بر اساس استاندارد ملي ايران شماره 392 و دت 113 و 191-82 ASTM C

1- هدف:
تعيين زمان شروع گيرش خمير سيمان و تغيير وضعيت آن به حالت جامد

2- اهميت و كاربرد:
زمان گيرش اوليه مدت زمان سپري شده از لحظه اختلاط آب و سيمان مي‌باشد كه از اين بعد رشد كريستالهاي ناشي از هيدارسيون سيمان به اندازه‌اي است كه رواني خمير رو به كاهش مي‌گذارد. با توجه به اين كه غلظت مخلوط (ميزان آب نسبت به سيمان) در سرعت گيرش سيمان و به عبارتي در سرعت كاهش رواني خمير تاثير مي‌گذارد، آزمايش تعيين زمان گيرش اوليه بايستي با مقدار آب مشخص (غلظت نرمال) صورت گيرد تا اينكه نتايج اين آزمايش براي نمونه‌هاي مختلف سيمان پرتلند قابل مقايسه با يكديگر بوده و يا بتوان اين آزمايش را براي يك نمونه سيمان مشخص نسبت به مقادير قيد شده در مشخصات كارخانه‌اي آن محك زد. در ارتباط با اهميت اين آزمايش، با توجه به اينكه قبل از زمان گيرش اوليه، ميزان گيرش سيمان غير قابل ملاحظه است پس كليه عمليات ساخت، حمل، ريختن، تراكم و پرداخت بتن بايستي در اين محدوده زماني صورت گيرد، در غير اين صورت هرگونه حركت بتن در زماني كه بتن در حال سخت شدن است باعث كاهش پايايي و مقاومت فشاري بتن مي‌گردد، اين موضوع در مواقعي كه فاصله بين محل ساخت و مصرف بتن زياد است و يا اينكه عمليات بتن ريزي با مشكلاتي روبرو مي‌گردد حائز اهميت است در هر صورت بايستي قبل از زمان گيرش اوليه بتن در محل نهايي خود قرار گيرد. كاربرد اين آزمايش شناسايي زمان گیرش انواع سيمان پرتلند است. به عنوان مثال زمان گيرش اوليه سيمان ديرگير بيش از سيمان زودگير يا معمولي در شرايط يكسان مي‌باشد، كه مسلم بايستي براي آن نمونه نخست آزمايش تعيين غلظت نرمال انجام گيرد. همچنين اين آزمايش جهت بررسي كيفيت سيمانهاي مصرفي در كارگاه قابل استفاده است زيرا سيمانهاي فاسد شده داراي زمان گيرش بيش از حد متعارف مي‌باشند. زمان گيرش نهايي مدت زمان سپري شده از لحظه اختلاط آب و سيمان تا زماني است كه كارايي خمير به كلي از بين مي‌رود. بنابراين زمان گيرش نهايي مي‌تواند به عنوان زمان شروع عمليات نهايي هيدراسيون سيمان و خاتمه عمليات گيرش سيمان تلقي گردد.
زمان گيرش نهايي داراي كاربرد وسيعي نمي باشد ولي مي‌تواند جهت تعيين حد زماني عمليات پرداخت و ماله كاري نماي ظاهري بتن قابل استفاده باشد.

3- وسايل آزمايش:
دستگاه ويكات – براي آزمايش ضروري است و اجزاء تشكيل شده دهنده آن در آزمایش شماره 3 شرح داده شده است.
ترازو – حداقل ظرفيت 1 كيلوگرم با دقت 0.1 گرم يا كمتر.
استوانه مدرج – حداقل ظرفيت 200 ميلي ليتر.

4- دما و رطوبت:
درجه حرارت سيمان، آب و اتاق آزمايش در حين تهيه خمير سيمان و قالب گيري بايستي بين 17.7 و 23.3 درجه سانتي گراد باشد، آنگاه قالب سيماني كه براي آزمايش تهيه مي‌شود بايستي در تمام مدت آزمايش در حرارت 1.1±18.9 درجه سانتي گراد و در فضايي كه داراي حداقل 90 درصد رطوبت نسبي باشد و از جريان هوا دور باشد نگهداري شود.

5- روش آزمايش:
تهيه سيمان وآب: مقدار 500 گرم سيمان از نوع استفاده شده در آزمايش غلظت خمير نرمال (آزمايش شماره 3) نمونه برداري كرده و مقدار آبي مطابق غلظت نرمال آزمايش مذكور توزين نماييد. بهتر است نمونه سيمان قبل از توزين، از الك 1.18 ميليمتر الک شماره 16 در سیستم ASTM عبور داده شود تا از عاري بودن سنگ ريزه يا كلوخه اطمينان حاصل شود.
تنظيم دستگاه ويكات: براي اين منظور لازم است سوزن C به ميله B وصل شده، آنگاه در حاليكه سوزن C روي صفحه دستگاه قرار دارد، عقربه متحرك روي عدد صفر پايين تنظيم گردد، در اين صورت مي‌توان فاصله سر سوزن C را از روي دستگا‌ه (كف قالب حاوي نمونه) بوسيله عقربه تعيين نمود.
تهيه خمير سيمان: آب توزين شده در يك ظرفي با فضاي كافي، با نمونه سيمان مخلوط مي‌شود، زمان تهيه خمير از لحظه افزودن آب به سيمان خشك تا آ‎غاز ريختن خمير در قالب بايد 1.4±4 دقيقه باشد و عمل تهيه خمير بايد قبل از شروع علائم گيرش پايان يابد. ظرف و ديگر وسائل مورد استفاده بايستي كاملا تميز و خشك بوده و تمام آب توزين شده با سيمان مخلوط گردد.
قالب گيري خمير سيمان: پس از تهيه خمير سيمان، قالب ويكات در حاليكه روي صفحه غير متخلخلي قرار مي‌گيرد بايد بوسيله خمير سيمان پر شود، قالب را بايد يك باره با خمير پر كرد و سطح قالب بايد به سرعت از قمست‌هاي اضافي خمير پاك گردد، براي پر كردن قالب تنها دست كارگر و ماله مخصوص تهيه خمير بايد به كار رود و ماله به وزن تقريبي 213 گرم باشد. توسط ماله سطح خمير كاملا هم سطح قالب شده و صاف مي‌گردد به طوري كه روي سطح خمير حفره‌اي به چشم نخورد. لازم است توجه شود كه طي عمليات بريدن و صاف كردن، خمير سيمان فشرده نشود.
تعيين زمان گيرش اوليه قالب خمير را روي صفحه دستگاه زير سوزن قرار دهيد و سپس به آرامي سر سوزن را در تراز سطح خمير قرار داده و بوسيله پيچ مربوط آنرا محكم كنيد (در اين حالت عقربه بايستي عدد 40 ميلي متر را روي صفحه مدرج نشان دهد)، آنگاه دستگاه همراه با نمونه در داخل اتاق رطوبت قرار داده مي‌شود، پس از 30 دقيقه، با بيرون آوردن نمونه از اتاق رطوبت پيچ نگهدارنده ميله (B) را باز كرده تا سوزن در آن نفوذ كند. سوزن در مدت 30 ثانيه در داخل خمير نفوذ كند و فاصله سر سوزن در فاصله 5 ميلي متري كف قالب متوقف گردد. (در استاندارد ASTM سوزن بايد در فاصله 15 ميلي متري كف قالب متوقف گردد.) بنابراين در صورت لزوم عمل نفوذ سوزن در خمير بايستي هر 15 دقيقه تكرار گردد، در فواصل زماني نمونه در اتاق رطوبت بايستي نگهداري گردد، در صورتيكه نتوان مستقيما شرط آزمايش را ارضاء كرد لازم است تكرار نفوذ سوزن در خمير سيمان در زمانهاي متوالي به گونه‌اي باشد كه سوزن در فاصله بيش از 5 ميلي متر و كمتر از 5 ميلي متر قرار گيرد نكته قابل توجه آن است كه محل نفوذ سوزن در خمير سيمان داراي حداقل فاصله‌اي با محل‌هاي نفوذ ديگر باشد و همچنين حداقل فاصله‌اي با لب قالب داشته باشد.
براي تعيين زمان گيرش نهايي بايد به جاي سوزن (C) از سوزن (F) با ضميمه فلزي توخالي ا ستفاده شود سيمان وقتي بطور نهايي خود را مي‌گيرد كه اگر سوزن (F) را در تراز خمير سيمان روي قالب قرار داده و بوسيله باز كردن پيچ آنرا روي خمير فرود آوريم فقط اثر كمي بر روي سيمان بگذارد در حالي كه ضميمه فلزي آن هيچ اثري بر روي سيمان نگذارد، اگر بر روي سطح فوقاني آزمودني كف درست شده باشد بايد سطح زيرين آن را براي تعيين زمان گيرش نهايي به كار برد. با توجه به اينكه زمان گيرش نهایي براي سيمانهاي معمولي و زود سخت شونده حدود 10 ساعت است (مدت زمان بعد از اختلاط آب و سيمان) لذا در زمانهاي متوالي بايستي آزمايش جهت تعيين زمان گيرش نهايي انجام گيرد تا شرط مذكور اثبات گردد.

6- محاسبات:
چنانچه با تكرار نفوذ سوزن در خمير سيمان، سوزن در فاصله 5 ميلي متري از كف قالب متوقف شود در اين صورت مدت زمان از اختلاط تا اثبات شرط آزمايش به عنوان زمان گيرش اوليه محسوب مي‌شود، در غير اين صورت به وسيله رسم منحني تغييرات «زمان نفوذ» بر حسب «فاصله سوزن از كف قالب» و بدست آوردن زمان نفوذ نظير فاصله 5 ميلي متر از روي منحني، زمان گيرش اوليه تعيين مي‌گردد. توجه شود كه براي اين منظور لازم است عمل نفوذ حداقل سه مرتبه در فواصل زماني معين تكرار گردد طوريكه مقادير فاصله سوزن از كف قالب،كمتر و بيشتر از 5 ميلي متر باشد.
تذكر 1- نتايج آزمايش را در جدول(1) ثبت نماييد.

سوالات ؟
چنانچه زمان گيرش اوليه با استاندارد آن مطابقت نداشت علت را بيان كنيد.

بر اساس استاندارد ملی ایران شماره 319 و دت 116 و 187-86 ASTM C

1- هدف:
تعيین مقدار آب لازم جهت تهيه خمير سيمان با غلظت نرمال

2- اهميت و كاربرد:
چون ميزان آب خمير نمي تواند اختياري انتخاب گردد و از طرفي براي آنكه بتوان نتايج آزمايش زمان گيرش يا سلامت انواع سيمانها يا نمونه‌هاي ناشناخته سيمان را با يكديگر مقايسه نمود از اين جهت لازم است ميزان رواني خمير مورد آزمايش بوسيله ضابطه مشخصی مورد ارزيابي قرار گيرد كه در صورت عدم جوابگويي با شرايط مطلوب و استاندارد كه در زير آمده، غلظت آن تغيير داده شود تا شرايط مورد نظر حاصل گردد.
همچنين براي تعيين زمانهاي گيرش اوليه و نهايي و نيز آزمايش سلامت سيمان لازم است خمير سيماني با غلظت كنترل شده به كار برده شود.
مطابق استاندارد ايران چنانچه ميله آب سنج در مدت 30 ثانيه با نفوذ در خمير سيمان در فاصله 1±6 ميلي متري از كف قالب قرار گيرد. در اين صورت غلظت خمير، نرمال است، بر طبق استاندارد ASTM چنانچه ميله آب سنج در مدت 30 ثانيه در فاصله 1±10 ميلي متر كف قالب قرار گيرد غلظت خمير نرمال است. ضمنا مقدار آب خمير نرمال عموما بين 33-26 درصد وزن سيمان خشك مي‌باشد.

