بتن

عمل آوری و ساخت نمونه های بتنی در آزمایشگاه (مطابق استاندارد)

ساخت و عمل آوری نمونه های بتنی در آزمایشگاه

عمل آوری و ساخت نمونه های بتنی در آزمایشگاه (مطابق استاندارد)

عمل آوری و ساخت نمونه های بتنی در آزمایشگاه مطابق استاندارد ملی ایران به شرح زیر می باشد. در این مقاله بیشتر به مباحثی که برای نمونه گیری حائز اهمیت است، توجه شده است و از ذکر موارد مرتبط اما حاشیه ای پرهیز شده است.

هدف : تعیین روش هایی برای ساخت و عمل آوری آزمونه (نمونه) های بتنی متراکم شده با میل زنی یا ارتعاش در آزمایشگاه با کنترل دقیق مواد و شرایط آزمایش است.

مطابق متن استاندارد ایران، این آیین کار، الزامات استاندارد برای آماده سازی مواد، اختلاط بتن، ساخت و عمل آوری آزمونه های بتن تحت شرایط آزمایشگاهی را ارائه می کند.

در صورت کنترل شرایط آمداده سازی نمونه های مطابق با این استاندارد می توان از آزمونه ها برای ارائه اطلاعات زیر استفاده نمود.

  • تعیین نسبت های اختلاط بتن مورد استفاده در پروژه
  • ارزیابی مخلوط ها و مواد مختلف
  • همبستگی با آزمون های غیر مخرب
  • تهیه آزمونه هایی برای اهداف تحقیقاتی

نتایج آزمایش بتن حاصل از آزمونه های ساخته و عمل آوری شده طبق شرایط این استاندارد، موارد کاربرد بسیاری دارد. از آن ها می توان به عنوان مبنایی برای آزمون پذیرش بتن مورد استفاده در پروژه، ارزیابی های تحقیقاتی و سایر مطالعه ها استفاده کرد.

مطابق استاندارد ایران قالب ها و همچنین ساخت بتن مناسب قبل از نمونه گیری به روش استاندارد نیز دارای شرایط و ضوابط خاصی هستند که در این مقاله از ذکر آنها خودداری شده است.

شرایط محل قالب گیری (نمونه گیری بتن)

نمونه های بتنی را نزدیک محلی که 24 ساعت بتوان در آنجا نگهداری کرد، قالب گیری کنید. و در صورت امکان پذیر نبودن نمونه ها را پس از شمشه کشی بلافاصله به محل نگهداری انتقال دهید. قالب  ها را روی یک سطح صلب و بدون هر گونه ارتعاش و مزاحمت قرار دهید. هنگام انتقال آزمونه به محل نگهداری از تکان دادن، ضربه زدن، کج گردن یا خراشیدن سطح آنها جلوگیری کنید.

قالب گیری (نمونه گیری بتن)

شرایط نمونه گیری بتن

بتن را با استفاده از كمچه، ماله لبه پهن یا بیلچه داخل قالب بریزید. موقع برداشت بتن از ظرف اختلاط، کمچه، ماله یا بیلچه را کاملا پر کنید تا اطمینان حاصل شود که معرف کل پیمانه بتن است.

در صورت ضرورت برای جلوگیری از جداشدگی سنگدانه ها در مدت قالب گیری آزمونه هاي بتنی موجود در ظرف اختلاط را با بیلچه یا ماله دوباره مخلوط کنید. برای اطمینان از توزیع متقارن بتن و حداقل رساني جداشدگی سنگدانه درشت در قالب، کمچه یا ماله را نزدیک لبه فوقانی قالب حرکت دهید تا تخلیه شود.

قبل از شروع تراکم، برای توزیع بیشتر بتن در داخل قالب از میله تراکم (رامر) استفاده کنید. در بتن ریزی لایه نهایی باید سعی شود که مقدار بتن بیشتری ریخته شود تا پس از تراکم، قالب نمونه گیری بتن کاملا پر شود. نمونه های غیر معرف بتن را به قالب های پر نشده اضافه نکنید.

آزمونه ها را در تعداد لایه های نشان داده شده در جدول زیر تهیه کنید.

تعداد لایه ها مجاز بتن در نمونه های بتنی

روش های تراکم

آماده سازی مطلوب آزمونه ها نیازمند استفاده از روش های تراکم مختلف است.

