بتن

آزمایش درصد هوای بتن و روش تعیین آن مطابق استاندارد

آزمایش درصد هوای بتن و روش تعیین آن مطابق استاندارد

تعیین مقدار هوای بتن تازه مخلوط شده به روش فشاری از سری آزمایش های بتن با استفاده از دستگاه تعیین درصد هوای بتن نوع (A) را در این مقاله از بلاگ آزمان و مطابق استاندارد ملی ایران شماره 15904 ، تشریح می کنیم.

هدف از آزمایش

هدف از تدوین این استاندارد و آزمایش، تعیین مقدار هوای موجود در بتن تازه مخلوط شده از طریق مشاهده تغيير حجم بتن در اثر تغییر فشار است.

 محدوده کاربرد

  • این استاندارد در بتن ها و ملات هایی که سنگدانه های آن نسبتأ متراکم بوده و ضریب تصحيح سنگدانه به طور رضایت بخشی طبق شیوه شرح داده شده در استاندارد قابل تعیین باشد، کاربرد دارد.
  • این استاندارد برای بتن های ساخته شده با سنگدانه های سبک، سرباره کوره آهن گدازی هواسرد شده، یا سنگدانه های با تخلخل زیاد کاربرد ندارد. توصیه میشود در چنین مواردی استاندارد ASTM C173/C173M به کار برده شود.
  • این استاندارد همچنین برای بتن های سفت و مخلوط های خشک، مانند بتن هایی که به طور معمول در تولید لوله و قطعات بنایی بتنی استفاده می شود، کاربرد ندارد.

یادآوری : بتن غلتکی و بتن مورد مصرف در کف پوش های بتنی نیز نمونه هایی از بتن سفت می باشند.

اهمیت و کاربرد

این استاندارد، تعیین مقدار هوای موجود در بتن تازه مخلوط شده را پوشش می دهد. این استاندارد مقدار هوای بتن تازه مخلوط شده بدون در نظر گرفتن هوایی که ممکن است درون حفرات داخلی دانه های سنگدانه وجود داشته باشد را تعیین می کند.

به همین دلیل، این استاندارد برای بتن ساخته شده با سنگدانه نسبتأ توپر قابل کاربرد است و برای این مورد به تعیین ضریب تصحيح سنگدانه نیاز دارد. (به زیربند ۶-۱ و زیربند ۹-۱ استاندارد مراجعه شود).

روش های تعیین مقدار هوای بتن

این استاندارد و استانداردهای ASTM C138 و ASTM C173 به ترتیب روشهای اجرایی فشاری، وزنی و حجمی را برای تعیین مقدار هوای بتن تازه مخلوط شده ارائه می کنند. برای بتن های ساخته شده با سنگدانه های نسبتا توپر، روش اجرایی فشاری مندرج در این استاندارد، اساسأ نتیجه مشابهی با دو روش آزمون دیگر (یعنی روش رونی و حجمی) می دهد.

 مقدار هوای بتن سخت شده ممکن است از مقدار به دست آمده به روش این استاندارد، بیشتر یا کمتر باشد.

این موضوع به عواملی نظیر روش اعمال و مقدار انرژی به کار گرفته شده برای تراکم ساخت آزمونه های بتن سخت شده، یکنواختی و پایداری حباب های هوا در بتن تازه یا سخت شده، درستی بررسی میکروسکوپی (در صورت استفاده)، مدت زمان تراکم، شرایط محیطی، مرحله تحویل بتن، فرایندهای جای دهی و تراکم بتن سخت نشده پیش از پمپ کردن یا پس از آن و سایر عوامل بستگی دارد.

وسایل مورد نیاز آزمایش

دستگاه هواسنج (فشار سنج) بتن

دو نوع دستگاه هوا سنج بتن وجود دارد که بر اساس قانون بویل طراحی شده و نتایج قابل قبولی دارند. این هواسنج ها، هواسنج نوع A و نوع B نامیده می شوند.

هواسنج نوع A

این هواسنج شامل یک ظرف اندازه گیری و مجموعه در پوش بوده که با الزامات زیربندهای 4-2 و 4-3 از استاندارد منطبق می باشد. اساس کار این دستگاه مشتمل بر وارد کردن آب تا ارتفاع از پیش تعیین شده، بر روی یک نمونه بتن با حجم معلوم و اعمال فشار هوای از پیش تعیین شده، بر روی آب است.

فشار سنج هوای بتن نوع A

این فرایند مشتمل بر کاهش حجم هوا در نمونه بتنی از طریق مشاهده پایین آمدن سطح آب، تحت فشار هوای وارده است. مقدار اخیر (افت آب) برحسب درصد هوا واسنجی شده و به عنوان درصد هوا در نمونه بتن با حجم معلوم و اعمال فشار هوای از پیش تعیین شده ، بر روی آب است.

این فرایند مشتمل بر کاهش حجم هوا در نمونه بتنی از طریق مشاهده پایین آمدن سطح آب، تحت فشار هوای وارده است. مقدار اخیر (افت آب) بر حسب درصد هوا واسنجی شده و به عنوان درصد هوا در نمومه بتن بیان می شود.

