گزیده ای از آزمایشهای ASTM آزمایشگاه تکنولوژی بتن 27 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 41

کانی‌های ثانوی

( رس‌ها)

پیدایش و تشکیل رسها

رس‌ها از نظر فیزیکی، ذراتی هستند که در محدوده قطری کوچکتر از 2 میکرون قرار دارند که از آنها رسهای سیلیکاتی معمولاً از کانیهای اولیه مانند فلدسپاتها، میکاها آمفیبول و پیروکسین تکامل می‌یابند. درباره تشکیل آنها عقاید متعددی ابراز شده که با اندک اختلافی در مطالب زیر منتشر کند:

الف: تجزیه و تغییر شکل فیزیکی کانیهای سیلیکاتی لایه‌ای مانند میکاها فلدسپاتها آمفیبول وپیروکسین.

ب: تجریه شیمیایی کانیهای اولیه مخصوصاً فلدسپاتها همراه با ترکیب و تبلور مجد عنصر نهابی تجزیه( کریستالیزاسیون مجدد)

راجع به الف – سیلیکاتهای متورق با حفظ ساختمان و ترکیب اصلی خود تغییر ماهیت می‌دهند. بدین ترتیب که از بین طبقات داربست‌ها، یونهای آزاد شده و جای خود را به مولکولهای آب محتوی هیدروژن آزاد (H3O = هیدرونیوم) می‌دهند مثلاً در مورد موسکوویت که داربست کریستالی محکمی دارد وضع از این قرار است:

یونK موجود در فواصل لایه‌ها در اثر تجزیه بعدی جای خود را به یونهای H داده و خود بصورت آزاد در محلول خاک وارد می‌شود ساختمان کرستالی کانی جدید که همان رس ایلیت1 با کانی قبلی یعنی موسکوویت شباهت کامل داشته و فقط در بین لایه‌ها جای پتاس یونهای هیدروژن مستقر شده‌اند اگر به محیط مزبور که رسها تازه تشکیل یافته ایلیت در آن فراوان‌اند به مقدار کافی نمکهای محتوی پتاس اضافه شود پتاس می‌تواند در فواصل لایه‌ها مجدداً وارد شده و ترکیب محکمی را بوجود آورد در این شرایط پتاس دیکر قابل تبادل نبوده و بیشتر حالت تثبیت2 پیدا می‌کند.

روند تجزیه ارتوکلاس به رس دارای ترکیب شیمیایی ساده یعنی کائولینیت بدین نحو است:

پتاس آزاد شده در این فعل انفعال تخریب مبین این موضوع است که در اثر هوازدگی کانی‌های اولیه در محیط‌های متفاوت خاک عناصر شیمیائی( بسته به ترکیب سنگ ما در اولیه) در خاک برای تغذیه گیاه آزاد می‌شوند.

ملاحظه دقیق فرمول شیمیائی ساده‌ترین رس‌ها معلوم می‌سازد که آنها ترکیبات ثانوی سیلیکتهای متورق آبدار آلومینیوم بوده و فرمل کلی آنها را می‌توان عبارت از دانست در ترکیب شیمیای انواع مختلف رسها نسبت:

متفاوت بوده و بین 2 و 7 متغیر است.

در شرایط آب و هوائی مختلف زمین و در ارتباط با زمان تشکیل رسهای متفاوتبی پدید آمده‌ان چنانکه در شرایط اقلیمی استوائی و نیمه استوائی مرطوب در خاکها رسهای کائولینیتی بیشتر تشکیل می‌گردد در صورتی که در شرایط نیمه مرطوب معتدل رسهای ایلیت و مونتمور یلونیت از نظر مقداری غلبه دارند. خاکهای لسی و همینطور خاکهای شور تحت تأثیر آب زیرزمینی اکثراً محتوی ایلیت فراوانی‌اند ایلیت از سنگ مادرهای دارای واکنش اسیدی بویژه گرانیت و دیوریت نیز بمقدار قابل توجهی در خاکها ایجاد می‌شود در حالیکه از تخریب سنگهای آذرین بازیک مانند بازالت کانیهای رسی مونتمور یلونیت و ورمی کولیت پدید می‌آیند.

