مهندسی عمران ایران

مطالب عمومی مهندسی عمران معماری شهرسازی

مهندسی عمران ایران

مطالب عمومی مهندسی عمران معماری شهرسازی

آزمایش هم ارز ماسه SE

-مقدمه

آزمایش هم ارز ماسه ایی یا ارزش ماسه ایی یک آزمایش سریع صحرایی برای تعیین نسبت مصالح ریز دانه به حجم کل ماسه است.

این آزمایش که بیشتر در تعیین مرغوبیت مصالح جهت راهسازی، بتن سازی ، آسفالت و لایه های زهکشی و … بکار میرود ، آزمایشی است که نتایج را سریع بدست می‌دهد و عملا تعیین نسبت حجم ماسه به کل خاک (ماسه و لای و رس) و همچنین میزان جذب آب ریز دانه و تورم آنهاست و بطور خلاصه تعیین می‌نماید که ماسه تا چه حد تمیز است تا بتوان از خواص ماسه‌ای مترتب بر آن استفاده نمود. میتوان گفت در آزمایش حدود اتربرگ می‌خواهیم بدانیم رس تا چه حد تعیین کننده است و خاک چه مقدار خواص رسی داشته و ازکدامیک از انواع مانی را دارا است (خواص رسی : نفوذپذیری کم ، جذب آب زیاد ، قابلیت فشردگی د حساسیت زیاد و …) در اینجا این تعیین کنندگی را ماسه خواص ماسه‌ای بودن بعهده دارد (مثلا نفوذپذیری زیاد، عدم تورم ، جذب آب کم و حساسیت کم و ( … و اصولا برای خاکهائی است که اندیس خمیری آنها کمتر از 4 باشد.

نسبت ماسه به ریز دانه ها ( سیلت و رس ) در خاک یک عامل مهم در عملیات خاکی و ساختمانی محسوب می شود، زیرا وجود ماسه زیاد در مقایسه با ریز دانه ها در خاک ، در زیر سازی راهها و نیز در احداث سدهای خاکی ، باعث پایین آمدن در صد بهینه و رسیدن سریعتر خاک به حداکثر تراکم خود می شود . در آسفالت نیز در صد بالای ریز دانه موجب مصرف زیادتر نیرو و در نتیجه باعث سست شدن و وارفتن آسفالت زیر بارهای وارد شده می شود . همچنین نسبت ماسه به ریز دانه ها در ساخت بتن نیز بر مصرف آب ف تراکم بتن و نفوذ پذیری و مقاومت در برابر هوا زدگی اثر خواهد داشت .

لازم به ذکر است که این آزمایش برای ذرات کوچکتر از 5 میلیمتر انجام میشود.

آزمایش هم ارزش ماسه ای یا به اختصار هم ارز ماسه (SE) را که در تعیین مرغوبیت مصالح جهت راهسازی ، بتن سازی ، آسفالت و لایه های زهکشی و ... به کار می رود ، می توان مکمل آزمایش دانه بندی دانست و عملا برای تعیین نسبت حجم ماسه به کل خاک ( ماسه ، لای و رس ) و همچنین تعیین میزان جذب آب ریز دانه و تورم آنهاست و به طور خلاصه تعیین می نماید که ماسه تا چه حد تمیز است و هر چه در صد ریز دانه داخل ملسه ها کمتر باشد ، ماسه تمیز تر می باشد

.در عملیات خاکی و ساختمانی نسبت ماسه به ریزدانه‌ها که اغلب سیلت و رس هستند، اهمیت زیادی دارد، زیرا ریزدانه‌هایی چون رس در ماسه باعث کاهش مرغوبیت و خواص مورد نیاز می‌شود به عنوان مثال در زیرسازی راه‌ها هر چه ماسه به کار رفته عاری از ریزدانه و رس می‌باشد، درصد آب بهینه کاهش و سرعت رسیدن به حداکثر تراکم افزایش می‌یابد و در صورت وجود ریزدانه‌ها موجب سستی و وارفتن آسفالت در زیر بارهای وارده از طرف وسایل نقلیه می‌شود. و یا در اختلاط و ساخت بتن نیز ریز‌دانه‌های موجود در ماسه مصرفی بر نسبت آب مصرف شده ، تراکم و مقاومت نفوذ پذیری بتن اثر منفی خواهد گذاشت. علاوه بر مسائل فنی از نظر اقتصادی قیمت ماسه شسته شده و تمیز از قیمت ماسه شسته نشده گرانتر است و در اجرای پروژه‌های عمرانی تعیین SE هم از نظر هزینه و هم کیفیت اهمیت دارد.

 

زیرسازی

زهکشی

آسفالت

بتن

ماسه در مصالح

40<

40>

50>

75>

درصد S.E

 

حدود قابل قبول S.E

 

 

 

نوع ریز دانه مخلوط خاک SE%

K

cm/s

لای

رس

87

 

3-10*1

 

40

3-10*8

75

 

4-10*8

 

29

4-10*8

62

 

5-10*6

 

24

9-10*3

50

 

6-10*4

 

20

4-10*6

39

 

4-10*2

 

18

6-10*3

(آزمایشگاه مکانیک خاک - محمد حسن بازیار)

 

 

 

 

 

2- هدف آزمایش و شماره‌ی ASTM

آزمایش هم ارزش ماسه‌ای یا به اختصار هم ارز ماسه (Sand Equivalent) روشی است برای تعیین میزان تمیزی ماسه از ریزدانه‌ها (رس، لای) می‌باشد و هدف تعیین نسبت حجم ماسه به حجم کل خاک (ماسه، لای، رس) است. (حجم هم ارز ارتفاع در نظر گرفته شده و در واقع در این آزمایش ارتفاع قرائت و در محاسبات وارد می‌شود.) . این آزمایش ویژه خاک هائی است که دانه های ریزشان کم باشد و نشود حالت خمیری آنها را به روش اتربرگ آزمایش کرد مثل ماسه بتن ، بهتر است خاکهائی را که ارزش ماسه ای دانه از 20 درصد کمتر باشد بروش اتر برگ و بیشتر باشد به روش ارزش ماسه ای (S.E) آزمایش شود . در واقع این آزمایش را می‌توان مکمل آزمایش‌ دانه‌بندی دانست زیرا در آن حجم ماسه به کل خاک (ماسه، رس، لای) و میزان جذب ریزدانه و تورم آن‌ها به نحوی تعیین می‌گردد و در حقیقت نشان می‌دهد که تمیزی ماسه در چه حد است. هر چه ریزدانه داخل ماسه کمتر باشد، ماسه تمیزتر خواهد بود.

 

Pشماره آزمایش در استاندارد ASTM:                                                                                            D  2414 - 87   ASTM

Pشماره آزمایش در استاندارد AASHTO :                                                                   T  176-81  AASHTO

 

 

 

3-     ابزار مورد نیاز

 1.  استوانه مدرج تا "15 به دقت 1/0 اینچ (دو عدد) با در لاستیکی

2.    محلول استوک: کلرور کلسیم خشک (gr 454) – محلول فرمالین (gr 47) – گلسیرین (gr 2050) (نقش شستشوی ریز دانه‌ها از دانه‌های ماسه و جداسازی آنها)

3.       سنبه (قرائت دقیق‌تر ارتفاع ماسه و جلوگیری از اغتشاشات در مخلوط)

4.       پیمانه فلزی

5.      ترازو با دقت gr 1/0

6.      کرنومتر یا زمان سنج

7.       ماسه رد شده از الک نمره 4 به مقدار gr 110 (2 نمونه)

8.      قیف

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-گزارش نحوه تهیه نمونه و اجرا

ابتدا ماسه‌ای که در اختیارمان قرار گرفت را از الک نمره 4 عبور دادیم، سپس ماسه رد شده از الک را خوب زیر و رو کردیم تا ماسه به همراه ریزدانه‌های موجود در آن یک دست شود و نمونه‌گیری با دقت بیشتری انجام گیرد (زیرا در هنگام الک کردن ابتدا ریزدانه‌ها از الک عبور کرده و سپس دانه‌های ماسه عبور می‌کنند و روی آنها را می‌پوشانند و اگر آنها را به هم نزنیم نمونه کاملی از ماسه موجود به دست نمی‌آید.) سپس ماسه و ریزدانه زیر و رو کرده را به صورت مخروط در آوردیم و آن را به 4 قسمت تقسیم کرده و از یکی از 4 قسمت به میزان 110 گرم روی ترازوی با دقت gr1/0 وزن نمودیم. تا ارتفاع in4 از محلول استوک از داخل ظرف مخصوص نگهداری آن به داخل استوانه مدرج ریختیم (البته در انتقال محلول استوک از ظرف محتوی آن به استوانه مدرج با مشکلاتی از قبیل کیپ شدگی سر لوله و عدم امکان کنترل دقیق میزان محلول خارج شده روبه‌رو شدیم.) بعد با استفاده از قیفی پلاستیکی gr 110 ماسه را به داخل استوانه ریخته و به مدت 10 دقیق استوانه را بی حرکت روی میز قرار دادیم. (این کار به علت این است که نمونه خاک کاملاً خیس بخورد زیرا محلول استوک باعث تورم ذرات رس و جدا شدن آن از ذرات ماسه می‌گردد.)

 سپس در پوش پلاستیکی استوانه گذاشتیم و آن را 45 بار به صورت رفت و برگشت به صورت افقی تکان دادیم.

 بعد درپوش را برداشتیم و با محلول استوک مخلوط را شستشو دادیم (تا زمانی که ارتفاع مخلوط به "15 رسید ) پس از آن استوانه را به مدت 20 دقیقه بی حرکت روی میز قرار دادیم تا ماسه و ریزدانه‌ها ته نشین شوند (زمان را توسط کرنومتر سنجیدیم) سپس ارتفاع کل لایه ته نشین شده (H2) و ارتفاع قسمتی که ماسه قرار گرفته بود را قرائت کرده و یادداشت کردیم و بعد برای قرائت ارتفاع توسط سنبه آن را کنار استوانه مدرج قرار دادیم و ارتفاعی از استوانه را که نشانه سنبه مقابل آن قرار گرفت را یادداشت کردیم و آن را داخل استوانه قرار دادیم و دوباره ارتفاعی را که نشانه سنبه مقابل آن قرار گرفت یادداشت کردیم (سنبه روی لایه ماسه قرار می‌گیرد و علت استفاده از آن سهولت استفاده از در قرائت ارتفاع ماسه می‌باشد زیرا مرز بین ماسه و گل و لای بالای آن ممکن است به درستی قابل تشخیص نباشد). لازم به ذکر است که تمام این مراحل را برای نمونه‌ای دیگر از ماسه (gr 110) انجام دادیم و ارتفاع‌های مورد نیاز در هر دو استوانه را قرائت کردیم. (البته در نمونه دوم در هنگام شستشو با محلول استوک ارتفاع مخلوط اندکی از "15 بیشتر شد که این ممکن است عامل ایجاد خطا باشد.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-اندازه‌گیری ها

ارتفاع نشانه سنبه داخل استوانه

ارتفاع نشانه سنبه خارج از استوانه

H2

جشمی

H1

چشمی

نمونه

11.75”

8.5”

4.15”

3.3”

نمونه 1

11.8”

8.5”

4.15”

3.3”

نمونه 2

 

H1: ارتفاع ماسه

H2  : کل ارتفاع رسوبات ته نشین شده و معلق (ماسه+ رس+ لای)

 

 

 

 

5-محاسبات و نتیجه‌گیری

 

به روش قرائت چشمی

 
 
   =  S.E1 : نمونه 1



 

  =  S.E2 : نمونه 2

 

(به روش چشمی)    %79.52 =       = S.E :



(ارتفاع نشانه سنبه خارج از استوانه – ارتفاع نشانه سبنه در داخل استوانه

H2
 
 

SE = (به روش قرائت سمبه)

 

نمونه1:                            =78.31%                                                 SE =

 

نمونه2:                         =79.52%                                                        SE =

 

%78.92 =       = S.E : (به روش سمبه)

 

·               لازم به ذکر است S.E که از طریق قرائت ارتفاع نشانه سنبه به دست می‌آید از S.E که از طریق چشمی به دست آمده کمتر است(همان طور که نتیجه محاسبات نشان می‌دهد)، زیرا وزنه سنبه (به وزن kg1) باعث فشرده تر شدن ماسه و پایین تر رفتن آن در استوانه می‌گردد و ارتفاع H1 قرائت شده کمتر خواهد شد و در نتیجه S.E کمتری به دست می‌دهد.

 

S.E

 

%79.52

به روش قرائت چشمی

%78.92

به روش قرائت سنبه

 

 

 

 

 

 

6- خطاها

1- خطا های قرائت (مانند خطا در قرائت ارتفاع‌های H2, H1)

2-خطا های اندازه گیری مانند توزین مقدار ماسه (gr 110) مورد نیاز

3-خطاهای مربوط به درجه بندی استوانه مدرج یا عدم کالیبره بودن ترازو

4-            هنگام انتقال محلول استوک از ظرف محتوی آن به استوانه امکان دارد بیش از حد یا کمتر از میزان خواسته شده از محلول به استوانه انتقال یابد و یا در زمان شستشو این عمل به خوبی انجام نگیرد و ریزدانه‌ها از ماسه جدا نشده و ارتفاع‌های قرائت شده دقیق نباشد.

5-      خطا در نمونه گیری ماسه که امکان دارد از قسمت‌هایی که ریزدانه کمتر و یا بیشتری داشته باشد نمونه 110 گرمی انتخاب شود پس باید ماسه را به خوبی زیر و رو نموده تا مطئمن شویم نمونه یکدستی انتخاب نموده‌ایم که بیانگر مقدار S.E کل ماسه موجود خواهد بود.

6-      هنگام توزین یا ریختن ماسه در استوانه مقداری از آن به دیواره قیف می‌چسبد و ریزدانه‌های موجود در آن نیز مانند غبار پخش می‌شود که این مراحل باید با دقت و حوصله و آهستگی انجام شود تا این خطا به حداقل برسد.

 

8- نظرات شخصی

در این آزمایش با وجود سادگی انجام آن، یکی از عمده ترین مشکلاتی که با آن روبرو بودیم نحوه انتقال محلول استوک از ظرف محتوی آن به استوانه مدرج و همچنین شستشوی ماسه و ریزدانه های موجود در آن بود،زیرا کنترل دقیق سرعت خروج محلول و میزان آن به راحتی امکان پذیر نبود و برای شستشو به علت این که ماسه و ریزدانه ها پس از 10 دقیقه ساکن رها کردنشان به حالت سخت و چسبیده بهم در آمده اند و می بایست علاوه بر ریختن محلول در استوانه آن را بخوبی تکان داده و می چرخاندیم. پیشنهاد می شود برای انجام این مرحله از آزمایش از دستگاهی استفاده نمود که محلول استوک را با سرعت و دبی خاص و کنترل شده ای وارد استوانه مدرج نماید و این استوانه مدرج حاوی ماسه و ریز دانه ها به حالت افقی روی یک لرزاننده مخصوص قرار گیرد و همزمان با ورود محلول لرزاننده آن را تکان داده و عمل شستشو انجام شود.

در انتها می توان افزود برای نمونه گیری بهتر و صحیح تر از ماسه موجود به طوری که نمونه نماینده توده ماسه باشد توصیه می شود از وسایل نمونه گیری نظیر دستگاه کوارتر یا مقسم استفاده شود.

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 14:22
0 نظر

روش استاندارد آزمایش تعیین مقاومت مخلوطهای آسفالتی در مقابل تغییر شکل پلاستیک با دستگاه مارشال ASTM:D1559


 

روش استاندارد آزمایش تعیین مقاومت مخلوطهای آسفالتی در مقابل تغییر شکل پلاستیک با دستگاه مارشال   ASTM:D1559

 

- هدف:

این روش آزمایش اندازه گیری مقاومت نمونه ای استوانه ای مخلوط آسفالتی را در مقابل تغییر شکل پلاستیک در حالتی که سطح جانبی نمونه با دستگاه مارشال تحت بارگذاری قرار گرفته، شامل می شود. این روش آزمایش برای مخلوطهایی که با قیر خالص، محلول یا قطران و مصالح سنگی با حداکثر اندازه یک اینچ ساخته شده اند کاربرد دارد.

 

2- مشخصات و کاربرد :

این روش آزمایش در طرح اختلاط آزمایشگاهی آسفالت استفاده می شود. نمونه ها طبق روش آزمایش، برای حداکثر بار و روانی تهیه می شوند. ویژگیهای دانسیته و فضای خالی نیز ممکن است بر روی نمونه های تهیه شده مطابق با روش آزمایش، تعیین شوند. از این روش آزمایش همچنین می توان برای بدست آوردن حداکثر بار و روانی نمونه های مخلوط آسفالتی که از سطح راه مغزه گیری شده و یا به روشهای دیگری تهیه شده اند، استفاده می شود. نتایج حاصل از این نمونه ها ممکن است با مقادیر حاصله از نمونه های تهیه شده با این روش آزمایش تفاوت داشته باشد.

 

3- لوازم آزمایشگاهی :

3-1- مجموعه قالب نمونه : قالب های استوانه ای به قطر 4 اینچ (6/101 میلی متر) و ارتفاع 3 اینچ (2/76 میلی متر) ، با صفحات زیرین و حلقه هایی به منظور افزایش طول قالب استفاده می شود بدین منظور سه قالب استوانه ای پیشنهاد می شود.

3-2- خارج کننده نمونه: صفحه ای فولادی به شکل دیسک و به قطر حداقل 95/3 اینچ (یا 100 میلیمتر) و ضخامت  اینچ (13 میلیمتر) که برای خارج کردن نمونه متراکم شده از قالب نمونه با استفاده از حلقه قالب استفاده می شود. یک میله مناسب برای انتقال بار از حلقه انتقال دهنده نیروسنج به حلقه الحاقی جهت خروج نمونه لازم است.

3-3- چکش تراکم : چکش تراکم باید دارای سطح ضربه وارد کننده گرد و مسطح و وزنه 10 پوندی (4536 گرم) که از ارتفاع 18 اینچ (2/457میلی متر) سقوط آزاد می کند . دو چکش تراکم جهت انجام آزمایش پیشنهاد می شود به منظور ایمنی بیشتر چکش تراکم می تواند مجهز به انگشت محافظ باشد. شکل (1) چکش تراکم دستی و شکل (2) چکش تراکم اتومات را نشان می دهد .

Description: marshal

شکل 1 –چکش تراکم دستی

Description: 133-1

شکل 2 –چکش تراکم اتوماتیک

 

3-4- پایه تراکم : پایه تراکم مرکب از پایه چوبی از جنس بلوط، کاج یا چوب دیگری با میانگین وزن مخصوص خشک حدود 67/0 تا 77/0 گرم بر سانتیمتر مکعب و ابعاد 2/457*2/203*2/203 میلی متر می باشد که بر روی یک صفحه فولادی به ابعاد 4/25*8/304* 8/304 میلی متر قرار گرفته است. پایه چوبی توسط چهار قطعه نبشی، در قطعه بتنی مسطح ، محکم می شود. کلاهک فولادی باید به طور محکم به پایه بسته شود. مجموعه پایه باید به گونه ای نصب شود که پایه کلاهک تراز باشد.

 

3-5- نگهدارنده قالب نمونه : نگهدارنده قالب روی پایه تراکم، به نحوی سوار می شود که مرکز قالب تراکم بر مرکز پایه منطبق باشد. نگهدارنده باید قالب تراکم و حلقه و صفحه پایه را در حین تراکم نمونه، به طور محکم سرجای خود نگه دارد.

 

3-6- فکهای شکست : فکهای شکست برای قرارگیری نمونه است که بخشهای استوانه ای بالایی و پایینی را شامل می شوند یا فکهای آزمایش شعاع انحناء داخلی دقیقا ماشین شده برابر با 2 اینچ (8/50 میلی متر) را دارند. بخش پایین تر باید روی سطحی که دارای دو میله راهنمای عمود بر هم یا میله هایی که طول اضافی به سمت بالا دارند، نصب شود. راهنماهای بخش بالاتر باید در موقعیتی باشند که دو بخش را بدون خمش قابل ملاحظه ای به سمت یکدیگر سوق دهند. شکل (3) فک های دستگاه مارشال را نشان می دهد .

Description: 134-1

شکل 3- فک های دستگاه مارشال

 

3-7- جک بارگذاری : جک بارگذاری شامل یک جک پیچشی بوده و روی قاب دستگاه آزمایش سوار شده و باید حرکت قائم و یکنواخت با سرعت 2 اینچ (8/50 میلیمتر) در دقیقه را داشته باشد. مجموعه جک بارگذاری می تواند به یک موتور الکتریکی مجهز باشد. شکل (4) دستگاه بارگذاری دستگاه مارشال را نشان می دهد .

Description: 134-2

شکل (4) دستگاه بارگذاری دستگاه مارشال

 

3-8- مجموعه حلقه نیروسنج: حلقه نیروسنجی با ظرفیت 5000پوند (2267 کیلوگرم) و حساسیت ده تا 1000 پوند (536/4 تا 6/453 کیلوگرم) و حساسیت 25 پوند (340/11 کیلوگرم) بین 1000 و 5000 پوند (6/453 و 2267 کیلوگرم) که باید به یک صفحه مدرج ریزسنج مجهز باشد. تقسیمات صفحه ریزسنج بر حسب 0001/0 اینچ (00025/0 میلی متر) می باشد. اتصالات بالا و پایین حلقه نیروسنج برای بستن حلقه نیروسنج به قاب دستگاه و انتقال بار به فکهای دستگاه لازم می باشد.

3-9- روانی سنج: روانی سنج باید شامل یک گیره اتصالی راهنما و یک شاخص عقربه ای باشد. سوزن متحرک شاخص، باید داخل گیره راهنما با مقدار مقاومت اصطکاکی کم بلغزد. گیره راهنما، باید آزادانه بالای میله راهنمای فکهای شکست بلغزد. شاخص روانی سنج وقتی که در محل خود بر روی فکهای شکست، به هنگامی که هر نمونه آزمایش بین بخش های فک شکست گذاشته می شود، قرار گرفت باید روی صفر تنظیم شود. تقیسمات گیج روانی سنج بر حسب 01/0 اینچ (25/0 میلی متر) می باشد.

3-10- گرمخانه: گرمخانه، باید برای گرم کردن مصالح سنگی، موادقیری، قالبهای نمونه، چکش های تراکم و دیگر وسایل لازم تا دمای مخلوط کردن و قالب گیری ، فراهم شوند.

گرمخانه دمای موردنیاز را با دقت 8/2 ± درجه سانتیگراد ثابت نگه می دارد. محافظ های مناسب و صفحات تیغه ای یا حمامهای ماسه باید روی سطوح صفحات داغ قرار گیرند تا تمرکز حرارت زیاد را به حداقل برساند.

 

3-11- وسایل مخلوط کردن : عمل مخلوط کردن ، به صورت مکانیکی پیشنهاد می شود. هر نوع مخلوط کن مکانیکی که بتواند دمای لازم برای مخلوط کردن را حفظ کرده و مخلوط یکنواخت به مقدار لازم و با پوشش خوب را در زمان مجاز تهیه کند و مقداری هم اضافی تر تهیه کند که ضرورتا کل پیمانه بازیافت کند.ممکن است استفاده شود. همچنین ممکن است، یک ظرف یا کاسه فلزی با ظرفیت کافی و عمل مخلوط کردن با دست، مورد استفاده قرار گیرد.

 

3-12- حمام آب- حمام آب باید حداقل 6 اینچ (4/152میلی متر) عمق داشته و با ترموستات دمای آن کنترل شود به طوریکه دمای حمام را در 1±60 درجه سانتیگراد یا 1±8/37 درجه سانتیگراد نگهدارد. مخزن باید یک کف سوراخ دار موقتی داشته یا انیکه به یک قفسه برای نگهداری نمونه به اندازه 2 اینچ (8/50 میلی متر) بالاتر از کف حمام مجهز باشد. شکل (5) حمام آب را نشان می دهد .

Description: 109-2

شکل (5) حمام آب

 

3-13- حمام هوا- حمام هوا برای مخلوطهای آسفالتی با قیر محلول، باید با ترموستات کنترل شده و بتواند دمای هوا را در 1±25 درجه سانتیگراد نگهدارد.

 

3-14- وسایل متفرقه:

 

3-14-1- ظروف برای گرم کردن مصالح سنگی، تاوه های فلزی با کف مسطح یا ظروف مناسب دیگر. همچنین ظروفی برای گرم کردن مواد قیری، هر نوع پیمانه قلعی، بشرها، ظروف ریختن مواد مذاب یا روغن دان، ممکن است استفاده شود.

3-14-2- وسایل مخلوط کردن، هر نوع بیلچه فولادی (نوع باغبانی) یا کاردک برای هم زدن و مخلوط کردن دستی.

 

3-14-3 دماسنج هایی برای تعیین دمای مصالح سنگی، قیر و مخلوطهای قیری. دماسنجهایی با حفاظ شیشه ای یا دماسنجی با صفحه مدرج عقربه دار با بدنه فلزی، پیشنهاد می شوند. محدوده 9/9 تا 204 درجه سانتیگراد با دقت 5 درجه فارنهایت (8/2 درجه سانتیگراد) لازم است.

دماسنجهایی که برای حمام آب و حمام هوا با محدوده دمایی 68 تا 158 درجه فارنهایت (30 درجه تا 70 درجه سانتیگراد) با دقت 4/0 درجه فارنهایت (2/0 دره سانتیگراد) استفاده می شود.

 

3-14-4 ترازو با ظرفیت 2 کیلوگرم و دقت 1/0 گرم برای توزین نمونه های قالب گیری شده و ترازو با ظرفیت 5 کیلوگرم و دقت یک گرم برای پیمانه کردن مخلوطها استفاده می شود.

 

3-14-5 دستکشها- برای جابجایی وسایل داغ و دستکشهای لاستیکی برای خارج کردن نمونه ها از حمام آب استفاده می شود.

3-14-6 گچ رنگی- برای مشخص کردن نمونه ها .

 

3-14-7 چمچه، با کف مسطح برای پیمانه کردن مصالح سنگی .

 

3-14-8 بیلچه- بزرگ برای جای دادن مخلوط در قالبهای نمونه .

 

4- نمونه های آزمایش :

حداقل 3 نمونه برای هر ترکیبی از مصالح سنگی و هر مقدار قیر، آماده کنید، سپس مصالح سنگی را در دمای 105 تا 110 درجه سانتیگراد تا رسیدن به وزن ثابت خشک کرده و یا به بخشهایی با توجه به اندازه مصالح سنگی موردنیاز به طریق دانه بندی خشک، جدا کنید . این بخشهای مصالح سنگی با اندازه های زیر پیشنهاد می شوند:

تا یک اینچ (19 تا 25 میلی متر) .

تا  اینچ (5/9 تا 19 میلی متر) .

شماره 4 تا  اینچ (75/4 تا 5/9 میلی متر) .

شماره 8 تا شماره 5 (36/2 تا 75/4 میلی متر) .

رد شده از الک شماره 8 (36/2 میلی متر) .

 

4-3 - تعیین دمای مخلوط کردن و متراکم نمودن .

 

4-3-1- دماهایی که قیر خالص و قیر محلول باید گرم شوند تا دارای کند روانی 20±170 سانتی استوکس گردند، بعنوان دمای مخلوط کردن در نظر گرفته می شود.

 

4-3-2- دماهایی که قیر خالص باید گرم شود تا کند روانی آن 30±280 سانتی استوکس شود، بعنوان دمای متراکم نمودن در نظر گرفته می شود.

 

4-3-3- از یک نمودار ترکیبی برای قیر محلول استفاده کرده و درصد وزنی حلال را در کند روانی با دمای (60 درجه سانتیگراد) تعیین کنید. از این نمودار همچنین کند روانی در (60 درجه سانتیگراد) را پس از آنکه قیر محلول 50 درصد حلال خود را از دست داد، تعیین کنید. دمای تعیین شده از نمودار دما- کند روانی برای قیر محلول، که بعد از کاهش 50 درصد حلال دارای کند روانی معادل 30±280 سانتی استوکس باشد، بعنوان دمای متراکم نمودن در نظر گرفته می شود.

دمایی که در آن دما، قطران دارای کند روانی ویژه انگلر برابر 3±25 و 5±40 می شود به ترتیب دمای مخلوط کردن و متراکم نمودن می باشد.

 

4-4 -آماده کردن مخلوط ها:

 

برای هر نمونه آزمایش، مقدار لازم از هر اندازه مصالح سنگی که به بخش هایی جدا شده اند، به طوریکه نمونه متراکم شده حاصل از یک پیمانه مخلوط ارتفاعی برابر 05/0±5/2 اینچ (27/1±5/63 میلی متر) را داشته اند توزین کرده در ظروف مسطح جداگانه بریزید(حدود 1200 گرم) ظروف را بر روی صفحه داغ یا در گرمخانه قرار دهید و تا 28 درجه سانتیگراد برای مخلوط هایی با قیر خالص و 14 درجه سانتیگراد برای مخلوط هایی با قیر محلول، بیش از دمای تخمینی برای مخلوط کردن در بند 4-3 حرارت دهید.

ظرف مخلوط کردن را با مصالح سنگی گرم شده، پر کرده و در حالت خشک کاملا مخلوط کنید. در مصالح سنگی که به صورت خشک مخلوط شده اند، یک گودی ایجاد کرده و مقدار لازم از مواد قیری از قبل گرم شده را به داخل مخلوط اضافه کنید. برای مخلوط هایی که با قیر محلول تهیه می شوند، بعد مخلوط کن را داخل ظرف مخلوط کن قرار داده و قبل از عمل مخلوط کردن، وزن کل مخلوط را همراه با وزن ظرف و تیغه مخلوط کن تعیین کنید. مراقب باشید تا از دست رفتن مخلوط، به هنگام مخلوط کردن و جابجایی جلوگیری شود. در این موقع دمای مصالح سنگی و مواد قیری، باید در محدوده دمای مخلوط کردن که در بند 4-3 تخمین زده می شود، باشد. مصالح سنگی و مواد قیری را تا پوشش کامل، با سرعت مخلوط کنید.

 

4-4-2- پس از مخلوط کردن، مخلوطهایی را که با قیر محلول ساخته شده اند، در یک گرمخانه تهویه دار با دمای تقریبا 1/11 درجه سانتیگراد بیش از دمای متراکم نمودن، عمل آورید. عمل آوری در ظرف مخلوط کن را تا زمانیکه 50 درصد وزنی حلال از قبل تعیین شده یا بیش تر حاصل گردد، ادامه دهید. مخلوط ممکن است، در ظرف مخلوط کن در مدت عمل آوری، همزده شود تا از دست رفتن حلال سریعتر گردد. در این صورت باید مراقب باشید تا از هدر رفتن مخلوط جلوگیری شود. مخلوط را در مدت عمل آوری، در ابتدا در فواصل زمانی 15 دقیقه و در فواصل زمانی کمتر از 10 دقیقه تا مخلوط وزن  برابر با 50 درصد کاهش حلال را بدست آورد، وزن کنید.

 

 

 

 

4-5 - متراکم کردن نمونه ها:

 

4-5-1- مجموعه قالب نمونه و سطح چکش تراکم را کاملا تمیز کنید و آنها را در داخل آب جوش یا بر روی صفحه داغ تا دمای بین3/93 و 9/148 درجه سانتیگراد گرم کنید. یک قطعه کاغذ صافی یا کاغذ حوله ای که به اندازه ته قالب بریده شده، قبل از ریختن مخلوط در ته قالب قرار دهید. محتویات پیمانه را داخل قالب خالی کرده و اطراف مخلوط را 15 بار و داخل آن را 10 بار با یک کاردک گرم، با نیروی زیاد کاردک بزنید.

سرقالب را برداشته و سطح مخلوط را با بیلچه صاف کرده و به شکل گنبد درآورید دمای مخلوط بلافاصله قبل از متراکم نمودن باید در محدوده دماهایی باشد که در بند 4-3 برای دمای متراکم نمودن ذکر گردید.