3- وسايل آزمايش:
ترازو – حداقل ظرفيت 1 كيلوگرم با دقت 0.1 گرم يا كمتر
استوانه مدرج – حداقل ظرفيت 200 ميلي متر
دستگاه ويكات – اين دستگاه مطابق شكل زير تشكيل شده از:
الف) پايه (D) كه بر روي آن ميله تحرك (B) قرار گرفته يك سر آن داراي سوزن متحرك به قطر 1.13±0.05 ميلي متر و به طول 50 ميلي متر و سر ديگر اين ميله در طول 50 ميلي متري داراي قطر 10±0.05 ميلي متر مي‌باشد كه به ميله آب سنج (غوطه ور G) معروف است و جهت آزمايش تعيين غلظت خمير نرمال سيمان بكار مي‌رود. ميله متحرك (B) داراي عقربه‌اي است كه بر روي يك صفحه مدرج متصل به پايه (D) بالا و پايين مي‌رود‏ حركت قائم ميله (B) نسبت به پايه و حركت قائم عقربه نسبت به ميله (B) توسط پيچ جداگانه قابل كنترل مي‌باشد، وزن كلي قسمت متحرك دستگاه ويكات در موقع استفاده همراه با سوزن C بايستي 1±300 گرم باشد (سر ديگر ميله بصورت ميله آب سنج ساخته شده است)، وزن سوزن C بايد 9±0.5 گرم باشد.
ب) قالب ويكات از يك استوانه شكافدار با قطر داخلي 80 ميلي متر و ارتفاع 40 ميلي متر كه بر روي صفحه غير متخلخل قرار مي‌گيرد تشكيل شده است، جدار خارجي استوانه داراي شيب دو درجه مي‌باشد و بوسيله حلقه قيدي شكاف استوانه كاملا بسته مي‌شود.

4- روش آزمايش:
مقدار 500 گرم سيمان از نوع سيمان مورد نظر نمونه برداري كرده حدود %25 وزن سيمان آب مناسب براي اختلاط توزين نماييد.
ميله آب سنج (G) را روي صفحه دستگاه قرار داده و عقربه متحرك روي صفحه مدرج دستگاه را روي عدد صفر پايين تنظيم كرده‏ در اين صورت مي‌توان فاصله سر ميله (G) را از صفحه دستگاه بوسيله عقربه تعيين نمود.
آب توزين شده را همراه با نمونه سيمان در يك ظرف با فضاي كافي، توسط يك قاشق بهم زده و پس از اينكه آب با سيمان مخلوط شد (بطوريكه آب به صورت آزاد ديده نشود) توسط دستكش لاستيكي به خوبي مالش داده و پس از كسب رواني آن را به شكل گلوله‌اي درآورده و در فاصله تقريبا 15 سانتيمتري، 6 بار از يك دست به دست ديگر پرتاب نماييد. توجه داشته باشيد زمان تهيه خمير از لحاظ افزودن آب به سيمان تا آغاز ريختن خمير در قالب نبايد از 4±1.4 دقيقه بيشتر شود.
پس از تهيه خمير سيمان، آن را به آرامي وارد قالبي كه در دست ديگر قرار دارد نموده بطوريكه هيچگونه فشاري به خمير سيمان وارد نگردد، سپس قالب را از طرف ديگر به آرامي ولي با سرعت عمل بر روي صفحه كاملا صاف قرار داده، بعد از تماس قالب با صفحه صاف قسمت اضافي خمير را بريده و توسط ماله سطح آن را يكسان با سطح قالب نماييد. تمام اين كارها بايد حداكثر در مدت 30 ثانيه انجام شود.
قالب خميردار را كه بر روي صفحه صاف قرار داد در زير ميله آب سنج (G) قرار دهيد و سپس به آرامي سر ميله آب سنج را در تراز سطح خمير قرار داده و بوسيله پيچ مربوطه آنرا محكم كنيد (در اين حالت عقربه بايستي عدد 40 ميلي متر را روي صفحه مدرج نشان دهد)‏، با باز كردن پيچ به مدت 30 ثانيه ميله (G) در خمير نفوذ مي‌كند كه بايد موقعيت آن را قرائت و يادداشت نماييد. هنگام آزمايش نبايد هيچ لرزشي در دستگاه آزمايش ايجاد شود. اگر ميله پس از آزاد شدن در مدت 30 ثانيه در فاصله 5 تا 7 ميلي متري كف قالب قرار گيرد، غلظت خمير نرمال بوده است. در غير اينصورت براي رسيدن به چنين مخلوطي لازم است خميرهاي جديد سيمان با درصدهاي مختلف آب ساخته شوند تا اين شرايط اثبات گردد.
تذكر 1- ظروف و ديگر وسايل آزمايش بايد كاملا تميز و خشك باشند و تمام آب توزين شده با سيمان مخلوط گردد.
عمل نفوذ ميله در خمير در فاصله زماني كمي پس از وارد كردن خمير در قالب صورت گيرد.
ميله (G) تقريبا در وسط قالب به داخل خمير سيمان نفوذ داده شود.
درجه حرارت سيمان، آب و اطاق آزمايش در خلال تهيه خمير و پر كردن قالب بايستي 17.7 تا 23.3 درجه سانتيگراد باشد.

5- محاسبات:
چنانچه با تكرار آزمايش مقدار نفوذ ميله (G) مطابق استاندارد بدست آيد در اين صورت ميزان آب به كار رفته جهت توليد اين خمير مي‌تواند مبناي محاسبه خمير نرمال قرار گيرد:
gc = Ww / Wc
در حاليكه:
gc - غلظت خمير نرمال
Ww - وزن آب در مخلوط
Wc - وزن سيمان در مخلوط
در غير اينصورت بوسيله رسم منحني تغييرات (غلظت خمير) بر حسب «فاصله ميله از كف قالب» مقدار نظير فاصله 5 ميلي متر بدست مي‌آيد كه برابر غلظت نرمال خمير سيمان است توجه شود كه براي رسم منحني، آزمايش بايستي حداقل سه مرتبه تكرار گردد.
تذكر 2- منحني روي كاغذ ميلي متري رسم شود تا بتوان دقيقا غلظت نرمالي را بدست آورد.

سوالات
1- چرا بايد خمير سيمان را به مدت 4±1.4 دقيقه مالش داد.
2- علت تفاوت در مقدار فرو رفتن ميله آب سنج در خمير نرمال در استاندارد ايران 1±6 ميلي متر و استاندارد ASTM آمريكا (1±10) ميلي متر در چيست؟

بر اساس استاندارد ملي ايران شماره 390 و دت 109 و C204-89 ASTM و DIN-1164-85

1- هدف:
تعيين درجه نرمي سيمان پرتلند

2- اهميت و كاربرد:
يكي از عوامل موثر بر ميزان هيدراتاسيون ريزي دانه‌هاي سيمان مي‌باشد. هر قدر كه ذرات سيمان ريزتر باشد ميزان هيدرتاسيون افزايش مي‌يابد و بنابراين روند كسب مقاومت و گيرش زودتر انجام مي‌گيرد. بطور كلي دانه‌هاي 10 الي 24 ميكرون مقاومت سيمان را تامين مي‌كنند و لي براي تامين درجه خميري لازم به دانه‌هاي ريزتر از 10 ميكرون نيز نياز هست زيرا عامل پلاستيكي – نفوذناپذيري و اخذ مقاومت زياد و سريع بتن دانه‌هاي كوچكتر از 10 ميكرون مي‌باشد. همچنين ابعاد دانه‌ها نبايد از 5 ميكرون كوچكتر باشد زيرا سب گيرش بسيار سريع و احتمالا گيرش كاذب مي‌شود.
ذكر اين نكته در همينجا ضروري است كه توليد حرارت هيدراتاسيون تنها در واحد زمان افزايش مي‌يابد (به علت كاهش زمان گيرش) ولي كل حرارت هيدراتاسيون توليدي از زمان اختلاط به بعد تغييري نمي يابد از اين رو چنانچه مقاومت نهايي خمير يا بتن مد نظر باشد نرمي سيمان يكي از عوامل بسيار مهم مي‌باشد ولي مهمتر از تركيب شيميايي سيمان نمي باشد. قابل ذكر است كه افزايش ريزي سيمان باعث افزايش زمان آسياب نمودن و سيمان مصرف گچ زيادتر و كاهش سريعتر كارايي بتن مي‌گردد. هيدراتاسيون سيمان از سطح دانه‌هاي آن آغاز مي‌شود و سرعت واكنش شيميايي آب و سيمان به ريزي سيمان مربوط بوده و لذا هيدراتاسيون سريع و افزايش مقاومت سريع سيماني با ريزي بالا مورد نياز است. عملا دانه‌هاي بزرگتر از 0.1 ميلي متر 100 میکرون در آبگيري شركت نكرده و دانه‌هاي بزرگتر از 20 ميكرون پس از يك هفته مي‌تواند به افزايش مقاومت كمك كنند.
اين آزمايش به دو روش انجام مي‌گرديد.
الف- تعيين درجه نرمي سيمان از طريق بتن باقي مانده سيمان بر روي الك
ب- تعيين درجه نرمي سيمان از طريق دستگاه هوا تراوي (نفوذپذيري)
ابتدا به روش اول آزمايش را شرح مي‌دهيم و سپس به طريقه دوم.

3- وسايل آزمايش:
الك 90 ميكرون شماره 177 در سيستم ASTM
ترازو با دقت 0.1 گرم
دستگاه لرزاننده (شيكر)
اون دستگاه گرم كن كه قادر به توليد گرما يكنواخت تا 5±105 درجه سلسيوس باشد.

4- نمونه برداري:
براي هر بار آزمايش نياز به 100 گرم سيمان مي‌باشد.

5- روش آزمايش:
اين روش آزمايش كاملا اختياري است و براي اين منظور از الكهاي 90 ميكروني استفاده می گردد. براي انجام اين آزمايش 100 گرم سيمان را كه در اون در دماي 5±105 درجه سانتي گراد قرار داده ايم توزين مي‌نمايم سيمان را در محيط خشك و بدور از رطوبت تا درجه حرارت اتاق خنك مي‌كنيم و سپس تمام آنرا در داخل الك 90 ميكروني (همراه با زير الك ودرب) ریخته و سپس آنرا به مدت 25 دقيقه مطابق شرح زير الك مي‌كنيم.
الك كردن بدين طريق انجام مي‌گردد كه با يك دست الك را محكم و به صورت كمي مايل نگه مي‌دارند و سپس به وسيله دست ديگر ضربه‌هايي به الك وارد نموده و اين ضربات را به ميزان 125 بار در دقيقه تكرار كنيد و بعد از هر 25 بار يكدفعه آنرا به صورت افقي نگه داريد و با گرداندن 90 درجه چند ضربه ملايم به قيد الك بزنيد بعد از هر 10 تا 20 دقيقه يك بار سطح زيرين الك را با برس نرم براي باز كردن چشمه‌هاي الك پاك كنيد. بعد از 25 دقيقه الك كردن باقيمانده روي الك را با كج كردن و ضربه زدن روي ظرفي جمع آوري و توزين كنيد.
پس از خاتمه كار الك كردن باقي مانده را مجددا الك كنيد تا اينكه مطمئن شويد در عرض 2 دقيقه الك كردن كمتر از 0.1 گرم از آن الك مي‌گذرد.
وزن باقي مانده روي الك برحسب درصد وزني زبري وتا حدود 0.5 تقريب گزارش شود.
براي كنترل صحت آزمايش يك بار ديگر آزمايش را با 100 گرم سيمان تجديد كنيد. نتيجه آزمايش دوم نبايد بيش از 1 درصد با نتيجه آزمايش اول فرق داشته باشد. در صورت اختلاف بيشتر بود براي سومين بار آزمايش را تكرار كنيد و متوسط نتيجه سه آزمايش را گزارش كنيد.
محاسبات درصد نرمي سيمان به صورت زير محاسبه مي‌گردد.
Z درصد وزني زبري سيمان
Z = (R/W) * 100
R وزن باقي مانده سيمان روي الك 90 میکروني gr  N=100-Z
W وزن كل نمونه اوليه سيمان gr
N درصد وزني نرمي سيمان

