اندازه گیری ضریب جذب آب مصالح و وزن مخصوص مصالح در دوحالت خشک و اشباع

هدف آزمایش: اندازه گیری  ضریب جذب آب مصالح و وزن مخصوص مصالح در دوحالت خشک و اشباع وسایل مورد نیاز: سه قطعه سنگ- چهار قطعه آجر-چهار قطعه موزاییک- سبد معلق – پیکنومتر(کتری)- ترازو-باسکول-آب 1-اندازه گیری ضریب جذب آب مصالح:

مصالح انتخاب شده ابتدا خوب شسته میوند تا گردو خاک وناخالصی های روی سطح انها پاک شده در آزمایش ایجاد خطا نکنند.سپس مصالح شسته شده را بمدت یک هفته در ظرف آب قرار داده میشوند(بر اثر خاصیت مویینگی مصالح آب به تدریج وارد منافذ درون مصالح میگردد و فضاهای خالی مصالح را پر میکنند. )پس از مدت یکهفته مصالح اشباع شده از آب را در اختیار داریم. حال میتوانیم آزمایش را در دوحال برای مصالح انجام دهیم.1- مصالح اشاع شده با سطح تر 2- مصالح اشباع شده با سطح خشک(ssd) که چون خطای ایجاد شده در حالت اول بعلت وجودآب اضافی در سطح آب زیاد است آزمایش ار در حالت دوم انجام میدهیم.

بدین منظور با پارچه ای سطح روی مصالح را خشک مینماییم تا حالتی که با در دست گرفتن آنها دست کاملا خیس نشود. سپس آنها را توزین کرده(سنگ ها بصورت تک تک و آجرها و موزاییک دوبه دو توزین گشته مورد وآزمایش قرار میگیرند) و Wssd آنها ار بدست آورده در داخل کوره با دمای 5  110 قرار میدهیم.پس از یک هفته مصالح را از درون کوره بیرون آورده توزین میکنیم وWd آنها را بدست میآوریم. سپس از رابطه زیر در صد جذب آب را برای هرکدام از مصالح محاسبه میکنیم:

  ( (Wssd-Wd) / Wd )*100  =ضریب جذب آب 

وزن نمونه در حالت اشباع با سطح خشک Wssd:

وزن نمونه در حالت خشک Wd:

نتایج زیربرای آزمایش  جذب آب بدست آمد:

	Wd	Wssd	ضریب جذب آب
سنگ1	1419.2	1422.3	0.218
سنگ2	1350.5	1353.5	0.222
سنگ3	1443.2	1446.5	0.229
آجر1	2047.7	2508.8	22.518
آجر 2	1948.1	2327.5	19.475
موزاییک1	1737.5	1863.9	7.275
موزاییک2	1887.5	2034.7	7.799

	ضریب جذب متوسط آب
سنگ	0.223
آجر	20.997
موزاییک	7.537

2-آزمایش تعیین وزن مخصوص(چگالی)مصالح:

در این مرحله سه نوع چگالی را میخواهیم برای مصالح بدست آوریم. 1- چگالی اشباع در حالت خشک(Pssd)

2- چگالی خشک(Pd)    3- چگالی ظاهری . برای این کار جرم مصالح در حالات مختلف بر (Wssd,Wd)احتی طبق آزمایش قبل محاسبه میشوند. اما برای بدست آوردن حجم مصالح دورش وجود دارد. 1- روش پیکنومتر 2- روش سبد معلق

1-2-روش پیکنومتر:

در اینجا به جای پیکنومتر از کتری استفاده میکنیم.

ابتدا کتری را  تا سطح مشخصی که باید در تمام طول آزمایش ثابت باشد از آب پر میکنیم(مثلا تا حدی که آب تا حداکثر ارتفاع خو ددر لوله کتری بالا بیاید)سپس آنرا توزین مینماییم .بدین ترتیب Wp,w را محاسبه کرده ایم.

درمرحله بعدمصالح اشباع شده را(سنگها را تک کتک و آجر ها وموزاییک را دوتا دوتا) جداگانه در پیکنومتر قرارداده سطح آن را تا سطح قراردادی خود پر از آب کرده توزین میکنیم. بدین ترتیب نیزWp,w,ssd  بدست می آید.حال Vssdبا استفاده از روابط(که در ذیل آمده) براحتی قابل محاسبه است.

با توجه اینکه برای بدست آوردن چگالی ظاهری نیاز به محاسبه Vd داریم این مقدار را نیز باتوجه به میزان آب تبخیر شده از مصالح در حالت اشباع در کوره با استفاده از روابط ( که در ذیل آمده) محاسبه میکنیم.

روابطی که در  آزمایش پیکنو متر مورد نیاز است:

Vssd = (Wssd + Wp,w - Wp,w,ssd) / Pw          حجم نمونه در حالت اشباع

Vd= Vssd - (Wssd - Wd)     حجم نمونه در حالت خشک

Wp,w : وزن پیکنومترپرازآب

Wp,w,ssd:وزن پیکنومتر پرازآب حاوی مصالح

Pw (=1) : چگالی آب

بطور کلی چگالی اشباع،چگالی خشک و ظاهری نیزاز روابط زیر محاسبه میشوند:

Pssd= Wssd / Vssd       چگالی نمونه در حالت اشباع

چگالی خشک نمونهPd= Wd / Vssd      

Pظاهری= Wd / Vd         چگالی ظاهری نمونه

نتایج حاصل از آزمایش با روش پیکنومتر:

	Wd	Wssd	Wp,w	Wp,w,ssd	Vssd	Pssd	Vd	Pdry	Pظاهری
سنگ1	1419.2	1422.3	5708	6628	502.3	2.832	499.2	2.825	2.843
سنگ2	1350.5	1353.5	5708	6604	457.5	2.958	454.5	2.952	2.971
سنگ3	1443.2	1446.5	5708	6658	496.5	2.913	493.2	2.907	2.926
آجر1	2047.7	2508.8	5783	7025	1266.8	1.980	805.7	1.616	2.542
آجر 2	1948.1	2327.5	5783	6923	1187.5	1.960	808.1	1.641	2.411
موزاییک1	1737.5	1863.9	9647	10802	708.9	2.629	582.5	2.451	2.983
موزاییک2	1887.5	2034.7	13082	14203	913.7	2.227	766.5	2.066	2.462
	Pssd	Pظاهری	Pd
	متوسط	متوسط	متوسط
سنگ	2.901	2.914	2.895
آجر	1.970	2.476	1.628
موزاییک	2.428	2.723	2.258

2-2-روش سبدمعلق:

در این روش ازقانون ارشمیدس استفاده میشود.

بدین منظور ابتدا آب درون دستگاه را به سطح تراز آن میرسانیم.ترازوی دستگاه را صفر کرده ،هریک از مصالح رادر حالا اشباع ( بازهم سنگها بصورت تک به تک و آجرهاوموزاییک ها بصورت دوتادوتا) بصورت جداگانه در سبد معلق قرار داده اجازه میدهیم سطح آب دستگاه دوباره به سطح تراز برسد. عددی که ترازو پس از تراز شدن دستگاه نشان میدهد درواقع وزن آب خارج شده از دستگاه پس از ورود مصالح است که بنابرقانون ارشمیدس معادل است با Ws,ssd وزن مصالح در حالت معلق در آب. حال Vssdبا استفاده از روابط(که در ذیل آمده) براحتی قابل محاسبه است. در ضمن با توجه اینکه برای بدست آوردن چگالی ظاهری نیاز به محاسبه Vd داریم این مقدار را نیز باتوجه به میزان آب تبخیر شده از مصالح در حالت اشباع در کوره با استفاده از روابط ( که در ذیل آمده) محاسبه میکنیم.

روابطی که در  آزمایش سبد معلق مورد نیاز است:

Vssd = (Wssd – Ws,ssd) / Pw          حجم نمونه در حالت اشباع

Vd= Vssd - (Wssd - Wd)     حجم نمونه در حالت خشک

Ws,ssd : وزن مصالح اشباع در حالت معلق در آب

Pw (=1) : چگالی آب

بطور کلی چگالی اشباع،چگالی خشک و ظاهری نیزاز روابط زیر محاسبه میشوند:

Pssd= Wssd / Vssd       چگالی نمونه در حالت اشباع

چگالی خشک نمونهPd= Wd / Vssd     

Pظاهری= Wd / Vd         چگالی ظاهری نمونه

نتایج حاصل از آزمایش به روش سبد معلق بصورت زیر است:

	Wd	Wssd	Ws,ssd	Vssd	Pssd	Vd	Pd	Pظاهری
سنگ1	1419.2	1422.3	894.6	527.7	2.695	524.6	2.689	2.705
سنگ2	1350.5	1353.5	849.8	503.7	2.687	500.7	2.681	2.697
سنگ3	1443.2	1446.5	911.2	535.3	2.702	532	2.696	2.713
آجر1	2047.7	2508.8	1223.8	1285	1.952	823.9	1.594	2.485
آجر 2	1948.1	2327.5	1120.5	1207	1.928	827.6	1.614	2.354
موزاییک1	1737.5	1863.9	1065.8	798.1	2.335	671.7	2.177	2.587
موزاییک2	1887.5	2034.7	1154.5	880.2	2.312	733	2.144	2.575
	Pssd	Pظاهری	Pd
	متوسط	متوسط	متوسط
سنگ	2.695	2.705	2.689
آجر	1.940	2.420	1.604
موزاییک	2.324	2.581	2.161

-خطاهای احتمالی:

خطادر توزین پیکنومتر و تنظیم سطح ترازآن، تنظیم سطح تراز آب درسبد معلق وخطاهای ایجاد شده در توزین توسط باسکول مهمترین عوامل ایجاد خطا در این آزمایش هستند.

در واقع خطای احتمالی در تنظیم سطح تراز آب در سبد معلق مهمترین عامل ایجاد تفاوت در اعداد بدست آمده در روش سبد معق و پیکنومتر است.

*علت احتمالی تفاوت زیاد اعداد بدست آمده برای موزاییک1 ودر پی آن چگالی های متوسط موزاییک در دو آزمایش پیکنومتر و سبد معلق ،  خطای احتمالی در توزین Wp,w,ssd بوده است .  

نتیجه گیری:

1-     هرچه مصالح متراکم تر باشدوفضای خالی در درون مصالح کمتر باشد ضریب جذب آب آن کمتر خواهد بود.به عبارتی عوامل مهم در تعیین ضریب جذب آب مصالح جنس و میزان منافذ و فضاهای خالی مصالح می باشد.

درضمن :      

                     ضریب جذب آب سنگ < ضریب جذب آب موزاییک<ضریب جذب آب آجر             

2-     هرچه مصالح متراکم تر باشند چگالی آنها بس از اشباع با حالت خشک تفاوت کمتری دارد.به عبارتی درصد جذب آب با تفاوت چگالی مصالح در حالت اشباع و خشک رابطه مستقیم داردو هرچه درصد جذب بیشتر باشد این اختلاف بیشتر میشود و بلعکس.