 

4-5-2- سر قالب را دوباره قرار داده و مجموعه قالب را روی پایه تراکم، در نگهدارنده قالب قرار دهید با چکش تراکم که از ارتقاع 18 اینچ (2/457 میلی متر) سقط آزاد می کند، تعداد 50 ضربه اعمال کنید. مگر اینکه تعداد دیگری معین شده باشد. در ضمن عمل متراکم نمودن، شخص متراکم کننده باید محور چکش تراکم را با دست تاحد ممکن نزدیک به حالت عمود بر صفحه پایه قالب نگهدارد. صفحه پایه قالب و سرقالب را بردارید. قالب را برگردانید و آن را مجددا سوار کنید و همان تعداد ضربه به طرف دیگر نمونه وارد کنید. بعد از عمل تراکم صفحه پایه را برداشته و نمونه را از طرف دیگرش روی خارج کننده نمونه، قرار دهید. مجموعه را با سر قالب بالای آن در دستگاه آزمایش قرار داده و به سر قالب توسط میله انتقال دهنده بار، فشار اعمال کنید. سر قالب را از نمونه بالا کشیده و نمونه را بدقت روی یک سطح صاف قرار داده و به مدت یک شب در دمای اتاق نگهدارید. نمونه را وزن کرده، ابعاد آن را اندازه گرفته و آزمایش کنید.

 

توجه 5: در روش بالا، در تراکم دستی، لازم است یک دست حالت عمود بودن را حفظ کرده و دست دیگر عمل تراکم را انجام دهد. در این حالت ناگزیر برای حفظ حالت عمودی، دست لرزشی خواهد داشت که این لرزش، مالش مطلوبی در حین عمل تراکم به نمونه می دهد که منجر به دانسیته بالا می شود. هر وسیله مکانیکی از هر نوع که استفاده شود نسبت به چکش دستی در حالت عمودی در حین تراکم محدودیت دارد.

 

توجه 6: در حالت کلی، نمونه ها باید مطابق با آنچه که در بند 4-5-2 تشریح شده، سرد شوند. وقتی که سریعتر سرد شدن موردنظر باشد، ممکن است از پنکه های رومیزی استفاده شود. مخلوطها یی که فاقد چسبندگی کافی هستند و پس از خارج کردن سریع از قالب ، شکل استوانه ای لازم را بدست نیاورده باشند، ممکن است در داخل قالب و در هوا تا حصول چسبندگی کافی و بدست آوردن شکل استوانه ای سرد شوند.

 

5-روش آزمایش:

 

5-1 نمونه های تهیه شده با قیر خالص یا قطران را، با غوطه ور ساختن در حمام آب بمدت 30 تا 40 دقیقه یا با قراردادن در گرمخانه به مدت 2 ساعت به دمای موردنظر برسانید. دمای حمام یا گرمخانه را برای نمونه های تهیه شده با قیر خالص 1±60 درجه سانتیگراد و برای نمونه های تهیه شده با قطران 1±8/37 درجه سانتیگراد نگه دارید برای رساندن نمونه های تهیه شده با قیر محلول به دمای موردنظر، آن ها را در حمام هوا بمدت 2 ساعت قرار دهید. دمای حمام هوا را 8/1 ±77 درجه فارنهایت (1±25 درجه سانتیگراد) نگهدارید.

میله های راهنما و سطوح داخلی فکهای آزمایش را قبل از انجام آزمایش کاملا تمیز کرده و میله های راهنما را چرب کنید، بطوریکه فک بالای آزمایش آزادانه روی قسمتهای دیگر بلغزد.در صورت لزوم از حمام آب استفاده کنید. نمونه را از حمام آب گرمخانه یا حمام هوا خارج کرده، در قسمت پایین فک آزمایش قرار دهید. قسمت بالایی فک شکست را روی نمونه قرار داده و کل مجموعه را در محل خود روی دستگاه آزمایش قرار دهید. وقتی از روانی سنج استفاده می شود، آن را در موقعیت روی یکی از میله های راهنما قرار داده و در حالی که پایه آن محکم بر روی قیمت بالایی فک شکست قرار گرفته، روانی سنج را روی صفر تنظیم کنید. در حین شروع اعمال بار، پایه قائم روانی سنج را بطور ثابت بر روی قسمت بالایی فک شکست نگهدارید.

 

5-2 توسط جک بارگذاری یا فک دستگاه آزمایش که با سرعت ثابت 2 اینچ در دقیقه (8/50 میلی متردر دقیقه) حرکت می کند، به نمونه بار اعمال کنید تا با به حداکثر رسیده و سپس بار نشان داده شده روی شاخص عقربه ای کاهش یابد. حداکثر باری را که در دستگاه آزمایش درج شده یا با تبدیل حداکثر مقدار قرائت شده از شاخص عقربه ای بدست آمده، ثبت کنید. به محض اینکه حداکثر بار شروع به کاهش کرد، پایه روانی سنج را آزاد کنید. اگر از شاخص عقربه ای برای اندازه گیری روانی استفاده می شود، مقدار روانی نشان داده شده یا معادل آن را بر حسب یک صدم اینچ (25/0 میلی متر) قرائت و یادداشت کنید. زمان سپری شده برای انجام آزمایش، از هنگام خروج نمونه آزمایش از حمام آب تا تعیین حداکثر بار، نباید از 30 ثانیه بیشتر شود.

 

توجه 7: برای نمونه هایی که مغزه گیری شده اند، وقتی که ضخامت آنها غیر از 5/2 اینچ (5/63 میلی متر) باشد، بار را با استفاده از ضرایبی که در جدول یک آمده تصحیح کنید.

 

6- گزارش:

6-1 گزارش باید شامل اطلاعات زیر باشد:

 

6-1-1 نوع نمونه آزمایش شده( نمونه آزمایشگاهی یا نمونه مغزه گیری شده از روسازی) .

نکته : برای نمونه های مغزه گیری شده، ارتفاع هر نمونه آزمایش بر حسب اینچ (یا میلی متر) باید گزارش شود.

6-1-2 میانگین حداکثر بار حداقل سه نمونه، که در صورت لزوم تصحیح شده است، بر حسب پوند نیرو (نیوتن) .

6-1-3 مقدار متوسط روانی سه نمونه بر حسب صدم اینچ ، 25 صدم میلی متر.

6-1-4 دمای آزمایش . 


 

Text Box: درصد فضای خالی آسفالت Standard Test Method For Percent Air Voids In Compacted Dense And Open Bituminous Paving Mixtures AASHTO-T269 , ASTM-D3203

 

هدف:بمنظور بررسی عملکرد آسفالت در سطح راه لازم است پارامترهای متشکله آسفالت مورد ارزیابی و بررسی قرار گیرند از آن جمله می توان به موارد ذیل اشاره کرد .

1-  مصالح و کیفیتهای فیزیکی و شیمیایی آن .

2-  قیر و کیفیتهای فیزیکی و شیمیایی آن .

3-  اختلاط مصالح و قیر در ارتباط با تهیه آسفالت ، پخش و عملکرد آسفالت متراکم شده در سطح راه که در مورد هر  یک از مطالب فوق توضیحات لازم بیان خواهد شد .

 

در این قسمت بمنظور بدست آوردن درصد فضای خالی مخلوطهای آسفالتی متراکم با دانه بندی پیوسته و باز میباشد که براساس استاندارد ASTM D3203-83 مورد بررسی قرار می گیرد .

هرگاه مصالح و قیر را طبق مشخصات داده شده مخلوط نمائیم لازم است میزان درصد مصالح ، درصد قیر ، درصد فضای خالی آسفالت حاصله قابل محاسبه باشد که در این زمینه درصدهای مذکور در نمونه هائیکه در آزمایشگاه تهیه می شود با نمونه هائیکه از سطح راه برداشته میشود تا حدود قابل ملاحظه ای اختلاف خواهد داشت ، بدین منظور و برای بدست آوردن ارقام صحیح و قابل بحث روشهای استانداردی متداول است که در هر مورد توصیه هایی را ارائه   می نماید . در استاندارد فوق درصد فضای خالی مخلوطهای آسفالتی بصورت زیر تعریف و مشخص شده است .

وزن مخصوص حقیقی آسفالت
 
                                                  

وزن مخصوص ماکزیمم آسفالت
 
درصد فضای خالی  = 100 (1 -                                                     )

                          

                      

1-  موارد استفاده :  محاسبه درصد فضای خالی مخلوطهای آسفالتی متراکم با دانه بندی پیوسته و باز درصد فضای خالی مخلوطهای آسفالتی به عنوان معیاری در روشهای تهیه و طرح و ارزیابی میزان تراکم در پروژه های راهسازی است .

2-  اصطلاحات و تعاریف:

2-1- منافذ خالی : عبارتند از حفره های هوای بین ذرات اجزاء متراکم شده .

2-2- مخلوط آسفالت متراکم شده با دانه بندی پیوسته : عبارت از مخلوطی است که منافذ خالی موجود در آن وقتی که متراکم شود از 10 درصد کل حجم نمونه مورد آزمایش کمتر باشد .

2-3- مخلوط آسفالت متراکم شده با دانه بندی باز ، عبارت از مخلوطی است که منافذ خالی موجود در آن بعد از تراکم بیشتر از 10 درصد حجم کل نمونه باشد .

3 - نمونه گیری : نمونه های انتخاب شده باید قبلا و نمونه های اخذ شده از جاده نیز باید به شکل استوانه ای یا دارای شکل منظم هندسی باشد .

 

4-روش آزمایش :

4-1-  وزن مخصوص حقیقی مخلوطهای آسفالتی متراکم با دانه بندی پیوسته بر اساس روش    118 ASTM -D1 یا ASTM-D272 تعیین می گردد .

4-2-  وزن مخصوص ماکزیمم ( تئوریک ) بر اساس استاندارد ASTM-D2041 قابل محاسبه خواهد بود .

4-3-  دانسیته مخلوطهای آسفالتی با دانه بندی باز ، به شکل منظم از تقسیم وزن نمونه خشک بر حجم نمونه              بدست می آید .

4-4-  برای اندازه گیری ارتفاع نمونه های آسفالتی متراکم کاربرد استاندارد ASTM D3549 توصیه می گردد و لازم است قطر استوانه های متراکم را در 4 محل اندازه گیری کرده و میانگین بدست آمده را معیارقطرنمونه محسوب نمود ، ضمنا حجم نمونه در این حالت بر مبنای میانگین ارتفاع بدست آمده و قطر قابل محاسبه خواهد بود .

4-5-  به منظور قضاوت صحیح لازم است آزمایش وزن مخصوص حقیقی و وزن مخصوص ماکزیمم مخلوطهای آسفالتی را بر روی بخشی از نمونه انتخابی که به دو قسمت مساوی ( با توجه به کلیه شرایط لازم ) تقسیم شده انجام داد .


 

روش آزمایش تعیین حداکثر وزن مخصوص تئوری مخلوطهای آسفالتی

ASTM:D2041

 

1- هدف: این روش آزمایش شامل تعیین حداکثر وزن مخصوص تئوری و دانسیته مخلوطهای آسفالتی متراکم نشده در دمای 25 درجه سانتیگراد می باشد.

 

2- اصطلاحات و تعاریف:

عبارت وزن مخصوص و دانسیته که در این استاندارد نام برده شده است مطابق با اصطلاحات استاندارد ASTM E12  می باشد.

2-1- دانسیته: جرم یک متر مکعب مواد در دمای 25 درجه سانتیگراد در سیستم واحد SI می باشد.

2- فشار باقیمانده: فشاردر ظرف خلاء وقتی که خلاء اعمال می شود.

3- وزن مخصوص: نسبت جرم معینی از ماده در دمای 25 درجه سانتیگراد به جرم آب هم حجم آن در همان دما می باشد.

 

3- خلاصه روش آزمایش:

یک نمونه مخلوط آسفالتی خشک شده در گرمخانه که وزن شده، در شرایط سست در ظرف خلاء قرار داده می شود. آب کافی با دمای 4±25 درجه سانتیگراد اضافه می شود تا نمونه را کاملاً غرقاب کند.

خلاء به مدت 5 الی 15 دقیقه اعمال شده و به تدریج کاهش می یابد تا فشار باقی مانده در ظرف خلاء به 30 میلیمتر جیوه یا کمتر برسد. در پایان دوره خلاء ،  خلاء به تدریج قطع می شود. حجم نمونه مخلوط آسفالتی با غوطه ور کردن ظرف خلاء حاوی نمونه در حمام آب و وزن کردن و یا با پر کردن  کامل ظرف خلاء با آب و وزن کردن در هوا بدست         می آید . از جرم حجم اندازه گیری شده، وزن مخصوص یا دانسیته در دمای 25 درجه سانتیگراد محاسبه می شود. در صورتی که دمای انجام آزمایش با دمای 25 درجه سانتیگراد اختلاف داشته باشد باید تصحیح اعمال شود.

 

4- اهمیت و مواد کاربرد :

حداکثر وزن مخصوص ها تئوری و دانسیته های مخلوطهای آسفالتی خواصی ذاتی هستند که مقادیر آنها تحت تاثیر ترکیب مخلوط نظیر نوع و مقدار مصالح سنگی و مواد قیری قراردارند. این پارامتر برای محاسبه درصد فضای خالی در مخلوطهای آسفالتی متراکم شده استفاده می شود و مقادیر موردنظر برای متراکم نمودن مخلوطهای روسازی و در محاسبه مقدار قیر جذب شده توسط منافذ داخلی غیر پیوسته ذرات مصالح سنگی، در مخلوط آسفالتی لازم می باشد.

 

5- وسایل :

5-1 ظرف خلاء:

شش ظرف مختلف خلاء که اندازه ظرف خلاء به حداقل اندازه لازم نمونه بستگی دارد. نمونه کم را در ظرف بزرگ استفاده نکنید.

5-2 ظروف خلاء برای توزین در هوا و آب که شامل دو نوع A  و B می باشد.

 

5-3 ظروف خلاء برای وزن نمودن فقط در هوا که شامل انواع C و D و E و F می باشد.

 

5-4 ترازو: با ظرفیت و دقت کافی به طوریکه بتواند وزن مخصوص نمونه های مخلوط آسفالتی متراکم نشده را با حداقل چهار رقم معنی دار محاسبه کرده بدین معنی که حداقل سه رقم بعد از اعشار باشد. برای روش کاسه (نوع A ) ترازو باید به وسیله مناسبی جهت تعلیق مجهز بوده به طوریکه بتوان وقتی نمونه از مرکز صفحه ترازو معلق می باشد، آن را وزن کرد.

 

5-5 پمپ خلاء یا هواکش آبی: قادر به مکش هوا از داخل ظرف خلاء بوده تا فشار باقی مانده 30 میلی متر جیوه گردد.

 

5-6 فشارسنج فشار باقی مانده: مستقیما به ظرف خلاء وصل می شود و توانایی اندازه گیری فشار باقی مانده زیر 30 میلی متر جیوه را دارد.

 

5-7 فشارسنج یا گیج خلاء: که برای اندازه گیری خلاء اعمالی منبع خلاء مناسب می باشد. عدد این فشار سنج لازم است که با عدد قرائت شده فشار باقی مانده از روی فشار سنجی که مستقیما به ظرف خلاء متصل شده کنترل شود.

 

5-8 دماسنج ها: دماسنج های شیشه ای با مایع کالیبره شده و با محدوده تقسیمات مناسب و حداکثر خلای 5/0 درجه سانتیگراد یا هر وسیله حرارت سنجی مناسب دیگر با دقت و حساسیت معادل باید استفاده شوند. دماسنجها باید مشخصات لازم در استاندارد ASTM E1  را دارا باشند.

 

5-9 حمام آب: برای ظروف A یا B حمام آبی که بتواند دما را بین 20 الی 30 درجه سانتیگراد ثابت نگهدارد لازم است.

 

5-10شیرجریان: متصل به مجموعه خلاء که برای سهولت تنظیم خلاء اعمالی به ظرف خلاء استفاده می شود.

 

5-11 دستکش های حفاظتی: وقتی لوازم شیشه ای تحت خلاء جابجا می شوند، استفاده می شود.

 

6- نمونه گیری:

نمونه را بر اساس روش های آزمایش ASTM:D979 بدست آورید:

 

اندازه نمونه باید مطابق با مشخصات زیر باشد. در مورد نمونه های بزرگتر از ظرفیت ظرف ممکن است بخشی از آنها در هر مرتبه آزمایش شوند.

 

 

حداقل مقدار نمونه بر حسب گرم

اندازه بزرگترین ذره مصالح سنگی در مخلوط بر حسب میلیمتر (اینچ)

6000

(2) 0/50

4000

() 5/37

2500

(1) 0/25

2000

()0/19

1500

()5/12

1000

()5/9

500

(شماره 4) 75/4

 

 

7- روش آزمایش:

 

7-1 ذرات نمونه انتخابی مخلوط آسفالت را با دست بنحوی که شکسته نشوند از هم جدا کنید . به طوریکه ذرات جدا شده بخش مصلاح سنگی ریز بزرگتر از  اینچ (3/6 میلیمتر) نباشد. اگر نمونه مخلوط آسفالتی به اندازه کافی نرم نباشد که بتوان آنها را با دست جدا کرد، آن را در یک ظرف پهن قرار داده و در گرمخانه گرم کرده تا بتوان آن را به روشی که گفته شد از هم جدا کرد.

 

7-2 غیر از مخلوطهای آسفالتی که در آزمایشگاه با مصالح سنگی خشک شده در گرمخانه آماده شده اند، نمونه ها باید در گرمخانه با دمای 5±105 درجه سانتیگراد تا رسیدن به جرم ثابت خشک شوند. خشک کردن و هرگونه گرم کردن لازم برای جدا کردن ذرات باید به عنوان عملیات واحدی ترکیب شوند تا تأثیرات گرم کردن مجدد به حداقل برسد.

 

7-3 نمونه را تا دمای اتاق خنک کرده در یک ظرف قیر اندود قرار داده و وزن کنید. جرم خالص نمونه را A بنامید. آب کافی با دمای تقریبی 25 درجه سانتیگراد اضافه کنید تا کاملا نمونه را بپوشاند.

 

7-4 هوای محبوس شده را از داخل نمونه با عملا خلائی که به تدریج افزوده می شود تا فشار باقیمانده به کمتر از 30 میلی متر جیوه یا کمتر برسد، خارج کنید. این فشاررا بمدت 5 الی 15 دقیقه نگهدارید. ظرف و محتویات آن را در طی مدت خلاء با وسیله مکانیکی یا دستی به طور پیوسته در فواصل زمانی حدود هر دو دقیقه یک بار بشدت تکان دهید. ظروف شیشه ای باید روی یک سطح قابل ارتجاع نظیر سطح لاستیکی یا پلاستیکی نه روی سطح سخت تکان داده شوند تا از ضربه شدید تحت خلاء اجتناب شود.

 

7-5 در پایان مدت خلاء ، خلاء را به آرامی کاهش دهید و یکی از مراحل زیر را انجام دهید.

 

7-5-1 توزین در آب: ظرف و محتویات آن را در حمام آب معلق کنید و جرم غوطه ور را پس از 1±10 دقیقه تعیین کنید. دمای حمام آب را اندازه بگیرید و اگر با 1±25 درجه سانتیگراد فرق داشت جرم را برای دمای 25 درجه سانتیگراد تصحیح کنید. جرم نمونه در آب 25 درجه سانتیگراد را C بنامید.

 

7-5-2 توزین در هوا: فلاسک نوع C یا هر یک از پیکنومترهای نوع D,E,F را با آب پر کرده و دمای آب را در 1±25 درجه سانتیگراد تنظیم کنید. جرم ظرف با محتویات آن را پس از پرشدن کامل بعد از مدت زمان 1±10 دقیقه بدست آورده و این جرم را E بنامید.

 

8- محاسبه: حداکثر وزن مخصوص تئوری نمونه را در دمای 25 درجه سانتیگراد به روش زیر محاسبه کنید:

8-1 توزین در آب:

(1)                                               = حداکثر وزن مخصوص تئوری

در این رابطه :

A : جرم در هوای نمونه خشک شده در گرمخانه بر حسب گرم .

C : جرم آب جابجا شده توسط نمونه در 25 درجه سانتیگراد بر حسب گرم .

8-2 : توزین در هوا:

(2)                                         = حداکثر وزن مخصوص تئوری

در این رابطه:

A= جرم در هوای نمونه خشک شده در گرمخانه بر حسب گرم

D = جرم ظرف پر شده با آب در دمای 25 درجه سانتیگراد بر حسب گرم

E = جرم ظرف پر شده با نمونه و آب در دمای 25 درجه سانتیگراد بر حسب گرم

 

8-3 حداکثر دانسیته تئوری در 25 درجه سانتیگراد: حداکثر دانسیته تئوری متناظر در 25 درجه سانتیگراد را به روش زیر محاسبه کنید:

در سیستم SI :

 کیلوگرم/مترمکعب 1/997 * حداکثر وزن مخصوص تئوری= حداکثر دانسیته تئوری در 25 درجه سانتیگراد

در این روابط:

وزن مخصوص آب در 25 درجه سانتیگراد در سیستم SI برابر 1/997 در سیستم اینچ – پوند 245/62
می باشد.


جدول یک:

اثر تصحیح دما در حجم اندازه گیری شده در دمای 20 درجه سانتیگراد برای جرم مشخص مخلوط آسفالتی سست به منظور بدست آوردن حداکثر وزن مخصوص تئوری در دمای 25 درجه سانتیگراد

دما

(درجه سانتیگراد)

حجم مخلوط سست در دمای 20 درجه سانتیگراد

تصحیح حجم برای تغییر دما

حجم تصحیحی شده مخلوط سست

در 20

درجه سانتیگراد

جرم مخلوط سست

وزن مخصوص مخلوط سست

1

2

3

3+2=4

5

=6

31

77/492

2046/0

975/492

3/1251

5383/2

30 (الف)

77/492

1860/0

956/492

3/1251

5384/2

29 (الف)

77/492

1674/0

937/492

3/1251

5385/2

28 (الف)

77/492

1488/0

919/492

3/1251

5386/2

27 ( الف)

77/492

1302/0

900/492

3/1251

5386/2

26 ( الف)

77/492

1116/0

882/492

3/1251

5387/2

25(الف)

77/492

0930/0

864/492

3/1251

5388/2

24 (الف)

77/492

0744/0

844/492

3/1251

5389/2

23 (الف)

77/492

0558/0

826/492

3/1251

5390/2

22 (الف)

77/492

0373/0

807/492

3/1251

5391/2

21 (الف)

77/492

0186/0

789/492

3/1251

5392/2

20

77/492

0000/0

772/492

3/1251

5393/2

19

77/492

0186/0-

751/492

3/1251

5394/2

 

الف- تغیییرات کمتر از 5000/0

توجه1: جدول بالا به طور واضح نشان می دهد که وزن مخصوص برای این مخلوط خاص که در دمای 20 درجه سانتیگراد اندازه گیری شده در برابر حداکثر وزن مخصوص تئوری در 25 درجه سانتیگراد ضعف دارد . مقدار 5388/2 در برابر 5393/2 می باشد که اختلاف آنها برابر 5000/0 بوده و تصحیح دما لازم است.

 

توجه 2: اگر اندازه گیری حجم در 21 درجه سانتیگراد انجام گرفته باشد جدول نشان می دهد که تصحیح دمایی لازم نیست زیرا اندازه گیری در دمای 21 درجه سانتیگراد برای اندازه گیری حداکثر وزن مخصوص تئوری در دمای 5 درجه سانتیگراد مناسب خواهد بود . زیرا مقدار 5388/2 در برابر 5392/2 می باشد که اختلاف این دو کنتر از 0005/0 است.

 

 

9- گزارش: گزارش شامل اطلاعات ذیل می باشد.

9-1 وزن مخصوص و دانسیته مخلوط با سه رقم اعشار، دانسیته در 25 درجه سانتیگراد یا وزن مخصوص و در 25 بر 25 درجه سانتیگراد .

9-2 نوع مخلوط و نوع ظرف .

9-3 اندازه نمونه ها و تعداد نمونه ها .

9-4 روش آزمایش .


روش استاندارد آزمایش تعیین وزن مخصوص و دانسیته حقیقی مخلوطهای آسفالتی متراکم شده به روش اشباع با سطح خشک

استاندارد ASTM:D2726

 

1- هدف

این روش آزمایش به منظور تعیین وزن مخصوص و دانسیته حقیقی نمونه های متراکم شده مخلوطهای آسفالتی که دانه بندی پیوسته و عملاً غیر جاذب می باشند ، استفاده می شود .

 

2- اصطلاحات :

2-1- دانسیته حقیقی : جرم یک متر مکعب از ماده در 25 درجه سانتیگراد است که در این روش تعیین می شود .

2-2- وزن مخصوص حقیقی : نسبت جرم حجم معینی از ماده در دمای 25 درجه سانتیگراد ، بر جرم همان حجم از آب در همان دما می باشد که با این روش تعیین می شود .

 

3- خلاصه ای از روش آزمایش :

نمونه در حمام آب 25 درجه سانتیگراد غوطه ور می شود سپس جرم نمونه داخل آب اندازه گیری شده و نمونه از آب خارج و سریعاً با یک حوله مرطوب خشک شده و در هوا وزن می شود از اختلاف بین دو جرم ، برای اندازه گیری جرم آب هم حجم در دمای 25 درجه سانتیگراد ، استفاده می شود .

 ضرایب تصحیح برای تبدیل جرم در دمای مرجع 25 درجه سانتیگراد که اگر توزین ها در دماهای مختلف انجام شود ، موجود می باشد .در این روش آزمایش ، راهنمائی هایی برای تعیین جرم کاملاً خشک نمونه یا خشک شده در گرمخانه بیان می کند وزن مخصوص حقیقی از این جرمها محاسبه شده و سپس دانسیته از ضرب کردن وزن مخصوصنمونه در دانسیته آب ، بدست می آید .

 

4- مشخصات و کاربرد :

نتایج بدست آمده از این روش آزمایش ، می توانند در تعیین وزن واحد حجم نمونه های مخلوط آسفالتی متراکم شده با دانه بندی پیوسته بکار روند و از ترکیب کردن با نتایج روش آزمایش ASTM D 3203 درصد فضای خالی بدست می آید . این مقادیر با تغییر و تبدیل هایی ممکن است در تعیین میزان تراکم نسبی مورد استفاده قرار گیرد . از آنجایی که وزن مخصوص واحد ندارد ، برای انجام محاسباتی که واحد نیاز دارند وزن مخصوص باید به دانسیته تبدیل شود . این تبدیل با ضرب کردن وزن مخصوص در دمای مشخص در دانسیته آب در همان دما انجام می شود .

 

5- وسایل آزمایشگاهی :

5-1- ترازو : با ظرفیت و دقت مناسب ، که قادر به محاسبه وزن مخصوص حقیقی نمونه ها تا حداقل چهار رقم معنی دار که حداقل سه رقم آن اعشاری است ، ترازو باید به وسیله مناسبی مجهز باشد که بتوان وزن نمونه را به حالت معلق در آب اندازه گرفت . ترازو باید براساس استاندارد ASTM D4753 مربوط به ترازوی کلاس GP2 باشد .

5-2- حمام آب : برای غرقاب کردن نمونه در آب به حالت معلق ، که به یک مجرای خروجی سرریز برای ثابت نگهداشتن سطح آب مجهز باشد .

 

6-  نمونه گیری :

نمونه ها ممکن است از مخلوطهای آسفالتی آزمایشگاهی قالب گیری شده یا از روسازی ها آسفالتی گرفته شده باشند . در صورتی که نمونه های صحرایی باشد باید براساس استاندارد ASTM D979 اخذ کنید . نمونه های روسازی باید از روسازی راه با مغزه گیری به وسیله مته الماسی یا کربوراندوم یا با هر وسیله مناسب دیگری گرفته شود .

 

7- نمونه های آزمایشی :

در اندازه نمونه ها پیشنهاد می شود 1- قطر قالب استوانه ای یا نمونه های مغزه گیری شده یا طول جوانب نمونه های اره شده ، حداقل معادل چهار برابر حداکثر اندازه مصالح سنگی باشد و 2- ضخامت نمونه ها ، حداقل 15 برابر حداکثر اندازه مصالح سنگی باشد . در هنگام اخذ نمونه ها از روسازی یا خارج کردن نمونه ها از قالب ، باید به این نکته توجه کرد که پیچش خمش و ترک خوردگی در نمونه ایجاد نشود .

نمونه ها باید عاری از مواد خارجی نظیر اندود آب بندی ، اندود سطحی ، مصالح بستر ، خاک ، کاغذ یا برچسب باشد و در محلی امن و خنک نگهداری شوند . در صورت تمایل ، ممکن است نمونه ها از لبه های دیگر روسازی با اره کردن یا با وسیله مناسب ، دیگری جدا شوند .

 

8- روش آزمایش :

8-1- برای نمونه هایی که دارای رطوبت یا حلال و یا هر دو می باشند .

8-1-1- جرم نمونه در آب : نمونه را در حمام آب 25 درجه سانتیگراد به مدت 3 تا 5 دقیقه غوطه ور کنید ، سپس نمونه را در آب وزن کرده و این جرم را C بنامید . اگر دمای نمونه از دمای حمام نمونه بیش از 2 درجه سانتیگراد تفاوت داشته باشد ، نمونه باید به مدت 10 تا 15 دقیقه در حمام آب غوطه ور شود .

 

8-1-1-1- دمای آب ا اندازه گیری کنید و اگر دمای آب با 1  25 درجه سانتیگراد اختلاف داشته باشد ، بر اساس مطابق بند 9-2 برای اندازه گیری وزن مخصوص حقیقی در دمای 25 درجه سانتیگراد باید تصحیحاتی انجام گیرد .

8-1-2- جرم نمونه اشباع با سطح خشک در هوا : سطح نمونه را با یک حوله مرطوب سریعاً خشک کرده و سپس آنرا در هوا وزن کنید . این جرم را B بنامید .

 

8-1-3- جرم نمونه خشک شده در گرمخانه : نمونه را در گرمخانه با دمای 5  110 درجه سانتیگراد تا رسیدن به جرم ثابت کاملاً خشک کنید و اجازه دهید نمونه سرد شود و سپس آن را در هوا وزن کرده و این جرم را A بنامید .

8-2- برای نمونه های کاملاً خشک .

 

8-2-1- جرم  نمونه خشک در هوا : نمونه را پس از قراردادن به مدت حداقل یک ساعت در دمای اتاق ، وزن کنید این جرم را A بنامید .

 

8-2-2- جرم نمونه در آب : همان روش تشریح شده در بند 8-1-1 را بکار برید .

 

8-2-3- جرم نمونه اشباع با سطح خشک در هوا : سطح نمونه را با یک حوله مرطوب سریعاً خشک کرده و سپس آن را در هوا وزن کنید . این جرم را B بنامید .

 

9-  محاسبه :

9-1- وزن مخصوص حقیقی نمونه را به صورت زیر محاسبه کنید .

 = وزن مخصوص حقیقی

که در این رابطه :

A= جرم نمونه خشک در هوا بر حسب گرم .

B-C= جرم حجمی از آب که برابر با حجم نمونه در 25 درجه سانتیگراد می باشد .

B= جرم نمونه اشباع با سطح خشک در هوا بر حسب گرم .

C= جرم نمونه در آب بر حسب گرم می باشد .

 

9-2- وزن مخصوص حقیقی نمونه در دمای 25 درجه سانتیگراد می تواند از وزن مخصوص حقیقی نمونه در هر دمای دیگر به صورت زیر محاسبه شود :

 

وزن مخصوص حقیقی نمونه در دیگر دماها * K = وزن مخصوص حقیقی نمونه در 25 درجه سانتیگراد

K از جدول یک تعیین می شود .

 

9-2-1- اگر دمای آب با دمای 25 درجه سانتیگراد کمتر از 3 درجه سانتیگراد اختلاف داشته باشد ، دقت آزمایش در این محاسبات معتبر خواهد بود . اگر اختلاف دما بیش از 3 درجه سانتیگراد باشد ، جرم آب جابجا شده باید از رابطه زیر تصحیح شود :

 = تصحیح

 

 = تفاوت دمای حمام آب با دمای 25 درجه سانتیگراد .

= متوسط ضریب انبساط حجمی بتن آسفالتی که برابر 5-10*6 میلی متر بر میلی .

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول یک : دانسیته مطلق آب و ضریب تبدیل K برای دماهای مختلف

دما (C)

دانسیته مطلق آب A

ضریب تصحیح K

10

999728/0

002661/1

11

999634/0

002567/1

12

999526/0

002458/1

13

999406/0

002338/1

14

999273/0

002204/1

15

999129/0

00206/1

16

998972/0

001903/1

17

998804/0

001734/1

18

998625/0

001555/1

19

998435/0

001364/1

20

998234/0

001162/1

21

998022/0

000950/1

22

997801/0

000728/1

23

997569/0

000495/1

24

997327/0

000253/1

25

997075/0

000000/1

26

996814/0

999738/0

27

996544/0

999467/0

28

996264/0

999187/0

29

995976/0

998898/0

30

995678/0

998599/0

A            = اطلاعات از پنجاه و پنجمین کتاب شیمی و فیزیک از انتشارات CRC گرفته شده است .

