قالب مکعبی نمونه گیری و تست بتن پلاستیکی

قالب مکعبی بتن پلاستیکی چیست؟

قالب مکعبی بتن پلاستیکی یکی از ابزارهایی است که در ساخت نمونه‌های مکعبی مورد استفاده در آزمایش تعیین مقاومت فشاری بتن کاربر دارد. قالب مکعبی بتن پلاستیکی که در فرایند نمونه‌گیری بتن تازه استفاده می‌شود، به دلیل وزن سبک و جابجایی آسان، یکی از بهترین قالب‌ها برای انجام آزمایش‌های بتن در پروژه‌های ساختمانی و عمرانی محسوب می‌شود.

قالب‌های مکعبی پلاستیکی آزمان از پلاستیک درجه یک و دست ‌اول تولید می‌شوند و در ساخت آن‌ها به هیچ‌وجه از مواد بازیافتی استفاده نمی‌شود؛ به همین دلیل این قالب‌ها نشکن هستند، دوام زیادی دارند،‌ شکل‌گیری نمونه در آن‌ها به بهترین شکل انجام می‌شود و می‌توان از آن‌ها بارها استفاده کرد.

انواع قالب مکعبی بتن آزمایشگاهی

همان‌طور که گفتیم،‌ قالب‌های مکعبی پلاستیکی بتن، یکی از تجهیزات ضروری در فرآیند کنترل کیفیت بتن در پروژه‌های عمرانی به حساب می‌آیند که بسته به نیاز، جنس‌ها و ابعاد مختلفی دارند. قالب‌ مکعبی پلاستیکی بتن در مدل‌های مختلف ازجمله یک‌تکه، دوتکه و نوع سنگین تولید می‌شود که در ادامه هرکدام را جداگانه بررسی خواهیم کرد.

قالب مکعبی یک تکه پلاستیکی سبک

 قالب‌های یک‌تکه به دلیل ساختار یکپارچه، مقاومت بالایی در برابر ضربه دارند و به‌علاوه نیازی نیست که موقع نمونه‌گیری و خارج کردن نمونه، چیزی را باز و بسته کنید. جنس این قالب‌ها معمولاً از فایبرگلاس یا پلاستیک فشرده است و به همین دلیل در برابر ضربه، فشار، افتادن و حتی حرارت مقاومت خوبی دارند. به همین دلیل است که این قالب‌ها را با عنوان قالب‌های نشکن هم می‌شناسند. معمولاً در کف این قالب‌ها یک حفره وجود دارد که از آن برای خارج کردن نمونه از قالب با پمپ هوا استفاده می‌شود.

قالب مکعبی دو تکه پلاستیکی

قالب‌های دوتکه نیز از پرکاربردترین قالب‌هایی هستند که در آزمایشگاه‌های بتن از آن‌ها استفاده می‌شود. مهم‌ترین مزیت این قالب‌های مکعبی دوتکه، راحت‌تر خارج کردن نمونه بتن است. این قالب‌ها با پیچ و مهره‌های خروسکی باز و بسته می‌شوند و بنابراین به‌راحتی می‌توانید با دست آن‌ها را باز و بسته کنید. اگرچه این قالب‌ها بسیار مقاوم هستند ولی باید احتمال نشت جزئی شیره بتن از محل اتصال را داشته باشید.

قالب مکعبی پلاستیکی طرح ترک

نوع سنگین‌تری از قالب‌های مکعبی پلاستیکی هم وجود دارد که به نام قالب‌های کامپوزیتی سنگین یا طرح ترک نیز شناخته می‌شوند. این قالب‌ها وزن بیشتر، استحکام بالاتر و مقاومت بیشتری دارند و به همین دلیل از آن‌ها اغلب در مناطق گرمسیر استفاده می‌شود. این قالب‌ها که طول عمر بسیار بیشتری در مقایسه با دیگر قالب‌ها دارند.

