دانلود گزارش کار آزمایشگاه تکنولوژی بتن

هدف: آزمایش استاندارد برای تعیین جرم حجمی سیمان تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش: جرم جسمی سیمان همان جرم واحد حجم ذرات جامد است و این آزمایش برای تعیین جرم جسمی سیمان به کار می‎رود.

سیمان و جرم حجمی سیمان عموماً‌ در ارتباط با طرح و کترل مخلوط‎های بتنی مورد استفاده قرار می‎گیرد.

سیمان ‎P شرح دستگاه‎ها و وسایل: 1- بالن لوشاتلیه: بالن استانداردی است که دارای مقطع دایره‎ای است.

مقطع پایینی بالن ظرفیتی در حدود 250 میلی‎لیتر دارد.

این بالن باید از شیشه شفاف ساخته شده باشد و باید درجه‎بندی 1/0 میلی‎لیتر درجه‎بندی شده باشد.

2- نفت سفید خالص یا ماده نفتی دیگر که در تعیین جرم حجمی سیمان به کار می‎رود.

روش آزمایش: بالن را با نفت یا مایع دیگر تا علامتهای 0 و 1 میلی‎لیتر که در روی ساق وجود دارد، پر می‎کنیم.

پس از ریختن نفت ، در صورت لزوم، بهتر است قسمت بالایی بالن را خشک کنیم تا مواد در آن قسمت بالن نچسبند.

بعد از ریختن نفت، عود مقابل تراز، بالای مایع را به عنوان اولین عدد، قرائت می‎کنیم.

مقداری سیمان را وزن نموده و به تدریج و با دقت به داخل بالن می‎ریزیم، پس از آنکه تمام سیمان به داخل بالن انتقال داده شد، درپوش بالن را گذاشته و آن را به آ‌رامی تکان می‎دهیم تا حباب داخل سیمان خارج شود.

بهتر است این تکان به صورت مایل و به آرا می انجام شود.

بعد از آنکه هیچ حبابی از طرف سیمان به با لا نیامد، بالن را ثابت نگه داشته و سطح مایع را قرائت و آن را یادداشت می‎کنیم و با توجه به فرمول بالا، ‎P سیمان را به دست می‎آوریم.

اطلاعات و نتایج به دست آمده: در این آزمایش، ما با توجه به امکانات زم انی و مکانی،‌از 15 گرم سیمان و 41 ‎cc بنزین در آزمایشگاه استفاده کردیم.

بنزین را داخل بالن ریختیم و با افزودن 15 گرم سیمان، حجم مخلوط به ‎cc46 رسید.

در نتیجه از فرمول مورد نظر وزن جسمی سیمان را محاسبه کردیم: سیمان ‎P بحث و تفسیر و مقایسه با استانداردها: طبق استانداردهای موجود، جرم جسمی سیمان، (25/3-3) گرم بر سانتیمتر‎مکعب می‎باشد که با توجه به نتیجه به دست آمده در آزمایشگاه عدد حاصل مورد قبول است.

نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات: عوامل خطا در این آزمایش می‎تواند از قبیل، استفاده از بالن کثیف، مخلوط نشدن کامل سیمان با نفت، ‎… می‎باشد.

به طور کلی: در طرح و کنترل مخلوط‎های بتن، جرم حجمی را به صورت چگالی بیان می‎کنند.

این چگالی یک عدد بدون بعد است: سیمان ‎P یا سیمان ‎P = جرم حجمی سیمان ‎= ‎SP ‎ 106 1 جرم جسمی آب در ‎cc40 منابع و مراجع: 1- ‎C188-89-ASTM 2- کتاب دستورالعمل‎های آزمایشگاه بتن، تألیف: مهندس شاه نظری.

هدف: آزمایش استاندارد برای تعیین غلظت نرمال سیمان تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش: مقدار آب لازم جهت تهیه خمیر سیمان با غلظت نرمال مناسب، از طریق این آزمایش به دست می‎آید.

این مقدار، میزان آبی است که تمام ذرات سیمان برای تکمیل واکنش هیدریتاسیون نیاز دارد.

مقدار آب خمیر نرمال = غلظت نرمال سیمان وزن سیمان خشک شرح دستگاه‎ها و وسایل: 1- ترازو: این ترازو باید با مشخصات استاندارد ‎ASTM-C-1005 مطابقت داشته باشد.

2- ویکات: این دستگاه شامل دو قسمت کلی می‎باشد.

قسمت اول ثابت (پایه) و قسمت دوم متحرک (میله) است.

میله متحرک ویکات به وزن 300 گرم می‎باشد.

قسمت انتهایی میله متحرک به فاصله حداقل ‎mm50 دارای قطر ‎mm10 است و قسمت بالایی این جسم متحرک دارای سوزن به قطر ‎mm1 و طول ‎mm50 می‎باشد.

در روی قسمت ثابت یک صفحه مربعی نفوذناپذیر به ابعاد ‎mm100 وجود دارد که محل قرارگیری خمیر سیمان می‎باشد.

در قسمت بالایی جسم ثابت،‌ صفحه درجه‎بندی برای مشاهده اعداد با دقت ‎mm1/0 با مقیاس استاندارد وجود دارد.

3- استوانه مدرج شیشه‎ای: استوانه‎ای که حجم ‎mm200 یا ‎mm250 را داشته و شرایط استاندارد ‎ASTM C490 را داشته باشد.