 

9-3- دانسیته نمونه ها از رابطه زیر محاسبه می شود :

(24/62 یا ) 0/997 * وزن مخصوص حقیقی = دانسیته

در این رابطه 0/997 – دانسیته آب در دمای 25 درجه سانتیگراد بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب (997/0 گرم بر سانتیمتر مکعب ) می باشد .

 

 

10-             گزارش :گزارش باید شامل موارد زیر باشد :

 

11-1- وزن مخصوص حقیقی مخلوط با سه رقم بعد از اعشار به عنوان وزن مخصوص حقیقی در دمای 25 درجه سانتیگراد .

11-2- دانسیته مخلوط با چهار رقم معنی دار بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب به عنوان دانسیته در دمای 25 درجه سانتیگراد

11-3- نوع مخلوط و اندازه نمونه .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


روش استاندارد آزمایش وزن مخصوص و دانسیته حقیقی مخلوطهای آسفالتی کوبیده شده با استفاده از پوشش پارافین ASTM D1188

 

1-                 هدف :

این آزمایش ، تعیین  وزن مخصوص حقیقی نمونه های مخلوط آسفالتی کوبیده شده را مطابق با تعاریف استاندارد ASTM E12 بیان می کند . وزن مخصوص حقیقی مخلوطهای آسفالتی کوبیده شده در محاسبات وزن واحد حجم مخلوط ، مورد استفاده قرار می گیرد .

 

2-                 مشخصات و کاربرد :

این آزمایش در محاسبه درصد فضای خالی ، همانند آنچه که در روش آزمایش ASTM D3203 بیان شده ، کاربرد دارد . از آنجائیکه وزن مخصوص واحد ندارد ، در این نوع محاسبه باید وزن مخصوص به دانسیته تبدیل شود . این تبدیل با ضرب کردن وزن مخصوص در دمای مشخص به دانسیته آب در همان دما انجام می شود .

3-                 وسایل :

3-1- ترازو – با ظرفیت های مختلف و با دقت کافی ، که قادر به محاسبه وزن مخصوص حقیقی نمونه ها با حداقل چهار رقم معنی دار و با حداقل سه رقم بعد از اعشار باشد . ترازو باید به وسایل مناسبی مجهز باشد که بتوان نمونه ها را به حالت معلق درآب وزن کرد .

 

3-2-حمام آب – برای غوطه ور کردن نمونه در آب به حالت معلق با یک مجرای خروجی سرریز برای ثابت نگهداشتن سطح آب استفاده می شود .

 

4- نمونه های آزمایش :

نمونه های آزمایش ممکن است از مخلوطهای آسفالتی در آزمایشگاه قالب گیری شده یا اینکه از روسازی آسفالتی در محل بریده شوند و در اندازه نمونه ها پیشنهاد می شود : ا- قطر قالب استوانه ای یا نمونه های مغزه گیری شده یا طول نمونه های بریده شده ، حداقل معادل چهار برابر حداکثر اندازه مصالح سنگی باشد . 2- ضخامت نمونه ها ، حداقل یک و نیم برابر حداکثر اندازه مصالح سنگی باشند .

نمونه های روسازی را با مغزه گیری با مته الماسی یا کربوراندوم یا با هر وسیله مناسب اخذ نمود و سپس به هنگام برداشتن نمونه ها از محل روسازی یا خروج آنها از قالب باید مراقبت بعمل آید تا از پیچش ، خمش یا ترک خوردن نمونه ها جلوگیری شود .نمونه ها را در جایی امن و خنک نگهداری کنید . نمونه ها باید عاری از مواد خارجی از قبیل اندود آب بندی ، اندود سطحی ، مصالح بستر ، خاک و کاغذ باشند و اگر هر یک از این مواد دیده شدند از نمونه ها باید برداشته شوند . در صورت تمایل ممکن است نمونه ها از لایه های دیگر با اره کردن یا با وسایل مناسب دیگر جدا شوند .

 

 

 

 

 

 

 

5- روش آزمایش :

5-1- توزین نمونه های بدون پوشش – نمونه ها را در معرض جریان هوای یک پنکه برقی در دمای اتاق ، حداقل بمدت یک ساعت قرار دهید تا رطوبت سطحی آنها تبخیر شده و به وزن ثابت برسند ، سپس نمونه ها را توزین کرده و این وزن را A بنامید .

 

5-2- توزین نمونه های پوشش داده شده در هوا – کل سطح نمونه آزمایش را با پارافین مذاب با ضخامت کافی بپوشانید ، بطوریکه همه فضاهای خالی سطح را بپوشاند . اجازه دهید نمونه در دمای اتاق بمدت 30 دقیقه خنک شده و سپس توزین کنید ، این وزن را D بنامید .

 

نکته 1: اگر در نظر باشد که نمونه ها برای آزمایشهای دیگر مورد استفاده قرار گیرند و لازم است که پوشش پارافین برداشته شود ، می توان بر روی نمونه ها قبل از پوشش ، پودرتالک پاشید .

 

نکته 2 : قبل از پوشش با پارافین ، بهتر است نمونه در حرارت 4/4 درجه سانتیگراد (40 درجه فارنهایت) برای مدت 30 دقیقه نگهداری و سپس نمونه را در پارافین گرم ( که در دمای 6/5 تا 10 درجه فارنهایت بالای نقطه ذوب آن باشد ) فرو ببرید . ممکن است لازم باشد که سطح پارافین را با پارافین گرم اضافی تماس داده تا سوراخهای ریز شود .

 

5-3- توزین نمونه ها پوشش داده شده در آب – نمونه های پوشش داده شده را در حمام آب 25 درجه سانتیگراد وزن کنید و این وزن را E بنامید .

 

5-4- وزن مخصوص پارافین - اگر وزن مخصوص پارافین معلوم نباشد وزن مخصوص آنرا در دمای 25 درجه سانتیگراد تعییبن کرده و آنرا F بنامید .

 

5-5- تصحیح رطوبت – در حالتی که نمونه ها از روسازی بدست آمده و دارای رطوبت باشند ، لازم است که وزنهای A،D،E برای وزن رطوبت تصحیح شوند . بعد از تعیین وزن E مقدار رطوبت را از وزنهای A،D،E تعیین کنید .

نکته 3 : رطوبت به دو روش می تواند تعیین شود :

 

1-                                                                                                                                     با خشک کردن نمونه های پوشش داده نشده در یک گرمخانه با دمای تقریباً ثابت 110 درجه تا رسیدن به وزن ثابت .

2-                                                                                                                                     با استفاده از روش آزمایش ASTM D1461 اگر در دمای 110 درجه سانتیگراد مواد قیری مخلوط تبخیر شده یا جاری شوند از روش دوم استفاده کرد .

6- محاسبات : وزن مخصوص حقیقی نمونه ها را از رابطه زیر محاسبه کنید .

= وزن مخصوص حقیقی                            

که در آن

A= وزن نمونه خشک در هوا بر حسب گرم .

D= وزن نمونه خشک پوشیده شده با پارافین در هوا بر حسب گرم .

E= وزن نمونه خشک پوشیده شده با پارافین در آب برحسب گرم .

F= وزن مخصوص پارافین در 25 درجه سانتیگراد .

6-2- دانسیته نمونه ها را از رابطه زیر محاسبه کنید .

                                                           0/977*وزن مخصوص حقیقی = دانسیته

که در این رابطه

0/977= دانسیته آب در 25 درجه سانتیگراد برحسب کیلوگرم بر متر مکعب می باشد یا

24/62*وزن مخصوص حقیقی = دانسیته

که در این رابطه  24/62= دانسیته آب در 25 درجه سانتیگراد برحسب پوند بر فوت مکعب می باشد .

 

 

 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 14:21
0 نظر

آزمایش لس آنجلس(سایش دانه ها)

   مقدمه:

           یکی از راههای تعیین میزان مقاومت در برابر ساییدگی  آزمایش لس آنجلس است.البته در این آزمایش تاثیرات ضربه بر سنگدانه ها نیز منظور است ولذا نمی توان به آن صرفااز دیدگاه سایش نگاه کرد.

  سختی سنگدانه ها معمولا تحت عنوان مقاومت در برابر سایش مطرح می شود.این ویژگی یکی از مهمترین مشخصه های مصالح مخلوط است. به عنوان مثال بتنی که برای کف سازی محلهای پر رفت وآمد با بار سنگین مورد استفاده قرار می گیرد باید در برابر سایش مقاومت شایسته ای از خود نشان دهد . قسمت ابتدایی باند فرودگاه ها را که محل به زمین نشستن هواپیماست ازبتن ویژه این کار می سازند.واگر این بتن در برابر سایش ناشی از اصطکاک وفشار چرخها به اندازه کاقی مقاوم نباشد به مرور زمان مشکلات اساسی ایجاد می کند.

اما به هر حال نتایج این آزمایش معیاری است از استحکام مصالح مورد نظر.در استانداردA.S.T.Mبرای سنگدانه های متوسط از مشخصات ارائه شده تحت شماره C_131وبرای سنگدانه های درشت از مشخسات ارائه شده تحت شماره C_535استفاده        می شود.

لازم به ذکر است که آزمایش لس آنجلس صرفا برای نمونه ها با دانه بندی استاندارد می باشدو جهت تعیین میزان ساییدگی سایر سنگدانه ها از روش های دیگر استفاده می شود.

روشی که در ادامه به توضیح آن پرداخته ایم برای سنگدانه های کوچکتر از 2/3Inch(mm5/37)می باشد.

 

 

روش کار:

                 با توضیحات ارائه شده توسط استاد راهنما آزمایش خود را به صورت گروهی ودسته جمعی بدین گونه آغاز کردیم.ابتدا نمونه هایی از سنگدانه ها با دانه بندی استاندارداز داخل منبع مخصوص برداشته وبرای راحتی کار در ظدف دیگری ریختیم و به وسیله الک 19 مقداری از آن را به مقدارKg 5/2 سرند کردیم. که روش وزن کردن آن به روش زیر بود ابتدا وزن سینی را اندازه گرفتیم که می خاستیم مقدار Kg 5/2 از سنگدانه الک شده را در داخل آن بریزیم که وزن آن مساوی  Kg080/1شد.سپس سنگدانه الک شده را در داخل سینی ریختیم تا وزن کل به Kg580/3برسدکه Kg 5/2  آن وزن سنگدانه ها بود سپس سینی را برای ادامه آزمایش کنار گذاشتیم و دوباره سنگدانه های دیگری را با الک19 سرند کردیم.سنگدانه های گذرنده از آن را با الک 12 سرند کردیم وسپس با الک3:8الک کردیم. سنگدانه های گذرنده از الک12وباقیمانده در الک3:8سنگدانه های مورد نظر ما هستند که Kg 5/2 از آن را می خواهیم که طریق وزن کردن آن به طریق مشابه قبلی انجام شد. که این بار وزن سینی Kg070/1بود و وزن کل سنگدانه ها و سینی باید Kg570/3می شد تا Kg5/2 از سنگدانه های مورد نظر را داشته باشیم سپس سنگدهنه های دو سینی را با هم جهت ریختن در دستگاه لس آنجلس مخلوط کردیم.دستگاه لس آنجلس تشکیل شده از یک استوانه تو خالی افقی به قطر داخلی cm70.6_71.7.استوانه از دو طرف بسته و متصل به محوری است که بر محور تقارن آن منطبق باشد وبه درون آن نفوذ نکرده است.دستگاه به گونه ای ساخته شده که استوانه می تواند بطور افقی حول این محور دوران نماید.قسمتی از استوانه قابلیت جدا شدن دارد وبا پیچ به بدنه آن متصل می گردد.این قسمت تنها منطقه ارتباط درون استوانه با بیرون میباشد واز آن جهت بارگیری و همچنین تخلیه دستگاه استفاده میشود.داخل استوانه تیغه ای فلزی به ارتفاعmm91-87و هم طول استوانه در امتداد محور دستگاه قرار دارد.

پس از باز کردن دریچه دستگاه مخلوط سنگدانه ها وتعداد ده عدد گلوله فلزی (450کیلوگرمی)را داخل دستگاه می ریزیم و سپس دریچه را پس از جایگذاری با آچار فرانسه محکم می کنیم وبا دکمه پایینی دستگاه را روشن کرده وزمان را اندازه می گیریم که در حدود 15 دقیقه باید دستگاه روشن باشدکه معادل 500 دور است.وبرای جلوگیری از اذیت گوشها که صدای بلندی دارد در بیرون از آزمایشگاه منتظر می مانیم تا 15 دقیقه تمام شود.بعد از اتمام وقت لازم با فشار دادن دکمه وسط دستگاه را خاموش می کنیم وبا فشار دادن دکمه بالا دستگاه را خلاس کرده تا به کمک آچار پیچ های دریچه را باز کنیم. البته در آزمایش انجام شده به علت سفت و محکم نبودن یکی از پیچها مقداری از سنگئانه ها بیرون ریخته شد که خطای آزمایش را بالا برد.سپس سنگدانه ها را از داخل دستگاه بدین گونه خارج کردیم که محفظه دستگاه را چرخاندیم  تا دریچه آن به سمت پایین قرار گیردو محتویات آن را روی سینی مخصوص دستگاه می ریزیم وگلوله های فلزی داخل آن را جدا می کنیم و در سطل مخصوصش می گذاریم وبا الک نمره 12 آن را سرند می کنیم و مقدار آن را وزن می کنیم و از وزن کل کم می کنیم روش وزن کردن نیز مشابه روش های قبلی است که در این حالت وزن ظرف 1.100کیلو گرم بدست آمد و مقدار کل سنگدانه سرند شده با ظرف4.370 کیلو گرم بدست آمد.

درصد سایش بدین گونه بدست می آید که وزن جرم سنگدانه های رد شده از الک 12 تقسیم بر جرم کل سنگدانه ها ضربدر 100 که نباید از 20 تجاوز کند .

100*(کل سنگدانه ها/رد شده از الک 12)=درصد سایش

در این آزمایش وزن کل سنگدانه ها در ابتدای آزمایش 5 کیکو گرم

 

 

 ،وزن سنگدا نه های الک شده از الک 12 به اضافه وزن ظرف370/4 و وزن ظرف 100/1 کیلو گرم بود.مقدار سنگدانه های باقی مانده برابر است با

(100/1-370/4)-5

که نتیجه آن1.73 می شود.

6.34=100*(5/1.73)=درصد سایش

البته خطای ایجاد شده بیشتر به خاطر محکم نبودن پیچ دستگاه و بیرون ریختن مقداری سنگدانه بود،که ما آن را جز سنگدانه های رد شده از الک حساب کردیم.

          

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 14:17
0 نظر

آزمایش کشش فولاد

کلیات: فولاد یکی از مهمترین مصالح ساختمانی است و پی بردن به مشخصات و کنترل کیفیت آن قبل از بکارگیری، از اهمیت بسیاری در بالا بردن درجه قابلیت اطمینان (Reliability) ساختمان برخوردار است. در اغلب کارخانجات تولید فولاد و صنایع فولادی برای تعیین جنس فولاد، حد گسیختگی کششی آن را در نظر می‌گیرند. بالطبع دقیق‌ترین روش تعیین این مقدار انجام آزمایش کششی می‌باشد.

هدف از آزمایش: منظور از آزمایش کشش تعیین حد ارتجاعی و تاب گسیختگی فلزات مختلف می‌باشد. همچنین با این آزمایش می­توان به ضریب ارتجاعی فلزات دست یافت. می­دانیم که ضریب مذکور در حد تناسب از این رابطه پیروی می‌کند:

 

                        

که در آن  مقدار نیرو در واحد سطح مقطع نمونه () و  تغییر طول نسبی نمونه می­باشد ().

اثر تنش کششی بر اجسام:


بطور کلی فلزات را می­توان به دو دسته شکننده یا ترد (Brittle) و نرم (Ductile) تقسیم کرد. تفاوت این دو دسته در ساختمان ذرات آنها می­باشد. ساختمان ذرات شکننده طوریست که مقاوت به لغزش ذرات آنها بر روی هم بیش از نصف مقاومت جدا شدن ذراتشان می­باشد. در فلزات نرم، ذرات با مقاومت زیاد بهم چسبیده­اند ولی مقاومت به لغزش آنها روی هم کم است. به همین علت هنگامی که تحت کشش قرار گیرند قبل از اینکه تنش منجر به جدا شدن ذرات از هم بشود، ذرات روی هم لغزیده، مقطع قطعه باریک می­شود و به این ترتیب فلز گسیخته می­شود. چنانکه در دایره مور دیده می­شود، در حالیکه تنش کششی  وجود داشته باشد، ماکزیمم برش  روی مقطعی است که تحت زاویه 45 درجه نسبت به راستای تنش کششی قرار دارد. روی همین اصل است که در مورد فلزات نرم ضریب اطمینان را بر حسب تئوری ماکزیمم برش پایه­گذاری می­کنند، این امر در مورد فلزات نرم قابل قبول می­باشد. 

رابطه بین نیروی کششی و تغییر طول:

رابطه بین نیروی کششی یا تنش کششی (با فرض سطح مقطع اولیه) با تغییر طول نسبی متوسط (با فرض طول اولیه) یک منحنی است مانند شکل زیر، که دارای یک قسمت خطی است محدود به نیروی کششی Pp یا تنش کششی  که موسوم به حد تناسب است. در این ناحیه رابطه بین ازدیاد طول با نیروی کششی خطی است. در عمل حد تناسب را، که برای فولاد نرم برابر حد ارتجاعی است، برای سایر مواد برابر تنش نقطه­ای در منحنی می­گیرند که تغییر شکل ماندگار در آن نقطه برابر 001/0 درصد می‌باشد. حد ارتجاعی یکی از مشخصه­های اصلی مصالحی نظیر فولاد است.

حد ارتجاعی محدود به Pe یا  حدی است که اگر بار قبل از رسیدن به آن حد برداشته شود، جسم به حالت اولیه برمی‌گردد. گاه ضمن آزمایش، بار پس از رسیدن به حد جاری شدن، ناگهان تقلیل می‌یابد و منحنی مسیر خط‌چین را طی می‌نماید. در این حالت دو حد ارتجاعی فوقانی و تحتانی خواهیم داشت که حد تحتانی، مبنا و ملاک قضاوت می­باشد.

پس از حد ارتجاعی، رابطه بین نیروی کششی و تغییر طول یا تنش و تغییر طول نسبی، خطی نبوده بصورت منحنی است که در مورد بعضی از اجسام مانند آهن و فولاد نرم به صورت تقریباً افقی در می‌آید، یعنی بدون افزایش نیرو، تغییر شکل افزوده می­شود. این پدیده را جاری شدن و تنش مربوطه را حد جاری شدن می­نامند. برای بعضی از فولادها، پله جاری شدن مشخص نیست، در اینجا تنش یا نیروی کششی مربوط به حد ارتجاعی را مقداری در نظر می‌گیرند که تغییر طول نسبی دائمی به ازای آن، برابر 2/0 درصد طول اولیه می‌باشد. در مورد این نوع فولادها نیز چون حد تناسب و حد ارتجاعی بسیار به یکدیگر نزدیک می‌باشند، آنها را برابر می­گیرند:   

اگر بار را باز هم افزایش بدهیم، فلز دوباره مقاوم شده و ازدیاد طول آن به ازای ازدیاد نیروی کششی انجام می‌پذیرد. این پدیده را سخت شدن مجدد فولاد یا سخت­گرایی می­نامند. افزایش نیرو و تغییر شکل همچنان ادامه می‌یابد تا اینکه نیروی کششی به Pu و یا تنش کششی به  برسد. در این لحظه نقطه­ای از فولاد که احیاناً ضعیفتر است باریک و مقدار تنش در این مقطع بیشتر می­گردد و بالاخره میله در این مقطع گسیخته می­شود. به این پدیده اصطلاحاً Striction Necking  می­گویند.

چنانکه در شکل بالا دیده می‌شود منحنی پس از گذشتن از  بطرف پایین می‌آید و بازای نیروی کششی  و تنش گسیختگی  گسیخته می‌شود. علت این است که ما تنش را با سطح مقطع اولیه سنجیده‌ایم و چون در موقع گسیخته شدن فک‌های ماشین نیروی کمتری وارد می‌کنند پس مقدار تنش گسیختگی که به طریق فوق محاسبه می‌شود از مقدار  کمتر می‌باشد.

اگر درباره توزیع ازدیاد طول در نمونه مطالعه کنیم در می‌یابیم که این ازدیاد طول بطور یکنواخت در تمام طول نمونه انجام نشده بلکه قسمت اعظم آن در مجاورت مقطع گسیختگی ایجاد شده است. این تحقیق را می‌توان با علامت‌گذاری به فاصله‌های مناسب روی نمونه‌ تحت کشش انجام داد.

میزان ازدیاد طول یک نمونه آزمایش شده را معمولاً با درصد ازدیاد طول مشخص می‌سازند. به این ترتیب که اگر دو قسمت گسیخته شده نمونه‌ای بطول l را پهلوی هم بگذاریم و طول آن را اندازه بگیریم درمی‌یابیم نسبت به حالت اولیه به اندازه  تغییر یافته و از آنجا:

درصد ازدیاد طول

 

رابطه تنش کششی واقعی و تغییر طول نسبی واقعی در یک مقطع:

هرگاه میزان نیروی کششی در هر لحظه را به سطح مقطع میله در همان لحظه تقسیم کنیم تنش کششی حقیقی بدست می‌آید. البته این مقدار برای حد ارتجاعی و حد جاری شدن، به علت کوچک بودن تغییرات سطح مقطع میله تقریباً برابر مقدار  می‌باشد (A0 سطح اولیه میله است). ولی برای مرحله نزدیک گسیختگی چون میله در این موقع باریک شده و تغییرات سطح مقطع زیاد است تنش کششی حقیقی تفاوت زیادی با مقدار تنش محاسبه شده به طریق قبلی دارد. با اندازه‌گیری قطر مقطع به ازای هر نیروی معینی به خصوص در لحظات گسیختگی می‌توان تنش کششی واقعی را بدست آورد.

مقدار تغییر طول نسبی متوسط که به طریق قبلی بدست می‌آید بسیار تقریبی است، زیرا اولاً در مراحل اولیه بارگذاری مقدار تغییر طول را به طول اولیه تقسیم می‌کنیم و این خود یک خطای کوچک است. چون در این مرحله هم تمام میله تغییر شکل یکنواخت نداده است، مثلاً قسمتی از میله که داخل گیره ماشین می‌باشد ممکن است اصلاً تغییر شکل ندهد. ثانیاً در مراحل گسیختگی مقدار تغییر طول کل را به طول کل میله تقسیم می‌کنیم در صورتی که منطقه باریک شده تغییر طول نسبی بیشتری دارد تا نقاط دیگر و یا به عبارت دیگر این مقدار در طول میله ثابت نمی‌باشد. برای پیدا کردن مقدار دقیق تغییر طول نسبی به طریق زیر عمل می‌کنیم:

فرض می‌کنیم قطعه‌ای از میله مورد آزمایش به طول اولیه l0 باشد و پس از وارد کردن بار بطور تدریجی طول آن به l1 برسد. در یک لحظه غیر مشخص که طول میله l است ( l0 < l < l1) به علت اضافه کردن نیروی کششی به اندازه dP مقدار dl به طول آن اضافه می‌گردد بنابراین مقدار تغییر طول نسبی در این لحظه برابر با dl/l می‌شود، پس مقدار کل تغییر طول نسبی میله در ناحیه بطول اولیه l0 برابرست با:

از طرف دیگر می‌دانیم که مطابق قانون پواسن مقدار حجم میله ثابت می‌ماند، یعنی l1A1=l0A0  پس  که در آن A1 , A0   سطح مقطع میله در دو حالت اولیه و نهایی است.

پس مقدار تغییر طول نسبی واقعی را می‌توان به صورت عبارت زیر در آورد:

D1 , D0  قطر مقطع میله در دو حالت اولیه و نهایی است. بنابراین برای یک نقطه غیر مشخص از میله مورد آزمایش با در دست داشتن D1 , D0 می‌توان دقیقاً مقدار تغییر شکل نسبی واقعی را بدست آورد.

چنانکه دیده می‌شود این مقدار به هیچ وجه بستگی به طول اولیه l0 و یا طول نهایی l1 ندارد، بنابراین در مورد مقطع گسیخته شده با فرض کوچک بودن l0 می‌توان مقدار تغییر طول نسبی حقیقی را با اندازه‌گیری قطر مقطع مزبور دقیقاً محاسبه کرد.

 

پدیده باریک شدگی موضعی یک عضو کششی:

یک میله یکنواخت که بر آن کشش محوری وارد شده را در نظر می‌گیریم و توزیع تنش روی سطح مقطع میله یکنواخت فرض می‌شود. بعد از آغاز سیلان خمیری، حجم میله تقریباً ثابت مانده و افزایش طول با کاهش سطح مقطع میله جبران می‌گردد. اگر کاهش اتفاقی بسیار کوچکی در مساحت یک مقطع اختیاری میله را در حالی که مساحت سایر مقاطع تغییری نکند، مورد مطالعه قرار دهیم، چون نیروی کششی در تمام مقاطع یکسان است بنابراین مقدار تنش در مقطع کوچکتر، کمی بیش از سایر نقاط میله می‌باشد. این مطلب باعث ایجاد تغییر شکل خمیری بیشتری در حوالی این مقطع و در نتیجه کاهش مساحت آن در مقایسه با سایر مقاطع می‌گردد.

ناپایداری این سلسله حوادث و بالاخره باریک شدن محل مذکور بستگی به میزان سخت شدن ماده میله دارد. اگر افزایش در مقدار تغییر شکل نسبی، ماده را به اندازه کافی سخت نماید، سیلان پلاستیک در این مقطع شدت یافته و باریک شدن رخ می‌دهد.

ازدیاد طول گسیختگی گاهی برای فولاد نرم به بیش از 30% هم می‌رسد و برای فولادهای ساختمانی معمولی حدود 20 تا 24 درصد است. در فولادهای سخت این نسبت بین 7 تا 10 درصد می‌باشد. فولادهای سخت که به حالت سرد اصلاح شده‌اند، بدون ظهور پدیده باریک‌شدگی موضعی، در کشش گسیخته می‌شوند. علت این تفاوت رفتار فولادها را می‌توان در ساختار داخلی متفاوت آنها جستجو کرد. در فلزات نرم، ذرات با مقاومت زیاد به هم چسبیده‌اند ولی مقاومت در مقابل لغزش روی یکدیگر، در آنها کم می‌باشد. به همین علت هنگامی‌که این فلزات تحت کشش قرار می‌گیرند، قبل از اینکه تنش منجر به جدا شدن ذرات از هم شود، ذرات لغزیده و مقطع باریک می‌شود.

 

مطالعه باریک شدن میله کششی:

برای مطالعه این موضوع فرض می‌کنیم منحنی « تنش حقیقی (نیروی کشش لحظه‌ای بر سطح مقطع لحظه‌ای) ـ تغییر طول نسبی متوسط (نسبت به طول اولیه) » در دست باشد. عضو کوچکی به طول L0 از میله را در نظر می‌گیریم که در اثر نیروی کششی F سطح مقطعش از  A0 به A1 کاهش یافته و طولش به اندازه  افزایش یافته باشد. پس:

تغییر طول نسبی متوسط                        تنش حقیقی 

اگر در سیلان خمیری، تغییر حجم صفر فرض شود، خواهیم داشت:

حالا اگر اثرات ناشی از یک تغییر کوچک در  را بررسی کنیم، میزان تغییر در مساحت لحظه‌ای با مشتق‌گیری از رابطه بالا بدست می‌آید:

و اما  را می‌توان چنین بدست آورد:

و از آنجا:

 

برای بررسی میزان تغییر F از رابطه مقابل استفاده می‌گردد:                                   

و یا 

اگر مقدار  باشد لازمه تغییر طول خمیری بیشتر عضو، افزایش مقدار نیروی کششی محوری است. علاوه بر این اگر  برای کلیه مقادیر  مثبت باشد تابع F یک تابع صعودی از تغییر شکل نسبی  می‌باشد، یعنی هرچه تغییر طول نسبی عنصر بیشتر می‌شود نیروی بیشتری جهت ادامه یافتن تغییر طول لزوم پیدا می‌کند. اگر فرض کنیم که میله از تعداد بسیار زیادی از چنین عناصری ساخته شده، ملاحظه می‌گردد که برای  تغییر شکل نسبی در عناصری که دچار تغییر شکل نسبی کوچکتری شده‌اند متمرکز می‌گردد. بنابراین اگر بر حسب اتفاق، یکی از عناصر دچار تغییر شکل نسبی بیشتری از مجاورین خود گردد، تا زمانی که مقدار تغییر شکل نسبی در بقیه عناصر کوچک است، این عنصر در ازدیاد طول شرکت نمی‌کند. بنابراین وقتی  مثبت است توزیع تغییر شکل نسبی یکنواخت پایدار می‌باشد یعنی انحراف از توزیع یکنواخت با ادامه تغییر شکل میله کاهش می‌یابد.

از طرف دیگر اگر  منفی باشد تابع  نزولی بوده و تغییر طول نسبی یکنواخت، ناپایدار است. در این حالت اگر بر حسب اتفاق تغییر شکل نسبی عنصری بیش از سایر عناصر میله گردد، نیروی لازم برای ادامه سیلان آن کوچکتر می‌شود. در نتیجه کلیه ازدیاد طول میله در این عنصر متمرکز گردیده و باریک شدن رخ می‌دهد و ادامه ازدیاد طول، نیروی محوری را کاهش می‌دهد. بدین ترتیب در حالیکه تغییر شکل نسبی موضعی افزایش یافته و مساحت بخش باریک شده کاهش می‌یابد، از بقیه عناصر میله باربرداری می‌گردد. (منحنی ترسیمی بوسیله ماشین به همین دلیل در قسمت انتهایی خود به طرف پایین خم می‌شود). مرز بین پایداری و ناپایداری یکنواختی توزیع کرنش و یا به عبارت دیگر لحظه شروع باریک شدن با شرط  مشخص می‌گردد. این شرط به این ترتیب بیان می‌شود:

تحت این شرط تغییر شکل نسبی می‌تواند بدون تغییر در مقدار نیروی کششی بطور موضعی افزایش یابد. در این حالت میله، حامل حداکثر نیرویی که قادر به تحمل آن است یعنی Fmax می‌باشد (در آزمایش، این نیرو بوسیله عقربه ثابت ماشین نشان داده می‌شود). مقدار  «مقاومت کششی» یا تاب کششی میله نامیده می‌شود.

در صورت معلوم بودن منحنی تنش حقیقی ـ کرنش متوسط، نقطه‌ای را که در آن شرط  ارضا می‌شود را می‌توان به ترتیب زیر بدست آورد (شکل زیر):

واحد
 

نقطه B را که در سمت چپ به فاصله واحد از مرکز مختصات واقع شده در نظر می‌گیریم. شیب مماس BP بر منحنی تنش حقیقی ـ تغییر شکل نسبی متوسط برابر  می‌باشد. بنابراین نقطه P نشان دهنده لحظه شروع باریک شدن است. در ضمن فاصله OC برابر تاب کششی است؛ زیرا از تشابه مثلثها نتیجه می‌شود:

تاب کششی

 

شکل منحنی‌های نیرو ـ تغییر شکل نسبی برای فولادهای مختلف:

نحوه گسیختگی برای فلزات و آلیاژها مختلف متفاوت است. در فلزات شکننده در اثر کشش، تغییر شکل در تمام طول میله ایجاد شده و حد مشخصی برای رفتار ارتجاعی مشهود نیست. در این نوع فلزات هر قدر نیرو را زیاد کنیم تغییر شکل هم بطور مستقیم زیاد می‌شود تا حدی که به گسیختگی فلز منجر می‌شود و این گسیختگی بطور ناگهانی بوده و تقریباً بدون تغییر شکل دائم انجام می‌گیرد.

در فلزات نرم وقتی که تنش به نزدیکی حد جاری شدن برسد تغییر شکل خمیری شروع شده، یکی از مقاطع که به علتی ضعیف‌تر بوده است شروع به باریک شدن می‌کند و مقاومت آن هم به همین دلیل بیشتر کاهش می‌یابد. به عبارت دیگر مقاومت قطعه از ماکزیمم خواهد گذشت، هر گاه سرعت انجام تغییر شکل خمیری نمونه از سرعت کشش ماشین کمتر شود قطعه گسیخته خواهد شد.

در آلیاژهای فولاد هر قدر درصد کربن زیادتر باشد فلز حاصل سخت‌تر و شکننده‌تر است. در صورتی که آهن خالص (بدون کربن) فلزی است بسیار نرم و قابل تغییر شکل.

