روش تعیین زمان گیرش اولیه و نهایی خمیر سیمان
بر اساس استاندارد ملی ایران شماره 392 و دت 113 و 191-82 ASTM C
1- هدف:
تعیین زمان شروع گیرش خمیر سیمان و تغییر وضعیت آن به حالت جامد
2- اهمیت و کاربرد:
زمان گیرش اولیه مدت زمان سپری شده از لحظه اختلاط آب و سیمان می‌باشد که از این بعد رشد کریستالهای ناشی از هیدارسیون سیمان به اندازه‌ای است که روانی خمیر رو به کاهش می‌گذارد. با توجه به این که غلظت مخلوط (میزان آب نسبت به سیمان) در سرعت گیرش سیمان و به عبارتی در سرعت کاهش روانی خمیر تاثیر می‌گذارد، آزمایش تعیین زمان گیرش اولیه بایستی با مقدار آب مشخص (غلظت نرمال) صورت گیرد تا اینکه نتایج این آزمایش برای نمونه‌های مختلف سیمان پرتلند قابل مقایسه با یکدیگر بوده و یا بتوان این آزمایش را برای یک نمونه سیمان مشخص نسبت به مقادیر قید شده در مشخصات کارخانه‌ای آن محک زد.
در ارتباط با اهمیت این آزمایش، با توجه به اینکه قبل از زمان گیرش اولیه، میزان گیرش سیمان غیر قابل ملاحظه است پس کلیه عملیات ساخت، حمل، ریختن، تراکم و پرداخت بتن بایستی در این محدوده زمانی صورت گیرد، در غیر این صورت هرگونه حرکت بتن در زمانی که بتن در حال سخت شدن است باعث کاهش پایایی و مقاومت فشاری بتن می‌گردد.
این موضوع در مواقعی که فاصله بین محل ساخت و مصرف بتن زیاد است و یا اینکه عملیات بتن ریزی با مشکلاتی روبرو می‌گردد حائز اهمیت است در هر صورت بایستی قبل از زمان گیرش اولیه بتن در محل نهایی خود قرار گیرد. کاربرد این آزمایش شناسایی زمان گیرش انواع سیمان پرتلند است. به عنوان مثال زمان گیرش اولیه سیمان دیرگیر بیش از سیمان زودگیر یا معمولی در شرایط یکسان می‌باشد، که مسلم بایستی برای آن نمونه نخست آزمایش تعیین غلظت نرمال انجام گیرد. همچنین این آزمایش جهت بررسی کیفیت سیمانهای مصرفی در کارگاه قابل استفاده است زیرا سیمانهای فاسد شده دارای زمان گیرش بیش از حد متعارف می‌باشند. زمان گیرش نهایی مدت زمان سپری شده از لحظه اختلاط آب و سیمان تا زمانی است که کارایی خمیر به کلی از بین می‌رود. بنابراین زمان گیرش نهایی می‌تواند به عنوان زمان شروع عملیات نهایی هیدراسیون سیمان و خاتمه عملیات گیرش سیمان تلقی گردد.
زمان گیرش نهایی دارای کاربرد وسیعی نمی باشد ولی می‌تواند جهت تعیین حد زمانی عملیات پرداخت و ماله کاری نمای ظاهری بتن قابل استفاده باشد.
3- وسایل آزمایش:
دستگاه ویکات – برای آزمایش ضروری است و اجزاء تشکیل شده دهنده آن در آزمایش شماره 3 شرح داده شده است.
ترازو – حداقل ظرفیت 1 کیلوگرم با دقت 0.1 گرم یا کمتر.
استوانه مدرج – حداقل ظرفیت 200 میلی لیتر.
4- دما و رطوبت:
درجه حرارت سیمان، آب و اتاق آزمایش در حین تهیه خمیر سیمان و قالب گیری بایستی بین 17.7 و 23.3 درجه سانتی گراد باشد، آنگاه قالب سیمانی که برای آزمایش تهیه می‌شود بایستی در تمام مدت آزمایش در حرارت 1.1±18.9 درجه سانتی گراد و در فضایی که دارای حداقل 90 درصد رطوبت نسبی باشد و از جریان هوا دور باشد نگهداری شود.
5- روش آزمایش:
تهیه سیمان وآب: مقدار 500 گرم سیمان از نوع استفاده شده در آزمایش غلظت خمیر نرمال (آزمایش شماره 3) نمونه برداری کرده و مقدار آبی مطابق غلظت نرمال آزمایش مذکور توزین نمایید. بهتر است نمونه سیمان قبل از توزین، از الک 1.18 میلیمتر الک شماره 16 در سیستم ASTM عبور داده شود تا از عاری بودن سنگ ریزه یا کلوخه اطمینان حاصل شود.
تنظیم دستگاه ویکات: برای این منظور لازم است سوزن C به میله B وصل شده، آنگاه در حالیکه سوزن C روی صفحه دستگاه قرار دارد، عقربه متحرک روی عدد صفر پایین تنظیم گردد، در این صورت می‌توان فاصله سر سوزن C را از روی دستگاه (کف قالب حاوی نمونه) بوسیله عقربه تعیین نمود.
