آشنایی با آزمونهای بتن تازه
الف- آزمون تعیین وزن مخصوص بتن تازه
برای تعیین وزن مخصوص بتن تازه در کارگاه و آزمایشگاه از این آزمایش استفاده می شود. در این روش بتن تازه در یک قالب آب بندی شده با حجم معین از یک جنس سخت، ریخته و متراکم شده، سپس توزین می شود. برای آشنایی بیشتر با آزمون های بتن تازه با کلینیک بتن ایران همراه باشید.
روش آزمون
قالب خالی و صفحه شیشه ای را با دقت ۰/۱ درصد، وزن و یادداشت می نمایند. قالب را در سطحی افقی و تراز قرار داده و با آب (5 ± 20) درجه سلیسیوس تا حد ریز پر نموده و صفحه شیشه ای را به صورت افقی روی دهانه قالب گذاشته و به تدریج لغزانده تا سطح دهانه کاملاً پوشانده شده و هیچ حباب هوایی زیر آن نماند. سپس قالب حاوی آب و صفحه شیشه ای را با دقت ۰/۱ درصد مجدداً وزن می نمایند. حجم قالب از تقسیم کل وزن آب (برحسب کیلوگرم) به ۹۹۸ کیلوگرم بر متر مکعب بدست می آید. حجم قالب (V) را با دقت ۰/۱ درصد برحسب متر مکعب یادداشت می نمایند. وزن مخصوص از رابطه زیر بدست می آید.
=D چگالی بتن تازه بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب
=m1 وزن قالب بر حسب کیلوگرم
=m2 وزن قالب به علاوه وزن نمونه بتن موجود در قالب برحسب کیلوگرم
=V حجم قالب برحسب متر مکعب
2- آزمون تعیین مقدار حباب هوا (اندازه گیری حجمی)
در این آزمایش مقدار هوای موجود در بتن تازه که حاوی هر نوع سنگدانه، اعم از متراکم، اسفنجی و یا سبک باشد، تعیین می شود.
دستگاه های مورد استفاده
1. هواسنج 2. قیف 3. میله تراکم 4. میله صاف کننده
5. پیمانه اندازه گیری 6. سرنگ 7. ظرف ریختن 8. ماله معمولی
9. کمچه 10. الکل ایزوپروپیل
روش آزمایش
1- میله و ضربه زدن
با استفاده از کمچه و ماله، ظرف استوانه ای را با بتن تازه مخلوط شده در سه لایه هم عمق پر نمایید. هر لایه را ۲۵ بار میله زده و پس از آن به کناره ظرف استوانه ای بتن ۱۰ الی ۱۵ بار ضربه وارد نمایید.
2- صاف کردن سطح بتن
پس از ریختن لایه سوم، باید سطح رویی آن را (بتن) بوسیله میله صاف کننده کاملاً صاف و یکنواخت نمود تا با لبه ظرف استوانه ای هم سطح گردد و سپس لبه ظرف را تمیز نمایید.
3- اضافه نمودن آب
قسمت فوقانی دستگاه را روی ظرف استوانه ای در مکان خود متصل نمایید و قیف را در داخل آن قرار داده و آنقدر آب به آن اضافه نمایید تا در گلوئی قسمت فوقانی آب مشاهده گردد. سپس قیف را بیرون آورده و با استفاده از سرنگ لاستیکی سطح آب را دقیقاً روی علامت صفر میزان نمایید. سپس درپوش پیچی را در محل خود قرار داده و آن را محکم نمایید.
4- تکان دادن و غلطاندن
دستگاه را وارونه نموده و آنقدر آنرا تکان دهید تا بتن کاملاً از کف ظرف استوانه ای جدا کد و سپس گلوئی را به سمت بالا گرفته و دستگاه را بصورت مایل بلند نموده و آنرا تکان داده و بغلطانید تا کلیه هوای محبوس شده در بتن، خارج گردد. دستگاه را به حالت اولیه خود برگردانید و کمی آنرا حرکت دهید و سپس آن را مدتی بدون حرکت گذارده تا اینکه کلیه هوا به قسمت فوقانی آن برود. این عملیات باید آنقدر تکرار شود تا اینکه کاهش در تراز آب مشاهده نشود.