ب- تعيين درجه نرمي سيمان پرتلند از طريق دستگاه هواتراوي (نفوذپذيري) بلن
هدف- منظور از اين آزمايش تعيين سطح مخصوص سيمان مي‌باشد.
اهميت و كاربرد:
سطح مخصوص سيمان عبارت است از سطح جانبي دانه‌هاي موجود در واحد وزن بنابراين واحد سطح مخصوص سانتي متر مربع بر گرم مي‌باشد.
مقادير تقريبي سطح مخصوص سيمانها به قرار زير مي‌باشد.
سيمانهاي ريزدانه حدود cm2/gr 4500
سيمانها با دانه حدود cm2/gr 3000
سيمانهاي درشت دانه حدود cm2/gr 2000
مطابق استاندارد ايران سطح مخصوص كليه سيمانها پرتلند شامل نوع 1 و 2 و 4 و 5 برابر cm2/gr 2600 و سيمان پرتلند نوع 3 تقريبا cm2/gr 4000 مي‌باشد.
همانگونه كه قبلا هم بيان شد سيمانهاي ريزدانه داراي گيرش سريع بوده اين نوع سيمان تاب مقاومت فشاري آن به ويژه در روزهاي نخست پس از گيرش سيمان از انواع ديگر سيمان پرتلند بيشتر مي‌باشد. معمولا مواد اوليه و درصد اختلاط سيمانهاي ريزدانه سيمانهاي ممتاز مانند سيمان پرتلند نوع 1 است تنها در ساخت آن دقت بيشتري صورت مي‌گيرد و اينكه آن را ريزتر آسياب مي‌كنند و در بعضي موارد بعد از آسياب كردن دوباره مي‌پزند.
نگهداري سيمان فله فقط در سيلو مجاز است نگه داري و ذخيره سازي نبايد در كيسه‌ها كه لايه كاغذي در شرايط مناسب بيش از 6 هغته و در سيلوهاي مناسب از 3 ماه تجاوز كند در صورت تجاوز مقاومت سيمان حدود 20 درصد كاهش مي‌يابد و سطح مخصوص آنها حدود 2000 سانتي متر مربع بر گرم كاهش مي‌يابد. در صورت تجاوز از مهلت هاي ياد شده سيمان بايد قبل از مصرف آزمايش شود و یا در قسمتهاي غير سازه‌اي مصرف می شود. به طور كلي رعايت شرايط استاندارد ملی ایران شماره 2761 الزامي است (آئين نامه كاربرد حفاظت و انبار كردن سيمان در كارگاه ساختمان)

وسايل آزمايش:
ترازو با دقت 0.1 گرم
دماسنج – زمان سنج
دستگاه بلن
اين روش آزمون به وسيله دستگاه هواتراوي (نفوذ هوا) موسوم به دستگاه بلن (Blaine) انجام مي‌گيرد و نرمي سيمان پرتلند را به طريق سطح مخصوص آن يعني مجموع سطح اشغالي بر حسب سانتي متر مربع بر يك گرم سيمان تعيين مي‌كند.
شرح دستگاه بلن
دستگاه بلن شامل وسيله كشش يك مقدار معيني هواست كه از میان يك بستر سيمان كه با تخلخل معيني تهيه شده باشد عبور نمايد. اندازه حفرها در بستر سيمان با تخلخل معين با اندازه دانه‌هاي سيمان رابطه دارد و مبين ميزان جريان هوا در داخل بستر است اين دستگاه چنانچه در شكل 1 نشان داده شده است داراي قسمتهاي مختلف زير است.

استوانه تراوايي (سلول):
اين استوانه معمولا از شيشه يا فلز سخت و ضد زنگ ساخته مي‌شود و قطر داخلي آن 0.1±1.27 سانتي متر مي‌باشد.سطح فوقاني محفظه نسبت به محور استوانه بايد يك زاويه قائمه تشكيل دهد ضمنا يك برآمدگي به عرض 1-1.2 ميلي متر در خود ساختمان محفظه و يا در داخل استوانه دورا دور (1.5±5 سانتي متر سطح فوقاني) براي نگهداري صفحه مشبك منظور مي‌كنند.

صفحه مشبك:
صفحه بايد از فلز ضد زنگ ساخته شود و داراي ضخامت 0.1±0.9 ميلي متر و تعداد 30 الي 40 سوراخ به قطر حداكثر يك ميلي متر باشد. به طوري كه فواصل آنها به طور مساوي روي صفحه مشبك تقسيم گرديده باشد. صفحه بايد به خوبی در داخل محفظه قرار گيرد و به آساني در داخل استوانه جاي گيرد.

سمبه (پيستون):
سمبه بايد از لامينات فنوليك ساخته شده باشد و داخل استوانه را با يك فاصله حداكر 0.1 ميلي متري پر كند كف سمبه بايد لبه تيز و نسبت به محور سمبه 90 درجه باشد. خروج هواي اضافي بايد از مركز و يا يكي از طرفين سمبه تامين شود قسمت بالاي سمبه بايد داراي كلاهك باشد به طوري كه وقتي سمبه كاملا داخل استوانه مي‌شود و كلاهك سمبه به بالاي استوانه مي‌چسبد يك فاصله 0.1±1.5 سانتي متري كف سمبه و قسمت بالاي صفحه مشبك باقي بماند.

كاغذ صافي:
كاغذ صافي بايد از نوع متوسط باشد (نوع 1 درجه B) كاغذ صافي بايد مدور و داراي لبه نرم و قطري برابر قطر داخلي محفظه باشد براي هر آزمايش بايد از كاغذ صافي نو استفاده شود. لوله فشار سنج (لوله مانومتريك): لوله u شكلي برابر مشخصات داده شده در شكل مي‌باشد.
قطر خارجي لوله 9 ميلي متر و در قسمت بالاي لوله كه استوانه تراوايي (سلول) روي آن قرار مي‌گيرد. بايد كاملا آبندي شود كه هوا نتواند از آن عبور كند. قسمتي از لوله U شكل كه به استوانه مربوط مي‌شود بايد با يك خط نشانه‌اي در فاصله 12.5 الي 14.5 سانتي متري زير شير خروجي هوا ساخته شود و ضمنا فواصل 1.5 و 7 و 11 سانتي متري همين خط فاصله برابر شكل با خط نشانه مشخص مي‌گردد.
طول لوله فشارسنج از كف تا زير شير هوا بايد 25 تا 30.5 سانتي متر باشد در فاصله حداكثر 5 سانتي متري لوله U يك شير آبندي شده بايد نصب شود و خود لوله U روي پايه‌اي بايد به خوبي مستقر شود و كاملا به شكل عمودي قرار گيرد.

محلول فشارسنج:
لوله U شكل بايد تا پائين ترين خط نشانه با محلول غير فواري پر شود كه رطوبت را جذب نكند و داراي ناروايي و وزن مخصوص كم باشد مانند دي بوتيل فتالات – دي بوتيل 1 بنزن – دي بوتيل 2 بنزن – دي كربوكسيلات – يا هر نوع روغن معدني سبك

زمان سنج:
زمان سنج بايد داراي دكمه قطع و وصل باشد و دقت خواندن آن تا نزديك 0.5 ثانيه و يا كمتر باشد.

حجم استوانه تراوايي (سلول):
حجم بستر فشرده شده سيمان در داخل استوانه تراوايي (سلول) بايد به وسيله جانشين كردن جيوه انجام شود.
حجم سلول كه در اين آزمايشگاه مورد استفاده قرار مي‌گيرد. Cm3 1.812 به وسيله جيوه اندازه گيري شده است.

تهيه نمونه:
نمونه سيمان مورد آزمايش را در يك شيشه درب دار كوچك 100 سانتي متر مكعب بريزيد و براي مدت دو دقيقه آنرا به شدت به هم بزنيد تا ذرات به هم چسبيده آن از يكديگر باز شود.

وزن نمونه:
مقدار سيمان استاندارد كه براي ميزان كردن دستگاه به كار مي‌رود مقداري است كه يك بستر سيمان با تخلخل 0.005±0.5 تشكيل دهد و به طريقه زير محاسبه مي‌گردد.

W وزن نمونه لازم براي آزمايش بر حسب گرم
ρ = تكاشف نسبي (وزن مخصوص نسبي) نمونه آزمونه (براي سيمان پرتلند gr/cm3 3-3.25)
V حجم (استوانه تراوايي) بستر سيمان

شرح آزمايش:
در اين آزمايش سطح مخصوص سيمان از روي زمان عبور حجم ثابتي از هوا تحت فشار معين و درجه حرارت معلوم از ميان قشر فشرده شده سيمان در شرايط مشخص محاسبه مي‌گردد.
ابتدا صفحه مشبك را در داخل سلول (استوانه تراوايي) در محل خودش قرار گيرد يك كاغذ صافي در داخل محفظه بگذاريد و با كمك مداد آنرا روي صفحه مشبك فشار دهيد مقدار معين سيمان وزن شده از رابطه 1 بدست آمده را با دقت 0.1 گرم توزين شده است در محفظه بريزيد آنگاه سطح سيمان را با ضربه‌هاي ملايمي كه به محفظه مي‌زنيد صاف كنيد. يك كاغذ صافي روي سطح سيمان قرار دهيد و سمبه را داخل كنيد تا آنجايي كه كلاهك آن به سطح استوانه برسد بستر سيمان را كاملا فشار دهيد و سپس سمبه را به آرامي از بستر سيمان خارج كنيد. محفظه تراوايي (سلول) را روي لوله U شكل قرار دهيد و مطمئن گرديد كه محفظه روي لوله به خوبي آبندي شده است (براي اطمينان از اين امر سطح تماس لوله مانومتريك و جداره خارجي سلول را با روغن كمي چرب كنيد دقت كنيد به كاغذ صافي و بستر سيمان اختلالي وارد نشود).
هواي موجود در يك بازوي لوله U شكل را به آهستگي تخليه كنيد به طوري كه محلول به بالاترين نشانه لوله برسد در اين موقع شير را ببنديد و زمان سنج را حاضر كنيد و همينكه مایع سنج به نشانه دوم لوله (از بالا) رسيد آن را به كار اندازيد و زماني كه به نشانه سوم لوله U شكل رسيد آنرا متوقف سازيد و فاصله زماني بين اين دو نشانه را با دقت 0.5 ثانيه بدست آوريد. درجه حرارت محيط آزمايشگاه را با دماسنج برحسب درجه سيلسيوس (سانتي گراد) مشخص نمائيد.
تذكر به علت خاصيت موئينگي در داخل لوله مانومتريك در موقع قرائت بين دو نقطه 2 و 3 بايد با دقت عمل نمود.
سطح مخصوص سيمان از رابطه زير بدست مي‌آيد.

S سطح مخصوص برحسب سانتي متر مربع بر گرم براي نمونه مورد آزمايش
Ss سطح مخصوص بر حسب سانتي متر مربع بر گرم از نمونه استاندارد براي ميزان كردن دستگاه
T فاصله زماني اندازه گيري شده در لوله مانومتريك بر حسب ثانيه براي نمونه آزمايشي
Ts فاصله زماني اندازه گيري شده در لوله مانومتريك برحسب ثانيه براي نمونه استاندارد براي ميزان كردن دستگاه
e تخلخل بستر نمونه مورد آزمايش كه در اينجا برابر 0.005±0.5 مي‌باشد.
es تخلخل بستر نمونه سيمان استاندارد براي ميزان كردن دستگاه
r تكاشف نسبي (وزن مخصوص نسبي) نمونه مورد آزمايش
rs وزن مخصوص نسبي (تكاشف) نمونه سيمان استاندارد براي ميزان كردن دستگاه
n ناروايي (لزجت ديناميكي) هوا بر حسب پواز poises براي نمونه مورد آزمايش
ns ناروايي (لزجت ديناميكي) هوا بر حسب پواز poises در دماي آزمايش نمونه استاندارد براي ميزان كردن دستگاه
چنانچه رابطه را ساده نمايم به صورت زير خواهد بود.

در اين آزمايشگاه نمونه استاندارد در دماي 25 درجه انجام گرفته است و به جاي قسمت اول فرمول مي‌توان ضريب 21 را جايگزين نمود.

لزجت ديناميكي هوا (ناروايي) بر حسب پواز بر طبق جدول زير مي‌باشد.

اين آزمايش را حداقل 2 بار انجام داده و سطح مخصوص عبارت است از حد متوسط نتيجه دو آزمايش و اين دو آزمايش با اختلاف 2 درصد نسبت به يكديگر قابل قبول است.
نکته : بعد از بيرون آوردن نمونه از استوانه (سلول) نمونه دو رنگ شده است.

