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



روش تعيين وزن مخصوص ظاهري و وزن مخصوص انبوهي شن و ماسه

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.

آزمایش های سنگدانه ها


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.

آزمایش های سنگدانه ها


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.

آزمایش های سنگدانه ها


وزن مخصوص ظاهري از رابطه زير بدست مي‌آيد.

آزمایش های سنگدانه ها


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.

آزمایش های سنگدانه ها


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]

آزمایش های سنگدانه ها


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.

نوشته شده توسط  پویا حیاتی
بازدید 15205 بار
این مورد را ارزیابی کنید
(7 رای‌ها)

 

 

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