5- از بین بردن حباب های هوا
زمانیکه کلیه هوا از بتن خارج گردیده و به بالای دستگاه صعود نمود، درپوش پیچی گلوئی را باز نموده و هر بار با اضافه کردن یک پیمانه اندازه گیری با استفاده از سرنگ به آن الکل باندازه کافی اضافه نموده تا کف های ایجاد شده در سطح آن ناپدید گردند.
6- دقت قرائت
ارتفاع آب را مستقیماً در گلوئی دستگاه ب دقت ۰/۱ درصد بخوانید.
آزمایش های بتن تازه
ب- آزمون مربوط به کارایی بتن (اسلامپ)
این آزمایش برای تعیین روانی بتن به روش اسلامپ (چه در آزمایشگاه و چه در کارگاه) بکار می رود. آزمون مندرج در این استاندارد در مورد بتن هایی که خاصیت خمیری و چسبندگی نداشته باشند و نیز در مواردی که مصالح سنگی درشت تر از ۵ سانتی متر بمقدار قابل ملاحظه ای بکار رفته باشد نباید مورد استفاده قرار گیرد. این آزمون برای دامنه ای از درجه روانی بتن تازه، کاربرد دارد که اسلامپ آنها بین ۱۰ تا ۲۱۰ میلیمتر باشد. برای مقادیر خارج از این محدوده باید از روش های دیگر استفاده شود. اگر تغییرات اسلامپ بتن تازه بعد از ۱ دقیقه، از زمان خارج کردن از قالب، ادامه داشته باشد، این آزمون برای تعیین روانی مناسب نمی باشد.
این آزمون برای بتن های تازه ای که بزرگترین اندازه سنگدانه آنها بزرگتر از ۴۰ میلیمتر باشد، مناسب نیست.
دستگاه مورد استفاده
1- قالب
نمونه مورد آزمایش باید در قالب فلزی تهیه شود که ضخامت بدنه آن از ۱/۵ میلیمتر کمتر نباشد و همچنین در اثر سیمان خورده نشود. قالب باید بشکل یک مخروط ناقص که قطر قاعده زیرین آن
۲۰ سانتیمتر و قطر قاعده بالایی آن ۱۰ سانتیمتر و ارتفاع آن ۳۰ سانتیمتر است ساخته شود. قاعده های مخروط باید باز باشند و با یکدیگر موازی و عمود بر محور مخروط قرار گیرند.
2- میله کوبنده
میله باید صاف باشد و از فولاد گرد بقطر ۱۶ میلی متر و طول تقریبی ۶۰ سانتی متر تهیه گردد، یک سر میله کوبنده به شکل نیمکره ای بقطر ۱۶ میلیمتر می باشد. بتنی که از آن نمونه برای آزمون انتخاب
می شود باید معرف تمامی بتن ساخته شده باشد.
روش آزمون
قالب را مرطوب کنید و آن را روی سطح صاف و مرطوب و غیرقابل نفوذی قرار دهید، آزمون کننده باید هنگام پر کردن قالب روی دو پاشنه بایستند و قالب را محکم نگهدارد و سپس از نمونه بتن، بلافاصله در سه مرحله حجم قالب را پر کند (در هر مرحله تقریباً یک سوم حجم پر شود).
یادآوری ۱: تا ارتفاع ۶/۵ سانتی متری قالب تقریباً یک سوم حجم و تا ارتفاع ۱۵ سانتی متری قالب تقریباً دو سوم حجم قالب می باشد.
هر لایه بتن باید با ۲۵ ضربه در قالب کوبیده شود و ضربات بطور یکنواخت روی تمام سطح هر لایه فرود آید، در مورد لایه اولی باید امتداد میله را کمی متمایل گرفت و نیمی از ضربات را به کنار لایه فرود آورد و سپس بتدریج میله را راست تر کرد و ضربات بعدی را بطور مارپیچ به سمت وسط لایه نزدیک کرد بطوری که در وسط ضربات عمود وارد شود لایه اولی باید چنان کوبیده شود که میله تا انتهای ضخامت آن برسد و لایه دوم و سوم نیز باید چنان کوبیده شوند که اثر کوبیدن هر لایه به لایه زیر آن برسد. قبل از کوبیدن لایه بالایی، بتن باید آنقدر زیاد باشد که سطح آن بر قاعده جسته و بلندتر از سطح قاعده قالب باشد بطوری که پس از کوبیدن شدن لایه همسطح قالب گردد و اگر پس از کوبیدن سطح بتن پایین تر از سطح قاعده بالایی باشد برای آزمون های بعدی باید بتن بیشتری برداشته شود. سپس بلافاصله باید قالب را با دقت بطور قائم بلند کرد و از بتن جدا ساخت.