از طرف دیگر در محیطهای متنوع تشکیل در اثر جابجائی یونهای شرکت کننده در ساختمان رسها ممکن است رسهای جدیدی تشکیل گردند چنانکه ایلیت در آب و هوای گرم و مرطوب با اندک تغییراتی می‌تواند به مونتموریلونیت و سپس کائولینیت تبدیل گردد(55,5 )

راجع به ب- در وضعیت کرستالیزاسیون مجدد ساختمان داربستهای کریستالی کانی اولیه بکلی متلاشی شده و عمل تخریب تا مرحله تشکیل مولکول و یوتن پیش می‌رود. در این ضمن مخصوصاً مقدار اکسیدهای و هیدروکسیدهای فلزی Al,Si در محیط افزایش می‌یابد.

از مولکولهای مزبور در اثر تبلور سنتری کانی رسی جدیدی بوجود می‌آید مراحل تشکیل رس از یون‌‌ها فقط در شرایط قلیائی و خنثی امکان پذیر است زیرا یون Si از سیلیکا تها و Al از آلومینات‌ها می‌توانند همزمان در جوار همدیگر بصورت آزاد باشند و ترکیب سنتزی انجام دهند. در غیر این صورت به سبب انحلال متفاوت آنها در واکنش‌های مختلف مجاورت Al,Si بطور آزاد ممکن نیست(72 ). این ادعا را C.W.correns بامنحتی شکل (23) اثبات می‌کند.

ضمن اعمال سنتر از ترکیب مواد مذکور قبلاً کلوئیدهای ژلی سیلیکاتی آلومیینوم با نسبت کوچکتر ساخته شده و پس از گذشت سالیان متمادی و کهنه شدن کلوئیدهای مزبور تشکیل داربست های

آزمایشهای بتن 64 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 64

آزمایش دانه بندی سنگدانه ها

(Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates)

[ASTM-C136]

مقدمه:

یکی از عوامل موثر در مقاومت بتن (بطور غیرمستقیم)، رعایت ضوابط دانه بندی شن و ماسه است که در طرح مخلوط بتن اهمیت زیادی دارد. از نظر تئوری، دانه بندی خوب به قسمی است که دانه های ریزتر فضای خالی بین دانه های درشت تر را پر کنند و باعث تراکم هرچه بیشتر شن و ماسه در بتن شوند. تراکم بیشتر بتن باعث افزایش وزن مخصوص و همچنین مقاومت آن نسبت به نمونه مشابه می شود. با مقاومت ثابت، بتن با دانه بندی بهتر احتیاج به سیمان کمتری دارد و چون سیمان از مصالح نسبتاً گران است، لذا دانه بندی بهتر اقتصادی تر است.

دانه بندی یعنی عمل تقسیم سنگدانه ها به بخش های مختلف ذرات هم اندازه و تعیین توزیع وزنی آنها. در عمل هر بخش حاوی ذرات بین حدود اندازه ایی معین می باشد که این حدود همان اندازه های چشمه های الک های استاندارد هستند. برای درک بهتر، این توزیع با منحنی نشان داده می شود (منحنی دانه بندی).

باید متذکر شد که هیچگونه منحنی دانه بندی ایده آل وجود ندارد ولی هدف، حصول یک حد اعتدال است. سوای الزامات فیزیکی، جنبه های اقتصادی را هم نباید فراموش نمود. بتن باید با مصالحی ساخته شود که بتوان آنها را با هزینه کم تولید نمود و بنابراین نمی توان هیچگونه محدودیت های بسیار باریکی را برای سنگدانه ها قایل شد. پیشنهاد شده است که عوامل اصلی کنترل کننده دانه بندی مطلوب سنگدانه ها عبارتند از: مساحت سطح سنگدانه ها (تعیین کننده مقدار آب لازم برای تر نمودن تمامی مواد جامد). حجم نسبی اشغال شده بوسیله سنگدانه ها، کارایی بتن و تمایل به جداشدگی مواد از یکدیگر.