روش آزمایش: روش آزمایش شامل سه قسمت است: الف- آماده کردن خمیر سیمان: 650 گرم سیمان را با مقدار مشخصی آب مخلوط می‎کنیم.

این مقدار آب، همان مجهول کلی است که ما به دنبال آن هستیم.

ب- قالبگیری نمونه آزمایش: پس از پوشیدن دست‎کش به سرعت خمیر سیمان ساخته شده را تقریباً به شکل توپ درمی‎آوریم.

سپس آن را 6 بار از این دست به آن دست پرتاب می‎کنیم طوری که گلوله نسبتاً کروی ایجاد شود.

گلوله را در یککف دست گرفته و آن را از انتهای گشادتر حلقه که در دست دیگر است به داخل حلقه فشار می‎دهیم، طوری که حلقه کاملاً‌ از خمیر پر شود.

با یک حرکت کف دست خمیر اضافی را از انتهای بزرگتر حلقه برمی‎داریم و سپس حلقه را برعکس کرده و از قسمت گشادتر روی صفحه پایینی ویکات قرار می‎دهیم.

سپس با استفاده از شیشه، قسمت رویی حلقه را که خمیر اضافی روی آن قرار دارد را برش می‎دهیم و در صورت لزوم سطح حلقه را صاف می‎کنیم.

باید توجه شود که در طی عملیات صاف کردن و پر کردن حلقه، خمیر سیمان فشرده نشود.

ج- تعیین غلظت: میله را طوری قرار می‎دهیم که قسمت باریک‎تر آن در پایین باشد.

سپس میله را روی قسمت رویی خمیر سیمان ثابت کرده و عقربه مربوط بر روی درجه‎بندی رار وی صفر ثابت می‎کنیم و بلافاصله میله را رها کرده و عدد نشان داده شده روی درجه‎بندی را قرائت می‎کنیم.

باید توجه کنیم که تمامی این مراحل یعنی بعد از آماده کردن قالب نمونه‎گیری، نباید بیش از 30 ثانیه طول بکشد.

اگر میله 50 ثانیه پس از آزاد کردن به مقدار 110 میلیمتر در خمیر نفوذ کند، غلظت خمیر نرمال مورد تأیید است.

اطلاعات و نتایج به دست آمده: با توجه به شرایط موجود، میزان سیمان مورد مصرف 400 گرم را به عنوان پایه در نظر گرفته و مقدار آب بین 26 تا 33 درصد وزن آب، از مقدار سیمان مصرفی را در آزمایشات متعدد مورد بررسی قرار دادیم.

با گرفتن نمونه‎های مختلف با درصدهای مختلف به یک نتیجه‎گیری غیرعملی رسیدیم و آن عددی در بین 26 تا 30 درصد بود و بهترین نمونه‎ی ساخته شده حدود 28% تعیین شد: آب ‎cc112 = 400 × 28 % 28/0 = 112 = غلظت نرمال 400 بحث و تفسیر و مقایسه با استانداردها:‌ غلظت استاندارد مورد نظر با توجه به میزان آب حدود 26 تا 33 درصد موردقبول است و ما با توجه به آزمایشات مختلف به نتیجه 26 تا 30 درصدا به عنوان رنج مناسب رسیدیم که مورد قبول است.

نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات: با توجه به نحوه آزمایش و اعداد به دست آمده مقدار آب لازم برای رسیدن به غلظت نرمال سیمان با دقت 1/0 درصد محاسبه و نسبت آن به وزن خشک با دقت 5/0 درصد محاسبه می‎گردد.

این آزمایش در هنگام انجام توسط گروه با هیچ‎کدام از درصدهای بالا به نتیجه نرسید که این نشان‎دهنده نحوه‎ی نادرست انجام آزمایش است.

عواملی چون دما و رطوبت محل آزمایش، نپوشیدن دستکش، فشرده شدن خمیر سیمان در مرحله قالبگیری نمونه و یا لرزش‎های هنگام انجام کار و یا شاید مشکل در نوع و خاصیت سیمان موجود در آزمایشگاه، تنها دلایلی بود که به نظر من در دست انجام نشدن آزمایش اثر داشت.

منابع و مراجع: 1- ‎ASTM C187-86، ‎ASTM C1005، ‎ASTM C490، ‎ASTM C305.

2- کتاب دستورالعمل‎های آزمایشگاه بتن، تألیف: مهندس شاه نظری.

هدف: آزمایش استاندارد برای تعیین زمان گیرش‎ نهایی سیمان تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش: این آ‌زمایش وسط سوزن دیکات برای تعیین زمان گیرش‎ نهایی سیمان می‎باشد.

گیرش‎ نهایی سیمان یعنی، تعیین سرعت سخت شدن خمیر سیمان و تغییرات مایع به جامد آن را نشان می‎دهد.

شرح دستگاه‎ها و وسایل: 1- پیمانه‎های مدرج شیشه‎ای: این پیمانه‎ها باید دارای ظرفیت 200 تا 250 میلی‎لیتر بوده و دارای مشخصات ‎ASTM C490 باشد.

2- ترازو 3- ویکات: که دارای سوزن به قطر ‎mm1 و طول ‎mm50 است.

روش آزمایش: خمیر سیمان تولید شده در آ‌زمایش قبلی را با همان ویژگی در نظر گرفته و یا ادامه آزمایش قبل را انجام می‎دهیم.

