انواع آزمايش هاي بتن تازه
آزمايش هاي رايج بتن تازه درپروژه هاي عمراني
آزمايشهاي بتن تازه كه معمولاًدر پروژههاي عمراني مي تواند كاربرد داشته باشد عبارتند از:
الف) آزمايشهاي كارآئي بويژه اسلامپ
ب) آزمايش تعيين دماي بتن
ج) آزمايش درصد هواي بتن
د) آزمايشوزن مخصوص بتن تازه
در زير به نكات مهمي كه در هر يكاز آزمايش ها بايد مدنظر قرار گيرد پرداخته مي شود. گاه نياز به انجام آزمايشهائيمانند زمان گيرش بتن ، آب انداختن، تجزيه بتن تازه وجود دارد كه در اين نوشتهبدانها پرداخته نمي شود.
3-2- آزمايش هاي اسلامپ
پركاربردترين آزمايش كارآئي ، آزمايش رواني ( اسلامپ) بتن مي باشد. در آمريكا آزمايشاسلامپ معمولاً در محدوده 15 تا 230 ميليمتر اعتبار دارد. در اروپا اعتبار اسلامپاز 10 تا 210 ميليمتر است و چنانچه اسلامپ كمتر يا بيشتر وجود داشته باشد لازم استاز آزمايشهاي ديگري براي تعيين كارآئي استفاده شود. روشهاي ارائه شده براي انجامآزمايش اسلامپ، براي بتنهائي با حداكثر اندازه اسمي 38 ميليمتر اعتبار دارد.آزمايش اسلامپ عمدتاً رواني يا شلي و سفتي بتن را به سنجش در مي آورد و نمي تواندهمه ابعاد و وجوه كارآئي را به تصوير كشد. يك هدف مهم از تعيين كارآئي (اسلامپ) ميتواند كنترل سريع و غير مستقيم نسبت آب به سيمان براي بتني باشد كه اسلامپ آن درهنگام تهيه طرح مخلوط مشخص شده است. هدف ديگر از تعيين كارآئي يا (اسلامپ) ، صرفاًتعيين كارآئي براي تشخيص مناسب بودن آن جهت حمل و ريختن و تراكم با وسايل مختلفپمپ ، لوله ترمي ، ناوه و غيره مي باشد و تناسب بتن با نوع قطعه، درهمي ميلگرد ووسايل تراكمي را نشان مي دهد. هدف ديگر از تعيين اسلامپ، مقايسه نتايج براي تشخيصيكنواختي مخلوط بتن است كه كاربرد محدود و اندكي دارد. درايران و اروپا اسلامپ بتنها، رده بندي شده است كه در زير مشاهده ميشود.
|
رده رواني (اسلامپ) |
محدوده نتايج آزمايش رواني(اسلامپ)- ميلي متر |
|
S0 * |
كمتر از 10 ميليمتر(نياز به آزمايش وي بي وجود دارد) |
|
S1 |
40-10 |
|
S2 |
90-50 |
|
S3 |
150-100 |
|
S4 * |
210-160 |
|
S5 * |
بيش از 220 ميليمتر (نياز به آزمايشهاي بتن خود تراكم وجود دارد) |
* در استاندارد 3519 ايران اين طبقه بندي ها وجودندارد.
پس از تهيه نمونه ، آزمايشاسلامپ بايد ظرف حداكثر 5 دقيقه شروع شود . داخل قالب مخروط اسلامپ بايد نم دارشود و در محل مسطح غير جاذب گذاشته و با گذاشتن دو پا روي دسته آن محكم نگهداشتهشود . لايه اول تا حدود 67 ميليمتر و لايه دوم تا حدود 155 ميليمتر ريخته مي شود (طبق ASTM). پس ازريختن بتن در مخروط ناقص اسلامپ و تراكم آن در سه لايه توسط ميله با 25 ضربه ،قالب اسلامپ با دقت بصورت قائم و بدون حركت جانبي و چرخش بالا كشيده مي شود و سپسميزان افت (فرونشست) بتن از ارتفاع قالب تا بالاترين نقطه بتن اندازه گيري مي شود(طبق استاندارد ايران و EN 12350-2 و ISO).دراستاندارد ايران زمان بالاكشيدن قالب 5 تا 10 ثانيه است و هر لايه يك سوم ارتفاعاست.
