کنفرانس بتن خودتراکم ایران و کنفرانس تعمیر و نگهداری سازه های بتنی



روش تعيين وزن واحد و فضاي خالي سنگدانه‌ها

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
آزمایش های سنگدانه ها


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.

آزمایش های سنگدانه ها


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
آزمایش های سنگدانه ها


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

آزمایش های سنگدانه ها


G = وزن مصالح و پيمانه بر حسب كيلوگرم

آزمایش های سنگدانه ها


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.

آزمایش های سنگدانه ها


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

آزمایش های سنگدانه ها


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

آزمایش های سنگدانه ها


= 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 ؟

آزمایش های سنگدانه ها



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
آزمایش های سنگدانه ها

نوشته شده توسط  پویا حیاتی
بازدید 4617 بار
این مورد را ارزیابی کنید
(0 رای‌ها)

 

 

کنفرانس بتن خودتراکم ایران و کنفرانس تعمیر و نگهداری سازه های بتنی