بعد از قالب‎گیری نمونه ساخته شده و بریدن و صاف کردن آن درون حلقه، بلافاصله نمونه ‌ آزمایش را در اتاق رطوبت گذاشته و هر بار پس از انجام آزمایش و آن را مجدداً‌ داخل اتاق رطوبت قرار می‎دهیم و توجه باید داشته باشیم که در طول آزمایش نمونه در زیر ویکات ثابت است.

برای تعیین زمان گیرش، بعد از قالب‎گیری صحیح بنابر توضیحات قبل، لوله متحرک ویکات را از طرفی که سوزن ویکات به آن پیچ می‎شود را در قسمت پایین آن قرار می‎دهیم و سوزن مورد بحث را روی سیمان صاف شده داخل حلقه، ثابت کرده و آن را رها می‎کنیم.

این کار را با پریود زمانی 15 دقیقه‎ای انجام می‎دهیم و بعد از انجام هر بار آزمایش نمونه را داخل اتاق رطوبت قرار می‎دهیم.

زمانی که سوزن ویکات،‌در حدود ‎mm25 یا کمتر داخل خمیر نفوذ کرد، زمان گیرش اولیه است.

میزان نفوذ سوزن در زمان‎های ‎min15 و ‎min30 و ‎min45 و ‎min60 یعنی نتایج آزمایش‎های نفوذ را ثبت کرده و با درونیابی زمان متناظر با 25 میلیمتر نفوذ، یعنی زمان گیرش اولیه را به دست آورده و زمان گیرش‎ نهایی را بدین شکل تعریف می‎کنیم که زمان گیرش نهایی، زمانی است که سوزن در سیمان نفوذ نکند و مقدار آن با توجه به آیین‎نامه کمتر از 12 ساعت است.

خمیر سیمان تولید شده در آ‌زمایش قبلی را با همان ویژگی در نظر گرفته و یا ادامه آزمایش قبل را انجام می‎دهیم.

بعد از قالب‎گیری نمونه ساخته شده و بریدن و صاف کردن آن درون حلقه، بلافاصله نمونه‌ آزمایش را در اتاق رطوبت گذاشته و هر بار پس از انجام آزمایش و آن را مجدداً‌ داخل اتاق رطوبت قرار می‎دهیم و توجه باید داشته باشیم که در طول آزمایش نمونه در زیر ویکات ثابت است.

اطلاعات و نتایج به دست آمده: با توجه به شرایط زمانی و مکانی محدود برای انجام مجدداً آزمایشهای مختلف سیمان، گروه کاری،‌ در آزمایشگاه همان نمونه‌ قبلی که برای تعیین غلظت نرمال تهیه شده بود را برای این آزمایش مورد مصرف قرار داد.

بحث و تفسیر نتایج و مقایسه با استانداردها: ‎min زمان گیرش 45 دقیقه و ‎max آن 60 دقیقه با توجه به آیین‎نامه می‎باشد.

این آزمایش باید در کمتر از 4 دقیقه طول بکشد و کلیه مراحل ساخت، حمل، ریختن، تراکم و پرداخت باید قبل از زمان گیرش اولیه به پایان برسد.

دلیل اینکه در آزمایشگاه، تیم کاری به نتیجه مناسبی نرسید ممکن است عوامل مختلفی از قبیل، قرار ندادن نمونه در اتاق رطوبت یا تهیه نادرست خمیر سیمان و قالب‎گیری نامناسب، استفاده از نوعی دیگر از سیمان (تیپ‎های مختلف)، انجام کار رها کردن سوزن ویکات در فاصله کمتر از مقدار تعیین شده در استاندارد یعنی 4/6 میلیمتر از محل سوراخ قبلی، استفاده از آب نامناسب و یا درجه حرارت محل آزمایشگاه و یا موارد دیگر باشد.

نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات: زمان گیرش سیمان نه تنها تحت تأثیر مقدار آب مورد استفاده و دمای آن قرار دارد، بلکه دما و رطوبت هوا هم بر آن تأثیر می‎گذارد و لذا تعیین زمان گیرش تقریبی است و به طور کلی گیرش نهایی زمانی رخ می‎دهد که سوزن به وضوح در خمیر فرو نرود و در حدود کمتر از 12 ساعت می‎باشد.

و تنها مشکل بزرگ انجام این آزمایش در آزماشیگاه به نظر من، مشکل از دست دادن رطوبت خمیر و قرار نگرفتن آن در زمانهای بین انجام رهاسازی، سوزن هر اتاق رطوبت است که باید منظور گردد.

منابع و مراجع: 1- ‎ASTM-C191-82، ‎ASTM-C490، ‎ASTM-C305.

2- کتاب دستورالعمل‎های آزمایشگاه بتن، تألیف مهندس شاه‎نظری هدف: دانه‎بندی مصالح سنگی ریزدانه و درشت دانه (دانه‎بندی مکانیکی ‎mm075/0 ‎D >) تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش: این آزمایش نحوه تعیین توزیع اندازه داتنه‎ها در مصالح را به کمک الک‎های استاندارد با قطر چشمه‎های مخصوص را شرح می‎دهد.

الک‎های استاندارد موجود و مورد مصرف در این آزمایش مشخصات زیر را دارا می‏باشند: تذکر: 4# یعنی در ‎inch 1 طول الک 4 چشمه وجود دارد.