کمچه

یک کمچه متعارف بنایی

میله کوبشی (کوبه)

میله کوبشی (کوبه)، یک میله فلزی صاف، مسطح و گرد به قطر (162) میلی متر، طول کوبه حداقل 100 میلی متر بزرگ تر از عمق ظرف اندازه گیری باشد که قرار است عملیات تراکم در آن انجام شود. اما طول کوبه نباید بیش از 600 میلی متر باشد. انتهای کوبه یا هر دو سر آن باید با شعاعی برابر با شعاع میله، گرد شده باشد.

کوبه بتن

(خرید کوبه (رامر) از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی عمران آزمان)

چکش لاستیکی

چکش لاستیکی، که باید سر آن از جنس لاستیک به وزن (۲۵۰*۶۰۰ گرم برای استفاده به همراه دستگاه های با حجم 14 لیتر یا کم تر، و یک چکش لاستیکی که سر آن به وزن (۲۵۰*۱۰۰۰ گرم برای استفاده به همراه دستگاه های با حجم بزرگتر از 14 لیتر.

تیغه صاف کننده (خط کش سرزن)

تیغه صاف کننده (یا خط کش سر زن)، یک تیغه صاف از جنس فولاد یا فلز مناسب دیگر با حداقل ضخامت ۳ میلیمتر و حداقل عرض ۲۰ میلی متر و حداقل طول ۳۰۰ میلی متر

صفحه صاف کننده

صفحه صاف کننده، یک صفحه مستطیلی شکل فلزی به حداقل ضخامت 6 میلی متر یا یک شیشه یا صفحه اکرلیکی به حداقل ضخامت 13 میلی متر به طول و عرض حداقل 50 میلیمتر بزرگ تر از قطر دستگاهی که به همراه آن استفاده خواهد شد. لبه های صفحه باید صاف و مسطح با یک دامنه تغییرات 1.5 میلی متر باشد.

قیف

قیف، که انتهای آن درون میله پاشش قرار می گیرد.

پیمانه آب

پیمانه آب، دارای ظرفیت لازم برای پر کردن آب از روی سطح بتن تا علامت صفر نشانگر

لرزاننده

لرزاننده مانند آن چه که در استاندارد ASTM C1928192M شرح داده شده است.

الک

الک دانه بندی با انداره چشمه 37.5 میلی متر با مساحت بیش از 0.2 متر مربع

الک-های-آزمایشگاهی-استیل

(خرید الک دانه بندی از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی عمران آزمان)

سرتاس

سرتاس، به اندازه کافی بزرگ باشد که مقدار برداشته شده از بتن نماینده کل بتن باشد و آن قدر کوچک باشد که حین پر کردن ظرف اندازه گیری، بتن بیرون نریزد.

آزمایش با هواسنج نوع A

دستگاه فشار سنج بتن

(خرید دستگاه فشارسنج بتن از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی عمران آزمان)

آماده سازی دستگاه برای آزمایش

لبه ها و پیچ های ظرف اندازه گیری و درپوش را کاملا تمیز کنید تا هنگامی که در پوش در جای خود قرار گرفت درزها هوابندی شده باشد. دستگاه را سوار کنید و با استفاده از لوله از روی بتن تا نیمی از استوانه مدرج ایستاده را آب بریزید.

سپس دستگاه را با زاویه تقریبی 30 درجه نسبت به خط عمودی کج نموده و با محور نمودن کف ظرف آن را چندین مرتبه به دور خود بچرخانید و هم زمان به آرامی به در پوش ضربه بزنید تا حباب های هوای محبوس در بالای نمونه بتن از آن خارج شود.

سپس دستگاه را به وضعیت عمودی برگردانید و در حین ضربه زدن آرام بر دیواره های ظرف اندازه گیری، استوانه مدرج ایستاده را از آب پر کنید. پیش از بستن درب بالایی استوانه مدرج سطح آب را روی علامت صفر تنظیم نمایید.

یاد آوری : برخی هواسنج های نوع A دارای یک علامت واسنجی شده شروع پرشدن، در بالای علامت صفر هستند. عموما توصیه میشود این علامت شروع، مورد استفاده قرار نگیرد. زیرا همان طور که در استاندارد (زیربند ۸-۲-۳) توجه داده شده است، مقدار هوای ظاهری، برابر با تفاوت بین خوانش سطح آب H در فشار P و سطح آب h2 در فشار صفر پس از آزادسازی مجدد به فشار P می باشد.

سطح داخلی مجموعه در پوش باید همواره تمیز و عاری از روغن یا گریس نگه داشته شود. این سطح باید مرطوب باشد تا از چسبیدن حباب های هوا به آن جلوگیری شود، زیرا جدا نمودن این حباب ها پس از سوار کردن دستگاه بسیار مشکل است.