توجه گردد در استاندارد3203 ايران، اندازه گيري از بالاترين نقطهنمونه و در استاندارد ASTM C143 اين اندازه گيري از وسط قسمت فوقاني بتن انجام مي شود. حداكثرزمان آزمايش از شروع تا بالاكشيدن قالب 5/2 دقيقه مي باشد . در تراكم بتن ضربات باميله 16 ميليمتر بطول 50تا 60 سانتي متر به تعداد 25 ضربه (نيمي در پيرامون و نيميديگر در بخش هاي مياني) زده مي شود و ميله در لايه زيرين فرو مي رود. نتيجه آزمايشبا تقريب 10 ميلي متر گزارش ميگردد. نتايج كمتر از 10 ميلي متر و بيشتر از 220ميلي متر بصورت كمتر از 10 و بيشتر از 220 گزارش مي گردد و ذكر ارقام حاصله لازمنيست. در استاندارد ASTM تقريب گزارش 5 ميليمتر مي باشد.
لازم است فاصله زماني آزمايش تاخاتمه عمل اختلاط بتن گزارش شود زيرا رواني بتن تابع گذشت زمان مي باشد. بديهي استدر طرح مخلوط بتن نيز فاصله زماني اختلاط تا آزمايش رواني بتن تابع گذشت زمان ميباشد. بديهي است در طرح مخلوط بتن نيز فاصله زماني اختلاط تا آزمايش رواني بايد شبيهيا نزديك به آنچه در كارگاه پيش بيني مي شود باشد وگرنه امكان مقايسه از بين مي رود و نميتواند منجر به كنترل غير مستقيم نسبت به آب به سيمان گردد.
در طول آزمايش اسلامپ، بتن بايد از تابش آفتاب و وزش باد مستقيم مصونباشد.
در گزارش نتيجه اسلامپ معمولاًبهتر است به شكل نمونه در آزمايش اشاره شود. اسلامپ برشي از جمله اين موارد است كهيكطرف نمونه فرو مي ريزد و تعيين اسلامپ را مشكل مي سازد كه در ايران به غلط ريزشيگفته ميشود.
در كارگاه هائي كه فاصله زمانيمحل ساخت و مصرف بتن زياد است مي تواند حداكثر اسلامپ مجاز را در دو مرحله پايكار(قبل از ريختن) و بلافاصله پس از ساخت بتنارائه داد. در اين حالت يك كنترل زود هنگام بلافاصله پس از ساخت بتن و كنترل بعديدرپاي كار قبل از ريختن بتن در قطعه انجام مي شود تا در صورت بروز اشكال، بتوان باتدابير خاصي بلافاصله پس از تعيين اسلامپ در مرحله ساخت، بتن را اصلاح نمود و گرنهدرپاي كار و پس از گذشت زمان قابل توجه ممكن است امكان اصلاح بتن ميسر نباشد.
در صورتي كه اسلامپ برشي بدستآمد لازمست يك نوبت ديگر بلا فاصله آزمايش اسلامپ تكرار شود و در صورت برشي بودن،بتن فاقد ريز كافي و خصوصيات خميري و چسبندگي مناسب شناخته مي شود كه اصلاح آنتوصيه مي گردد.
3-3- آزمايش تعيين دماي بتن
براي مقايسه دماي بتن با حداكثرو حداقل مجاز در آئين نامه و مشخصات فني پروژه لازم است دماي بتن تازه در هنگامريختن آن در قطعه مشخص گردد . گاه محدوديتي را در پايان اختلاط ارائه
مي دهند و لازم است در اين مرحله نيز دماي بتن را اندازه گيري نمود.
در استاندارد ASTM C1064 روش تعيين دما ارائه شده است. دماسنج با حداكثردماي 50 درجه سانتي گراد و با دقت 5/0 درجه لازم است. نوك ميله دماسنج بايد تا عمقحداقل 75 ميليمتر فرو برده شود و از هر طرف نيز حداقل 75 ميليمتر بتن بايد وجودداشته باشد. حداقل فاصله مزبور سه برابر حداكثر اندازه سنگدانه مي باشد . دماسنجبايد 2 دقيقه در بتن بماند تا به وضعيت ثابتي برسد. خاتمه اندازه گيري بيش از 5دقيقه پس از نمونه گيري نباشد. دقت گزارش نتيجه 5/0 درجه است.
