روش آزمون تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده ی انقباض

هدف از انجام آزمون تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده ی انقباض

1-1- هدف از تدوین این استاندارد، تعیین روش آزمون اندازه گیری انبساط بتنی است که با مواد جبران کننده ی انقباض ساخته می شود.
هشدار- این استاندارد تمام موارد ایمنی مربوط به کاربرد این روش را بیان نمی کند. بنابراین وظیفه کاربر این استاندارد در تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده ی انقباض است که موارد ایمنی و اصول بهداشتی را رعایت کرده و قبل از استفاده، محدودیت های اجرای آن را مشخص کند.

2- مراجع الزامی استفاده از آزمون تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده ی انقباض

مدارک الزامی زیر حاوی مقرراتی است که در متن این استاندارد ملی ایران به آنها ارجاع داده شده است. بدین ترتیب آن مقررات جزئی از این استاندارد ملی ایران محسوب می شود.
در صورتی که مدرکی با ذکر تاریخ انتشار ارجاع داده شده باشد، اصلاحیه ها و تجدیدنظرهای بعدی آن مورد نظر این استاندارد ملی ایران نیست. در مورد مدارکی که بدون ذکر تاریخ انتشار به آنها ارجاع داده شده است، همواره آخرین تجدیدنظر و اصلاحیه های بعدی آنها مورد نظر است.
استفاده از مراجع زیر برای این استاندارد الزامی است:
2-1- استاندارد ملی ایران، شماره ی 391: سال 1387، سیمان هیدرولیکی – تعیین انبساط به روش اتوکلاو روش آزمون.
2-2- استاندارد ملی ایران، شماره ی 581: سال 1383، ساخت و عمل آوری آزمونه های بتن در آزمایشگاه.
2-3- استاندارد ملی ایران، شماره ی 6046: سال 1381، بتن – تعیین زمان گیرش مخلوط های بتنی به وسیله ی مقاومت در برابر نفوذ.
2-4- ASTM C125, Standard Terminology Relating to Concrete Aggregates.
2-5- ASTM C219, Terminology Relating to Hydraulic Cement.
2-6- ASTM C490, Standard Practice for use of Apparatus for the Determination of Length Change of Hardened Cement Paste, Mortar, and Concrete.
2-7- ASTM C806, Standard Test Methods for Restrained Expansion of Expansive Cement Mortar.
2-8- ASTM C845, Standard Specification for Expansive Hydraulic Cement.
2-9- ACI 116-R, Cement and Concrete Terminology.
2-10- ACI 223, Standard Practice for the use of Shrinkage-Compensating Concrete.

3- اصطلاحات و تعاریف در مورد تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده ی انقباض

در این استاندارد اصطلاحات و تعاریف زیر به کار می رود:
در این استاندارد اصطلاحات و تعاریف، طبق استانداردهای بند 2-4، 2-5 و 2-9 به کار می رود.

4- اهمیت و کاربرد تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده ی انقباض

4-1- از آنجایی که پتانسیل انبساط بتن ساخته شده با سیمان جبران کننده ی انقباض تحت شرایط کار شده، نمی تواند همیشه به طور رضایت بخش با روش آزمون ملات های ساخته شده مطابق استاندارد  بند 2-7 اندازه گیری شود، اتخاذ روش دیگری که طبق آن، نمونه ی بتن به شکل رضایت بخش تری تحت آزمون قرار گیرد، در این روش مورد توجه قرار گرفت.
4-2- این آزمون همچنین می تواند برای مطالعه ی انبساط با درجاتی از محدودیت، مقایسه بین سیمان ها، تاثیرات مقدار و نوع سیمان در مخلوط، نسبت های ترکیب و یا آزمون های محیطی که با روند ارائه شده در این استاندارد متفاوت ولی قابل تطبیق باشد، به کار برده شود.