روش های تراکم عبارتند از :

انتخاب روش تراکم مبتنی بر اسلامپ است مگر این که در استانداردها بر اساس کار مورد نظر، روش تراکم مشخص شود. معمولا بتن هایی با اسلامپ مساوی یا بزرگتر از 25 میلی متر، میل زنی يا لرزانده می شوند و بتن هایی با اسلامپ کمتر از 25 لرزانده می شود.

از لرزاندن درونی برای آزمونه های استوانه ای با قطر کمتر از 100 میلی متر و برای آزمونه های تیری یا منشوری با پهنا یا عمق کمتر از 100 میلی متر استفاده نکنید.

روش استاندارد تراکم نمونه بتن کم آب

توصیه های مهم (مطابق متن صریح استاندارد ایران) : این استاندارد برای بتن حاوی مقادیر کم آب کاربرد ندارد زیرا با روش های ارائه شده در این استاندارد نمی توان آن را به درستی متراکم نمود.

شرایط آزمونه ها و روش های آزمون مربوط به بتن کم آب در استاندارهای مرتبط آمده است. بعضی از این بتن ها را می توان با لرزاننده بیرونی و با اعمال نیروی اضافی روی سطح بتن برای جابجایی سنگدانه های درشت، متراکم ساخت.

برای چنین مخلوط هایی روش های زیر را می توان به کار برد: قالب های استوانه ای با قطر 150 میلی متر و طول 300 میلی متر که از بتن پرشده است را با استفاده از یک سربار استوانه ای با وزن 4.5 کیلوگرم در فاصله 75 میلی متر از سطح بتن تحت لرزاننده بیرونی قرار دهید.

و در صورت استفاده از قالبهای استوانه ای با قطر 75 میلی متر و طول 150 میلی متر از یک سربار استوانه ای با وزن 1Kg در فاصله 50 میلی متر استفاده کنید. قطر سربار باید 6 میلی متر کمتر از قطر داخلی قالب باشد. عمل تراکم بتن تحت لرزاننده بیرونی و سربار را تا وقتی که شیره بتن در اطراف سطح تحتانی سربار جمع شود، ادامه دهید.

میل زنی

میل زنی

بتن را در تعداد لایه های موردنیاز و با حجم تقریبی یکسان در قالب بریزید. هر لایه را با تعداد ضربه ها و اندازه میله تراکم مشخص شده در جدول زیر و با انتهای مدور آن میل زنی کنید.

قطر میله تراکم و تعداد میل زنی استاندارد

لایه تحتانی را به طور کامل تا عمق آن میل زنی کنید. ضربه ها را به طور یکنواخت روی سطح مقطع قالب پخش کنید و برای هر لایه بالایی اجازه دهید تا میله در حدود 25 میلی متر در لایه زیرین میل زنی شده نفوذ کند.

پس از میلزنی هر لایه، با چکش 10 تا 15 بار به آرامی به جوانب بیرونی قالب ضربه بزنید تا حفره های ایجاد شده در اثر میل زنی پر شده و حباب های بزرگ محبوس شده، آزاد شوند.

برای قالب های سبک وزن یکبار مصرف از ضربه دست استفاده کنید، زیرا ضربه زدن با چکش باعث آسیب آنها می شود. پس از ضربه زدن، بتن ریخته شده روی جوانب بیرونی و قسمت های انتهایی قالب های تیری و منشوری را با ماله یا ابزار مناسب دیگر، بردارید.

لرزاندن (ویبره)

مدت لرزاندن را به طور یکنواخت برای انواع خاص بتن، لرزانده و قالب آزمونه حفظ کنید. مدت موردنیاز برای لرزاندن بستگی به کار پذیری بتن و کارایی لرزاننده دارد. عمل لرزاندن زمانی کفایت می کند که سطح بتن نسبتا صاف شده و حباب های محبوس بزرگ هوا از سطح بتن خارج شود.

عمل لرزاندن را فقط تا زمان دستیابی به تراکم مناسب بتن ادامه بدهید (برای یادآوری به بند های قبلی مراجه کنید). قالب ها را در تعداد موردنیاز از لایه های با عمق تقریبأ مساوی پر کنید و بلرزانید (مطابق جدول شماره 2). كل بتن هر لایه را قبل از شروع به لرزاندن در قالب بریزید.

