روش تعيين درجه نرمي سيمان

 

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.

آزمایش های قیر و آسفالت


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.

آزمایش های قیر و آسفالت


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

آزمایش های قیر و آسفالت


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

آزمایش های قیر و آسفالت


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.

نوشته شده توسط  پویا حیاتی
بازدید 8570 بار
این مورد را ارزیابی کنید
(5 رای‌ها)