مقاله در مورد آزمایشات عمران

بخشی از مقاله

آزمایشات عمران

نام آزمايش : نمونه برداري از ماسه و شن ـ تعين درصد رطوبت كل
قبل از اينكه روي ماسه و شن آزمايش به عمل آيد (مثلاً آزمايش دانه بندي ، آزمايش تعين وزن مخصوص فضايي و غيره) بايد نمونه أي تهيه شود كه نماينده آن ماسه و شن باشد ، بدين منظور از نقاط مختلف ماسه و شن به مقدار مساوي برداشته و مخلوط نموده تا نمونه مورد نظر بدست آيد.
لوازم مورد نياز:
1ـ اون حرارتي
2ـ ترازوي 10 كيلويي

3ـ بيل

روش آزمايش
مطابق آزمايش
1ـ نمونه برداري شود
2ـ وزن نمونه مرطوب بر طبق مقادير ذيل وزن شود.
400 گرم براي ماسه با بزرگترين دانه 2 ميليمتر
2000 گرم براي ماسه با بزرگترين دانه 8 ميليمتر
3500 گرم براي ماسه و شن با بزرگترين دانه 16 ميليمتر
4000 گرم براي ماسه و شن با بزرگترين دانه 32 ميليمتر
10000 گرم براي ماسه و شن با بزرگترين دانه 63 ميليمتر
3ـ نمونه را در اون قرار داده و در درجه حرارت 105 درجه سانتيگراد به مدت 24 ساعت متوالي خشك نموده و سپس وزن آنرا تعين و يادداشت كنيد.
4ـ نمونه را 24 ساعت متوالي ديگر در اون قرارداده و مجدداً در درجه حرارت 105درجه سانتيگراد خشك نموده و وزن كنيد. اين عمل را آنقدر ادامه دهيد تا اختلاف وزن نمونه در دو دفعه متوالي از يك دهم وزن نمونه تجاوز ننمايد.
5ـ صبر كنيد تا نمونه حدود 30 درجه سانتيگراد خنك شود و وزن آنرا تعين كنيد. W2
6ـ رطوبت كل را از رابطه ذيل بدست آوريد.
رطوبت كل به درصد
لوازم مورد نياز :
1ـ ظروف 10 ليتري با سرپوش
2ـ بيل

3ـ ترازوي 50 كيلويي
4ـ دستگاه قسمت كننده
روش آزمايش:
1ـ نمونه ها در مواقع بار و يا تخليه كاميونها بايد تهيه شوند. بايد توجه داشت كه پس از تخليه دانه هاي درشت در زير و دانه هاي ريز در بالا يا وسط قرار مي گيرند. بنابراين از نقاط مختلف به مقدار مساوي برداشته و مخلوط نموده تا مقادير ذيل به دست آيند.
40 تا 50 كيلوگرم براي ماسه با بزرگترين دانه 2 ميليمتر
80 تا 100 كيلوگرم براي ماسه با بزرگترين دانه 8 ميليمتر
130 تا 150 كيلوگرم براي ماسه و شن با بزرگترين دانه 32 ميليمتر
160 تا 200 كيلوگرم براي ماسه و شن با بزرگترين دانه 63 ميليمتر
2ـ نمونه هاي فوق را بوسيله دستگاه قسمت كننده آنقدر تقسيم كنيد تا مقادير ذيل بدست آيند.
10 كيلوگرم براي ماسه با بزرگترين دانه 2 ميليمتر
20 كيلوگرم براي ماسه با بزرگترين دانه 8 ميليمتر
30 كيلوگرم براي ماسه و شن با بزرگترين دانه 32 ميليمتر
40 كيلوگرم براي ماسه و شن با بزرگترين دانه 63 ميليمتر
3ـ نمونه هاي اخير را در ظروف مخصوص ريخته و شماره گذاري نموده تا در آزمايشهاي بعد مورد استفاده قرار گيرد.
نام آزمايش : به دست آوردن وزن مخصوص انبوهي مصالح سنگي و سيمان
هدف : جهت تبديل نسبت هاي وزني حاصل از آزمايش دانه بندي در آزمايشگاه به نسبت هاي حجمي در كارگاه نياز به وزن مخصوص انبوهي مواد متشكله بتن داريم.
لوازم مورد نياز:

1ـ ظرف 10 ليتري استاندارد
2ـ ترازو با دقت 1/0 گرم
3ـ خط كش فلزي
4ـ بيل
5ـ سيني
روش آزمايش :
24 ساعت قبل از شروع آزمايش مقدار 20 كيلوگرم ماسه ،