 

دیاگرام متداول و دیاگرام واقعی تنش ـ تغییر شکل:

شکل مقابل یک نمونه از دیاگرام متداول تنش ـ تغییر شکل نسبی را در مورد فولاد نرم به نمایش می‌گذارد.

چنانکه از شکل منحنی پیداست منحنی در قسمت آخر نزول کرده است و نقطهd  که فولاد به تنش گسیختگی خود می­رسد نقطه ماکزیمم تنش منحنی نیست در صورتی که تنش گسیختگی باید بیشترین مقدار تنش موجود در نمونه در طول بارگذاری باشد. از اینجا نتیجه می­گیریم که شکل مورد بحث تنش واقعی حد گسیختگی را نشان نمی­دهد.

اگر تنش‌ها را در لحظات مختلف آزمایش، خارج قسمت بار بر سطح حقیقی در آن لحظه در نظر بگیریم دیاگرامی بدست می­آید که دیاگرام واقعی کشش می­باشد. در شکل بالا این دیاگرام بصورت خط‌چین به نمایش گذاشته شده است. شکل این دیاگرام با دیاگرام واقعی قدری فرق دارد، بخصوص برای آلیاژهای نرم که تقلیل قابل ملاحظه­ای دارند، منحنی بعد از عبور از بار حداکثر بطرف پایین متمایل و همیشه گسیختگی در نقطه­ای با تنش واقعی بیشتر از تنش مربوطه رخ می­دهد. بر طبق این روش تنش واقعی عبارت است از  که A سطح مقطع می­نیمم قطعه در هر لحظه است.

اصولا در فلزات شکننده این دو دیاگرام بر هم منطبق هستند. در فلزات نرم هم چنانکه دیده می‌شود تا تغییر شکل­ها ودر نتیجه کاهش مقطع کوچک است، دو دیاگرام بر هم منطبق هستند و از نقطه b به بعد تنش اول و تنش واقعی از هم جدا می­شوند.

فولاد­های اصلاح شده:

شکل مقابل نشان می‌دهد که اگر نمونه فلزی را تا نقطه‌ای بعد از حد ارتجاعی آن بارگذاری کرده سپس شروع به باربرداری کنیم بازگشت منحنی تنش ـ تغییر شکل نسبی بر روی منحنی اولیه نبوده بلکه روی خطی مانند BB' که خط راستی موازی OA (منحنی ارتجاعی بارگذاری) است انجام می­پذیرد. وقتی که کاملاً بار را برداریم در فلز یک تغییر طول به اندازه OB' خواهیم داشت. اگر این فلز را مجدداً بارگذاری کنیم این بار حد ارتجاعی بیشتری را نشان داده و خط BB' منطقه ارتجاعی منحنی بارگذاری را تشکیل می­دهد.

مشاهده پدیده فوق فکر اصلاح فولاد را بوجود آورده است. به این ترتیب که سعی کرده­اند به طریقی حد ارتجاعی فولاد را بالا ببرند و در نتیجه کریستال‌های فولاد را در برابر لغزش مقاوم‌تر نمایند. اولین تلاش‌ها برای اصلاح میلگردهای فولادی از طریق کشش بی­نتیجه ماند زیرا نتایج حاصل از کشش جنبه موضعی داشته و نمونه بطور یکنواخت در تمام طول تقویت نمی­شد.

امروزه فولادها را به روشهای مختلف زیر اصلاح می­کنند:

1)         استفاده از کشش و پیچش بطور همزمان:

میله فولادی استوانه­ای یا منشوری را می­پیچانند و بطور همزمان تحت کشش نیز قرار می­دهند و در آن تغییر شکل ماندگار ایجاد می­کنند. نکته اصلی این روش این است که اصلاح فولاد در تمام طول قطعه بطور یکنواخت صورت می­گیرد.

2)         کشش سرد:

با عبور دادن میلگرد از بین بالشتک‌ها وغلتک‌ها در شرایط خاص، تمام طول به کشش واداشته شده و تغییر شکل ماندگار کششی در تمام طول آن بوجود می­آورند. همچنین در اثر تماس با غلتک‌ها، فرورفتگی­های کوچکی در رویه میلگرد پدیدار می­شود که می­تواند به پیوستگی آن با بتن کمک نماید.

3)        نوردیدن سرد وکنگره­دار کردن:

میلگرد گرم نورد شده را مجدداً با نوردهای خاص و به حالت سرد نورد می­نمایند و در سطح آن فرورفتگی و برآمدگی­هایی به وجود می­آورند. در اثر این تغییرات که مستلزم تغییر شکل سه محوری فولاد است، فولاد سخت شده و مشخصات مکانیکی آن بالا می‌رود. کنگره‌ها (یا دندانه‌ها) به افزایش پیوستگی میلگرد با بتن کمک می­کند.

دستورالعمل انجام آزمایش کشش روی فولاد:

در ماشین‌های آزمایش معمولاً دو قسمت مجزا وجود دارد، یکی قسمت تولید کننده نیرو و دیگری قسمت اندازه­گیری نیرو. بهتر است این دو قسمت از هم جدا باشند تا اگر در دستگاه‌های نیرو عیبی رخ داد این عیب به دستگاه‌های اندازه­گیری سرایت نکند.

قسمت مهم دیگر دستگاه کشش، گیره‌های آن می­باشد که نیروی اندازه­گیری شده را به نمونه انتقال می­دهد. لغزیدن نمونه درون گیره یا عدم جاگیری صحیح نمونه در گیره (که باعث ایجاد خمش در نمونه می­شود) در نتایج آزمایش اثرات نامطلوبی بجای می­گذارد. گیره‌های اغلب ماشین‌های آزمایش از نوع گره‌ای می­باشند.

این ماشین دارای دو فک می­باشد که دو سر نمونه در گیره‌های گوه­ای آن قرار می­گیرد. فک بالایی ثابت بوده و فک پایینی متحرک است.

نیروی کششی که به نمونه وارد می­شود از طریق شاهین‌هایی به صفحه مدرج منتقل می­شود. این صفحه که بر حسب بار مدرج شده، دارای عقربه­ای است که یکی بر حسب میزان بار حرکت کرده و عقربه دیگر که به موتور وصل نیست در جهت عقربه­های ساعت با عقربه اول حرکت می­کند. وقتی بار از روی دستگاه برداشته می­شود عقربه اول روی صفر برمی‌گردد ولی می‌توان از روی عقربه دوم مقدار بار را خواند.

در انتهای اهرم، چهار وزنه جای دارد که می‌توان تمام یا بعضی از آنها را روی محور جای داد. چنانچه تمام وزنه­ها برداشته شوند حداکثر نیروی کششی وارده یک تن است و هرگاه از دو وزنه استفاده شود حداکثر نیروی وارده 5 تن و با استفاده از 4 وزنه نیروی کششی وارده 10 تن می‌باشد. بدین صورت می‌توان از 3 ردیف درجه بندی روی صفحه که برای 1 و 5 و10 تن می‌باشد بسته به مورد استفاده کرد.

مشخصات نمونه:

برای آزمایش کشش معمولاً در مورد قطرهای بالای 10 میلی‌متر از نمونه 40 سانتی‌متری استفاده می‌شود.

میلگردهای با قطر بالا را معمولاً به وسیله تراشکاری به قطر دلخواه (حدوده 12 میلی متر) در می‌آورند. طول منطقه تراشکاری شده باید حتی‌المقدور بیش از طول مبنا باشد. طول مبنا که ازدیاد طول نسبی روی آن اندازه‌گیری می‌شود برای میلگردهایی که قطرشان از 10 میلی‌متر بیشتر است برابر 20 سانتی‌متر است ولی آزمایش کشش روی نمونه‌های با قطر کمتر از 10 میلی‌متر هم انجام می‌پذیرد که در این مورد ازدیاد طول نسبی روی طولی مساوی 10 برابر قطر میلگرد تعیین می‌گردد. به عبارت دیگر طول مبنا برای این نمونه‌ها 10 برابر قطر میلگرد است.

روش انجام آزمایش:

طولی مساوی 10 سانتی‌متر به وسیله سمبه نشان با ضربه چکش روی نمونه مشخص می‌کنیم و سعی می‌کنیم این طول تقریباً در وسط نمونه باشد. نمونه را بین فک‌های ماشین محکم می‌نماییم. یک دوربین را که فاصله دو فک آن 5 سانتی‌متر است روی میله نصب می‌کنیم و عدد 10 آن را بر خط سیاه نشانه منطبق می‌نماییم. سپس به وسیله فلکه دستی اعمال نیروی کششی را بر نمونه شروع می‌کنیم. سپس به ازای هر افزایش 1 درجه روی دوربین، نیرو را از روی صفحه مدرج می‌خوانیم. البته صفحه مدرج در ابتدا دارای یک مقدار اولیه است. هر درجه دوربین  میلی‌متر افزایش طول قطعه‌ای به طول 5 سانتی‌متر را نشان می‌دهد. بنابراین می‌توان افزایش طول نسبی نمونه 5 سانتی‌متری را به ازای افزایش نیرو بدست آورد. بارگذاری را ادامه می‌دهیم تا زمانی که ناظر، شاهد افزایش سریع درجات دوربین باشد. در این لحظه نیروی وارده حد ارتجاعی را نشان می‌دهد؛ زیرا در حد ارتجاعی بدون افزایش نیرو ازدیاد تغییر شکل خواهیم داشت.

پس از رسیدن به حد ارتجاعی باربرداری می‌کنیم و سپس دوباره بارگذاری می‌کنیم و مانند بار اول ادامه می‌دهیم و اعداد را در جدولی یادداشت می‌کنیم و این کار را برای بار سوم نیز تکرار می‌کنیم. همان‌طور که در پیش گفته شد این کار سبب افزایش حد ارتجاعی فولاد می‌شود. پس از مرحله سوم، فلکه دستی را آنقدر می‌چرخانیم تا میله گسیخته شود و نیروی گسیختگی را از روی صفحه مدرج می‌خوانیم و در مرحله بعد برای فولاد آجدار اصلاح شده نیرو را با الکترومتر وارد کرده و مانند فولاد ساده حد ارتجاعی و حد گسیختگی را یادداشت می‌کنیم. این نحوه انجام آزمایش اجازه می‌دهد:

1)         ضریب ارتجاعی در بارگذاری را ارزیابی کنیم.

2)         حد ارتجاعی را بدست بیاوریم.

3)        تاب کششی را بدست آوریم.

4)        درصد کوچک شدن مقطع را پیدا کنیم.

5)        ازدیاد طول نسبی گسیختگی را تعیین کنیم.

 

 

نکات زیر در انجام آزمایش باید مورد توجه قرار گیرد:

1)         برای یافتن تنش متعارف در هر نقطه و رسم منحنی تنش ـ تغییر شکل نسبی میلگرد احتیاج به دانستن سطح مقطع داریم. اگر میلگردها آجدار باشند به وسیله کولیس قطر آنها را نمی‌توانیم اندازه بگیریم لذا از رابطه زیر استفاده می‌کنیم:

2)                 از آنجا که می‌خواهیم ماشین، منحنی نیرو ـ تغییر شکل نسبی را رسم نماید نمونه نباید در فکهای ماشین بلغزد. از این جهت برای یافتن دقیق بار گسیختگی برحسب منخنی نیرو ـ تغییر شکل حتی المقدور نمونه‌هایی را به کار می‌برند که انتهای آنها پهن‌تر است و به تدریج باریک می‌شوند و در وسط، قطر آنها یکنواخت می‌شود.

3)                سرعت آزمایش: منحنی نیرو ـ تغیـیر شکـل نسبی، تابع طرز ازدیاد نیروی F می‌باشد. چنانچه مقدار نیروی F با سرعت زیاد شود حد گسیختگی بیشتری بدست خواهد آمد. علت اینست که اغلب اجسام در مقابل نیروهایی که در مدتی کوتاه بر آنها وارد می‌شود بهتر مقاومت می‌نمایند و بر عکس چنانچه نیرو بتدریج زیاد شود تغییرشکل نیز تدریجاً انجام شده و تاب گسیختگی کمتری بدست خواهد آمد. پس برای اینکه نتیجه آزمایش یک فلز همیشه یکسان باشد لازم است که مدت و طرز ازدیاد نیروی F معلوم باشد که آزمایش کشش آیین‌نامه‌ ASTM پنج راه را پیشنهاد می‌کند که هر کدام از درجه دقت معینی برخوردار است. (رجوع شود به ASTM-E861T)

چنانچه در شرح آزمایش در بکارگیری هیچ یک از این روش‌ها تأکید مخصوص نشده باشد می‌توان تا نیمه تنش تسلیم یا  تنش گسیختگی هر کدام که کوچکتر بودند نیرو را با هر سرعتی که برای آزمایش کننده مناسب است، وارد کرد ولی پس از آن حتماً باید سرعت در محدوده مشخص شده باشد. به همین دلیل است که در قسمت دوم آزمایش از الکتروموتور استفاده می‌کنیم.

تعیین نقطه تنش تسلیم از طریق حرکت عقربه ساعت صورت می‌گیرد. که این بخش در قسمت توضیحات ماشین ارائه گردید.

تاب گسیختگی را از تقسیم بار حداکثر وارده به نمونه بر سطح مقطع اولیه آن بدست می‌آورند.

ازدیاد طول نمونه را پس از گسیختگی با کنار هم قرار دادن و جور کردن دقیق دو تکه نمونه و اندازه­گیری فاصله بین نشانه­هایی که قبلاً روی نمونه گذارده شده بود، بدست می­آورند. ازدیاد طول با زیاد شدن طول مبنا افزایش می­یابد، به این دلیل این ازدیاد طول بصورت درصدی از طول اصلی مبنا بیان می­شود. در گزارش مقدار ازدیاد طول، هم باید درصد ازدیاد طول و هم طول مبنا ذکر شود.

تعیین سطح مقطع میله: با پهلوی هم گذاشتن نمونه گسیخته شده وجور کردن آنها و اندازه‌گیری قطر در کوچکترین مقطع با همان دقت اندازه­گیری، قطر اولیه تعیین می­شود.

محاسبه ضریب ارتجاعی (E): در قسمت خطی منحنی تنش ـ تغییر شکل نسبی می­توان از رابطه  که به قانون هوک معروف است، برای تعیین مقدار E استفاده نمود.

 

 

نتایج آزمایش بارگذاری برای فولاد ساده

 

نیرو در ابتدای

هر مرحله (kg)

Dl (mm)

 

4-10× 6

4-10× 5

4-10× 4

4-10× 3

4-10× 2

4-10

e =Dl / l

 

320

 

 

1200

900

550

370

F (kg)

مرحله

‌اول

 

 

2113

1584

968

651

s = F/A (kg/cm2)

320

 

1500

1340

830

620

350

F

مرحله

‌دوم

 

2640

2359

1461

1092

616

s

370

2800

2200

1560

900

650

400

F

مرحله‌سوم

3406

2676

1898

1095

791

487

s

 

نیروی گسیختگی برای فولاد ساده: kg 1990

همچنین با توجه به نتایج آزمایش، اعداد زیر برای فولاد آجدار بدست می­آیند:

نیروی حد ارتجاعی: kg 2900

نیروی حد گسیختگی: kg 4500

 

محاسبه سطح مقطع برای فولاد ساده و آجدار با استفاده از فرمول ارائه شده در متن:

فولاد ساده:

جرم =  gr184.6              طول = mm 414   

فولاد آجدار:

جرم = gr 267.8                  طول = mm  415

 

 

 

محاسبه حد ارتجاعی و حد گسیختگی:

فولاد ساده:

- حد ارتجاعی    

N/mm2

- حد گسیختگی

N/mm2

فولاد آجدار:

- حد ارتجاعی

N/mm2

                                                                                     

- حد گسیختگی

N/mm2

 

محاسبه ازدیاد طول:

- فولاد ساده

 

- فولاد آجدار

محاسبه نسبت تغییرات مقطع:

- فولاد ساده

 قطر ثانویه فولاد ساده

سطح مقطع ثانویه فولاد ساده A

- فولاد آجدار

 قطر ثانویه فولاد آجدار

 سطح مقطع ثانویه فولاد آجدار A

همانطور که مشاهده می‌شود نتایج حاصل از محاسبات فوق با مقادیری که در بخش قبل بدست آمدند تفاوت قابل ملاحظه‌ای دارد که علت اصلی آن این است که میلگردها به هیچ وجه استاندارد نمی‌باشند به طوری که سطح مقطع آنها در نقاط مختلف متفاوت است.

 

محاسبه E:

- فولاد ساده

 

- فولاد آجدار

 

 

و همانطور که ملاحظه می‌شود مقادیر بدست آمده تقریباً دو برابر E فولاد هستند؛ علت این امر آن است که اولاً این فولاد همگن نمی‌باشد، ثانیاً در ابتدا که فولاد بین فکین قرار می‌گیرد دارای نیروی اولیه حدوداً kg 300 می‌باشد.

 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 14:17
0 نظر

آزمایش فولاد عملیات آنیلینگ

آزمایش فولاد عملیات آنیلینگ

 

عنوان آزمایش : عملیات آنیلینگ                                                      

هدف آزمایش :

افزایش انعطاف پذیری - یکنواخت کردن ریز ساختار

آماده سازی فولاد برای عملیات حرارتی بعدی

تئوری آزمایش :

از مشخصه های فولاد پس از ریخته گری ریز ساختار

شاخه ای یا (دندریتی) به همراه جدایش مو ضعی در توزیع عناصر آلیاژی می باشد که غیر یکنواختی ریز ساختار وترکیب شیمیایی را بدنبای دارد.

که باعث افت خواص مکانیکی فولاد ازجمله قابلیت تغییر شکل در حالت سرد و گرم و یا کاهش کیفیت یا کارایی

عملیات حرارتی بعدی می باشد لذا برای از بین بردن این غیر یکنواختی ها از عمایات همگن کردن یا آنیل دیفوزیونی را انجام می دهیم. 

آنیل کامل (برای افزایش انعطاف پذیری) عبارت است از حرارت دادن فولادتا درجه حرارت مناسب (برای فولادهای هیپویوتکتوئید حدود ْ۵۰ بالای خط    )

سپس فولاد را به آهستگی (معمولا در کوره)تا درجه حرارت محیط سرد می نمائیم در این روش سرعت سرد شدن  حدود ْ۰۲/۰ در ثانیه می باشد. از این رو این فرایند را آستنیتی کردن نیز نامیده  میشود.   

   پارامترهای مهم در این عملیات  درجه حرارت آستنیته کردنو سرعت سردشدن قطعات است.

 وقتی دمای قطعه فولادی به دمای لازم برای تبدیل آستنیتی می رسد ، آستنیت در طی مراحل جوانه زنی و رشد تشکیل می شود و در این صورت اگر سرعت سرد شدن فولاد از دمای بالا زیاد باشد می تواند به ایجاد ترک و شکست فولاد منجر شود

معمولا ً عملیات آنیل کامل گران تمام میشود ، زیرا که کوره در مدت زمان زیادی اشغال می شود که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست

روش کار :

ابتدا دو نمونه از فولاد مورد نظر که می خواهد عملیات حرارتی روی آن انجام شود تهیه نموده و یک قطعه را به عنوان نمونه شاهد نگه داشته و قطعه دیگر را  درون کوره گذاشته تاحدود  850ºC حرارت داده و تقریباً ۴۵ تا ۵۰ دقیقه در کوره حرارت داده و پس از آن کوره را خاموش کرده و می گذاریم که قطعه در کوره خنک شود

برای انجام عملیات متالوگرافی شروع به سنباده زنی قطعات می کنیم (این نوع سمباده ها از انواع سمباده های پوست وآب هستند به همین جهت ابتدا آنها را به وسیله آب تر می کنیم).

برای شروع کار ابتدا از سمباده شماره۱۲۰استفاده می کنیم و قطعه کار را بر روی آن به صورتی که تمام سطح قطعه کار بطوریکنواخت با سمباده در تماس باشدبا حرکت بالا وپائین بردن قطعه بر روی سمباده که سطح سمباده قبلاًبه وسیله مایع روان ساز(آب) کاملاً تر شده است و نقش مایع روان ساز علاوه بر تسهیل در حرکت کردن قطعه بر روی سطح سمباده باعث راحت تر حرکت کردن ذرات سمباده های جدا شده بر روی سطح سمباده می شوند.

عملیات سمباده زنی را تا هنگامی که تمام خطهایی که بر روی قطعه ما باقی مانده است در جهت سمباده زنی ما باشد ادامه میدهیم.

۲-۲سپس از سمباده شماره ۳۶۰ استفاده می کنیم ،سطح سمباده را به طور کامل باآب تر می کنیم برای آسان تر شدن حرکت قطعه بر روی سطح سمباده و راحت تر حرکت کردن ذرات سمباده های جدا شده بر روی سطح سمباده.

در مرحله۲-۲باید قبل از شروع عملیات سمباده زنی قطعه کار را ۹۰درجه بچرخانیم

دلیل این عمل اینست که ما بتوانیم راحت تر متوجه بشویم که چه زمانی این مرحله از سمباده زنی ما به پایان رسیده است (با توجه به شیارهایی که فقط در جهت سمباده زنی ما بر روی قطعه باقی می ماند).

این مرحله از سمباده زنی حدوداً۳۵ ثانیه طول کشید .

۳-۲اینبار از سمباده شماره ۴۰۰ استفاده می کنیم سطح سمباده را به طور کامل باآب تر می کنیم این بار نیز قطعه را ۹۰درجه می چرخانیم (که دلیل این امر در مرحله

۲-۲گفته شد).این مرحله تقریباً۲۶ثانیه طول کشید.

۴-۲در این مرحله از سمباده ۸۰۰ استفاده می کنیم سطح سمباده را به طور کامل باآب تر می کنیم این بار طبق مراحل قبل قطعه را ۹۰درجه می چرخانیم.

۵-۲در این مرحله از سمباده ۱۰۰۰ استفاده می کنیم سطح سمباده را به طور کامل باآب تر می کنیم وقطعه را ۹۰درجه می چرخانیم و عملیات سمباده زنی را شروع

 می کنیم.

۶-۲ در این مرحله از سمباده ۱۲۰۰ استفاده می کنیم سطح سمباده را به طور کامل باآب تر می کنیم وقطعه را ۹۰درجه می چرخانیم و عملیات سمباده زنی را شروع

 می کنیم.

این مرحله از سمباده زنی آخرین مرحله از سمباده زنی ما می باشد (بسته به نیاز ما به هر چه صیقلی تر شدن قطعه دارد ).

بعد از این مرحله از سمباده زنی قطعه ما به تدریج به صورت صیقلی در می آید .

۱-۳پولیش کاری :

در این مرحله از نمد پشت چسب دار که بر روی آن خمیر الماس و مایع روان ساز (مقدار آن بستگی به نیاز ما برای هر چه صیقلی تر شدن قطعه دارد).

برای این مرحله (بسته به نیاز)از خمیر الماس ۳میکرون استفاده می کنیم.

از خمیر الماس به جهت از بین بردن شیارهایی که از مرحله قبل(سمباده زنی)بر روی قطعه باقی مانده اند استفاده می کنیم .

۲-۳خمیر الماس را بر روی نمد (به مقدارلازم) می مالیم و برای اینکه بهتر و بیشتر بر روی سطح نمد پخش شود به وسیله قطعه کار بر روی نمدو خمیر الماس می کشیم تا اینکار صورت پذیرد.

۳-۳ مایع روان ساز را بر روی سطح نمد می کشیم.

دیسک (که نمد بر روی آن قرار دارد)را روشن می کنیم سرعت (۱)،قطعه را در جهت عکس چرخش دیسک حرکت می دهیم بعد از چند لحظه سرعت را افزایش  می دهیم (۲) وقطعه را مطابق قبل در خلاف جهت گردش دیسک حرکت می دهیم.

این مرحله به پایان رسید،در این مرحله عمق شیارها به ۳میکرون رسیده است.

۱-۴اچ کردن :برای این منظور از وحلول نیتال ۲% استفاده می کنیم .

قطعه را به درون اچانت می بریم(برای نگهداری اچانت ها ازشیشه های در سمباده ای استفاده می کنیم)  بعد از اینکه فطعه را از اچانت خارج کردیم به وسیله الکل آنرا شستشو می دهیم این کار باید سریع انجام شود(بلافاصله پس از خارج کردن قطعه از اچانت).

نمونه هارا در داخل الکل قوطه ور می کنیم بعد از چند ثانیه سطح قطعه کدر می شود

(که بر حسب تجربه زمان آنرا بدست می آوریم ) که البته این امربه جنس قطعه و درصد اسید اچانت مورد استفاده بستگی دارد.

بعد از این مرحله نمونه را با خشک کن خشک می کنیم .

۱-۵برای اینکه ساختار نمونه های مورد آزمایش را ببینیم از میکروسکوپ مخصوص این کار استفاده می کنیم .

در این آزمایش بزرگنمایی را ۴۰۰برابر در نظر می گیریم و میزان شدت نور را با استفاده از قسمتی که در پائین میکروسکوپ تعبیه شده است تنطیم می کنیم .

حال ساختار نمونه های مورد آزمایش را که به وسیله میکروسکوپ مشاهده شده است را در زیر میتوانید ملاحظه نمائید.

نتایج حاصل:

در نتیجه سرد کردن این فولاد در کوره یک فریت دانه ریز و یک پرلیت دانه درشت به دست می آید

با عملیات آنیل ریز ساختار از آن حالت شاخه ای خارج شده و بسیار منظم و همگنتر شده و به طور یکنواخت در تمام سطح قطعه پراکنده شده اند

سؤالات :

۱-یکنواختی ساختار آستنیت و توزیع عناصر آلیاژی در نرماله کردن بیشتر است یا آنیل کردن؟ چرا ؟

در نرماله کردن . با توجه به تعریف : عملیات نرماله کردن عبارت است از حرارت دادن فولاد تا دمای آستنیته مناسب (بر اساس ترکیب شیمیایی قطعه) و نگه داشتن آن به مدت زمان لازم بر اساس ترکیب شیمیایی و ابعاد قطعه و پس از آن سرد کردن فولاد در هوای آزاد تا رسیدن به درجه حرارت محیط  که باعث از بین رفتن غیر یکنواختی ساختار و ترکیب شیمیایی در اثر نفوذ سریع عناصر در دمای بالا می باشد.

     2- علت آستنیته کردن فولادهای هایپر یوتکتوئیدی در دمای بالاتر از A1 به جای دمای بالاتر از Acmدر عملیات آنیل چیست ؟

در فولادهای هایپر یوتکتوئیدی ریز دانه ها در درجه حرارتی حدود ۱۰ºC بالاتر از درجه  حرارت یوتکتوئید (A1 ) صورت می گیرد . حرارت دادن بالاتر از این درجه حرارت باعث ایجاد دانه های آستنیت درشت می شود و در تبدیل در موقع سرد کردن ، لایه های درشت سمنتیت ، پرلیت را احاطه می کند اما به دلیل اینکه این شبکه اضافی سمنتیت ترد است و وجود مرز دانه ضخیم و ترد باعث تضعیف قابلیت براده برداری می شود . بنابراین فولادهای هایپریوتکتوئیدی را هرگز نباید بالاتر از خط Acm   حرارت داد ، زیرا در این صورت در موقع سرد کردن در مرزدانه ها موجود در فولاد به علت سرد شدن پایین در هر یک ازدانه های کریستالی و مرزدانه ها رسوب کرده و سبب بالارفتن تردی فولاد شده .

ریز ساختار نمونه۳۱۱:

ریز ساختار نمونه۳۲۱:

ریز ساختار نمونه۳۳۱:

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 14:15
0 نظر

« آزمایش شناسایی اسیلوسکپ و آشنایی با کاربرد آن »

« آزمایش شناسایی اسیلوسکپ و آشنایی با کاربرد آن »

 

شرح آزمایش :

 

الف – اندازه گیری فرکانس :

 

ابتدا اتصالات لازم را بین اسیلوسکپ ، ژنراتور و ولت متر ها برقرار کردیم و سپس سرعت جاروب کردن مربع ها ( واحد های ) اسیلوسکپ ر ا 1ms تنظیم کردیم . سپس فرکانس سیگنال خروجی از ژنراتور را 200 Hz قرار داده و از روی شکل نمودار نمایش داده شده در صفحه نمایش اسیلوسکپ ، دوره تناوب سیگنال را با توجه به فاصله دو قله متوالی از هم اندازه گرفته و با معکوس کردن دوره تناوب ، بسامد نمایش داده شده در اسیلوسکپ را محاسبه کردیم و این کار را برای 10 فرکانس مختلف هربار با اضافه کردن 100 Hz به بسامد قبلی انجام داده و نتایج را یادداشت کردیم.

 

جدول فرکانس های ژنراتور و نتایج بدست آمده از اندازه گیری ها روی اسیلوسکپ به همراه نمودارهای مربوطه :

 

 

 

فرکانس ژنراتور (Hz)

فرکانس اسیلوسکپ (Hz)

شکل امواج

200

 

 

1000 / 5.1 = 196.08

 

 

300

 

 

1000 / 3.4 = 294.12

 

 

400

 

 

1000 / 2.6 = 384.62

 

 

500

 

 

1000 / 2 = 500

 

 

600

 

 

1000 / 1.7 = 588.24

 

 

700

 

 

1000 / 1.5 = 666.67

 

 

800

 

 

1000 / 1.3 = 769.23

 

 

900

 

 

1000 / 1.1 = 909.09

 

 

1000

 

 

1000 / 1 = 1000

 

 

1100

 

 

1000 / 0.9 = 1111.11

 

 

 

 

ب – اندازه گیری ولتاژ :

 

این بار خروجی روی محور y را صفر کردیم تا فقط یک باریکه روی صفحه اسیلوسکپ نمایش داده شود . سپس خروجی منبع موج را 1v قرار دادیم و ولتاژ نمایش داده شده روی اسیلوسکپ را از روی درجه بندی های دستگاه خوانده و نتایج را برای مقایسه در جدولی یادداشت کردیم .

 

جدول ولتاژ منبع و نتایج بدست آمده از اندازه گیری ها روی اسیلوسکپ به همراه نمودارهای مربوطه :

 

ولتاژ منبع (v)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ولتاژ اسیلو-

سکپ (v)

1

2.25

3.25

4.25

5.25

6.25

7.5

8.25

9

10

شکل ها

 

 

 

 

ج – اندازه گیری فرکانس به کمک منحنی های میساژو :

 

با استفاده از یک فرکانس معلوم می­توان یک فرکانس مجهول را اندازه­گیری کرد. دو موج  و  را در نظر می­گیریم و فرض می­کنیم  را به ورودی  و  را به ورودی  اسیلوسکپ وصل کنیم، اگر :

فرکانس مجهول  را به ورودی  و فرکانس معلوم  را به ورودی  می­دهیم. یک منحنی روی صفحه ظاهر می­شود. اگر  تعداد نقاطی باشند که منحنی یک خط دلخواه افقی و  تعداد نقاطی باشد که منحنی یک خط عمودی دلخواه را قطع می­کند در این صورت این رابطه برقرار است:

ورودی  را روی 600 هرتز ثابت کرده و  فرکانس ورودی  را تغییر دادیم و در هر مرحله نتایح را یادداشت کردیم :

 

1200

900

800

600

400

300

200

فرکانس    yورودی  

4

6

8

2

4

2

2

2

4

6

2

6

4

6

شکل منحنی

 

د – یکسوسازی جریان برق شهر:

 

ابتدا برق شهر را با واسطه یک ترانسفورماتور کاهنده به طور مستقیم به اسیلوسکپ متصل کرده و شکل موج برق شهر را به صورت نمودار شکل زیر به دست آوردیم:

 

سپس مداری مطابق شکل زیر را واسط میان جریان خروجی از ترانسفورماتور و ورودی اسیلوسکپ قرار دادیم :

 

 

در این مدار ورودی اسیلوسکپ را از p1 گرفتیم . ضمنا این مدار طوری است که تمامی اجزای آن به جز دیودها از بیرون به مدار وصل می شوند .

دراین مرحله ابتدا خازن های C1 وC2 را در مدار وارد نکرده و از R ثابت و L = 1mH

استفاده نمودیم. نمودار خروجی در اسیلوسکپ به صورت زیر به دست آمد:

 

 

دلیل تغییر نمودار:

 به دلیل وجود دیود موج سینوسی ورودی به مدار یکسو می شود  یعنی از قسمت منفی نمودار صرفنظر می شود . اما به دلیل اتصال ادامه این رشته به سر دیود ها و قرار داشتن مقاومت R در مدار در هنگامی که جریان در جهت منفی است و دیود اجازه عبور به آن نمی دهد، جریان در مدار از طریق رشته رابط و بدلیل مقاومت آن در جهت مثبت برقرار می- شود و مانند این عمل می کند که مقدار جریان همیشه در جهت مثبت برقرار می شود ( قدرمطلق جریان ) .