عمل بلند کردن قالب باید تقریباً در پنج ثانیه و با یک حرکت مداوم روبه بالا بردن آنکه هیچگونه حرکت جانبی یا دورانی به بتن منتقل شود انجام گیرد. تمام عمل از آغاز پرکردن تا برداشتن قالب باید بدون وقفه در مدت ۱/۵ دقیقه انجام شود. هرگاه قسمتی از بتن جدا شود باید از این نمونه چشم پوشی کرد. هرگاه در دو نمونه متوالی ترک یا بریدگی پیدا شود نشانه اینست که بتن فاقد چسبندگی و حالت خمیری لازم برای آزمون می باشد. پس از برداشتن قالب ارتفاع نمونه را تا تقریب ۵ میلی متر اندازه گرفته و از ارتفاع قالب (۳۰ سانتیمتر) کسر کنید. عدد حاصل از کاهش، روانی بتن را نشان می دهد.
آزمون در صورتی صحیح می باشد که اسلامپ یا افت، واقعی باشد. در اسلامپ واقعی، بتن بعد از خروج از قالب به شکل دست نخورده و متقارن باشد، همانند آن چه که در شکل زیر نشان داده شده است. اگر اسلامپ بتنی بعد از خروج از قالب، به شکل برشی باشد، باید از همان نمونه تکرار ود. اگر آزمون دوم نیز به همان صورت باشد، آزمون غیر معتبر و بتن فاقد حالت خمیری و چسبندگی لازم برای آزمون اسلامپ
می باشد که در این صورت می توان طرح اختلاط را اصلاح نمود.
آخرین مطالب تکمیلی کلینیک بتن ایران را در این بخش دنبال نمایید
آزمایش های بتن و اجزای آن
آزمایش اسکن بتن مسلح چیست
آزمایش PULL OFF اف آر پی
ج- آزمون تراکم پذیری بتن
این آزمون برای تعیین روانی بتن تازه از طریق قابلیت تراکم آن، برای انواع بتن تازه بجز بتن های بسیار روان کاربرد دارد. این آزمایش برای بتن هایی با سنگدانه های به اندازه بیش از ۴۰ میلیمتر کاربرد ندارد.
وسایل آزمایش
ظرف مخصوص آزمایش
این ظرف باید دارای دیواره های صاف و مقاومت بوده و از موادی ساخته شود که با خمیر سیمان واکنش نشان ندهد.
شکل این ظرف مکعب مستطیل با قاعده مربع به بعد ۲۰۰ و ارتفاع ۴۰۰ میلیمتر بوده و رواداری ابعاد آن ۲ میلیمتر است. در صورت اجبار می توان بجای ظرف مخصوص از دو قالب مکعب به بعد ۲۰۰ میلیمتر که با دقت بر روی یکدیگر قرار می گیرند استفاده نمود، به نحوی که ارتفاع ۴۰۰ میلیمتر بدست آید. در این صورت از سر قالب برای پر کردن استفاده می شود. برای تراکم بتن ریخته شده در ظرف مخصوص باید از میز لرزان و یا کوبه و به قطر حداکثر ۴۰ میلیمتر استفاده کرد.
روش آزمون
سطح داخلی ظرف باید کاملاً تمیز شده و در صورتیکه در نظر باشد از بتن مورد آزمایش مجدداً استفاده شود، باید با آب مرطوب گردد و در غیر این صورت با قشر نازکی از روغن پوشانیده شود. ظرف را از بتن پر نمایید، بدون اینکه متراکم شود. برای این منظور با استفاده از کمچه بتن را از چهار دیوار ظرف به نوبت فرو بریزید تا ظرف بطور کامل پر شود. سپس بتن واقع شده در بالای لبه فوقانی ظرف را با حرکت اره ای بردارید، به نحوی که بتن داخلی ظرف متراکم نشود.