مدول نرمی عدد منفردی است که از نتایج آزمایش دانه بندی ماسه بدست می آید و برابر است با مجموع درصد های تجمعی مانده روی الک No.100 و الک های بالای آن مستقیم بر صد. این عدد نشان دهنده متوسط اندازه دانه های ماسه است، بطوریکه مدول نرمی کم نشان دهنده ریز دانه بودن ماسه و مدول نرمی زیاد نشان دهنده درشت دانه بودن ماسه است. واضح است که یک عدد متوسط نمی تواند معرف یک توزیع باشد، لذا مدول نرمی نمی تواند معرف منحنی های دانه بندی مختلف باشد. از مدول نرمی در ارزیابی سنگدانه ها و بعضی روش های طرح اختلاط بتن استفاده می شود.

استاندارد ASTM-C33 تصریح کرده است که مدول نرمی ماسه مورد استفاده برای ساخت بتن باید بین 3/2 تا 1/3 باشد.

مراحل آزمایش

1- از دپوی مصالح سنگی آزمایشگاه به میزان gr4000 ماسه و یا gr 10000 شن خشک نمونه برداری نمایید. نمونه سنگدانه باید نماینده کل توده سنگدانه باشد، در غیر اینصورت نتایج آزمایش قابل استناد نخواهد بود. برای اینکار سعی کنید نمونه سنگدانه ها از قسمت های مختلف دپو تهیه شده باشد.

2- نمونه را کاملاً مخلوط نموده و میزان آن را به مقدار مناسبی (در حدود gr 1000 برای ماسه و gr 2500 برای شن) برای انجام آزمایش کاهش دهید. برای اینکار از روشی موسوم به روش کوارتر یا روش چهار – دو استفاده کنید. نمونه سنگدانه ها را بر روی یک سطح صاف پخش کنید. با وسیله مناسبی آن را به چهار قسمت تقریباً مساوی تقسیم نمایید. دو قسمت از این چهار قسمت را که بصورت ضربدری مقابل یکدیگر هستند انتخاب نموده و بقیه دانه ها را کنار بگذارید. باین دو قسمت را با هم کاملاً مخلوط کرده و دوبار عمل چهار – دو را روی آن انجام دهید. سنگدانه های باقیمانده را وزن نمایید.

3- معمولاً الک های مناسب برای دانه بندی یک نمونه ماسه بشرح زیر می باشند:

No.100

No.50

No.30

No.16

No.8

No.4

3/8”

شماره یا اندازه الک

0.15

0.30

0.60

1.18

2.36

4.75

9.50

اندازه چشمه (mm)

و برای شن از الک های زیر استفاده می شود:

No.8

No.4

3/8”

½”

¾”

1”

شماره یا اندازه الک

2.36

4.75

9.50

12.50

19.0

25.0

اندازه چشمه (mm)

هر یک از الک های فوق را پس از تمیز نمودن با برس مناسب، وزن کرده و آنها را به ترتیب اندازه روی هم سورا نمایید. یک سینی الک را نیز پس از تمیز نمودن وزن کرده در زیر مجموعه الک ها قرار دهید و سنگدانه های حاصل از روش چهار – دو را با دقت روی الک بالایی (الک 9.50mm برای ماسه و الک 25mm برای شن) بریزید. آنگاه یک درپوش روی مجموعه الک ها بگذارید.