 

در مرحله بعد خازن C1 را وارد مدار کرده و نمودار زیر را در اسیلوسکپ مشاهده نمودیم:

 

 

دلیل تغییر نمودار:

 وقتی به دو سر خازن جریان متناوب اعمال می کنیم ، به صورت تناوبی شروع به شارژ و دشارژ می کند . در زمان شارژ جریانی از خازن خارج نمی شود و مدار حالت قبل از ورود خازن را دارد . اما دشارژ خازن باعث می شود که زمان رسیدن جریان مدار به صفر، افزایش می یابد و نمودار در این حالت کشیده تر می شود .

 

 

 

در مرحله بعد ضریب خودالقایی القاگر L را به l = 4.5mH افزایش داده و نمودار زیر را در اسیلوسکپ مشاهده نمودیم :

 

دلیل تغییر نمودار:

 با افزایش ضریب خودالقایی ، نیروی محرکه القایی در جهت مخالفت با جریان مدار و در نتیجه جریان مخالف افزایش یافته و این امر باعث کاهش زمان شارژ و دشارژ خازن شده و دامنه نوسان نمودار را کاهش می دهد .

 

در مرحله بعد مقاومت مدار را افزایش داده و نمودار زیر را در اسیلوسکپ مشاهده نمودیم :

 

دلیل تغییر نمودار: با افزایش مقاومت ، زمان شارژ و دشارژ خازن افزایش می یابد به طوری که با افزایش مقاومت در فرکانس ثابت خازن کمتر شارژ شده و دامنه موج کاهش می­یابد.

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 14:15
0 نظر

آزمایش عملیات حرارتی نرمالیزه کردن فولاد

آزمایش عملیات حرارتی نرمالیزه کردن فولاد


 

عنوان آزمایش :  عملیات نرماله کردن

هدف آزمایش :

 1- افزایش انعطاف پذیری 2- یکنواخت کردن ریز ساختار

3- ریز کردن دانه ها 4- افزایش قابلیت ماشینکاری 5- یکنواخت کردن بیشتر عناصر آلیاژی

تئوری آزمایش :

نرمالیزه کردن یکی از انواع عملیات حرارتی است . نرمالیزه کردن فولاد حرارت دادن در درجه حرارتهای کمی(حدودºC50 ) بالاتر از خط Acm و A3 و نگهداشتن کافی در آن درجه حرارت برای تبدیل کامل به آستنیت و سپس سرد کردن در خارج از کوره ، یعنی در هوای تقریباً ساکن ، تا دمای معمولی محیط است .

بعد از نرمالیزه کردن ، ساختار دانه ای ریز و یکنواخت با خواص معین خوبی به دست

 می آید . بنابراین نرمالیزه کردن می تواند هممچنین عملیات حرارتی اولیه ای با موقعیت معین برای عملیات حرارتی بعدی باشد . زیرا به کمک نرمالیزه کردن تمام تغیراتی که در نتیجه عملیات قبلی بر روی فولاد در ساختار دانه ای و در خواص معین ظاهر گشته است بر طرف می شود .

در نرمالیزه کردن سرعت سرد کردن تأثیر قابل ملاحظه روی درجه حرارت تبدیل آستنیت و ریزی پرلیت خواهد داشت . عموما هر چقدر سرعت سرد کردن بیشتر باشد درجه حرارت تبدیل آستنیت پاینتر و پرلیت ریزتر خواهد بود .

بهتر است قطعات فولادی ریخته گری شده بعد از تولید ، نرمالیزه شوند تا چنانچه احیانا ساختاری با خواص میکانیکی نامناسب در آنها ایجاد شده ، بر طرف شود .

در مواردی برای به دست آوردن دانه های درشت فولاد را در درجه حرارت نرمالیزه کردن در ناحیه γ حرارت داده و سپس آهسته سرد می کنند . فولادی که این چنین به دست می آیند دارای دانه های درشت بوده و تا حدودی با تردی کمتر دارای قابلیت خوبی برای عملیات براده برداری است .

روش کار :

ابتدا دو نمونه از فولاد مورد نظر که می خواهد عملیات حرارتی روی آن انجام شود تهیه نموده و یک قطعه را به عنوان نمونه شاهد نگه داشته و قطعه دیگر را عملیات حرارتی

 می کنیم .  دمای کوره برای  Ck45 حدود  850ºC برای SCM420H حدودC º900 و برای 41Cr4 حدود 870ºC خواهد که البته میزان زمانی که باید قطعه در این دما نگه داشته شود به حجم قطعه بستگی دارد .

سپس آنها را از کوره در آورده و در دمای محیط سرد می کنیم .

پس از آن باید هر دو نمونه را (نمونه شاهد و نمونه عملیات حرارتی شده ) برای عملیات متالوگرافی آماده کنیم که شامل سمباده زنی ، پولش کاری و اچ کردن میباشد .

برای انجام عملیات متالوگرافی شروع به سنباده زنی قطعات می کنیم (این نوع سمباده ها از انواع سمباده های پوست وآب هستند به همین جهت ابتدا آنها را به وسیله آب تر می کنیم).

برای شروع کار ابتدا از سمباده شماره120استفاده می کنیم و قطعه کار را بر روی آن به صورتی که تمام سطح قطعه کار بطوریکنواخت با سمباده در تماس باشدبا حرکت بالا وپائین بردن قطعه بر روی سمباده که سطح سمباده قبلاًبه وسیله مایع روان ساز(آب) کاملاً تر شده است و نقش مایع روان ساز علاوه بر تسهیل در حرکت کردن قطعه بر روی سطح سمباده باعث راحت تر حرکت کردن ذرات سمباده های جدا شده بر روی سطح سمباده می شوند.

عملیات سمباده زنی را تا هنگامی که تمام خطهایی که بر روی قطعه ما باقی مانده است در جهت سمباده زنی ما باشد ادامه میدهیم.

2-2سپس از سمباده شماره 360 استفاده می کنیم ،سطح سمباده را به طور کامل باآب تر می کنیم برای آسان تر شدن حرکت قطعه بر روی سطح سمباده و راحت تر حرکت کردن ذرات سمباده های جدا شده بر روی سطح سمباده.

در مرحله2-2باید قبل از شروع عملیات سمباده زنی قطعه کار را 90درجه بچرخانیم

دلیل این عمل اینست که ما بتوانیم راحت تر متوجه بشویم که چه زمانی این مرحله از سمباده زنی ما به پایان رسیده است (با توجه به شیارهایی که فقط در جهت سمباده زنی ما بر روی قطعه باقی می ماند).

این مرحله از سمباده زنی حدوداً35 ثانیه طول کشید .

3-2اینبار از سمباده شماره 400 استفاده می کنیم سطح سمباده را به طور کامل باآب تر می کنیم این بار نیز قطعه را 90درجه می چرخانیم (که دلیل این امر در مرحله

2-2گفته شد).این مرحله تقریباً26ثانیه طول کشید.

4-2در این مرحله از سمباده 800 استفاده می کنیم سطح سمباده را به طور کامل باآب تر می کنیم این بار طبق مراحل قبل قطعه را 90درجه می چرخانیم.

5-2در این مرحله از سمباده 1000 استفاده می کنیم سطح سمباده را به طور کامل باآب تر می کنیم وقطعه را 90درجه می چرخانیم و عملیات سمباده زنی را شروع

 می کنیم.

6-2 در این مرحله از سمباده 1200 استفاده می کنیم سطح سمباده را به طور کامل باآب تر می کنیم وقطعه را 90درجه می چرخانیم و عملیات سمباده زنی را شروع

 می کنیم.

این مرحله از سمباده زنی آخرین مرحله از سمباده زنی ما می باشد (بسته به نیاز ما به هر چه صیقلی تر شدن قطعه دارد ).

بعد از این مرحله از سمباده زنی قطعه ما به تدریج به صورت صیقلی در می آید .

1-3پولیش کاری :

در این مرحله از نمد پشت چسب دار که بر روی آن خمیر الماس و مایع روان ساز (مقدار آن بستگی به نیاز ما برای هر چه صیقلی تر شدن قطعه دارد).

برای این مرحله (بسته به نیاز)از خمیر الماس 3میکرون استفاده می کنیم.

از خمیر الماس به جهت از بین بردن شیارهایی که از مرحله قبل(سمباده زنی)بر روی قطعه باقی مانده اند استفاده می کنیم .

2-3خمیر الماس را بر روی نمد (به مقدارلازم) می مالیم و برای اینکه بهتر و بیشتر بر روی سطح نمد پخش شود به وسیله قطعه کار بر روی نمدو خمیر الماس می کشیم تا اینکار صورت پذیرد.

3-3 مایع روان ساز را بر روی سطح نمد می کشیم.

دیسک (که نمد بر روی آن قرار دارد)را روشن می کنیم سرعت (1)،قطعه را در جهت عکس چرخش دیسک حرکت می دهیم بعد از چند لحظه سرعت را افزایش  می دهیم (2) وقطعه را مطابق قبل در خلاف جهت گردش دیسک حرکت می دهیم.

این مرحله به پایان رسید،در این مرحله عمق شیارها به 3میکرون رسیده است.

1-4اچ کردن :برای این منظور از وحلول نیتال 2% استفاده می کنیم .

قطعه را به درون اچانت می بریم(برای نگهداری اچانت ها ازشیشه های در سمباده ای استفاده می کنیم)  بعد از اینکه فطعه را از اچانت خارج کردیم به وسیله الکل آنرا شستشو می دهیم این کار باید سریع انجام شود(بلافاصله پس از خارج کردن قطعه از اچانت).

نمونه هارا در داخل الکل قوطه ور می کنیم بعد از چند ثانیه سطح قطعه کدر می شود

(که بر حسب تجربه زمان آنرا بدست می آوریم ) که البته این امربه جنس قطعه و درصد اسید اچانت مورد استفاده بستگی دارد.

بعد از این مرحله نمونه را با خشک کن خشک می کنیم .

1-5برای اینکه ساختار نمونه های مورد آزمایش را ببینیم از میکروسکوپ مخصوص این کار استفاده می کنیم .

در این آزمایش بزرگنمایی را 400برابر در نظر می گیریم و میزان شدت نور را با استفاده از قسمتی که در پائین میکروسکوپ تعبیه شده است تنطیم می کنیم .

حال ساختار نمونه های مورد آزمایش را که به وسیله میکروسکوپ مشاهده شده است را در زیر میتوانید ملاحظه نمائید.

نتایج حاصل :

چناچه مشاهده می شود ساختار میکروسکپی نمونه ای که نرمالیزه شده ریزتر و نسبت به نمونه شاهد ساختاری یکنواخت تر دارد .

سؤالات :

1-محدوده دمایی مناسب برای هر یک از سه نوع فولاد مورد آزمایش را تعیین نمائید ؟

محدوده دمایی نرمالایز تنها 50ºC بالاتر از دمای آستنیته پیشنهاد می شود زیرا اگر بیشتر از آن باشد دانه های فولاد درشت می شود و باعث افت خواص فولاد میشود که  بر خلاف هدف نرمالایز است که هدف آن ریز کردن ساختار فولاد است .

2- چرا عملیات نرماله کردن برای قطعات خیلی بزرگ پیشنهاد نمی شود ؟

زیرا هنگامی که قطعات بزرگ را سرد می کنند سطح آن سریع سرد شده ولی مغز و مرکز آن هنوز دمای بالایی دارد و هنگامی که مغز آن سرد می شود و می خواهد از فاز γ به α تبدیل شود جسم تمایل به ازدیاد حجم پیدا می کند ولی چون سطح آن کاملأ شکل گرفته قادر به این ازدیاد حجم نبوده و باعث ایجاد تنش در داخل قطعه می شود

3- چرچرا عملیات نرماله کردن برای قطعات بسیار کوچک (مخصوصا فولادهای آلیاژی)

 توصیه نمی شود ؟

زیرا طبق نمودار TTT زمان لازم برای اینکه ساختار قطعه به مارتنزیت یا بینایت تبدیل شود در فولادهای آلیاژی خیلی  بیشتر از فولادهای ساده کربنی است و اگر فولاد های آلیاژی مخصوصا اگر کوچک باشد را در هوا سرد کنیم باعث ایجاد خواص سختکاری میشود نه آن خواصی که از نرمالایزینگ انتظار می رود.

ریز ساختار نمونه311:

ریز ساختار نمونه321:

ریز ساختار نمونه331:

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 14:14
0 نظر

جدا سازی باکتری ها ی دنیتریفیکانت

هدف:

هدف از این آزمایش جدا سازی باکتری ها ی دنیتریفیکانت است که در چرخه دنیتریفیکاسیون شرکت می کنند

مقدمه:

باکتری ها ی دنیتریفیکانت در پروسه ای عکس تثبیت ازت شرکت می کنند که در آن نیترات با احیاء میکروبیولوژیکی به نیتروزن تبدیل مشوداین باکتری ها بجای اکسیژن از تنفس بی هوازی- تنفس کربناتیویا تنفس سولفناتیو...-  استفاده می کنند

آنها معمولا به صورت سودمناس و آلکالی ژید باسیلوس وتایوباسیلوس جدا سازی میشوندکه به صورت بی هوازی(Anaerobic) ه Heterotrophy مباشند

شرح:

برای کشت و جدا سازی این باکتری ها ابتدا محیط کشت مناسب را به صورت زیر تهیه کرده

Ca tart rate                   2%

KNO3                   2%

K2HPO4                 0.5%

میحط کشت را در لوله های آزمایش  به اندازه 10cc ریخته و در لوله یک لوله درهام قرار میدهیم و بمدت هفن روز آن را در انکوباتور 30 درجه قرار میدهیم

نمونه را برداشته پس از مشاهده نتایج لوپی از نمونه را در محیط پپتون آگارکشت خطی می دهیم   سپس آن را 48 ساعت انکوبه کرده و سپس نمونه اسی از کلنی های آن را رنگ کرده و در زیر میکروسکوپ مشاهده می کنیم

بررسی نتایج:

1-1                در قسمت اول مشاهده شد که محیط کشت کدر گشته و در لوله در هام گاز تشکیل شده است

1-2             در مرحله دوم پس از رنگ آمیزی مشاهده شد که با کتری ها ی از جنس باسیلوس و G+ در این کلنی ها و جود دارند که البته باکتری از کلنی خاصی برداشت شده بود

 

بحث علمی
اشکال دفع نیتروژن در موجودات زنده :در جانوران مختلف ، نیتروژن گروه آمینو به یکی از سه شکل اصلی زیر ترشح می‌شود. اکثر موجودات آبزی نیتروژن را به صورت آمونیاک (NH3) آزاد می‌سازنند. آمونیاک ترکیبی بسیار سمی است ولی به علت محلول بودن در آب سمیت آن برای موجود زنده کاهش می‌یابد. پرندگان و برخی از خزندگان نیتروژن را به صورت اسید اوریک ترشح می‌کنند. اسید اوریک سمی نیست ولی در آب نامحلول است و به همین دلیل به صورت جاودانه موجود دفع می‌شود.

Text Box: نیتریفیکاسیون

Text Box: آمونیفیکاسیون Text Box: دنیتریفیکاسیونCycle Diagram

Text Box: سوخت وساز سلولی 

چرخه ازت در تصفیه فاضلاب

سایر موجودات ، نیتروژن را به صورت اوره به خارج ترشح می‌کنند اوره نسبت به NH3 سمیت کمتری دارد و در آب نیز حل می‌شود. خون مواد نیتروژن‌دار مثل اوره و اسید اوریک را می‌گیرد و در حین گردش در بدن همواره از کلیه‌ها می‌گذرد. در کلیه‌ها مواد نیتروژن‌دار زاید آب اضافی و مواد دفعی دیگر از خون گرفته شده و به خارج دفع می‌گردد. غلظت اوره در پلاسمای خون 0.03 و مقدار آن را در ادرار 2 درصد است.

چرخه ازت

ازت از عناصر بسیار مهم تشکیل دهنده پروتئین هایی است که برای ادامه حیات میکروارگانیسمها مورد نیاز می باشد. نظر به اینکه ازت، در منابع آب به مقدار محدودی می باشد، به عنوان عامل محدود کننده زندگی گیاهان میکروسکوپی آبزی مؤثر است.در چرخه ازت، فرآیندهای اکسیداسیون و احیا دخالت مستقیم دارند و مقدار اکسیژن محلول در آب، تعیین می کند که چرخه به سمت کدام فرآیند میل می کند. بدین ترتیب تکامل موجودات زنده در آبهای پذیرنده تحت تأثیر قرار می گیرد. اگر چه 78 درصد اتمسفر را مولکول ازت تشکیل می دهد اما، این گاز فقط برای تعداد محدودی از میکروارگانیسمها قابل استفاده است. بقیه میکروارگانیسمهای ازت زا به صورت ترکیبات نیترات()، آمونیوم() یا اسید جذب می کنند. این جانداران قسمت اعظم ترکیبات ازت را به اسید نوکلئیک و پروتئین های مورد نیاز سلول خود تبدیل می کنند.مواد دفعی حاصل از فرآیند سوخت و ساز حاوی ازت و موجودات مرده، توسط میکروارگانیسمها تجزیه می شوند.

چرخه ازت را می توان به 4 بخش اصلی تقسیم نمود:

1-   تثبیت ازت هوا،

2-   آمونیفیکاسیون،

3-   نیتروفیکاسیون،

4-   دنیتریفیکاسیون.

تثبیت ازت هوا

اگر چه تنها انواع محدودی از میکروارگانیسمها قادر به جذب ازت هوا هستند، ولی این فرآیند در کنار فرآیند فتوسنتز، مهمترین فرآیندهای تولید مواد آلی است.

از گروه جلبکهای سبز آبی، انواع Nostoc، Anabena و Phormidium قادر به جذب ازت  هوا می باشند.

باکتریهای زیر در آب قادر به جذب ازت می باشند:

هوازی: دسته Azotobacter از جمله Azotob.agile و Azotob.chroococcum .

هوازی اختیاری: Klebsiella pneumoniae و Beijerinckia و Bacillus Polymyxa .

بی هوازی: انواع Clostridium (اغلب در لجن رسوبات).

در دریای سیاه: نوعی از Spirillum .

میکروارگانیسمها به کمک آنزیم Nitrogenase قادر به جذب ازت بوده و برای تشکیل آن یونهای آهن و مولیبدن مورد نیاز است. در رابطه با E.coli که معمولاً اسیدهای آمینه خود را از  تأمین می کند به طور تجربی از Klebsiella peneumoniae ماده کنترل کننده تولید نیتروژناز که nif-Operon نام دارد، به دست می آورد.

به این ترتیب E.coli قابلیت جذب ازت را پیدا می کند. فرمول عمومی جمعی مربوطه براساس نظریه های Lehninger به ترتیب زیر است:

منابع:

1-جزوه آزمایشگاه میکروبیولوژی خانم دکتر شاکری

2- جزوه میکروبیولوژی خانم دکتر شاکری

3-مطالب ارایه شده توسط اساتید در آزمایشگاه

4-سایت های:       http://wikipedia.com/bological -research -11051.html

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 14:14
0 نظر

آزمایش سه محوری

مقدمه:

همچنانکه در توضیحات آزمایش برش مستقیم گفته شد. این آزمایش هم بر اساس تئوری موهر کلمب قرار دارد با این تفاوت که این آزمایش تشابه بسیار زیادی با رفتار خاک در محل داشته و گسیختگی در ضعیفترین سطح اتفاق می افتد.

در این آزمایش ، فشار همه جانبه نماینده فشار جانبی خاک در محل واقعیتش است و معمولا معادل مقدار تقریبی    انتخاب می شود که   ضریب فشار خاک در حالت سکون ،   وزن مخصوص المان خاک و z  عمق المان در این آزمایش است . در این آزمایش نمونه ای از خاک با مشخصات استاندارد برداشته شده ، یک غشا ظریف و نازک دور آن کشیده می شود و سپس در داخل محفظه استوانه شکلی از جنس پلاستیک یا شیشه که معمولا مملو از آب یا گلیسیرین است ، قرار می گیرد ( البته گاهی نیز از هوا استفاده می شود ) . برای اینکه نمونه تحت برش گسیخته شود ، یک تنش محوری از طریق یک بازوی قائم که برای اعممال بار نصب شده ، به نمونه اعمال می شود . این تنش ، تنش انحرافی نام دارد .به طور کلی آزمایش ها به دو صورت انجام می گیرد :

1 . کنترل تنش ( با اضافه کردن وزنه هایی با گام مساوی تا لحظه گسیختگی نمونه ) .

2 . کنترل کرنش ( اعمال تغییر شکل محوری با سرعت ثابت به وسیبه یک پرس هیدرولیک تا لحظه گسیختگی نمونه ) .

در این روش بار محوری وارده مربوط به یک تغییر شکل محوری مشخص با یکو حلقه یا سلول اندازه گیری نیرو که بر روی بازوی دستگاهنصب شده است ، اندازه گیری می شود .

هدف آزمایش و شماره ASTM :

هدف از این آزمایش به دست آوردن پارامتر های مقاومت برشی خاک است. آزمایش سه محوری نسبت به آزمایش برش مستقیم و تک محوری روش پیچیده تر و قابل اعتمادتری برای تعیین مقاومت برشی خاکها میباشد.

CU: ASTM D 4767-88

UU: ASTM D 2850-87 , AASHTO T 234-90

انتخاب آزمایش سه محوری برای انواع مختلف خاک

نوع آزمایش سه محوری که باید انجام شود ، بستگی به نوع خاک و چگونگی مساله مورد مطالعه دارد . در آزمایشگاههای مکانیک خاک معمولا آزمایشهای زیر صورت می گیرند :

آزمایش CD   بر روی خاکهای دانه ای ( ماسه ها ) برای بررسی رفتار دراز مدت خاکهای چسبنده ، آزمایشهای   UU   و    CU   در شرایط اشباع همراه با اندازه گیری فشار منفذی برای بررسی رفتار خاکهای ریز دانه در شرایط زهکشی نشده و آزمایش UU در شرایط نیمه اشباع جهت بررسی رفتار خاکریز حین ساخت.

آزمایشهای سه محوری بسته به اینکه شیر خروج جریان منفذی باز یا بسته باشد به سه صورت انجام می گیرد:

1 . آزمایش زهکشی نشده که آزمایش تحکیم نیافته زهکشی نشده ، ( وبه طور اختصار ) U  ،   UU و   Q  هم نامیده می شود .

این آزمایش در شرایطی انجام می شود که شیر زهکشی در تمام مراحل بسته است و آزمایش بلافاصله بعد از نصب سلول فشار آغاز می شود . برای خاکهای دانه ای نرم اگر %       باشد ، تفاوت اندکی بین باز یا بسته بودن شیر وجود دارد . این آزمایش برای خاکهای غیر چسبنده با درجه اشباع    %100= S  قابل استفاده نیست .

2 . آزمایش تحکیم یافته زهکشی نشده که  CU  ، R   یا آزمایشسریع تحکیم یافته هم نامیده می شود . این آزمایش بعد از اینکه نمونه تحت فشار محفظه ( ) تحکیم شد ، انجام می شود . برای برخی آزمایشها وسایلی برای نشان دادن توقف تعییرات حجم نمونه ( متوقف شدن جریان آب منفذی ) و نشان دادن پایان عمل تحکیم وجود دارد زیرا اصولا تحکیم ، خصوصا برای خاکهای رسی زمان قابل توجهی می برد . به علاوه تکنیکهایی برای افزایش سزعت زهکشی مانند استفاده از سنگهای متخلخل یا استفاده از کاغذ صافی به کار برده می شوند . وقتی تحکیم پایان یافت ، شیر زهکشی بسته می شود و تنش انحرافی اعمال می شود تا  نمونهئ گسیخته شود . قسمت آخر آزمایش مانند آزمایش تحکیم نشده زهکشی نشده است .

3 .آزمایش تحکیم یافته زهکشی که اختصارا   CD  و  S نیز نامیده می شود . در این آ زمایش شیر زهکشی در تمام طول آزمایش باز بوده ، فشار محفظه به کار می رود . به علاوه رفتار نمونه برای بررسی اتمام تحکیم مورد بررسی قرار می گیرد و هنگامی که شیر زهکشی باز است ، تنش لنحرافی اعمال می شود . تنش انحرافی باید با یک سرعت بسیار کم اعمال شود تا فشار آب منفذی در طول شکست به وجود نیاید یا آنقدر کوچک باشد که در پارامترهای خاک تاثیر نگذارد..

به علت حساسیت بیش از حد خاک و تاثیر پذیرس زیاد پارامترهای خاک از میزان دست خوردگی و نوع آن ، آزمایشهای سه محوری طبقه بندی های خاصی داشته ، در کلاسهای مختلف انجام می شوند . به عنوان مثال آزمایش های CD   ، CU    و  UU    برای خاکهای چسبنده و غیر چسبنده ، خاکهای عادی تحکیم یافته و پیش تحکیم یافته متفاوت است . همچنین آزمایشها را می توان در شرایطی با اندازه گیری فشار اب منفذی و بدون اندازه گیرس فشار آب منفذی انجام داد . به برخی از موارد یاد شده در تئوری آزمایشها اشاره خواهد شد و سایر موارد را می توان از مراجعی که در پایان کتاب ذکر می شود ، استخراج کرد و مورد استفاده قرار داد .

اما در همه موارد اساس کار یکسان است ، یعنی نمونه ابتدا در اثر فشار سیال داخل محفظه تحت یک فشار محیطی همه جانبه () قرار می گیرد . بسته به نوع آزمایش ممکن است اجازه تحکیم و زایل شدن فشار اب منفذی به نمونه داده شود یا داده نشود . در اثر این فشار ، فشار اب منفذی نمونه به مقدار  Uc    افزایش می یابد که اثر آن را با پارامتر بدون بعد نشان می دهند ( B  ، پارامتر فشار اب منفذی اسکمپتون است ) . در خاکهای اشباع ،   B=1   است . بعد از آنکه نمونه تحکیم شد ، در آزمایشهای  CD و CU  تنش انحرافی  روی نمونه اعمال می گردد . در این مرحله هم بسته به نوع آزمایش ، سرعت بار گذاری متفاوت بوده ، شیر زهکشی هم می تواند باز یا بسته باشد .

 

وسایل آزمایش

1. محفظه فشار .

2 . وسیله اعمال فشار با شرط کنترل کرنش .

3 . نمونه اصلاح کن .

4 . اره سیمی .

5 . منبع ایجاد خلاء .

6 . گرمکن  .

7 . کولیس .

8 . ظرف تبخیر .

9 . غشا لاستیکی .

10 . قالب استوانه ای برای قرار دان غشا لاستیکی بر روی نمونه خاک .

11 . ورقه های کاغذ صافی بر زیر و روی نمونه ( بین نمونه خاک و سنگهای متخلخل ) برای جلوگیر یاز ورود ذرات خاک به درون سنگ متخلخل و همچنین در اطراف نمونه برای تسهیل زهکشی جانبی .

12 . ترازو با دقت 1 / 0 گرم .

13 . بورت برای اندازه گیر یتغییر حجم .

14 . یک یا دو حلقه لاستیکی ( کش ) در بالای نمونه در شیار مخصوص کلاهک فوقانی و در پایین نمونه در شیار مخصوص پایه برای جلوگیری از نفوذ آب به درون نمونه .

15 . دستگاه مربوط به فشار هیدرواستاتیک جانبی .

16 . دستگاه تعیین فشار آب درون خاک .

17 . یک یا دو تشک فلزی که در مواقعی که زهکشی لازم نیست ، جانشین سنگهای متخلخل می شود .

18 . زمان سنج ، قوطی های مخصوص برای تعیین در صد رطوبت و ...

19 . وسیله اعمال فشار با کترل کرنش ( پرس ) : این وسیله شامل یک داربست می باشد که در قسمت پایین آن ، یک سکو به وسیله موتوری که سرعت آن قابل کنترل آست ، به طرف بالا یا پایین می رود .بین این سکو و اتکا فوقانی ، سلول فشار و فشار سنج برای اندازه گیری تغییرات فشار در حین آزمایش قرار دار د . پرس فوق با ظرفیتهای مختلف ، معمولا بین 10 تا 50 تن که برای آز مایشهای خاک مورد استفاده است ، ساخته می شود .

 

2 -1 . بورت برای اندازه گیری تغییر حجم

اندازه گیری تغییر حجم آب درون نمونه به وسیله بورت صورت می گیرد . بدین طریق که با تغییر حجم نمونه خاک ، مقداری از آب ( از شیر  S3 ) به بورت وارد یا از آن خارج می شود . این وارد و خارج شدن ، سطح پارافین در لوله وسطی را تغییر می دهد که بدین ترتیب حجم  V∆  معلوم خواهد شد . معمولا شیر S3  را به قسمت تحتانی یا فوقانی نمونه خاک وصل می کنند . پس از آنکه نمونه خاک اشباع شد ، تغییر حجم نمونه خاک باعث خارج شدن ( یا وارد شدن ) مقداری آب از ( یا با ) درون نمونه خاک خواهد شد که نشان دهنده تغییر حجم نمونه خاک است.

2 – 2 دستگاه مربوط به فشار هیدرو استاتیک جانبی

این دستگاه معمولا در سه نوع مختلف ساخته می شود که نوع جیوه ای آن در اکثر دستگاههای سه محوری به کار می رود . این دستگاه دارای دومخزن جیوه ای است که یکی از آنها در سطحی ثابت و دیگری آویزان است و مقدار فشار منتقل شده به وسیله این دستگاه از روی اختلاف ارتفاع این دو مخزن به دست می آید و مقدار آن به وسیله فشار سنج عقربه ای خوانده می شود . برای خواندن دقیق ، یک فشار سنج شکل U جیوه ای هم به سیستم اضافه می شود که فشارهای کوچک را به خوبی تعیین می کند ( البته در دستگاههای سه محوری پیشرفته ، این فشار به وسیله یک سیستم هیدرولیکی قابل کنترل اعمال می شود ) .

یک پیستون هیدرولیکی برای خارج نمودن هوای درون لوله ها وجود دارد . این پیستون همچنین برای میزان نمودن مبدا ( صفر ) فشار سنج عقربه ای و نیز برای تعیین سطح جیوه در مخزن آویزان به کار برده می شود . فشار جانبی که به وسیله این مخازن جیوه ایجاد می شود بستگی به اختلاف سطح دو مخزن دارد . برای آنکه فشار بزرگتری ایجاد شود باید دو یا چند مخزن را به طور سری به هم وصل نمود که در این صورت می توان تا فشارهای معادل 10 تا 15 کیلو گرم بر سانتیمتر مربع به وجود آورد.

2 – 3 . دستگاه تعیین فشار آب درون خاک

این دستگاه از قسمتهای زیر تشکیل شده است :

1.        بلوک شفاف که در آن لوله   شکل تا نیمه از جیوه پر شده است و یک طرف آن به انتهای تحتانی نمونه خاک وصل می شود . این قسمت دارای قطر نازکی برابر 1 میلیمتر است

2.        شاخص متحرک برای تعیین نمودن سطح جیوه در لوله .

3.       برای خارج نمودن همرای درون جیوه می توان با چرخاندن دستگاه حول محور هوای درون جیوه را خارج نمود .

تذکر : در هنگام آزمایش باید همه مجرای زهکشی و اندازه گیری فشار از اب پر شود و بخصوص باید دقت کرد که در قسمتی از مجرای زهکشی که بین نمونه خاک و نمایانگر فشار قرار گرفته است ، هیچ حباب هوایی وجود نداشته باشد .

 

 

2-4. قالب استوانه ای برای قرار دادن غشا روی نمونه خاک

2-4-1-قالب غشا لاستیکی برای خاکهای چسبنده:

قطر استوانه غشاگیری برای این نوع خاک ها چند میلیمتر بیشتر از قطر نمونه مورد آزمایش می باشد ( حداقل این اختلاف قطر 4 میلیمتر است ) و به وسیله مکش در پشت غشا لاستیکی نمونه در داخل این استوانه قرار می گیرد . بدین ترتیب که با مکش هوای محبوس بینغشا و قالب ، غشا کاملا به قالب می چسبد و نمونه را می توتن به سادگی به سادگی داخل آن قرار دارد .

