وزن مخصوص شن، ابزار اندازه گیری و روش تعیین
وزن مخصوص شن و ماسه با ابزار و روش خاصی تعیین می شود که هدف ما معرفی و شرح ابزار و روشی است که براساس استاندارد های مختلف بین المللی باشد.
استاندارد ملی ایران، وزن مخصوص را در حالات مختلف چنین بیان نموده است.
وزن مخصوص
وزن مخصوص عبارت است از نسبت جرم واحد حجم یک ماده به جرم همان حجم از آب، که باید در یک دمای معین باشد. و این کمیت بدون واحد است.
وزن مخصوص ظاهری
وزن مخصوص ظاهری برابر است با نسبت جرم سنگدانه های خشک شده در گرمخانه به جرم آب با حجم برابر مواد جامدی که شامل منافذ غیر قابل نفوذ نیز باشد.
وزن مخصوص ظاهری و انبوهی شن
وزن مخصوص ظاهری به وزن مخصوص نسبی مواد جامد سازنده ذرات شن و ماسه بستگی دارد و شامل فضا های خالی که آب می تواند در آن نفوذ کند، نمی شود.
وزن مخصوص انبوهی برای حجم سنگدانه ها (یا دیگر مخلوط های مورد مصرف در بتن و بتن قیر دار (مانند آسفالت) را عموما می توان براساس حجم مطلق آنها تعیین نمود.
وزن مخصوص ظاهری سنگدانه
وزن مخصوص ظاهری سنگدانه ها به وزن مخصوص کانی های تشکیل دهنده سنگدانه ها و مقدار منافذ داخل آنها بستگی دارد.
کاربرد وزن مخصوص سنگدانه
وزن مخصوص سنگدانه ها به طور کلی در محاسبات طرح اختلاط بتن کاربرد دارد اما برای سنجش کیفیت آنها استفاده نمی شود.
ابزار آزمایش تعیین وزن مخصوص شن
ترازو
با حداقل ظرفیت یک کیلوگرم و با دقت 0/1 گرم یا کمتر
پیکنومتر
(خرید پیکنومتر از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی آزمان)
پیکنومتر ، یک استوانه شیشه ای با سر مخروطی فلزی است که در راس آن سوراخ ریزی قرار دارد.
بالن مدرج
به ظرفیت 500 سانتی متر مکعب برای یک نمونه 500 گرمی که برای اکثر سنگدانه های ریز مناسب می باشد.
کوره
که باید قادر به تولید گرمای 105 درجه سانتی گراد (با 5 درجه کمتر یا بیشتر) باشد.
سشوار
دستگاهی برای خشک کردن به طوری که از جریان هوای گرم برخوردار باشد.
دستگاه چگالی سنج ( دستگاه میز و سطل ارشمیدس)
دستگاه میز و سطل ارشمیدس یا همان دستگاه چگالی سنج مصالح سنگی شامل یک سبد سیمی (سبد دانسیته و گیره نمونه بتن) است که دارای چشمه های 3/25 میلی متری می باشد. به علاوه ی یک مخزن آب به طوری که آب بندی شده و جهت توزین (وزن کردن) سبد حاوی سنگدانه ها در آب به کار می رود.
(خرید سبد دانسیته از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی آزمان)
الک
الک آزمایشگاهی استیل
(خرید الک نمره 4 با چشمه های 4/75 میلیمتری یا کوچکتر)
نمونه برداری از توده سنگدانه
مطابق استاندارد ملی ایران : نمونه باید از ارتفاع متوسط توده سنگدانه برداشته شود، به طوری که هنگام برداشت، دانه ها از ظرف بیرون نریزد و باید از لحاظ توزیع دانه ها، نماینده کل دپوی شن باشد.
مقدار تقریبی نمونه شن مورد آزمایش بر حسب بزرگترین دانه ها لازم است مطابق جدول زیر باشد.
| حداکثر اندازه اسمی دانه ها (mm) | حداقل وزن نمونه (کیلوگرم) |
| 12/5 یا کمتر | 2 |
| 19 | 3 |
| 25 | 4 |
| 37/5 | 5 |
| 50 | 8 |
مقدار نمونه برداشتی از دپو مصالح باید حداقل 4 برابر نمونه آزمایش باشد. تا بتوان مطمئن بود که نمونه تا حد زیادی از لحاظ توزیع دانه ها به مصالح دپو نزدیک است.
روش آزمایش تعیین وزن مخصوص شن
روش آزمایش تعیین وزن مخصوص شن به این ترتیب آغاز می شود که پس از تقسیم بندی نمونه برداشت شده از دپو به روش 4 قسمتی و یا دستگاه مقسم ، وزن آزمایشی را باید مطابق جدول بالا جدا نمایید.
(خرید دستگاه مقسم یا کوارتر در فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی آزمان)
سپس آن را در الک (الک 4/75 میلی متر) با آب شستشو داده تا خاک و دیگر موادی که سطوح دانه ها را پوشانده اند از آن ها جدا شوند. (اگر سنگدانه های درشت دارای مقدار قابل توجهی ذرات ریزتر از الک 4/75 میلی متر باشد، از الک 2/36 میلی متر استفاده می شود.)
وزن نمونه مورد آزمایش مطابق مقادیر وزنی داده شده در جدول بالا است. برای شروع آزمایش نمونه را تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 5±105 درجه سانتی گراد خشک کنید. سپس آن را به مدت کافی در دمای اتاق گذاشته تا کاملا سرد شود. سپس نمونه را وزن کرده و 24 ساعت آن را در آب با دمای طبیعی قرار دهید.
در این مرحله سنگدانه ها را از آب خارج کرده و لازم است تا سطح آن ها خشک شود. برای این کار با استفاده از پارچه جاذب رطوبت و یا سشوار سطح روی سنگدانه ها را خشک کنید.
این دقیقا حالتی است که سنگدانه ها اشباع هستند و سطح روی آنها خشک است که اصطلاحا به این حالت (SSD) می گویند.
لازم است در این مرحله سنگدانه ها وزن شوند. (لازم است دقت اندازه گیری وزن در این مرحله 0/5 گرم یا 0/05 درصد وزن نمونه (هر کدام که بزرگتر است) باشد.
نمونه ها را بلافاصله پس از وزن کردن در سبد سیمی قرار داده سپس توسط قلابی که به ترازو وصل است آویزان کنید. سپس به آرامی در مخزن آب که در زیر سبد قرار دارد فرو برده و وزن می کنیم.
فرمول محاسبه وزن مخصوص انبوهی شن
A : که در این فرمول وزن نمونه (خشک شده در گرمخانه) در هوا بر حسب گرم است.
B : وزن نمونه اشباع با سطح خشک در هوا بر حسب گرم
C : وزن نمونه غوطه ور در آب بر حسب گرم
وزن مخصوص انبوهی در حالت اشباع با سطح خشک براساس وزن سنگدانه های اشباع با سطح خشک
فرمول محاسبه وزن مخصوص ظاهری
پارامتر های این رابطه مشابه پارامتر های قبلی می باشد.
منابع :
استاندارد ملی ایران و (دت)
BS 812
AASHTO T85
با درود و سپاس از آموزش خوبتان