گزارش کار آزمایشگاه تکنولوژی بتن

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)