، است.

برای اکثر بتن‎های با دانه‎بندی پیوسته این رقم 55 درصد یا بیشتر است.

از طریق محدود کردن اسلامپ به کمترین مقداری که سازگاری با تراکم خوب داشته باشد؛ باید از جدایی مخلوطهای با دانه‎بندی گسسته جلوگیری به عمل آید این مقدار از صفر تا 3 اینچ (75 میلیمتر) متغیر است که به ضخامت مقطع، مقدار میلگرد و ارتفاع قالب بستگی دارد.

کنترل دقیق دانه‎بندی و مقدار آن نیز ضروری است، زیرا این تغییرات ممکن است باعث جدایی شوند.

برای مقدار سیمان یکسان، چنانچه مخلوط سفتی موردنیاز باشد، مصالح با دانه‎بندی گسسته، ممکن است مقاومتهای بالاتری را نسبت به دانه‎های معمولی تولید کنند.

به علت حجم کم ماسه و نسبت آب به سیمان کم، مخلوطهای با دانه‎بندی گسسته برای اجرای بتن درجا، ممکن است ناکارآ تلقی شوند.

با این وجود، چنانچه نسبتهای مصالح به درستی اختیار شوند، این نوع بتن‎ها با ارتعاش، به راحتی متراکم می‎شوند.‎]3‎[ فهرست منابع و مأخذ ‎]1‎[ - دکتر هرمز فامیلی (ترجمه)، بتن‎شناسی (خواص بتن)، انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه علم و صنعت ایران، سال 1368 [2]- PROFESSORA.M.NEVILLE,PROPERTIES OF CONCRETE, PITMAN PUBLISHING INC, , 1983.

‎]3‎[- دکتر محمدابراهیم طسوجی (ترجمه)، طرح و کنترل مخلوطهای بتن، انتشارات کلینی، چاپ اول، سال 1374.

[4]- Powers, T.C., Topics in concrete Technology, Research Department Bulletin R 174, Portland Cement Association, 1964.

[5]- Houston, B.J., Investigation of Gap-grading of concrete Aggregates; Review of Available information, U.S.

Army Engineer Waterways Experiment station, echnical Report No.

6-593, Report 1, February 1962.

]‎6‎[- دکتر علی اکبر رمضانیانپور، طرح اختلاط بتن، انتشارات علم و صنعت 110، چاپ اول،‌سال 1367.

[7]- Verbeck George, and klieger, paul, studies of ‘salt’ scaling of concrete, Research Department Bulletin R83, Portland Cement Association, 1956.

وزن مخصوص ظاهری یا دانسیته‎ASTM C 29جذب آب و رطوبت سطحیASTM C 70 ASTM C 127 ASTM C 128 ASTM C 566 اندازه اسمی (الکهای با سوراخهای مربعی)شماره اندازه37.5 mm) تا 11/2 in .

(90 تا ‎31/2 37.5 mm) تا ‎11/2 in .

(63 تا ‎21/2 ‎4.75 mm) تا ‎No.4 (50 تا ‎2 in ‎4.75 mm) تا ‎No.4 (37.5 تا ‎11/2 in.

‎4.75 mm) تا ‎25.0) No.4 تا ‎1 in.

‎4.75 mm) تا ‎No.4 (19.0 تا ‎3/4 in.

‎4.75 mm) تا ‎12.5) No.4 تا ‎1/2 in.

‎2.36 mm) تا ‎No.8 (9.5 تا ‎3/8 in.

‎25.0 mm) تا ‎1 in.

(50.0 تا ‎2 ‎19.0 mm) تا ‎3/4 in.

(37.5 تا ‎11/21 2 357 467 57 67 7 8 3 4