2 -4-2 . قالب غشا لاستیکی برای خاکهای دانه ای خشک

قالب استوانه ای که برای قرار دادن غشا لاستیکی قرار می گیرد ، قطری بیشتر از قطر نمونه دارد . این اختلاف قطر تقریبا دو برابر ضخامت غشا لاستیکی می باشد . این قالب از دو نیمه استوانه تشکیل شده است . این استوانه در قسمت پایین دارای یک گلوگاه است که بدین ترتیب عمل قرار دادن حلقه های لاستیکی ( کش ها ) به روی پایه محفظه امکان پذیر است .

مانند حالت قبل ، غشا لاستیکی در داخل قالب استوانه ای قرار گرفته ، بعد از عمل مکش نمونه وارد غشا می گردد .

2- 4-3 . قالب غشا برای خاکهای دانه ای اشباع شده

برای این خاک می توان قالب استوانهای حالت قبل را به کار برد ، همچنین می توان از یک قالب استوانه ای شکل به مووازات سه مولد بریده شده است ، استفاده کرد در این حالت فشار آب موجود در نمونه غشا لاستیکی را به جداره داخلی قالب می چسباند ، بنابر این ایجائ مکش بین غشا لاستیکی و جداره داخلی قالب ضروری نیست .

2- 5 . شرایط و خصوصیات نمونه 

هر چه شرایط محلی باشد ، انجام آزمایش نتایج دقیقتری را به دست خواد داد . در صورتی که نمونه خاک نماینده خاک پی یک سازه باشد ، تهیه یک نمونه دست نخورده ( در صورت امکان  بسیار مفید است ، لیکن در صورتی که نماینده خاکریز باشد  بایستی یک نمونه دست خورده با همان شرایط تراکم محلی را مورد آزمایش قرار داد .

1 . تهیه نمونه دست نخورده از خاکهای دانه ای بسیار مشکل است و اغلب نمونه ای دست خورده با همان چگالی نسبی در محل تهیه می شود .

2 . در خاکهای چسبنده ریز دانه نمونه باید عینا دست نخورده و یا حداقل دست خوردگی را داشته باشد ( خصو صا اگر خاک حساس باشد )

3 . ابعاد نمونه   mm 1 / 71 (قطر)   mm 1 / 35( قطر)   mm 9 / 88( ارتفاع ) باشد .

4 . در استفاده های آموزشی می توان از نمونه باز سازی شده در وسیله تراکم هاروارد استفاده کرد .

5 . نمونه های تهیه شده با نمونه گیر جدار نازک ( شلبی ) می تواند به وسیله یک نمونه اصلاح کن ، به ابعاد دلخواه در آید .

6 . برای اندازه گیری ابعاد نمونه طول را 4 بار و هر با با 90 درجه تغییر زاویه اندازه گرفته ، قطر را هم در سه منطقه بالا ، وسط و پایین و در هر منطقه 4 بار اندازه میگیریم > سپس طول و قطر متوسط را به دست آورده ، در محاسبات به کار می بریم .

7 . نسبت طول به قطر نمونه باید بین 2 و 3 باشد ، اگر ارتفاع نمئننه کمتر از  2D  باشد ، اجازه تغییر شکل به نموونه نمی دهد و اصطکاک بین سطح نمونه و استوانه باعث برش نمونه می گردد . اگرL > 3D باشد ، نمونه کمانش خواهد کرد و گسیختگی به جای مکانیکی ، هندسی خواد بود .بنابر این بهترین اندازه 2.5 ≈  L/Dمی باشد.

8 . اگر خاک چسبنده است و یا قابلیت تراکم زیاد دارد ، نباید آن را با جک زدن خارج کرد و در صورت اجبار نیرو ، در همان جهتی که نمونه به استوانه وارد شده ، به نمونه داخل استوانه وارد شود .

9 . پس از خارج شدم نمونه سزیعا آن را می بریم تا باعث خشک شدن نمونه نگردد .

10 . قسمتهای بالا و پایین خاک دست خورده است . در صورت تمایل به استفاده از نمونه دست نخورده ، بالا و پایین نمونه را می بریم .

11 . اگر ناهمگنی خاک زیاد باشد ، آزمایش بر روی خاک صحیح نخواهد بود .

2-6 .اشباع نمونه

به دست آوردن پارامترهای برشی خاک به وسیله آزمایش سه محوری هم در حالت اشباع کامل و هم در شرایط نیمه اشباع خاک امکان پذیر است و آزمایش سه محوری بر روی خاکهای غیر اشباع فقط برای اندازه گیری تنش های کل می باشد . به علاوه ممکن است در زمان بهره برداری ، خاک اشباع گردد .اشباع کردن نمونه های خاک به روشهای مختلف انجام می گیرد که در اینجا به اختصار به سه روش که برای اشباع نمونه سه محوری به کار می رود ، اشاره خواهیم کرد .

2- 6 -1. استفاده از پس فشار (Back pressure) : در حالیکه شیر زهکشی مرتبط با بالای نمونه بازاست تا هوا خارج شود ، آب را با فشار مشخصی از انتهای نمونه وارد می کنیم .

2-6-2. استفاده از پمپ خلا : و خارج کردن هوای داخل نمونه بوسیله مکش البته همزمان می توان از پس فشار هم استفاده کرد .

2-6 -3 . استفاده از گاز CO2

 

2-7 . تحکیم نمونه خاک

در دو آزمایش  CD   و CU لازم است قبل از اینکه نمونه تحت تنش انحرافی  گسیخته شود ، تحکیم گردد . بدین منظور بلافاصله بعد از بر قراری فشار    شیرهای زهکشی را باز کرده ، تغییر سطح آب در بورتهای متصل به آنها را در زمانهای استاندارد شده توسط  ASTM   اندازه گیری می کنیم و بر اساس این داده هامی توان نمودارهای را رسم کرد  . نمودارهای زیر چگونگی تعیین  t100   را نشان می دهد .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2- 8 .محاسبه سرعت آزمایش ( برای آزمایشهای CD و  CU  با اندازه گیری U  ، فشار آب منفذی )

برای تعیین سرعت آزمایش ( سرعت حرکت موتور پرس ) باید ابتدا به طور تقریبی تغییر شکل قائم نمونه خاک را هنگام شکست (برش ) پیش بینی نمود ، مثلا اگر مقدار آن     باشد ، سرعت آزمایش از رابطه زیر حاصل می گردد . پیش بینی    از روی آزمایشهای قبلی بر روی خاک شبیه و دارای مشخصات خاک مطلوب و یا از روشهای تجربی و تئوری دیگر به دست می آید .  که  مدت زمان لازم برای شکست است .

 

آزمایش تحکیم یافته زهکشی شده یا آهسته (CD یاS ) برروی خاکهای چسبنده اشباع و موارد استفاده آن

 

3-1.مقدمه

در ایین آزمایش ، پارامترهای خاک تحت شرایط تحکیم یافته زهکشی نشده به دست می اید ، ولی به علت اینکه سرعت انجام این آزمایش بسیار پایین می باشد ، این آزمایش چندان متداول نمی باشد ولی در هر حال پایداری دراز مدت شیبها و خاکبرداریها بر حسب تنش موثر و با استفاده ازc'و 'Фبه دست آمده از آزمایش زهکشی شده تحلیل می گردد .

3-2 .تئوری آزمایش

در این آزمایش ، نمونه ابتدا به وسیله سیال داخل محفظه تحت یک فشار همه جانبه    قرار می گیرد . در اثر این فشار ،فشار آب منفذی نمونه به مقدار  uc  افزایش می یابد که مقدار آن را با پارامتر بدون بعد  نشان داده می شود (B پارامتر فشار اب منفذی اسکمپتون نامیده می شود ) .در خاکهای اشباع مقدار B برابر یک است .

حال اگر شیرهای خروج اب باز نگه داشته شود تا نمونه زهکشی گردد ، فشار آبمنفذی از بین می رود ؛ در نتیجه نمونه تحکیم یافته ، میزان تغییر حجم نمونه ( Vc∆) از میزان آبی که از نمونه خارج گردیده ، قابل اندازه گیری است . بعد از تحکیم یافتن نمونه تنش انحرافی به آهستگی به نمونه وارد می شود . به علت باز بودن شیر که فشار منفذی به وجود آمدده در اثر اضافه شدنصفر می شود و با توجه به صفر بودن فشار اب منفذی ، تنش کل و موثر با هم برابر شوند . (  ) و تنش محوری کل و موثر در زمان گسیختگی نیز برابر است با

همانطور که اشاره شد میزان تغییر شکل به نحوی کنترل می شود که هیچگاه فشار حفره ای قابل ملاحظه ای در نمونه وجود نداشته باشدد ، بنابراین همیشه تنش وارده به صورت تنش موثر باقی می ماند و پوش گسیختگی مستقیما بر حسب تنش موثر بیان می گردد ممکن است مقادیر c'  و 'Ф  از آزمایش تحکیم یافته زهکشی نشده که طی آن فشار آب منفذی اندازه گیری می شود به دست آید ، ولی اختلاف عددی بین این دو معمولا کوچک است .

در رسهای هوا زده و ترک خورده سخت ، مقدار c'  که از محل و به هنگام تعادل حدی به دست می آید ( نتیجه شده از آنالیز مجدد لغزشهای موجود ) ، مقداری کمتر از مقدار c'  به دست آمده طی آزمایش بر روی نمونه های خاکی است که از منطقه لغزش و یا اطراف آن برداشته شده است [ هنکل 1975 ] . در هر حال  c'  مقدار کوچکی است که بهتر است در طرح ، مقدار آن برابر صفر در نظر گرفته شود .

مقادیری c'  و 'Ф برای خاکریزهای کوبیده شده معمولا از آزمایشهای زهکشی نشده بر روی نمونه هایی که دارای رطوبتی برابر رطوبت خاکریز می باشند ، به دست می آید . در خاکریزهایی که در رطوبتی بهینه ( اپتیمم ) متراکم شده اند  ، بخصوص اگر بخوبی کوبیده نشده باشند ، ممکن است مقدار c'تقریبا تا صفر کاهش یابد ، بدون آنکه 'Ф تغییری نماید . در این حالت با کاهش حجم همراه خواهد بود . مقادیر c'  و 'Ф برای تحلیل پایداری دراز مدت خاکریزها و سدها باید بر اساس آزمایش بر روی نمونه هایی باشد که بخوبی اجازه شل شدن (Softening) و افزایش رطوبت د رمحدوده تنش مربوطه را بدهد ، یا مقدار c'برابر صفر در نظر گرفته شود ؛ پس به طور کلی مقدار Ф   با تغییر رطوبت تغییر محسوسی نمیکند. با افزایش رطوبت ، مقدار  c'  کاهش یافته ، مقدار فشار حفره ای اضافی به سرعت تغییر می یابد ، تا جایی که در بعضی از خاکها با افزایش یک در صد رطوبت ممکن است فشار حفره ای اضافی دو برابر شود.

طرز قرار گرفتن دانه های میکروسکوپیک خاک رس تا حد زیادی به طبیعت دانه ها و محیط الکترولیت اطراف آنها بستگی دارد . ساختمان اکثر رس های طبیعی ساختمانی بغرنج است . وقتی رس به طور تدریجی تحت تاثیر فشار قرار می گیرد و به آن اجازه زهکشی داده می شود ، پولکهای خاک رس خم می شود ، سر می خورند و نسبت به یکدیگر حرکت می کنند تا اینکه یک ساختمان داخلی جدیدی ایجاد می شود و تحت تاثیر فشار موثر جدید پایدار می شود . بنابراین تعداد نقاط تماس در هر واحد حجم تابعی از فشار موثر می باشد و طبیعی است که فرض کنیم مقاومت برش خاک رس با تعداد تماس در هر واحد حجم نسبت مستقیم دارد . بنابر این ازدیاد تنش موثر ، مقاومت خاک را بالا می برد . به علاوه تغییرات به وجود آمده وقتی که فشار جانبی برداشته می شود ، به طور کامل قابل برگشت نیست و همه نقاط تماس ایجاد شده ازهم جدا نموشوند و ساختمان خاک کاملا به حالت اولیه بر نمی گردد .

Text Box: تنش برشی
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


برای اغلب مسائل مربوط به شکست خاکهای ریز دانه اشباع به علت اینکه به سهولت نمی توان فشار منفذی را ارزیابی کرد ، بهتر است که آزمایش را به نحوی انجام دهیم که تاثیر فشار منفذی در نتایج آزمایش مستتر گردد . در خیلی از موارد ، مطالعه رفتار خاک ریز دانه تحت شرایطی که از بین رفتن فشار منفذی مجاز نباشد به قضاوت مهندسی کمک می کند .

با انجام آزمایش سه محوری ، نتایج بسیار جالبی از رفتار خاکهای ماسه ای و رسی حاصل می شود که در این نتایج به صورت نمودارهایی ارائه شده است.

با تغییر فشار محفظه ای محدود کننده ، آزمایشهای متعددی می توان بر روی نمونه های مشابه انجام داد . برای هر آزمایش با داشتن تنش های اصلی حد اکثر و حداقل در لحظه گسیختگی ، دایره موهر قابل رسم است که با داشتن دوایر موهر مربوط به چند آزمایش می توان پوش  گسیختگی را برای خاک مورد آزمایش رسم کرد.

خاکهای رسی که قبلا تحت فشار محفطه ای همه جانبه  ، چه به صورت طبیعی تحت سر بار اضافه و چه به صورت مصنوعی در آزمایشگاه تحکیم یافته اند ، خاکهای اضافه تحکیم یافته نامیده می شوند .برای چنین خاکهایی ، پوش گسیختگی دارای دو شاخه متمایز ، شاخه ab  ( برای تنش های قائم کوچکتر از پیش تحکیمی ) و شاخه bc ( برای تنش های قایم بزرگتر از پیش تحکیمی ) خواهد بود . قسمت  دارای شیب کمتر و چسبندگی اولیه می باشد که معادله مقاومت برشی آن به صورتنوشته می شود و شاخه bcاز پوش گسیختگی ، نشان دهنده مرحله عادی تحکیم یافته خاک است که از رابطه مقاومت برشی  به دست می آید.

زاویه اصطکاک داخلی برای رس اشباع عادی تحکیم یافته است .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


تذکر : زاویه اصطکاک داخلی زهکشی شده   برای خاکهای رسی ، معمولا با افزایش نشانه خمیری خاک کاهش می یابد .

 

3-3 . محاسبات

1. مقدار کرنش را برای قرائتهای متوالی تغییر شکل نمونه محاسبه می کنیم ( باتوجه به اینکه آزمایش به روش کنترل می باشد ، این مقدار برابر یک ضریب   در مقدار کرنش اولیه می باشد ) و مقادیر را در ستون مربوطه وارد می کنیم

                     

اگر آزمایش به روش کنترل تنش باشد ، باید بر اساس قرائت گیج ، تغییر مکان کرنش را حساب کنیم .

 2. مساحت نمونه را اصلاح می کنیم و رد ستون مربوطه ، در مقابل کرنشی که باعث این اصلاح شده ، مینویسیم :

قبل از بارگذاری                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

بعد از بارگذاری                                                                                                                                              

3. مقدار تنش انحرافی را بدین ترتیب محاسبه می کنیم :

ابتدا مقادیر خوانده شده از روی گیج متصل به رینگ را در ثابت رینگ ضرب می کنیم تا مقدار نیروی وارد شده به نمونه به دست آید . آنکاه مقادیر P به دست آمده را بر A'  نظیرش تقسیم می کنیم و در ستون مربوط به تنش انحرافی می نویسیم :

ثابت رینگ * عدد خوانده شده از روی گیج = P

4. نمودار تنش- کرنش هر نمونه را رسم می کنیم و مقدار تنش انحرافی را هم رد کنار آن یادداشت می کنیم . آزمایش بهتر است بر روی سه نمونه با فشارهای هیدرواستاتیک (   ) متفاوت انجام گیرد و برای هر سه نمونه خلک ، نمودار یاد شده رسم شود . حال روی هر یک از این نمودارها یک تنش شکست (  ) به ازای    های متناظر داریم 5. یک نمودار رسم می نماییم که محور افقی آن بر حسب تنش قائم و محور قائم آن بر حسب تنش برشی باشد . آنگاه سه دایره به قطرهای به دست آمده از بالا ( تنش انحرافی ) و هر دایره را از نظیر قطر خودش رسم می کنیم ( به عنوان مثال اگرو باشد ، دایره ای به قطر 150 و با نقطه شروع 50 رسم می کنیم ) . انگاه مماس بر این دوایر را رسم می کنیم و مقادیر  c'  و 'Ф   را تعیین می کنیم . اگر خاک غیر چسبنده باشد (   c = 0  ) ، مقدار   را از رابطه زیر به دست می آوریم :

البته می توان نمودار q' در مقابل p'  را که لمب(1964 ) پیشنهاد کرده است ، ترسیم کرد که این نمودار نوعی نمایش مسیر تنش می باشند ( مسیر تنش یک سری نقاط است که هر نقطه نشان دهنده حالت تنش تجربه شده توسط خاک در حین پیشرفت آزمایش است ) .

                                                       

6. در روی نمودارها و نتایج ، حتما نوع آزمایش ( UU  ،  CU  ،  CD  ) و همچنین اشباع بودن یا نبودن نمونه ذکر شود.

آزمایس تحکیم شده زهکشی نشده (  CU   یا   R   )

4-1. مقدمه

آزمایش تحکیم یافته زهکشی نشده متداولترین آزمایش سه محوری است. این آزمایش موقعی استفاده می شود که انتظار می رود قبل از آنکه بارگذاری تمام شود ، تحکیم صورت بگیرد. به عنوان مثال ، این آزمایش می تواند برای بررسی آثار بارهای ناگهانی مثل بارگذاری زلزله مورداستفاده قرار گیرد یا در سدهای خاکی در حالت تخلیه سریع (rapid drawdown) که تحت آن شرایط سطح اب با سرعت زیاد پایین می آید و خاک نمی تواند در آن مدت تحکیم یابد ، به کار رود.

4-2. تئوری آزمایش

در این آزمایش نمونه خاک اشباع ابتدا توسط فشار محفظه ای همه جانبه    تحکیم می یابد ، سپس تنش انحرافی قائم     در شرایط بدون زهکشی افزایش داده می شود تا جایی که باعث گسیختگی شود. در حین آزمایش مقادیر  و  به طور همزمان قرائت می شوند . افزایش فشار حفره ای  در شکل بدون بعد ، به صورت زیر نشان داده می شود( A  پارامتر فشار حفره ای اسکمپتون می باشد ):

شکل عمودی تغییرات   و  در مقابل کرنش محوری برای ماسه و رس ، در شکلهای زیر نشان داده شده است . همانطور که دیده می شود ، در ماسه شل و رس عادی تحکیم یافته با افزایش کرنش ، فشار آب حفره ای افزایش می یابد . در ماسه متراکم و رس اضافه تحکیم یافته با افزایش کرنش ، فشار آب حفره ای ابتدا افزایش می یابد ، لیکن پس از گذر از حد مشخصی فشار اب حفره ای کاهش یافته ، نسبت به فشار اتمسفر منفی می شود . این مساله به علت تمایل نمونه به اتساع است .

در این آزمایش تنش اصلی کل و موثر با هم مساوی نیستند و با اندازه گیری فشار آب حفره ای در حین آزمایش تنش موثر قابل اندازه گیری است.

4-2-1. نتایج آزمایش بر روی رس عادی تحکیم یافته

مقاوت یک خاک اشباع با فشار تحکیم تغییر می کند و نتایج آزمایش اغلب به صورت دیاگرامی نشان داده می شود که در آن مقاومت  در مقابل فشار تحکیم  Cu رسم می شود . برای رسهای عادی تحکیم یافته مقاومت برشی  Cu  مستقیما متناسب با P می باشد

در اغلب خاکهای رسی به شرح زیر است :

1-        رس های عادی تحکیم یافته 0.5 تا 1

2-       رس های اضافه تحکیم یافته 0.5- تا 1

پوش گسیختگی برای تنش های کل ، از رسم مماس بر دوایر موهر تنش های کل ( A  ،  B  ) به دست می آید . برای ماسه و رس عادی تحکیم یافته ، این پوش تقریبا یک خط مستقیم است که از مرکز مختصات گذشته ، معادله آن به صورت  می باشد که در آن    تنش کل ، زاویه ای است که پوش گسیختگی تنش کل با محور تنش قائم ( محور افقی ) می سازد و به زاویه مقاومت برشی تحکیم یافته زهکشی نشده معروف است . در این شکل همچنین پوش گسیختگی مماس بر دوایر موهر تنش موثر ، برای ماسه و رس عادی تحکیم یافته هم کشیده شده که معادله آن  است که مشابه نتیجه به دست آمده از آزمایش تحکیم یافته زهکشی شده است .

4-2-2. نتایج آزمایش بر روی رسهای پیش تحکیم یافته

اگر به نمونه ای از خاک رس اجازه تحکیم از فشار  Pa  تا فشار  Pb  داده شود و سپس تا فشار           متورم گردد ، رطوبت و مقاومت برشی آن نظایر نقاط   b  و   d  خواهد بود . مشاهده می شود که دو نمونه  a  و  d  اگر چه تحت یک فشار قرار گرفته اند اما مقاومتهای متفاوتی از خود نشان می دهند ، بدین دلیل که رطوبت رس پیش تحکیم یافته کمتر از رس عادی تحکیم یافته است و بنابر این چسبندگی نمونه پیش تحکیم یافته بیشتر است ارتباط CU   و  P   برای رس های پیش تحکیم یافته به هیچ وجه ثابت نبوده ، به طور کلی مقاومت تنها تا حد کمی بستگی به نمونه دارد . اگر فشار همه جانبه وارد بر نمونه ای از خاک پیش تحکیم یافته ، بیش از فشار تحکیمی باشد فشار حفره ای ناشی از برش مثبت خواهد بود و در صورتی که کمتر از فشار پیش تحکیمی باشد این فشار منفی خواهد شد . یک سد خاکی نیز در دراز مدت نظیر یک خاک پیش تحکیم یافته عمل می کند ، ولیمیزان پیش تحکیمی آن دقیقا مشخص نیست . بررسی پایداری سد در دراز مدت ممکن است با استفاده از آزمایش CD   انجام شود ، ولی به هنگام افت سریع آب و یا زلزله ، حالتی نظیر آزمایش CU   در سد اتفاق می افتد. در رسهای پیش تحکیم یافته ، پوش گسیختگی تنش کل به دست آمده از آزمایش   مطابق شکل ( 16 ) خط مستقیم  a'b'  است که دارای معادله  می باشد و خط مستقیم    b'c'    نیز از رابطه به دست می آید و پوش گسختگی برای تنش موثر با استفاده از دوایر موهر تنش به دست می آید.

در مرحله دوم آزمایش ، شیر زهکشی بسته شده ، تنش محور یتا لحظه شکست افزایش میابد. از آنجا که طی این مرحله زهکشی انجام نمی شود ، هیچ تغییر حجمی در نمونه به وجود نمی آید ولی تمایل به تغییر حجم باعث تغییراتی در فشار اب منفذی می گردد که تابعی از نوع خاک و تنش گذشته وارد بر آن است . در رس عادی تحکیم یافته ، فشار آب منفذی با تغییر شکل نسبی افزایش می یابد ، بنابراین تنش موثر کمتر از تنش اعمال شده خواهد شد . در رس پیش تحکیم یافته تمایل برای افزایش حجم در هنگام برش موجب اعمال کشش در آب یا به عبارتی دیگر فشار حفره ای منفی می گردد که تنش موثر را بیش از تنش اعمال شده می سازد ، در نتیجه یک رس پیش تحکیم یافته تحت همان تنش کلی همه جانبه وارد بر یک رس عادی تحکیم یافته ، دارای مقاومت بیشتری به هنگام برش خواهد بود زیرا مقاومت برشی به وسیله تنشهای موثر کنترل می گردد.

4- 3 . محاسبات

محاسبات همانند محاسبات آزمایش  CD  است ، با این تفاوت که در اینجا ما می توانیم  با اندازه گیری فشار اب منفذی پارامترهای برشی زهکشی شده برای خاک مورد نظر را به دست آوریم ، زیرا اصولا آزمایش   CD  بر روی خاکهای رسی بسیار وقت گیر است . بنابراین با کم کردن فشار آب منفذی اندازه گیری شده در لحظه شکست از تنشهای اصلی آزمایش  CU در لحظه شکست داریم :

                                                                                      

که     و     معادل تنش اصلی ماکزیمم و مینیمم در آزمایش   است .

خطاها

1-اگر غشا خیلی تنگ باشد یک فشار جانبی ایجاد خواهد کرد که در محاسبات مقدار واقعی  خطا ایجاد می کند .

2-فشار ایجاد شده توسط منبع فشار تا رسیدن به محفظه دارای حدود 10 kpa   افت است که با در نظر گرفتن تقریبی این مقدار خطا باز هم خطاهایی در مقدار فشار واقعی بوجود خواهد آمد .

3-در طول مدت آزمایش باید فشار جانبی ثابت باشد که اگر به دلیلی این فشار تغییر کند در آزمایش خطا خواهیم داشت .

4-اگر نمونه در زیر پیستون بار خروج از محوریت داشته باشد بارگذاری خارج از محور صورت گرفته ونمونه بصورت استاندارد گسیخته نخواهد شد .

5-خطا در ثبت اطلاعات نمونه آزمایش .

6- عدم آب بندی صحیح کلاهک وپایه .

7- در رسم مماس بر دوایر مور اگر بیش از سر دایره باشد به هر حال از یک دقت نسبی بر خوردار است که این نیز به نویه خود از منابع خطا است.

8- خطا در اندازه گیریو از روی نمودار .

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 14:13
0 نظر

شمارش تعداد کل میکروب های موجود در آب نمونه

هدف:

شمارش تعداد کل میکروب های موجود در آب نمونه

مقدمه:

دلایل انجام این آزمایش :

1-مقادیر زیاد باکتری حتی در صورت غیر بیماریزا بودن نشان دهنده مقادیر قابل ملاحضه ای مواد آلی قابل تجزیه است که با رشد در دیواره لوله های انتقال آب منجر به کاهش توانایی انتقال آنها می شوند قطعاتی از آنها نیز ممکن است وارد آب لوله کشی مصرف کننده شوند

2-در مواردی که از آب آشامیدنی برای فرآیندهای صنعتی استفاده می شود به عنوان مثال در صنایع غذایی تعداد کم باکتری بویژه غیر بیماریزا مطلوب می باشد.

3-چنانچه این آزمایش به طور روتین از لحاظ بهداشتی صورت گیرد.ژ معیار معتبری برای ارزیابی فرآیند تصفیه و سیستم انتقال می باشد. چنانچه فرآیند تصفیه بدرستی انجام نشود منجر به ورود باکتری های بیماریزای خاک به آب می شود که با تست های معمول روتین بتنهایی قابل تشخیص نیست

طرز کار:

در این آزمایش روش استاندارد کشت در محیط PCA در شرایط هوازیبه مدت 3 روز در دمای 35 درجه سانتی گراد به کار میرود.

روش مذکور همه میکروب هایی را که نمی توانند تحت این شرایط رشد کنند مانند بی هوازی های اجباری حذف میکند .

در ضمن باید در نظر داشت  که برخی از سلول های میکروبی به صورت تجمعاتی به یک دیگر می چسبند  وبنابر این هر کلنی الزاما از یک سلول منشا نمی گیرد این روش تنها شاخصی از کل باکتری های زنده در حجم معیینی از آب می باشد که به طور یقین گویای تعداد واقعی کل نیست 

بحث علمی
باکتریهای هتروتروف گروهی میکروارگانیسم هستند که قادر به سنتز همه مواد مغذی مورد نیاز خود نمی باشند و لذا به منابع خارجی مواد آلی و غیر آلی جهت تغذیه وابسته می باشند. تعداد قابل توجهی  از باکتریهایی که در سیستم های آب آشامیدنی می باشند از جمله باکتریهای هتروتروف می باشند.  HPC را نمی توان به عنوان یک شاخص در شناخت نوع میکروارگانیسم موجود به کار برد. در ضمن نتایج HPC یک ارزیابی دقیق از تراکم و غلظت کل باکتریهای هتروتروف نمی باشد و نتایج آن می تواند بیانگر ارگانیسم های قابل کشت موجود باشد. ترکیب و تراکم گونه های باکتریایی که در آزمایش HPC بازیابی می شوند متفاوت بوده و به فاکتورهای متعددی از جمله مشخصات فیزیکی و شیمیایی آب  بستگی دارد. اختلاف در شمارش و نوع ارگانیسم های موجود در نمونه های یکسان از یک مکان نیز به وقوع می پیوندد. میکروارگانیسم های بازیابی شده در تست HPC می تواند شامل ارگانیسم هایی باشد که به طور طبیعی در آب و محیط وجود دارند و یا ارگانیسم هایی که از منابع آلاینده مختلف وارد می شوند .

 

باکتریهای هتروتروف مجموعه ای از باکتریهای هوازی و بیهوازی اختیاری هستند که به جز دو جنس آن باسیلوسو  میکروکوکوس گرم منفی بوده و جنس های  پروتئوس، انتروباکتر،آئروموناس، سیتروباکتر، سودوموناس، کلبسیلا، فلاوباکتریوم، سراشیا، موراکسلا، الکالی ژنز و آسینتوباکتر را شامل می شوند. جنس های غالب این مجموعه، باکتریهای سودوموناس، سراشیا، انتروباکتر، فلاوباکتریوم و آسینتوباکتر هستند . علاوه بر جنس های یاد شده، برخی از باکتریهای مهم در پزشکی نظیر: مایکوباکتریوم، استافیلوکوکوس و سراشیا نیز در ترکیب باکتریهای هتروتروف ممکن است حضور داشته باشند. باکتریهای هتروتروف ساکن طبیعی بدن انسان و حیوانات بوده و از طریق مدفوع دفع می شوند. برگ درختان ، خاک ، آب ، قطره های باران و حتی بزاق دهان نیز تعداد متنابهی از این باکتریها را در خود جای داده اند.  هر اینچ مربع از پوست سالم انسان، میزبان صدها هزار باکتری هتروتروف است. این باکتریها در بستر های کربن فعال، رزین ها، صافی های ماسه ای و غشایی ، شبکه های توزیع و اجزای آن، خنک کننده ها، مخازن تحت فشار و حتی جدار بطری های آب وجود دارند. بعضی از اعضای این گروه ، مانند سودوموناس ، آئروموناس ، کلبسیلا ، فلا ووباکتریوم ، انتروباکتر ، سیتروباکتر، سراشیا، اسینتوباکتر و پروتئوس از جمله پاتوژنهای فرصت طلب بوده و جمعیت خاصی چون نوزادان و افراد مسن و بیمار را در معرض خطر عفونت قرار می دهد. اما در مورد تأثیرات تعداد زیاد باکتریهای HPC روی سلامتی انسان اطلاعات اندکی در دسترس می باشد. در آبهای آشامیدنی تعداد باکتریهای HPC ممکن است کمتر از CFU 1 تا بیش از CFU 104 در میلی لیتر متغیر باشد و عمدتاً متأثر از درجه حرارت ، وجود کلر باقیمانده و میزان مواد آلی قابل جذب می باشند. میزان HPC نباید از 500 ارگانیسم در میلی لیتر بیشتر باشد. با توجه به موارد زیر، HPC  جهت اپراتورهای واحدهای تصفیه آب مفید می باشد(14)..

منابع:

1-جزوه آزمایشگاه میکروبیولوژی خانم دکتر شاکری

2- جزوه میکروبیولوژی خانم دکتر شاکری

3-مطالب ارایه شده توسط اساتید در آزمایشگاه

4-سایت های:       http://www.environmtalhealth.com/pages/21

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 14:12
0 نظر

آزمایش تراکم

1- مقدمه

 تراکم عباتست از کاهش دادن حجم خاک در اثر خارج ساختن هوا با استفاده از اعمال نیرو. که در این حالت اصطکاک بین ذره ها بیشتر میشود و وزن واحد آن زیاد میشود.و این وزن معیار تراکم خاک است.

تراکم به منظور افزایش مقاومت نیروی برشی است و کاهش نفوذپذیری که این به علت این است که منافذ خاک کوچکتر میشود و در نتیجه آب از این منافذ مشکلتر است.در خاکهای رسی یک مشکل وجود دارد و آن افزایش پتانسیل تورم.

عوامل موثر در تراکم خاک بستگی دارد به : 1-نوع خاک 2-انرژی 3-رطوبت 4- دانه بندی مصالح

در این جا به نوع خاک اشاره شد. نحوه تراکم خاکها با توجه به مشخصات فیزیکی آن مختلف است. اینها عبارتنداز تراکم خاکهای غیر چسبنده و تراکم خاکهای چسبنده.

