هدف: آزمایش استاندارد برای تعیین جرم حجمی سیمان
تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش: جرم جسمی سیمان همان جرم واحد حجم ذرات جامد است و این آزمایش برای تعیین جرم جسمی سیمان به کار میرود. سیمان و جرم حجمی سیمان عموماً در ارتباط با طرح و کترل مخلوطهای بتنی مورد استفاده قرار میگیرد.
شرح دستگاهها و وسایل:
1- بالن لوشاتلیه: بالن استانداردی است که دارای مقطع دایرهای است. مقطع پایینی بالن ظرفیتی در حدود 250 میلیلیتر دارد. این بالن باید از شیشه شفاف ساخته شده باشد و باید درجهبندی 1/0 میلیلیتر درجهبندی شده باشد.
2- نفت سفید خالص یا ماده نفتی دیگر که در تعیین جرم حجمی سیمان به کار میرود.
روش آزمایش: بالن را با نفت یا مایع دیگر تا علامتهای 0 و 1 میلیلیتر که در روی ساق وجود دارد، پر میکنیم. پس از ریختن نفت ، در صورت لزوم، بهتر است قسمت بالایی بالن را خشک کنیم تا مواد در آن قسمت بالن نچسبند. بعد از ریختن نفت، عود مقابل تراز، بالای مایع را به عنوان اولین عدد، قرائت میکنیم. مقداری سیمان را وزن نموده و به تدریج و با دقت به داخل بالن میریزیم، پس از آنکه تمام سیمان به داخل بالن انتقال داده شد، درپوش بالن را گذاشته و آن را به آرامی تکان میدهیم تا حباب داخل سیمان خارج شود. بهتر است این تکان به صورت مایل و به آرا می انجام شود. بعد از آنکه هیچ حبابی از طرف سیمان به با لا نیامد، بالن را ثابت نگه داشته و سطح مایع را قرائت و آن را یادداشت میکنیم و با توجه به فرمول بالا، P سیمان را به دست میآوریم.
اطلاعات و نتایج به دست آمده: در این آزمایش، ما با توجه به امکانات زم انی و مکانی،از 15 گرم سیمان و 41 cc بنزین در آزمایشگاه استفاده کردیم. بنزین را داخل بالن ریختیم و با افزودن 15 گرم سیمان، حجم مخلوط به cc46 رسید. در نتیجه از فرمول مورد نظر وزن جسمی سیمان را محاسبه کردیم:
بحث و تفسیر و مقایسه با استانداردها: طبق استانداردهای موجود، جرم جسمی سیمان، (25/3-3) گرم بر سانتیمترمکعب میباشد که با توجه به نتیجه به دست آمده در آزمایشگاه عدد حاصل مورد قبول است.
نتیجهگیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات:
عوامل خطا در این آزمایش میتواند از قبیل، استفاده از بالن کثیف، مخلوط نشدن کامل سیمان با نفت، … میباشد.
به طور کلی:
در طرح و کنترل مخلوطهای بتن، جرم حجمی را به صورت چگالی بیان می کنند. این چگالی یک عدد بدون بعد است:
منابع و مراجع:
1- C188-89-ASTM
2- کتاب دستورالعملهای آزمایشگاه بتن، تألیف: مهندس شاه نظری.
هدف: آزمایش استاندارد برای تعیین غلظت نرمال سیمان
تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش: مقدار آب لازم جهت تهیه خمیر سیمان با غلظت نرمال مناسب، از طریق این آزمایش به دست میآید. این مقدار، میزان آبی است که تمام ذرات سیمان برای تکمیل واکنش هیدریتاسیون نیاز دارد.
شرح دستگاهها و وسایل:
1- ترازو: این ترازو باید با مشخصات استاندارد ASTM-C-1005 مطابقت داشته باشد.
2- ویکات: این دستگاه شامل دو قسمت کلی میباشد. قسمت اول ثابت (پایه) و قسمت دوم متحرک (میله) است. میله متحرک ویکات به وزن 300 گرم میباشد. قسمت انتهایی میله متحرک به فاصله حداقل mm50 دارای قطر mm10 است و قسمت بالایی این جسم متحرک دارای سوزن به قطر mm1 و طول mm50 میباشد. در روی قسمت ثابت یک صفحه مربعی نفوذناپذیر به ابعاد mm100 وجود دارد که محل قرارگیری خمیر سیمان میباشد. در قسمت بالایی جسم ثابت، صفحه درجهبندی برای مشاهده اعداد با دقت mm1/0 با مقیاس استاندارد وجود دارد.
3- استوانه مدرج شیشهای: استوانهای که حجم mm200 یا mm250 را داشته و شرایط استاندارد ASTM C490 را داشته باشد.
روش آزمایش: روش آزمایش شامل سه قسمت است:
الف- آماده کردن خمیر سیمان: 650 گرم سیمان را با مقدار مشخصی آب مخلوط میکنیم. این مقدار آب، همان مجهول کلی است که ما به دنبال آن هستیم.
ب- قالبگیری نمونه آزمایش: پس از پوشیدن دستکش به سرعت خمیر سیمان ساخته شده را تقریباً به شکل توپ درمیآوریم. سپس آن را 6 بار از این دست به آن دست پرتاب میکنیم طوری که گلوله نسبتاً کروی ایجاد شود. گلوله را در یککف دست گرفته و آن را از انتهای گشادتر حلقه که در دست دیگر است به داخل حلقه فشار میدهیم، طوری که حلقه کاملاً از خمیر پر شود. با یک حرکت کف دست خمیر اضافی را از انتهای بزرگتر حلقه برمیداریم و سپس حلقه را برعکس کرده و از قسمت گشادتر روی صفحه پایینی ویکات قرار میدهیم. سپس با استفاده از شیشه، قسمت رویی حلقه را که خمیر اضافی روی آن قرار دارد را برش میدهیم و در صورت لزوم سطح حلقه را صاف میکنیم. باید توجه شود که در طی عملیات صاف کردن و پر کردن حلقه، خمیر سیمان فشرده نشود.
ج- تعیین غلظت: میله را طوری قرار میدهیم که قسمت باریکتر آن در پایین باشد. سپس میله را روی قسمت رویی خمیر سیمان ثابت کرده و عقربه مربوط بر روی درجهبندی رار وی صفر ثابت میکنیم و بلافاصله میله را رها کرده و عدد نشان داده شده روی درجهبندی را قرائت میکنیم. باید توجه کنیم که تمامی این مراحل یعنی بعد از آماده کردن قالب نمونهگیری، نباید بیش از 30 ثانیه طول بکشد. اگر میله 50 ثانیه پس از آزاد کردن به مقدار 110 میلیمتر در خمیر نفوذ کند، غلظت خمیر نرمال مورد تأیید است.
اطلاعات و نتایج به دست آمده:
با توجه به شرایط موجود، میزان سیمان مورد مصرف 400 گرم را به عنوان پایه در نظر گرفته و مقدار آب بین 26 تا 33 درصد وزن آب، از مقدار سیمان مصرفی را در آزمایشات متعدد مورد بررسی قرار دادیم.
با گرفتن نمونههای مختلف با درصدهای مختلف به یک نتیجهگیری غیرعملی رسیدیم و آن عددی در بین 26 تا 30 درصد بود و بهترین نمونهی ساخته شده حدود 28% تعیین شد:
(تمامی فرمول ها و محاسبات در فایل اصلی قابل مشاهده است)