نخودي ، بادامي و سيمان را به طور جداگانه داخل سيني ها در محيط آزمايشگاه قرارداده تا اينكه رطوبت سطحي آنها خشك گردد.
ابتدا ظرف مورد آزمايش را وزن مي كنيم W1 ، سپس جهت حصول اطمينان حجم آن را نيز كنترل مي كنيم . ظرف را از يك نمونه از مصالح سنگي پر مي كنيم به طوري كه از لبه ظرف لبريز گردد ، سپس با خط كش فلزي مماس بر سطح ظرف مي كشيم تا مصالح اضافه از روي ظرف پاك گردد. در اين حالت بايد مصالح تمام حجم ظرف را پر كرده باشد. بايد دقت كرد و از فشردن مصالح در داخل ظرف خودداري كرد. ظرف را وزن مي كنيم. W2 و از كم كردن آنها وزن خالص مصالح را بدست مي آوريم. W=W2 – W1
وزن مخصوص انبوهي را از رابطه روبرو بدست مي آوريم .
مصالح داخل ظرف را با نمونه داخل سيني مخلوط كرده و جهت دقت بيشتر در آزمايش جمعاً 3 مرتبه آزمايش را انجام مي دهيم و از اعداد بدست آمده ميانگين را بدست مي آوريم.
اين آزمايش را براي تمام مصالح انجام مي دهيم و اعداد بدست آمده را در جدول مربوطه مي نويسيم.
نام آزمايش : دانه بندي (بهترين نسبت شن و ماسه)
هدف: دست رسي به مخلوطي از شن و ماسه كه به ازاء آن نسبتهاي معين ، مخلوط داراي حداقل فضاي خالي باشد.
لوازم مورد نياز:
1ـ ظرف 10 ليتري استاندارد
2ـ ترازو با دقت 1/0 گرم

3ـ خط كش فلزي
4ـ بيل
5ـ سيني

روش آزمايش : 24 ساعت قبل از شروع آزمايش مقدار 35 كيلوگرم ماسه و شن (نخودي ـ بادامي) را به طور جداگانه داخل سيني ها در محيط آزمايشگاه قرار داده تا اينكه رطوبت سطحي آنها خشك گردد.
ابتدا وزن ظرف مورد آزمايش را به دست مي آوريم . W1 ، سپس جهت حصول اطمينان حجم آن را نيز كنترل مي كنيم. ظرف را از مصالح شني پر مي كنيم به طوري كه از لبه ظرف لب ريز گردد. سپس با خط كش فلزي مماس بر سطح ظرف مي كشيم تا اضافه مصالح از روي آن پاك شود. در اين حالت بايد مصالح تمام حجم ظرف را پر كند. ظرف را وزن مي كنيم. W2 . از رابطه زير وزن مصالح و وزن مخصوص انبوهي را بدست مي آوريم.
W=W2-W1
مصالح شني داخل ظرف را با نمونه داخل سيني مخلوط كرده و به كمك فرمول زير مقدار درصد اضافه ماسه را بدست مي آوريم و با نمونه داخل سيني مخلوط مي كنيم .
مقدار درصد اضافه
مخلوط را مجدداً در ظرف مي ريزيم و مراحل بالا را تكرار مي كنيم و W¬¬2 و را بدست مي آوريم و در جدول مربوطه يادداشت مي كنيم . اين عمل را براي نسبتهاي 20% ـ 30% ـ 40% ـ 45% ـ 50% ـ 55% انجام مي دهيم . نتايج حاصله را روي كاغذ ميليمتري پياده مي كنيم و به طور تقريبي نقطه ماكزيمم منحني حاصل از به هم پيوستن نقاط را بدست مي آوريم.
نام آزمايش : سود 3%
هدف : بررسي مواد مضر در سطح دانه هاي ماسه و شن
مواد خيلي نرمي كه قطر آنها از 02/0 ميليمتر كوچكتر باشد براي بتن مضر بوده و درصد اينگونه مواد نبايد از مقادير ذيل تجاوز نمايد.
براي ماسه بزرگترين دانه تا 3 ميليمتر 4 درصد
براي ماسه بزرگترين دانه تا 7 ميليمتر 3 درصد
براي شن بزرگترين دانه تا ميليمتر 2 درصد
براي شن بزرگترين دانه تا ميليمتر 5/1 درصد
باقيمانده نباتات و مواد آلي مزاحم سخت شدن سيمان شده و باعث بادكردن و تركيدن بتن مي شود ، لز اينرو مي توان در موارد مشكوك آزمايش فوق را انجام داد.
لوازم مورد نياز:
1ـ مزور به حجم 250 سي سي
2ـ سود 3%