با استفاده از میز لرزان و یا کوبه بتن را متراکم کنید، تراکم بتن باید تا آنجا ادامه یابد که دیگر تغییر حجمی در بتن مشاهده نشود. باید دقت کرد تا در هنگام تراکم، بتن از هیچ طریقی به خارج از ظرف نریخته و یا شیره آن خارج نگردد.
پس از تراکم، مقدار میانگین تغییر ارتفاع را اندازه گیری کنید. اندازه گیری باید با دقت میلیمتر صورت گیرد. برای تعیین میانگین فوق باید اندازه گیری در چهار گوشه ظرف انجام شود. چنانچه سطح فوقانی بتن در ظرف ناهموار باشد، بهتر است با ضربه زدن کافی آنرا صاف و هموار کرد.
5- زمان گیرش به وسیله مقاومت در برابر نفوذ
این آزمون جهت تعیین روش آزمایشی برای زمان گیرش بتن با اسلامپ بیشتر از صفر به کمک اندازه گیری مقاومت نفوذ ملات الک شده مخلوطی بتنی می باشد. این روش می تواند برای تعیین اثرات متغیرهایی مانند نوع، مقدار مواد سیمانی، مقدار آب و افزودنی ها روی زمان گیرش بتن بکار رود. ضمناً از این روش برای امتحان مطابقت زمان گیرش با زمانهای مشخص شده می توان استفاده نمود.
زمان اولیه و نهایی گیرش بتن مطابق این روش بر مبنای میزان سخت شدن به وسیله مقاومت سوزنهای نافذ روی ملات الک شده از مخلوط بتن تعیین می شود و نه از مبانی که بطور جداگانه به منظور مدل کردن، ساخته شده است.از آنجایی که سخت شدن بتن یک عمل تدریجی می باشد هر تعریفی برای زمان گیرش می باید قبلا انتخاب شده باشد در این روش استاندارد از زمان های لازم برای ملات جهت دست یابی به مقاومت ها در برابر نفوذ معین برای تعریف زمان گیرش استفاده شده است.
1- زمان گیرش اولیه
زمان سپری شده بعد از اولین تماس سیمان و آب برای ملات الک شده از بتن به منظور رسیدن به مقاومت در برابر نفوذ ۳/۵ مگاپاسکال (۳۵ کیلوگرم بر سانتی متر مربع) می باشد.
2- زمان گیرش نهایی
زمان سپری شده بعد از تماس اولیه سیمان و آب برای ملات الک شده از بتن به منظور رسیدن به مقاومت در برابر نفوذ ۲۷/۵ مگاپاسکال (۲۷۵ کیلوگرم بر سانتی متر مربع) می باشد.
وسایل مورد نیاز
1- ظروف نگهداری آزمونه های ملات
2- دستگاه مقاومت در برابر نفوذ
دستگاه می باید طوری ساخته شده باشد که بتواند نیروی مورد نیاز نفوذ سوزن را اندازه گیری نماید. دستگاه می باید قادر به اندازه گیری نیروی نفوذ با دقت ۱۰± نیوتن بوده و حداقل ظرفیت اندازه گیری ۶۰۰ نیوتن را دارا باشد. سوزنهای قابل جایگزین با سطح مقطع های ۶۴۵، ۳۲۳، ۱۶۱، ۶۵، ۳۲، ۱۶ میلیمتر مربع مورد نیاز می باشد.
3- میله تراکم
میله مدور و راست فولادی بقطر ۱۶ میلیمتر و طول تقریبی ۶۱۰ میلیمتر انتهای میله به شکل نیم کره ای به قطر ۱۶ میلیمتر می باشد.
4- پیپیت
از پیپیت یا هر وسیله مناسب دیگری برای کشیدن آب حاصل از آب انداختی از سطح آزمونه استفاده می گردد.
5- دماسنج
روش های آزمون بتن تازه
روش آزمون
آب حاصل از آب انداختگی (تراوش شده) روی سطح آزمونه ها را درست قبل از انجام آزمون نفوذ به وسیله پیپیت یا وسیله مناسب دیگری خارج نمایید. بمنظور سهولت در جمع آوری آب حاصل از آب انداختگی دو دقیقه قبل از جمع آوری ظرف آزمونه را با دقت به اندازه ۱۰ درجه نسبت به افق با جایگذاری قطعه ای در زیر آن کج نمایید.
