بر اساس استاندارد ملي ايران 4978 و دت 221 و ASTM C142-90

هدف:
تعيين مقادر وزني سنگدانه‌هاي خرد شونده و سست در بتن

اهميت و كاربرد:
سنگدانه‌هاي ريز و درشت مصرفي در بتن بايد سخت و پايا باشند و مواد زيان آور موجود در آنها نبايد از مقادير حداكثر مجاز تجاوز كند وجود مواد زيان آور در بتن در بعضي از شرايط محيطي مي‌تواند موجب تغييرات حجمي زياد و در نتيجه گسيختگي سطح بتن شود و يا در اثر ايجاد تنشهاي داخلي زياد باعث ترك خوردگي شود و به انسجام سازه‌اي بتن آسيب برساند سنگدانه‌ها نبايد از خود واكنش قليايي نشان دهند زيرا اين امر مي‌تواند موجب انبساط غير عادي ايجاد تركهاي ريز سطحي و بيرون پريدگي در بتن شود. در صورت استفاده از سنگدانه‌هاي مستعد واكنش قليايي بررسي دقيق عملكرد آنها در شرايطي محيطي مشابه و قضاوت درست مهندسي الزامي است.
كلوخه‌هاي رسي و دانه‌هاي سست در سنگدانه‌هاي ريز و درشت بر طبق آئين نامه بتن ايران (آبا) به مقادير زير محدود مي‌باشد.
كلوخه‌هاي رسي و دانه‌هاي سست براي سنگدانه‌هاي ريز بتن (كوچكتر از 4.75 ميلي متر) حداكثر 3 درصد وزني
كلوخه‌هاي رسي و دانه‌هاي سست براي سنگدانه‌هاي درشت بتن (بزرگتر از 4.75 ميلي متر) حداكثر 0.25 درصد وزني

وسايل مورد نياز:
ترازو با دقت 1 گرم
ظرف ضد زنگ به اندازه‌اي كه بتوان نمونه را به صورت لايه نازكي پخش كرد.
الكهاي استاندارد مطابق جدول داده شده در شرح آزمايش
گرمخانه كه قادر باشد دماي C5±105 درجه توليد كنيد.

نمونه مورد آزمون:
تمامي سنگدانه‌هايي كه براي اين آزمون استفاده مي‌گردند بايد بر روي آنها قبلا آزمايش 13 (آزمون اندازه گيري دانه‌هاي ريزتر از 0.075 ميلي متر) بر روي آنها انجام گرفته باشد بدين معني كه تمام سنگدانه‌ها بايد قبلا با الك 200 شسته شده باشند.
وزن نمونه مورد آزمون مطابق جدول زير مي‌باشد.

ابتدا سنگدانه‌ها را الك كرده و بعد در گرمخانه در دماي 5±105 درجه سانتي گراد تا رسيدن به وزن ثابت نگه داري مي‌نمايم و پس از ثابت شدن وزن (معمولا سنگدانه‌ها بعد از 24 ساعت به وزن ثابت مي‌رسند) آنها را با ترازو با دقت 1 گرم وزن مي‌نمائيم و به صورت لايه نازكي در كف ظرف پخش گردد سپس در ظرف آب مقطر ريخته تا تمام سنگدانه‌ها را بپوشاند و آنرا به مدت 4±24 ساعت در آن حالت بگذاريد تا آب بمكد و سپس با دست دانه‌ها را به هم بغلطانيد كه حتي الامكان به ذرات كوچكتري خرد شود.
تذكر 1- استفاده از ناخن براي شكستن ذرات و يا فشار دادن ذرات روي سطح سخت با يكديگر مجاز نمي باشند هر دانه‌اي كه بتوان آنرا با انگشت شكست و به دانه‌هاي ريز قابل خروج از الك تبديل نمود بايد آنرا جزء كلوخه‌هاي رسي و ذرات خرد شونده طبقه بندي كرد. سپس تمام سنگدانه‌ها را با الكهايي كه در زير ذكر شده است الك مي‌نمائيم.

در حاليكه الك با دست تكان داده مي‌شود با عبور آب بر روي نمونه‌ها در سرتاسر الك (الك كردن به روش تر) تمام مواد ريزدانه خارج مي‌گردد.
در مرحله بعد سنگدانه‌هاي شسته شده را به ظرف مناسبي منتقل كرده و آنرا در گرمخانه در دماي Co5±105 درجه تا رسيدن به وزن ثابت نگه داري مي‌نمائيم و پس از خشك شدن آنرا با دقت گرم وزن مي‌نمائيم درصد كلوخه‌هاي رسي و ذرات خرد شونده طبق فرمول زير قابل محاسبه مي‌باشد.

P درصد كلوخه‌هاي رسي خرد شونده
W وزن اوليه نمونه مورد آزمون
R وزن نهايي نمونه مورد آزمون

بر طبق استاندارد ASTM D2419 – AASHTO T176

هدف:
تعيين مقدار ذرات ريزتر از 0.06mm در ماسه ايكه در بتن بكار برده مي‌شود.

اهميت و كاربرد:
اغلب، خاك رس بصورت پوشش بر روي سنگدانه‌ها موجود مي‌باشد كه سبب عدم چسبندگي بين خمير و سيمان و سنگدانه‌ها مي‌شود، لذا اثري جدي بر مقاومت و دوام بتن مي‌گذارد كه از اين جهت شناخت ميزان واقعي ذرات ريزتر از 0.06mm بااهميت مي‌باشد. دو نوع ديگر از مواد ريزدانه، لاي و گرد و خاك مي‌توانند همانند با خاك رس بر روي سنگدانه‌ها بصورت پوششي و يا به صورت آزاد وجود داشته باشد كه كثرت آنها به علت ريزي ذرات و داشتن سطح زياد سبب مي‌شوند كه مقدار آب لازم براي مرطوب ساختن كليه ذرات در مخلوط بتن افزايش يابد.
با در نظر گرفتن مراتب بالا، لازم است كه مقادير خاك رس، لاي و گرد و خاك (دانه‌هاي ريزتر از 0.075mm) در سنگدانه‌ها مطابق آئين نامه بتن ايران به مقادير زير محدود گردد.
الف) براي ماسه
- بتن تحت سايش حداكثر3% وزن كل نمونه (%5 براي ماسه شكسته)
- ساير بتن‌ها حداكثر5% وزن كل نمونه (%7 براي ماسه شكسته)
ب) براي شن
- براي كليه بتن‌ها حداكثر1% وزن كل نمونه (%1.5 براي دانه‌هاي شكسته)

وسايل آزمايش:
استوانه پلاستيكي مدرج با درب پلاستيكي
لوله لاستيكي
لوله مسي
ميله وزنه دار و سيفون
منبع 4 ليتري (براي محلول استوك)
پيمانه نمونه گير – استوانه فلزي بقطر داخلي mm57 و گنجايش cc5±85
قيف دهن گشاد – بقطر mm100
كرونومتر – با دقت 1 ثانيه
تكاندهنده نيمه اتوماتيكي – قادر به 100 تكان كامل در 5±45 ثانيه
محلول استوك (Stoke) – شامل gr.454 كلرور كلسيم خشك، gr.2050 گلسيرين، gr47 آلدئيد فرميك 40 درصد حجمي
خط كش و كاردك – جهت صاف كردن ماسه در داخل پيمانه نمونه گير
كوره – قادر به توليد دماي C5±105 باشد.

نمونه برداري:
حدود 2 كيلوگرم ماسه را از ارتفاع متوسط دپو برداشته و بوسيله دستگاه تقسيم كن به دو قسمت تقسيم نمائيد.
يادآوري 1: نمونه گيري در اين آزمايش بسيار حائز اهميت است و چنانچه به روش چهار قسمتي يا به روشهاي ديگر نمونه بطور صحيح تقسيم نگردد نتايج به دست آمده با واقعيت امر تطبيق نمي كند. بنابراين لازم است كه كمال دقت هنگام تقسيم نمونه بعمل آيد تا از بين رفتن مواد نرمه كه اثر آنها در اين آزمايش بسيار موثر است جلوگيري گردد.

