تعیین جرم مخصوص دانه ای و انبوهی سیمان

تعیین جرم مخصوص دانه ای و انبوهی سیمان

مقدمه :

 در مورد سیمان دو نوع جرم مخصوص اندازه گیری می شود. جرم مخصوص دانه ای و جرم مخصوص انبوهی . جرم مخصوص دانه ای از تقسیم جرم دانه های سیمان بر حجم سیمان بدون در نظر گرفتن فضای بین دانه های سیمان بدست می آید. اگر جرم دانه های سیمان را بر حجم سیمان با در نظر گرفتن فضای بین دانه های سیمان تقسیم کنیم ، جرم مخصوص انبوهی بدست می آید. در آزمایش تعیین جرم مخصوص دانه ای سیمان ، برای اندازه گیری حجم سیمان از نفت استفاده      می شود که با سیمان واکنش نمی دهد. بطور کلی استفاده از نفت به منظور از بین بردن اثر فضاهای خالی بین ذرات در محاسبه حجم دانه های سیمان است.

هدف از انجام آزمایش :

بدست آوردن جرم مخصوص دانه ای و انبوهی یک سیمان

وسایل مورد نیاز :

سینی فلزی ، فلاسک لوشاتلیه ، مفتول سیمی ، ترازوی دقیق ، نفت ، حمام با درجه ثابت ، ظرف دو خانه با حجم معین ، استوانه یک لیتری

شرح دستگاه :

- آزمایش جرم مخصوص دانه ای :

برای اندازه گیری حجم سیمان در آزمایش جرم مخصوص دانه ای از ظرف مخصوصی به نام فلاسک لوشاتلیه استفاده می شود.. ظرفیت این فلاسک 250 میلی لیتر است و از 0 تا 1 و 18 تا 24 میلی متر درجه بندی شده است . در بین درجه 1 تا 18 قسمتی کروی قرار داده شده است تا از مرتفع شدن بیش از حد فلاسک جلوگیری شود . دقت اندازه گیری این فلاسک 0.05 میلی لیتر است و وزن آن 0.5 کیلوگرم می باشد.

- آزمایش جرم مخصوص انبوهی :

در این آزمایش باید سیمان به گونه ای داخل یک استوانه با حجم معین ( یک لیتر ) ریخته شود که فضاهای خالی بین دانه های آن از بین نرود و سیمان به هیچ وجه متراکم نگردد. به این دلیل       نمی توان با دست سیمان را داخل استوانه ریخت و از وسیله ای استفاده می شود که نمونه را از ارتفاع مشخصی به داخل ظرف می ریزد. به این دستگاه ، ظرف دو خانه می گویند.

این وسیله از استوانه ای دو قسمتی تشکیل شده است که بین دو قسمت استوانه یک دریچه وجود دارد و به وسیله اهرمی می توان دریچه را باز و بسته کرد . ابتدا در حالتی که دریچه بسته است نمونه را در قسمت بالایی استوانه می ریزند و سپس دریچه را باز می کنند. به این ترتیب نمونه بطور یکنواخت از ارتفاع استانداردی ( تقریبا 14 سانتی متر ) به داخل استوانه یک لیتری می ریزد.

روش انجام آزمایش :

- آزمایش تعیین جرم مخصوص دانه ای سیمان پرتلند :

از آنجا که دمای محیط آزمایش بر نتایج آن تاثیر دارد ، باید آزمایش را در دمای استاندارد انجام دهیم . دمای استاندارد این آزمایش 1+24 درجه سانتی گراد است. بدین منظور دمای آب داخل حمام آزمایش را به آن دما می رسانیم و این دما را ثابت نگه می داریم. تمام اندازه گیری ها در زمانی انجام می گیرد که دمای نفت داخل فلاسک در تعادل با آب حمام و برابر دمای استاندارد باشد. آنقدر نفت در داخل فلاسک لوشاتلیه بریزید تا سطح آن بین درجه 0 و 1 قرار گیرد. سپس 64 گرم سیمان را به دقت وزن کنید و به آرامی داخل فلاسک لوشاتلیه بریزید. در موقع ریختن سیمان آن را در چند مرحله در داخل فلاسک بریزید و بعد از ریختن هر قسمت هر قسمت بوسیله ی مفتول باریک ( سیم باریک ) ، سیمان را به داخل نفت هدایت کنید بطوری که سیمان به جداره فلاسک نچسبد . دقت شود از ریختن سیمان به خارج فلاسک جلوگیری گردد. بعد از اینکه تمام سیمان را داخل فلاسک ریختند ، فلاسک و سیمان و نفت درون آن را داخل حمام آب گرم قرار می دهیم و آنقدر صبر     می کنیم تا سطح نفت ثابت بماند . در این صورت ، تعادل دما صورت گرفته و دمای سیمان نیز به دمای مورد نظر رسیده باشد . در این حالت درجه مقابل سطح نفت را بخوانید و در جدول یادداشت کنید. بدین صورت حجم سیمان را محاسبه می نماییم. با داشتن جرم سیمان و حجم آن ، جرم مخصوص دانه ای سیمان را بدست می آوریم .