سوزنی به اندازه مناسب بسته به درجه گیرش ملات در دستگاه مقاومت نفوذ نصب کنید و نوک وزن را تا سطح تماس با ملات پایین بیاورید. بتدریج و بطور یکنواخت فشاری عمودی بطرف پایین بر روی دستگاه وارد کنید تا سوزن به عمق ۲ ± ۲۵ میلیمتری ملات نفوذ کرده و به علامت روی وزن برسد.
زمان لازم برای نفوذ به عمق ۲۵ میلیمتر ۲ ± ۱۰ ثانیه باید باشد. نیروی لازم جهت نفوذ به عمق ذکر شده و ملات زمان انجام آزمون را که از زمان اولین تماس سیمان آب در نظر گرفته شده اندازه گرفته و یادداشت نمایید. مقاومت نفوذ را توسط تقسیم نمودن نیروی اندازه گیری شده بر مساحت سطح تماس سوزن بدست آورده و یادداشت نمایید. در نفوذهای متوالی دقت کنید تا نفوذ سوزن در سطح هایی که قبلاً توسط سوزن نفوذ کرده، صورت نگیرد. فواصل بین جای تاثیر سوزن باید حداقل دو برابر قطر سوزن استفاده شده باشد ولی از ۱۵ میلیمتر نباید کمتر باشد. فاصله بین جای تاثیر سوزن و دیواره ظرف آزمون از ۲۵ میلیمتر نباید کمتر باشد.
6- تعیین روانی بتن تازه به روش وی- بی
این آزمون برای تعیین میزان روانی بتن تازه به روش وی - بی کاربرد دارد. این روش خصوصاً برای بتن هایی با روانی پایین مناسب شناخته شده است و برای بتن هایی که اندازه شن آنها بیشتر از ۴۰ میلیمتر می باشد، کاربرد ندارد و بیشتر در کارخانه های بتن پیش ساخته شده مورد استفاده قرار می گیرد.
روش آزمایش
دستگاه اندازه گیری وی - بی را بطور افقی بر روی کف صلبی قرار داده و ظرف (A) را توسط پیچ های (H) بر روی میز ارتعاش (G) محکم نمایید. قالب (B) را مرطوب نموده و در ظرف قرار دهید. قیف (D) را چرخانده تا بالای قالب قرار گیرد. سپس آنرا به آرامی بطرف پایین بوده و بر روی قالب قرار دهید. برای جلوگیری از حرکت قالب از کف ظرف (A) پیچ (F) را محکم نمایید. قالب اسلامپ را از تن پر نموده و توسط میله تراکم طبق استاندارد ملی ایران بشماره 2-3203 متراکم نمایید. سپس پیچ (F) را آزاد نموده و قیف را به محل اولیه آورده و بتن مازاد را از سر قالب صاف نمایید. آنگاه با استفاده از دستگیره ها قالب را از روی بتن بردارید.
صفحه شفاف (C) را بر روی بتن چرخانده و پیچ (Q) را آزاد نمایید و با دقت صفحه را به طرف پایین حرکت دهید تا با بتن تماس گیرد. حال اسلامپ بتن را می توان با کمک خط ش میلیمتری اندازه گرفت. مشروط براینکه بتن فرو ریخته با دیواره ظرف در تماس نباشد.
پیچ (F) را محکم نموده و همزمان با آن اطمینان حاصل نمایید که پیچ (Q) آزاد می باشد بطوری که صفحه شفاف (C) بتواند به آسانی به داخل ظرف بلغزد. سپس ارتعاش میز را شروع نموده و همزمان با آن زمان سنج را بکار اندازید. از پشت صفحه شفاف تراکم بتن را مشاهده نمایید. به محض اینکه پشت صفحه شفاف بطور کامل با دوغاب پوشی��ه شد، زمان سنج را متوقف ساخته و ارتعاش میز را نیز قطع نمایید.
نتایج آزمون
زمانی که توسط زمان سنج به نزدیکترین ثانیه اندازه گرفته شده، نشان دهنده زمان (وی - بی) و بیانگر روانی بتن مورد آزمایش می باشد. در صورتی که زمان اندازه گیری شده کمتر از ۵ یا بیشتر از ۳۰ ثانیه باشد، روانی بتن مورد آزمایش خارج از محدوده قابل قبول برای آزمایش (وی-بی) می باشد.