روش آزمايش:
با سيفون كردن، محلول استوك را به داخل استوانه پلاستيكي بريزيد تا ارتفاع محلول در استوانه به 100mm±2.5mm برسد. نمونه آماده شده را با استفاده از قيف به داخل استوانه پلاستيكي وارد كنيد. جهت خارج كردن هواي موجود در استوانه، ته آنرا چندين بار به كف دست بزنيد تا تمام حبابهاي موجود خارج شود. استوانه با محتوياتش به مدت 1±10 دقيقه بر روي ميز به حال خود باقي بگذاريد و در پايان 10 دقيقه كه نمونه كاملا از محلول اشباع شد، سر لاستيكي استوانه را روي آن قرار دهيد. در اين هنگام با سر و ته كردن استوانه، نمونه درون آن كاملا شل و بهم مي‌خورد.
استوانه دربسته را به وسيله پيچهاي مربوطه در محل خود قرار دهيد و كنتور شماره زن را بر روي صفر ميزان كنيد. سپس حركت تناوبي را توسط دست به دستگاه بطور يكنواخت وارد كنيد بطوريكه زمان رفت و برگشت استوانه برابر باشند. تكان دادن را تا 100 بار بطوريكه در كنتور نشان مي‌دهد ادامه دهيد.
پس از تكان دادن، استوانه را روي ميز قرار داده و سر لاستيكي آن را برداريد. آنگاه لوله مسي را تا ته استوانه فرو برده و پس از باز كردن گيره اجازه دهيد كه محلول استوك از كه حدود 100cm از سطح كار بالاتر مي‌باشد، به داخل استوانه هدايت شود. با چرخاندن آرام و حركت از بالا و پائين لوله مسي، كليه مصالحي كه به جدار استوانه چسبيده و همچنين ذرات ريز نمونه شسته و به طرف بالا رانده مي‌شوند. البته در اين هنگام مايع در داخل استوانه بالا مي‌رود. اين عمل بايد طوري انجام گيرد كه پس از خارج كردن لوله مسي از داخل محلول و بستن شير مربوطه به حجم كل مايع دقيقا به 381mm برسد. استوانه محتوي محلول بر روي ميز براي مدت 20 دقيقه ±15 ثانيه به حال خود باقي مي‌ماند.
ابتداي زمان آزمايش، زماني است كه استوانه را بر روي ميز قرار مي‌دهيد. در انتهاي 20 دقيقه كه نمونه بهم خورده به مرور رسوب نمود، سطح بالايي كليه مصالح را يادداشت نماييد. اين عدد بعنوان «عدد رس» خوانده مي‌شود. چنانچه خط مشخصي پس از 20 دقيقه بدست نيامد استوانه و نمونه محتوي آن را مدت بيشتري به حالت سكون بگذاريد تا چنين خط مشخصي بين مايع و نمونه نمايان گردد. پس از خواندن مقدار خاك رس براي تعيين مقدار ماسه به يكي از دو روش زير عمل كنيد:
الف) هنگامي كه با ميله نشانه دار كار مي‌كنيد، ميله وزنه دار را به آرامي در حاليكه سر نشانه با بدنه داخلي استوانه تماس دارد بطرف پائين حركت دهيد. هنگاميكه ميله نشانه دار به وسيله وزنه سر آن بر روي ماسه نشست دقيقا ارتفاع نوك نشانه بر روي ديواره داخلي استوانه نشاندار را بخوانيد. سپس مقدار 254mm از ارتفاع محل نشانه كم كنيد تا مقدار ماسه مشخص شود.
ب) چنانچه ارتفاع قسمت رس يا ماسه تا 2.5mm درجه بندي استوانه پلاستيكي باشد، مقدار بزرگتر را بعنوان خاك رس يا ماسه يادداشت نماييد. (مانند 8 بجاي 7.95 يا 3.3 بجاي 3.22).
يادآوري 2: آزمايش بايد در محلي كه عاري از لرزش بايد انجام گيرد يعني از هر حركتي به ميز و استوانه آزمايش جلوگيري شود.

محاسبات:
مقدار ارزش ماسه‌اي (SE) تا 0.1 اعشار از فرمول زير بدست مي‌آيد.

در حاليكه:
SE – نسبت درصد لاي
-h سطح ارتفاع قشر ماسه در استوانه [mm]
-H سطح ارتفاع قشر رس در استوانه [mm]
يادآوري 3- چنانچه ماسه‌اي (SE) يك عدد كامل نبود، نزديكترين عدد بزرگتر را به عنوان ارزش ماسه‌اي گزارش كنيد.
(مثال اگر SE=41.5 باشد بايد SE=42 گزارش شود).
همچنين اگر 3 نمونه آزمايش شود بايد به ترتيب بالا اعداد را كامل و سپس ميانگين گرفته و مجددا عدد ميانگين را نيز به نزديكترين عدد بزرگتر تبديل نماييد.

بر اساس استاندارد ملي ايران شماره 4980 و 4982 و دت 210 و دت 209 و
128-88 ASTM C و ASTM C127-88

هدف:
تعيين وزن سنگدانه‌ها نسبت به حجم مواد، به نحوي كه شامل منافذ غير قابل نفوذ نيز گردد.

اهميت و كاربرد:
اين آزمايش وزن مخصوص انبوهي و ظاهري را بر اساس وزن سنگدانه‌هاي اشباع شده به مدت 24 ساعت در آب با سطح خشك ssd تعيين مي‌كند. وزن مخصوص انبوهي عموما در طرح اختلاط بتن مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
وزن مخصوص ظاهري ناخالص – وزن مخصوص ظاهري سنگدانه‌ها به وزن مخصوص كانيهائي كه سنگدانه‌ها از آن ساخته شده اند و مقدار منافذ داخل آنها بستگي دارد.
بطور كلي مقادير وزن مخصوص سنگدانه‌ها در محاسبات طرح اختلاط كاربرد دارد و نه در سنجش كيفيت آنها، معمولا محاسبات در رابطه با بتن بر اساس اشباع با سطح خشك سنگدانه‌ها (s.s.d) صورت مي‌گيرد. چون رطوبت موجود در تمام منافذ سنگدانه‌ها در واكنشهاي شيميايي شركت ندارند. لذا مي‌توان آن را نيز جزئي از سنگدانه‌ها در نظر گرفت و بر اين پايه مقدار بدست آمده وزن مخصوص ظاهري ناخالص مي‌تواند براي محاسبات بازدهي بتن و مقدار سنگدانه‌هاي لازم براي حجم معيني از بتن به كار مي‌رود.
سنگدانه‌ها طبيعي داراي وزن مخصوصي بين [kg/m3] 2400 تا [kg/m3] 3000 دارند.
وزن مخصوص = نسبت جرم (يا وزن در هوا) واحد حجم يك ماده به جرم همان حجم از آب در يك دماي معين وزن مخصوص ناميده مي‌شود اين كميت بدون واحد مي‌باشد.
وزن مخصوص ظاهري = نسبت وزن واحد حجم قسمت نفوذناپذير سنگدانه در دماي معين به وزن همان حجم آب فقط در همان دما
وزن مخصوص انبوهي = نسبت وزن واحد حجم سنگدانه در هوا (شامل منافذ نفوذپذير و نفوذناپذير در ذرات است اما منافذ بين دانه‌ها را شامل نمي شود) در دماي معين به وزن آب فقط هم حجم آن در همان دما.
وزن مخصوص انبوهي در حالت اشباع با سطح خشك = نسبت وزن واحد حجم سنگدانه‌ها در هوا كه به مدت 24 ساعت از آب اشباع شده است (شامل فضاي خالي بين ذرات نمي شود) در دماي معين به وزن آب فقط هم حجم در همان دما.

وسايل آزمايش:
ترازو – حداقل ظرفيت 1 كيلوگرم با دقت 0.1 گرم يا كمتر
پيكنومتر – يك استوانه يك ليتري (شيشه اي) با سر مخروطي فلزي كه در رأس آن سوراخ ريزي قرار دارد.
كوره – كوره بايد قادر به توليد دماي يكنواخت Co5±105 باشد.
سشوار – دستگاه خشك كن بطوريكه از جريان هواي گرم برخوردار باشد.
دستگاه چگالي سنج – اين دستگاه شامل سبد سيمي كه ظرفي است استوانه‌اي مشبك سيمي كه داراي چشمه‌هاي 3.25mm مي‌باشد، مخزن آب بطوريكه آب بندي شده و جهت توزين سبد حاوي سنگدانه‌ها در آب بكار مي‌رود. براي دانه‌هاي با حداكثر اندازه اسمي 37.5 ميلي متر يا كوچكتر
الك – الك نمره 4 و يا كوچكتر

نمونه برداري:
نمونه بايد از ارتفاع متوسط توده سنگدانه برداشته شود، بطوريكه هنگام برداشت، دانه‌ها از ظرف بيرون نريزد و بايد از لحاظ توزيع دانه‌ها، نماينده كل دپوي شن باشد.
مقدار تقريبي نمونه شن مورد آزمايش بر حسب اندازه بزرگترين دانه‌ها مطابق جدول زیر باشد.

روش آزمايش:
الف) براي ماسه
نمونه‌اي به وزن تقريبي 500 گرم با استفاده از روش تقسيم كردن جدا نمائيد.
نمونه را تا رسيدن به وزن ثابت در دماي C5±105 در كوره قرار داده تا خشك شود (به مدت 24 ساعت). سپس آن را به مدت كافي در دماي اطاق قرار داده تا سرد بشود (تا زمانيكه بتوان سنگدانه‌ها را با دست جابجا كرد) و آنگاه وزن نمائيد.
نمونه‌ها را در ظرفي محتوي آب با درجه حرارت طبيعي به مدت 24 ساعت قرار داده تا كاملا خيس (اشباع با سطح مرطوب) شود.
نمونه را با دقت كامل از آب خارج نموده بطوريكه هيچ دانه‌اي به هدر نرود سطح آن را توسط سشوار خشك كرده و وزن نمائيد (وزن در حالت اشباع با سطح خشك).
بخشي از پيكنومتر را با آب پر كرده، نمونه ماسه را درون آن بريزيد و سپس تا 90% حجم ظرف به آن آب اضافه نمائيد. براي خارج شدن حباب‌هاي هوا آنرا تكان دهيد و سپس پيكنومتر را كاملا از آب پر كرده و وزن كل آنرا (با مصالح و آب) تعيين نمائيد.
وزن پيكنومتر در حالت پر از آب را با دماي حدود C23 تعيين نماييد.
سنگدانه‌هاي ريز را از پيكنومتر بيرون آورده و آنرا در دماي C5±105 درجه خشك نموده تا به وزن ثابت برسد. آنگاه به مدت 1±0.5 ساعت در محيط آزمايشگاه قرار داده تا كاملا خنك گردد و آنرا وزن نمائيد.
يادآوري 1: الف) دماي آب بايستي در حدود 23±1.7 C باشد.
ب) همه وزنها بايد با دقت 1/0 گرم اندازه گيري و ثبت شوند.

محاسبات:
الف) برای ماسه
وزن مخصوص انبوهي ماسه‌ها را با استفاده از رابطه زير محاسبه نمائيد.

كه در آن:
-A وزن سنگدانه‌هاي خشك شده در گرمخانه بر حسب گرم
-D وزن ماسه‌هاي در حال اشباع با سطح خشك [gr]
-C وزن پيكنومتر پر از آب وماسه [gr]
-B وزن پيكنومتر پر از آب [gr]
وزن مخصوص انبوهي در حالت اشباع با سطح خشك از رابطه زير بدست مي‌آيد.

وزن مخصوص ظاهري از رابطه زير بدست مي‌آيد.

ب) براي شن:
پس از تقسيم بندي نمونه برداشت شده به روش 4 قسمتي از دپو، آنرا در الك 4.75 ميلي متر با آب شستشو داده تا خاك و ديگر موادي كه سطوح دانه‌ها را پوشانده اند از آنها جدا شوند.
وزن نمونه مورد آزمايش مطابق مقادير وزني داده شده در جدول
يادآوري 2: اگر سنگدانه‌ها داراي مقدار زيادي دانه‌هاي ريزتر از 4.75 ميلي متر باشند بايد از الك 2.36 ميلي متر استفاده شود.
نمونه را تا رسيدن به وزن ثابت در دماي C5±105 خشك كنيد. سپس آنرا به مدت كافي در دماي اتاق قرار داده تا سرد بشود. آنگاه وزن نمائيد.
نمونه را به مدت 24 ساعت در ظرف پر از آب در دماي طبيعي نگهداريد.
نمونه را از درون آب بيرون آورده و آنرا روي پارچه جاذب رطوبت پهن كرده تا سطح دانه‌ها خشك شوند. مي‌توان براي خشك كردن دانه‌ها از سشوار كمك گرفت و نمونه‌ها را وزن كنيد.
نمونه‌ها را پس از توزين در حالت ssd بلافاصله داخل سبد سيمي قرار داده و سپس توسط قلابي كه به ترازو وصل است آويزان كرده و به آرامي در مخزن آب كه در زير سبد قرار دارد (دماي آب 23±1.7 C وزن مخصوص kg/m32±997 باشد) فرو بريد و سپس وزن كنيد. قبل از توزين نمونه بايد دقت كنيد كه هنگام فرو بردن سبد سيمي در آب، با تكان دادن آن هواي محبوس بين دانه‌ها خارج شده باشد.
سبد سيمي در آب را نيز وزن نمائيد.
ظرف محتوي نمونه در حين وزن كردن بايد در عمقي قرار گيرد كه كاملا از آب پوشيده شود.

محاسبات:
الف) وزن مخصوص ظاهري ناخالص شن را با استفاده از رابطه زير محاسبه نمائيد.

كه در آن:
-H وزن سنگدانه‌هاي خشك شده [gr] در هوا
-G جرم شن‌هاي اشباع با سطح خشك [gr] در هوا
-E جرم سبد سيمي حاوي شن در حالت (s.s.d) در آب [gr]
-F وزن سبد سيمي خالي در آب [gr]

سوال- همانگونه كه در متن آزمايش قيد گرديده است اين آزمايش در حالت ssd (اشباع با سطح خشك) صورت مي‌گيرد. روش آزمايشي تعيين ssd بودن ماسه را بيان كنيد.

بر اساس استاندارد ملي ايران شماره 4981 و دت 209 و M90- ASTM C29/C29

هدف:
تعيين وزن جامد سنگدانه‌ها نسبت به حجم كل اشغال شده

اهميت و كاربرد:
شناخت اثر مجموعه سنگدانه‌ها با اندازه گوناگون نسبت به كاهش حجم فضاي بين دانه‌ها را مي‌توان با اهميت دانست، زيرا توليد بتن مطلوب و اقتصادي، مستلزم دانه‌ها با حجم فضاي خالي كم است. همچنين در مخلوطهاي پردانه، كه كشش هيدرواستاتيكي به عنوان نيروي چسبنده اصلي بشمار مي‌آيد، مشخصاً منبسط شونده بوده و با افزايش حجم همراه است. از جمله كاربردهاي وزن مخصوص انبوهي را مي‌توان بصورت زير خلاصه كرد:
الف) تعيين نسبت‌هاي اجزاي طرح اختلاط – با توجه به اينكه بين سنگدانه‌هاي بتن، فضاي خالي وجود دارد و اين فضا توسط سنگدانه‌هاي ريزتر و دوغاب سيمان پر مي‌شود. بنابراين نحوه قرارگيري سنگدانه‌ها در بتن را مي‌توان به وضعيتي كه سنگدانه‌ها در اين آزمايش (تعيين وزن مخصوص انبوهي متراكم سنگدانه‌ها) دارا مي‌باشند، شبيه دانست و نتايج آن را براي تعيين وزن ظاهري خشك درشت دانه در واحد حجم بتن بهره گرفت.
ب) تبديل كميت جرم به حجم و بر عكس – در اين مورد بايد رابطه‌اي مناسب بين درجه تراكم سنگدانه در محل نگهداري و نتايج آزمايش وجود داشته باشد چون ممكن است وزن مخصوص واحد، بصورتي كه در آزمايشگاه تعيين مي‌شود، مستقيما براي تبديل وزن سنگدانه‌ها به حجم آنها (بمنظور پيمانه كردن جمعي سنگدانه‌ها) جهت مخلوط بتن، مناسب نباشد زيرا احتمالا درجه تراكم در آزمايشگاه و در كارگاه يكسان نخواهد بود.
پ) تعيين مقايسه‌اي نمونه از حيث فضاي خالي بين سنگدانه‌ها – با بدست آوردن مقادير وزن واحد چند نمونه مصالح سنگي مي‌توان مشخص كرد كدام سنگدانه‌ها داراي بيشترين و يا كمترين فضاي خالي مي‌باشد و مسلما اين مقايسه مي‌تواند مويد ميزان سيمان مصرفي، مقدار نسبي سنگدانه‌هاي ريزتر و سرانجام رواني بتن ساخته شده با هر يك از سنگدانه‌هاي مذكور باشد.
مقاومت فشاري بتن بستگي به نسبت سيمان و سنگدانه درشت و ريز و آب و افزودنيها دارد. در نگاه اول نسبت سيمان و نسبت آب به سيمان مهمترين عامل در مقاومت بتن به نظر مي‌آيد هر چه نسبت آب به سيمان كمتر باشد مقاومت فشاري بتن بيشتر خواهد شد براي انجام فعل و انفعال شيميايي سيمان به مقدار مشخصي آب نياز است. افزايش آب مصرفي (علاوه بر مقدار لازم براي هيدرتاسيون) در مخلوط بتن به منظور بالا بردن كارايي باعث كاهش مقاومت فشاري مي‌شود عامل ديگري كه باعث كاهش مقاومت بتن مي‌گردد درجه پوكي تا تخلخل يا به عبارت ديگر وزن مخصوص فضايي (واحد) سنگدانه‌ها مي‌باشد. به عبارت ديگر هر چه جسم توپرتر باشد مقاومت آن بيشتر مي‌گردد. اين آزمايش براي تعيين درصد اختلاطي مي‌باشد كه داراي بيشترين وزن مخصوص و كمترين فضاي خالي بين سنگدانه‌ها براي بهترين طرح اختلاط بتن مي‌باشد.

وسايل آزمايش:
ترازو با دقت 1 گرم
ميله فولادي – يك ميله فولادي به قطر 16 ميلي متر و طول تقريبي 600 ميلي متر انتخاب شود بطوريكه سر آن بصورت نيم كره‌اي به قطر ميله درآمده باشد.
كوره – كوره بايد قادر به توليد دماي يكنواخت Co5±105 باشد.
پيمانه – يك ظرف استوانه‌اي دسته دار طوريكه آب بندي شده و بتواند در مقابل ضربه‌هاي وارده بر مصالح سنگي مقاوم باشد، ارتفاع و قطر استوانه‌ها حدود يكديگر باشد. بر حسب بزرگترين اندازه دانه‌هاي سنگي، حجم پيمانه از جدول 1 تبعيت كند.
دماسنج بادقت 0.1 درجه سانتي گراد
بيلچه

جدول 1 : حجم پيمانه

نمونه برداري:
نمونه‌هاي برداشته شده بايد معرف كل دپوي مورد آزمايش باشد و همواره مقدار بيشتري برداشته شده و به روش چهار قسمتي آنرا كم كرد و يا از وسيله تقسيم كن براي كم كردن مقدار نمونه استفاده كرد.

تعيين حجم پيمانه:
وزن پيمانه خالی را با ترازو با دقت گرم تعيين كنيد = M1
پيمانه را با آبي كه دماي آن با دماي اتاق يكسان است پر كنيد و با قرار دادن يك صفحه شيشه‌اي روي آن، حبابهاي مواد آب اضافي را از پيمانه خارج كنيد = M2
وزن آب موجود در پيمانه را به كمك ترازو تعيين نمايد. M2-M1 (kg)
با توجه به جدول 2 و دماي آب مي‌توان وزن مخصوص آب را بدست آورد.
حجم پيمانه (V) از تقسيم وزن آب بر وزن مخصوص آن بدست مي‌آيد.
مقادير عددي را در جدول 3 يادداشت نماييد.

روش آزمايش:
اين آزمايش به حالت متراكم و غير متراكم صورت مي‌گيرد، در اغلب موارد وزن واحد متراكم مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
نمونه برداشت شده از دپو بوسيله تقسيم كن مجزا مي‌شود، وزن نمونه مورد آزمايش حداقل 1.5 برابر مقدار لازم براي آزمايش مي‌باشد.

جدول 2 : وزن مخصوص آب

نمونه مصالح سنگي را تا دماي Co5±105 خشك كنيد.

- روش غير متراكم:
پيمانه را به طور يك مرتبه از مصالح سنگي بصورت لبريز پر كنيد، تخليه مصالح از ارتفاعي كمتر از حدود cm5 از بالاي ظرف صورت گيرد طوريكه دانه بندي تغييري نكند، سطح مصالح را بوسيله يك تيغه هم تراز لبه پيمانه نماييد طوريكه برآمدگيهاي جزيي درشت دانه‌ها تقريبا هم اندازه فضاهاي خالي موجود در سطح پيمانه باشد.
جرم پيمانه حاوي مصالح (M3) و جرم پيمانه خالي(M1) (تميز شده) را با دقت يك گرم تعيين كنيد.
وزن واحد در حالت غير متراكم از رابطه زير بدست مي‌آيد.

- روش متراكم (كوبيدن با ميله):
يك سوم پيمانه را از مصالح پر نماييد، با 25 ضربه توسط ميله تمام سطح را بطور يكنواخت بكوبيد، آنگاه يك سوم ديگر از پيمانه را پر كرده و عمل كوبيدن را تكرار كنيد و بالاخره همين عمل را در مورد بقيه ظرف انجام دهيد، عمل صاف كردن سطح مصالح را مطابق وضعيت مذكور در بند (1-6) صورت دهيد.
3-6- فقط در مواردي كه به طور خاص قيد شده باشد بايد براي تعيين وزن واحد غير متراكم از روش غير متراكم استفاده شود. در موارد ديگر وزن واحد متراكم بايد به وسيله كوبيدن و يا لرزندان مصالح سنگي تعيين شود. براي مصالحي كه حداكثر اندازه اسمي دانه‌هاي آن 1.5 اينچ (ميلي متر 37.5) يا كمتر باشد از كوبيدن به وسيله ميله تراكم و براي مصالحي كه حداكثر اندازه اسمي دانه‌هاي آن بيش از 1.5 اينچ (37.5 ميلي متر) و كمتر از 6 اينچ (150 ميلي متر) باشد بايد از لرزندان استفاده كرد. در روش لرزاندن مانند روش متراكم و در سه لايه پيمانه را پر كرده و بعد براي هر لايه پيمانه را بر روي يك سطح صاف و محكم مانند يك سطح بتني قرار داده و طرفهاي مقابل آنرا به طور متناوب به اندازه 5 سانتي متر از زمين بلند كنيد و به طور آزاد آنرا رها كنيد. اين عمل را در هر سه لايه تكرار كنيد و هر لايه را با 50 بار بلرزانيد (هر طرف 25 بار) عمل صاف كردن سطح مصالح مانند حالت روش غیرمتراکم، صورت مي‌گيرد.
تذكر 1: شدت كوبيدن هر مرحله بايستي به نحوي صورت گيرد كه ميله حداكثر در لايه مربوطه فرو رود همچنين در كوبيدن اولين لايه، ميله نبايستي به شدت به كف ظرف برخورد كند.
جرم پيمانه حاوي مصالح و جرم پيمانه خالي (تميز شده) را با دقت يك گرم تعيين كنيد.
در مورد سنگدانه‌هاي خيلي درشت به خصوص زاويه دار ممكن است عدم نفوذ ميله مانع تراكم دانه‌ها گردد در اين صورت بايد ضربات محكمتري را وادار نمود.

محاسبات:
وزن مخصوص واحد خشك – رابطه زير مورد استفاده قرار مي‌گيرد (در هر سه حالت)
ɣ = وزن مخصوص واحد مصالح سنگي بر حسب كيلوگرم بر متر مكعب

G = وزن مصالح و پيمانه بر حسب كيلوگرم

M1 = وزن پیمانه بر حسب کیلوگرم
V= حجم پيمانه بر حسب متر مكعب
F ضريب پيمانه بر حسب يك متر مكعب (با تقسيم چگالي آب به مقدار وزن آب پيمانه)
نتايج محاسبات را در جدول 3 يادداشت نماييد.
نتايج را با مقادير رايج مصالح سنگي مقايسه نماييد و ميزان فضاي خالي بين دانه‌ها را در مقايسه با نمونه‌هاي ديگر بررسي كنيد.
درصد فضاي خالي را مي‌توان با اضافه نمودن آب به مخلوط متراكم يا غير متراكم شده تا لبريز شدن آب اضافي و سپس توزين آن طبق روابط زير بدست آورد.

G1 = وزن مصالح و پيمانه و آب اضافه شده بر حسب كيلوگرم

=W وزن آب اضافه شده براي تعیین درصد فضاي خالي بين سنگدانه‌ها
1V= حجم آب اضافه شده

= وزن مخصوص آب با توجه به دماي آب
V= حجم پيمانه كه در بند 5 محاسبه گرديده

سوال 1- همانگونه كه قيد شد وزن واحد خشك از رابطه زیر حاصل مي‌گردد. مطلوب است تعيين مقدار وزن واحد در حالت ssd ؟

سوال 2- بجز روش ذكر شده براي تعيين درصد فضاي خالي روش ديگري را براي تعيين درصد فضاي خالي براي مقادير 100 درصد شن و 100 درصد ماسه پيشنهاد كنيد.

جدول شماره 3

بر اساس استاندارد ملي ايران شماره 300 و دت 206 و 136-848 ASTM C

هدف:
تعيين ويژگيهاي مصالح سنگي ريزدانه (ماسه) كه در بتن مسلح بكار برده مي‌شوند.

اهميت و كاربرد:
الف) دانه بندي ماسه: مناسبترين دانه بندي ماسه، به نوع مصرف و مقدار سيمان بتن و حداكثر درشتي مصالح درشت دانه بستگي دارد. اصولا مقدار ذرات ريزتر از 0.6mm، تاثير قابل ملاحظه‌اي بر كارايي مخلوط دارند و شاخص نسبتا مطمئني براي كل سطح مخصوص ماسه مي‌باشند.
قاعدتا مقدار ماسه در مخلوط بتن بايد كم باشد زيرا افزايش 10 تا 15 درصد دانه‌هاي كوچكتر از 0.15 ميلي متر در سنگدانه‌ها، باعث تقريبا 10% كاهش مقاومت فشاري بتن مي‌گردد.
از موارد ديگر كاربرد دانه بندي ماسه مي‌توان از نتايج آزمايش به منظور تطبيق توزيع اندازه دانه‌ها با مشخصات لازم براي مصالح سنگي و همچنين تهيه اطلاعات لازم براي كنترل و تصحيح دانه بندي سنگدانه‌هاي مختلف نام برد.
ب) ضريب نرمي: ضريب نرمي معين نمي تواند معرف تعداد نامحدودي از توزيع اندازه‌هاي كاملا متفاوت و يا منحني‌هاي دانه بندي گوناگون باشد، بنابراين ضريب نرمي را نمي توان به تنهايي بعنوان توصيف دانه بندي سنگدانه‌ها بكار برد، اما جهت سنجش تغييرات جزيي در سنگدانه‌هايي كه از يك منبع توليد مي‌شوند با ارزش است.
با شناخت ضريب نرمي مي‌توان در ميزان شن لازم در طراحي مخلوط بتن استفاده كرد و با افزايش آن، مقدار شن لازم را كاهش داد.
تجربه نشان داده است كه ماسه بسيار ريزدانه و ماسه بسيار درشت دانه مناسب بتن نمي باشد زيرا اولي با صرفه نيست و دومي مخلوطي مي‌سازد كه داراي كارايي نبوده و سطح بتن زبر در مي‌آيد در بتنهاي كم سيمان و يا بتنهايي كه شن آنها ريز است از نظر كارپذيري (كارايي) بتن، دانه بندي مصالح ريزدانه را چنان بايد انتخاب كرد كه درصد مواد رد شده از الك با حداكثر پيشنهادي آئين نامه بخواند (حد پائين محدوده استاندارد) و در بتن‌هاي پر سيمان و يا بتنهايي با شن درشت دانه از نظر صرفه جويي در مصرف سيمان حدود بالاي دانه بندي استاندارد براي ريزدانه مطلوب مي‌باشد.

وسايل آزمايش:
دستگاه تقسيم كن ماسه
ترازو با دقت 0.5 گرم
الكهاي استاندارد با طوري چيده شوند تا سنگدانه‌ها هنگام الك كردن به بيرون پرتاب نشود اندازه آنها از بالا به پائيين به ترتيب زير باشد. 3/8 ، 4 ، 8 ، 16 ، 30 ، 50 ، 100 ، زیر الک و درب
لرزاننده مكانيكي الكها – لرزش بايد بصورت قائم و افقي به الك منتقل شود بطوريكه دانه‌ها در روي الك به بالا و پايين پريده و بغلطند تا در جهات مختلف روي سطح الك قرار بگيرند.
كوره – كوره بايد قادر به توليد دماي يكنواخت Co5±110 باشد.

نمونه برداري:
الف) نمونه بايد از ارتفاع متوسط توده ماسه برداشته شود بطوريكه هنگام برداشت دانه‌ها از ظرف بيرون نريزد و بايد از لحاظ توزيع دانه‌ها، نماينده كل دپوي ماسه باشد.
ب) مقدار تقريبي نمونه مورد آزمايش يك كيلوگرم باشد.

روش آزمايش:
نمونه برداشت شده از دپو بوسيله دستگاه تقسيم كن مجزا شود اين عمل بدفعات تا كسب ميزان مورد نياز نمونه آزمايش انجام داده شود.
تذكر 1: كوشش شود حداقل دو برابر مقدار نياز آزمايش برداشته شود و آن را از تقسيم كن عبور داد.
نمونه آزمايش را تا دماي Co5±105 خشك كنيد.
بعد از تميز نمودن الك‌ها، هر الك را ابتدا وزن نموده و وزن آنرا يادداشت نماييد.
الك‌ها را مطابق بخش دو (به ترتيب اندازه الك) بچينيد و نمونه را روي الك بالايي بريزيد و سپس روي دستگاه لرزاننده قرار دهيد تا عمل الك كردن بصورت مكانيكي انجام گيرد. دور دستگاه را بر روي 150 دور در دقيقه تنظيم نماييد و دستگاه را به مدت 10 دقيقه بكار اندازيد.
تذكر 2: الف) بر روي هر الك نبايد به ضخامت بيش از cm2 دانه جمع شود و در صورت وجود دانه‌هاي زياد مي‌توان آزمايش را در چند مرحله انجام داد.
ب) مقدار دانه‌ها بايد به اندازه‌اي باشد تا تمامي دانه‌ها امكان قرار گرفتن در برابر سوراخهاي الك را تا چندين مرتبه داشته باشند همچنين در هيچ موردي نبايد وزن مصالح روي الك به اندازه‌اي باشد كه بافت الك تغيير شكل دائمي بدهد.
پ) دستگاه لرزاننده بطور آزاد بطوريكه هيچگونه تماس اضافي بجايي داشته باشد كار كند تا بتواند عمل لرزش را بطور دقيق انجام دهد.
ت) اگر عمل لرزاندن الكها بصورت مكانيكي انجام شود، براي اطمينان بيشتر توصيه مي‌شود كه قبل از توزين مصالح باقيمانده هر الك، با قرار دادن زير الك و درپوش، مجددا آنرا توسط دست در جهات گوناگون بلرزانيد و آنگاه دانه‌هاي عبوري را در الك بعدي ريخته به ترتيب تا آخرين الك ادامه دهيد.
ث) باقيمانده مصالح بين هر دو الك متوالي نبايد بيش از 45% وزن كل نمونه باشد.
ج) ضريب نرمي مصالح براي بتن و بتن آرمه نبايد كمتر از 2.3 و بيشتر از 3.1 باشد. اگر ضريب نرمي به ميزان 0.2± اعداد داده شده تغييير يابد، در صورتي اين مصالح قابل مصرف است كه تغييراتي متناسب در دانه بندي مصالح سنگي بتن داده شود.
چ) آلودگي به ماده مضر – مقدار مواد مضر موجود در مصالح بتن و بتن مسلح بايد طبق جدول 1 باشد.

جدول 1 : مقدار مواد مضر موجود در مصالح ريزدانه مطابق استاندارد ايران

* اگر ماسه از طريق شكستن مواد سنگي بدست آيد بيشتر مواد رد شده از الك 0.075mm از جنس گرد سنگ خواهد بود و چون خاك رس در آن وجود نخواهد داشت، لذا مي‌توان درصد مجاز را در اين مورد 5 و 7 محسوب داشت.

هر الك به همراه مصالح باقيمانده روي آن را وزن نماييد.
تذكر 3: براي خارج كردن دانه‌ها از چشمه‌هاي الك از فشار بيمورد با وسايل غير مجاز خودداري كرده و حتي برس سيمي نيز استفاده نشود.

محاسبات:
1- وزن دانه‌هاي هر يك از الكها mi را در جدول 2 يادداشت كنيد.
2- درصد باقيمانده نسبت به كل وزن دانه‌ها را حساب كنيد.

شمارنده الك – i در جائيكه
تعداد الك‌ها – n
3- درصد باقيمانده انباشته روي الك شماره k را محاسبه نماييد.

تذكر 4: با افزايش i، اندازه سوراخهاي الك كوچكتر مي‌گردد بطوريكه 1i= مربوط به بزرگترين الك است.
4- درصد رد شده انباشته از الكها محاسبه شود.

5- ضريب نرمي ماسه مطابق رابطه زير تعيين گردد.

(i شامل زير الك نمي گردد)
نتايج محاسبات را در جدول يادداشت نماييد و سپس نتايج را به صورت منحني شكسته در جدول شماره 3 رسم نماييد.
در صورتيكه منحني در محدوده استاندارد (در جدول شماره 3 ديده مي‌شود) قرار نگيرد و حتي قسمتي از آن از محدوده بيرون رود، و همچنين ضريب نرمي با مقادير استاندارد ذكر شده مطابقت نداشته باشد. بايد پيشنهادات لازم جهت اصلاح دانه بندي ارائه شود.
مدول نرمي يا ضريب نرمي (FM) :
مدول نرمي ضريبي است كه از دانه بندي بدست مي‌آيد و به ويژه در ايالات متحده به مقدار قابل توجهي استفاده مي‌شود. مدول نرمي به مجموع درصدهاي تجمعي باقي مانده روي الكها استاندارد (منهاي زير الك) تقسيم بر صد گفته مي‌شود سري الكهاي استاندارد شامل الكهاي است كه اندازه هر الك دو برابر اندازه الك قبلي باشد.
مدول نرمي تعيين كننده ريزي و درشتي دانه‌ها است هر چه دانه‌هاي سنگي درشت تر باشد مدول نرمي آنها بيشتر است همچنين ريزدانه‌ها مدول نرمي كمتري دارند.

بر اساس دت 207 و دت 210 و ASTM C566-89 - ASTM C127-88

هدف:
الف) تعيين ميزان آبي كه در حالت طبيعي، با توجه به شرايط محيطي در سنگدانه‌ها موجود است. ب) تعيين درصد رطوبت دانه‌ها بر پايه حالت «داخل اشباع و سطح بيروني خشك (s.s.d)»

اهميت و كاربرد:
از آنجاييكه رطوبت سنگدانه‌ها متناسب با دگرگوني جوي و وضعيت قرارگيري آنها در انباشته‌ها است، لذا نياز به اندازه گيري مداوم رطوبت سنگدانه‌ها مي‌باشد.
هنگاميكه سنگدانه‌ها در معرض باران قرار مي‌گيرد، آب زيادي بر روي سنگدانه‌ها جمع مي‌شوند، و بجز ذراتيكه در نزديك سطح بيروني توده سنگدانه‌ها قرار گرفته باشند اين آب اضافي براي مدت طولاني بر روي آنها، بويژه در سنگدانه‌اي کوچکتر از mm50 پايدار مي‌ماند (بجز آبي كه در حالت s.s.d وجود دارد). لذا ميزان آب نامبرده را بايد در محاسبات مقادير مواد متشكله مخلوط بتن محسوب داشت، چنانچه سنگدانه‌ها رطوبت ظاهري داشته باشد لازم است كه وزن آب اضافه شده به مخلوط كاهش، و وزن سنگدانه‌ها به ميزان معادل رطوبت ظاهري آنها افزايش يابد.
ب) درصد جذب آب:
شناخت ميزان واقعي جذب آب دانه‌ها در كنترل آب مورد نياز مخلوط و نسبت ثابت آب به سيمان (W/C) كه در مقاومت و كارائي بتن تاثير زيادي دارد بسيار با اهميت مي‌باشد. ساختمان داخلي دانه‌ها از مواد جامد و فضاهاي خالي تشكيل شده، كه اين فضاها ممكن است داراي آب يا فاقد آب باشند، كه اين مقدار آب جذب شده توسط دانه‌ها اولا به فرم نگهداري دانه‌ها در شرايط جوي و ثانيا به نحوه يا ترتيب ريختن مواد در بتونير و پوشش دوغاب سيمان روي دانه‌هاي درشت بستگي دارد. بايد توجه داشت كه جذب آب سنگدانه‌ها باعث كم شدن كارائي بتن به مرور زمان مي‌گردد، ولي بعد از حدود 15 دقيقه اين افت در كارايي كم خواهد شد.
عموما مقدار جذب آب سنگدانه‌ها متناسب با اندازه و جنس آنها در حالت (s.s.d) بين 0.20 تا 4.5 درصد مي‌باشد.

وسايل آزمايش:
ترازو – ترازو با دقت 0.1 گرم باشد.
كوره – كوره بايد قادر به توليد دماي يكنواخت Co5±110 باشد. هنگاميكه امكان كنترل دما در يك فضاي بسته نباشد مي‌توان از اجاق‌هاي برقي، گازي، لامپ‌هاي گرمازاي برقي و يا مشابه آنها استفاده كرد.
ظرف نمونه – ظرف بايد از جنسي باشد كه در اثر گرما تغيير شكل ندهد و گنجايش آن نسبت به حجم نمونه زيادتر بوده تا از بيرون ريختن سنگدانه‌ها جلوگيري شود. همچنين ضخامت نمونه نبايد از 20 درصد بعد جانبي ظرف تجاوز كند.
همزن – يك قاشق فلزي يا كاردك با اندازه مناسب

نمونه برداري:
نمونه برداري بايد به نحوي انجام شود كه نمايشگر مقدار رطوبت در دپوي مورد نظر باشد و مقدار آنها نبايد از آنچه در جدول 1 داده شده كمتر باشد.
تذكر 1: قبل از وزن كردن نمونه بايد از كاهش رطوبت آن جلوگيري شود.

جدول 1- ميزان نمونه براي سنگدانه‌هاي معمولي

روش آزمايش:
ظرف مناسبي انتخاب نموده و آن را با دقت وزن كرده و يادداشت نماييد. با دقت 0.1 گرم
نمونه را در حالت طبيعي در ظرف ريخته با دقت وزن كنيد. با دقت 0.1 گرم
نمونه را با استفاده از منبع گرمايي منتخب كاملا خشك كنيد و سپس وزن كنيد با دقت 0.1 گرم
نمونه را بعد از خشك كردن و وزن كردن در محيط آزمايشگاه قرار داده تا با دماي محيط يكسان شود. سپس به مدت 24 ساعت در حوضچه آب قرار داده و بعد از گذشت 24 ساعت نمونه را خارج كرده و با سشوار خشك كرده تا به حالت ssd (اشباع با سطح خشك) برسد در اين حالت مجددا با دقت 0.1 گرم وزن كنيد.
تذكر 1: الف) هنگام خشك كردن نمونه، بايد دقت شود تا ذرات نمونه از ظرف بيرون نپرند.
ب) گرمادهي بايد بصورت متعادل و كنترل شده داده شود زيرا ممكن است گرماي شديد باعث خرد شدن دانه‌ها و يا دگرگوني ويژگي سنگدانه‌ها شود.
پ) در صورت امكان براي تسريع در كار مي‌توان نمونه را هنگام خشك كردن به هم زد.
ت) زماني نمونه را خشك مي‌ناميم كه افزايش گرما نتواند بيش از %0.1 وزن نمونه را كاهش دهد.
پس از خشك و سرد شدن نمونه آنها را همراه با ظرف با دقت وزن مي‌كنيم.

محاسبات:
با استفاده از فرمول زير، درصد رطوبت را به صورت زير محاسبه نماييد.

در جاييكه:
-P مقدار رطوبت كلي نمونه بر حسب درصد
-B وزن ظرف و نمونه در حالت مرطوب (طبيعي)
-C وزن ظرف و نمونه خشك شده
-A وزن ظرف
-D وزن ظرف و نمونه در حالت ssd (اشباع با سطح خشك)
-E مقدار درصد جذب آب نمونه بر حسب درصد
تعيين رطوبت سطحي و مقدار جذب آب بتن از آن نظر لازم است كه مقدار آب مصرفي در بتن كنترل شده و وزن صحيح مصالح و نسبت آب به سيمان در موقع ساختن بتن مشخص باشد مصالح سنگي از لحاظ رطوبت مي‌تواند به يكي از چهار صورت زير باشند.
1- خشك شده در كوره: داراي قابليت جذب آب كامل مي‌باشد.
2- خشك شده در هوا: سطح دانه خشك ولي داراي مقداري رطوبت داخلي است.
3- اشباع با سطح خشك (ssd): نه از بتن آب جذب مي‌كند و نه به بتن آب مي‌دهد.
4- خيس يا مرطوب: دانه‌ها داراي آب زيادي در روي سطح خود مي‌باشند و اين مقدار آب اضافي به آب بتن اضافه مي‌شود.

بر اساس استاندارد ملي ايران شماره 302 و دت 206 و ASTM C 136-848

هدف:
تعيين اندازه بزرگترين دانه شن و نحوه توزيع دانه‌هاي سنگي در اندازه‌هاي گوناگون جهت مقايسه و تطبيق با منحني استاندارد.

اهميت و كاربرد:
دانه بندي و بزرگترين اندازه دانه، روي مقادير نسبي دانه‌ها، همچنين روي مقادير مورد نياز سيمان و آب، كارايي، اقتصادي بودن، تخلخل، آبرفتگي، دوام و پوكي بتن اثر مي‌گذارند و هر گونه تغييراتي در دانه بندي مي‌تواند روي يكنواختي بتن در هر بار بتن سازي تاثير گذارد.
استفاده از حداكثر اندازه دانه‌هاي شن تابع عوامل گوناگوني است كه نسبت به شرايط عملي كار از محدوديتي كه از طرف استاندارد ملي ايران تعيين گرديده برخوردار مي‌گردد.
طبقه آئين نامه بتن ايران بزرگترين اندازه اسمي سنگدانه‌هاي درشت نبايد از هيچيك از مقادير زير بيشتر باشد.
الف) يك پنجم كوچكترين بعد داخلي قالب بتن.
ب) سه چهارم حداقل فاصله آزاد بين ميلگردها.
پ) يك سوم ضخامت دال.
ت) سه چهارم پوشش روي ميلگردها.
از مواد ديگر كاربرد دانه بندي شن، مي‌توان از نتايج آزمايش به منظور تطبيق توزيع اندازه دانه‌ها با مشخصات لازم براي مصالح سنگي و همچنين تهيه اطلاعات لازم براي كنترل و تصحيح دانه بندي سنگدانه‌هاي مختلف و مخلوطهايي كه در آنها مصالح سنگي به كار مي‌رود را نام برد و همچنين براي تعميم رابطه بين تخلخل و تراكم نيز مورد استفاده قرار می گیرد.
با انجام آزمايش دانه بندي و رسم منحني دانه بندي شن لازم است اين منحني با منحني استاندارد شن مقايسه گردد و افزايش و كاهش احتمالي آن معين شود تا براي تصحيح آن اقدامات لازم انجام گردد.
عمل دانه بندي به وسيله غربالها با سوراخ چهارگوش كه از رشته‌هاي فلزي ساخته شده اند و يا غربالهايي با سوراخ گرد مي‌باشند انجام مي‌گيرد.
ابعاد سوراخهاي غربالهايي با سوراخ گرد با يك تصاعد هندسي با قدر نسبت 10^(0.1) = 1.259 بالا مي‌روند و براي ساده كردن عمل اين ضريب را 1.25 گرفته اند. واضح است كه قطر سوراخ يك غربال با سوراخ گرد قابل مطابقت با ضلع سوراخ يك غربال با سوراخ چهارگوش نيست زيرا يك سوراخ مربع برحسب قطرش اجازه عبور دانه‌هاي قدري درشت تر را مي‌دهد. آزمايشهاي متعدد نشان داده اند كه الك كردن با غربال چهارگوش به ضلع a و الك كردن با غربال سوراخ گرد به قطر d وقتي معادل همديگر مي‌باشند كه 1.25a=d باشد و 1.25 همان قدر نسبت انتخابي پس قطر يا ضلع سوراخهاي غربال با نسبت 1.25 بزرگتر مي‌شوند و ضمنا در مقابل هر غربال با سوراخ چهارگوش يك غربال با سوراخ گرد وجود دارد كه قطرش 1.25 برابر ضلع غربال با سوراخ چهارگوش مي‌باشد.
غربالها به وسيله عددي موسوم به مدول مشخص مي‌شوند و هر مدول نشان دهنده قطر و يا ضلع سوراخ غربال مي‌باشد. مدول يك غربال عبارت است از نزديكترين عدد كامل به رقمي است كه 10 برابر لگاريتم قطر سوراخ به ميكرون را معين مي‌كند. مثلا اگر بخواهيم مدول مربوط به الك 100 ميكروني را بدانيم به اين ترتيب عمل مي‌كنم. لگاريتم عدد 100 برابر 2 است و در نتيجه 20=2×10 و بنابراين 20 مدول الك 100 ميكروني مي‌باشد. در جدول 1 الكهاي مختلف بر حسب استانداردهاي انگلستان (BS) – آمريكا (ASTM) و فرانسه (AFNOR) مشخص شده است.
در سيستم دانه بندي بر طبق استاندارد ASTM (آمريكا) و BS (انگلستان) در اين دو سيستم غربالها به دو گونه نامگذاري مي‌شوند.
غربالها با سوراخ بزرگ تا 5/16 اينچ نامگذاري مستقيما با اندازه سوراخ متناسب است به عنوان مثال الك 1/2 يعني اينكه ضلع هر سوراخ 1/2 اينچ است.
براي غربالهاي با سوراخ كوچك (كوچكتر از 5/16 اينچ) نامگذاري بر حسب تعداد سوراخ در هر اينچ طول مي‌باشد به عنوان مثال الك 30 يعني اينكه در هر اينچ طول 30 سوراخ وجود دارد.

وسايل آزمايش:
الكها – الكها بايد طوري روي هم چيده شوند تا سنگدانه‌ها هنگام الك كردن، به بيرون پرتاب نشوند – اندازه آنها از بالا به پايين بايد بترتيب زير باشند.
1/2 1 ، 1 ، 3/4 ، 1/2 ، 3/8 ، 4 ، 8
و زير الك و درب
دستگاه تقسيم كن
ترازو با دقت 0.5 گرم
لرزاننده مكانيكي الكها – لرزش بايد بصورت قائم و افقي به الك منتقل شود بطوريكه دانه‌ها در روي الك به بالا و پايين پريده و بغلطند تا در جهات مختلف روي سطح الك قرار بگيرند.
كوره – كوره بايد قادر به توليد دماي يكنواخت Co5±100 باشد.

نمونه برداري:
الف) نمونه بايد از ارتفاع متوسط توده شن برداشته شود بطوريكه هنگام برداشت دانه‌ها از ظرف بيرون نريزد و بايد از لحاظ توزيع دانه‌ها، نماينده كل دپوي شن باشد.
ب) مقدار تقريبي نمونه برداشتي از دپو، بر حسب اندازه بزرگترين دانه‌ها مطابق جدول «1» باشد.

جدول 1 : بر طبق تبصره 2 بند 3-4-4- آئين نامه بتن ايران آبا

به كار بردن سنگدانه‌هاي درشت تر از 38 ميلي متر در ساخت قطعات بتن آرمه توصيه نمي شود ولي در هر صورت اندازه سنگدانه‌ها نبايد از 63 ميلي متر تجاوز كند.

روش آزمايش:
نمونه برداشت شده از دپو بوسيله دستگاه تقسيم كن مجزا شود اين عمل بدفعات تا كسب ميزان مورد نياز نمونه آزمايش انجام داده شود.
تذكر 1: كوشش شود حداقل دو برابر مقدار مورد نياز آزمايش برداشته شود و آن را از تقسيم كن عبور داد.
نمونه آزمايش را تا دماي Co5±110 خشك كنيد.
الك‌ها را مطابق بخش دو (به ترتيب اندازه الك) بچينيد و نمونه را روي الك بالايي بريزيد و سپس روي دستگاه لرزاننده قرار دهيد تا عمل الك كردن بصورت مكانيكي انجام گيرد. دور دستگاه را بر روي 150 دور در دقيقه تنظيم نماييد و دستگاه را به مدت 10 دقيقه بكار اندازيد.
تذكر 2: الف) بر روي هر الك نبايد به ضخامت بيش از cm2 دانه جمع شود و در صورت وجود دانه‌هاي زياد مي‌توان آزمايش را در چند مرحله انجام داد.
ب) مقدار دانه‌ها بايد به اندازه‌اي باشد تا تمامي دانه‌ها امكان قرار گرفتن در برابر سوراخهاي الك را تا چندين مرتبه داشته باشند همچنين در هيچ موردي نبايد وزن مصالح روي الك به اندازه‌اي باشد كه بافت الك تغيير شكل دائمي بدهد.
پ) دستگاه لرزاننده بطور آزاد بطوريكه هيچگونه تماس اضافي بجايي داشته باشد كار كند تا بتواند عمل لرزش را بطور دقيق انجام دهد.
ت) اگر عمل لرزاندن الكها بصورت مكانيكي انجام شود، براي اطمينان بيشتر توصيه مي‌شود كه قبل از توزين مصالح باقيمانده هر الك، با قرار دادن زير الك و درپوش، مجددا آنرا توسط دست در جهات گوناگون بلرزانيد و آنگاه دانه‌هاي عبوري را در الك بعدي ريخته به ترتيب تا آخرين الك ادامه دهيد.
مقدار باقيمانده روي هر يك از الكها را بطوريكه تمام سنگدانه‌هاي روي چشمه‌هاي الك نيز پاك شده باشد در يك ظرف ريخته و وزن نمائيد. دقت شود كه دانه‌ها از الك بيرون نريزد.
تذكر 3: الف) در مورد الكهاي ريزتر مي‌توانيد قبلا الك را وزن نموده تا پس از عمل الك كردن دانه‌ها را همراه با الك وزن نموده تا دچار اشتباه وزن كردن نشويد.
ب) براي خارج كردن دانه‌ها از چشمه‌هاي الك از فشار بيمورد با وسايل غير مجاز خودداري كرده و حتي الامكان از برسي سيمي استفاده نشود.

محاسبات:
1- وزن دانه‌هاي هر يك از الكها mi را در جدول منحني دانه بندي شن يادداشت كنيد.
2- درصد باقيمانده نسبت به كل وزن دانه‌ها را حساب كنيد.

شمارنده الك – i در جائيكه
تعداد الك‌ها - n
3- درصد باقيمانده انباشته الك شماره k را محاسبه نماييد.

تذكر 4: با افزايش i‏، اندازه سوراخهاي الك كوچكتر مي‌گردد بطوريكه 1=i مربوط به بزرگترين الك است.
4- درصد رد شده انباشته از الكها محاسبه شود.

نتايج محاسبات را در جدول منحني دانه بندي شن يادداشت نماييد و سپس نتايج را به صورت منحني شكسته رسم نماييد.
در صورتيكه منحني در محدوده استاندارد قرار نگيرد و حتي قسمتي از آن از محدوده بيرون رود، بايد پيشنهادات لازم جهت اصلاح دانه بندي ارائه شود.

 موارد زیر را می توانید در کتاب هایی که برای دانلود قرار گرفته است بیابید :
- جدول قطر ، سطح مقطع و وزن مخصوص میله گرد و آرماتور آجدار مسلح کننده موجود در ایران
- جدول نیروی پایین به بالا در صفحات تقسیم فشار (بیس پلیت ) بر حسب قطر ورق و میزان نیرو
- جدول اشتال تیر آهن های ردیف آی باریک (آی ان پی) لبه گوشت دار
- جدول اشتال تیر آهن های ردیف آی بال پهن (آی پی بی)
- جدول اشتال تیر آهن های ردیف آی بال پهن ( آی پی بی آینتس (یک)) نیمه سبک
- جدول اشتال پروفیلهای نبشی نورد شده بال مساوی
- جدول اشتال پروفیلهای نبشی نورد شده بال مساوی سنگین (ادامه)
- جدول اشتال پروفیلهای سپری نورد شده
- جدول اشتال پروفیلهای ناودانی نورد شده
- جدول اشتال تیر آهن های لانه زنبوری (معمولی لانه زنبوری شده )
- جدول اشتال تیر آهن های لانه زنبوری (با تیر آهن بال پهن لانه زنبوری شده )
- جدول اشتال تیر آهن های لانه زنبوری (با تیر آهن نیمه بال پهن آی پی ای لانه زنبوری شده )
- جدول اشتال تیر آهن های لانه زنبوری (با برش ایرانی لانه زنبوری شده )
- جدول مشخصات مکانیکی پروفیهای تو خالی نورد شده (دایره و چهارگوش)
- جداول دین و اشتال پروفیلهای توخالی گرد سنگین و نیمه سنگین

دانلود کتاب 159 صفحه ای جداول پروفیل های اشتایل
دانلود کتاب 15 صفحه ای جداول پروفیل های اشتایل
دانلود کتاب 257 صفحه ای جداول پروفیل های اشتایل

** درجه بندی خطر نسبی زلزله شهرها و نقاط مهم ایران

1) درصد میزان مشارکت بار زنده و بار برف در محاسبه نیروی جانبی زلزله

2) نسبت شتاب مبنای طرح در مناطق با لرزه خیزی مختلف

3) پارامترهای مربوط به محاسبه ضریب زلزله

4) طبقه بندی نوع زمین

5) ضریب اهمیت ساختمان

6) مقادیر ضریب رفتار ساختمان، R ، همراه با حداکثر ارتفاع مجاز ساختمان

7) ضریب Bp

8) ضریب رفتار برای سازه های غیر ساختمانی، R

9) حداقل دیوار نسبی در هر امتداد ساختمان