تعیین مقاومت سنگدانه ها در برابر ضربه ( ارزش ضربه ای )

تعیین مقاومت سنگدانه ها در برابر ضربه ( ارزش ضربه ای )

مقدمه :

مقاومت فشاری بتن نمی تواند به میزان قابل توجهی از مقاومت قسمت عمده سنگدانه هایی که در آن قرار دارد ، تجاوز نماید. البته تعیین مقاومت ذرات سنگدانه به صورت جداگانه به سهولت امکان پذیر نیست. به این منظور اطلاعات لازم از آزمایش های غیر مستقیم مانند ارزش خرد شدن ، ارزش ضربه ای ، ارزش سایش ، لس آنجلس و ...  بدست می آید.

به طور کلی مقاومت و الاسیسیته سنگدانه ها به ترکیبات ، بافت و ساختار آنها بستگی دارد. بنابراین مقاومت کم سنگدانه ها ممکن است ناشی از ضعیف بودن ذرات تشکیل دهنده ی آنها باشد و یا اینکه ممکن است ذرات مقاومت کافی داشته باشند ولی خوب به هم بافته نشده و به هم چسبیده نباشند.

یکی از آزمایش هایی که بر روی سنگدانه ها انجام می شود ، آزمایش ارزش ضربه ای است.  مقدار طاقت بدست آمده از این طریق با ارزش خردشدن مرتبط است و در حقیقت می تواند به عنوان آزمایش جایگزین ، به کار گرفته شود.

مصالحی که در آزمایش ارزش ضربه ای مصرف می شوند باید از الک 12.7 میلیمتر بگذرند و بر روی الک 9.5 میلیمتر باقی بمانند. ولی وقتی که این اندازه از سنگدانه ها در دسترس نباشد ممکن است اندازه های دیگری به کار روند.

بعد از وارد کردن 15 ضربه توسط دستگاه آزمایش ، در حالتی که اندازه دانه های نمونه در حد استاندارد 12.7 تا 9.5 میلیمتر باشد ، نمونه از الک 2.36 میلیمتر عبور داده می شود.

نسبت جرم موادی که از الک کوچکترند و از آن می گذرند به جرم کل نمونه را ارزش ضربه ای می نامند.

مقادیر حداکثر باید بدین شرح باشند :

25 درصد برای بتن هایی که در بتن کف قوی به کار می روند.  30 درصد برای سنگدانه هایی که در بتنی مصرف می شوند که در برابر سایش شدید قرار دارند.  45 درصد برای سنگدانه هایی که در انواع مختلف استفاده می شوند. 

 هدف از انجام آزمایش :

تعیین میزان مقاومت ضربه ای ( ارزش ضربه ای ) یک نمونه سنگدانه

وسایل مورد نیاز :

دستگاه وارد آورنده ضربه ، الک های با اندازه های متفاوت ، میله کوبنده ، ترازو ، بیلچه ، تیغه فلزی ، سینی فلزی ، چکش لاستیکی ، برس سیمی

شرح دستگاه :

در پایین دستگاه ارزش ضربه ای ، یک صفحه فولادی قرار دارد که سطحی صاف و صلب را ایجاد        می کند. . دستگاه دارای استوانه ای است که نمونه را در داخل آن می ریزند. از بالا وزنه ای به جرم مشخص از ارتفاعی معین بر روی نمونه سقوط می کند و نمونه ها را خرد می کند.

روش انجام آزمایش :

آماده سازی نمونه ها :

در حدود 2 کیلوگرم از سنگدانه های درشت و خشک را بر می داریم و از روی الک ½ و 8/3 عبور      می دهیم. سنگدانه هایی را که در میان این دو الک مانده اند اتخاب می کنیم.

تعیین ارزش ضربه ای :

ظرف استوانه ای را کاملا تمیز می کنیم. در سه مرحله سنگدانه ها را درون استوانه می ریزیم و در هر مرحله 25 ضربه به سنگدانه ها وارد می کنیم. اکنون ظرف حاوی نمونه ها را وزن می کنیم و از وزن ظرف کم می کنیم . پس وزن سنگدانه ها را داریم. استوانه مخصوص دستگاه را تمیز می کنیم و در جای خود محکم می کنیم. تمام نمونه تهیه شده را به یکباره درون استوانه می ریزیم و با میله ، 25 ضربه به آن       می زنیم. سپس ضامن دستگاه را آزاد کرده و وزنه را 15 بار بر روی سنگدانه ها رها می کنیم. کلیه سنگدانه ها را از الک شماره 8 عبور می دهیم و مقدار رد شده و مانده را به دقت محاسبه می کنیم. در صورتی که مجموع وزن مواد مانده روی الک و مواد عبور کرده از آن با مقدار وزن اولیه بیش از یک گرم اختلاف داشته باشد باید آزمایش را مجددا تکرار نمود. جدول مربوطه را کامل کرده و نتیجه را گزارش می کنیم.

نتایج نمونه اول :

نتایج نمونه دوم :

سئوالات :

1-    کاربرد ارزش ضربه ای چیست ؟

-        برای تعیین میزان مقاومت سنگدانه ها به کار می رود. و این که ببینیم ، معدنی که از آن سنگدانه استخراج می کنیم ، می تواند جوابگوی مقاومتی که از بتن می خواهیم باشد یا خیر . در کل به صورت نمادی از مقاومت سنگدانه می باشد.

2-    مقاومت فشاری سنگدانه ها چگونه بدست می آید ؟

-        به دو روش مستقیم و غیر مستقیم. اگر معدن سنگدانه ها در دسترس باشد با مغزه گیری می توان مقاومت آنها را مشخص کرد و اگر نبود ، با استفاده از آزمایش ارزش ضربه ای به طور غیر مستقیم می توان مقاومت آنها را اندازه گیری کرد. به هر حال ، مقاومت سنگدانه در بتن تحت تاثیر شرایط زیادی است و باید در محاسبات آن شرایط نیز مدنظر قرار گیرند.

3-    رابطه نتایج آزمایش با مقاومت فشاری سنگدانه ها چیست ؟

-        مقاومت فشاری بتن نمی تواند به میزان قابل توجهی از مقاومت قسمت عمده سنگدانه هایی که در آن قرار دارد ، تجاوز نماید. پس می توان گفت ، که مقاومت سنگدانه ها به نحوی ، تخمینی از مقاومت بتنی است که قرار است بسازیم.

4-    خطای آزمایش در کجاست ؟

-        در هنگام انجام آزمایش ممکن است از سنگدانه هایی که انتخاب کرده ایم  و وزن کرده ایم ، در حین متراکم کردن به بیرون پرتاب شود. و یا در حین متراکم کردن مقداری از سنگدانه ها به خارج پرتاب شوند. همچنین در عبور از الک شماره 8 و وزن کردن رد شده و باقی مانده ممکن است خطایی را مرتکب شویم.

5-    قبول و یا ردی آزمایش چگونه است؟

- در صورتی که مجموع وزن مواد مانده روی الک و مواد عبور کرده از آن با مقدار وزن اولیه بیش از یک گرم اختلاف داشته باشد باید آزمایش را مجددا تکرار نمود. البته حدودی برای مقدار ارزش ضربه ای نیز در نظر گرفته شده است که نباید از آن حدود فراتر رفت. اما برای آنکه بدانیم خود آزمایش صحیح است یا خیر ، باید همان عامل اول را در نظر بگیریم.