4- مجموعه فوق باید بطریق مناسبی تکان داده شود تا دانه های سنگی فرصت عبور از چشمه های الک را بیابند و بر حسب اندازه شان روی الک های مختلف متوقف شوند. برای اینکار از دستگاه شیکر (لرزاننده یا تکان دهنده) مخصوص الک استفاده نمایید. مجموعه الک ها بهمراه درپوش و سینی را روی دستگاه قرار داده، پیچ های آن را کاملا محکوم نموده و دستگاه را روشن کنید. اجازه دهید الک ها حدود 15-10 دقیقه لرزاننده شوند. سپس دستگاه لرزاننده را خاموش کرده و مجموعه الک ها را از روی آن بردارید.

5- الک ها را با دقت (بطوری که مصالح مانده روی آنها هدر نرود) از یکدیگر جدا کرده و هریک را به مراه مصالح درونشان وزن نمایید. این کار را برای سینی نیز انجام دهید.

گزیده ای از آزمایشهای ASTM آزمایشگاه تکنولوژی بتن 27 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 41

کانی‌های ثانوی

( رس‌ها)

پیدایش و تشکیل رسها

رس‌ها از نظر فیزیکی، ذراتی هستند که در محدوده قطری کوچکتر از 2 میکرون قرار دارند که از آنها رسهای سیلیکاتی معمولاً از کانیهای اولیه مانند فلدسپاتها، میکاها آمفیبول و پیروکسین تکامل می‌یابند. درباره تشکیل آنها عقاید متعددی ابراز شده که با اندک اختلافی در مطالب زیر منتشر کند:

الف: تجزیه و تغییر شکل فیزیکی کانیهای سیلیکاتی لایه‌ای مانند میکاها فلدسپاتها آمفیبول وپیروکسین.

ب: تجریه شیمیایی کانیهای اولیه مخصوصاً فلدسپاتها همراه با ترکیب و تبلور مجد عنصر نهابی تجزیه( کریستالیزاسیون مجدد)

راجع به الف – سیلیکاتهای متورق با حفظ ساختمان و ترکیب اصلی خود تغییر ماهیت می‌دهند. بدین ترتیب که از بین طبقات داربست‌ها، یونهای آزاد شده و جای خود را به مولکولهای آب محتوی هیدروژن آزاد (H3O = هیدرونیوم) می‌دهند مثلاً در مورد موسکوویت که داربست کریستالی محکمی دارد وضع از این قرار است:

یونK موجود در فواصل لایه‌ها در اثر تجزیه بعدی جای خود را به یونهای H داده و خود بصورت آزاد در محلول خاک وارد می‌شود ساختمان کرستالی کانی جدید که همان رس ایلیت1 با کانی قبلی یعنی موسکوویت شباهت کامل داشته و فقط در بین لایه‌ها جای پتاس یونهای هیدروژن مستقر شده‌اند اگر به محیط مزبور که رسها تازه تشکیل یافته ایلیت در آن فراوان‌اند به مقدار کافی نمکهای محتوی پتاس اضافه شود پتاس می‌تواند در فواصل لایه‌ها مجدداً وارد شده و ترکیب محکمی را بوجود آورد در این شرایط پتاس دیکر قابل تبادل نبوده و بیشتر حالت تثبیت2 پیدا می‌کند.

روند تجزیه ارتوکلاس به رس دارای ترکیب شیمیایی ساده یعنی کائولینیت بدین نحو است:

پتاس آزاد شده در این فعل انفعال تخریب مبین این موضوع است که در اثر هوازدگی کانی‌های اولیه در محیط‌های متفاوت خاک عناصر شیمیائی( بسته به ترکیب سنگ ما در اولیه) در خاک برای تغذیه گیاه آزاد می‌شوند.

ملاحظه دقیق فرمول شیمیائی ساده‌ترین رس‌ها معلوم می‌سازد که آنها ترکیبات ثانوی سیلیکتهای متورق آبدار آلومینیوم بوده و فرمل کلی آنها را می‌توان عبارت از دانست در ترکیب شیمیای انواع مختلف رسها نسبت:

متفاوت بوده و بین 2 و 7 متغیر است.

