گیل فان |مقاله | تحقیق| کتاب

گزارش کار آزمایش خمیر نرمال سیمان  

عنوان آزمایش :

آزمایش خمیر نرمال سیمان  

وسایل مورد نیاز :1 – سییمان         2- آب      3 – دستگاه ویکات    4 – ترازوی دیجیتالی 5 – استوانه ی مدرج شیشه ای           6 – شیشه       

    7 – کاردک   8 –timer

مقدمه :

این آزمایش برای تعیین غلظت نرمال سیمان هیدرولیکی بکار می رود. برای تعیین مقدار آب لازم جهت تهیه خمیر سیمان با غلظت نرمال که در آزمایش های دیگر بکار می رود از این آزمایش استفاده می شود.

روش آزمایش :

به میزان gr 300 سیمان را روی ترازوی دیجیتالی وزن می کنیم و سپس 28% از وزن سیمان آب را جدا می کنیم که بعد از محاسبه این مقدار آب به 84gr رسید . آب و سیمان را مخلوط کرده و خوب ورز می دهیم پس از اینکه یک مقدار سیمان خودش را گرفت آن را به شکل گلوله ای در می آوریم و به دفعات 6 مرتبه از دست راست به چپ و برعکس انداخته و آن را درون قالب مخصوص دستگاه گذاشته و با کاردک سطح آن را صاف می کنیم بطوریکه به مخلوط آب و سیمان داخل قالب فشاری وارد نشود و بعد قالب را زیر میله ای که سوزن به آن متصل است گذاشته و پیچ میله را باز کرده تا سوزن بر روی خمیر سیمان رها شود و زمان را اندازه گیری کرده و پس از گذشت 30 ثانیه میزان فرورفتن سوزن را اندازه گیری می کنیم اگر به اندازه یک سانتی متر فرود آزمایش مورد قبول است که این عدد در آزمایش که انجام دادیم 11mm بود که عدد مناسبی می باشد زیرا خمیر نرمال خمیری می باشد که در آزمایش ویکات بین 11-2 میلی متر درون خمیر سیمان فرو رود.

نتیجه گیری : برای 300gr  سیمان میزان  84 گرم آآب لازم است. در صورتیکه نسبت آب به سیمان بخوبی در عملیات اجرا شود ما به بهترین شرایط ترکیبی و حالت خمیری خوبی دست خواهیم یافت.

آزمایش2

عنوان : تعیین میزان گیرش اولیه و ثانویه

وسایل آزمایش :           1 - دستگاه ویکات                       2 TIMER –

گیرش اولیه :

در آزمایش خمیر نرمال سیمان وقتی که میزان خمیری بودن را بدست آوردیم در ادامه به بررسی میزان گیرش اولیه و ثانویه می پردازیم ، همان ظرف را که در آزمایش قبل استفاده کردیم را زیر دستگاه نگه می داریم سوزن ویکات را بر عکس می کنیم و از ظرف دیگر روی دستگاه نصب می کنیم پس با توجه به تایمر شماره 1 هنگامیکه 30 دقیقه از شروع عملیات گذشت سوزن ویکات را روی بتن آزمایش رها می کنیم و این کار را هر 5 دقیقه یک بار انجام می دهیم تا اینکه سوزن فقط 2.5 سانتی متر در بتن فرو رود . در این زمان است که گیرش اولیه صورت می گیرد .

گیرش ثانویه :

پس از تشخیص و محاسبه زمان گیرش اولیه ، از آن به بعد هر ساعت یکبار سوزن را رها می کنیم و آزمایش را انجام می دهیم هر زمانی که سوزن ویکات اصلا در بتن فرو نرود گیرش ثانویه انجام شده است. این زمان در حدود 12 ساعت می باشد یعنی پس از گذشت 12 ساعت محصول به گیرش مطلوب خواهد رسید.

توجه   گیرش کاذب : اگر پس از گذشت چند دقیقه از شروع آزمایش سوزن ویکات درون محصول فرو نرود گیرش کاذب صورت گرفته است و دلیل آن وجود ناخالصی هایی از قبیل گچ    SO4... می باشند که باعث می شوند خمیر سیمان به سدعت ببندد.