استانداردهای مختلفی برای تعیین نوع سنگ دانه وجود دارد و این استانداردها نوع سنگ‎دانه‎ها را با توجه به قطر آنها که از طریق الک کردن مصالح به دست می‎آید، تعیین می‎کند: سنگ دانه ماسه است ‎ ‎ASHTO (1 سنگ دانه ماسه است سنگ دانه لای است سنگ دانه رس است سنگ دانه شن است ‎ ‎ASTM (2 (مرز بین شن و ماس، الک نمره 4 است) سنگ دانه ماسه است سنگ دانه رس است ما در این نوع دانه‎بندی، سنگ‎دانه‎های مورد مصرف در بتن یعنی شن و ماسه را مورد تجزیه و تحلیل قرار می‎دهیم.

در ورد ماسه باید به این نکته توجه کنیم که ضریب نرمی ماسه به صورت زیر تعریف می‎گردد: 1/3 ‎ تذکر: افزایش ‎FM نشان‎دهنده‎ی درشتی دانه‎ها است.

تعریف: اندازه اسمی سنگ دانه: اندازه کوچک‎ترین الکی که حداکثر %10 وزن سنگ دانه روی آن باقی بماند.

شرح دستگاه‎ها و وسایل: 1- ترازو: برای مصالح درشت دانه یا مخلوطی از مصالح ریزدانه و درشت دانه، دقت ترازو 5/0 گرم یا 1/0 درصد، بار مورد آزمایش باشد.

برای مصالح ریزدانه دقت ترازو باید 1/0 درصد بار مورد آزمایش، یا 1/0 گرم باشد.

2- الک: این الک‎ها باید مشخصات ‎ASTM-E11 را دارا باشند و در حین انجام آزمایش باید طوری روی هم سوار شوند که از هدر رفتن مصالح هنگام الک کردن جلوگیری شود و قابل ذکر است که قطر اسمی سیم‎های آنها باید 8 میلی‎متر یا بزرگتر از آن باشد.

3- کوره: یک کوره مناسب که قادر باشد دمای یکنواخت 5110 درجه سانتیگراد را حفظ نماید.

4- لرزاننده مکانیکی روش آزمایش: نمونه آزمایش را تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 5‎110 درجه سانتیگراد قرار می‎دهیم.

برای دست‎یابی به مشخصات مورد نیاز مصالح باید الک‎هایی با اندازه‎های مناسب انتخاب شوند.

الک‎ها را به ترتیب شماره از بزرگ به کوچک و از بالا به پایین روی هم قرار داده و نمونه را روی الک بالایی می‎ریزیم.

الک‎ها را به کمک دست و یا با استفاده از لرزاننده به مدت کافی تکان می‎‎دهیم.

الک کردن را تا زمانی ادامه می‎دهیم که پس از آن به ازای هر 1 دقیقه الک کردن، کمتر از %1 وزن مصالح باقی مانده روی الک، از آن عبور می‎کند.

بعد از اتمام الک کردن وزن مصالح مانده روی هر الک را تعیین می‎کنیم.

وزن کل نمونه بعد از الک کردن باید با وزن اولیه نمونه کنترل شود و در صورتی که اختلاف این دو بیش از %3 باشد، نتایج قابل قبول نیست.

درصدهای عبور کرده، درصدهای کل باقیمانده یا درصد دانه‎ها با اندازه‎های مختلف را براساس وزن کل نمونه خشک اولیه محاسبه می‎کنیم و در حالت کلی باید جدول زیر را کامل و نمودار دانه‎بندی را براساس درصد عبوری و قطر ذرات رسم کنیم.

اطلاعات و نتایج به دست آمده: با توجه به روش آزمایش،‌ در آزمایشگاه 1 کیلو ماسه و 2 کیلو شن را مورد بررسی قرار دادیم و به نتایج زیر رسیدیم.

الف- شن به مقدار 2 کیلوگرم ‎gr 2000 = مقدار کل شن درصد مانده روی الک – 100 = درصد عبوری ب- برای ماسه: (‎gr 1000) ضریب نرمی به عنوان معیاری برای سنجش نرمی و زبری سنگ‎دانه‎های ریز (ماسه) به کار می‎رود.

این ضریب برابر است با جمع درصدهایی از ماسه که روی تمام الک‎های درشت‎تر از هر یک از الک‎های استاندارد باقی می‎ماند، تقسیم بر 100.

این ضریب نشانگری از دانه‎بندی ماسه نیست.

بحث و تفسیر و مقایسه با استانداردها: طبق آیین‎نامه آبا، استفاده از شن ‎mm38 ‎D> توصیه نمی‎شود ولی در هر حال از ‎mm36=D نباید تجاوز کند.

بعد قالب ‎lab = ‎t حداقل فاصله آزاد بین آرماتورها ‎Cover در جدول‎های زیر حدود دانه‎بندی برای ماسه و شن طبق استانداردهای مختلف آورده شده است: (حدود دانه‎بندی سنگ‎دانه‎های ریز طبق ‎BS) حدود دانه‎بندی سنگ‎دانه‎های درشت طبق ‎BS حدود دانه‎بندی سنگ‎دانه‎های درشت طبق ‎ASTM طبق آیین‎نامه بتن ایران (آبا)، به کار بردن سنگ‎دانه‎های درشت‎تر از 32 میلی‎متر در ساخت قطعات بتن مسطح توصیه نمی‎شود، ولی در هر صورت اندازه سنگ‎دانه‎ها نباید از 63 میلی‎متر تجاوز کند.

نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات: اطلاعات حاصل از این آزمایش را می‎توان برای تعمیم رابطه بین تخلخل و تراکم نیز به کار برد.

دانه‎بندی و حداکثر درشتی مصالح سنگی مصرفی در بتن در کارایی بتن تازه و در مقدار افت و آب‎بندی و پوکی بتن تأثیر دارد.

مقدار مصالح ریزدانه که از الک‎های نمره 50 تا 100 می‎‎گذرد در کارپذیری بتن تازه و صافی سطح بتن ساخته شده و مقدار آب مصرفی بتن تأثیر دارد.

هر چه درشت‏ترین دانه‌ مصالح درشت‎دانه بزرگتر باشد، برای تهیه بتن با کیفیت معین، به آب و سیمان کمتری نیاز است.

به علاوه هر چه دانه‎بندی مصالح درشت دانه بزرگتر باشد، مقدار آب لازم برای تأمین کارپذیری معین، کمتر می‎شود.

مصالح ریزدانه‎ای که دارای ضریب نرمی خیلی زیاد و یا خیلی کم است،‌ به خوبی ماسه متوسطی که ضریب نرمی میانه‎ای دارد، نیست.

کارپذیری بتنی که با ماسه درشت تهیه می‎شود کم است و بتن‎سازی با ماسه ریز نیز به صرفه نیست.

منابع و مراجع: 1- بتن مسلح، تألیف: شاور طاعونی 2- دستورالعمل آزمایشگاه‎های بتن، تألیف: مهندس شاه‎نظری 3- آیین‎نامه بتن ایران (آبا) 4- ‎ASTM C136-84a، ‎ASTM D75، ‎ASTM C1702، ‎ASTM C177 هدف: تعیین درصد رطوبت کلی سنگ دانه‎ها توسط خشک کردن تجزیه و تحلیل تئوری آزمایشی: این روش آزمایش برای تعیین درصد رطوبت قابل تبخیر در نمونه‎ای از سنگ‎دانه به کار می‎رود.

تعیین رطوبت سطحی و مقدار جذب آب بتن از نظر لازم است که مقدار آب مصرفی در بتن کنترل شده و وزن صحیح مصالح و نسبت آب به سیمان در وقت ساختن بتن مشخص باشد، چهار حالت مختلف رطوبت مصالح سنگی به شرح زیر می‎باشد: 1- خشک شده در کوره ‎- استخوان دانه کاملاً خشک، قابلیت جذب آب کامل 2- خشک شده در هوا ‎- سطح دانه خشک ولی دارای مقداری رطوبت داخلی 3- اشباع از آب در سطح خشک ‎- نه از بتن آب جذب می‎کند و نه به آن آب می‎دهد.

4- تر، یا مرطوب ‎- دانه دارای آب زیاد در سطح دانه است و آب اضافی به آب بتن، اضافه می‎شود.

شرح دستگاه‎ها و وسایل: 1- ترازو 2- منبع گرما: کوره‎ای (اون) است مجهز به تهویه که بتواند دمای اطراف نمونه را در حدود 5‎110 درجه سانتیگراد به طور ثابت نگه دارد.

3- ظرف نمونه: ظرفی که نمونه در آن ریخته می‎شود باید از جنسی باشد که تحت تأثیر دما قرار نگیرد و گنجایش آن برای نمونه کافی بوده و خطر ریختن نداشته باشد.

شکل ظرف باید طوری باشد که عمق نمونه از 5/1 حداقل بعد جانبی ظرف، تجاوز نکند.

(هنگامی که یک کوره مایکروویو استفاده می‎شود، ظرف باید غیرفلزی باشد).

4- همزن: یک قاشق فلزی یا کاردک با اندازه ‌مناسب می‎باشد.

روش آزمایش: در ابتدا نمونه‎گیری را با توجه به دستورالعمل 75‎D انجام می‎دهیم.

نمونه‎ای از سنگ دانه را تهیه می‎کنیم که نمایانگر مقدار رطوبت در دمای مورد نظر باشد و در مورد سنگ‎دانه‎های معمولی باید به این نکته توجه شود که قبل از توزین نمونه، از کاهش رطوبت آن جلوگیری کنیم.

نمونه را با دقت 1/0 درصد وزن مورد نظر، وزن می‎کنیم و با استفاده از منبع حرارتی انتخاب شده، نمونه را که در ظرف مناسب ریخته شده کاملاً خشک می‎کنیم.

بعد از اینکه نمونه خشک شده را بیرون آوردیم، صبر می‎کنیم تا سرد شود و ان را با دقت 1/0 درصد، وزن می‎نماییم.

برای به دست آوردن درصد کلی رطوبت از رابطه زیر استفاده می‎کنیم: که در آن ‎P: مقدار کلی رطوبت نمونه برحسب درصد و ‎w: وزن اولیه نمونه بر حسب گرم، ‎D: وزن نمونه خشک شده بر حسب گرم است.

نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات: اگر سنگ دارای خلل و فرج باشد باعث می‎شود آب در داخل روزنه‎های آن رفته و کارائی کاهش پیدا کند و همچنین مشکل یخ‎زدگی آب داخل خلل و فرج نیز پیش می‎آید و در حالت کلی اگر جذب آب به خاطر تخللی زیاد شود: 1- چسبندگی مواد تشکیل‎دهنده بتن کاهش پیدا می‎کند.