روش کار با دستگاه

با استفاده از تلمبه دستی، فشاری بیشتر از فشار مورد نیاز آزمون ،P (در حدود 1.4 کیلوپاسکال بیشتر) بر بتن اعمال کنید. برای آزاد نمودن گرفتگی های داخلی و موضعی، به دیواره های جانبی ظرف اندازه گیری به تندی ضربه بزنید و زمانی که فشارسنج مقدار دقیق فشار آزمون، P را نمایش داد، سطح آب را خوانش نمایید (h) و به نزدیک ترین درجه یا نیم درجه بر روی استوانه مدرج ایستاده روی دستگاه گزارش کنید.

برای مخلوط های خیلی خشن آن قدر به ظرف اندازه گیری ضربه بزنید تا بر اثر ضربات بیشتر هیچ گونه تغییری در مقدار هوای مشخص شده ایجاد نکند. به آرامی و در مدت زمان یک دقیقه فشار را در بالای ستون آب کاهش داده و به آرامی به دیواره های ظرف اندازه گیری ضربه بزنید. سطح آب را دوباره تا نزدیک ترین درجه یا نیم درجه خوانش و ثبت نمایید (h) ، مقدار هوای ظاهری را مطابق با رابطه زیر محاسبه نمایید:

فرمول هوای ظاهری بتن

که در آن A1 مقدار هوای ظاهری بتن ، h1 سطح آب خوانش شده در فشار P و h2 سطح آب خوانش شده در فشار صفر پس از آزاد نمودن فشار P می باشد.

مطابق استاندارد ملی ایران برای A1 ، آزمون وارسی نیز وجود دارد بر اساس آن به طور خلاصه مقدار اختلاف دو بار بدست آوردن Aیا همان مقدار هوای ظاهری بتن باید به اندازه ی 0.2 با هم اختلاف داشته باشند.

روش اجرای آزمایش

شیر خروج هوا واقع بر روی محفظه هوا را ببندید و هوا را به درون محفظه پمپ نمایید تا زمانی که عقربه بر روی خط فشار ابتدایی قرار گیرد. چند ثانیه اجازه دهید تا دمای هوای فشرده شده به دمای معمولی برسد.

عقربه را با استفاده از پمپ نمودن یا خارج نمودن هوای مورد نیاز تثبیت نمایید و به آرامی با دست به فشارسنج ضربه بزنید. هر دو شیر تخلیه موجود بر روی درپوش را ببندید. شیر اصلی هوا بین محفظه هوا و ظرف اندازه گیری را باز نمایید.

به آرامی با استفاده از یک سرتاس به دیواره های ظرف اندازه گیری ضربه بزنید تا گرفتگی ها در صورت وجود باز شوند. به آرامی با انگشت به فشارسنج ضربه بزنید تا عقربه فشار تثبیت شود. شیر اصلی هوا را آزاد نمایید.

عدم بستن شیر اصلی هوا پیش از آزاد نمودن هوا از محفظه یا ظرف هوا منجر به ریزش آب به درون محفظه هوا شده و خطایی در اندازه گیری های بعدی ایجاد خواهد نمود. در صورتی که آب به درون محفظه هوا وارد شود، باید از طریق محفظه هوا و شیر تخلیه هوا، تخلیه شده و با استفاده از تلمبه آخرین قطره های آب خارج گردد. پیش از برداشتن در پوش فشار را از طریق باز کردن هر دو شیر تخلیه آزاد نمایید.

محاسبات

محاسبه مقدار هوای نمونه آزمون شده

مقدار هوای بتن موجود در ظرف اندازه گیری را مطابق با رابطه زیر محاسبه نمایید:

فرمول مقدار هوای بتن

که در آن:
As ، مقدار هوای نمونه آزمون شده، بر حسب درصد
A ، مقدار هوای ظاهری نمونه آزمون شده، بر حسب درصد
G ، ضریب تصحيح سنگدانه ها، بر حسب درصد.

محاسبه مقدار هوای کل مخلوط

هنگامی که نمونه مورد آزمون نماینده پیمانه ای از بتن است که دارای سنگدانه بزرگ تر از 37.5 میلی متر بوده و نمونه پس از الک نمودن بتن تازه بر روی الک 37.5 میلی متر و جداسازی ذرات درشت تر، مورد آزمون قرار گرفته باشد، مقدار هوای کل مخلوط به شرح زیر محاسبه می گردد.

فرمول محاسبه کل مخلوط

که در این رابطه :

A، مقدار هوای کل مخلوط ، بر حسب درصد

V، حجم مطلق احزای تشکیل دهنده مخلوط بدون در نظر گرفتن هوا، همانطور که از وزن های پیمانه اصلی استفاده شده است، بر حسب متر مکعب

V، حجم مطلق اجزای تشکیل دهنده مخلوط بدون در نطر گرفتن هوا ، بر حسب متر مکعب

V، حجم مطلق سنکدانه های بزرگتر از 37.5 میلی متر در مخلوط که از وزن های پیمانه اصلی تعیین شده است، بر حسب متر مکعب.

منبع

استاندارد ملی ایران شماره 15904

بتن تازه- تعیین مقدار هوای بتن تازه مخلوط­ شده به روش فشاری- 97

ASTM C231

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.