بر اساس استاندارد ASTM C188-89

1- هدف:
تعيين جرم حجمي سيمان

2- اهميت و كاربرد:
جرم حجمي سيمان هيدروليكي به عنوان جرم واحد حجم ذرات جامد تعريف مي‌گردد. براي تعيين وزن مخصوص يك جسم بايد حجم وزن معيني از آنرا پيدا كرد.
در كليه مصالح ساختماني از جمله سيمان وزن مخصوص در حالتهاي مختلف بدست مي‌آيد از جمله وزن مخصوص ويژه gr/cm3. وزن مخصوص ويژه جسم جامد برابر است با وزن جسم جامد آن بخش بر حجم جسم جامدش جسم جامد را حداقل 24 ساعت در گرمخانه در دماي 5±105 درجه سانتی گراد نگهداري نموده تا كاملا خشك شود جسم جامد خشك شده را وزن كنيد و سپس حجم آنرا بدون فضاي خالي بدست مي‌آوريم و از تقسيم وزن جسم جامد بر حجم آن مي‌توان وزن مخصوص ويژه آنرا مشخص نمود. در مورد سيمان يا مصالح ديگر ساختماني پودر شده مي‌بايست از پودر رد شده از الك 200 استفاده نمود.
وزن مخصوص سيمان مطابق با استاندارد ايران به شرح ذيل مي‌باشد.
وزن مخصوص ويژه سيمان پرتلند gr/cm3 3-3.25
وزن فضايي كيسه نلرزيده gr/cm3 1-1.25
وزن فضايي سيمان لرزيده gr/cm3 1.5-1.8
وزن فضايي سيمان فله gr/cm3 1-1.3
وزن مخصوص ويژه سيمان پوزولاني gr/cm3 2.9-3

3- وسايل مصالح مورد نياز:
ترازو با دقت 0.1 گرم
قيف پايه بلند و كوتاه هر كدام يك عدد
نفت سفيد يا الكل يا هر مايع ديگري كه مناسب باشد.
پودر سيمان رد شده از الك 200 كه به مدت 24 ساعت در دماي 5±100 درجه سانتی گراد نگهداري شده است
بالن لوشاتليه – اين وسيله بالن استانداردي با مقطع دايره‌اي است كه شكل و ابعاد آن در شكل 1 نشان داده شده است. در شكل كليه مشخصات بالن در ارتباط با نوشته‌ها – فاصله‌ها – فضاها و درجه بندي‌ها مشاهده مي‌شود.
نفت سفيد يا الكل يا بنزين يا هر مايع شيميايي ديگر كه بر روي سيمان واكنش انجام ندهد و وزن حجمي آن كمتر از gr/cm3 0.62 باشد.

4- شرح آزمايش:
بالن را با نفت يا الكل يا هر مايع ديگري تا نقطه‌اي بين علامتهاي 0 تا 1 ميلي متر در ساقه بالن پرنمائيد. براي ريختن مايع از قيف پايه بلند استفاده كنيد. چنانچه قسمت داخلي لوله آغشته شده باشد قسمت بالاي لوله را خشك كنيد. در اين موقع مقدار مايع را در بالن را قرائت كنيد و آنرا يادداشت نمائيد (V0)
مقداري سيمان (گرم64) را با دقت 0.1 گرم وزن نموده (m1) (مشخصات سيمان قبلا ذكر شده است) و تمام سيمان را با دقت در داخل بالن بریزید بايد دقت نمود كه از مسدود شدن لوله بالن جلوگيري شود براي اين منظور مي‌توان از يك وسيله لرزاننده استفاده نمود. پس از آنكه تمام سيمان در داخل بالن ريخته شد. در پوش بالن را گذاشته و آنرا به صورت مايل تكان دهيد يا به آهستگي در مسير يك دايره افقي بچرخانيد طوري كه مطمئن شويد هواي بين دانه‌هاي سيمان خارج شود.
در اين مرحله مجددا سطح مايع را قرائت نمائيد (V1) و يادداشت كنيد.
تذكر 1- وسيله آزمايش قبل از انجام آزمايش بايد كاملا تميز و خشك باشد و تمام سيمان توزين شده در لوله ريخته شود.
تذكر 2- به علت خاصيت موئينگي لوله بايد روي قرائت اول و دوم دقت كافي را مبذول داشت.
تذكر 3- درجه حرارت مايع (الكل – نفت – بنزين و …) و پودر سيمان و بالن و محل آزمايش در خلال آزمايش 17.7 الي 23.3 درجه سانتي گراد باشد.

5- محاسبات:
حجم / جرم = m1 / V1 – V0 = وزن مخصوص ویژه سیمان

نکات :
1) بايد سيمان مورد آزمايش را قبل از آزمايش 24 ساعت در دماي 5±105 درجه نگهداري نمود
2) بايد سيمان را با الك شماره 200 الك نمود.

به طور کلی آزمایش‌های زیر برای ست پیچ و مهره و واشر انجام می‌شود:
آزمایش‌های ابعادی
آزمایش‌های متالورژیکی
آزمایش‌های مکانیکی
آزمایش‌های پوشش مقاوم خوردگی

آزمایش‌های ابعادی و نیز متالورژیکی در هنگام تولید پیچ و مهره و واشر، در کارخانه‌ی سازنده انجام می‌شود. آزمایش‌های مکانیکی پس از تولید پیچ و مهره و واشر، در کارخانه‌ی سازنده یا آزمایشگاه‌های مقاومت مصالح انجام می‌گیرند. آزمایش‌های مکانیکی برای مهندسان طراح و بازرسان سازه دارای اهمیت می-باشد. به‌طورکلی آزمایش‌های مکانیکی شامل آزمایش‌های کشش، سختی‌سنجی و ضربه می‌شود. آزمایش کشش خود شامل سه نوع آزمایش می‌شود که عبارتند از: آزمایش بار گواه، آزمایش کشش گوه‌ای بر روی نمونه‌ی کامل و آزمایش کشش بر روی نمونه‌ی ماشین‌کاری شده.

آزمایش ضربه :
در آزمایش ضربه که به آن «تاب نمونه‌ی زخم‌دار» نیز می-گویند، یک نمونه از مصالح مورد استفاده را برداشته، به کمک دستگاه پاندول‌دار و سقوط آزاد پاندول، قطعه شکسته شده و میزان انرژی جذب شده‌ی آن را اندازه‌گیری می‌کنند. آزمایش ضربه برای پیچ اجباری نیست اما در صورت امکان باید آن را انجام داد.

آزمایش کشش :
این آزمایش از آزمایش‌های بسیار معمول برای پیچ می-باشد. در آزمایش کشش، پس از بستن کامل پیچ با یک مهره از رده‌ی مقاومتی بالاتر بر روی دستگاه کشش، با سرعتی مناسب پیچ تا حد تنش تسلیم زیر کشش قرار گرفته و سپس به مدت ده ثانیه در همین حالت باقی می‌ماند؛ سپس بار کششی از روی پیچ برداشته می‌شود. در این آزمایش هیچ‌گونه شکست یا افزایش طول همیشگی در پیچ نباید وجود داشته باشد.

آزمایش کشش گوه‌ای :
پس از آزمون کشش این آزمایش بر روی پیچ انجام می‌شود. الزام آیین‌نامه برای انجام آزمایش کشش بر روی نمونه‌ی کامل و واقعی پیچ و مهره‌ی استفاده شده در پروژه است، مگر در مواردی که محدودیت ظرفیت دستگاه آزمایش وجود دارد و یا طول پیچ خیلی کوتاه است که در این حالت از نمونه‌ی ماشین‌کاری شده استفاده می‌شود. در این آزمایش باید دست-کم به مقدار چهار رزوه‌ی کامل از پیچ بین فک‌های دستگاه قرار بگیرد. حداکثر سرعت دستگاه نباید از 25 mm/min بیشتر باشد. شکست به‌وجود آمده تنها باید در بدنه‌ی پیچ باشد و در صورت بروز شکست در محل اتصال سرپیچ به بدنه، حتا اگر به مقاومت مورد نیاز نیز رسیده باشد، نمونه مورد پذیرش نیست. این شکست در پیچ‌های ساخته شده به روش فورج گرم بیشتر مشاهده می‌شود و بر همین اساس تا حد امکان باید از پیچ‌های ساخته شده به روش فورج سرد استفاده شود. از آن‌جایی که در ایران و در حال حاضر تنها تا قطر m24 به روش فورج سرد تولید می‌شود، در طراحی باید تلاش نمود تا از قطرهای بالاتر استفاده نشود.

آزمایش سختی‌سنجی :
این آزمایش در رده‌ی آزمایش‌های غیرمخرب پیچ بوده و برای آگاهی از میزان سختی قطعه و برابری آن با مقدار استاندارد انجام می‌شود. سختی‌سنجی برای بخش انتهایی، سطح صاف بدنه و سطح صاف سرپیچ انجام می‌شود. به‌طورکلی از سه روش برای آزمون سختی‌سنجی استفاده می‌شود که عبارتند از : روش برینل، روش راکول و روش ویکرز.
برای مهره از آزمایش کشش استفاده نمی‌شود و تنها آزمایش‌های بار گواه و سختی‌سنجی بر روی مهره‌ها انجام می‌گیرد. برای واشر نیز تنها آزمایش سختی‌سنجی انجام می‌شود.
جهت انجام آزمایش‌های لازم برای پیچ و مهره و واشر، باید تعداد نمونه‌ی لازم بر اساس جدول موجود در نشریه‌ی 264 (آیین‌نامه‌ی اتصالات) استفاده شود. باید دانست که از این جدول تنها می‌توان تعداد نمونه را برای پیچ با پوشش غیرگالوانیزه به‌دست آورد. اما آیین‌نامه‌ی astm تعداد نمونه جهت انجام آزمایش برای پیچ‌های پوشش‌دهی شده به هر دو روش گالوانیزه و غیرگالوانیزه را ارایه داده است .


اطلاعات تخصصی پیچ

پيچ ها :
تعریف پیچ : پیچ یک میله ی استوانه ای فلزی یا غیر فلزی است که روی محیط آن دندانه ایجاد شده است
پیچها به دلیل تنوع زیادی که دارند برای شناخت آنها نیاز به استاندارد است که انگلستان اولین تدوین کننده استاندارد بود.
استانداردهایی که امروزه رایج میباشد:
دین آلمان DIN ، استاندارد امریکایی واحد آن اینچ می باشد ANSIاستاندارد انگلیس JIS گوست استاندارد روسی WIT WORTH می باشند.
از آن‌جا که سیستم تولید پیچ و مهره در کشور ما و در حال حاضر بر اساس استانداردهای اروپایی می‌باشد، از مشخصات پیچ بر اساس DIN آلمان در طراحی‌ها و نقشه‌ها باید استفاده نمود.

دلايل اشكال در بستن پيچ
1) مواد خام پيچها وروغن كاري
2) ابزار نا سالم
3) خطاي ناشي از بي دقتي نيروي انساني

برای شناخت پیچها و تعریف پیچها به 4 مشخصه نیازمندیم:
1) قطر پیچ 2) طول پیچ 3) نوع کله پیچ 4) نوع دنده و گام پیچ فاصله قله دو نخ رزوه کنارهم

جنس پیچ به نوع استفاده ایی که از آن داريم بستگی دارد .
1) فولادی
2) برنج ، مس
3) کائوچو ( غیر فلزی )

موارد استفاده از پیچ :
1) اتصالات
2) انتقال قدرت
3) تبدیل نوع حرکات از دورانی به خطی و بلعکس

پیچ ها بسته به مکان مصرف بر اساس: شکل ظاهری، جنس، میزان گشتاور مورد نیاز، مقاومت به سایش، مقاومت به ضربه، . . . انتخاب می شوند. به عنوان مثال: پیچ چوب نیاز به سختی بالا و مقاومت به سایش بالایی ندارد ولی پیچی که در آهن بسته می شود مجبور است محل خودش را رزوه کند نیاز به مقاومت در مقابل سایش داشته باشد و لازم است گشتاور کند
پیچ‌ها به طور کلی به دو روش «فورج سرد» و «فورج گرم» تولید می‌شوند. روش فورج سرد دارای عیوب کمتر و کیفیت بهتری نسبت به فورج گرم می‌باشد.