در شرایط آب و هوائی مختلف زمین و در ارتباط با زمان تشکیل رسهای متفاوتبی پدید آمده‌ان چنانکه در شرایط اقلیمی استوائی و نیمه استوائی مرطوب در خاکها رسهای کائولینیتی بیشتر تشکیل می‌گردد در صورتی که در شرایط نیمه مرطوب معتدل رسهای ایلیت و مونتمور یلونیت از نظر مقداری غلبه دارند. خاکهای لسی و همینطور خاکهای شور تحت تأثیر آب زیرزمینی اکثراً محتوی ایلیت فراوانی‌اند ایلیت از سنگ مادرهای دارای واکنش اسیدی بویژه گرانیت و دیوریت نیز بمقدار قابل توجهی در خاکها ایجاد می‌شود در حالیکه از تخریب سنگهای آذرین بازیک مانند بازالت کانیهای رسی مونتمور یلونیت و ورمی کولیت پدید می‌آیند.

از طرف دیگر در محیطهای متنوع تشکیل در اثر جابجائی یونهای شرکت کننده در ساختمان رسها ممکن است رسهای جدیدی تشکیل گردند چنانکه ایلیت در آب و هوای گرم و مرطوب با اندک تغییراتی می‌تواند به مونتموریلونیت و سپس کائولینیت تبدیل گردد(55,5 )

راجع به ب- در وضعیت کرستالیزاسیون مجدد ساختمان داربستهای کریستالی کانی اولیه بکلی متلاشی شده و عمل تخریب تا مرحله تشکیل مولکول و یوتن پیش می‌رود. در این ضمن مخصوصاً مقدار اکسیدهای و هیدروکسیدهای فلزی Al,Si در محیط افزایش می‌یابد.

از مولکولهای مزبور در اثر تبلور سنتری کانی رسی جدیدی بوجود می‌آید مراحل تشکیل رس از یون‌‌ها فقط در شرایط قلیائی و خنثی امکان پذیر است زیرا یون Si از سیلیکا تها و Al از آلومینات‌ها می‌توانند همزمان در جوار همدیگر بصورت آزاد باشند و ترکیب سنتزی انجام دهند. در غیر این صورت به سبب انحلال متفاوت آنها در واکنش‌های مختلف مجاورت Al,Si بطور آزاد ممکن نیست(72 ). این ادعا را C.W.correns بامنحتی شکل (23) اثبات می‌کند.

ضمن اعمال سنتر از ترکیب مواد مذکور قبلاً کلوئیدهای ژلی سیلیکاتی آلومیینوم با نسبت کوچکتر ساخته شده و پس از گذشت سالیان متمادی و کهنه شدن کلوئیدهای مزبور تشکیل داربست های

آزمایشهای بتن 64 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 64

آزمایش دانه بندی سنگدانه ها

(Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates)

[ASTM-C136]

مقدمه:

یکی از عوامل موثر در مقاومت بتن (بطور غیرمستقیم)، رعایت ضوابط دانه بندی شن و ماسه است که در طرح مخلوط بتن اهمیت زیادی دارد. از نظر تئوری، دانه بندی خوب به قسمی است که دانه های ریزتر فضای خالی بین دانه های درشت تر را پر کنند و باعث تراکم هرچه بیشتر شن و ماسه در بتن شوند. تراکم بیشتر بتن باعث افزایش وزن مخصوص و همچنین مقاومت آن نسبت به نمونه مشابه می شود. با مقاومت ثابت، بتن با دانه بندی بهتر احتیاج به سیمان کمتری دارد و چون سیمان از مصالح نسبتاً گران است، لذا دانه بندی بهتر اقتصادی تر است.

دانه بندی یعنی عمل تقسیم سنگدانه ها به بخش های مختلف ذرات هم اندازه و تعیین توزیع وزنی آنها. در عمل هر بخش حاوی ذرات بین حدود اندازه ایی معین می باشد که این حدود همان اندازه های چشمه های الک های استاندارد هستند. برای درک بهتر، این توزیع با منحنی نشان داده می شود (منحنی دانه بندی).

