آزمایش دانه بندی سنگدانه بتن بوسیله الک - ASTM C136

در این مقاله آزمایش دانه بندی سنگدانه (شن و ماسه) بتن بر اساس ASTM C136 خواهد بود. نتایج آزمـایش دانه بندی سنگدانه بر اساس ASTM C136 به منظور تطبیق توزیع اندازه دانه‏ها با مشخصات لازم برای مصالح سنگدانه و همچنین تهیه اطلاعات لازم برای کنترل تولید سنگدانه های مختلف و مخلوط هایی که در آنها مصالح سنگی به کار می رود، مورد استفاده قرار می گیرد. اطلاعات حاصل از این آزمایش را می توان برای تعمیم رابطه بین تخلخل و تراکم نیز مورد استفاده قرار داد.

 

 

شرح کامل آزمایش:

روش آزمایش استاندارد برای دانه بندی سنگدانه بتن بوسیله الک ASTM C136

ASTM C136

الک دانه بندی سنگدانه

1 – دامنه کاربرد

این آزمایش نحوه تعیین توزیع اندازه دانه ها در مصالح ریزدانه و درشت دانه به کمک الک را شرح می‏دهد.

2 – وسایل آزمایش

2 – 1 – ترازو – ترازوهایی که برای آزمایش مصالح ریزدانه و درشت دانه به کار برده می شوند، باید دارای دقت هایی به شرح زیر باشند:

2 – 1 – 1 – برای مصالح ریزدانه دقت ترازو باید 0.1 درصدِ بار مورد آزمایش یا 0.1 گـرم باشد (هر کدام که بزرگتر است).

2 – 1 – 2 – برای مصالح درشت دانه یا مخلوطی از مصالح ریزدانه و درشت دانه دقت ترازو 0.5 گرم یا 0.1 درصدِ بار مورد آزمایش باشد (هرکدام بزرگتر است).

2 – 2 – الک ها – الک ها باید طوری روی هم سوار شوند که از هدر رفتن مصالح هنگام الک کردن جلوگیری شود. الک ها باید مشخصات ذکر شده در ASTM E11 را دارا باشند. تغییرات قطر متوسط سوراخ الک هایی کـه سوراخ های آنها بزرگتر از 125 میلیمتر (5 اینچ) است، می تواند ±2 درصد بوده و قطر اسمی سیم‏های آنها باید 8 میلیمتر یا بزرگتر باشد.

2 – 3 – لرزاننده مکانیکی الک ها – لرزاننده مکانیکی الک ها باید لرزش قائم، یا لرزش قائم و جانبی را به الـک منتقل کند، طوری که دانه ها در روی الـک به بالا و پایین پریده و بغلطند تا در جهات مختلف روی سطح الک قرار بگیرند. لرزش الک ها باید تا حصول شرایط ذکر شده در بند 5-4 ادامه یابد.

2 – 4 – کوره – یک کوره با اندازه مناسب که قادر باشد دمای یکنواخت 5±110 درجه سانتیگراد (9±230 درجه فارنهایت) را حفظ کند.

3 – اهمیت و کاربرد

3 – 1 – این روش برای تعیین دانه بندی سنگدانه (شن و ماسه) به کار می رود. نتایج این آزمـایش به منظور تطبیق توزیع اندازه دانه ها با مشخصات لازم برای سنگدانه و همچنین تهیه اطلاعات لازم برای کنترل تولید سنگدانه های مختلف و مخلوط هایی که در آنها سنگدانه به کار می رود، مورد استفاده قرار می گیرد. اطلاعات حاصل از این آزمایش را می توان برای تعمیم رابطه بین تخلخل و تراکم نیز مورد استفاده قرار داد.

3 – 2 – برای مصالح ریزتر از 75 میکرون ( الک نمره 200 ) نمی توان تنها به کمک این روش و استفاده از الـک، دانه بندی دقیقی را تعیین نمـود. در این مـوارد باید از آزمایش ASTM C117 استفاده کرد. مصـالح ریزتر از 75 میکرون با شستن مصالح روی الک نمره 200 بدست می آیند.

4 – نمونه برداری

4 – 1 – نمونه برداری باید مطابق روش عملی ASTM D75 انجام شود. وزن نمونه کارگاهی باید برابر وزن ذکر شده در ASTM D75 یا چهـار برابر اوزان ذکـر شده در بندهای 4-4 و 4-5 ، هر کدام بزرگتر است، باشد (بجـز موارد اصلاح شده در بند 5-6).

4 – 2 – کل مخلـوط را به هم زده و مقـدار مناسبی از آن را طبق دستورالعمل ASTM C702 بر می‏دارند. وزن نمونه ای که برای آزمایش به کار می رود، باید بعد از خشک کردن تقریباً برابر وزن خواسته شده باشد.