روشهاي توليد پيچ :
معمولا پيچها را مي‌توان به طريق مختلف زير ساخت :
1) تراش پيچ بوسيله ماشين تراش.
2) تراش پيچ بوسيله ماشينهاي تراش كپي.
3) تراش پيچ بوسيله ماشين سري تراش.
4) پيچ تراشي با ماشينهاي پيچ تراشي.
5) پيچ تراشي با ماشينهاي فرز.
6) پيچ تراشي بوسيله حديده
7) پيچ تراشي بوسيله دستگاهي كه رنده آن داراي حركت دوراني است.
8) پيچ تراشي با سنگهاي سمباده (سنگ زني پيچها)
9) ساختن پيچ بوسيله غلطك كاري (غلطك زدن)
10) ساختن پيچ بوسيله ريخته‌گري.
11) فناوري ايجاد رزوه به روش رولينگ

انواع رزوه‌هاي پيچ :
از لحاظ اهميت تجارتي يازده نوع يا مجموع رزوه پيچ وجود دارند، كه بسياري از آنها داراي مجموعه‌هاي مشابه در سيستم متري و يكسان شده هستند :
1) مجموعه رزوه درشت (NC,UNC) : براي كاربردهاي عمومي كه در معرض ارتعاش نيست.
2) مجموعه رزوه ريز (NF,UNF) : براي بستن بيشتر قطعات هواپيما و اتومبيل.
3) مجموعه رزوه فوق‌العاده ريز (NEF, UNEF) : براي قطعات نازك كه بايد حداكثر تعداد رزوه در طول معيني واقع شوند.
4) مجموعه هشت رزوه‌اي(N,8UN) : هشت رزوه در اينچ، براي پيچهاي به قطر 1 تا 6 اينچ به منظور بستن فلانژ لوله‌ها و سرظروف استوانه‌اي كه براي مقابله با فشار بخار يا سيال داخلي لازم است كشش اوليه در پيچ ايجاد شود.
5) مجموعه دوازده رزوه‌اي (16N,12UN) : دوازده رزوه در اينچ. براي پيچهاي به قطر 2/1 تا 6 اينچ. اين رزوه‌ها مصرف چنداني ندارند.
6) مجموعه شانزده رزوه‌اي (16N,16UN) : شانزده رزوه در اينچ، براي پيچهاي به قطر 4/3 تا 6 اينچ. براي بيشتر مواردي كه رزوه ريز مورد نياز باشد.
7) رزوه امريكايي Acme.
8) رزوه دندانه ارّه‌اي
9) رزوه چهارگوش
10) رزوه پيچ حلزوني 29 درجه. اين چهار نوع آخر بيشتر براي انتقال حركت و نيرو به كار مي‌روند.
11) رزوه استاندارد امريكايي براي لوله.
رزوه‌هاي يكسان شده در قالب مجموعه‌هاي درشت (UNC,NC)، ريز (UNF,NF)، فوق‌العاده ريز (UNEF,NEF)، سه گام ( 8 ،12و 16) ساخته مي‌شوند. تعداد رزوه‌ها در هر اينچ بطور دلخواه و بر اساس قطر بزرگتر تعيين مي‌شود.

روش‌های پوشش‌دهی پیچ بر اساس ASTM :
ممکن است پس از ساخت، پیچ‌ها برای جلوگیری از خوردگی پوشش‌دهی شوند. روش‌های پوشش‌دهی عبارتند از: الف- پوشش گالوانیزه‌ی سرد یا الکترولیز، ب- پوشش گالوانیزه‌ی مکانیکی(که در ایران کمتر تکنولوژی آن وجود دارد)، پ- پوشش گالوانیزه‌ی گرم یا غوطه‌وری گرم، ت- پوشش غیرگالوانیزه یا رنگی.
آیین‌نامه‌ی ASTM به طور اکید توصیه می‌کند که برای پیچ‌های رده‌ی 10.9 از هیچ پوشش فلزی استفاده نشود، چراکه امکان به وجود آمدن ترک‌های هیدروژنی در پیچ وجود خواهد داشت. درنتیجه باید توجه داشت که در محیط-های خورنده از پوشش‌های غیرگالوانیزه یا رنگی استفاده نمود. تفاوت روش غیرگالوانیزه با گالوانیزه در مرحله‌ی اسیدشویی‌ست که باعث فعال شدن یون هیدروژن در فولاد پیچ می‌شود؛ در حالی‌که در روش غیرگالوانیزه، از روش شات‌بلاست یا پاشش ریزدانه‌ی فولادی به جای اسیدشویی استفاده می‌شود.

رده‌ی مقاومتی پیچ:
رده‌ی مقاومتی در پیچ‌ها بر اساس DIN با سه عدد 8.8، 10.9 و 12.9 تعریف شده است که در ایران رده‌ی 12.9 تولید نمی‌شود.

تعریف گام : به فاصله ی دو نقطه مشابه از دو دندانه ی مجاور گام پیچ می گویند .
به میزان پیشروی پیچ به ازاء یک دور کامل گام پیچ می گویند

پيچ تراشي
پيچ و رزوه از مهمترين اجزاء ماشين‌آلات هستند. رزوه تراشي به معناي ايجاد رزوه بر روي قطر يا سطح خارجي است.
از نظر فني، رزوة پيچ يك نخ با مقطع يكنواخت به شكل مارپيچ مستقيم بر روي سطح داخلي يا خارجي يك استوانه يا به شكل مارپيچ مخروطي بر روي سطح داخلي يا خارجي يك مخروط ناقص است. رزوه‌هاي روي سطح استوانه‌اي را رزوة مستقيم و رزوه‌هاي روي سطح مخروط ناقص را رزوه‌هاي مخروطي مي‌نامند. رزوه‌هاي مخروطي را براي اتصالات لوله‌ها كه لازم است به خوبي آب‌بندي شوند، به كار مي‌برند. ليكن رزوه‌هاي مستقيم كاربردهاي متنوعي دارند كه معمولي‌ترين آنها پيچ، مهره و اجزاء قطعاتي هستند كه بايد به يكديگر متصل شوند.

انواع پيچ :
پيچ هاي تي شكل يا اصطلاحاً T – BOLT : كه با سه DIN معرفي ميشود .( پيچ t با din 186 – 188 – 261)

پيچ هاي سر ششگوش : ( كه انواع مختلف دارند )
•
• پيچ هاي سر ششگوش (DIN 6914) : با اين پيچ از نظر ابعادي آچار گير آن با پيچ هاي قبلي متفاوت بوده و بزرگتر ميباشد و متريال آن 10.9 معرفي شده است •
• پيچ سر ششگوش (DIN 7968) : اين پيچ با پيچ هاي قبلي از نظر قطر ساق پيچ متفاوت است كه اصطلاحاً اين پيچ را فيت بولت ( FIT BOLT ) مينامند به طوري كه ساق پيچ از قسمت رزوه آن ضخيم تر است . •
• پيچ هاي سر ششگوش (NMG101 – NMG102) : اين 2 نوع پيچ جزء استانداردهاي امريكا با 2 نوع رزوه به نام هاي UFN (دنده ريز) و UNE (دنده درشت) با كلاس 8.8 معرفي ميگردد كه به صورت اينچ هم قد و هم قطر آن محاسبه ميگردد . •
• پيچ هاي سر ششگوش (DIN 610 , 609) : اين 2 نوع پيچ نوعي ديگر از پيچ هاي DIN 7968 ميباشد كه همان فيت بولت ميباشد . •
• پيچ هاي سرششگوش (DIN 787) : اين پيچ به صورت چهار گوش بوده و ارتفاع گل اين پيچ نسبت به نوع و جاي مصرف آن متغيير ميباشد . اين پيج در كلاس 8.8 معرفي شده است .

پيچ چشمي (EYE BOLT – DIN 444) : اين پيچ به دليل شكل ظاهري آن كه يك سوراخ در بالاي سر پيچ قراردارد به پيچ چشمي معروف است اين پيچ با كلاسهاي 5.6 , 4.6 معرفي گرديده و كاربردي بسيار در صنايع مختلف دارد .

پيچ سر خروسكي (DIN 316 wing screw) : اين پيچ به دليل شكل گل يا آچار گير آن كه شبيه تاج خروس ميباشد به آن خروسكي گفته ميشود و بيشتر در قطرهاي كوچك مورد مصرف ميباشد .

پيچ سر اطاقي (din 603) : اين پيچ به صورت سر گرد يا قارچي كه زير گل آن يك چهار گوش موجود ميباشد كه در محل خود قرار گرفته و از چرخش پيچ هنگام محكم كردن آن جلوگيري ميكند . اين پيچ در كلاسهاي 8.8 , 4.6 , 6.8 استنلس استيل و برنج معرفي شده است .

پيچ سر گرد اطاقي (DIN 605) : اين پيچ مانند پيچ DIN 603 در زير گل آن يك چهار گوش دارد ولي تفاوت اين پيچ در اين است كه گل اين پيچ سر تخت بوده ولي گل پيچ DIN 603 به صورت نيم گرد يا قارچي ميباشد . اين پيچ با 2 كلاس 8.8 , 4.6 معرفي شده است .

پيچ خاردار يا تك خار (DIN 604) : اين پيچ با گل يا سر گرد كه در زير آن يك زائده موجود ميباشد گل اين پيچ به صورت زاويه دار بوده و در داخل حفره اي كه براي آن در نظر گرفته است قرار ميگيرد . اين پيچ در كلاسهاي 6.8 , 8.8 , 4.6 معرفي شده است .

پيچ خاردار سر گرد كله قارچي (DIN 607) : اين پيچ مانند پيچ DIN 604 يك خار در زير گل خود دارد با اين تفاوت كه گل اين پيچ به صورت قارچي بوده ولي گل پيچ DIN 604 صاف و اصطلاحاً سر تخت گفته ميشود .

پيچ هاي سر استوانه خاردار (DIN 792) :گل اين پيچ به صورت سر استوانه يا گرد ميباشد كه در زير اين گل استوانه اي شكل يك خار جهت نگهدارنده پيچ در جاي خود قرار دارد . ارتفاع گل اين پيچ به دليل مصارف مختلف متغيير ميباشد .و با كلاس 8.8 معرفي شده است .

پيچ هاي سر مخروطي چاكدار (DIN 7969) : گل اين پيچ به صورت مخروطي بوده و يك شيار در گل آن موجود ميباشد كه جاي محكم كردن آن با پيچ گوشتي ميباشد اين پيچ با دو كلاس 8.8 , 6.8 معرفي شده است .

پيچ آلن : پيچي است كه در يك سرش حفره اي شش ضلعي دارد كه نوك آچار آلن هنگام استفاده در آن قرار مي گيرد .

پيچ آلن (DIN 906) : اين پيچ با قدي كوتاه كه اصطلاحاً به آن كور كن گفته ميشود مورد استفاده قرار مي گيرد .

پيچ آلن (DIN 911) : اين پيچ همان آچار آْن است كه ميله اي شش ضلعي ميباشد كه يك طرف آن خم شده و براي باز و بسته كردن پيچ هاي آلن استفاده ميگردد .

پيچ آلن (DIN 912) : اين پيچ جزء پر مصرفترين پيچ هاي آلن ميباشد اين پيچ با سري گرد كه يك طرف آن يك حفره شش ضلعي بزاي باز و بسته كردن آن وجود دارد معرفي شده است . اين پيچ با كلاسهاي 12.9 , 10.9 , 8.8 و استنلس استيل معرفي شده است . قابل ذكر است اين پيچ با رزوه هاي مختلف مانند UNE , UNF هم توليد ميگرد.

پيچ آلن (DIN 913 – 914 -915 – 96) : اين پيچ ها نوعي از پيچ آلن ميباشد كه تمام سطح آن رزوه شده . قسمت شش ضلعي آچار آن داخل خود پيچ ميباشد . تفاوت اين چهار نوع آلن در ابتداي سر پيچ ها ميباشد .

پيچ آلن (din 6912) : اين پيچ آلن با پيچ هاي آلن din 912 متفاوت است در شكل گل آن به اين صورت كه ارتفاع گل اين پيچ با din 912 كمتر مي باشد كه اصطلاحاً آن را گل كوتاه مي نامند .

پيچ آلن (din 7991) : اين پيچ آلن سر خزينه ميباشد به دليل سر مخروطي شكل خود كه داخل قطعه قرار ميگيرد . اين پيچ به دليل شك ظاهري خود مصارف زيادي دارد چرا كه بعد از باز و بسته شدن هيچ قسمتي از آن بيرون نميماند .

پيچ آلن كله قارچي (ISO 7380 – NMG 104) : سر اين پيچ آلن به صورت قارچ بوده و مورد مصارف خاص دارد.

پيچ هاي خودروMACHINE SCREW :
پيچ (din 84) : اين پيچ يك پيچ سر استوانه اي ميباشد كه بر روي استوانه آن يك شيار براي بسته و باز كردن آن با پيچ گوشتي مي باشد .

پيچ (din 85) : اين پيچ يك پيچ سر استوانه همانند پيچ با din 84 ميباشد با اين تفاوت كه بالاي استوانه اين پيچ يك حالت نيم گرد ميباشد .

پيچ (din 924) : اين پيچ يك نوع پيچ سر خزينه ميباشد كه اصطلاحاً آن را پيچ دو سو سر خزينه مينامند . اين پيچ همان پيچ با din 963 مي باشد .

پيچ (din965) : اين پيچ سر خزينه چهار سو ميباشد .

پيچ (din 7504) : اين پيچ در 5 تيپ تعريف شده : 1 – تيپ k اين پيچ يك نوع پيچ سر ششگوش و نوك مته اي ميباشد . 2- تيپ L اين پيچ سر شش گوش و شيار پيچ گوشتي خور و نوك مته اي ميباشد . 3 – تيپ N اين پيچ با سر كله قارچي چهارسو و نوك مته اي ميباشد .4- تيپ P اين پيچ با سر خزينه چهار سو و نوك مته اي ميباشد .5 – تيپ Q اين پيچ با كله نيم گرد و چهارسو و نوك مته اي ميباشد .