هنگام ریختن لایه نهایی دقت کنید تا پرشدگی اضافی آن بیش از 6 میلی متر نباشد. در صورت استفاده از عمل پرداخت پس از لرزاندن، با یک ماله فقط به مقدار کافی بتن اضافه کنید به طوری که پرشدگی اضافی آن در حدود 3 میلی متر باشد. آن را به داخل سطح فشار داده و سپس شمشه کشی کنید.

یادآوری – به طور کلی برای تراکم کافی هر لایه بتن با اسلامپ بزرگتر از 75 میلی متر نیاز به لرزاندن به مدت بیش از 5 ثانیه نیست. برای بتن با اسلامپ پایین ممکن است به مدت زمان بیشتری مورد نیاز باشد، ولی در هر صورت مدت زمان لرزاندن برای هر لایه به ندرت از 10 ثانیه فراتر می رود. لرزاندن اضافی می تواند سبب جداشدگی سنگدانه ها در بتن شود.

لرزاندن درونی

برای متراکم نمودن آزمونه، لرزاننده را به آرامی در در آن جای دهید و دقت کنید لرزاننده با جوانب و کف قالب تماس نداشته باشد یا به اقلام تعبیه شده نظیر کرنش سنج ها ضربه نزند. زمانی که حباب های بزرگ هوا در آزمونه از بین رفتند، لرزاننده را به آرامی بیرون بکشید.

لرزاندن (ویبره زدن) آزمونه های استوانه ای

تعداد جاگذاری های لرزاننده در جدول 3 ارائه شده است.

قطر نمونه استوانه ای بر حسب میلی متر تعداد جاگذاری ها در هر لایه
100 1
150 2
225 4

هنگامی که بیش از یک جاگذاری در هر لایه موردنیاز است، جاگذاری ها را به طور یکنواخت در داخل هر لایه توزیع کنید. اجازه دهید لرزاننده در حدود 25 میلی متر در داخل لایه زیرین نفوذ کند. پس از لرزاندن هر لایه، حداقل ۱۰ بار با چکش به جوانب بیرونی قالب ضربه بزنید تا حفره های باقی مانده پر شده و حباب های محبوس هوا آزاد شوند.

برای قالب های فلزی یکبار مصرف یا مقوایی از ضربه دست استفاده کنید، زیرا ضربه زدن با چکش باعث آسیب آن ها میشود.

ویبره زدن نمونه های تیری (منشوری) و استوانه های افقی

لرزاننده را در امتداد خط مرکزی طویل ترین بعد آزمونه یا در امتداد جوانب آن (بدون تماس با کرنش سنج در حالت آزمونه های استوانه ای خزش) در فواصلی که بیش از 150 میلی متر نباشد، جاگذاری کنید.

برای آزمونه های عریض تر از 150 میلی متر، لرزاننده را به طور متناوب در امتداد دو خط جاگذاری کنید. اجازه دهید استوانه لرزاننده در حدود 25 میلی متر به داخل لایه زیرین نفوذ کند. پس از لرزاندن هر لایه، حداقل ۱۰ بار با چکش به جوانب بیرونی قالب ضربه بزنید تا حفره های باقی مانده در اثر لرزاندن پر شده و حباب های محبوس هوا آزاد شوند.

هنگام استفاده از لرزاننده بیرونی، دقت کنید تا از محکم بسته شدن قالب به اجزاء یا سطح لرزاننده اطمینان حاصل کنید.

پرداخت بتن

پس از متراکم نمودن بتن (با استفاده از هر روشی)، سطح بتن را با تخته ماله یا ماله مطابق با روش مربوط، شمشه کشی کنید. اگر هیچ پرداختی مشخص نشده باشد، سطح بتن را با تخته ماله یا ماله منیزیومی پرداخت کنید.

عمل پرداخت را با حداقل دست کاری انجام دهید، طوری که آزمونه با لبه یا کناره قالب هم سطح شود و هیچ پستی یا بلندی بزرگتر از 3 میلی متر روی آن باقی نماند.

پرداخت آزمونه های استوانه ای

پس از متراکم نمودن بتن، سطح فوقانی آن را با شمشه کشی با میله تراکم تا جایی که روانی بتن اجازه دهد، یا با تخته ماله یا ماله پرداخت کنید. در صورت لزوم، سطح فوقانی استوانه های تازه ساخته شده را با لایه نازکی از خمیر سفت سیمان پرتلند مطابق با استاندارد ASTM C617 کلاهک گذاری کنید و اجازه دهید تا همراه با آزمونه، عمل آوری و سخت شود.