انواع قالب مکعبی از نظر ابعاد

قالب‌های مکعبی پلاستیکی بتن، بسته به نیاز پروژه و شرایط آزمایشگاهی، در دو سایز اصلی در بازار ایران عرضه می‌شوند: ۱۰×۱۰×۱۰ و ۱۵×۱۵×۱۵ سانتی‌متر. هرکدام از این دو مدل ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی دارند که در ادامه توضیح خواهیم داد.

قالب‌های پلاستیکی مکعبی ۱۰×۱۰×۱۰

این نوع قالب‌ها معمولاً به‌صورت یک‌تکه تولید می‌شوند و به دلیل ابعاد کوچک‌تر، برای نمونه‌گیری‌های خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. جنس این قالب‌ها معمولاً پلاستیک ABS درجه ‌یک است و به همین دلیل در برابر ضربه مقاوم هستند و جزء قالب‌های نشکن به حساب می‌آیند. این قالب‌ها حدود ۴۲۵ گرم وزن دارند و به همین خاطر جابجایی آن‌ها راحت است.

قالب‌های پلاستیکی مکعبی ۱۵×۱۵×۱۵

این قالب‌ها، رایج‌ترین نوع قالب مکعبی هستند که از آن‌ها برای نمونه‌گیری بتن در آزمایشگاه‌ها و انجام تست استاندارد مقاومت فشاری بتن استفاده می‌شود. قالب‌های پلاستیکی با این ابعاد در مدل‌های مختلف عرضه می‌شوند:

• قالب پلاستیکی یک‌تکه: این قالب‌ها وزنی حدود ۹۵۰ تا ۱۰۰۰ گرم دارند و از پلاستیک فشرده یا فایبرگلاس درجه‌یک ساخته می‌شوند و به همین دلیل در برابر ضربه و حرارت مقاومت مطلوبی دارند.

• قالب پلاستیکی دوتکه: این قالب‌ها وزنی حدود ۱۲۵۰ تا ۱۳۰۰ گرم دارند و همان‌طور که قبلاً گفتیم به دلیل استفاده از پیچ و مهره‌های خروسکی، راحت باز و بسته می‌شوند و به همین خاطر یکی از پرکاربردترین قالب‌هایی هستند که در آزمایشگاه‌های بتن استفاده می‌شوند.

• قالب پلاستیکی سنگین (طرح ترک یا کامپوزیتی): این قالب‌ها معمولاً حدود ۳۰۰۰ گرم وزن دارند و به‌طور خاص برای استفاده در شرایط سخت‌ ازجمله مناطق گرمسیر مناسب هستند. از مزیت‌های مهم این قالب‌ها می‌توان به طول عمر و مقاومت زیاد اشاره کرد.

بررسی مزایا و معایب قالب نمونه‌گیری مکعبی بتن پلاستیکی

اگرچه قالب‌های پلاستیکی در سال‌های اخیر به‌شدت در میان مهندسان و آزمایشگاه‌های بتن پرکاربرد شده‌اند؛ اما همچون هر وسیله دیگری مزایا و معایب خاص خود را دارند که باید قبل از استفاده به آن‌ها علم داشته باشید. در ادامه مهم‌ترین نقاط قوت و ضعف قالب‌های مکعبی پلاستیکی بتن را بررسی خواهیم کرد:

مزایای قالب پلاستیکی مکعبی بتن

• سبکی و سهولت جابه‌جایی: وزن پایین قالب‌های پلاستیکی باعث شده است که استفاده و حمل و نقل این قالب‌ها بسیار راحت‌تر از قالب‌های چدنی سنگین باشد.
• مقاومت مطلوب در برابر ضربه: قالب‌های ساخته‌شده از فایبرگلاس یا پلاستیک فشرده، علاوه بر اینکه استحکام بالایی دارند،‌ در برابر افتادن یا ضربات چکش هم آسیب‌پذیر نیستند.
• صرفه‌جویی اقتصادی: قالب‌های مکعبی پلاستیکی نسبت به قالب‌های فلزی قیمت پایین‌تری دارند و ازاین‌رو برای پروژه‌های مختلف گزینه مقرون‌به‌صرفه‌ای هستند.
• تنوع در مدل و طراحی: این قالب‌ها در انواع مختلفی اعم از یک‌تکه و دوتکه و در وزن‌های مختلف تولید می‌شوند تا شما بتوانید متناسب با نیازتان، گزینه مناسب را انتخاب کنید.
• ابعاد دقیق و ساختار استاندارد: با توجه به اینکه قالب‌های پلاستیکی با دقت بالا تولید می‌شوند، نمونه‌هایی که ارائه می‌کنند سطح صافی دارند.
• عدم نیاز به ابزار دیگر: بسیاری از این قالب‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که نمونه حتی بدون استفاده از پمپ هوا یا تجهیزات خاص به‌راحتی از قالب خارج می‌شود.
• در دسترس بودن: قالب‌های مکعبی پلاستیکی در بیشتر مراکز فروش تجهیزات آزمایشگاهی در دسترس هستند.

