| آزمونه استوانه ای قطر – ارتفاع (م.م) | 200-100 | 150-300 | 200-400 | 250-500 | 300-600 |
| ضریب تبدیل | 02/1 | 00/1 | 97/0 | 95/0 | 91/0 |
جدول (5) ضرائب تبدیل مقاومت نمونه استوانه ای با نسبت ارتفاع به قطر از ۲ به مقاومت نمونه استاندارد
| نسبت ارتفاع به قطر استوانه ** | 75/1 | 5/1 | 25/1 | 1 |
| ضریب تبدیل | 98/0 | 96/0 | 93/0 | 87/0 |
*
وقتی نسبت ارتفاع به قطر کمتر از ۱/۹۴ باشد تصحیح لازم است. ضرائب تبدیل فوری برای بتن هایی با چگالی معمولی و یا بتن های سبک با چگالی ۱۶۰۰ تا ۱۹۲۰ کیلوگرم بر متر مکعب ��ه صورت خشک یا اشباع قابل اعمال است. همچنین مقاومت اسمی نمونه ها باید بین ۱۴ تا ۴۲ مگا پاسکال باشد. در ضمن مدول ارتجاعی و برخی عوامل دیگر در تغییر این ضرائب موثرند و ضرائب جدول فوق مقادیر متوسط محسوب می شوند.
** برای نسبت های ارتفاع به قطر بین ۱ تا ۱/۹۴ می توان با درون یابی ضرائب را بدست آورد. در صورتی که این نسبت بین ۱/۹۴ تا ۲/۱ باشد نیاز به تصحیح وجود ندارد و آزمونه های با نسبت ارتفاع به قطر بیش از ۲/۱ را باید کوتاه نمود تا در محدوده مورد نظر واقع شوند.
تذکر ۲: کل آب موجود در مخلوط بتن شامل دو بخش زیر است:
1. آبی که توسط دانه های سنگی، برای رساندن آنها به وضعیت اشباع با سطح خشک SSD جذب می شود.
2. آب آزاد که صرف انجام عمل هیدراتاسیون و کارایی بتن می گردد. با توجه به این که مقاومت فشاری بتن تابعی از نسبت آب آزاد به سیمان است و میزان آب جذب شده توسط سنگ دانه ها تاثیری بر مقاومت فشاری بتن نخواهد داشت، لذا در این روش منظور از آب همان آب آزاد است و سنگ دانه ها نیز در وضعیت اشباع با سطح خشک فرض می شوند.
3. تعیین مقدار آب آزاد مخلوط
با استفاده از جدول (6) مقدار تقریبی آب آزاد بر حسب کیلوگرم برای یک متر مکعب مخلوط بتن تعیین می گردد. عواملی که در این جدول در نظر گرفته شده اند، شامل میزان اسلامپ مورد نظر، حداکثر قطر سنگ دانه های مصرفی و نوع سنگ دانه ها (شکسته و نشکسته) می باشد.
جدول (6) مقدار تقریبی آب آزاد (کیلوگرم بر متر مکعب) برای سطوح مختلف کارایی
| 180-60 | 60-30 | 30-10 | 10-0 | | اسلامپ (mm) |
| | | | نوع دانه ها | حداکثر قطر دانه |
| 225 | 205 | 180 | 150 | نشکسته | 10 |
| 250 | 230 | 205 | 180 | شکسته |
| 195 | 180 | 160 | 135 | نشکسته | 20 |
| 225 | 210 | 190 | 170 | شکسته |
| 175 | 160 | 140 | 115 | نشکسته | 40 |
| 205 | 190 | 175 | 155 | شکسته |
4. محاسبه ی مقدار سیمان
وزن سیمان لازم برای یک متر مکعب مخلوط بتن از رابطه ی زیر محاسبه می شود.