5- وسایل آزمون تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده انقباض

5-1- قالب؛ برای قالب گیری نمونه های آزمون می باشد که در ارتباط با قفس مهار مطابق آنچه در بند  5-2 آمده، به کار گرفته می شود. قالب برای ساختن نمونه ی منشوری با قاعده ی مربع با ابعاد 76  میلی متر و ارتفاع اندازه گیری 250 میلی متر استفاده می شود. قالب باید از موادی ساخته شده باشد که با مواد سیمانی واکنش ندهد؛ از جنس محکم و دارای سطح داخلی صاف باشد و از مشخصات ذکر شده در استاندارد بند 2-6 تبعیت کند. به جز آن که از بست نگهدارنده، بست های اندازه گیر و صفحات حایل فاصله توضیح داده شده در آن مشخصات، به کار برده نشود.
5-2- قفس مهار؛ شامل یک میله ی رزوه شده از فولاد زنگ نزن کم کربن (ساده و یا با پوشش روی) با صفحات انتهایی فولادی است که در دو انتها به وسیله ی مهره های شش ضلعی مطابق “شکل 1” در جای خود ثابت نگه داشته شده اند. مهره های سر از جنس فولاد زنگ نزن انتخاب می شوند. کلاهک های درپوش که آن هم از جنس فولاد زنگ نزن است، در هر دو انتهای میله قرار داده می شوند. میله ی رزوه شده از فولادی انتخاب می شود که تحت آزمون کشش 2800 کیلو نیوتن تحمل بار در محدوده ی الاستیک از خود نشان می دهد (و یا 0001/0 ± 0012/0 کرنش در 630 پوند نیرو).
یادآوری- فرض شده است که همه میله های مورد استفاده شرایط مشخص شده برای کشش را تحمل  می کنند. هنگامی که تعداد زیادی میله در یک بسته وجود دارد آزمون تک تک آنها بستگی به نظر شخصی دارد. معیار فنی 24-10 استفاده شده در میله های معمولی خواص مورد نظر را دارند.
5-3- دستگاه اندازه گیر طول؛ منطبق بر ملزومات ذکر شده در استاندارد بند 2-6 که براساس همان الزامات مورد استفاده قرار می گیرد. یک میله ی مرجع نیز که از مشخصات داده شده در استاندارد بند 2-6 پیروی می کند، به کار گرفته می شود. اگر نشیمن گاه های اندازه گیر توسط بدنه ی نگه دارنده  در جای خود قرار می گیرند، باید به شکلی باشند که کلاهک مهره های دو سر میله ی رزوه شده ی نمونه، در طول اندازه گیری بر بدنه ی جانبی نگهدارنده آزاد باشند (شکل های 2 و 3).
5-4- میله ی کوبیدن (کوبه)
یک میله ی فولادی به قطر 10 میلی متر است که طول آن کمتر از 250 میلی متر نیست و یک سر آن به صورت نیم کره با همان قطر، گرد شده است.
5-5- لرزاننده
مطابق شرایط مندرج در استاندارد بند 2-2، برای لرزاننده های خارجی باشد.

6- نمونه های آزمون تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده انقباض

6-1- نمونه های آزمون به شکل منشوری است که با قاعده ی مربع ضلع 75 میلی متر و ارتفاع 250 
میلی متر، که طول کلی آن (شامل طول میله و کلاهک) تقریباً 290 میلی متر است. مینیمم سه نمونه برای هر آزمون باید تهیه شود. مراقب باشید که دانه های با بعد بزرگتر از 25 میلیمتر، ممکن است به طور نامناسب بر نتایج آزمون اثر بگذارند.

7- آماده سازی و ساخت قالب های نمونه و قفس مهار

7-1- مهره های سرپوش را محکم در جای خود در دو انتهای میله های مهار نصب کنید. برای جلوگیری از شل شدن میله ها در حین خواندن اندازه گیر، از چسب بتن مناسبی استفاده کنید. بدین منظور معمولاً یک اپوکسی با گیرش سریع مناسب می باشد.
مهره های سرپوش نباید پس از آنکه خوانده اولیه ی دستگاه اندازه گیر از نمونه ی ریخته شده انجام شد، برداشته شود. طول مجموعه ی ساخت شده ی قفس مهار شامل مهره ای سرپوش را هنگامی که در دمای (2±23) درجه ی سلسیوس قرار دارد، اندازه گیری کنید. این کار برای اطمینان از این است که مقدار آن برابر (2±30) میلی متر باشد. اندازه گیری در این زمان فقط بدین منظور است که اطمینان حاصل شود خواندن از دستگاه اندازه گیری را می توان انجام داد.
7-2- لبه های صفحات انتهایی قفس مهار که با سطوح جانبی و کف قالب تماس پیدا می کند باید با یک لایه نازک روغن معدنی سنگین یا گیریس سبک پوشیده شود. پس از سوار کردن قالبها در هر کدام یک قفس مهار آماده شده را قرار دهید. با استفاده از پارافین یا واکس خیلی نرم، خطوط تماس بین سطوح جانبی بیرونی و کف قالب ها را درزگیری کنید. وجوه داخل قالبها را با یک لایه ی نازک روغن معدنی پوشش دهید و میله ی قفس مهار و صفحات انتهایی را از وجود هرگونه روغن یا گیریس پاک کنید.

