ساخت بتن به روش B.S

ساخت بتن به روش B.S.  :

ارزیابی سیمان موجود:

در روش B.S. باید خواص بتن مورد استفاده از نظر مقاومت 28 روزه بتن ساخته شده با سیمان معلوم باشد و چون سیمان موجود در آزمایشگاه، سیمانی غیر استاندارد و دارای مقاومتی نامعلوم بود در ابتدا طرح اختلاط را با نسبت آب به سیمان 50% انجام می دهیم تا مشخصات سیمان مورد آزمایش معلوم شود.

پس از ساخت بتن برای دو نمونه مکعبی به ابعاد  15 x 15 x 15 cm3 ، آنها را در داخل قالب هایی که از قبل آماده کرده بودیم و سطح داخلی آن را کاملا روغنکاری کرده بودیم می ریزیم (به علت اینکه بتن را به راحتی بتوان از قالب جدا کرد قالبها را روغن کاری می کنیم). پس از پر شدن قالبها  از بتن آنها را بر روی دستگاه ویبراتور(Vibrator یا لرزاننده) قرار دادیم و دستگاه را به مدت چند دقیقه روشن کردیم تا حباب های هوای موجود در بتن خارج شود و مصالح سنگی و خمیر سیمان جای آنها را پر کنند. پس از اینکه هوای بتن کاملا خارج گردید مقداری از حجم بتن موجود در قالب کم می شود و به همین جهت مجددا مقداری از بتن درست شده را دوباره در داخل قالب می ریزیم و مجذذا بتن را ویبره می کنیم. پس از پایان زمان ویبراسیون سطح آزاد بتن را صاف می کنیم و قالبها را در گوشه ای قرار می دهیم تا سیمان موجود در بتن خود را بگیرد و بتن  از حالت خمیری در بیاید.

پس از گذشت یک روز (24 ساعت) بتن ها  را از قالبها در می آوریم وآنها را در داخل آب قرار می دهیم.(واکنشهایی که در داخل بتن انجام می شود بسیار  کرمازا میباشد و این امر سبب تبخیر آب موجود در بتن و درنتیجه ایجاد ترک در بتن می شود و به همین علت و همینطور افزایش مقاومت در بتن آنها را در جایی با رطوبت 100% قرار می دهیم).

پس از 7 روز بتن ها را از داخل آب خارج می کنیم و وزن و ابعاد آنها را اندازه می گیریم. سپس نمونه ها را در زیر دستگاه قرار می دهیم و دستگاه را روشن می کنیم بارگزاری تا زمانی که نمونه ها ترک خورده و بشکنند و دیگر قادر به تحمل بار نباشند ادامه پیدا می کند. عددی که در این حالت دستگاه نشان می دهد میزان نیروی لازمی است که نمونه تحت آن به حد گسیختگی خود برسد. حال با داشتن ابعاد نمونه می توانیم با تقسیم نیرو بر سطح مقطع موثر میزان تنش گسیختگی نمونه را بدست آوریم.

کلیه نتایج بدست آمده از این آزمایش به شرح زیر می باشد:

	طول (cm)	عرض (cm)	ارتفاع (cm)	مقاومت (kg)	تنش(N/mm2)
نمونه اول	15.1	15.2	15.2	29500	12.85
نمونه دوم	15.2	15.1	15.0	29500	12.85

طراحی و ساخت بتن با مقاومت 280Kg/cm3  :

پس از ارزیابی سیمان مورد آزمایش می خواهیم بتونی با مقاومت 280 و اسلامپ 30 تا 60 بسازیم.

با معلوم بودن مقاومت 7 روزه بتن با نسبت آب به سیمان 5/0 می توانیم توسط فرمول تجربی                                                           (توجه داشته باشیم که این فرمول در سیستم Kg/cm3 صادق می باشد) مقاومت 28 روزه بتن مورد آزمایش را بدست آوریم و با درونیابی در محل تقاطع خط عمودی نسبت آب به سیمان 50% و خط افقی مقاومت 28 روزه بتن( 21.86 ) نمودار مقاومت بتن موجود در آزمایشگاه را بدست آوریم.

f'c(28)=218.6

fm=fc+ks=280+1.64*6=290

حال خطی افقی از مقاومت مورد نیاز خود  که مجموع ضریب اطمینان و مقاومت مورد نیاز بتن می باشد رسم می کنیم (29 N/mm2) تا نمودار سیمان را قطع نماید سپس در محل تقاطع این خط با منحنی سیمان خطی عمودی رم می کنیم تا محور افقی را قطع نماید سپس عدد بدست آمده در محل تقاطع که نشانگر میزان آب به سیمان برای مقاومت مورد انتظار می باشد را قرائت می کنیم.