2- مقاومت بتن در برابر یخ‎زدگی کاهش پیدا می‎کند.

3- پایداری شیمیایی بتن کم می‎شود.

4- مقاومت در برابر سانس کم می‎شود.

توجه: در هنگام کار باید دقت تنمود ذرات نمونه از ظرف بیرون نریزند.

حرارت‎دهی خیلی سریع ممکن است باعث خرد شدن بعضی دانه‎ها و در نتیجه افت آنها شود.

در مواردی که حرارت اضافی ممکن است خصوصیات سنگ‎دانه‎ها را تغییر دهد، و یا هنگامی که اندازه‎گیری دقیق‎تری لازم می‎باشد، از یک کوره کوچک با دمای کنترل شده استفاده گردد.

منابع و مراجع: ‎ASTM C 566-89 ‎- طراحی ساختمانهای بتن مسلح بر مبنای آبا، تألیف: طاحونی‎- دستورالعمل آزمایشگاه بتن، تألیف: مهندس شاه نظری.

هدف: تعیین چگالی و جذب آب مصالح سنگی ریزدانه تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش: در این آزمایش روش تعیین چگالی فضایی و ظاهری و روش تعیین جذب آب مصالح سنگی ریزدانه مورد بررسی قرار می‎گیرد.

چگالی فضایی و ظاهری مطابق تعاریف استاندارد ‎ASTM E12، برای دانه‎هایی که 24 ساعت در آب قرار داده شده‎اند، براساس وزن دانه‎های اشباع با سطح خشک، به صورت زیر تعریف می‎شوند:‌ 1- چگالی فضایی: شامل مواد جامد، فضاهای خالی نفوذناپذیر و نفوذپذیر سنگ‎دانه‎ها می‎باشد.

2- چگالی ظاهری: شامل مواد جامد و فضاهای خالی نفوذناپذیر می‎باشد.

(حجم وزن ناحیه نفوذپذیر سنگ‎دانه‎ها، دخالتی در چگالی ندارد).

3- چگالی فضایی: برای محاسبه حجم اشغال شده دانه‎ها، مخلوط بتن یا آسفالت یا غیره به کار می‎رود و ‎… حالت خشک و طبیعی و ‎SSD دارد.

سنگ‎دانه و آب ‎23 = ‎T ، ‎ = چگالی فضایی خشک = چگالی فضایی در حالت ‎SSD = چگالی ظاهری = درصد جذب آب ‎A وزن مصالح کاملاً خشک شده B وزن چگال‎سنج و آب C وزن چگال‎سنج حاوی نمونه و آب ‎S وزن مصالح اشباع با سطح خشک (حالت ‎SSD) چگالی فضایی مشخصه عمومی است که برای محاسبه حجم اشغال شده توسط دانه‎ها در مخلوط‎های مختلف به کار برده می‎شود.

این کمیت همچنین برای محاسبه فضاهای خالی دانه‎ها ‎(ASTM C29) و تعیین رطوبت دانه‎ها براساس جابایی سطح آب ‎(ASTM C70) مورد استفاده قرار می‎گیرد.

چگالی فضایی که با استفاده از دانه‎های اشباع با سطح خشک تعیین می‎شود، هنگامی به کار می‎رود که دانه‎ها مرطوب باشند.

برعکس، چگالی فضایی خشک برای دانه‎های خشک یا دانه‎هایی که فرض می‎شود خشک باشند به کار می‎رود.

کمیت جذب آب برای محاسبه تغییرات وزن سنگ دانه در اثر جذب آب در حفرات درونی آن و مقایسه با شرایط خشک به کار می‎رود.

شرح دستگاه‎ها و وسایل: 1- ترازو: یک ترازو با ظرفیت 1 کیلوگرم یا بیشتر و حساسیت 1/0 گرم یا کمتر.

2- چگالی سنج ‎(Pycnometer): بالن یا ظرف مناسب دیگری که نمونه ریزدانه مورد آزمایش در آن ریخته می‎شود و با توجه به میزان مواد مورد انتخاب در این آزمایش، بالن مدرج به ظرفیت 500 سانتیمترمکعب مناسب است.

3- قالب: یک قالب فلزی به شکل مخروط ناقص با قطر داخلی ‎3‎90 میلیمتر در بالا و 3‎90 میلیمتر در پایین و ارتفاع 3‎75 میلیمتر و ضخامت 8/0 میلیمتر.

4- تخماق ‎(Tamper): یک میله فلزی به وزن ‎15340 گرم.

روش‌ آزمایش: نمونه‎ای به وزن تقریبی 1 کیلوگرم از مصالح ریزدانه (ماسه) جدا می‎کنیم و پس از قرار دادن در ظرف مناسب و تا رسیدن به وزن ثابت، آن را در دمای 5‎110 درجه سانتیگراد خشک می‎کنیم.

پس از اینکه نمونه خشک شد، دانه‎ها را به مدت 424 ساعت در آب قرار می‎دهیم.

سپس آب موجود در ظرف محتوی دانه‎ها را به آرامی تخلیه می‎کنیم تا دانه‎ها به همراه آب هدر نروند.

نمونه را روی یک سطح صاف که جذب رطوبت نباشند پهن کرده و جریان هوای گرم را از روی آنها عبور می‎دهیم تا دانه‎ها به طور یکنواخت خشک شوند.