8- مراحل انجام آزمون تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده ی انقباض

8-1- آماده سازی و مخلوط کردن مصالح: مخلوط هایی که از مصالح پای کار استفاده می شود باید مطابق روش استاندارد بند 2-2، در آزمایشگاه بتن ساخته شوند؛ با این تفاوت که درجه حرارت مواد باید تقریباً همان باشد که در عمل و در محیط سایت انتظار می شود.
مراحل مخلوط کردن باید مابه تهیه ی مخلوط واقعی و مدت اجرای کار مشخص، باشد. از مخلوطی که برای نمونه سازی آماده کرده اید، دانه های مانده الک 25 میلی متر را در صورت وجود، جدا کنید. برای بتنها نسبت مخلوط را مطابق آنچه در استاندارد بند 2-10 توصیه شده، بردارید.
8-2- قالب گیری نمونه ها: مخلوط آماده شده را در دو لایه ی تقریباً مساوی و مطابق با دستورالعمل های ارائه شده مطابق استاندارد بند 2-2، در قالب بریزید. اولین لایه باید فقط میله ی مهار رزوه شده را بپوشاند. با استفاده از میله وزنی و یا ارتعاش خارجی هر لایه را طبق دستورالعمل تحکیم نمونه های آزمون خمش که در استاندارد بند 2-2، ارائه شده است، تحکیم کنید؛ مگر آنکه مایل باشید از شیوه ی تحکیم دیگری استفاده کنید که در آن صورت برای همه ی نمونه ها باید همان وسیله به کار رود. لایه بالایی باید کمی از قالب بیشتر پر شود. پس از آنکه تحکیم کردن نمونه کامل شد، مواد اضافی را از سطح قالب با خط کش فلزی برداشته و سطح را با چند ضربه ی کمچه صاف کنید.
8-3- نگهداری نمونه ها: نمونه ها را با یک ورقه ی پلاستیکی پلی اتلین یا ماده ی مناسب دیگر بپوشانید تا از دفع یا جذب رطوبت از سطح آنها جلوگیری شود.
8-4- پس از شش ساعت نمونه ها را از قالب خارج کنید. در شرایط غیر معمول ممکن است نمونه ها پس از شش ساعت هنوز گیرش لازم برای خارج کردن از قالب را پیدا نکرده باشند؛ اگر چنین بود زمان بیشتری را انتخاب و نمونه را در کوتاه ترین زمان ممکن از قالب آورده و زمان مربوطه را همراه با نتایج حاصل در گزارش بنویسید. نمونه ها را با شل کردن یا برداشتن بست ها یا ابزاری که قالب را با آن محکم کرده اید، و با ضربه زدن آرام به صفحه ی انتهایی و صفحات جانبی، آزاد کنید. به علت شکنندگی بتن در این سن، در تمام مدت نهایت احتیاط را در انجام این کار و در همه ی مراحل بعدی جابه جایی نمونه ها، به عمل آورید. نمونه ها را مستقیماً روی چوب سخت یا میز فلزی قرار ندهید. قرار دادن یک صفحه ی لاستیکی نرم روی میز با کاستن نیروی ضربه روی نمونه ها، از پراکندگی نتایج آزمون می کاهد.
هرگونه علامت گذاری روی نمونه ها را برای مشخص کردن هویت آنها با علامت گذاری توسط گرافیت به کمک مداد نرم یا مایعی که اساساً گرافیت بدون ماده ی چسبنده به جای می گذارند، و یا جوهر حل نشدنی ضد آب، و یا خراش اندک سطحی به کمک یک وسیله ی تیز، محدود کنید.
8-5- اندازه گیری نمونه ها: خواندن اولیه ی اندازه گیر را (2±30) دقیقه پس از خارج کردن نمونه از قالب یادداشت کنید. پس از خواندن اولیه، نمونه را در آب آهک اشباع در دمای (2±23) درجه ی سلسیوس قرار دهید تا به زمان هفت روز برسد. در پایان این مدت دوباره طول را اندازه گیری کنید. اگر مایل باشید در فاصله ی خواندن اولیه و زمان هفت روز نیز می توانید اندازه گیری های دیگری داشته باشید. نگهداری نمونه در شرایط رطوبت برای زمان بیشتر می تواند ادامه یابد؛ ئ نیز می توان مراقبت نمونه ها در هوای خشک و تحت هر شرایط دلخواه را برای مطالعات  بیشتر اجازه داد. خواندن اندازه گیر در هر فاصله ی زمانی مناسب می تواند انجام شود.