و این اتفاق باعث پایین آمدن مقاومت فشاری بتن می شود پس باید از وجود ناخالصی در سیمان اطمینان خاطر حاصل کنیم.

نتیجه گیری : این آزمایش کمک زیادی در تشخیص وجود یا عدم وجود ناخالصی در سیمان و مواد اولیه می کند.

آزمایش 3

عنوان: آزمایش درصد رطوبت ماسه یا شن

مقدمه : این آزمایش برای تعیین درصد رطوبت قابل تبخیر در نمونه ای از سنگدانه بکار می رود.

وسایل مورد نیاز : 1- ترازو   2- منبع گرما یا اون/یافر 3- ظرف نمونه  4 – همزن، یک قاشق فلزی یا کاردک با اندازه مناسب

نکته    ظرف نمونه ظرفی است که هنگامی نمونه را در آن می ریزیم  باید از جنسی باشد که تحت تأثیر دما قرار نگیرد.

روش آزمایش :

در ابتدا وزن نمونه را وزن کرده و سپس عدد بدست آمده را یادداشت می کنیم   (80/56 ، (W₁ پس شن یا ماسه یا آب را با هم مخلوط کرده و در درون ظرف ریخته و آن را وزن می کنیم (80/285، (W₂ سپس مخلوط بدست آمده را به مدت 3 الی 4 ساعت در اون یافر گذاشته تا آب آن خشک شود. پس از خشک شدن آن را وزن کرده و عدد بدست آمده را یادداشت می کنیم.

(W₃ .             

نتیجه گیری : عددهای بدست آمده را در رابطه زیر گذاشته و میزان درصد رطوبت شن یا ماسه را بدست می آوریم.

                                                53.7                      وزن ظرف       = W₁ 

                   282.55                   وزن ماسه یا شن مرطوب + وزن ظرف     =W₂                                                                                                        

            266                   وزن ماسه یا شن خشک + وزن ظرف = W3

                                                                         100  ×  W= W2-W3

                                                                                      W3-W1

                                       W1  = 56.80 gr  W2=m 285.80

W3  = 266                                                                  

W = 282.55    -  266= 16.55                 W=  0/07                  

                                                     212.3       23.7-266   

آزمایش 4

عنوان : آزمایش خلوص سیمان

مقدمه : این روش آزمایش برای تعیین درصد خلوص سیمان می باشد.

وسایل مورد نیاز : 1- مقداری سیمان 2- الک شماره 200  3- ترازوی دیجیتالی

روش آزمایش :

مقدار 50gr سیمان را بوسیله ترازوی دیجیتالی وزن می کنیم ، زیرا الکی را روی میز قرار می دهیم و الک شماره 200 را روی آن قرار می دهیم سپس سیمان وزن شده را روی الک می ریزیم ، روی الکی گذاشته و شروع به الک زدن می کنیم هر 12 ثانیه یک ضربه به ظرف می زنیم و این کار را تا 125 ضربه ادامه می دهیم . این کار 25دقیقه طول می کشد سپس زیر الکی را برداشته و مقدار سیمانهای رد شده از الک را وزن می کنیم که در این آزمایش ما به عدد 46gr می رسیم بابدست آوردن این عدد می توانیم درصد خلوص سیمان را بااستفاده ازفرمول زیر محاسبه کنیم.

                                             100   ×    مقدار رد شده  = درصد خلوص

                                                               مقدار کل

                                     92%     =   100   ×    46         = درصد خلوص

                                                                      50

پس سیمان ماازکفیت مطلوبی برخوردار است.

نتیجه گیری: هر چه سیمان ما سالم تر باشد یعنی دارای دانه های ریزتری باشد سیمان بیشتری از الک رد می شود.

آزمایش 5

عنوان : آزمایش ارزش ماسه ای     SE

مقدمه : برای اندازه گیری میزان ماسه تخمیر و بدون گل و لای از آزمایش ارزش ماسه ای استفاده می کنیم.