پيچ با تيپ 7976 – اين پيچ سر ششگوش و نوك تيز خودرويي ميباشد .

انكر بولت ها :
انكر بولت ها پيچ هايي هستند كه داخل ديوار يا زمين يا ورق هاي ضخيم قرار ميگيرد . انكر بولت ها با DIN 529 معرفي شده و با تيپ هاي A-B – C – D – E – F توليد و با كلاس 4.6 ميباشد .
‌انكر بولت با 3 استاندارد NMG 115 – 116 – 121 معرفي ميشود . اين پيچ ها بر اساس شكل ظاهري خود براي استفاده در سقف / ديوارها / كف / و ... به كار ميرود .

يو بولت ( U – BOLT ) با DIN 3570 با دو تيپ A , B – اين پيچ يك ميلگرد دو طرف رزوه ميباشد كه به صورت دو حرف U , J خم شده است كه براي بستن لوله و اتصالات مورد مصرف قرار ميگيرد .

پيچ مغزي پيچ گوشتي خور با DIN 417 – ISO 7435 - اين پيچ يك تكه ميلگرد تمام رزوه ميباشد كه بالاي آن يك شيار براي باز و بسته كردن آن وجود دارد . اين پيچ با DIN 427 , 438 مطابقت كرده ولي از نظر شكل هاي ظاهري با هم تفاوتهايي دارند .
پيچ دو سر رزوه با DIN 835 - اين پيچ ها به صورت يك ميلگرد ميباشد كه دو طرف آن رزوه شده و وسط آن بدون آن رزوه ميباشد . اين پيچ ها در قطر ها و طولهاي مختلف با كلاسهاي مختلف مورد استفاده هاي گوناگون دارد . كلاسهاي اين پيچ 5.6 , 8.8 , 10.9 ميباشد .

پيچ تمام رزوه با DIN 975 - اين پيچ مانند يك تكه ميلگرد ميباشد كه تمام طول آن رزوه شده است و هيچ نوع آچار گيري ندارد . اين پيچ در قطر ها و طولها و جنسهاي مختلف توليد و مصرف ميگردد .

پيچ دو سر رزوه با DIN 2510 - اين پيچ يك پيچ دو سر رزوه ميباشد و فاصله بين 2 رزوه كمتر از قطر رزوه ميباشد .

1- پیچهای متری (60°) – در این نوع پیچها کلیه اندازه ها به میلیمتر بوده و قطر خارجی پیچ را به همراه حرف M مشخص می نمایند.مثل M20 یا M10 یعنی پیچ میلیمتری که قطر خارجی آن برابر 20 یا 10 میلیمتر می باشد. از مشخصات مهم این نوع پیچها زاویه دندانه آن بوده که 60° می باشد . پیچهای متری بر حسب موارد مصرفی که دارند در دو سری دنده درشت و دنده ظریف ساخته می شوند. قطر پیچهای دنده درشت را فقط به همراه M مشخص می کنند ولی در پیچهای دنده ظریف بعد از اندازه قطر گام پیچ نیز با علامت ضربدر نوشته می شود.
از پیچهای متری برای محکم کردن قطعات و مخصوصا" اتصالات آب بندی استفاده می نمایند.

din 558 : اين پيچ به صورت تمام رزوه با متريال 4.6 , 6.8 توليد ميگردد

din 555- 601 اين پيچ به صورت نيم رزوه با متريال 4.6 , 6.8 توليد ميگردد كه تفاوت پيچ سر ششگوش در DIN 601 , 558 در اندازه قطر آچار گير آنها ميباشد . پيچ هاي مطابق با DIN 558 قطر آچار گير آنها كمتر از قطر پيچ هاي DIN 601 ميباشد . پيچ هاي سر ششگوش با DIN 931 – اين پيچ جزءكاربردي ترين پيچ ها ميباشد كه به صورت نيم رزوه ميباشد . اين پيچ در انواع قطر ها و با متريال هاي مختلف 5.6 , 8.8 , 10.9 و استنلس ستيل توليد ميگردد . پيچ هاي سر ششگوش با DIN 933 – اين پيچ ها به صورت تمام رزوه توليد و مورد مصارف بسيار دارد . اين پيچ از نظر ابعادي آچار با DIN 931 تفاوتي ندارد و فقط تمام رزوه ميباشد و متريالهاي توليدي اين پيچ هم مانند پيچ DIN 931 ميباشد .

تعریف محموله‌ی تولیدی :
به محصولاتی که از نظر ابعادی دارای مشخصات یکسان بوده و همه‌ی آن‌ها از یک شماره‌ی ذوب تولیدی مواد اولیه ساخته شده باشند یک محموله‌ی تولیدی یا یک «بَچ» می‌گویند. در نتیجه، برای انجام آزمایش‌های لازم پیچ، مهره و واشر، تعداد نمونه بر اساس هر «بچ» تعریف می‌شود.

مقدمه
جهت تعیین پارامترهای مهم آسفالت ساخته شده از جمله دانه بندی مصالح ، درصد قیر ، نوع قیر به کار رفته در آسفالت و غیره می توان از آزمایش های تجزیه آسفالت استفاده نمود. تفکیک قیر و مصالح سنگی از یکدیگر در مخلوط آسفالت را تجزیه آسفالت می گویند. بنابراین آزمایش تجزیه آسفالت ، ابزار مناسبی برای کنترل کار پیمانکاران خواهد بود و می تواند صدق کار آنان را به محک بگذارد.
برای انجام این آزمایش، ابتدا نیازمند نمونه برداری از آسفالت می باشیم. بسته به آسفالت که کوبیده شده باشد یا خیر، نمونه گیری متفاوت خواهد بود. نمونه گیری باید بر پایه علوم آماری صورت پذیرد تا نمونه گرفته شده بتواند به درستی بیانگر کیفیت کل آسفالت باشد. اگر آسفالت هنوز کوبیده نشده باشد و تولید زیاد باشد، از هر سیصد تن یک نمونه اخذ می شود ؛ که این نمونه ها به صورت کاملا اتفاقی از کامیون حامل آسفالت گرفته می شود. در صورتی که آسفالت کوبیده شده باشد معمولا به ازای هر سیصد تن یک نمونه کافی است که با دستگاه مغزه گیری به طور تصادفی بدست خواهند آمد.

شرح این آزمایش را می توان در استاندارد زیر جستجو نمود:
ASTM Methods:D 2172

هدف آزمایش
هدف از آزمایش تجزیه آسفالت ، تفکیک قیر و مصالح سنگدانه ای جهت تعیین پارامترهای مختلف قیر و سنگدانه از جمله نوع قیر، دانه بندی مصالح، درصد قیر و غیره می باشد.

وسایل آزمایش
• دستگاه سانتریفوژ
• دستگاه مغزه گیری
• ترازوی دقیق
• حلال
• کاردک
• سینی
• فیلتر
• گرمکن
• تایمر

روش انجام آزمایش
ابتدا با توجه به علم آمار، از آسفالت مورد نظر توسط دستگاه مغزه گیر نمونه تهیه می نماییم. سپس نمونه را در سینی قرار داده و در اون با دمای 110±0.5 درجه سانتیگراد می گذاریم تا نمونه از هم باز شود. پس از بیرون آوردن نمونه مقدار 300 گرم از آن را به روش چارک توزین می کنیم. دقت شود که نمونه باید پس از خارج کردن از گرمکن، سرد شود تا در هنگام افزودن نفت که به عنوان حلال در آزمایشگاه استفاده می شود، کلوخه نگردد.
ابتدا پیاله دستگاه سانتریفوژ را از دستگاه خارج کرده و آن را وزن می نماییم و وزن آن را یادداشت می کنیم.

اکنون مقدار 300 گرم آسفالت را در داخل ظرف می ریزیم. سپس به مقداری نفت در پیاله خواهیم ریخت که سطح آسفالت درون آن کاملا با نفت پوشیده شود. از جمله حلال هایی که برای این آزمایش متداول است می توان بنزین ، تترا کلرواتیلن و نفت را نام برد. نکته حائز اهمیت آن است که باید دقت شود از بنزین تنها در دستگاه های کاملا روبسته استفاده شود تا از خطر آفرینی آن جلوگیری شود.

حال حدود 10 دقیقه با کاردک مخلوط آسفالت و نفت را هم می زنیم تا به عمل حل شدن قیر و باز شدن آسفالت کمک نماییم. در این مرحله باید دقت شود که مخلوط آسفالت و یا نفت از پیاله خارج نشود.

پیاله را در جایگاه خود قرار داده و بر روی آن فیلتر را می گذاریم و سپس درپوش را نهاده و گیره های نگهدارنده را محکم می نماییم. هنگام استفاده از دستگاه سانتریفوژ باید دقت نمایید که سرعت را به یکباره به مقدار حداکثر نرسانید، بلکه این کار باید به آرامی صورت پذیرد. هنگامی دستگاه را روشن می نماییم ، می توان خروج مخلوط نفت و قیر را از نازل دستگاه مشاهده نمود. غلظت این مخلوط ابتدا زیاد بوده و رفته رفته از تیرگی رنگ آن و قیر موجود در آن کاسته می شود.

جهت خارج نمودن کامل قیر، باید چند بار به دستگاه نفت افزود و این کار را باید تا زمانی که مطمئن شویم دیگر قیری در نمونه باقی نمانده است، ادامه دهیم. برای دریافت این مطلب باید به غلظت و رنگ حلال خروجی از نازل توجه نمود.
یادتان باشد که فیلر نمونه هم به سبب اندازه بسیار کوچک همراه قیر و نفت از نازل خارج می شود و خطایی در محاسبات به وجود خواهد آمد. پس از آنکه از خروج کامل قیر اطمینان حاصل شد، پیاله را از دستگاه جدا نموده و فیلتر را در درون آن تکه تکه می کنیم و آن را آتش می زنیم تا باقیمانده قیر نیز بسوزد و سپس مورد توزین قرار می دهیم.

وزن پیاله را به همراه مصالح سنگی یادداشت نموده و با توجه به فرمول زیر، درصد قیر را بدست می آوریم.

که درآن:
ρ_s: درصد قیر نسبت به آسفالت
A: وزن کل نمونه
D: وزن مصالح بدون قیر
C: وزن پیاله به همراه مخلوط آسفالت
B: وزن پیاله خالی

مقدمه
فضای خالی در یک نمونه متراکم شده به حباب های هوای درون نمونه اطلاق می شود که به صورت درصد حجمی نسبت به حجم نمونه کوبیده شده بیان می گردد. حد مجاز فضای خالی با توجه به نوع آسفالت 3 تا 8 درصد و میزان بهینه آن برابر 5 درصد می باشد. میزان فضای خالی آسفالت از جمله پارامترهای بسیار مهم در طرح آسفالت می باشد زیرا در نظر نگرفتن این پارامتر می تواند عمر مفید راه و عملکرد آن را به شدت تحت تاثیر بگذارد. در صورتی که درصد فضای خالی آسفالت کمتر از یک درصد باشد، سبب بیرون زدن قیر از آسفالت می شود و در صورتی که بیش از حد مجاز باشد، استحکام و مقاومت آسفالت را کاهش می دهد و راه نفوذ آب به داخل آسفالت را فراهم نموده که سبب فروپاشی بافت مستحکم آسفالت خواهد شد.
برای قشر رویه حداقل 3 درصد فضای خالی می تواند حالت انعطاف پذیر آسفالت را حفظ نموده و از بروز پدیده قیر زدگی جلوگیری نماید. از جمله عواملی که در میزان فضای خالی آسفالت موثرند، عبارت است از دانه بندی مصالح سنگی، درصد قیر آسفالت و کوبیدگی قشر آسفالت؛ که این عوامل برای حصول به میزان درصد فضای خالی مناسب توسط آیین نامه ها کنترل می شود زیرا حدود مجاز دانه بندی کاملا مشخص بوده و حداقل و حداکثرکوبیدگی نسبی آسفالت نیز تعیین شده و نیز درصد قیر مناسب به کمک آزمایش مارشال با رعایت درصد فضای خالی تعیین می شود.
هرچه عمل غلتک زنی و تراکم بیشتر باشد، درصد فضای خالی آسفالت کاهش می یابد که حداقل کوبیدگی نسبی مطابق آیین نامه برابر 97% نسبت به تراکم ماکزیمومی است که در آزمایشگاه بدست می آید اما از آنجا که شرایط آزمایشگاه و عمل با یکدیگر تطابق ندارند، درصد فضای خالی آسفالت همواره بیشتر از آن است که پیش بینی می شود؛ بنابراین برای رسیدن به 3% فضای خالی در قشر رویه آسفالت لازم است حداقل کوبیدگی نسبی را به 98 تا 99% افزایش داد.