4 – 3 – مصالح سنگی ریزدانه - وزن نمونه مصالح ریزدانه بعد از خشک کردن باید به صورت زیر باشد:

4 – 3 – 1 – مصالحی که حداقل 95 درصد آن از الک نمره 8 (2.36 میلیمتر) عبور می کند، 100 گرم.

4 – 3 – 2 – مصالحی که حداقل 85 درصد آن از الک نمره 4 (4.75 میلیمتر) عبور کرده و بیش از 5 درصد آن روی الک نمره 8 (2.36 میلیمتر) باقی می ماند، 500 گرم.

4 – 4 – مصالح سنگی درشت دانه - وزن نمونه مصالح درشت دانه باید به صورت زیر باشد:

 01

 

 

4 – 5 – مخلوط های مصالح ریزدانه و درشت دانه - وزن نمونه آزمایش مخلوط مصالح ریزدانه و درشت دانه باید طبق بند 4-4 باشد.

4 – 6 – مقدار نمونه لازم برای مخلوط ‏های درشت ‏دانه به میزانی است که امکان انجام آزمایش با لرزاننده‏ های مکانیکی بزرگ وجود داشته باشد. نتیجه این آزمایش برای نمونه هایی از سنگدانه های درشت تـر از 50 میلیمتر نیز رضایت بخش خواهد بود، مشروط بر آنکه مقـدار نمونه کمتر باشد و معیار پذیرش یا عدم پذیرش مصـالح متوسط نتایج چند آزمایش باشد، طوری که مقـدار نمـونه ضرب در تعداد نمـونه هایی که آزمایش می شوند برابر حداقل مقادیر داده شده در قسمت 4-4 شود.

4 – 7 – برای تعیین مقدار مصالح ریزتر از 75 میکرون (الک نمره 200) از روش ASTM C117 به صورت زیر استفاده می شود:

4 – 7 – 1 – برای سنگدانه هایی که حداکثـر اندازه اسمی دانه های آنها 12.5 میلیمتر (1/2 اینچ) یا کمتر است، همان نمـونه آزمایشی کـه در ASTM C117 و در این آزمایش به آن اشاره شد به کار برده می شود. نمونه را ابتدا مطابق ASTM C117 خشک کرده و به صورت خشک طبق بند 5-2 و 5-7 الک می کنند.

4 – 7 – 2 – در مورد مصالح سنگی که حداکثر اندازه اسمی دانه های آنها بزرگتر از 12.5 میلیمتر است، می توان نمـونه آزمایشی را مطابق بنـد 4-7-1 استفاده کرد، یا نمـونه های آزمایشی دیگری را برای آزمایش ASTM C117 و این روش به کار برد.

4 – 7 – 3 – در مواردی که مشخصات، لزوم تعیین مقدار کل مصالح ریزتر از 75 میکرون را به ‏وسیـله شستشو از روی الک و الک کردن به صورت خشک ایجاب می نماید، روش شرح داده شده در بند 4-7-1 به کار برده می شود.

5 – روش آزمایش

5 – 1 – نمونه آزمایشی را تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 5±110درجه سانتیگراد (9±230درجه فارنهایت) خشک کنید.

5 – 2 – برای دستیابی به مشخصات مورد نیاز مصالح، باید الک هایی با اندازه های مناسب انتخاب شوند. بـرای تهیه اطلاعات دیگر مانند ضریب‏ نرمی و مقدار مصالح روی یک الک، می توانید از الک های اضافی دیگری استفاده کنید. الک ها را به ترتیب شماره از بزرگ به کوچک و از بالا به پایین روی هم قرار داده و نمونه را روی الک بالایی بریزید. الک ها را به وسیله دست یا به کمک ماشین به مدت کافی تکان دهید. مدت لازم برای تکان دادن الک ها یا با آزمون و خطا و یا طبق بند 5-4 به کمک یک نمونه آزمایشی تعیین می گردد.

5 – 3 – مقدار مصالح روی الک را در حدی محدود کنید که تمامی دانه ها فرصت داشته باشند چندین مرتبه در برابر سوراخ های الک قرار بگیرند. برای الک هایی که سوراخ های آنها کوچکتر از 4.75 میلیمتر (‏نمره4‏) می‏باشد، نباید وزن مصالح باقی مانده روی الک بیش از 6‏ کیلوگرم بر مترمربع (4 گرم بر اینچ‏مربع) سطح الک باشد. در مورد الک هایی که سوراخ های آنها 4.75 میلیمتر (‏نمره 4‏) یا بزرگتر است‏، وزن مصالح روی الک بر حسب کیلوگرم بر مترمربع باید از 2.5 برابر اندازه سوراخ ‏های الک (بر حسب میلیمتر) بیشتر نباشد. در هیچ موردی نباید وزن مصالح روی الک به اندازه ای باشد که بافت الک تغییر شکل دایمی بدهد.