باید متذکر شد که هیچگونه منحنی دانه بندی ایده آل وجود ندارد ولی هدف، حصول یک حد اعتدال است. سوای الزامات فیزیکی، جنبه های اقتصادی را هم نباید فراموش نمود. بتن باید با مصالحی ساخته شود که بتوان آنها را با هزینه کم تولید نمود و بنابراین نمی توان هیچگونه محدودیت های بسیار باریکی را برای سنگدانه ها قایل شد. پیشنهاد شده است که عوامل اصلی کنترل کننده دانه بندی مطلوب سنگدانه ها عبارتند از: مساحت سطح سنگدانه ها (تعیین کننده مقدار آب لازم برای تر نمودن تمامی مواد جامد). حجم نسبی اشغال شده بوسیله سنگدانه ها، کارایی بتن و تمایل به جداشدگی مواد از یکدیگر.

مدول نرمی عدد منفردی است که از نتایج آزمایش دانه بندی ماسه بدست می آید و برابر است با مجموع درصد های تجمعی مانده روی الک No.100 و الک های بالای آن مستقیم بر صد. این عدد نشان دهنده متوسط اندازه دانه های ماسه است، بطوریکه مدول نرمی کم نشان دهنده ریز دانه بودن ماسه و مدول نرمی زیاد نشان دهنده درشت دانه بودن ماسه است. واضح است که یک عدد متوسط نمی تواند معرف یک توزیع باشد، لذا مدول نرمی نمی تواند معرف منحنی های دانه بندی مختلف باشد. از مدول نرمی در ارزیابی سنگدانه ها و بعضی روش های طرح اختلاط بتن استفاده می شود.

استاندارد ASTM-C33 تصریح کرده است که مدول نرمی ماسه مورد استفاده برای ساخت بتن باید بین 3/2 تا 1/3 باشد.

مراحل آزمایش

1- از دپوی مصالح سنگی آزمایشگاه به میزان gr4000 ماسه و یا gr 10000 شن خشک نمونه برداری نمایید. نمونه سنگدانه باید نماینده کل توده سنگدانه باشد، در غیر اینصورت نتایج آزمایش قابل استناد نخواهد بود. برای اینکار سعی کنید نمونه سنگدانه ها از قسمت های مختلف دپو تهیه شده باشد.

2- نمونه را کاملاً مخلوط نموده و میزان آن را به مقدار مناسبی (در حدود gr 1000 برای ماسه و gr 2500 برای شن) برای انجام آزمایش کاهش دهید. برای اینکار از روشی موسوم به روش کوارتر یا روش چهار – دو استفاده کنید. نمونه سنگدانه ها را بر روی یک سطح صاف پخش کنید. با وسیله مناسبی آن را به چهار قسمت تقریباً مساوی تقسیم نمایید. دو قسمت از این چهار قسمت را که بصورت ضربدری مقابل یکدیگر هستند انتخاب نموده و بقیه دانه ها را کنار بگذارید. باین دو قسمت را با هم کاملاً مخلوط کرده و دوبار عمل چهار – دو را روی آن انجام دهید. سنگدانه های باقیمانده را وزن نمایید.

3- معمولاً الک های مناسب برای دانه بندی یک نمونه ماسه بشرح زیر می باشند:

No.100

No.50

No.30

No.16

No.8

No.4

3/8”

شماره یا اندازه الک

0.15

0.30

0.60

1.18

2.36

4.75

9.50

اندازه چشمه (mm)

و برای شن از الک های زیر استفاده می شود:

No.8

No.4

3/8”

½”

¾”

1”

شماره یا اندازه الک

2.36

4.75

9.50

12.50

19.0

25.0

اندازه چشمه (mm)

هر یک از الک های فوق را پس از تمیز نمودن با برس مناسب، وزن کرده و آنها را به ترتیب اندازه روی هم سورا نمایید. یک سینی الک را نیز پس از تمیز نمودن وزن کرده در زیر مجموعه الک ها قرار دهید و سنگدانه های حاصل از روش چهار – دو را با دقت روی الک بالایی (الک 9.50mm برای ماسه و الک 25mm برای شن) بریزید. آنگاه یک درپوش روی مجموعه الک ها بگذارید.