-       تراکم خاکهای غیر چسبنده (شن و ماسه): خاکهای غیر چسبنده معمولا از ذرات درشت دانه و نسبتا کروی شکل تشکیل میشوند و درجه ترکم آنها بستگی به طرز قرار گرفتن ذرات در کنار یکدیگر دارد. از آنحایی که ذرات تقریبا غیر قابل تغییر شکل و تراکم ناپذیر هستند استفاده از ارتعاش و لرزه بهترین وسیله جهت متراکم کردن اینگونه خاکها میباشد.

 

نوع ماسه

روش ایجاد تراکم

ماسه خشک

ارتعاش

ماسه مرطوب

استغراق+ارتعاش

ماسه مستغرق

ارتعاش

روشهای تراکم خاکهای درشت دانه

-                         تراکم خاکهای چسبنده (سیلت و رس): به علت ساختمان خاص ذرات ریز دانه چسبنده مثل سیلت ریز و رس تراکم آنها به وسیله ارتعاش مقدور نیست و بار یا فشار استاتیک بهترین وسیله برای تراکم این گونه خاکهاست. برای نشان دادن تراکم پذیری این گونه خاکها تحت فشار میتوان مقداری آب به توده ای از خاک میکا افزود و آنرا در یک لیوان قرار داد.چنانچه با یک استوانه فلزی مقداری فشار روی سطح خاک در لیوان وارد اید مشاهده خواهد شد که سطح خاک نشست قابل ملاحظه ای نموده است یعنی تحت تاثیر فشار استاتیک متراکم شده است.

با انرژی های مختلف میتوان تراکم های مختلف داشته باشیم.از طرفی برای تراکم کردن خاک میتوان رطوبت را نیز زیاد کرد. و برای این که پروژه ای از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشد باید مقدار رطوبت به حد اپتیمم باشد.

در بسیاری از سازه‌های خاکی، مثلا سدها، دیوارهای حائل ، بزرگراهها ، فرودگاهها و … ، متراکم کردن خاک یک امر ضروری جهت بهبود مقاومت خاک می‌باشد. متراکم نمودن خاک که عبارت است از قرار دادن خاک در یک موقعیت چگالتر، به چند دلیل مطلوب است.

تراکم خاک باعث افزایش و بهبود مشخصه های مقاومتی آن و در نتیجه بالا رفتن ظرفیت بار بری شالوده های احداثی بر روی آنها می شود. در احداث راه ها ، خاکریز ها ، سدهای خاکی و . . . که عموماَ بر روی بستر های خاکی ساخته می شوند و مصالح بکار رفته در اغلب آنها از جنس خاک می باشد بهینه سازی ساختمان و بافت خاک بنحوی که مقاومت بارگذاری مورد انتظار را داشته باشد ، بسیار مهم و حائز اهمیت است.

عمل تراکم باعث کاهش نشست های ناخواسته ی سازه ها و افزایش پایداری شیروانی خاکریزها می گردد . مهمترین موارد استفاده  مصالح خاکی در احداث خاکریز جاده ها ، پشت پل ها ، پشت دیوارهای حائل ، سدهای خاکی ، دایک ها ، ایجاد تراس در شیب ها ، زیر سازی خاکریز های مناطق مسکونی و . . . است که جهت تحکیم خاک بسته به نوع کاربری و اهمیت سازه احداثی ، روشهای گوناگونی به کار می رود ، بعنوان مثال در بعضی از سازه ها با فرود آوردن وزنه های سنگین از یک ارتفاع مشخص ( تراکم دینامیکی ) و یا با ریختن لایه های متعدد خاک و کوبیدن آنها با انواع غلطک ها متراکم می گردد که در اکثر این موارد با استفاده از مرطوب نمودن خاک خاصیت جابجائی و تراکمی آن  را افزایش می دهند . عملیات فوق الذکر با استفاده از عوامل مکانیکی است که با انرژی تراکم استاتیکی یا لرزشی انجام می گیرد و روشهای دیگری نیز جهت بهبود وضعیت ساختمان فیزیکی خاک نیز استفاده می گردد ، روشهای شیمیایی یکی دیگر از

 

روشهای افزایش تراکم است که با استفاده از تزریق مواد شیمیایی به خاک صورت می گیرد  اضافه کردن سیمان ، قیر ، آهک و . . . باعث ایجاد چسبندگی بین دانه های خاک شده و تغییرات حجمی خاک تحت کنترل در می آید.

از راه های دیگر مرغوب کردن ساختمان خاک پایین آورن سطح آب زیر زمینی است زیرا فشاری که توسط آب تحمل می شده به دانه ها منتقل شده و در نتیجه دانه های خاک را در هم فشرده و متراکم می کند.

در تمامی موارد فوق هدف از تراکم بالا بردن وزن مخصوص خاک در اثر فشردن دانه های خاک و در نتیجه کاهش خلل و فرج ( کاهش درصد تخلخل خاک ) می باشد . مخلوط خاکی که دارای خصوصیات مناسبی از نظر گستردگی دانه بندی و خواص پلاستیسیته بوده و دارای مشخصات فیزیکی مطلوب باشد به دلیل متراکم شدن ، تخلخل بسیار کمتری در مقایسه با حالت طبیعی داشته و نفوذپذیری آن نیز کاهش می یابد و در نتیجه در برابر نیروهای وارده مقاومت بیشتری نموده و نشست نمی کند.

در بسیاری از سازه‌های خاکی مثل سدها، دیوارهای حائل، بزرگراهها، فرودگاهها و... متراکم کردن خاک یک امر ضروری جهت بهبود مقاومت خاک می‌باشد. متراکم نمودن خاک که عبارت است از قرار دادن خاک در یک موقعیت چگال‌تر به چند دلیل مطلوب است:

الف) کاهش نشست‌ها در آینده

ب) افزایش مقاومت برشی

ج) کاهش نفوذپذیری

د) بهبود خواص مکانیکی خاک

هـ) کاهش قابلیت تورم خاک

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در کارگاه برای تراکم خاک از غلتکهای چرخ استوانه‌ای صاف، غلتکهای پاچه‌بزی، غلتکهای چرخ‌لاستیکی، غلتکهای ارتعاشی استفاده می‌شود. غلتکهای ارتعاشی اغلب برای تراکم خاکهای دانه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. تاثیر تراکم حاصل از دستگاههای فوق، محدود به اعماق 15 تا 30 سانتیمتر سطحی است. برای افزایش عمق نفوذ تراکم و متراکم کردن لایه‌های عمقی از تراکم ارتعاشی و تراکم دینامیکی استفاده می‌شود.برای تعیین وزن مخصوص خاک کوبیده شده از آزمایش تراکم استاندارد یا اصلاح شده پروکتور استفاده می شود.

انواع غلطک

                            

 

 

 

 

 

 

 

آشتو استاندارد

روش

A

B

C

D

قطر قالب (in)

4

4

6

6

تعداد لایه

3

3

3

3

تعداد ضربات

25

25

56

56

وزن چکش (پوند)

5.5

5.5

5.5

5.5

ارتفاع سقوط(Cm)

30

30

30

30

انرژی تراکم

12400

12400

12400

12400

قطر درشترین دانه

4

4/3

4/3

4

 

آشتو اصلاح شده

روش

A

B

C

D

قطر قالب

4

4

6

6

تعداد لایه

5

5

5

5

تعداد ضربات

25

25

56

56

وزن چکش

10

10

10

10

ارتفاع سقوط

45

45

45

45

انرژی تراکم

56300

56300

56300

56300

قطر درشترین دانه

4

4

4/3

4

 

 

به طور کلی هدف از انجام عملیات تراکم، کاهش میزان تخلخل خاک است. وجود آب تا میزان مشخصی، سبب تسهیل این عملیات می‌گردد. به دست آوردن این حد رطوبت و وزن مخصوص خشک بیشینه خاک پس از به کار بردن میزان معینی انرژی کوبشی، هدف مهم آزمایش تراکم است.

 

 

 

 

 

آزمایش دیگری که صورت گرفت تست CBR بود که آن را شخصی به نام پورتر در سال 1926 مطرح کرد که پس از آن در سال 1929 اداره راه سازی کالیفرنیا آن را گسترش داد. این تست متداولترین روش تعیین مقاومت نسبی خاکها برای راهسازی است. با استفاده از نتایج این آزمایش میتوان ظرفیت باربری خاک بستر و کلیه لایه های روسازی از قبیل زیر اساس و اساس را یافته و بر طبق آن ضخامت لایه را تعیین کرد.

 

 

 

 

 

آشو استاندارد و آشو اصلاح شده

                             

 

 

 

2- هدف آزمایش و شماره ASTM

هدف از انجام عملیات تراکم کاهش میزان تخلخل خاک است. وجود آب تا میزان مشخصی سبب تسهیل این عملیات میگردد. به دست آوردن این حد رطوبت و وزن مخصوص خشک بیشینه خاک پس از به کار بردن میزان معینی انرژی کوبشی هدف مهم آزمایش تراکم است.

توجه : شماره استاندارد این آزمایشASTM D 698-78  می باشد.

 

3-ابزار مورد نیاز

1) قالب تراکم که شامل: قالب، سرقالب ،زیر قالب است که ابعاد قالب (قطر 15.2 سانتیمتر و ارتفاع 11.7 سانتیمتر)

2) چکش تراکم: به ارتفاع 30 سانتیمتر و وزن 2.5 کیلوگرم

3) سینی: جهت مخلوط کردن آب و خاک

4) ترازوی مکانیکی و دیجیتالی

5) الک شماره (4)

6) اون: جهت خشک کردن نمونه‌ها و تعیین رطوبت آنها با درجه حرارت 5110

7) قوطی‌های کوچک: جهت قرار دادن نمونه‌ها و وزن کردن آنها

8) آبفشان

9) خط‌کش لبه فلزی

 

4- گزارش نحوه‌ی تهیه‌ی نمونه و اجرا

الف)تست تراکم آشو استاندارد

قالب خالی را به وسیله ترازوی مکانیکی وزن کردیم. از خاکی که باید آزمایش می‌شد به مقدار 6 کیلوگرم از الک شماره 4 عبور دادیم، 170سی‌سی آب را به وسیله آبفشان به خاک اضافه کردیم و خاک و آب را کاملاً مخلوط کردیم.

 

 

یک لایه خاک در قالب ریختیم به طوریکه ثلث حجم قالب پر شود و با 56 ضربه چکش تراکم خاک را کوبیدیم، بین هر سقوط چکش هم قالب و هم چکش را به خاطر پخش یکنواخت ضربات در تمام سطح نمونه به آرامی به صورت حلزونی چرخاندیم. همین کار را برای لایه‌های دوم و سوم تکرار کردیم و هر لایه را با 56 ضربه چکش کوبیدیم،

 

 

 

 

 

 پس از بستن سرقالب لایه سوم را به اندازه‌ای در قالب ریختیم که پس از کوبیده شدن مقداری بالاتر از سطح قالب باشد.

 

 

 

حلقه دور قالب را برداشتیم، عمل صاف کردن روی نمونه‌ی درون قالب را توسط تراشیدن روی نمونه به وسیله خط‌کش لبه فلزی انجام دادیم. این عمل را از محور مرکزی شروع کردیم و سیلندر و نمونه را وزن کردیم.

 

 

 

خاک را از درون سیلندر خارج کردیم و یک نمونه نماینده را برای تعیین مقدار رطوبت آن، داخل قوطی‌های کوچک قرار دادیم.

خاکی را که از داخل سیلندر خارج کردیم با دست خرد کرده و با نمونه اصلی آن، دوباره مخلوط کردیم و مقداری آب به وسیله آبفشان به آن اضافه کردیم. عمل متراکم کردن را برای 5 بار متوالی تکرار کردیم مقدارآبهای اضافه شده در هر مرحله به شرح زیر است.

مرحله دوم 170 سی‌سی،

مرحله سوم 160 سی‌سی،

مرحله چهارم 160 سی‌سی،

مرحله پنجم 170 سی‌سی

پس از پنج بار تکرار متراکم کردن ،خاک، خیلی مرطوب و چسبنده می‌شود به این صورت که آب اضافه شده جایگزین هوایی که در خلل و فرج خاک وجود دارد، می‌شود و آب فضاهایی را که می‌تواند توسط ذرات خاک پر شود، اشغال می‌کند.

در این مرحله هرچه خاک را کوبیدیم، دیگر متراکم‌تر نشد و آزمایش را خاتمه دادیم، نمونه‌های نماینده‌ای که داخل قوطی‌های کوچک بود، وزن کردیم(البته قوطی های خالی را

 

قبلا وزن کرده بودیم) به مدت 24 ساعت قوطی ها را داخل اون قرار دادیم و مجددا آنها را وزن کردیم تا رطوبت خاک در هر مرحله را محاسبه کنیم.


ب)تست CBR (ASTM D 1883)

ایش CBR یا نشانه باربری کالیفرنیا جهت تعیین ظرفیت باربری خاکهای زیر پی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. ارزش این آزمایش در راهسازی بسیار زیاد است و CBR خاک یکی از مهمترین عوامل در طرح ضخامت رویه راههاست. آزمایش CBR را شخصی به‌نام پورتر در سال 1926 مطرح کرد که پس از آن در سال 1929 اداره راهسازی ایالت کالیفرنیای آمریکا آن را گسترش داد.این روش در سالهای بعد نیز کاملتر شد تا اینکه در سالهای 1940 توسط گروه مهندسین و سپس در سال 1961 توسط انجمن آزمایش و مصالح آمریکا (ASTM) بعنوان یک روش استاندارد تعیین مقاومت خاکها مورد قبول قرار گرفت. در حال حاضر این روش با وجود داشتن نقاط ضعف فراوان متداولترین روش برای ارزیابی قدرت باربری خاک بستر روسازی راهها و فرودگاهها و همچنین تعیین قدرت باربری مصالح سنگی است. با استفاده از نتایج این آزمایش می‌توان ظرفیت باربری خاک بستر و کلیه لایه‌های روسازی از قبیل زیر اساس و اساس را یافته، بر طبق آن ضخامت این لایه‌ها را بدست.

بطور کلی این دستگاه در آزمایشگاه تعیین تراکم نقش مهمی دارد .

وقتی که خاک را در آزمایشگاه با درصد رطوبت مناسب یعنی رطوبت اپتیمم رساندیم برای تعیین ضریب توان باربری خاک از دستگاه C.B.R استفاده می شود ، سنجش مقاومت باربری خاک که با استفاده از این دستگاه محاسبه می گردد در عملیات خاکی که در سازه ها از آن استفاده می شود .

ارزش این آزمایش درراهسازی زیاداست وC.B.R  خاک یکی از مهمترین عوامل در طرح ضخامت رویه راههاست. اساس این تست به این صورت است که نیروی لازم جهت نفوذ یک پیستون با سرعت ثابت در داخل خاک با شرایط استاندارد و همچنین نسبت این نیرو به نیروی لازم جهت نفوذ پیستون فوق مطابق همان شرایط استاندارد تعیین می شود. پس C.B.R  یک خاک نسبتی است در شرایط خاص قراردادی.

                

در جدول زیر فشار وارده به نمونه در ازای نفوذ سوزن به نمونه برای سنگ شکسته آمده است:

 

فشار

بار

نفوذ

70

1359

2.54

105

2038

5.08

134

2482

7.62

160

3126

10.16

180

3533

12.7

 

ما فشار های وارده به نمونه را برای نفوذ های 2.5 و 5 و 7.5 میلیمتر را خواندیم و هر کدام را که عدد بزرگتری بود بر اعداد موجود در جدول که 70 و 105 می باشد تقسیم کردیم تا CBR ما بدست آید سپس آن را با جدول زیر مقایسه کردیم تا ببینیم خاک ما نسبت به سنگ شکسته مقاومتش چگونه است .

 

CBR

وضعیت سنگ

3-0

ضعیف

7-3

ضعیف تا نسبتا خوب

20-7

نسبتا خوب تا خوب

50-20

خوب تا عالی

 

در مرحله سوم آزمایش تراکم که رطوبت خاک از نظر ظاهری در حد اپتیمم است . پس از کوبیدن سه لایه خاک داخل قالب و تسطیح سطح قالب و توزین آن سر قالب را از قالب جدا کرده و پس از آماده نمودن دستگاه، در زیر دستگاه قرار دادیم بطوریکه وزنه های سرباری که شامل یک وزنه فلزی حلقوی که دارای سوراخی به قطر 12/2 اینچ بود که وزن آن حدود 5 پوند و چند وزنه فلزی نیم حلقوی که وزن هر یک حدود 5 پوند بود را روی قالب و دو وزنه حلقوی بدون سوراخ نیز زیر قالب قراردادیم  و متعلقات سنجش دستگاه را تنظیم نمودیم سپس دستگاه را به کار انداختیم ، این دستگاه دارای دو گیج است که یکی میزان نفوذ (این گیچ عقربه ای است که چرخش هر دور عقربه برابر یک میلیمتر نفوذ پیستون است ) و دیگری نیروی اعمال شده توسط پیستون دستگاه را نشان می دهد  که با توجه به سطح قالب و سطح پیستون میزان نیروی وارد شده بر واحد سطح محاسبه و همچنین با توجه به میزان نیرو میزان نفوذ و در نتیجه نشست خاک تحت اثر نیروی مذکور محاسبه می گردد .

قطر پیستون دستگاه 5  سانتیمتر است. پس سطح مقطع آن 19.63 سانتیمتر مربع است.

توجه : شماره استاندارد این آزمایشASTM D 1883  و ASHTOO T 193 می باشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5- اندازه‌گیری‌ها

الف)

وزن قالب: gr 5774         

قطر قالب: Cm 15.22 

 ارتفاع قالب: 11.67 cm          

  

شماره ظرف

وزن ظرف gr

21

9.4

39

9.6

35

9.6

34

9.6

10

9.2

 

مراحل

وزن قالب

+ خاک

gr

آب

اضافه شده cc

شماره ظرف

نمونه نماینده

gr

وزن ظرف+ نمونه نماینده gr

(قبل ازخشک شدن)

وزن ظرف+

نمونه نماینده gr

(پس از خشک شدن)

مرحله اول

9825

170

34

139.5

129.6

مرحله دوم

10025

170

39

201.7

183.1

مرحله سوم

10249

160

35

181.3

161.3

مرحله چهارم

10283

160

10

218.4

18.6

مرحله پنجم

10246

170

21

267.4

226.0

 

ب) تست CBR :

اعداد قرائت شده به شرح زیر است:

 

فشار

فشار

نفوذ

5.2

50.9

2.5

12.5

122.3

5

17.7

173.2

7.5

 

 6- محاسبات

الف)

مراحل

حجم قالب

V Cm3

Wwet  gr

مرحله اول

2123.2

4254

2.00

مرحله دوم

2123.2

4451

2.10

مرحله سوم

2123.2

4675

2.20

مرحله چهارم

2123.2

4709

2.22

مرحله پنجم

2123.2

4672

2.20

 

مراحل

w%

مرحله اول

8.3

1.85

مرحله دوم

10.7

1.90

مرحله سوم

13.2

1.94

مرحله چهارم

16.6

1.90

مرحله پنجم

19.1

1.85

 

حجم قالب/(تعداد ضربات*ارتفاع چکش*وزن چکش‌*تعداد لایه)=انرژی تراکم                                       = انرژی تراکم

از روی نمودار رسم شده مشخص میشود که مقدار  و  است.

 

نمودار تراکم:

ب)

قرائت عقربه ها یکی میزان نفوذ و دیگری نیروی وارده در دو عمق 5/2 میلیمتر نفوذ و 5 میلیمتر نفوذ قرائت گردید.

چون  بزرگتر از  است ،در جدول وضعیت سنگ معادل  را در نظر میگیریم و به این نتیجه می رسیم که خاک ما نسبتا خوب تا خوب است.

 

 

 

 

7- خطاها

1) خطای قرائت وزن ها

2) خطای کالیبره نبودن ترازو

3) چون فقط از خاک عبوری از الک شماره (4) استفاده کردیم با دور انداختن بخش درشت دانه‌تر خاک، عموماً چگالی حداکثر پایین‌تر و درصد آب بهینه بالاتری به دست می‌آوریم.

4) ممکن است در هنگام ضربه زدن،قالب ارتعاش داشته و انرژی چکش هدر رود.

5) ممکن است در اثر یکسان نبودن ضخامت لایه‌هاخطاایجاد شده باشد.

6) ممکن است ضربات چکش در همه جای نمونه به یک اندازه پخش نشده باشد و بعضی قسمتها بیشتر و بعضی قسمتها کمتر کوبیده شده باشند.

7) ممکن است با توجه به اینکه در هر مرحله به نمونه باقیمانده از مرحله قبل مقدار بیشتری آب اضافه می‌کردیم ایجاد خطا کند و بهتر است در هر مرحله نمونه جدیدی تهیه شود.

8)چون خاک استفاده شده در آزمایش تراکم صحرایی و آزمایش تراکم استاندارد از یک جنس نبودند ،تراکم نسبی محاسبه شده دارای خطا است.

 

8- نظرات شخصی

می توان از مواد شیمیایی برای افزایش تراکم خاک استفاده کرد. به عنوان مثالاستفاده از سیمان ، آهک یا اسید فسفریک میتواند مفد واقع شود.

همچنین بهتر است در ابتدای آزمایش از خاک خسک استفاده کنیم.

نظر به اینکه در آزمایش وزن نمونه ها جهت تعیین درصد رطوبت نمونه توزین آن با دقت بالا نتایج بهتری حاصل می شود بنابراین استفاده از ترازو با دقت بالا برای وزن نمونه ها بسیار ضروری است . با توجه به اینکه افزایش رطوبت در مرحله اول با توجه به وزن خاک است و در نهایت براساس مراحل آزمایش به رطوبت اپتیمم می رسیم بهتر است که در مرحله اول از خاک کاملاَ خشک استفاده گردد و در صورت افزایش زمان امکان آن فراهم گردد که در هر مرحله از آزمایش ،از دستگاه C.B.R  استفاده گرددو بتوان از نتایج حاصل برداشتهای مناسب تری کرد و با دقت بیشتر و اطمینان بهتری در خصوص نتایج آزمایش صحبت کرد .

 

1) بهتر است ضربات چکش به صورت مکانیکی وارد شود تا انرژی که توسط هر ضربه به خاک وارد می‌شود یکسان باشد.و در همه جای قالب به صورت یکسان توزیع شود.

2) بهتر است که از آزمایش آشتو اصلاح شده استفاذه کنیم چون در آن آزمایش انرژی بیشتری به خاک وارد می شود و خاک متراکم تر می شود.

اما در کل آزمایش تراکم استاندارد و اصلاح شده معیار خوبی برای محاسبه تراکم خاک به نظر می رسد.

نظر به اینکه در آزمایش CBR  نتایج حاصل از تغییرات فشار وارده بر سطح خاک اندازه گیری می شود بهتر است که سعی شود جهت انجام آین آزمایش وقت بیشتری در نظر گرفته شود تا بتوان با استفاده از نتایج حاصل تا حدودی به نتایج حقیقی نزدیکتر شد . بنابراین انجام این آزمایش در تمامی مراحل تراکم پیشنهاد می گردد که علاوه بر مطلب بالا بتوان تغییرات را برحسب افزایش آب نیز ملاحظه نمود.

 

 

 

همچنین با انواع دستگاه های تست CBR مواجه هستیم که در زیر بعضی از آنها را میبینیم.

 

·  (Field type) IS- 2720 part XXXI/69.

·  (hand operated) (laboratory type) IS- 2720 part XVI/65.

·  app. Motorised laboratory type as per IS- 2720 part XVI- 1965.

 

9- منابع ومآخذ اینترتی:

http://www.mbt.co.id/equipment/so-350.html

http://www.ileil.com/soil-testing-machines.html

http://www.concrete-catalog.com/soil_compaction.html

http://www.shambhaviimpex.com/compaction.html

http://cee.engr.ucdavis.edu/faculty/boulanger

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:34
0 نظر

آزمایش تعیین ظرفیت خازن کروی منزوی و تعیین ظرفیت خازن کروی در مقابل یک صفحه رسانا :

 

آزمایش تعیین  ظرفیت خازن کروی منزوی و تعیین ظرفیت خازن کروی در مقابل یک صفحه رسانا :

تئوری آزمایش :

هر رسانا مقداری بار الکتریکی در روی خود دارد که مقدار این بار متناسب است با اختلاف پتانسیل بین این رسانا در حالت عایق‌ بندی شده در فضای آزاد و یک نقطه مرجع در بی نهایت. یعنی رابطه زیر برقرار است :

q = C.V

ثابت تناسب C ، ظرفیت جسم باردرا نامیده می‌شود. مثلا ظرفیت یک کره رسانا به شعاع R در فضای آزاد عبارت است از :

                C = کولن

که  ضریب گذردهی الکتریکی خلا است. پس می‌توان گفت که ظرفیت یک کره با شعاع آن رابطه خطی دارد. حال وقتی یک کره را در نزدیکی صفحه فلزی متصل به زمین قرار دهیم از آنجایی که بارهای مخالف بار کره در روی صفحه رسانا وجود دارند، باعث می‌شود که بار همنام کره روی آن القا شود و این امر باعث کاهش اختلاف پتانسیل الکتریکی می‌شود که این امر متناسب با فاصله کره با صفحه است. به طوری که هر چقدر فاصله کره از صفحه کمتر شود، این اثر بیشتر می‌شود. یعنی :

شرح آزمایش :

آزمایش اول : وسایل مورد نیاز برای انجام این آزمایش عبارتند از : کره‌های رسانا با پایه‌‌های عایق در شعاع‌های 5/2 و 3 و 5/3 سانتی متر، منبع تغذیه ولتاژ قوی ( بر حسب KV ) با کابل فشار قوی مربوطه، الکتروآمپلی فایر، فنجان فارادی همراه با فیش اتصال، خازن به ظرفیت nF 10، میله رسانا، پایه، ولت متر و سیم‌های رابط.

برای انجام این آزمایش ابتدا فنجان فارادی را با تماس دادن میله رسانای اتصال به زمین با آن از بار الکتریکی خالی کردیم تا عقربه ولت متر روی صفر بایستد. سپس ولتاژ منبع تغذیه را روی KV 1 تنظیم کردیم. با گرفتن قسمت عایق کره‌ها، آن‌‌ها را با کابل فشار قوی تماس داده و باردار کردیم. سپس آن‌ها را یکی یکی با قسمت درون فنجان فارادی تماس دادیم تا تمام بار آن‌ها خالی شود. ( چون بار الکتریکی روی سطح خارجی رسانا توزیع می‌شود ) سپس عدد ظاهر شده روی ولت متر را که از اختلاف پتانسیل بین پایه‌های خازن nF 10 ناشی می‌شود، اندازه گرفتیم و ضربدر ظرفیت خازن کردیم تا مقدار بار آن ( که همان باری است که کره‌ها به مدار داده‌اند ) را به دست آوریم. این اعداد را برای کره‌های با شعاع 5/2 و 3 و 5/3 اندازه گرفته و یادداشت کردیم. سپس ولتاژ منبع را KV 1 اضافه کرده و باز این کار را تکرار کردیم و این عمل را تا ولتاژ KV 5  تکرار کردیم. سپس نمودار‌های مربوط به هر کره را رسم کرده و با به دست آوردن شیب این نمودار‌‌ها، ظرفیت هر کره را محاسبه کرده و نمودار مربوط به آن را رسم کردیم. سپس با استفاده از این نمودار مقدار ضریب گذردهی الکتریکی خلا ( ) را محاسبه کردیم.

آزمایش دوم : در این آزمایش، ابتدا یک صفحه فلزی رسانای cm50×50 را به زمین وصل کرده و سپس کره با شعاع cm5/3 را روی پایه رسانا وصل کردیم. آن را از بار خالی کرده و فنجان فارادی و مدار آن را هم از بار خالی می‌کنیم. ابتدا ولتاژ منبع تغذیه را روی KV 1 تنظیم کردیم و کره را در فاصله 5 سانتی متری ( از سطح کره ) با صفحه رسانا قرار دادیم. سپس کره را در این فاصله ( با ثابت نگه داشتن فاصله ) باردار کردیم و با تماس دادن آن با قسمت داخلی فنجان فارادی، بار آن را اندازه گیری کردیم. سپس KV 1 به ولتاژ منبع تغذیه افزوده و دوباره کار قبلی را انجام دادیم. و این کار را تا KV 5 تکرار کردیم. سپس نمودار این تغییرات را بر حسب تغییر ولتاژ رسم کردیم. بعد از آن، این بار کره را در فاصله cm 2 از صفحه قرار داده آن را باردار کردیم و بار آن را با فنجان فارادی اندازه گرفتیم. سپس فاصله کره از صفحه را cm 2 زیاد کرده و دوباره ظرفیت آن را اندازه گرفتیم. ( با ثابت نگه داشتن ولتاژ منبع تغذیه روی KV 5 ) و این کار را تا فاصله cm 20 تکرار کردیم و نتایج را یادداشت کردیم. سپس در هر حالت ظرفیت خازن را اندازه گیری کرده و نمودار تغییرات آن را برحسب فاصله رسم کردیم. این نمودار نشان می‌دهد که مقدار ظرفیت با فاصله نسبت عکس داشته و با افزایش فاصله کاهش می‌یابد.

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:33
0 نظر

آزمایش باکتریولوژیک آب

آزمایش باکتریولوژیک آب

روش تخمیر چند لوله ای برای باکتریهای کلی فرم

بر اساس نظریه وایت و بردلی بیماریهای مرتبط به آب به گروههای زیر طبقه بندی می شوند:

1-عفونتهایی که از طریق منابع آب منتشر می شوند به نام بیماریهای واتر برن

2-بیماریهای ناشی از عدم وجود آب بهداشتی برای مصارف فردی بنام واتر واشد

3-عفونتهای قابل انتقال توسط حیوانات آبزی یا بیماریهای واتر بیسد

4-عفونتهای نتشر شده توسط حشرات وابسته به آب

روش های طراحی شده برای ارزیابی وجود یا عدم وجود آلودگی مدفوعی از نظر بهداشت منابع آب ، اهمیت ویژه ای دارند اساس این روشها مبنی بر اثبات وجود باکتریهای اندیکاتور یا شاخص است این باکتریها به طور طبیعی پاتوژن نیستند و همیشه به مقدار زیادی در مدفوع حضور دارند شناسایی این باکتری های در مقایسه با پاتوژن های واتر برنکه تشخیص آنها پیچیده و و قت گیر است نسبتا آسان می باشد. با توجه به اینکه در آب های سطحی سرد پاتوژنها سریع تر از باکتریهای معرف از بین میروند عدم وجود این باکتریها یا حضور آنها به تعداد کم گویای فقدان پاتوژنها می باشد.در مناطق گرم پاتوژنها حتی در عدم حضور باکتریهای معرف شناسایی شده اند که نشان دهنده ی مقاومت این باکتریها در محیط آبی در مقایسه با باکتریهای معرف است اما به هر حال این روش ها هنوز برا یارزیابی کیفیت باکتریولوژیک آب در سراسر دنیا مورد استفاده قرار می گیرند.

باکتریهای معرف که در سطح وسیع به کار میروند باکتریهای کلی فرم هستند که همه آنها هوازی و بی هوازی اختیاری ،گرم منفی، فاقد اسپور میله ای شکل میباشند و در دمای 35 درجه سانتیگراد به مدت 48 ساعت لاکتوز را تخمیر کرده و گاز تولید میکنند.

این گروه شامل اشرشیا کلی و باکتری های نزدیک به آن است که به طور طبیعی در روده وجود دارند.مانند انتروباکترائرو جنس

علاوه بر آن برا یتایید بیشتر استرپتوکوکها مدفوعی مانند اس فکالیس و برخی گونه های نزدیک به آن  و گاهی در بریتانیا کلستریدیم پرفرانجنس به کار گرفته میشود در این بحث با ساتفاده از روشهای استاندارد ایالات متحده باکتری های کلی فرم شناسایی میشوند. این روش 3 مرحله آزمایش پی در پی را در بر می گیرد.

 

 

1-آزمایش احتمالی

2-آزمایش تاییدی

3-آزمایش تکمیلی

 

آزمایش احتمالی:این آزمایش روشی است برا یغنی سازی باکتریهای کلی فرم که به میزان کمی انتخابی می باشند و به گونه ای طراحی شده که ضعیف ترین سلول کل یفرم نیز قادر به رشد باشد. این آزمایش در محیط مکانکی برات یا لاکتوز برات که دارای لوله دورهام است انجام می شود. در هر دو محیط قند لاکتوز وجود دارد و عامل انتخابی برای باکترهای کلی فرم میباشد چون این قند توسط این باکتریها و چند باکتری محدود دیگر تخمیر می شود. در این روش باید 15 لوله ی مکانکی برات هر یک دارای 10 میلی لیتر محیط کشت آماده شود.