خشک کردن دانه‎ها را با شرایط ثابت ادامه می‎دهیم و در فواصل متناوب آزمایش مخروط را به شرح زیر تکرار می‎کنیم تا از رسیدن به شرایط اشباع با سطح خشک اطمینان حاصل شود.

آزمایش مخروط برای بررسی رطوبت سطحی بدین صورت است که قالب مخروطی را از طرف خطر بزرگتر روی یک سطح نرم که جاذب رطوبت نباشد، قرار می‎دهیم.

قسمتی ار زیزدانه نسبتاً خشک را به طور سمت در قالب می‎ریزیم تا از سر قالب سرریز کرده و قدری روی آن انباشته شود.

قالب را را دست نگه می‎داریم و با تخماق 25 ضربه به توده می‎زنیم.

پس از کوبیدن، ماسه سست روی قالب را کنار زده و قالب را به طور عمودی بالا می‎کشیم.

اگر هنوز رطوبت سطحی وجود داشته باشد ماسه همچنان به شکل قالب باقی می‎ماند و هنگامی که ریزدانه کمی ریزش نماید، مشخص می‎شود که به شرایط با سطح خشک رسیده است.

اگر در اولین آزمایش مشاهده شد که دانه‎ها دارای رطوبت سطحی نباشند، می‎توانیم نتیجه بگیریم که دانه‎ها از شرایط اشباع با سطح خشک گذشته‎اند.

در این حالت چند میلی‎لیتر آب را با ریزدانه مخلوط کرده و نمونه را به مدت 30 دقیقه در محفظه سرپوشیده‎ای قرار می‎دهیم و سپس مراحل خشک کردن و آزمایش مخروط را تا حصول شرایط مطلوب ادامه می‎دهیم.

پس از اطمینان از حصول شرایط مورد نظر مقداری ریزدانه (مثلاً n کیلو ماسه) را انتخاب می‎کنیم.

قسمتی از چگالی‎سنج را با آب پر کرده و سپس 10‎500 گرم ماسه اشباع با سطح خشک را داخل آن می‎ریزیم.

سپس تا پر شدن تقریباً %90 حجم ظرف به آن آب اضافه می‎کنیم.

برای خارج شدن حباب‎های هوا چگال‎سنج را تکان می‎دهیم.

سپس سطح آب داخل چگالی‎سنج را تا نشانه مشخصه ظرفیت آن رسانده و وزن کل چگالی‎سنج حاوی آب و نمونه را محاسبه می‎کنیم.

‎‏‎(c) تذکر: می‎توانیم وزن کل چگالی‎سنج، نمونه و آب را به صورت زیر نیز محاسبه کنیم: ‎W +‌‎S ‎+ ‎Va 9975/0 = ‎C ‎C وزن چگالی‎سنج با نمونه و آب ‎Va حجم آب افزوده شده به چگالی‎سنج (میلی‎لیتر) ‎S وزن نمونه اشباع با سطح خشک ‎W وزن چگالی‎سنج‎های (گرم) بعد از به دست آوردن وزن کل چگالی‎سنج حاوی آب و نمونه، ماسه را از چگالی‎سنج خارج کرده و آن را تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 5110 خشک می‎کنیم.

سپس به مدت 5/01 ساعت آن را در دمای اطاق قرار می‎دهیم تا سرد شده و سپس آن را وزن می‎کنیم.

وزن چگالی‎سنج را در حالیکه تا نشانه مشخصه از آب پر شده را تعیین می‎کنیم، می‎توانیم این وزن را از رابطه زیر نیز به دست آوریم: ‎W + ‎V 997/0 = ‎B ‎B ‎ وزن بالن پر شده از آب (گرم) ‎V حجم بالن (میلی‎لیتر)‌ ‎W وزن بالن خالی (گرم) بعد از محاسبه تمام پارامترها چگالی فضایی، چگالی ظاهری و درصد جذب آب را به صورت زیر محاسبه می‎کنیم: = چگالی فضایی ‎ = چگالی فضا یی در حالت ‎SSD = چگالی ظاهری 100‎ = درصد جذب آب اطلاعات و نتایج به دست آمده: با توجه به شرایط و امکانات مکانی و زمانی موجود در آزمایشگاه فلوچارت زیر و محاسبات بعد از آن مراحل انجام این آزمایش با توجه به روش آزمایش می‎باشد: 1 کیلوگرم ماسه ‎ داخل سینی ‎ روش آب می‎ریزیم ‎‌ همش می‎زنیم 24 ساعت باید بماند تا آب به خوردش برود سنگ‎دانه را بیرون می‎آوریم سشوار می‎زنیم سطح آن خشک می‎شود ‎gr 500 ورمی‎داریم 500 = S‎ ‎gr100 را ورمی‎داریم داخل قوطی رطوبت ‎ 24 ساعت داخل اون می‎ماند درصد جذب آب محاسبه می‎گردد.

بحث و تفسیر در مقایسه با استانداردها: وزن مخصوص مصالح سنگی، نسبت وزن این مصالح به وزن آب هم حجم می‎باشد.

بیشتر مصالح سنگی عادی دارای وزن مخصوص بین 4/2 تا 9/2 می‎باشند.

وزن مخصوص فضایی مصالح سنگی، وزن مقدار مصالحی است که ظرفی به حجم یک مترمکعب را پر نماید.

عامل مؤثر در چگالی ظاهری، شکل ذرات و دانه‎بندی می‎باشد.

نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات: هرگاه دانه‎هایی که در تهیه مخلوط بتن به کار می‎روند در شرایط رطوبت طبیعی باشند، می‎توان از خشک نمودن اولیه نمونه برای رسیدن به وزن ثابت صرفنظر کرد و حتی اگر سطوح دانه‎هایی که در ساخت بتن به کار می‎روند نیز مرطوب باشند، خیساندن نمونه‎ها به مدت 24 ساعت لازم نخواهد بود.

روابط زیر بین سه نوع چگالی مورد بحث ما صادق است که برای کنترل نتایج آزمایش و یا محاسبه برخی از کمیات تعیین نشده مفید می‎باشند: Sd (100/ A + 1) = ‎Ss ‎Sd = چگالی فضایی براساس خشک ‎Ss = چگالی فضایی (اشباع با سطح خشک) ‎Sa = چگالی ظاهری ‎A = درصد جذب آب منابع و مراجع: 1- ‎ASTM – C128-88، ‎ASTM E12، ‎ASTM C29، ‎ASTM C70.

2- طراحی ساختمانهای بتن مسلح بر مبنای آبا، طاحونی.

3- دستورالعمل‎ آزمایشگاه بتن، شاه نظری.

هدف: تعیین چگالی و جذب آب مصالح سنگی درشت دانه تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش: به طور کلی تعیین چگالی و جذب آب مصالح سنگی درشت دانه از روابط و فرمول‎های مصالح سنگی ریزدانه پیروی می‎کند.

برای یادآوری مجدداً بعضی از آن موارد را توضیح می‎دهیم: 1- جذب آب، عبارت است از افزایش وزن دانه‎ها در اثر آبی که در خلل و فرج آنها نفوذ می‎کند.

این عدد به صورت درصدی از وزن خشک دانه‎ها بیان می‎شود.

2- چگالی ‎- نسبت جرم واحد حجم یک ماده به جرم همان حجم از آب در یک دمای معین، چگالی نامیده می‎شود.

3- چگالی ظاهری ‎- نسبت وزن واحد حجم قسمت نفوذناپذیر سنگ دانه در دمای معین به وزن همان حجم آب مقطر در آن دما را گویند.

4- چگالی فضایی ‎- نسبت وزن واحد حجم سنگ‎دانه‎، شامل قسمت نفوذپذیر و ناپذیر ذرات به جز حفرات بین آنها، در دمای مشخص به وزن همان حجم آب مقطر در آن دما را گویند.

5- چگالی فضایی ‎(SSD) – نسبت واحد حجم مصالح سنگی، شامل وزن آبی که پس از 24 ساعت غرقاب کردن داخل خلل و فرج ذرات را پر می‎کند در دمای مشخص به وزن همان حجم آب مقطر در آن دما را گویند.

‎ ‎ چگالی فضایی ‎100 × = درصد جذب آب حالت ‎SSD ‎A ‎ وزن نمونه خشک شده B وزن نمونه اشباع شده با وزن خشک C وزن نمونه اشباع در آب شرح دستگاه‎ها و وسایل: 1- ترازو 2- ظرف محتوی نمونه (سبد سیمی 6‎#): یک سبد سیمی که اندازه سوراخ‎های آن ‎mm35/3 (نمره 6) یا ریزتر باشد.

ظرف باید طوری ساخته شده باشد که از محبوس شدن هوا هنگام خیس کردن دانه‎ها جلوگیری کند.

3- مخزن آب 4- الک: الک نمره 4، (75/4 میلیمتر) 5- گرم‎کن (سشوار) 6- قوطی رطوبت روش آزمایش نمونه دانه‎ها را کاملاً مخلوط کرده و مقداری مورد نظر از آن را برمی‎داریم.

مصا لح را از الک نمره 4، به صورت خشک و به کمک شستشو با آب عبور می‎دهیم تا خاک و دیگر موادی که سطوح دانه‎ها را پوشانده‎اند از آنها جدا شوند.

این نمونه را تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 5‎110 درجه سانتیگراد خشک می‎کنیم، سپس آن را به مدت 1 تا 3 ساعت در دمای اتاق قرار داده تا سرد شود (اگر دانه‎هایی که برای تهیه مخلوط بتن به کار می‎روند، در شرایط رطوبت طبیعی باشند، می‎توان خشک کردن نمونه در مرحله اول را حذف کرد) سپس دانه‎ها را به مدت 424 ساعت در دمای اطاق داخل آب نگاه می‎داریم.

بعد از طی کردن این مدت نمونه را از داخل آب خارج ساخته و آن را روی پارچه جذب رطوبت پهن کرده تا لایه‎های آب قابل رویت از روی دانه‎ها رفع شود.

نمونه را که در شرایط اشباع با سطح خشک قرار دارد، وزن می‎کنیم و بلافاصله بعد از وزن کردن آنها، نمونه اشباع با سطح خشک را در ظرف نمونه قرار می‎دهیم و وزن آن را در آب با دمای 1723 درجه سانتیگراد و وزن مخصوص 2997 کیلوگرم بر مترمکعب تعیین می‎کنیم.

سپس مجدداً نمونه را در دمای 5110 درجه سانتیگراد تا رسیدن به وزن ثابت را خشک می‎کنیم و به مدت 1 تا 3 ساعت آن را در دمای اتاق قرار می‎دهیم تا سرد شود و مجدداً آن را وزن می‎کنیم.

با به دست آوردن توزیت مختلف موارد موردنظر را به دست می‎آوریم: