روش دانه بندی ماسه توسط الک و تعیین ضریب نرمی
بر اساس استاندارد ملی ایران شماره 300 و دت 206 و 136-848 ASTM C
هدف:
تعیین ویژگیهای مصالح سنگی ریزدانه (ماسه) که در بتن مسلح بکار برده می‌شوند.
اهمیت و کاربرد:
الف) دانه بندی ماسه: مناسبترین دانه بندی ماسه، به نوع مصرف و مقدار سیمان بتن و حداکثر درشتی مصالح درشت دانه بستگی دارد. اصولا مقدار ذرات ریزتر از 0.6mm، تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر کارایی مخلوط دارند و شاخص نسبتا مطمئنی برای کل سطح مخصوص ماسه می‌باشند.
قاعدتا مقدار ماسه در مخلوط بتن باید کم باشد زیرا افزایش 10 تا 15 درصد دانه‌های کوچکتر از 0.15 میلی متر در سنگدانه‌ها، باعث تقریبا 10% کاهش مقاومت فشاری بتن می‌گردد.
از موارد دیگر کاربرد دانه بندی ماسه می‌توان از نتایج آزمایش به منظور تطبیق توزیع اندازه دانه‌ها با مشخصات لازم برای مصالح سنگی و همچنین تهیه اطلاعات لازم برای کنترل و تصحیح دانه بندی سنگدانه‌های مختلف نام برد.
ب) ضریب نرمی: ضریب نرمی معین نمی تواند معرف تعداد نامحدودی از توزیع اندازه‌های کاملا متفاوت و یا منحنی‌های دانه بندی گوناگون باشد، بنابراین ضریب نرمی را نمی توان به تنهایی بعنوان توصیف دانه بندی سنگدانه‌ها بکار برد، اما جهت سنجش تغییرات جزیی در سنگدانه‌هایی که از یک منبع تولید می‌شوند با ارزش است.
با شناخت ضریب نرمی می‌توان در میزان شن لازم در طراحی مخلوط بتن استفاده کرد و با افزایش آن، مقدار شن لازم را کاهش داد.
تجربه نشان داده است که ماسه بسیار ریزدانه و ماسه بسیار درشت دانه مناسب بتن نمی باشد زیرا اولی با صرفه نیست و دومی مخلوطی می‌سازد که دارای کارایی نبوده و سطح بتن زبر در می‌آید در بتنهای کم سیمان و یا بتنهایی که شن آنها ریز است از نظر کارپذیری (کارایی) بتن، دانه بندی مصالح ریزدانه را چنان باید انتخاب کرد که درصد مواد رد شده از الک با حداکثر پیشنهادی آئین نامه بخواند (حد پائین محدوده استاندارد) و در بتنهای پر سیمان و یا بتنهایی با شن درشت دانه از نظر صرفه جویی در مصرف سیمان حدود بالای دانه بندی استاندارد برای ریزدانه مطلوب می‌باشد.
وسایل آزمایش:
دستگاه تقسیم کن ماسه
ترازو با دقت 0.5 گرم
الکهای استاندارد با طوری چیده شوند تا سنگدانه‌ها هنگام الک کردن به بیرون پرتاب نشود اندازه آنها از بالا به پائیین به ترتیب زیر باشد. 3/8 ، 4 ، 8 ، 16 ، 30 ، 50 ، 100 ، زیر الک و درب
لرزاننده مکانیکی الکها – لرزش باید بصورت قائم و افقی به الک منتقل شود بطوریکه دانه‌ها در روی الک به بالا و پایین پریده و بغلطند تا در جهات مختلف روی سطح الک قرار بگیرند.
کوره – کوره باید قادر به تولید دمای یکنواخت Co5±110 باشد.
نمونه برداری:
الف) نمونه باید از ارتفاع متوسط توده ماسه برداشته شود بطوریکه هنگام برداشت دانه‌ها از ظرف بیرون نریزد و باید از لحاظ توزیع دانه‌ها، نماینده کل دپوی ماسه باشد.
ب) مقدار تقریبی نمونه مورد آزمایش یک کیلوگرم باشد.
روش آزمایش:
نمونه برداشت شده از دپو بوسیله دستگاه تقسیم کن مجزا شود این عمل بدفعات تا کسب میزان مورد نیاز نمونه آزمایش انجام داده شود.
تذکر 1: کوشش شود حداقل دو برابر مقدار نیاز آزمایش برداشته شود و آن را از تقسیم کن عبور داد.
نمونه آزمایش را تا دمای Co5±105 خشک کنید.
بعد از تمیز نمودن الکها، هر الک را ابتدا وزن نموده و وزن آنرا یادداشت نمایید.