4- مجموعه فوق باید بطریق مناسبی تکان داده شود تا دانه های سنگی فرصت عبور از چشمه های الک را بیابند و بر حسب اندازه شان روی الک های مختلف متوقف شوند. برای اینکار از دستگاه شیکر (لرزاننده یا تکان دهنده) مخصوص الک استفاده نمایید. مجموعه الک ها بهمراه درپوش و سینی را روی دستگاه قرار داده، پیچ های آن را کاملا محکوم نموده و دستگاه را روشن کنید. اجازه دهید الک ها حدود 15-10 دقیقه لرزاننده شوند. سپس دستگاه لرزاننده را خاموش کرده و مجموعه الک ها را از روی آن بردارید.

5- الک ها را با دقت (بطوری که مصالح مانده روی آنها هدر نرود) از یکدیگر جدا کرده و هریک را به مراه مصالح درونشان وزن نمایید. این کار را برای سینی نیز انجام دهید.

آزمایشهای بتن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 64 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

آزمایش دانه بندی سنگدانه ها

(Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates)

[ASTM-C136]

مقدمه:

یکی از عوامل موثر در مقاومت بتن (بطور غیرمستقیم)، رعایت ضوابط دانه بندی شن و ماسه است که در طرح مخلوط بتن اهمیت زیادی دارد. از نظر تئوری، دانه بندی خوب به قسمی است که دانه های ریزتر فضای خالی بین دانه های درشت تر را پر کنند و باعث تراکم هرچه بیشتر شن و ماسه در بتن شوند. تراکم بیشتر بتن باعث افزایش وزن مخصوص و همچنین مقاومت آن نسبت به نمونه مشابه می شود. با مقاومت ثابت، بتن با دانه بندی بهتر احتیاج به سیمان کمتری دارد و چون سیمان از مصالح نسبتاً گران است، لذا دانه بندی بهتر اقتصادی تر است.

دانه بندی یعنی عمل تقسیم سنگدانه ها به بخش های مختلف ذرات هم اندازه و تعیین توزیع وزنی آنها. در عمل هر بخش حاوی ذرات بین حدود اندازه ایی معین می باشد که این حدود همان اندازه های چشمه های الک های استاندارد هستند. برای درک بهتر، این توزیع با منحنی نشان داده می شود (منحنی دانه بندی).

باید متذکر شد که هیچگونه منحنی دانه بندی ایده آل وجود ندارد ولی هدف، حصول یک حد اعتدال است. سوای الزامات فیزیکی، جنبه های اقتصادی را هم نباید فراموش نمود. بتن باید با مصالحی ساخته شود که بتوان آنها را با هزینه کم تولید نمود و بنابراین نمی توان هیچگونه محدودیت های بسیار باریکی را برای سنگدانه ها قایل شد. پیشنهاد شده است که عوامل اصلی کنترل کننده دانه بندی مطلوب سنگدانه ها عبارتند از: مساحت سطح سنگدانه ها (تعیین کننده مقدار آب لازم برای تر نمودن تمامی مواد جامد). حجم نسبی اشغال شده بوسیله سنگدانه ها، کارایی بتن و تمایل به جداشدگی مواد از یکدیگر.