- آزمایش تعیین جرم مخصوص انبوهی سیمان پرتلند :

استوانه یک لیتری را تمیز می نماییم و وزن می کنیم و مقدار آن را در جدول یادداشت می کنیم. دریچه ظرف دو خانه را می بندیم و ضامن را در محل مخصوص قرار می دهیم.  سپس ظرف را بر روی استوانه یک لیتری می گذاریم . بالای ظرف را سیمان می ریزیم و سپس ضامن را آزاد می کنیم تا دریچه باز شود و سیمان داخل استوانه بریزد. باید دقت کنیم که ضربه ای به ظرف ها وارد نشود. ظرف دو خانه را از روی استوانه برداشته و سطح سیمان را به آرامی صاف نمایید و سیمان اضافی را از سطح آن برمی داریم.  و استوانه را مجددا وزن می کنیم و از روی آن وزن مخصوص انبوهی سیمان را حساب می کنیم. این آزمایش را سه بار باید انجام دهیم.

نتایج آزمایش :

- گروه اول :

- آزمایش دانه ای :

سطح نفت در فلاسک قبل از ریختن سیمان :   0.8

سطح نفت در فلاسک بعد از ریختن سیمان :   22 

حجم سیمان :          

وزن سیمان : 64 گرم

وزن مخصوص دانه ای  :  

- آزمایش انبوهی :

شماره آزمایش	جرم استوانه یک لیتری خالی	جرم استوانه یک لیتری پر از سیمان	حجم سیمان	جرم سیمان	جرم مخصوص انبوهی سیمان
1	1965	3149	1000	1184	1.184
2	1965	3160	1000	1195	1.195
3	1965	3179	1000	1214	1.214

میانگین سه عدد به دست آمده را محاسبه می کنیم :

- گروه دوم :

- آزمایش دانه ای :

سطح نفت در فلاسک قبل از ریختن سیمان :   0.7

سطح نفت در فلاسک بعد از ریختن سیمان :  21.6 

حجم سیمان :          

وزن سیمان : 64 گرم

وزن مخصوص دانه ای  :  

- آزمایش انبوهی :

شماره آزمایش	جرم استوانه یک لیتری خالی	جرم استوانه یک لیتری پر از سیمان	حجم سیمان	جرم سیمان	جرم مخصوص انبوهی سیمان
1	1964	3162	1000	1198	1.198
2	1964	3179	1000	1215	1.215
3	1964	3135	1000	1171	1.171

میانگین سه عدد به دست آمده را محاسبه می کنیم :

در پایان به سئوالات استاد محترم پاسخ خواهیم داد :

1-    چرا در این آزمایش نفت مصرف کردیم و به جای نفت از چه سیالی می توانیم استفاده کنیم و چه خصوصیاتی باید داشته باشد ؟

به علت اینکه باید فضای خالی بین دانه ها را از بین ببریم باید از یک سیال استفاده کنیم . اما باید سیالی باشد که با سیمان واکنش ندهد. هر نوع سیال که این خاصیت را داشته باشد می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

2-    چرا سطح نفت باید بین 0 و 1 باشد ؟

چون درجه های قسمت پایین ظرف بین 0 و 1 هستند و ما باید درجه اولیه را یادداشت کنیم پس باید نفت بین 0 و 1 قرار گیرد تا بشود آن را قرائت کرد.

3-    کاربرد وزن مخصوص انبوهی چیست ؟

بیشتر برای دپو کردن سیمان در کارگاه از این وزن استفاده می کنند. و با این آزمایش مقدار فضای لازم برای انبار کردن سیمان بدست می آید.

4-    کاربرد وزن مخصوص دانه ای چیست ؟

در هنگام تهیه خمیر سیمان و انجام آزمایش های دیگر و یا هر استفاده ای از سیمان که به نحوی با وزن مخصوص سیمان در ارتباط هستند مورد استفاده قرار می گیرد..

5-    وزن مخصوص دانه ای و انبوهی پنج نوع سیمان را  بنویسید .