آزمایش تطویل و تورق سنگدانه ، روش محاسبه ضریب و وسایل تعیین

آزمایش تطویل و تورق سنگدانه برای محاسبه میزان سنگدانه های غیرقابل استفاده و معیوب استفاده می شود. که در واقع هدف این آزمایش تعیین درصد وزنی سنگدانه های معیوب در پرکننده ها (سوزنی و پولکی بودن سنگدانه ها) می باشد.

به دلیل اینکه نباید در ساخت بتن از سنگدانه های پولکی و سوزنی استفاده کرد اهمیت انجام این آزمایش را آشکار می کند.

دلایل عدم استفاده از سنگدانه های پولکی و سوزنی در بتن:

کاهش کارایی بتن و افزایش نیاز به آب برای اختلاط
کاهش تراکم پذیری بتن تازه
کاهش مقاومت و پایایی بتن

اثرات نامطلوب سنگدانه های پولکی و سوزنی

از آنجا که دانه های پولکی تمایل به قرار گرفتن در یک جهت در مخلوط بتن را دارند، آبی که در اثر آب انداختن بتن و حفره های هوای باقی مانده در مخلوط بتن باقی می مانند، در زیر سطح این نوع سنگدانه ها جمع می شوند. و همچنین دانه هایی که نسبت مساحت به حجم آنها زیاد است نیاز به آب بیشتری برای مخلوط بتن دارند.

تاثیر نامطلوب آنها در مقاومت بتن به ویژه مقاومت خمشی بتن اثر گذار است.

سنگدانه سوزنی و پولکی

اگر درازای سنگدانه نسبت به پهنا و ضخامت آن زیاد باشد، سنگدانه سوزنی شکل است.
و اگر درازا و پهنای سنگ نسبت به ضخامت آن زیاد باشد، سنگدانه پولکی شکل است.

تعیین دانه های تطویل و تورق

میزان دانه های پولکی و سوزنی در ماسه شکسته، که از شکستن سنگدانه های درشت تر به دست می آید، بیشتر است.

ضریب تورق و ضریب تطویل سنگدانه ها

مطابق استاندارد BS (استاندارد انگلستان):

ضریب تورق سنگدانه ها عبارت است از درصد وزنی دانه هایی که ضخامت آن ها کمتر از 0.6 اندازه متوسط دانه ها باشد.
ضریب تطویل مصالح عبارت است از درصد وزنی دانه هایی که طول آنها بیشتر از 1.8 اندازه متوسط دانه ها باشد.

منظور از اندازه متوسط دانه ها در تعاریف بالا میانگین اندازه سوراخ دو الک متوالی است که توسط آن ها مصالح را دانه بندی نموده اند. به عنوان مثال اندازه متوسط دانه هایی که از الک 3/4 (سه چهارم) اینچ رده شده و روی الک 1/2 (یک دوم) اینچ مانده است، به شکل زیر محاسبه می شود.

در نتیجه اگر ضخامت دانه ها از مقدار 9.5 سانتی متر که مطابق محاسبات در تصویر بالا به دست آمده است، کمتر باشد. دانه های مورد آزمایش متورق محسوب می شوند.

و اگر طول همان دانه ها از مقدار 2.86 سانتی متر که مطابق محاسبات در تصویر بالا به دست آمده است، بیشتر باشد. دانه های مورد آزمایش طویل محسوب می شوند.

تذکر: این روش آزمایش برای دانه های کوچکتر از 1.4 اینچ یا 6.35 میلی متر قابل استفاده نیست.

مقدار مجاز سنگدانه های سوزنی و پولکی

مطابق استاندارد ASTM میزان مجاز سنگدانه های سوزنی و پولکی به نسبت کل سنگدانه ها حداکثر باید 15 درصد باشد.

در استاندارد BS ضریب تورق سنگدانه های درشت را برای شن طبیعی 50 درصد در نظر گرفته است و برای سنگدانه هایی که کاملا یا بخشی از آن خرد شده 40 درصد محدود نموده است.

برای سطوحی که تحت سایش هستند باید مقادیر کمتری از ضریب تورق اعمال شود.

وسایل آزمایش

ترازو

الک های دانه بندی شن در سیستم ASTM مطابق تصویر زیر

وسایل تعیین تطویل و تورق مطابق تصویر زیر

خرید دستگاه تعیین تطویل و تورق سنگدانه از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی آزمان

روش انجام آزمایش

ابتدا باید مقداری از نمونه مورد آزمایش را الک نموده و دانه بندی نماییم. سپس لازم است مانده روی هر الک را جداگانه آزمایش نماییم.

حداقل وزن نمونه در این آزمایش معادل وزن 200 دانه برای هر اندازه متوسط می باشد که با دقت 0.1 گرم باید وزن نماییم.

مطابق استاندارد BS وزن 200 دانه ی سنگدانه باید بیشتر از 15 درصد وزن نمونه باشد و اگر حداقل 100 عدد سنگدانه انتخاب گردد، وزن آن ها باید بین 5 الی 15 درصد وزن نمونه باشد.

تذکر: برای اندازه دانه هایی که کمتر از 5 درصد کل نمونه باشد، آزمایش تطویل و تورق بر روی نمونه انجام نمی گیرد.

روش کار دستگاه تورق

با استفاده از دستگاه تورق و دقت به انتخاب شیار مورد آزمایش، با توجه به نوع دانه بندی سنگدانه ها هر کدام از سنگدانه ها را به صورت جدا جدا و دانه دانه از شیار مخصوص به خود عبور می دهیم. دانه هایی که عبور نمی کنند به صورت جداگانه باید جمع آوری شوند. سپس وزن دانه های رد شده از شیار را با دقت 0.1 گرم اندازه گیری می کنیم.

روش کار دستگاه تطویل

برای استفاده از دستگاه تطویل مانند دستگاه تورق ابتدا فاصله ی بین میله های روی دستگاه را با توجه به نوع دانه بندی مورد نظر در آزمایش انتخاب کرده و دانه ها را مانند مرحله ی قبل به صورت جداگانه از میان میله ها عبور می دهیم. دانه هایی که عبور داده نمی شوند را جدا کرده و مجموعا با دقت 0.1 گرم وزن می کنیم.

روش محاسبه ضریب تورق

نسبت وزن دانه های رد شده از شیارهای دستگاه تورق به وزن کل نمونه که حاصل این مقدار باید در عدد 100 ضرب شود. مطابق تصویر زیر است.

روش محاسبه ضریب تطویل

نسبت وزن دانه های عبور نکرده از میان میله های دستگاه تطویل به وزن کل نمونه که حاصل این مقدار باید در عدد 100 ضرب شود. مطابق تصویر زیر است.

حدود مجاز مقادیر دانه های پولکی و سوزنی

میزان مجاز مقادیر دانه های پولکی و سوزنی مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در جدول زیر آمده است.

آزمایش تطویل و تورق سنگدانه ، روش محاسبه ضریب و وسایل تعیین