مدول نرمی عدد منفردی است که از نتایج آزمایش دانه بندی ماسه بدست می آید و برابر است با مجموع درصد های تجمعی مانده روی الک No.100 و الک های بالای آن مستقیم بر صد. این عدد نشان دهنده متوسط اندازه دانه های ماسه است، بطوریکه مدول نرمی کم نشان دهنده ریز دانه بودن ماسه و مدول نرمی زیاد نشان دهنده درشت دانه بودن ماسه است. واضح است که یک عدد متوسط نمی تواند معرف یک توزیع باشد، لذا مدول نرمی نمی تواند معرف منحنی های دانه بندی مختلف باشد. از مدول نرمی در ارزیابی سنگدانه ها و بعضی روش های طرح اختلاط بتن استفاده می شود.

استاندارد ASTM-C33 تصریح کرده است که مدول نرمی ماسه مورد استفاده برای ساخت بتن باید بین 3/2 تا 1/3 باشد.

مراحل آزمایش

1- از دپوی مصالح سنگی آزمایشگاه به میزان gr4000 ماسه و یا gr 10000 شن خشک نمونه برداری نمایید. نمونه سنگدانه باید نماینده کل توده سنگدانه باشد، در غیر اینصورت نتایج آزمایش قابل استناد نخواهد بود. برای اینکار سعی کنید نمونه سنگدانه ها از قسمت های مختلف دپو تهیه شده باشد.

2- نمونه را کاملاً مخلوط نموده و میزان آن را به مقدار مناسبی (در حدود gr 1000 برای ماسه و gr 2500 برای شن) برای انجام آزمایش کاهش دهید. برای اینکار از روشی موسوم به روش کوارتر یا روش چهار – دو استفاده کنید. نمونه سنگدانه ها را بر روی یک سطح صاف پخش کنید. با وسیله مناسبی آن را به چهار قسمت تقریباً مساوی تقسیم نمایید. دو قسمت از این چهار قسمت را که بصورت ضربدری مقابل یکدیگر هستند انتخاب نموده و بقیه دانه ها را کنار بگذارید. باین دو قسمت را با هم کاملاً مخلوط کرده و دوبار عمل چهار – دو را روی آن انجام دهید. سنگدانه های باقیمانده را وزن نمایید.

3- معمولاً الک های مناسب برای دانه بندی یک نمونه ماسه بشرح زیر می باشند:

No.100

No.50

No.30

No.16

No.8

No.4

3/8”

شماره یا اندازه الک

0.15

0.30

0.60

1.18

2.36

4.75

9.50

اندازه چشمه (mm)

و برای شن از الک های زیر استفاده می شود:

No.8

No.4

3/8”

½”

¾”

1”

شماره یا اندازه الک

2.36

4.75

9.50

12.50

19.0

25.0

اندازه چشمه (mm)

هر یک از الک های فوق را پس از تمیز نمودن با برس مناسب، وزن کرده و آنها را به ترتیب اندازه روی هم سورا نمایید. یک سینی الک را نیز پس از تمیز نمودن وزن کرده در زیر مجموعه الک ها قرار دهید و سنگدانه های حاصل از روش چهار – دو را با دقت روی الک بالایی (الک 9.50mm برای ماسه و الک 25mm برای شن) بریزید. آنگاه یک درپوش روی مجموعه الک ها بگذارید.

4- مجموعه فوق باید بطریق مناسبی تکان داده شود تا دانه های سنگی فرصت عبور از چشمه های الک را بیابند و بر حسب اندازه شان روی الک های مختلف متوقف شوند. برای اینکار از دستگاه شیکر (لرزاننده یا تکان دهنده) مخصوص الک استفاده نمایید. مجموعه الک ها بهمراه درپوش و سینی را روی دستگاه قرار داده، پیچ های آن را کاملا محکوم نموده و دستگاه را روشن کنید. اجازه دهید الک ها حدود 15-10 دقیقه لرزاننده شوند. سپس دستگاه لرزاننده را خاموش کرده و مجموعه الک ها را از روی آن بردارید.

5- الک ها را با دقت (بطوری که مصالح مانده روی آنها هدر نرود) از یکدیگر جدا کرده و هریک را به مراه مصالح درونشان وزن نمایید. این کار را برای سینی نیز انجام دهید.