پرداخت استوانه های افقی خزش

پس از متراکم نمودن بتن، سطح آزمونه را با ماله یا تخته ماله شمشه کشی کنید. برای شکل دهی بتن در دهانه هم مرکز با محور آزمونه از حداقل ماله کشی استفاده کنید. برای شکل دهی دقیق دهانه از یک شمشه منحنی برابر با شعاع آزمونه استفاده کنید و بتن موجود در دهانه را پرداخت کنید.

عمل آوری اولیه

آزمونه ها را بلافاصله پس از پرداخت برای جلوگیری از تبخیر آب از بتن گیرش نیافته با یک صفحه غیرجاذب، غیر واکنش گر یا یک ورق سفت پلاستیکی نفوذناپذیر و بادوام بپوشانید. برای جلوگیری از اتلاف رطوبتی آزمونه ها، آن ها را بلافاصله پس از پرداخت تا زمان باز کردن قالب ها زیر پوشش نگهداری کنید.

یک روش مناسب یا ترکیبی از روش ها را برای جلوگیری از اتلاف رطوبت انتخاب کنید به طوری که رطوبت بتن را جذب نکرده و با آن واکنش نشان ندهد. هنگامی که از گونی خیس برای پوشش استفاده شود، گونی نباید با سطح بتن تازه تماس داشته باشد و باید دقت شود که رطوبت گونی ها تا زمان باز کردن قالب ها حفظ شود.

قرار دادن یک ورق پلاستیکی روی گونی به مرطوب نگه داشتن آن کمک می کند. تا زمان باز شدن قالب ها از تماس سطوح بیرونی قالب های مقوایی با گونی خیس یا سایر منابع آبی جلوگیری کنید تا آزمونه ها آسیبی نبینند. در مدت عمل آوری اولیه، حداقل و حداکثر دما های محیطی را ثبت کنید.

باز کردن قالب ها

قالب آزمونه ها را 8±24 ساعت پس از قالب گیری، باز کنید. برای بتن هایی با زمان گیرش طولانی، قالب ها نباید تا 4±24 ساعت پس از گیرش نهایی باز شوند. در صورت لزوم، زمان های گیرش را مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 6046 تعیین کنید.

شرایط محيط عمل آوری

آزمونه ها از زمان قالب گیری تا لحظه آزمون باید در دمای 2±23 درجه سانتی گراد عمل آوری رطوبتی شوند. در 48 ساعت اول عمل آوری، آزمون ها را باید در یک محیط بدون لرزش نگهداری کنید. برای عمل آوری رطوبتی آزمونه های از قالب خارج شده، آب آزاد سطوح آنها باید حفظ شود.

این شرایط را می توان با استفاده از حوضچه های آب یا یک اتاق مرطوب (مطابق با الزامات استاندارد ملی ایران شماره 17040) ایجاد کرد. آزمونه های استوانه ای بتن سبک سازه ای را مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 4985 عمل آوری کنید.

یادآوری : در صورت وقوع تبخیر، دمای داخل ماسه مرطوب و زیر گونی خیس یا مواد مشابه همیشه پایین تر از دمای محیط
اطراف است.

عمل آوری آزمونه های مقاومت خمشی

آزمونه های مقاومت خمشی را مطابق با بندهای قبلی عمل آوری کنید، به جز این که آن ها را باید بلافاصله قبل از انجام آزمون به مدت حداقل 20 ساعت در آب اشباع شده با کلسیم هیدروکسید در دمای 2±23 سانتی گراد نگهداری کنید.

در پایان دوره عمل آوری و خروج آزمونه از محلول اشباع شده تا اتمام آزمون مقاومت خمشی از خشک شدن سطح آزمونه باید جلوگیری کنید.

یادآوری : خشک شدن سطح آزمونه های مقاومت خمشی به مقدار نسبتا کم، تنش های کششی خیلی زیادی را ایجاد می کند که به طور مشخص باعث کاهش مقاومت خمشی می شود.

منبع : برداشت خلاصه ای از استاندارد ملی ایران (ISIRI) شماره 581 ، بتن – ساخت و عمل آوری آزمونه های بتن در آزمایشگاه – آیین کار 1393

استاندارد مرتبط: ASTM C192

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.