تهیه خمیر سیمان: آب توزین شده در یک ظرفی با فضای کافی، با نمونه سیمان مخلوط می‌شود، زمان تهیه خمیر از لحظه افزودن آب به سیمان خشک تا آغاز ریختن خمیر در قالب باید 1.4±4 دقیقه باشد و عمل تهیه خمیر باید قبل از شروع علائم گیرش پایان یابد. ظرف و دیگر وسائل مورد استفاده بایستی کاملا تمیز و خشک بوده و تمام آب توزین شده با سیمان مخلوط گردد.
قالب گیری خمیر سیمان: پس از تهیه خمیر سیمان، قالب ویکات در حالیکه روی صفحه غیر متخلخلی قرار می‌گیرد باید بوسیله خمیر سیمان پر شود، قالب را باید یک باره با خمیر پر کرد و سطح قالب باید به سرعت از قمست‌های اضافی خمیر پاک گردد، برای پر کردن قالب تنها دست کارگر و ماله مخصوص تهیه خمیر باید به کار رود و ماله به وزن تقریبی 213 گرم باشد. توسط ماله سطح خمیر کاملا هم سطح قالب شده و صاف می‌گردد به طوری که روی سطح خمیر حفره‌ای به چشم نخورد. لازم است توجه شود که طی عملیات بریدن و صاف کردن، خمیر سیمان فشرده نشود.
تعیین زمان گیرش اولیه قالب خمیر را روی صفحه دستگاه زیر سوزن قرار دهید و سپس به آرامی سر سوزن را در تراز سطح خمیر قرار داده و بوسیله پیچ مربوط آنرا محکم کنید (در این حالت عقربه بایستی عدد 40 میلی متر را روی صفحه مدرج نشان دهد)، آنگاه دستگاه همراه با نمونه در داخل اتاق رطوبت قرار داده می‌شود، پس از 30 دقیقه، با بیرون آوردن نمونه از اتاق رطوبت پیچ نگهدارنده میله (B) را باز کرده تا سوزن در آن نفوذ کند. سوزن در مدت 30 ثانیه در داخل خمیر نفوذ کند و فاصله سر سوزن در فاصله 5 میلی متری کف قالب متوقف گردد. (در استاندارد ASTM سوزن باید در فاصله 15 میلی متری کف قالب متوقف گردد.)
بنابراین در صورت لزوم عمل نفوذ سوزن در خمیر بایستی هر 15 دقیقه تکرار گردد، در فواصل زمانی نمونه در اتاق رطوبت بایستی نگهداری گردد، در صورتیکه نتوان مستقیما شرط آزمایش را ارضاء کرد لازم است تکرار نفوذ سوزن در خمیر سیمان در زمانهای متوالی به گونه‌ای باشد که سوزن در فاصله بیش از 5 میلی متر و کمتر از 5 میلی متر قرار گیرد نکته قابل توجه آن است که محل نفوذ سوزن در خمیر سیمان دارای حداقل فاصله‌ای با محل‌های نفوذ دیگر باشد و همچنین حداقل فاصله‌ای با لب قالب داشته باشد.
برای تعیین زمان گیرش نهایی باید به جای سوزن (C) از سوزن (F) با ضمیمه فلزی توخالی ا ستفاده شود سیمان وقتی بطور نهایی خود را می‌گیرد که اگر سوزن (F) را در تراز خمیر سیمان روی قالب قرار داده و بوسیله باز کردن پیچ آنرا روی خمیر فرود آوریم فقط اثر کمی بر روی سیمان بگذارد در حالی که ضمیمه فلزی آن هیچ اثری بر روی سیمان نگذارد، اگر بر روی سطح فوقانی آزمودنی کف درست شده باشد باید سطح زیرین آن را برای تعیین زمان گیرش نهایی به کار برد. با توجه به اینکه زمان گیرش نهایی برای سیمانهای معمولی و زود سخت شونده حدود 10 ساعت است (مدت زمان بعد از اختلاط آب و سیمان) لذا در زمانهای متوالی بایستی آزمایش جهت تعیین زمان گیرش نهایی انجام گیرد تا شرط مذکور اثبات گردد.
6- محاسبات:
چنانچه با تکرار نفوذ سوزن در خمیر سیمان، سوزن در فاصله 5 میلی متری از کف قالب متوقف شود در این صورت مدت زمان از اختلاط تا اثبات شرط آزمایش به عنوان زمان گیرش اولیه محسوب می‌شود، در غیر این صورت به وسیله رسم منحنی تغییرات «زمان نفوذ» بر حسب «فاصله سوزن از کف قالب» و بدست آوردن زمان نفوذ نظیر فاصله 5 میلی متر از روی منحنی، زمان گیرش اولیه تعیین می‌گردد. توجه شود که برای این منظور لازم است عمل نفوذ حداقل سه مرتبه در فواصل زمانی معین تکرار گردد طوریکه مقادیر فاصله سوزن از کف قالب،کمتر و بیشتر از 5 میلی متر باشد.
تذکر 1- نتایج آزمایش را در جدول(1) ثبت نمایید.
سوالات ؟
چنانچه زمان گیرش اولیه با استاندارد آن مطابقت نداشت علت را بیان کنید.
ثبت ديدگاه