معایب قالب پلاستیکی مکعبی بتن

• دوام کمتر در بلندمدت: در مقایسه با قالب‌های فلزی یا چدنی، عمر مفید این قالب‌ها کمتر است، به‌ویژه اگر در شرایط سخت از آن‌ها استفاده کنید.
• حساسیت در برابر فشارهای زیاد: قالب‌های مکعبی پلاستیکی در برابر نیروها یا حرارت مستقیم بسیار زیاد نسبت به مدل‌های فلزی آسیب‌پذیرتر هستند.

نحوه استفاده از قالب نمونه‌گیری بتن مکعبی پلاستیکی

قالب‌های مکعبی پلاستیکی ابزار اصلی تهیه نمونه‌های استاندارد بتن تازه برای آزمایش مقاومت فشاری هستند. ازاین‌رو استفاده صحیح از این قالب‌ها نقش مهمی در نتایج آزمایشگاه دارد. در ادامه به مراحل استفاده از این قالب‌ها و نکات کاربردی آن‌ها اشاره خواهیم کرد:

۱. آماده‌سازی قالب پیش از نمونه‌گیری

قبل از هر کاری باید قالب‌های مکعبی پلاستیکی را کاملاً تمیز کنید به‌طوری‌که عاری از هرگونه ذرات خشک‌ شده بتن یا گردوغبار باشند. معمولاً برای جلوگیری از چسبیدن بتن به دیواره داخلی قالب، از روغن‌های مخصوص یا مواد جداکننده استفاده می‌شود. این کار علاوه بر اینکه باعث سهولت در جداسازی نمونه می‌شود، طول عمر قالب را هم افزایش می‌دهد.

۲. ریختن بتن درون قالب

بتن تازه باید بلافاصله بعد از آماده‌ شدن درون قالب مکعبی ریخته ‌شود. این فرآیند باید در چند مرحله انجام شود. در هر مرحله باید بتن را با ویبراتور متراکم کنید تا حباب‌های هوا از بتن خارج شده و یک نمونه یکنواخت حاصل شود.

۳. عمل‌آوری و نگهداری نمونه‌ها

پس از پر شدن قالب، سطح بتن را صاف کنید. سپس نمونه‌ها باید در شرایط کنترل‌شده نگهداری شوند تا درست به مقاومت برسند. معمولاً ۲۴ ساعت اول نمونه‌ها در دمای محیط و سپس درون آب (مخزن یا حوضچه) قرار داده می‌شوند تا از خشک شدن سریع بتن جلوگیری شود.

۴. خروج نمونه از قالب و آماده‌سازی برای آزمایش

پس از عمل‌آوری (معمولاً یک روز)، نمونه از قالب مکعبی پلاستیکی خارج می‌شود. برای خارج کردن نمونه از قالب‌های دوتکه، کافی است پیچ‌های خروسکی را باز کنید و در قالب‌های یک‌تکه هم کافی است یک ضربه ملایم با چکش پلاستیکی به قالب بزنید یا با فشار دست نمونه را خارج کنید.

۵. انجام آزمایش مقاومت فشاری

نمونه‌های آماده، معمولاً پس از ۷ یا ۲۸ روز تحت آزمایش مقاومت فشاری قرار می‌گیرند. این آزمایش یکی از معیارهای اصلی برای ارزیابی کیفیت بتن در پروژه‌های ساختمانی محسوب می‌شود.