در صورتی که در ضوابط آیین نامه ای یا مشخصات طرح، برای مقدار سیمان مصرفی در شرایط خاص پروژه، مقادیر حداکثر یا حداقل مقرر شده باشد، وزن سیمان محاسبه شده در مرحله ی فوق با آنها مقایسه و سپس انتخاب صورت می گیرد.
5. محاسبه ی وزن کل سنگدانه ها
در این مرحله طی گام های زیر وزن کل سنگدانه های مورد نیاز برای یک متر مکعب مخلوط بتن محاسبه می شود:
گام ۱: وزن مخصوص بتن تازه از شکل (۲) براساس توده ی ویژه ی دانه های سنگی در حالت اشباع با سطح خشک و مقدار آب آزاد تعیین شده در مرحله ی سوم تخمین زده می شود. در صورت در اختیار نداشتن توده ی ویژه ی سنگ دانه ها می توان به طور تقریبی برای مصالح نشکسته عدد ۲/۶ و برای مصالح شکسته عدد ۲/۷ را اختیار نمود.
گام ۲: وزن کل سنگ دانه ها از رابطه ی زیر بدست می آید:
وزن سیمان - وزن آب آزاد - وزن مخصوص بتن تازه = وزن کل سنگ دانه ها
شکل (۲) وزن مخصوص تخمینی بتن با تراکم کامل
6. تفکیک سنگ دانه های ریز و درشت (ماسه و شن)
گام ۱: ناحیه دانه بندی ماسه را با استفاده از شکل (۳) تعیین می کنیم که حدود دانه بندی ماسه در نواحی ۱ تا ۴ را براساس استاندارد BS 882 نشان می دهد.
گام ۲: درصد ماسه ی مخلوط (سنگدانه ریز) را با استفاده از شکل (۴) با داشتن حداکثر قطر سنگ دانه ها (بیشترین اندازه شن)، میزان اسلامپ، ناحیه ی دانه بندی ماسه و نسبت آب آزاد به سیمان بدست
می آوریم. برای هر ناحیه دانه بندی ماسه، دو مقدار درصد ریزدانه (مقدار بالایی و پایینی ناحیه) به دست می آید که هر عددی می تواند ما بین این دو مقدار انتخاب شود. ولی میانگین آنها به عنوان مقدار متوسط پیشنهاد می گردد.
گام ۳: از روابط زیر وزن شن و ماسه در یک متر مکعب مخلوط بتن بدست می آید:
درصد ماسه × وزن کل سنگدانه ها = وزن ماسه
وزن ماسه - وزن کل سنگدانه ها = وزن شن
شکل (۳) حدود دانه بندی در نواحی ۱ تا ۴ براساس ۸۸۲ BS
ادامه شکل (۴) نسبت های پیشنهادی دانه های ریز برای نواحی ۴،۳،۲،۱
مثال:
الف: بتنی با مشخصات زیر را طرح کنید:
1. مقاومت فشاری مشخصه ی ۲۸ روزه برای نمونه ی مکعبی برابر با N/mm2 28
2. نوع سیمان: پرتلند معمولی
3. شن و ماسه: از نوع شکسته
4. ناحیه دانه بندی ماسه براساس استاندارد :BS 882ناحیه ۱
5. حداکثر اندازه ی سنگ دانه ها: mm 20
6. اسلامپ خواسته شده: mm 75
7. حداکثر نسبت آب به سیمان برای شرایط محیطی مورد نظر: ۰/۵
8. مقدار حاشیه ی مقاومت براساس اهمیت سازه ک درجه ی کنترل کیفیت کارگاه و ضوابط آیین نامه: N/mm2 3/9
ب: در صورتی که میزان جذب آب سنگدانه ها جهت رسیدن از حالت کاملاً خشک به حالت اشباع با سطح خشک SSDبرای شن ۱/۵ درصد و برای ماسه ۲/۵ درصد باشد، مقادیر طرح اختلاط حاصله را برای حالت کاملاً خشک سنگدانه محاسبه نمایید.