برای بدست آوردن میزان آب از جدول کارآیی (جدول زیر) استفاده می کنیم.

سنگدانه		مقدار آب Kg/m3,(lb/yd3)
بزرگترین  اندازه mm(in.)	نوع	اسلامپ mm (in.)	10-0 (2/1-0)	30-10 (1-2/1)	60-30 (2/1 2-1)	180-60 (7-2/1  2)
		وی – بی	12>	12-6	6-3	3-0
(8/3)10	غیر شکسته		(225)150	(305)180	(345)205	(380)225
	شکسته		(305)180	(345)205	(390)230	(420)250
(4/3)20	غیر شکسته		(230)135	(270)160	(305)180	(330)195
	شکسته		(285)170	(320)190	(355)210	(380)225
(2/1  1)40	غیر شکسته		(195)115	(235)140	(270)160	(295)175
	شکسته		(260)155	(295)175	(320)190	(345)205

با توجه به جدول فوق و با در نظر گرفتن (اندازه بزرگترین ذره 20mm ،نوع مصالح شکسته،اسلامپ 60-30) وزن آب 210Kg/m3  بدست می آید. حال با معلوم بودن نسبت آب به سیمان ( w/c ) می توانیم وزن سیمان مورد استفاده را نیز بدست آوریم.

نحوه بدست آوردن وزن مخصوص بتن:

با معلوم بودن وزن مخصوص تک تک مصالح می توانیم وزن مخصوص کل مصالح را به وسیله فرمول  زیر بدست آوریم. سپس با توجه به وزن مخصوص کل مصالح و با استفاده از درون یابی نمودار مخصوص به وزن مخصوص مورد نظر را بدست می آوریم. سپس خطی عمودی از روی محور مربوط به میزان آب رسم می کنیم تا نمودار وزن مخصوص خاک ما را قطع نماید سپس خطی افقی از محل تقاطع آنها رسم می کنیم تا در روی محور مربوط به وزن مخصوص بتن وزن مخصوص بتن مرطوب ما را بدهد.

 

 

 

 

سپس با توجه به اینکه مواد تشکیل دهنده بتن عبارتند از : سیمان، آب، سنگدانه و با دانستن وزن یک متر مکعب بتن، وزن آب موجود در هر متر مکعب بتن و وزن سیمان هر متر مکعب بتن، وزن مصالح سنگی بدست میآید(وزن مصالح تشکیل دهنده یک متر مکعب بتن). سپس با معلوم بودن نسبت هریک از مصالح (جدول های اختلاط مصالح) می توانیم وزن هر یک از مصالح را بدست آوریم.

نتایج بدست آمده و نسبتهای مواد تشکیل دهنده هر متر مکعب به شرح زیر است:

مقاومت بتن با نسبت آب به سیمان 5/0	fc(28)=218.6
ماکزیمم بتن برای طراحی	fm=fc+ks=280+1.64*6=290
نسبت آب به سیمان	w/c=43%
وزن مخصوص مصالح	Gs=3/(1/2.71+1/2.68+1/2.78)=2.722
وزن مخصوص بتن	2420 kg/m3

وزن آب	W=210 kg
وزن سیمان	C=488.4 kg
وزن کل مصالح سنگی	2420-(210+488.4)=1721.6
شن نخودی	1721.6*.115=198
شن بادامی	1721.6*.218=374.7
ماسه 06/0	1721.6*.667=1148.3

نسبتهای بدست آمده برای یک متر مکعب بتن می باشد.