استانداردهای آزمایش مقاومت فشاری

برای آزمایش تعیین مقاومت فشاری بتن معمولاً از استانداردهای EN 12390 (استاندارد اروپایی) و همچنین استاندارد ملی ایران ISIRI 1608 استفاده می‌شود. بر اساس این استانداردها، بتن باید در قالب‌هایی با ابعاد ۱۵×۱۵×۱۵ سانتی‌متر ریخته شود. این سایز قالب به‌عنوان ابعاد مرجع برای آزمایش‌های فشاری در سراسر دنیا شناخته می‌شود و دقیقاً به همین علت قالب‌های مکعبی پلاستیکی 15*15*15 پرکاربردتر هستند. البته در برخی پروژه‌های آزمایشی یا در برخی از مناطق خاص مثل شهر کرج، از قالب‌های ۱۰×۱۰×۱۰ سانتی‌متر هم استفاده می‌شود.

اینکه از قالب‌های مکعبی پلاستیکی استفاده می‌کنید یا از قالب‌های چدنی، تأثیری بر نتایج آزمایش ندارد ولی شما باید با توجه به نوع پروژه، شرایط محیطی، دفعات استفاده و در نظر گرفتن مزایا و معایب هرکدام بهترین قالب را انتخاب کنید؛ مثلاً قالب‌های مکعبی پلاستیک هم مقاومت قابل‌قبولی دارند و هم جابجایی آن‌ها راحت‌تر است.

راهنمای خرید قالب مکعبی بتن

اگر قصد خرید قالب مکعبی پلاستیکی بتن دارید، پیش از اقدام به خرید بهتر است به چند نکته مهم توجه کنید:

1. ابتدا نوع قالب مورد نیاز خود را مشخص کنید؛ قالب‌های یک‌تکه برای استفاده آسان و جلوگیری از نشت بتن مناسب‌اند، درحالی‌که مزیت قالب‌های دوتکه جداسازی راحت‌تر نمونه‌ها است.
2. به ابعاد دقت کنید. رایج‌ترین قالب‌ها در اندازه‌های ۱۵×۱۵×۱۵ سانتی‌متر (مطابق با استانداردهای ASTM و ISIRI) تولید می‌شوند.
3. جنس قالب تأثیر مستقیمی بر کیفیت نمونه‌گیری دارد. قالب‌های مکعبی پلاستیکی مقاوم، سبک و نشکن‌ هستند و به همین دلیل برای استفاده مکرر مناسب‌اند.
4. وزن و قابلیت حمل قالب را بررسی کنید. سبک‌تر بودن قالب‌های پلاستیکی نسبت به انواع فلزی یا چدنی، باعث می‌شود که استفاده راحت‌تری داشته باشند.
5. قالبی را انتخاب کنید که سطح داخلی آن صاف و بدون موج باشد تا یک نمونه یک دسته و بدون نقص داشته باشید.

قیمت قالب آزمایشگاه

قیمت قالب مکعبی آزمایشگاهی هم مثل سایر تجهیزات آزمایشگاهی تحت تأثیر چندین فاکتور مهم قرار دارد. از جمله این عوامل می‌توان به جنس قالب (پلاستیکی، فایبرگلاس یا کامپوزیتی)، وزن قالب، نوع طراحی (یک‌تکه یا دوتکه)، دقت ساخت و کیفیت مواد اولیه اشاره کرد.

به‌طور معمول، قالب‌های پلاستیکی سبک‌تر و اقتصادی‌تر از قالب‌های فلزی یا چدنی هستند و به همین دلیل در پروژه‌های عمرانی رایج‌تر هستند. قالب‌های سنگین (مثل مدل‌های کامپوزیتی یا طرح ترک) گران‌تر هستند، ولی در عوض طول عمر بیشتری دارند. طراحی یک‌تکه یا دوتکه نیز می‌تواند بر قیمت تأثیرگذار باشد؛ قالب‌های دوتکه به دلیل داشتن قطعات متحرک مانند پیچ و مهره‌های خروسکی، کمی گران‌تر از مدل‌های ساده‌تر هستند.