3-4- آزمايش تعيين درصد هواي بتن
اين آزمايش معمولاً در موارديانجام مي شود كه از مواد حبابزا براي توليد حباب ريز هوا در بتن (هواي عمدي)استفاده شده است هر چند در ساير موارد نيز مي تواند براي تعيين درصد هواي غير عمدي(ناخواسته) اقدام كرد. گاه اين آزمايش براي كنترل يكنواختي بتن انجام مي شود.
درصد هواي بتن با سه روش اندازهگيري مي شود. روش فشاري، روش حجمي و روش وزني. در ايران معمولاً از روش فشاري باشيوه A يا B استفاده ميشود و استاندارد ASTM C231 يا ISIRI 3520 كاربرد دارد. روش حجمي طبق ASTM C173 يا ISIRI 2823 و روش وزني با اندازه گيري وزنمخصوص بتن و بازدهي آن طبق ASTM C138 يا ISIRI 3821 انجام مي گردد.
3-5- آزمايش تعيين وزن مخصوص بتن
اين آزمايش براي كنترل صحت طرحمخلوط و يا كنترل يكنواختي اختلاط بتن انجام مي شود كه نياز به پيمانه مخصوص دارد.
اين آزمايش طبق ASTM C138 يا ISIRI 3521 انجام مي گردد كه با يكديگر تفاوت هائي دارند.
در استاندارد ايران حداقل قطرپيمانه چهاربرابر حداكثر اندازه اسمي سنگدانه و حداقل 150 ميلي متر است و حداقلحجم آن 5 ليتر مي باشد. در حاليكه در ASTM، براي حداكثر اندازه اسمي سنگدانه 25 ميليمتر، حداقل حجم ظرف حدود 5/5 ليتر و براي حداكثر اندازه اسمي 38 ميلي متري حداقلحجم ظرف در حدود 11 ليتر مي باشد.
حجم ظرف بايد با پر كردن آبمقطر در ظرف و توزين آن با دقت بدست آيد. سطح فوقاني بايد با گذاشتن شيشه در بالايظرف (پيمانه) تنظيم شود كه خالي نماند يا آب اضافي نداشته باشد. با كنترل دماي آبمقطر و داشتن چگالي آب مقطر در اين دما، حجم آب مقطر داخل ظرف بدست مي آيد.
بتن را در قالب هاي كوچكتر از14 ليتر بايد در سه لايه با ارتفاع تقريباً مساوي ريخت و با ميله يا ويبراتور متراكمنمود. براي اسلامپ كمتر از 25 ميلي متر ويبراتور خرطومي يا ميز ويبره ضرورت داردامام براي بتن هاي خشك روش كار متفاوت است و بكارگيري انرژي زياد به همراه فشارضروري است.
براي اسلامپ 25 تا 75 ميلي متر،بكارگيري ميله يا ويبراتور امكان پذير است و براي اسلامپ بيشتر از 75 ميلي متر،صرفاً از ميله به قطر 16 ميلي متر و طول 60 سانتي متر استفاده مي شود. در هر لايه25 ضربه زده مي شود.
پس از تراكم هر لايه با چكشلاستيكي با وسيله مناسب ديگر 10 تا 15 بار به بدنه قالب حاوي بتن ضربه زده مي شودو سپس لايه بعدي متراكم مي گردد. هر لايه با زدن ميله به نحوي كه حدود 25 ميلي متردر لايه زيرين فرود رود متراكم مي شود.
بتن آخرين لايه بايد چنان ريختهشود كه پس از تراكم، كمبود بتن وجود نداشته باشد و بتن اضافي با خط كش سرزنبرداشته شود و سطح مزبور صاف شود. بتن اضافي نبايد از 5 ميلي متر تجاوز نمايد.
وزن مخصوص بتن متراكم تازه طبقاستاندارد ايران با دقت10 كيلوگرم بر متر مكعب گزارش مي شود.
با توجه به وزن مخصوص و ميزانبازدهي بتن و وزن مخصوص بتن بدون هوا مي توان درصد هواي تقريبي بتن متراكم رامحاسبه نمود.