5 – 4 – الک کردن را تا هنگامی ادامه دهید که پس از آن به ازای هر یک دقیقه الک کردن، کمتر از 1‏درصد وزن مصالح مانده روی هر الک از آن عبور کند. برای تکان دادن الک های مجزا زیر الک را یک تاوه قرار داده و روی آن را درپوش بگذارید و به حالت کمی شیبدار در یک دست نگه دارید. الک را با سرعت 150 دور در دقیقه تکان دهید و در هر 25 مرتبه تکان دادن الک، آن را به اندازه یک ششم دور بگردانید. برای الک های بزرگتر از 4.75 میلیمتر (نمره 4) باید الک کردن تا حدی ادامه یابد که فقط یک لایه از دانه‏ها روی الک باقی بماند. اگر اندازه الک های مورد استفاده، الک کردن به طریقه فوق را غیر عملی می سازد،‏ از الک های با قطر 203 میلیمتر (8 اینچ) استفاده کنید.

5 – 5 – در مورد مخلوط های مصـالح ریزدانه و درشت ‏دانه، قسمتی از نمونه که ریزتر از 4.75 میلیمتـر (نمـره 4) است را می‏توان روی دو یا چند الک توزیع نمود تا از انباشته شدن بیش از حد مصالح روی الک های مجزا جلوگیری شود.

روش دیگر این است که با استفاده از یک جداکننده مکانیکی طبق ASTM C702 قسمتی از مصالح ریزتر از 4.75 میلیمتـر را بر حسب اندازه کاهش داد. اگر این روش را بکار می برید، وزن هر یک از قسمت های نمونه اولیه را از رابطه زیر بدست آورید:

 

 02

 

5 – 6 – در صورتی که از الک های مکانیکی لرزاننده استفاده می شود، دانه های بزرگتر از 75‏ میلیمتر (3‏اینچ) را باید به صورت دستی الک کرد. از کوچکترین الک مورد استفاده شروع کنید و در صورتیکه لازم است، دانـه ها را روی الک بگردانید تا اگر از سوراخ بخصوصی عبور می کنند، چنین فرصتی را بیابند. بـرای رد کردن دانه ها از الک نباید هیچ نیرویی به آنها اعمال شود.

5 – 7 – وزن مصالح مانده روی هر الک را با ترازو با دقت 0.1 درصد وزن نموده، وزن نمونه خشک اولیه تعیین کنید. وزن کل مصالح بعد از الک کردن باید با وزن اولیه نمونه کنترل شود و در صورتی که اختلاف این دو بیش از 0.3 درصد باشد، نتیجه قابل قبول نیست.

5 – 8 – اگر نمـونه قبلاً به روش ASTM C117 آزمـایش شده است، وزن مصالح ریزتر از 75 میکـرون (نمره 200) را که به صورت خشک از این الک عبور داده شده است، به وزن نمونه اضافه کنید.

6 – محاسبات

6 – 1 – درصدهای عبور کرده، درصدهای کل باقیمانده یا درصد دانه ها با اندازه های مختلف را با دقت 0.1 درصد بر اساس وزن کل نمـونه خشک اولیه محاسبه کنید. اگـر همین نمـونه آزمایش ابتدا بر اساس روش ASTM C117 مورد آزمایش قرار گرفته و به وسیله شستن، دانه های ریزتر از 75 میکـرون از آن جدا شده بود، برای محاسبه درصدهای مصـالح از وزن خشک کل مصـالح (شامل دانه های ریزتر از 75 میکـرون) به عنوان مبنای محاسبات استفاده کنید.

6 – 2 – در صورت نیاز، ضریب نرمی را از جمع درصدهای مصالح درشت تر از الک های زیر (درصدهای تجمعی مانده روی الک ها) و تقسیم حاصل جمع بر 100، بدست آورید:

150‏میکرون (نمره 100)، 300 میکرون (نمره 50)، 600 میکرون (نمره 30)، 1.18 میلیمتر (نمره 16)، 2.36 میلیمتر (نمره 8)، 4.75 میلیمتر (نمره 4)، 9.5 میلیمتر (3/8 اینچ)، 19 میلیمتر (3/4 اینچ)، 37.5 میلیمتر و الک های بزرگتر.

7 – گزارش

7 – 1 – بسته به مشخصات مورد نیاز مصالح تحت آزمایش، گزارش کار شامل موارد زیر باشد:

7 – 1 – 1 – درصد کل مصالح عبور کرده از هر الک.

7 – 1 – 2 – درصد کل مصالح باقیمانده روی هر الک.

7 – 1 – 3 – درصد مصالح باقیمانده بین الک‏های متوالی.

7 – 2 – درصدها باید به صورت یک عدد صحیح گزارش شوند، به جز درصدهای عبور کرده از الک 75 میکرون (نمره 200) که اگر کوچکتر از 10 درصد باشد، باید با دقت 0.1 درصد گزارش شود.

7 – 3 – در صورت نیاز، ضریب نرمی باید با دقت 0.01 گزارش شود.

 

منبع: تکنوبتار ـ www.technobetar.ir