هدف آزمایش
هدف از این آزمایش، تعیین درصد فضای خالی آسفالت، درصد فضای خالی مصالح سنگی و در نهایت تعیین درصد قیر بهینه با کمک نتایج آزمایش مارشال می باشد.

وسایل آزمایش
• گرمکن
• دو عدد کاردک
• سینی
• ارلن 2 لیتری
• دستگاه تخلیه هوا
• ترازوی دقیق
• آب مقطر

روش انجام آزمایش
ابتدا نمونه ها را داخل سینی گذاشته، سپس درون به مدت 10 دقیقه گرمکن قرار می دهیم تا خوب باز شوند. ارلن را تمیز نموده و وزن می نماییم. ارلن را به اندازه ای از آب پر می نماییم که بعد از زدن چند ضربه با کف دست به دهانه آن، دیگر آبی از آن خارج نشود. بار دیگر بدنه بیرونی آن را خشک نموده و مورد توزین قرار می دهیم.
حال یک نمونه را از گرمکن خارج نموده و اجازه می دهیم سرد شود. سپس به روش چارک کردن مقدار 120 گرم مخلوط آسفالت را جدا نموده و درون ارلن خشک و تمیز می ریزیم. مقداری آب در ارلن می ریزیم به طوری که حدود 2 سانتی متر از سطح مخلوط آسفالت بالاتر بیاید. سر ارلن را با درپوش به خوبی می بندیم و ارلن را به دستگاه تخلیه هوا متصل می نماییم تا هوای درون منافذ مخلوط آسفالت خارج شود. برای تسریع این عمل، هر چند دقیقه یکبار ارلن را تکان می دهیم. عملیات مکش هوا تا زمان خروج کامل حباب های هوا از میان خلل و فرج مخلوط آسفالت ادامه می یابد.

پس از خروج کامل هوا، ارلن را از دستگاه جدا نموده و آن را تا زیر لوله نازل از آب پر می نماییم و مورد توزین قرار می دهیم. این مراحل را برای سایر نمونه ها انجام می دهیم و نتایج را در جدولی یادداشت می نماییم.
درصد فضای خالی آسفالت و مصالح سنگی مطابق فرمول های زیر بدست خواهد آمد:

A: وزن نمونه آسفالتی در هوا
D: وزن ارلن محتوی آب تا خط نشانه و نمونه بدون هوا
C: وزن ارلن پر از آب
Gmm: وزن مخصوص ماکزیموم آسفالت
Pgm: نسبت وزن مخصوص هایی محاسباتی آسفالت
Gmb: وزن مخصوص واقعی آسفالت که از آزمایش مارشال بدست آمده است
Vv: درصد حجمی فضای خالی آسفالت
Gsb: وزن مخصوص قیر واقعی
P3,P2,P1: درصد مصالح سنگی درشت دانه، ریزدانه و فیلر
G3,G2,G1: وزن مخصوص مصالح سنگی درشت دانه، ریزدانه و فیلر
V.M.A: درصد فضای خالی مصالح سنگی
ρ_s: درصد قیر آسفالت
با توجه به نتایج این آزمایش و آزمایش مارشال منحنی های مربوطه رسم می گردد و با توجه به این منحنی ها، درصد قیر بهینه بدست خواهد آمد که عبارت است از درصد قیری که آسفالت تهیه شده بر مبنای آن داراس بهترین مشخصات باشد؛ یعنی وزن مخصوص و مقاومت فشاری آن به ماکزیموم نزدیک و درصد حجمی فضای خالی آسفالت نیز در حدود استاندارد باشد.

مقدمه
روش های مختلفی برای طرح آسفالت وجود دارد که یکی از این روش ها، روش مارشال می باشد. در هر طرح آسفالت باید معیارهایی تعیین و مشخص گردد که بر اساس آنها آسفالت ساخته می شود. این معیارها عبارتند از:
وزن مخصوص واقعی آسفالت متراکم شده
درصد حجمی فضای خالی آسفالت متراکم شده
مقاومت فشاری آسفالت متراکم شده
تغییر شکل نسبی آسفالت متراکم شده
درصد حجمی فضای خالی مصالح سنگی در آسفالت متراکم شده
برای تعیین معیارهای فوق لازم است بر روی نمونه های ساخته شده به روش مارشال، آزمایش هایی صورت پذیرد. در این آزمایش ما قصد داریم وزن مخصوص واقعی آسفالت، مقاومت فشاری و تغییر شکل نسبی نمونه ها را تعیین نماییم. در طرح آسفالت به روش مارشال وزن مخصوص واقعی آسفالت مورد استفاده قرار می گیرد که طبق تعریف عبارت است از نسبت وزن آسفالت مورد آزمایش در هوا به حجم واقعی آن. منظور از حجم واقعی آسفالت نیز حجم نمونه به همان صورتی که ملاحظه می شود که شامل فضاهای خالی قابل نفوذ و غیر قابل نفوذ است، می باشد. وزن مخصوص واقعی آسفالت با توجه به شکل و حالت ظاهری آن به سه روش زیر تعیین می شود:
روش اندود نمودن با موم یا پارافین
روش معمولی
روش محاسبه ای
مشروح آزمایش تعیین وزن مخصوص واقعی آسفالت در استانداردهای زیر آمده است:
ASTM Methods: D 1188
AASHTO Methods: T 166
توجه داشته باشید که استانداردهای ذکر شده برای روش تعیین وزن مخصوص واقعی به روش اندود نمودن با پارافین می باشد و روش معمولی گرچه در آزمایشگاه ها بسیار متداول است، ولی هنوز به صورت استاندارد در نیامده است.

مقاومت فشاری یا تاب فشاری مارشال عبارت است از حداکثر باری که نمونه تحت آزمایش مارشال بدون اینکه شکستگی در آن ایجاد شود، تحمل می نماید. این مقاومت به تنهایی معیار پایداری محسوب نمی شود بلکه باید جهت تعیین این معیار، دو پارامتر مقاومت فشاری مارشال و روانی با هم بررسی شوند. تغییر شکل نسبی آسفالت یا همان روانی به میزان وارفتگی یا به عبارت دیگر تغییر شکل آسفالت تحت بار وارده اطلاق می شود. هر چه تغییر شکل نسبی بیشتر باشد، میزان وارفتگی آسفالت تحت تاثیر بار بیشتر خواهد بود. تعریف دیگری که می توان از روانی ارائه داد عبارت است از میزان فشردگی نمونه قبل از شکستن که در جهت عمود بر آن می باشد.

هدف آزمایش
هدف از این آزمایش، تعیین وزن مخصوص واقعی آسفالت، مقاومت فشاری مارشال، تغییر شکل نسبی آسفالت و نیز رسم نمودارهای این سه پارامتر نسبت به درصد قیر و در نهایت تعیین درصد قیر بهینه برای طرح مخلوط آسفالت می باشد.

وسایل آزمایش
• جک هیدرولیکی
• دماسنج
• حمام آب گرم
• دستگاه مارشال
• ترازوی دقیق

روش انجام آزمایش
تعیین وزن مخصوص واقعی آسفالت:
بعد از گذشت تقریبا دو ساعت، نمونه ها را به کمک جک هیدرولیکی از قالب ها خارج می نماییم. سپس تک تک نمونه ها را در هوا مورد توزین قرار می دهیم و مقادیر بدست آمده را یادداشت می نماییم (Wa). یادآوری می نماییم که روش کار ما برای تعیین وزن مخصوص واقعی آسفالت، روش معمولی می باشد.سپس وزن همه نمونه ها را در آب بدست می آوریم (Ww). مطابق فرمول زیر وزن مخصوص واقعی نمونه ها (Gmb) بدست خواهد آمد.

تعیین مقاومت فشاری و روانی:
نمونه ها را پس از خارج کردن از قالب و انجام آزمایش تعیین وزن مخصوص واقعی، به مدت 30 الی 40 دقیقه در حمام آب گرم با دمای 60±1 قرار می دهیم.در طول این مدت لازم است با دماسنج پیوسته دمای حمام آب را کنترل نماییم تا در محدوده مورد نظر باشد. علت انتخاب این شرایط برای نمونه ها آن است که بتوان حتی الامکان بدترین شرایطی را که ممکن استدر عمل آسفالت ایجاد شود، را فراهم نمود.
قبل از آنکه نمونه را در بین دو فک دستگاه قرار دهیم، لازم است فک ها را مانند نمونه ها گرم نماییم و سپس روغن کاری کنیم. سپس نمونه رادر داخل فک ها قرار می دهیم و گیج ها را صفر می نماییم. حال می توان دستگاه را روشن کرده و بارگذاری را شروع نماییم. چون دستگاه خودکار است، زمانی که نمونه دچار شکستگی شد، می توان به راحتی از روی مانیتور مقادیر مقاومت و وارفتگی را قرائت نمود. هنگامی نمونه دچار شکست می شود، درجه بارگذاری افزایش مقاومتی را نشان نمی دهد و ثابت می ماند؛ دقیقا در همین لحظه است که باید مقدار وارفتگی قرائت شود. در این مرحله باربرداری نموده و نمونه را از بین فک ها خارج می نماییم و مطابق فرمول زیر مقاومت مارشال را بدست می آوریم.
آسفالت مقاومت نیروی=مقاومت گیج درجه قرائت×تصحیح ضریب
علت اعمال ضریب تصحیح آن است که نمونه ها برای آنکه قابل مقایسه با یکدیگر باشند لازم است از شرایط یکسانی برخوردار باشند اما از آنجا که حجم نمونه ها یکسان نمی باشد و غالبا ضخامت نمونه ها نیز از 4 اینچ کمتر می باشد، بنابراین تصحیح نمونه ها بر حسب ضخامت و حجم ضرورت می یابد.
میزان وارفتگی یا روانی نیز مستقیما از گیج روانی بر حسب یک دهم میلیمتر بدست می آید.

مقدمه
یکی از انواع آسفالت ، بتن آسفالتی نام دارد كه با استفاده از مصالح شكسته با دانه بندي پيوسته و قير خالص با درجه نفوذ بين 60 الي 100 تهیه می شود. جهت تولید بتن آسفالتی و طرح آسفالت روشهای گوناگونی وجود دارد که در این میان سه روش زیر که متداولترند را می توان برشمرد:
• روش مارشال
• روش هابر فيلد
• روش ويم ( ژيراتوري )
هر سه روش فوق عملا نتايجي رضايت بخش داشته اند ولي آنچه در ايران بيشتر شناخته شده و كاربردي تر به نظر مي آيد روش مارشال است. روش هابر فیلد بیشتر در طرح بتن های آسفالتی با دانه بندی نسبتا ریز مانند شیت آسفالت که در آن مصالح 100 در صد از الک نمره 4 رد می شوند کاربرد دارد. در روش ویم عمل کوبیدن نمونه های آسفالت همراه با مالش انجام می گیرد و اندازه بزرگترین دانه های آسفالت همچون روش مارشال یک اینچ می باشد. روش مارشال نیز نخستین بار توسط مهندسی به نام بروس مارشال ارائه گردید و بعد ها نیز تغییرات زیادی در آن ایجاد شد تا اینکه به صورت کنونی تبدیل شد. این روش به طور مفصل در استاندارد ASTM D1559 شرح داده شده است.
آزمایش مارشال بر روی نمونه های استوانه ای به قطر 4 اینچ ( 10 سانتی متر ) و ارتفاع 2.5 اینچ ( 6.25 سانتی متر ) انجام می شود. عمل تراکم نمونه آسفالت ساخته شده با چکش 10 پوندی (4.5 کیلوگرمی ) و ازتفاع سقوط چکش 45 سانتی متری صورت می پذیرد. تعداد ضربات نیز بسته به میزان ترافیک طرح مسیر مورد نظر ف متفاوت می باشد.

هدف آزمایش:
هدف از انجام آزمايش عبارت است از: پيدا كردن رابطه بين تراكم و درصد قير ، به دست آوردن رابطه بين وزن مخصوص و درصد قير و همچنين رابطه بين درصد قير و فضاي خالي ، مقاومت فشاري و رسم منحني هاي مربوطه.