روش آزمايش:

ابتدا 130 سانتي متر مكعب ماسه را اختيار نموده ، آنرا در مزور ريخته و تا درجه 200cc سود 3% به آن اضافه مي كنيم. درب مزور را بسته و پس از تكان دادن ، يك روز در محلي قرار دهيد. در صورتيكه پس از يك روز محلول بي رنگ تا زد روشن باشد ، مواد آلي موجود بدون ضرر بوده و اهميتي ندارد. چنانچه رنگ محلول زرد پررنگ تا قهوه أي يا قرمز باشد ، بايستي آزمايشهاي دقيقتري روي ماسه انجام گرفته شود. تركيبات سولفات نيز براي بتن مضر بوده و باعث تركيدن آن مي گردند ، از اينرو مقدار موجود نبايد از يك درصد وزن ماسه و شن خشكتجاوز كند.

نام آزمايش : تعين درصد رطوبت ، جذب ـ وزن مخصوص حقيقي و ظاهري و درصد تخلخل
هدف : در طرح اختلاط بتن ، شناخت مصالح سنگي از نظر رطوبت (مغري ـ سطحي ) وزن مخصوص ظاهري و حقيقي و درصد جذب لازم است.

لوازم مورد نياز:
1ـ ترازو با دقت گرم
2ـ اون حرارتي
3ـ نيرو سنج با دقت گرم و طوري
4ـ چراغ گاز و سه پايه
5ـ ظروف مربوطه و ميله شيشه أي
روش آزمايش:
48 ساعت قبل از انجام آزمايش مقدار 500 گرم ماسه ـ نخودي و بادامي شسته شده را داخل اون گذاشته تا در حرارت 100 الي 110 درجه سانتي گراد خشك گردد. پس از 24 ساعت آنها را از داخل اون بيرون آورده وزن خشك شده را پس از سرد شدن بدست مي آوريم. W2 . سپس هركدام از مصالح را جداگانه در ظرفي پر از آب قرارداده تا از آب اشباع گردد. در روز آزمايش مصالح را از آب بيرون آورده ، رطوبت سطحي آنها را خشك مي كنيم ، به اين صورت كه مصالح درشت دانه را داخل دستمال ريخته و رطوبت سطحي آنها را مي گيريم. مصا

لح ريزدانه را داخل ظرفي ريخته و به كمك حرارت و به هم زدن ميلة شيشه أي رطوبت سطحي آن را مي گيريم. در اين حالت نبايد مصالح ريز دانه به ميله بچسبد. مصالح را وزن مي كنيم . W3 .
وزن طوري را در آب به كمك نيرو سنج بدست مي آوريم ، سپس مصالح درشت دانه را به طور جداگانه داخل آن ريخته و وزن مصالح را داخل آب نيز بدست مي آوريم. از تفاضل اين وزنها W4 را بدست مي آوريم.