1. تعیین مقاومت متوسط هدف
با توجه به اینکه در این مثال مقدار حاشیه مقاومت ۹/۳ مشخص شده است، بنابراین نیازی به محاسبه ی s نمی باشد.
N/mm2 3/37 = 3/9 + 28 = fm
2. تعیین نسبت آب به سیمان
گام ۱: از جدول (1) مقاومت فشاری تقریبی بتن برای نسبت فرضی آب به سیمان ۰/۵ با سیمان پرتلند معمولی، شن شکسته و سنگدانه ها ۲۸ روزه برابر با N/mm247 می باشد.
گام ۲: نقطه ی مربوط به مختصات 5/0 و 47 را بر روی شکل (۱) تعیین و یک منحنی مشابه به موازات بقیه ی منحنی های شکل رسم می کنیم.
گام ۳: با استفاده از منحنی فوق برای N/mm2 3/37 = fm مقدار نسبت آب به سیمان برابر ۰/۵۹ به دست می آید.
گام ۴: چون نسبت آب به سیمان ۰/۵۹ از حداکثر تعیین شده در مشخصات طرح بیشتر است، لذا نسبت آب به سیمان نهایی مقدار ۰/۵ انتخاب می گردد.
3. تعیین مقدار آب آزاد مخلوط
با استفاده از جدول (6) برای اسلامپ mm75، حداکثر قطر سنگدانه ها mm 20 و دانه های سنگی از نوع شکسته، بمقدار تقریبی آب آزاد برابر با ۲۲۵ کیلوگرم در متر مکعب خواهد بود.
4. محاسبه ی مقدار سیمان
وزن سیمان لازم برای یک متر مکعب مخلوط بتن از رابطه ی زیر محاسبه می شود.
5. محاسبه ی وزن کل سنگدانه ها
گام ۱: وزن مخصوص بتن تازه با استفاده از شکل (۲) با مقدار آب آزاد kg/m3 225 و توده ی ویژه ی سنگ دانه ها برابر با ۲/۷ برای دانه های شکسته، برآب با kg/m3 2380 خمین زده می شود.
گام ۲: وزن کل سنگدانه ها عبارت است از:
Kg/m3 1705 = 450 – 225 – 2380 = وزن کل سنگ دانه ها
6. تفکیک سنگ دانه های ریز و درشت (ماسه و شن)
گام ۱: ناحیه دانه بندی ماسه با استفاده از شکل (۳) در منطقه ۱ قرار دارد.
گام ۲: درصد ماسه با استفاده از شکل (۴) برای حداکثر اندازه ی شن mm 20 اسلامپ mm 75، نسبت آب به سیمان ۰/۵ و برای ماسه ی ناحیه ۱، برای حد بالایی ۵۶% و حد پایینی ۴۶% بدست می آید. لذا حد متوسط آنها، یعنی ۰/۵۱، را انتخاب می کنیم.
Kg/m3 870 = 51/0 × 1705 = وزن ماسه
Kg/m3 835 = 870- 1705 = وزن شن
در نتیجه برای ساخت یک متر مکعب بتن مقادیر مصالح مورد نیاز عبارتست از:
Kg/m3 450 = سیمان
Kg/m3 225 = آب آزاد
Kg/m3 870 = ماسه در حالت SSD
Kg/m3 835 = شن در حالت SSD
Kg/m3 2380 = مجموع
ب:
بنابراین مقدار آب جذب شده توسط ماسه برابر با kg 21 = 849- 870
و مقدار آب جذب شده توسط شن برابر با kg 12 = 823- 835
است. لذا مقدار آب کل مورد نیاز مخلوط در این حالت، که سنگ دانه ها کاملاً خشک در نظر گرفته
می شود، برابر خواهد بود با:
Kg/m
3 258 = 12 + 21 + 225 = وزن آب کل