الکها را مطابق بخش دو (به ترتیب اندازه الک) بچینید و نمونه را روی الک بالایی بریزید و سپس روی دستگاه لرزاننده قرار دهید تا عمل الک کردن بصورت مکانیکی انجام گیرد. دور دستگاه را بر روی 150 دور در دقیقه تنظیم نمایید و دستگاه را به مدت 10 دقیقه بکار اندازید.
تذکر 2: الف) بر روی هر الک نباید به ضخامت بیش از cm2 دانه جمع شود و در صورت وجود دانه‌های زیاد می‌توان آزمایش را در چند مرحله انجام داد.
ب) مقدار دانه‌ها باید به اندازه‌ای باشد تا تمامی دانه‌ها امکان قرار گرفتن در برابر سوراخهای الک را تا چندین مرتبه داشته باشند همچنین در هیچ موردی نباید وزن مصالح روی الک به اندازه‌ای باشد که بافت الک تغییر شکل دائمی بدهد.
پ) دستگاه لرزاننده بطور آزاد بطوریکه هیچگونه تماس اضافی بجایی داشته باشد کار کند تا بتواند عمل لرزش را بطور دقیق انجام دهد.
ت) اگر عمل لرزاندن الکها بصورت مکانیکی انجام شود، برای اطمینان بیشتر توصیه می‌شود که قبل از توزین مصالح باقیمانده هر الک، با قرار دادن زیر الک و درپوش، مجددا آنرا توسط دست در جهات گوناگون بلرزانید و آنگاه دانه‌های عبوری را در الک بعدی ریخته به ترتیب تا آخرین الک ادامه دهید.
ث) باقیمانده مصالح بین هر دو الک متوالی نباید بیش از 45% وزن کل نمونه باشد.
ج) ضریب نرمی مصالح برای بتن و بتن آرمه نباید کمتر از 2.3 و بیشتر از 3.1 باشد. اگر ضریب نرمی به میزان 0.2± اعداد داده شده تغیییر یابد، در صورتی این مصالح قابل مصرف است که تغییراتی متناسب در دانه بندی مصالح سنگی بتن داده شود.
چ) آلودگی به ماده مضر – مقدار مواد مضر موجود در مصالح بتن و بتن مسلح باید طبق جدول 1 باشد.
جدول 1 : مقدار مواد مضر موجود در مصالح ریزدانه مطابق استاندارد ایران
*
اگر ماسه از طریق شکستن مواد سنگی بدست آید بیشتر مواد رد شده از الک 0.075mm از جنس گرد سنگ خواهد بود و چون خاک رس در آن وجود نخواهد داشت، لذا می‌توان درصد مجاز را در این مورد 5 و 7 محسوب داشت.
هر الک به همراه مصالح باقیمانده روی آن را وزن نمایید.
تذکر 3: برای خارج کردن دانه‌ها از چشمه‌های الک از فشار بیمورد با وسایل غیر مجاز خودداری کرده و حتی برس سیمی نیز استفاده نشود.
 |
حتما بخوانید : آسفالت گرم |
محاسبات:
1- وزن دانه‌های هر یک از الکها mi را در جدول 2 یادداشت کنید.
2- درصد باقیمانده نسبت به کل وزن دانه‌ها را حساب کنید.
شمارنده الک – i در جائیکه
تعداد الک ها – n
3- درصد باقیمانده انباشته روی الک شماره k را محاسبه نمایید.
تذکر 4: با افزایش i، اندازه سوراخهای الک کوچکتر می گردد بطوریکه 1i= مربوط به بزرگترین الک است.
4- درصد رد شده انباشته از الکها محاسبه شود.
5- ضریب نرمی ماسه مطابق رابطه زیر تعیین گردد.
(i شامل زیر الک نمی گردد)
نتایج محاسبات را در جدول یادداشت نمایید و سپس نتایج را به صورت منحنی شکسته در جدول شماره 3 رسم نمایید.
در صورتیکه منحنی در محدوده استاندارد (در جدول شماره 3 دیده می‌شود) قرار نگیرد و حتی قسمتی از آن از محدوده بیرون رود، و همچنین ضریب نرمی با مقادیر استاندارد ذکر شده مطابقت نداشته باشد. باید پیشنهادات لازم جهت اصلاح دانه بندی ارائه شود.
مدول نرمی یا ضریب نرمی (FM) :
مدول نرمی ضریبی است که از دانه بندی بدست می‌آید و به ویژه در ایالات متحده به مقدار قابل توجهی استفاده می‌شود. مدول نرمی به مجموع درصدهای تجمعی باقی مانده روی الکها استاندارد (منهای زیر الک) تقسیم بر صد گفته می‌شود سری الکهای استاندارد شامل الکهای است که اندازه هر الک دو برابر اندازه الک قبلی باشد.
مدول نرمی تعیین کننده ریزی و درشتی دانه‌ها است هر چه دانه‌های سنگی درشت تر باشد مدول نرمی آنها بیشتر است همچنین ریزدانه‌ها مدول نرمی کمتری دارند.
عالی