وسایل مورد نیاز :  1 – ترازو      2 – استوانه مدرج      3 – آب      4 – ماسه

شرح آزمایش :

روش آزمایش بدین صورت است که 100gr  ماسه را در درون یک استوانه ی مدرج ریخته و سپس مایع شست و شو کننده (آب) را به مقدار 200cc در آن استوانه می ریزیم و سپس درب استوانه را بسته و به مدت 5 الی 6 دقیقه خوب تکان می دهیم تا گل و لای آن کاملاً از ماسه جدا شود سپس استوانه را به مدت 24 ساعت ساکن نگه می داریم تا ماسه و گل و لای آن از هم جدا شوند. بعد از 24 ساعت مشاهده می شود که ماسه تا ارتفاع ، H  جدا شده است. از قرار دادن اعداد بدست آمده در رابطه زیر مقدار ماسه خوب بدست می آید.

                                                                      ماسه خالصSE =     

ماسه H1       = SE   ارزش ماسه ای                  ماسه خالص + گل و لای    

ماسه+لایH2

نتیجه گیری : بر طبق فرمول هر چه ماسه خالص تر باشد    بزرگتر خواهد بود و ماسه از کیفیت مطلوبی برخوردار می باشد.(75% ، استاندارد SE     )

آزمایش 6

عنوان : تعیین چگالی سیمان

وسایل آزمایش : 1- استوانه مدرج      2 – سیمان          3- الکل      4- ترازو

شرح آزمایش :

مقدار 32gr سیمان را با ترازو وزن کرده و سپس در درون استوانه مدرج به اندازه 50cc الکل می ریزیم و بعد از آن 32gr سیمان را در درون ظرف طوری می ریزیم که به جداره ظرف نچسبد و همچنین به بیرون ظرف نریزد سپس سیمان و الکل را با هم مخلوط می کنیم  وبعد  درجایی قرار می دهیم  تا سیمان ته نشین شود. نسبت وزنی سیمان به اختلاف ارتفاع سیمان و الکل را چگالی سیمان گویند که از رابطه زیر بدست می آید.  

                                                          g/cm³

                                                                                          M   = ℓ چگالی

                   2.78 =11/32 =ℓ                                                 V

                                                          kg/m³

نکته      استفاده از الکل به این دلیل است که آب با سیمان ترکیب می شود وعمل هیدراتاسیون صورت می گیرد.

نتیجه گیری : بهترین نوع چگالی برای یمان باید بین 2.9- 3.2 گرم بر سانتی متر مکعب باشد. پس آزمایش ما مورد قبول است و دارای چگالی قابل قبولی می باشد.

 آزمایش 7

عنوان:

دانه بندی مصالح سنگی

مقدمه:

این آزمایش نحوه تعیین توزیع اندازه دانه ها در مصالح ریز دانه و درشت دانه را به کمک الک شرح می دهد.

وسایل مورد نیاز :

1 – الک ها    2- لرزاننده مکانیکی الکها     3- ترازو برای وزن کردن میزان مصالح

نکته: الک ها دارای این شماره ها می باشند الک 4 – الک 8 – الک 16 – الک 30 – الک 50 – الک 100 – و زیر الکی

روش آزمایش :

به میزان 2000 گرم یا 2kg ماسه را با ترازو وزن می کنیم و سپس الکها را از شماره 4 تا 100 بر روی هم قرار داده و در انتهای آن یک زیر الکی می گذاریم  2kg ماسه را بر روی الک شماره 4 می ریزیم و سپس با استفاده از لرزاننده مکانیکی یا دست ، سیستم را به مدت 10 الی 15 دقیقه خوب تکان می دهیم و پس از اتمام لرزاندن سیستم مقدار ماسه مانده را از روی هر الک یادداشت می کنیم و در جدول زیر قرار می دهیم.

                             100%                    200 گرم

نتیجه آزمایش :

پس از محاسبه درصد تجمعی مانده و درصد تجمعی رد شده از روی این جدول ضریب نرمی و منحنی درصد تجمعی را می توانیم رسم کنیم و بدست آوریم.

آزمایش 8

عنوان :

آزمایش طرح اختلاط بتن

مقدمه :

طرح اختلاط بتن دارای 7 گام می باشد که آنها را به ترتیب در پایین توضیح می دهیم.

1 . محاسبه اسلامپ

2 . تعیین قطر بزرگترین دانه بتن

3 . محاسبه مقدار آب مصرفی

4 . محاسبه وزن سیمان

5 . محاسبه میزان وزن شن

6 . محاسبه وزن مخصوص بتن

7 . محاسبه وزن ماسه

روش آزمایش :

گام اول محاسبه اسلامپ با توجه به نوع سازه « تیر – ستون – شالوده » و با استفاده از جدول ACI  استفاده می کنیم.

گام دوم : برای تعیین ضخامت شن از 3 پارامتر استفاده  می شود که عبارتند از : 3/1 ضخامت دال ، 5/1 عرض داخلی بتن ، 4/3 فاصله آزاد میله گردها

گام سوم : با توجه به اسلامپ بتن و با توجه به قطر بزرگترین دانه شن بدست آمده وزن آب را از یکی از جداول  ACI  بدست می آوریم.

گام چهارم : با توجه به مقاومت فشاری 28 روزه آن نسبت آب به سیمان را از یکی از جداول ACI بدست می آوریم و پس از جایگزینی اعداد معلوم که همان وزن آب است وزن سیمان به دست می آید.

گام پنجم : با توجه به قطر بزرگترین دانه شن و مول نرمی ماسه با توجه به یکی از جداول ACI میزان حجم شن برای یک متر مکعب به دست می آید و برای بدست آمدن وزن شن حجم شن را وزن مخصوص ظاهری شن اشباع شده با سطح خشک         (δ ssD) ضرب می کنیم.

گام ششم : با توجه به قطر بزرگترین دانه شن و با دانستن اینکه بتن حبابدار است یا بدون حباب می توان وزن مخصوص بتن را بدست آورد.

گام هفتم : با محاسبه وزن مخصوص بتن و کم کردن وزنهای شن ، آب و سیمان وزن ماسه را بدست می آوریم.

مثال : مطلوب است طرح اختلاط بتن برای تیر و ستون و مقاومت فشاری 28 روزه      400kg/cm³ با مشخصات زیر:

بتن بدون حباب هوا، شن مصرفی با حداکثر دانه 25mm

وزن مخصوص ظاهری δssD = 1600kg/cm³   سیمان تیپ یک با وزن مخصوص kg/cm³ 3.1 و ماسه با مدول نرمی 3

4        = اسلامپ

25 mm = ضخامت شن

δssD  = 1600kg/cm³  

گام اول            slump = 4

گام دوم 2          25mm

گام سوم            با توجه به جدول 2-6 و با توجه به اسلامپ و قطر شنW_w = 180kg

گام چهارم          با توجه به جدول 3-6 و مقاومت 28 روزه

W   = 0.43           c = 180 = 418.6                                      

C                              0.43                                              

 گام پنجم        با توجه به جدول 4-6 و با استفاده از قطر شن و مدول نرمی

   ×    δssD             0.65×  1600 = 104kg     حجم شن

گام ششم         با توجه به جدول 5-6 و با استفاده از قطر شن 2375

گام هفتم         4/736 = 180 – 6/418 – 1040 – 2375 = وزن ماسه

این جوابها  برای 1cm³ استcm³  V  = 1000000

طرح اختلاط بتن

منظور از طرح اختلاف بتن تعیین وزن آب ، سیمان، شن، ماسه برای تهیه 1m³ بتن می باشد بطوری که با در نظر گرررفتن نوع مصالح سنگی و دانه بندی و مدول نرمی آن به مقاومت و اسلامت و در صد  هوای خواسته ششده برسیم و برای طرح اختلاط روشهای مختلفی وجود دارد که بنظر نگارنده، روش ACI  مناسب تر است لذا فقط این روش توضیح داده ممی شود. در روش ACI   از 5 جدول به شرح زیر استفاده می شود که نحوه استفاده از جدول با ذکر یک مثال بیان می گردد.

                                   جدول 1-6 برای تعیین اسلامپ بتن

 جدول 2-6 تعیین وزن آب مورد نیاز

                       جدول 3-6 تعیین نسبت وزنی آب به سیمان

جدول 4-6 تعیین وزن مصالح شن

جدول 5-6 تعیین وزن مخصوص تقریبی بتن

اما چون ما این آزمایش را برای یک مکعب به ارتفاع طول وعرض 15می باشد تمام جوابها را در آن ضرب می کنیم.