سپس با توجه به فرمولهاي زير موارد خواسته شده را بدست مي آوريم.
نام آزمايش : آزمايش سند اكيوالانت
هدف : تعيين درصد ماسه در مصالح ساختماني
لوازم مورد نياز :
1ـ دستگاه سند اكيو الانت
2ـ دستگاه ضربه زدن مكانيكي (شيكر)
روش آزمايش:
24 ساعت قبل از آزمايش مقدار 250 گرم ماسه را درون اون گذاشته تا در حرارت 100 تا 110 درجه سانتيگراد گذاشته تا خشك گردد ، سپس آنرا بيرون آورده و با الك نمره 4 الك مي كنيم. مزور مدرج دستگاه سند اكيوالانت را تا خط نشانه شماره 4 از محلول استوكس پر كرده و پيمانه فلزي مربوط به دستگاه را طوري از نمونه الك شده پر مي نمائيم تا سطح ماسه با لبه پيمانه مماس باشد ( بايد دقت شود پيمانه به حالت معمولي از نمونه پر شود ) محتوي پيمانه را به وسيله قيف به داخل مزور مي ريزيم ، درب آن را به وسيله چوب پنبه (پلاستيكي) گذاشته و ده ضربه به مزور وارد مي آورم تا محلول با ماسه مخلوط گردد. مزور را مدت ده دقيقه روي ميز گذاشته ، سپس آن را برداشته و به طور افقي 90 بار ضربه در مدت 30 ثانيه توسط دستگاه ضربه زن مكانيكي وارد مي كنيم. بعد از انجام اين كار مزور را روي ميز كار گذاشته بوسيله لوله فلزي كه توسط لوله لاستيكي به گالن محلول استوك متصل است ابتدا جدار داخلي مزور را از بالا شسته سپس لوله فلزي را به ته مزور هدايت مي كنيم تا نمونه از پائين شسته و مصالح سبك را به بالا بياورد. اضافه كردن محلول را آنقدر ادامه مي دهيم تا مزور تا خط نشانه شماره 15 از محلول پر شود. مزور را مدت 20 دقيقه روي سطح صاف بي حركت گذاشته تا مصالح آن ته نشين شود. بعد از گذشت زمان 20 دقيقه سطح فوقاني خاك را در مزور توسط چشم مي خوانيم و در فرم مربوطه يادداشت مي كنيم. سپس ميله مخصوص دستگاه را كه به وزنه أي متصل است به آهستگي داخل مزور كرده تا با وزن خود ثابت بماند. آنوقت محل دانه فلزي متصل به صفحه انتهايي ميله مخصوص را كه در ماسه فرور رفته است ، از روي درجات مزور مي خوانيم و در جدول يادداشت مي كنيم و توسط فرمول زير نسبت درصد ماسه را حساب مي كنيم.
نام آزمايش : ماسه استاندارد
هدف : آشنايي با دانه بندي و تهيه ماسه استاندارد
لوازم مورد نياز :
1ـ اون
2ـ يك سري الك شماره 16 ـ 30 ـ 50 ـ 100 و تاوه
3ـ هاون
روش آزمايش :
مقدمه : در تهيه ماسه استاندارد نياز به درصد باقي مانده ماسه و در نهايت مانده روي هر الك را داريم. طبق منحني دانه بندي درصد مانده بر روي الكهاي استاندارد مطابق جدول زير مي باشد.
100 50 30 16 نمره الك
2 98 5 72 2 2 0% درصد مانده
مقدار مانده روي هر الك به اين صورت بدست مي آيد كه حد بالاي درصد مانده الك قبل را از حد بالاي درصد مانده الك مورد نظر كم كرده و در مقدار ماسه استاندار

د خواسته شده ضرب مي كنيم . به اين ترتيب مانده هر الك را بدست آورده ، در نهايت جمع مانده بايد مقدار خواسته شده ماسه باشد. اگر الكي كه در جدول منظور شده است در دسترس نبود با استفاده از منحني دانه بندي مي توان درصد حد بالا و پائين مانده هر الك ديگر را بدست آورد. چنانچه در روي منحني دانه بندي نقاط حد بالا را به يكديگر و حد پائين را به هم وصل كنيم ، تشكيل دو خط مي دهد. از شماره الك مورد درخواست (بين 16 تا 100) خطي عمود به سمت پائين مي كشيم ، اين خط دو نقطه را قطع مي كند. يكي بر روي خط حد بالا كه اگر از آن نقطه خطي افقي به سمت چپ بكشيم از قطع كردن محور درصدها مي توان حد بالا درصد مانده آن الك را بدست آورد. خط عمودي يك نقطه ديگر روي خط حد پائين نيز مشخص مي كند كه طبق مطالب گفته شده عمل مي كنيم و حد پائين درصد مانده را نيز بدست مي آوريم.
جهت تهيه 2100 گرم ماسه استاندارد ، 24 ساعت قبل از آزمايش مقدار 5/3 كيلوگرم ماسه شسته شده را در اون گذاشته تا در حرارت 100 تا 110 درجه سانتيگراد خشك گردد.
الكها را به ترتيب شماره از كوچك تا بزرگ (الك 16 در بالا) و تاوه را روي هم گذاشته و مجموعه را روي دستگاه ويبره مي گذاريم و محكم مي كنيم. ماسه را روي الك 16 ريخته و دستگاه ويبره را براي مدت 10 دقيقه و با شدت لرزش را روشن مي كنيم.
طبق فرمول نبايد ماسه أي روي الك نمره 16 باقي بماند ، در صورت باقي ماندن مقدار مانده را هاون ريخته و آنقدر مي گوييم تا پس از الك كردن مجدد آن چيزي باقي نماند. مقدار مانده روي الك 30 را وزن مي كنيم. مقدار آن نبايد طبق محاسبات از مقدار حساب شده زيادتر باشد . در غير اينصورت آن را تا جايي در هاون مي كوبيم تا پس از الك كردن مجدد مقدار خواسته شده باقي بماند . همين اعمال را براي الكهاي 50 و 100 نيز انجام مي دهيم . در پايان جمع مانده روي الكها بايد همان مقدار 2100 گرم باشد.
نام آزمايش : تعيين زمان گيرش اوليه سيمان پرتلند و گيرش نهايي
هدف : تعيين زمان شروع گيرش سيمان پرتلند نوع يك
لوازم مورد نياز :
رجوع شود به آزمايش شماره
روش آزمايش :
ميله ويكات را به نحوي در دستگاه سوار مي كنيم كه انتهاي با قطر 1 ميليم