وسایل آزمایش:
• چکش مارشال
• قالب های مارشال (مولد)
• مخلوط کن
• قیر مذاب
• دماسنج
• ترازو و وزنه های مختلف
• 2 عدد کاردک
• روغن
• دستکش نسوز

روش انجام آزمایش:
نمونه هایی قبلا دانه بندی نمودیم را در آون ریخته و به مدت 24 ساعت در گرمچال قرار می دهیم به طوری دمای آن به حدود 170-160 درجه سانتیگراد برسد و رطوبت سنگدانه ها گرفته شود. لازم به یادآوری است که نمونه های دانه بندی شده ما همگی دارای وزن 1200 گرم و دانه بندی کاملا یکسان می باشند؛ علت این امر آن است که ما بتوانیم تاثیر این دو عامل را در آزمایش حذف نماییم. تعداد این نمونه ها باید 21 عدد باشد که 3 عدد از آنها به عنوان ذخیره تهیه می شوند و در صورتی که حین ساخت نمونه آسفالت خطایی صورت گرفت ، مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین باید 18 نمونه آسفالتی ساخته شود.
این 18 نمونه به 6 گروه 3 تایی تقسیم خواهند شد که هر گروه دارای درصد قیر یکسانی است. مقادیر درصد قیری که به سنگدانه افزوده خواهد شد به قرار زیر است:
4.0 ، 4.5 ، 5.0، 5.5 ، 6.0 ، 6.5
جهت شروع فرایند آزمایش ، ابتدا یک عدد قالب را با تمام ضمایمش در گرمچال قرار می دهیم تا با سنگدانه ها هم دما شود و همزمان یک آون را از گرمچال بیرون آورده و درون ظرف مخلوط کن می ریزیم و ظرف روی ترازویی قرار می دهیم که هم وزن در کفه مقابل ترازو ، وزنه وجود دارد. از فرمول زیر درصد وزنی قیر لازم را محاسبه می نماییم:

به یاد داشته باشید که رابطه بالا را برای هر گروه مساوی با درصد قیر مربوط به آن گروه قرار خواهیم داد. در کفه ای که وزنه ها قرار دارند 50 گرم وزنه اضافه می کنیم و سپس قیر مذاب را به آرامی در ظرف مخلوط کن می ریزیم . این کار را تا زمانی ادامه می دهیم که نشانه دو کفه روبروی هم بایستند و وزن دو کفه برابر شود. در اینجا یادآور می شویم که نباید دمای قیر بیش از 137 درجه سانتیگراد باشد زیرا در دمای بالای 137 درجه مشخصات قیر تغییر خواهد کرد. بنابراین سعی نمایید دمای قیر در حدود 137-130 درجه سانتیگراد باشد.

به وسیله کاردک ها سنگدانه ها را با قیر ریخته شده مخلوط می کنیم و سپس برای مخلوط شدن کامل در دستگاه مخلوط کن قرار می دهیم . برای آنکه در حین مخلوط شدن ، دمای مخلوط کاهش نیابد باید گرمکن مخصوص را زیر کاسه مخلوط کن قرار دهیم. مدت 5 دقیقه عمل مخلوط کردن را ادامه می دهیم اما باید توجه نمود که زمان مناسب برای قطع نمودن عمل همزدن توسط خود فرد آزمایشگر تعیین می شود؛ بدین صورت که باید تمامی سنگدانه ها به قیر آغشته شده باشند و سنگدانه ای خشک و به اصطلاح سفید نمانده باشد. احیانا پس از پایان میکس سنگدانه های سفید مشاهده شد ، با کاردک آنها را مخلوط می کنیم تا کیفیت مطلوب ما حاصل شود.
حال قالب را از گرمچال بیرون می آوریم و ابتدا به اندازه 3-2 سانتی متر مصالح ریزدانه را به وسیله کاردک ها در قالب می ریزیم و سپس سایر مصالح به طور یکنواخت به داخل قالب افزوده می شود. توجه داشته باشید که ما قبلا قالب را به روغن آغشته کرده بودیم ؛ این عمل سبب می شود که نمونه در پایان راحت تر از قالب بیرون بیاید و به بدنه قالب نچسبد. قالب مارشال از 3 قسمت تشکیل شده است که عبارتند از:
• استوانه اصلی ( قالب )
• سری قالب
• کفی قالب
قالب و سری قالب به صورت نری و مادگی می باشند که به راحتی بر روی یکدیگر قرار می گیرند. یادتان باشد که هنگامی که قالب ها و آون ها را از داخل گرمچال بیرون می آورید ، حتما از دستکش نسوز استفاده کنید زیرا آنها به شدت داغ می باشند!
پس ریختن تمام مخلوط به داخل قالب، با کاردک آنها را در داخل قالب اندکی مخلوط نموده تا از یکنواختی آن اطمینان حاصل کنیم. این کارها باید در زمان اندکی انجام شود تا از افت چشمگیر دما جلوگیری شود.

حال نمونه را زیر چکش تراکم مارشال قرار می دهیم. سطح چکش را قبلا به روغن آغشته کردیم. دستگاه های تراکم مختلفی در بازار موجود می باشد که ساده ترین آن چکش دستی است. امروزه بیشتر آزمایشگاه ها مجهز به چکش مارشال دیجیتالی می باشند. اگر از چکش های دیجیتالی استفاده می کنید، تعداد ضربه را روی 75 ضربه تنظیم نمایید. در صورت استفاده از چکش های دستی باید نمونه 75 بار با فاصله زمانی یکسان کوبیده شود. پس از کوبیدن 75 ضربه، قالب را بیرون آورده و برمی گردانیم تا از سمت دیگر آن ار زیر چکش قرار دهیم. این سمت نمونه را نیز با 75 ضربه می کوبیم.

حال با گچ روی نمونه میزان درصد قیر افزوده شده به آن را می نویسیم و در محلی امن قرار می دهیم تا در دمای محیط سرد شوند. در مورد تعداد ضربات باید این نکته را متذکر شویم که این تعداد بسته به نوع ترافیک طرح مسیر می تواند مقادیر 35 ، 50 و 75 ضربه به هر طرف نمونه را اختیار نماید.
این مراحل را برای سایر نمونه ها انجام می دهیم و البته باید توجه داشته باشیم که میزان درصد قیر هر گروه را به درستی بیافزاییم.
مقادیر وزنی برای سایر درصد قیرها در ذیل آورده شده است:

مقدمه
مقاومت داخلی مایعات را که مانع حرکت و جریان آنها می شود ، ویسکوزیته یا گرانروی و یا کندروانی می نامند. این کندروانی برای مایعات برحسب پوآز سنجیده می شود که همان پاسکال- ثانیه (Pa×s) می باشد. از آنجایی که قیرهایی که در دمای 25 درجه سانتیگراد دارای درجه نفوذ یکسانی هستند ، ممکن است سختی متفاوتی در دماهای بالاتر داشته باشند، ضرورت ایجاد می کند که آزمایشی انجام شود تا این تفاوت ها را به نمایش بکشد.
کندروانی قیر کمیتی است که خواص قیر را در درجه حرارت های بالا که معمولا درجه حرارت هایی است که در عمل مخلوط های قیری ساخته می شوند، مشخص می نماید. این کمیت در تعیین عملکرد قیر موثر است به طوری که هر اندازه قیر نسبت به گرما حساس تر باشد ، کندروانی آن در درجه حرارت های بالا کمتر خواهد بود. از جمله نکات اجرایی مهمی که می توان از کمیت کندروانی قیرها استخراج نمود، آن است که هر چه کندروانی قیر کمتر باشد، استفاده از آن قیر برای تولید و پخش آسفالت راحت تر خواهد بود و نیز جابجایی قیر از مخازن و اختلاط قیر با مصالح سنگی به سهولت انجام می شود.
نکته قابل تامل دیگر آن است که کندروانی قیر با پایداری آسفالت با تغییرات دما رابطه مستقیم دارد. بدین معنا که اگر کندروانی کم باشد، قیر در گرمای تابستان حالت خمیری پیدا خواهد کرد و سبب مواج شدن آسفالت زیر بار ترافیک می شود و نیز پدیده قیرزدگی رخ خواهد داد. هم چنین اگر کندروانی قیر زیاد باشد در سرمای زمستان آسفالت ها دچار ترک خوردگی خواهند شد.
روش های مختلفی برای تعیین کندروانی قیرها موجود است که از جمله آنها می توان روش سی بولت- فورل، روش استاندارد تار ویسکومتر (S.T.V) ، روش ویسکومتر ردوود (Red Wood) و روش کینماتیکی را نام برد. روشی که ما در ادامه پیش خواهیم گرفت روش سی بولت- فورل است اما در ذیل به توضیح اجمالی درباره هر یک از روش های فوق الذکر می پردازیم:

روش سی بولت- فورل:
ویسکومتر سی بولت- فورل برای تعیین کندروانی قیرهای مخلوط بکار می رود و به طور کلی مشابه ویسکومتر S.T.V بوده و نوع اصلاح شده ویسکومتر ردوود تلقی می شود. از آنجایی که قطر سوراخ ویسکومتر سی بولت- فورل کوچکتر از قطر سوراخ ویسکومتر S.T.V می باشد، بنابراین درجه حرارت آزمایش در این ویسکومتر بالاتر خواهد بود. در دستگاه سی بولت- فورل کندروانی، زمان لازم بر حسب ثانیه برای آنکه مقدار 60 سانتی متر مکعب قیر مایع در دمای 135 درجه سانتیگراد از مجرای دستگاه سی بولت- فورل فرو ریزد تعیین می شود. شرح این روش در استاندارد زیر مفصلا آمده است:
ASTM Methods, D: 88-53

روش ردوود
از ویسکومتر ردوود برای تعیین کندروانی قیرهای مایع استفاده می شود. از آنجایی که قطر سوراخ این ویسکومتر کوچک است، لذا قیرهای خالص و حتی قیرهای مخلوط به کندی از آن عبور کرده و مدت زمان زیادی نیاز دارند. از این ویسکومتر در اندازه گیری کندروانی قیرهایی که همراه با حلال هایی چون کروزین، گازوئیل و گازولین که در تهیه قیرهای مخلوط به کار می روند، استفاده می شود. می توان برای یافتن مطالب بیشتر به استانداردهای زیر مراجعه نمود:
Standard Methods, IP. 70/57
Standard Methods, Paragraph 21.11

روش کینماتیکی
در روش اندازه گیری کندروانی به روش کینماتیکی، با عبور مقدار 50 میلی لیتر قیر مورد آزمایش با درجه حرارت 40 درجه سانتیگراد از مجرای لوله استاندارد دستگاه زمانی که صرف عبور قیر شده است را یادداشت می کنیم و این زمان را به عنوان کندروانی قیر محسوب می نماییم.

روش استاندارد تار ویسکومتر
این ویسکومتر که به ویسکومتر S.T.V معروف می باشد، برای اندازه گیری کندروانی قیرهای مخلوط و نیز قیرهای قطران کاربرد دارد. این ویسکومتر مشابه ویسکومتر ردوود می باشد که در آن حجم معینی قیر از درون سوراخی با قطر معین در درجه حرارت مشخص عبور نموده و زمان عبور بر حسب ثانیه آن را به عنوان کندروانی قیر ثبت می نمایند. این روش در استاندارد ASTM گنجانده نشده است، اما در استانداردهای زیر مندرج است:
Standard Methods, IP. 72/58
Standard Methods, RT. 2/57

هدف آزمایش
هدف از آزمایش ویسکوزیته، تعیین خواص روانی قیر در دماهای بالا و تعیین عملکرد آسفالت می باشد.

وسایل آزمایش
• دستگاه سی بولت- فورل
• دماسنج
• قیرمذاب
• ظرف مخصوص

روش انجام آزمایش
قبل از شروع آزمایش، ابتدا باید دستگاه سی بولت- فورل را با حلال تتراکلرید کربن یا نفت سفید شست و خشک نمود. حال قیر را تا دمای حدود 138 درجه سانتیگراد حرارت می دهیم و از الک نمره 200 عبور می دهیم تا ناخالصی های آن گرفته شود. دستگاه سی بولت- فورل را روشن می کنیم تا دمای روغن پیرامون مخزن قیر، به حدود 135 درجه سانتیگراد برسد. این دما را باید با دماسنج پیوسته اندازه گیری نماییم. حال قیر را در داخل مخزن دستگاه می ریزیم و میله روی نازل را بالا می کشیم و زمانی را که طی آن ظرف شیشه ای زیر نازل به اندازه 60 سانتیمتر مکعب از قیر پر شود را محاسبه می کنیم. این زمان بر حسب ثانیه، همان کندروانی قیر خواهد بود.

دقت شود که پس از انجام آزمایش ظرف شیشه ای را از قیر خالی نموده و با حلال مناسب آن را تمیز نمایید.