محاسبه میزان بتن مورد نیاز:

برای آزمایش احتیاج به نمونه های زیر داریم:

      ×        6 نمونه مکعبی به ابعاد 15×15×15 سانتی متر

                     ×         2 نمونه برای آزمایش مقاومت فشاری نمونه 7 روزه

                     ×         2 نمونه برای آزمایش مقاومت فشاری نمونه 28 روزه مرطوب

                     ×         2 نمونه برای آزمایش مقاومت فشاری نمونه 28 روزه خشک

      ×        2 نمونه استوانه ای به قطر 15 و ارتفاع 30 سانتی متر

                     ×         1 نمونه برای آزمایش مقاومت کششی نمونه 28 روزه (آزمایش شکافت)

                      ×1 نمونه برای آزمایش مقاومت فشاری نمونه 28 روزه

حجم کل بتن مورد نیاز: 6*153+2*p(15)2*30/4=30582 cm3  که بخاطر اطمینان 20% بیشتر از حجم مورد نیاز بتن درست می کنیم. 0.031*1.2=0.0372m3

برای محاسبه وزن تک تک مصالح حجم بتن مورد نیاز را در وزن تک تک مصالح برای هر مترمکعب بتن ضرب می کنیم.

وزن آب	W=7.812 kg
وزن سیمان	C=18.17 kg
شن نخودی	7.37
شن بادامی	13.94
ماسه 06/0	42.71

نحوه ساخت بتن:

پس از توزین مصالح مورد نیاز آنها را در داخل میکسر می ریزیم و میزان آب مورد نیاز آن را به آن می افزاییم و دستگاه را به مدت چند دقیقه روشن می کنیم تا مواد کاملاً با هم مخلوط شوند.

نحوه آزمایش سختی (اسلامپ) :

پس از اینکه مواد کاملاً با هم مخلوط شدند بتن را در سه مرحله(هر بار 3/1 ارتفاع دستگاه اسلامپ) داخل دستگاه می ریزیم و بعد از هر سری 25 ضربه عمودی به وسیله یک میله به آن وارد می کنیم و بعد از سومین بار اسلامپ را تا سر پر می کنیم و سر آن را صاف می کنیم.

سپس سر اسلامپ را بصورت عمودی خارج کرده و می گذاریم که بتن افت پیدا کند سپس میزان افت حاصله را نسبت به ارتفاع اولیه آن محاسبه می کنیم (بوسیله عمق سنج کولیس) که این مقدار برای بتن ساخته شده فوق 42 میلی متر بود که در محدوده طراحی شده قرار می گرفت.

سپس بتن را در داخل قالبهای مورد نیاز ریخته و همانند دفعه قبل آنها را ویبره می کنیم.

محاسبه مقاومت 7 و 28 روزه نمونه ها :

بعد از 24 ساعت از قالبگیری نمونه ها، قالبها را باز می کنیم و آنها را در استخر آب قرار می دهیم.

2 نمونه مکعبی را نباید در آب قرار می دادیم ولی به علت تعطیلی روز 5 شنبه مسئولین آزمایشگاه همه نمونه ها را در داخل آب قرار دادند.

پس از 7 روز 2 نمونه را از آب خارج می کنیم وابعاد آن را اندازه می گیریم و سپس آن را می شکنیم که نتایج به شرح زیر می باشد:

	طول cm	عرض cm	ارتفاع cm	وزن kg	وزن مخصوص kg/m3	مقاومت فشاری kg	تنش فشاری kg/cm3	پیش بینی مقاومت 28روزه
نمونه اول	15.1	15.2	15.1	8.200	2366.0	39000	169.91	273.54
نمونه دوم	15.0	15.1	15.3	8.225	2373.4	37500	165.56	267.85

پس از 7 روز 2 نمونه را از آب خارج می کنیم وابعاد آن را اندازه می گیریم و سپس آن را می شکنیم که نتایج به شرح زیر می باشد:

	طول cm	عرض cm	ارتفاع cm	وزن kg	وزن مخصوص kg/m3	مقاومت فشاری kg	تنش فشاری kg/cm3
نمونه اول	15.3	15.1	15.4	8.305	2334.3	60000	259.71
نمونه دوم	15.1	15.2	15.3	8.270	2355.0	58000	252.70

مقاومت فشاری بتن استوانه ای:

	قطر	ارتفاع	وزن	وزن مخصوص	مقاومت فشاری	تنش فشاری
نمونه استوانه أی	15.1	32.0	13.345	2358.7	42500	238.91

مقاومت کششی بتن (آزمایش شکافتن-دو نیم کردن):

	قطر	ارتفاع	وزن	وزن مخصوص	مقاومت کششی	تنش کششی
نمونه استوانه أی	15.2	32.0	13.550	2333.5	2100	15.14