تر آن در پائين قرار گيرد و طبق بند الف آزمايش 10 آن را تنظيم مي كنيم . خمير سيمان را با نسبت آب به سيمان متعارف آماده نموده در قالب ريخته و از زمانيكه آب به خمير اضافه مي كنيم كرونومتر را به كار مي اندازيم.
قالب محتوي خمير را كه روي قطعه شيشه أي قراردارد در زير سوزن دستگاه ويكات قرار مي دهيم (سوزن با سطح خمير در تماس است و درجه بر روي صفر است. )
30 دقيقه پس از اضافه نمودن آب به سيمان پيچ كنترل حركت ميله را باز كنيد تا س

وزن تحت تأثير وزن به داخل خمير فرو رود. پس از 30 ثانيه مقدار فرورفتگي را از روي درجه يادداشت نماييد.
سوزن را از خمير بالا مي كشم و توسط پيچ كنترل حركت ميله آنرا در محلي كه درجه صفر را نشان مي دهد ثابت مي كنيم و سوزن را با پارچه تميز مي كنيم . محل قالب را طوري تغييردهيد كه انتهاي سوزن با محل فرورفتگي قبل حداقل يك سانتي متر فاصله داشته باشد. هر 15 دقيقه يك بار سوزن را رها مي كنيم و آنقدر اين عمل را تكرار مي كنيم تا مقدار فرورفتگي سوزن از 25 ميليمتر كمتر شود. منحني مقدار فرورفتگي سوزن در مقابل زمان مربوطه را رسم مي كنيم . از روي منحني ، زمان لازم براي اينكه سوزن 25 ميليمتر در خمير فرو رود را بدست مي آوريم. (زمان گيرش اوليه)
پس از پايان آزمايش گيرش اوليه ، سوزن با قطر يك ميليمتر را از روي ميله باز كرده و سوزن گيرش نهايي را سوار مي كنيم . سوزن را طبق بند الف آزمايش 10 تنظيم مي كنيم. هر 30 دقيقه يك بار از طريق بازكردن پيچ كنترل حركت ميله سوزن را رها مي كنيم تا در خمير فرو رود. گيرش نهايي وقتي حاصل شده است كه سوزن تا آن اندازه در خمير فرو رود كه لبه كلاهك آن با سطح خمير فقط تماس حاصل نمايد. (مبدأ زمان از هنگام اضافه نمودن آب به سيمان است. )
توجه : در فواصل زماني كه فرورفتگي سوزن اندازه گرفته مي شود لازم است ، دستگاه در داخل اون با كنترل رطوبت قرار گيرد)
نام آزمايش : آزمايش اسلامپ يا نشست مخروط بتني آبرام
هدف : كنترل درجه رواني بتن ساخته شده جهت نمونه گيري
لوازم مورد نياز:
1ـ قالب مخروطي و صفحه زيرين و خط كش
2ـ روغن
روش آزمايش :
براي آزمايش ، قالب مخروطي را روي يك صفحه مناسب قرارداده ، بتون تازه را در سه لايه در آن مي ريزيم. لازم است سطح داخل مخروط با روغن چرب گردد ، تا مانع چسبندگي

بتن تازه به سطح داخل مخروط گردد. بتن هر لايه با كوبيدن 25 ضربه ميل گرد به قطر 16 ميليمتر و به طول 50 سانتيمتر كه سر آن كاملاً گرد ( به صورت نيمكره) شده ، متراكم مي گردد. سپس سطح فوقاني بتن با يك خط كش صاف شده و قالب به آهستگي در 5 تا 10 ثانيه بدون پيچاندن يا كج كردن به سمت بالا كشيده شده ، برداشته مي شود. مقدار اسلامپ را از مقدار نشست مخروط بتني طبق شكل اندازه گيري مي نمائيد