9- نحوه محاسبات آزمون تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده ی انقباض

تغییرات طول را به صورت درصد انبساط یا انقباض به روش زیر محاسبه کنید :
100 × (گیر اندازه ی شده اصلاح ی ثانویه خواندن-گیر اندازه ی شده اصلاح ی اولیه خوندن)/(میله طول) = درصد تغییر
که خواندن اصلاح شده برابر است با عدد اندازه گیری انجام شده روی نمونه، منهای عدد خواندن میله مرجع (شاخص).

10- گزارش آزمون تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده ی انقباض

گزارش باید شامل موارد زیر باشد :
10-1- هویت نمونه ها، تعداد نمونه ها برای هر وضعیت و تاریخ قالب گیری.
10-2- منبع و هویت هر نوع مصالح به کار برده شده.
10-3- نوع، ماکسیمم اندازه، وضعیت رطوبت و درصد دانه های به کار برده شده.
10-4- داده های مخلوط بتن.
10-5- روش تحکیم (روش میله وزنی و یا لرزاننده خارجی).
10-6- شرایط و زمان عمل آوری مرطوب قبل و بعد از بازکردن قالب؛ اگر با آنچه مشخص شده متفاوت باشد.
10-7- توصیف وضعیت نگهداری.
10-8- کل زمان عمل آوری بتن و کل سن نمونه، یا کل زمان عمل آوری و نگهداری اگر برای هر دو، شرایط یکسان به کار گرفته شده باشد.
10-9- ثبت داده های تغییر طول بر حسب درصد به صورت به صورت انبساط خطی در طول مدت عمل آوری مرطوب و نگهداری مرطوب و به صورت انقباض خطی در طی مدت نگهداری خشک، هر دو بر مبنای خواندن اولیه ی اندازه گیر که در زمان خارج کردن نمونه از قالب انجام شده می باشد. این داده ها باید به صورت تغییرات درصد متوسط در بعد خطی با تقریب 001/0 درصد گزارش شود.
10-10- هرگونه اطلاعات موثر دیگر.

11- دقت و اریبی آزمون تعیین انبساط مهار شده ی بتن جبران کننده ی انقباض

11-1- دقت مورد نظر هنگامی کاربرد دارد که هر نتیجه ی آزمون، حاصل درصد متوسط انبساط مهار شده ی سه نمونه ی قالب گیری شده از یک مخلوط مشخص و آزمون شده در سن مشابه باشد. قابلیت کاربرد این دقت برای بتن ساخته شده با سیمان های جبران کننده ی انقباض نوع K، نوع S و نوع M (مطابق  بند 2-9) و آزمون شده در سن 3، 7و 28 روز می باشد.
11-2- انحراف استاندارد آزمایشگاه های زنجیره ای 015/0 درصد انبساط بوده است. بنابراین نتایج آزمون هایی که به خوبی هدایت شده و از یک مخلوط بتن به وسیله ی دو آزمایشگاه مختلف انجام شده باشد، نباید اختلافی بیش از 043/0 درصد با یکدیگر داشته باشند.
11-3- داده های لازم برای تعیین دقت یک آزمایشگاه منفرد در دسترس نیست.
11-4- اریبی: داده ها برای اریبی در دسترس نیست و استانداردهای شناخته شده ای موجود نمی باشد.