هر لوله به ترتیب با 10میلی لیترو 1 میلی لیتر0.1 میلی لیتر از آب مورد آزمایش و در شرایط استریل تلقیح می سود. 5 لوله ای که با 10 میلی لیتر آب تلقیح میشود باید دو برابر غلضت محیط کشت داشته باشد، سپس د رداخل انکوباتور 35 درجه به مدت 24 تا 48 ساعت گذاسته میشود پس از این وجود گاز در لوله دورهام همراه با کدورت محیط کشت بررسی میشود.

کدورت محیط و وجود گاز، نشان دهندهی واکنش مثبت احتمالی وجود باکتری های کلی فرم و احتمال آلودگی مدفوعی است. کدورت تنها و بدون تشکیل گاز به عنوان واکنش مثبت ارزیابی نمی شود زیرا در این صورت باکتریهایی رشد نموده اند که قادر به تولید گاز نبوده و کلی فرم نمی باشند.

 

آزمایش تاییدی: این آزمایش پس از واکنش مثبت آزمایش احتمالی انجام می شود که در آن باکترهای رشد یافته در لوله های مکانیکی در محیط دیگری به نام BGLB که انتخابی تر از مکانکی است کشت داده میوشند. رنگ برلیانت گرین و اگزال موجود در  BGLB از رشد باکترهای غیر کل یفرم ممانعت میکند این آزمایش در لوله های حاوی لوله دورهام انجام میشود.

در این آزمایش یک لوپ از هر لوله محیط کشت مکانکی مثبت وارد لوله های BGLB و سپس محیط کشت EC (ویژه کلی فرمها ی مدفوعی) می شود. به تعداد لولهای مثبت آزمایش تاییدی د رلولهای BGLB و EC کشت داده میوشد. لوله BGLB در دمای35 درجه و لوله EC و در دمای 5/44 قرار د اده می شود کشت در محیط EC به این منظور انجام می شود که میان کلی فرم های با منشا مدفوعی(روده حیوانات خون گرم) و کلی فرمها ا زمنابع دیگر تمایز داده شود. این محیط برای کلی فرمها انتخابی است. لوله های تلقیح شده در محیط EC به مدت 24 ساعت در انکوباتور قرار داده میشوند تنها کلی فرمهایی با منشا مدفوعی در این دما قادر به رشد می باشند. عدم تولید گاز در لوله دورهام گویای واکنش منفی است.

لوله های BGLB به مدت48 ساعت در انکوباتور قرار داده میشوند. وجود گاز در لوله دورهام ، واکنش مثبت آزمایش تاییدی نشان می دهد.      

جدول MPN

از روی جدول MPNتعداد کلی فرم ها در صد میلی لیتر نمونه بدست می اید.

این مقدار کمتر از تعداد واقعی کلی فرم در نمونه هاست دقت این ازمایش به تعداد لولهها بستگی دارد وبیشتر کردن لوله ها این اختلاف را کمتر می کند نتیجه مطلوب هنگامی به دست می آید که بیشترین نمونه تلقیح شده در برخی لوله ها ویا در همه لوله ها گاز تولید کرده و کمترین مقدار تلقیح شده در هیچ یک از لوله ها گاز تولید نکند. تکان دادن نمونه برای پراکنده کردن باکتری ها به طور یکسان در همه جای نمونه در مقدار MPN تاثیر دارد جدول MPN بر اساس پراکندگی تصادفی باکتری ها در نمونه تنظیم شده است.

برای برسی کیفیت باکتریولوژیک آب آشامیدنی بر طبق استاندارد های EPAاز ده لوله ی تخمیری که به هر یک ده میلی لیتر آب مورد آزمایش اضافه میکنند استفاده می شود.آزمایش تاییدی برای آب آشامیدنی ودر نمونه برداری فصلی آزمایش تکمیلی انجام می شود.

ازمایش MPNاساسی ترین ازمایش برای پی بردن به الودگی اب می باشد که در ازمایشات روزانه آب های آشامیدنی به کار می رود.وجود بیش از حد کلی فرم در سیستم های اب رسانی ویا در چاه ها لزوما نشانه نقص در عملیات تصفیه نیست زیرا ممکن است که در اثر نشت الودگی به لوله های اصلی وارد شود و در واقع الودگی ثانویه پیش آید تشخیص این موضوع که وجود کلی فرم در اثر آلودگی جدید است ویا رشد دوباره آنها اتفاق افتاده مشکل است بنابراین وجود کلی فرم در اب آشامیدنی را به صورت آلودگی جدید در نظر می گیرند و انتظار می رود که 95% نمونه های مورد آز مایش نتیجه منفی داشته باشد برای برسی آب های غیر ْآشامیدنی (رودخانه ،چاه،استخرو...)از یک سری لوله که با نسبت اعشاری تلقیح میشوند استفاده می شود. نسبت رقت به میزان آلودگی آب مورد برسی بستگی دارد و برای آب های بسیار آلوده ممکن است تا 10^-25رقیق شوند.

 

ازمایش تکمیلی: هدف از انجام ازمایش جدایی میکروارگانیسم های غالب در ازمایش تاییدی است و در ان وجود کلی فرم ها به اثبات می رسد.

در این آزمایش از محیط انتخابی  ENDOیا EMBاگار که حاوی قند لاکتوز است استفاده می شو د. از محیط  BGLBبا واکنش مثبت روی EMBکشت خطی داده به مدت 24ساعت در دمای 35درجه قدار داده می شود بعد از انکوباسیون کلنی های زیر قابل مشاهده می باشد.

تیپیک:قرمز تیره، هسته دار با جلای فلزی یا بدون ان

آتیپیک: صورتی ،مات ،بدون هسته و موکوییدی .

چنانچه کلونی هایی غیر از این دو نوع ظاهر شوند نتیجه آز مایش منفی است .در صورت وجود کلونی های تیپیک یک کلنی ایزوله را باید به لوله ی حاوی لاکتوز برات ونیز به لوله ی کشت پپتون اگار یا نو ترینت اگار اسلنت تلقیح کرده ودر حرارت 35درجه قرار داد بعد از 24-48 ساعت در صورت وجود گاز در لاکتوز برات و بررسی میکروسکپی از پپتون اگار و وجود باکتر یهای میله ای شکل گرم منفی و بدون اسپور ازمایش تکمیلی مثبت ارزیابی میشود.

 

تشخیص E.COLI از سایر کلی فرم ها با استفاده از آزمایش IMVIC

 

I = Indol     M =  Methyl Red  V =  Voges-Proskauer  C= Citrat

 

در بعضی موارد تشخیص و تعیین اینکه کدام باکتری کلی فرم، منجر به نتایج مثبت آزمایش تکمیلی شده، اهمیت دارد. بخصوص د رشبکه هایی که آب شرب، فقط توسط فیلتر شنی تصفیه شده و کلرزنی انجام نمی گیرد ، با افزایش ناگهانی در آزمایشهای تکمیلی مثبت ، بررسی آلودگی مدفوعی اهمیت می یابد. در این مجموعه آزمایشها، E.coli از باکتری E.aerogenes تشخیص داده می شود. هر دو باکتری ، باسیلهای کوتاه ، فاقد اسپور گرم منفی و متحرک بوده هنگام تخمیر کربوهیدارتها ، اسید و گاز تولید می کنند و قادر به تخمیر لاکتوز می باشند.

اساس تشخیص دو باکتری ، فراورده های نهایی متفاوت حاصل از تخمیر گلوکز می باشد ، که ناشی ا زتفاوت آنزیمی آنها است که در تست IMVIC بررسی می شود. تجزیه گلوکز و تولید پیروات مشابه ولی از پیروات به بعد تفاوتهایی را به صورت زیر نشان میدهند:

1-E.coli ، H2 و دی اکسید کربن را به یک اندازه ، ولی انتروباکتر دی اکسید کربن بیشتری تولید میکند.

2-E.coli از هر مول گلوکز مقدار اسید بیشتری نسبت به انتروباکتر تولید میکند.

3-بر خلاف E.coli انتروباکتر تولید بوتیلن گلیکول و استیل متیل کربونیل میکند.

4-E.coli بر خلاف انتروباکتر از تریپتوفان تولید اندول میکند

5-انتروباکتر بر خلاف E.coli از سیترات به عنوان تنها منبع انرژی و کربن استفاده میکند.

 

 

 

 

تست IMVIC :

 

 

indicator

Positive reaction

product

substrate

test

Icovac s reagent

Red layer

indol

Try ptophone

indol

Methyl red

Red color

Organic acids

glucose

MR

Koit+maphtd

Red color

acetion

glucose

vp

Bromothy md blue

Green to blue

lactate

citrate

citrate

 

 

اندول

از لوله لاکتوز برات که حائی کشت خالصی از باکتری     مورد نظر است ، یک لوپ در محیط آزمایش اندول حاوی 1% باکتوتریپتون که دارای مقادیر قابل توجهی تریپتوفان می باشد وارد کنید سپس آن را به مدت 24 ساعت در دمای 35 درجه قرار دهید چند قطره معرف کواک به محیط کشت اضافه کنید. بعد از چند دقیقه در صورت وجود اندول روی سطح محیط حلقه قرمز رنگی مشاهده می شود برای گزارش نتیجه منفی باید 10 تا 15 دقیقه منتظر ماند. تنیجه آزمایش باید پس از حداکثر 48 ساعت انکوباکسیون خوانده شود زیرا در اثر طولانی شدن مدت انکوباکسیون ممکن است خود اندول تجزیه شود و در تنیجه جواب منفی کاذب گرفته شود. برای آزمایش اندول علاوه بر تریپتون برات از محیطهای SIM و INM نیز می توان استفاده کرد که در این صورت با فیلدو پلاتین سوزنی به صورت عمودی تا نیمه محیط کشت داده می شود.

MRVP

قبل از انجام آزمایش متیل رد و وی پی محیط کشت را به دو قسمت تقسیم می کنیم.

واکنش متیل رد

از باکتری مورد نظر درمحیط MRVP کشت داده و در دمای 35 درجه قرار دهید. بعد از 5 روز ، 5 قطره معرف متیل رد اصافه کنید د رصورت وجود  اسید محیط به طور یکنواخت قرمز میشود  در حالی که رنگ زرد واکنش منفی را نشان می دهد.

 

واکنش VP

از باکتری مورد نظر در محیط MRVP  کشت دهید و لوله را در حرارت 35 درجه در مدت 48 ساعت قرار دهید. معرف VP (5/ سی سی پتاس 40%،5/1 سی سی محلول آلفا نفتول) به محیط کشت بیافزایید بعد از مخلوط کردن و پس از طی 10 تا 30 دقیقه رنگ قرمز محیط گویای تولید استوئین یا استیل متیل کربونیل می باشد.

 

 

آزمایش سیترات

این آزمایش بر اساس توانایی باکتری در استفاده از سیترات به عنوان تنها منبع کربن و انرژی استوار است باکتری را د ر محیط سیترات کشت دهید پس از مدت 48 ساعت انکوباکسیون در دمای 35 درجه اگر محیط از سبز به آبی تغییر رنگ دهد نشانه واکنش مثبت است.

اغلب سوش های این دو باکتری خاصیت حدواسط دو باکتری رادارند بسیاری ا زیاین سوش های حد واسط ممکن است در روده انسان یافت شوند.

اندول

MR

VP

سیترات

 

+

+

-

-

E.coli

-

-

+

+

E.aerogenes

 

آزمایش با نتیجه ی E.Coli  مثبت






    سیمون سیترات منفی                                          سیمون سیترات مثبت

 

بحث علمی:

نتایج مختلف ممکن برای هرقسمت آزمایش:

آزمایش MPN

http://www.skylinecollege.edu/case/biol240/images/MPN1.gif

http://academic.pgcc.edu/~kroberts/Lecture/Chapter%206/06-24_MPNEstimate_L.jpg

آزمایش HPC

 

 

http://www.luminultra.com/images/stories/site/Heterotrophic_Plate_count-v.gif

http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:rhHQVCi4ZO0zEM:http://sbptechnology.com/images/coils.jpg&t=1

آزمایش IMViC

 

http://www.mesacc.edu/~johnson/labtools/Dbiochem/indole.jpg

http://www.mesacc.edu/~johnson/labtools/Dbiochem/mr.jpg

 

http://www.mesacc.edu/~johnson/labtools/Dbiochem/vp.jpg

http://www.mesacc.edu/~johnson/labtools/Dbiochem/lgcit.jpg

منابع:

1-جزوه آزمایشگاه میکروبیولوژی خانم دکتر شاکری

2-سایت های:

http://www.mesacc.edu/~johnson/labtools/Dbiochem/imvic.html

http://inst.bact.wisc.edu/inst/index.php?module=book&func=displayarticle&art_id=273

http://water.me.vccs.edu/courses/ENV195Micro/lesson7_print.htm

http://academic.pgcc.edu/~kroberts/Lecture/Chapter%206/counting.html

http://planet811.hostiko.com/mpn-photo.html

 

 

 

 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:33
0 نظر

آزمایش بررسی اصل بقای انرژی بوسیله چرخ ماکسول

آزمایشگاه فیزیک 1

آزمایش بررسی اصل بقای انرژی بوسیله چرخ ماکسول

تئوری آزمایش:

          هدف از انجام این آزمایش بررسی تبدیل انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی و انداره گیری شتاب مرکز جرم  و سرعت زاویه ای .

            چنانچه چرخ ماکسول از ارتفاع h رها شود، می توان پس از طی مسافت h ، مقادیر  را محاسبه نمود. از قانون دوم نیوتن داریم:

همچنین از رابطه گشتاور نیرو و شتاب زاویه ای  داریم:

از طرفی داریم:

که در آن  اینرسی دورانی چرخ و میله نسبت به محور دوران می باشد. از طرفی:

مقدار کشش نخ T را در رابطه اول قرار می دهیم و شتاب مرکز جرم را محاسبه می کنیم:

که داریم:

Mجرم چرخ و برابر 0.7kg ، r شعاع میله برابر 0.3cm ، R شعاع چزخ برابر 6.5cm ، I اینرسی دورانی چرخ برابر ، m جرم میله برابر 0.033kg.

همچنین از اصل بقای انرژی داریم:

و از این روابط می توان  را محاسبه نمود:

آزمایش اول:

            با پیچاندن نخ حول محور چزخ و قرار دادن آن در ارتفاع h و رها کردن آن ، زمان سقوط ، t، را به دست می آوزیم و با تغییر ارتفاع به مقدار 2cm مقادیر مختلفt  را انداره گیری میکینم. برای این آزمایش داده های زیر بدست آمد.

h(cm)

t(s)

47

4.9

45

4.7

43

4.7

41

4.5

39

4.4

37

4.4

35

4.3

33

4.1

31

3.9

29

3.8

با استفاده از رابطه  و به کارگیری روش حداقل مربعات مانده ها، شتاب خطی مرکز جرم را محاسبه می کنیم. و با مقدار بدست آمده از طریق رابطه پنجم مقایسه می کنیم.

 

حال برای یافتن مقدار  از طریق رابطه تغییر متغیر های زیر را انجام می دهیم:

پس داریم:

           

که برای این آرمایش داریم:

 

 

 

           

x(s^2)

y(cm)

xx

xy

24.01

47

576.4801

1128.47

22.09

45

487.9681

994.05

22.09

43

487.9681

949.87

20.25

41

410.0625

830.25

19.36

39

374.8096

755.04

19.36

37

374.8096

716.32

18.49

35

341.8801

647.15

16.81

33

282.5761

554.73

15.21

31

231.3441

471.51

14.44

29

208.5136

418.76

sum

sum

sum

sum

192.11

380

3776.412

7466.15

 

بنا بر این داریم:

           

آزمایش دوم:

          وقتی چرخ ماکسول از ارتفاع  رها می شود. بعد از بازگشت به ارتفاع دیگری مانند   می رسد. برای چند حالت متخلف ارتفاع ها را انداره گیری می کنیم. درهر حالت مقدار انرژی پتانسیل را از طریق رابطه زیر بدست ما آوریم:

برای این آزمایش داده های زیر بدست آمد:

h1(cm)

h2(cm)

delta(h)(cm)

E(cJ)

55

51.8

3.2

22.98688

53

49.7

3.3

23.70522

51

47.8

3.2

22.98688

49

46.5

2.5

17.9585

47

44.6

2.4

17.24016

45

42.4

2.6

18.67684

43

40.8

2.2

15.80348

41

38.9

2.1

15.08514

39

37.1

1.9

13.64846

37

35.2

1.8

12.93012

چرا چرخ ماکسول بعد از سقوط هر مرحله به وضعیت اولیه باز نمیگردد؟

زیرا اصطکاک هوا باعث میشود که مقداری از انرژی جسم به صورت گرما به محیط اطراف انتفال یابد. همانطور که در جدول می بینیم  را برای مقادیر مختلف بدست آوریم. اینها همان مقدار انرژی هایی هستند که از دست می روند.

خواسته اول:

را برای تمام آزمایش های اول بدست می آوریم:

h(cm)

()

47

15.85779

1585.779

39.82184

45

15.18299

1518.299

38.96536

43

14.50819

1450.819

38.08962

41

13.83339

1383.339

37.19327

39

13.15859

1315.859

36.27477

37

12.48379

1248.379

35.33241

35

11.80899

1180.899

34.36421

33

11.13419

1113.419

33.36794

31

10.45939

1045.939

32.34099

29

9.784594

978.4594

31.28034

 را تابعی بر حسب h می باشد:

از طرفی داریم:

بنا بر این برای حالت اول داریم:

پس برای تصحیح ارقام داریم:

خواسته سوم :

          معادله خطوط اعتماد را برای آزمایش اول بدست می آوریم. و نمودار آزمایش و منحنی خطها را رسم می کنیم.

برای معادله روبرو داریم:

 

که برای این آزمایش داریم:

x

y

xx

d

dd

24.01

47

576.4801

0.468937

0.219901

22.09

45

487.9681

-1.327

1.76092

22.09

43

487.9681

0.673003

0.452933

20.25

41

410.0625

-0.96477

0.930774

19.36

39

374.8096

-0.72434

0.524668

19.36

37

374.8096

1.275661

1.62731

18.49

35

341.8801

1.555628

2.41998

16.81

33

282.5761

0.234187

0.054843

15.21

31

231.3441

-0.92909

0.86321

14.44

29

208.5136

-0.45142

0.203779

sum

 

sum

 

sum

192.11

 

3776.412

 

9.058318

 

پس:

و همینطور خطای ضیرب A () طبق رابطه زیر قابله محاسبه است:

که در آن برابر است با:

پس:

 

پس داریم:

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:32
0 نظر

آزمایش بررسی نیروی محرکه القایی و تحقیق قانون القای فاراده

 

آزمایش بررسی نیروی محرکه القایی و تحقیق قانون القای فاراده

شرح آزمایش:

وسائل مورد نیاز : دستگاه القا ، 6 جفت آهنربای استوانه ای شکل دائمی ، موتور الکتریکی ، دستگاه کنترل سرعت موتور ، میکرو ولت متر .

آزمایش اول – اندازه گیری نیروی محرکه القایی برحسب سرعت حلقه رسانا :

ابتدا 6 جفت آهنربا را در هر نقطه ای که با 6 علامت گذاری شده بود قرار دادیم . ریل لغزنده را یاز کرده و مقابل محفظه قرار دادیم . موتور را مقابل ریل قرار داده و موتور را به دستگاه کنترل سرعت موتور متصل کردیم . ابتدا نخ را به شیار کوچک سه نظام وصل کرده و موتور را روشن کردیم و نیروی محرکه القایی را در این حالت مشاهده نموده و یادداشت کردیم . سپس نخ را به شیار متوسط سه نظام وصل کرده و با این کار سرعت را دو برابر کرده و نیروی محرکه القایی را در این حالت هم یادداشت کردیم . برای حالت سوم هم که سرعت ، چهار برابر سرعت حالت اول است ، نیروی محرکه القایی را در این حالت مشاهده نموده و یادداشت کردیم . ضمنا در این حالات از حلقه با عرض 2 واحد حلقه کوچک استفاده نمودیم .

آزمایش دوم – اندازه گیری نیروی محرکه القایی بصورت تابعی از عرض حلقه رسانا :

ابتدا نخ را روی شیار کوچک قرار داده و موتور را روشن کرده و  برای حلقه کوچک نیروی محرکه القایی را یادداشت کردیم . سپس عرض حلقه را  و 2 برابر کرده و در هر یک از این حالات نیروی محرکه القایی را یادداشت کردیم .

آزمایش سوم – اندازه گیری نیروی محرکه القایی بصورت تابعی از چگالی شار میدان مغناطیسی :

ابتدا نخ را روی شیار کوچک قرار داده و عرض حلقه را دو واحد حلقه کوچک قرار دادیم . در این حالت که میدان مغناطیسی نیز بوسیله 6 جفت آهنربا ایجاد شده ، نیروی محرکه القایی را یادداشت کردیم . سپس میدان مغناطیسی را با 5 ، 4 و 3 جفت آهنربا ایجاد کرده و نیروی محرکه القایی را در همه این حالات یادداشت کردیم .

 

محاسبات آزمایش :

آزمایش اول :

 

V(V0)

U (μv)

0

0

1

13

2

27

4

57

 

نمودار نیروی محرکه القایی برحسب سرعت حلقه در میدان مغناطیسی :

 

 

 

 

 

 

آزمایش دوم :

 

b(cm)

U (μv)

0

0

2

7

2.8

10

4

14

 

نمودار نیروی محرکه القایی برحسب عرض حلقه :

 

 

آزمایش سوم :

 

-------------------

n

U (μv)

nn

nU

-------------------

0

0

0

0

-------------------

3

12

9

36

-------------------

4

18

16

72

-------------------

5

21

25

105

-------------------

6

27

36

162

sum

18

78

86

375

 

 

نمودار نیروی محرکه القایی برحسب تعداد جفت آهنربا ها (چگالی شار میدان مغناطیسی):

 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:32
0 نظر

آزمایش بویل-ماریوت و شارل-گیلوساک

آزمایشگاه فیزیک 1

آزمایش بویل-ماریوت و شارل-گیلوساک

مختصری از تئوری آزمایش:

          در این آرمایش می خواهیم قانون بویل-ماریوت و شارل-گیلوساک را بررسی کنیم.

دستگاه ماریوت:

          این دستگاه مطابق شکل از مخزن Z تشکیل شده است که به وسیله لوله لاستیکی به لوله C مربوط می باشد. در داخل مخزن Z مقداری هوای خشک توسط جیوه موجود در داخل لوله C و لوله لاستیکی محبوس می باشد. به وسیله دو پیچ که روی پایه لوله C قرار دارند می توان لوله ها را بالا و پایین برد، در نتیجه می توان حجم هوای محبوس را تغییر داد. مخزن Z داخل لوله A قرار دارد. جریان آب می تواند از مجرای M وارد و از مجرای N خارج شود، در نتیجه می توان دمای اطراف لوله Z را تغییر داد. این تغییر دما توسط دماسنج L که در کنار مخزن Z قرار دارد انداره گیری می شود. اختلاف سطح جیوه در دو لوله توسط خط کش میلیمتری که بین دو لوله قرار دارد اندازه گیری می شود.

کاتتومتر:

          کاتتومتر از یک لوله فولادی قائم تشکیل شده که بر حسب میلی متر مدرج شده است. با تنظیم پیچهایی که در زیر پایه تعبیه شده است می توان میله لوله ای را قائم نگه داشت. در طول میله خط کش کوچکی به نام ورنیه می لغزد که توسط آن ارتفاع را با دقت 0.05mm می توان اندازه گیری نمود( دلیل اینکه چرا دقت این می باشد را در آخر گزارش توضیح داده ایم). بر این ورنیه دوربینی سوار است که با آن می توان اجسام دور را در صورت تنظیم رویت کرد. به این ترتیب که با پیچاندن پیچ سمت راست دوربین، فاصله عدسی شیئی و چشمی را طوری تنظیم نمود که تصویر جسم و تار رتیکول به طور واضح در حداکثر روئت بر هم منطبق شوند. یادآوری می شود که قبلا تصویر تار رتیکول در چشمی برای حداکثر روئت تنظیم شده است و نباید آنرا از تنظیم خارج کرد. بر روی دوربین ترازی قرار دارد که به وسیله پیچی که در زیر آن تعبیه شده است می توان دوربین را به صورت افقی تراز کرد.

قانون بویل-ماریوت:

          اگر جرم معینی از گاز را در دمای ثابت متراکم یا منبسط کرد، فشار و حجم گاز در جهت عکس هم تغییر می کند. یعنی در دمای ثابت حاصلضرب فشار گاز در حجم آن مقدار ثابتی است.


آزمایش 1: تحقیق قانون بویل-ماریت:

          ابتدا پیچ تغییر مکان قائم دوربین را باز می کنیم و دوربین را بالا و پایین میبریم تا انتهای مخزن Z در حوزه دید دوربین قرار گیرد. پیج تنظیم آنرا می گردانیم تا با تغییر فاصله چشمی و شیئی تصویر کاملا واضح دیده شود.حال با تغییر پیچ میکرومتری تار رتیکول را بر انتهای مخزن Z منطبق می نماییم، تا لوله C به راحتی بتواند در امتداد شیار حرکت نماید. آنگاه لوله C را طوری قرار می دهیم که سطح جیوه درون لوله C چند سانتی متر بالا تر از سطح جیوه در لوله Z قرار گیرد. آنگاه پیچهای روی پایه را ببندید تا پایه نلغزد. اکنون محل قرار گرفتن بالا ترین لوله Z را از روی خط کش یادداشت می کنیم( که در اینجا 901.30mm است). سپس ارتفاع جیوه لوله Z را نیز از روی خط کش خوانده یادداشت می کنیم (که در اینجا 705.60mm).

به این ترتیب هوای محبوس در لوله Z را بر حسب سطح مقطع لوله بدست می آوریم.

که S  سطح مقطع لوله است. (در اینجا

 حال ارتفاع سطح جیوه درون لوله C را قرائت می کنیم و آنرا یادداشت می کنیم ( که در اینجا 740.10mm) چون یک طرف لوله C به هوای آزاد ارتباط دارد، لذا فشار هوای محبوس در داخل مخزن Z برابر است با :

در این رابطه H فشار محیط است( در اینجا 661.25mmHg)

حال پیچهای روی پایه C  را باز می کنیم و پایه را در امتداد شیار به آرامی پایین می آوریم تا سطح جیوه در لوله C پایین تر از سطح جیوه در لوله Z قرار گیرد.( در این حالت فشار هوای محبوس کاهش یافته و حجم آن زیاد می شود.). دو پیچ را محکم می بندیم. ارتفاع دو سطح جیوه در لوله های C و Z به ترتبیت  می نامیم. حجم و فشار هوای محبوس در داخل لوله Z در این حالت برابر است با:

با دیگر پیچها را باز می کنیم و دو سطح جیوه را در لوله های Z و C یکسان می گیریم. و این سطح مشتر ک را توسط خط کش خوانده و یادداشت می کنیم.( که در اینجا 703.75mm) فشار و حجم هوای محبوس در لوله Z در این حالت برابر است با

با استفاده از رابطه یک و مقادیر بدست آمده قانون بویل-ماریت را تحقیق می کنیم.

تذکر: آزمایش زمانی رضایت بخش است که در تمام طول آزمایش دمای محیط مخرن Z ثابت بماند، که در اینجا   است.

می بینیم که این حاصلضرب تقریبا ثابت است و اختلاف موجود به خاطر خطاهای اندازه گیری در آرمایش می باشد.

 

قوانین گیلوساک:

          هر گاه حجم گازی را ثابت نگه داشته، آنرا گرم کنیم، فشار آن افزایش می یابد. اگر فشار گاز در دماهای  به ترتیب باشد، رابطه زیر بر قرار است:

که فشار گاز در 0 درجه و ضریب ازدیاد فشار گاز در حجم ثابت است. می دانیم که بین رابطه زیر بر قرار است:

پس:

هر گاه فشار گازی را ثابت نگه داشته، آنرا گرم کنیم، حجم آن افزایش می یابد. اگر حجم گاز در دماهای  به ترتیب باشد، رابطه زیر بر قرار است:

که حجم گاز در 0 درجه و ضریب ازدیاد حجم گاز در فشار ثابت است. می دانیم که بین رابطه زیر بر قرار است:

پس:

آزمایش 2- قوانین گیلوساک:

          ابتدا دقت می کنیم که سطح جیوه در دو لوله C و Z یکسان باشد. در این فشار گاز درون مخزن برابر فشار محیط می باشد. دما را از روی دماسنج درون لوله A خوانده، یادداشت می کنیم ( که در اینجا  می باشد). اکنون شیر آب متصل به لوله A را باز می کنیم تا آب شبکه به درون لوله جاری شود. مدتی صبر می کنیم تا دمای آب ثابت بماند. مخزن C را آنقدر تغییر می دهیم تا سطح جیوه درون مخزن Z مجددا روی عدد  قرار گیرد(حجم ثابت). آنگاه دمای جدید ( که در اینجا ) و ارتفاع جیوه را درون مخزن C یادداشت می کنیم.( که در اینجا ). در دماهای  فشار های هوا عبارتند از :

حال را محاسبه می کنیم:

            در همین حال که آب درون لوله جریان دارد سطوح جیوه را در دو لوله Cو Z یکسان می کنیم(فشار ثابت). و ارتفاع مربوطه را یادداشت می کنیم( که در اینجا ). حجم گاز در دمای  عبارت است از:

حال  را بدست می آوریم:

فرمول ماریوت-گیلوساک:

          اگر حجم، فشار و درجه حرارت مطلق گازی به ترتیب  باشد، رابطه زیر بر قرار است:

R عدد ثابت گازهای کامل، m جرم گاز و M جرم مولکولی گاز می باشد.

محاسبه R :

          m (جرم هوای موجود در مخزن) از رابطه زیر بدست می آید:

 

که داریم:

دقت میکنیم که چون ضریب  بر حسب lit است ما نیز جحم گاز را به lit  تبدیل کردیم ()

پس داریم:

جواب خواسته 1)


از طرفی داریم:

حال برای داریم:

از طرفی داریم:

خواسته 2)

 

اندازه گیری خطای محاسبات :

را می توان تابعی از دانست. پس:

 

که داریم:

برای بدست آوردن  باید این خطا ها را از روی تابع آن محاسبه کرد( که خود P تابعی از اختلاف ارتفاع ها و فشار محیط است)

و از طرفی داریم:

پس:

و برای داریم:

و از طرفی داریم:

پس:

حال بر می گیردیم به محاسبه :

و خطای نسبی برابر است با:

پس:

و برای  داریم:

و از طرفی ( به همان روش بالا):

پس:

و برای خطای نسبی آن داریم:

پس:

اما سوال مطرح شده در درس که چرا دقت کاتتو متر 0.05 میلی متر است :

علت این است که خط کش روی میله قائم تا mm1  است و و ورنیه ای که روی آن می لغزد 20 قسمت شده است پس هر میلی متر به 20 قسمت تقسیم شدهاست.

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:31
0 نظر

آزمایش تعیین وزن واحد حجیم خشک خاک در محل

1-                  مقدمه

آزمایش تعیین وزن واحد حجیم خشک خاک در محل ، جهت ارزیابی میزان تراکم خاکریز صورت می گیرد ؛ تراکم مجموعه عملیاتی است که موجب افزایش وزن واحد حجم خاک در محل می شود . افزایش وزن واحد حجم خاک در اثر به هم فشرده تر شدن دانه ها و کاهش فضای خالی میان دانه ای است ، دقت شود که حجم خاک در اثر تراکم تغییر نمی کند و فقط از حجم هوا کاسته میشود . در جه ( میزان ) کوبیدگی خاک بر اساس اندازه گیری وزن واحد حجم خشک  (Dry Unit Weight) آن مشخص می شود . اگر وزن واحد حجم ظاهری خاک برابر    و در صد رطوبت آن برابر    فرض شود ، با استفاده از روابط  و ، وزن واحد حجم خشک خاک از رابطه به دست می آید . این وزن واحد حجم خاک کوبیده شده تابع جنس خاک ، میزان رطوبت و نیروی تراکمی که برای کوبیدن خاک صرف شده است می باشد .

آنچه که ما را ملزم به انجام این آزمایش می کند ، این است که گاهی در کارگاهها در اثر رعایت نکردن دقیق در صد رطوبت لازم برای تراکم یا کافی نبودن انرزی لازم برای این عمل ، وزن واحد حجم خشک حاصل کمتر ( و یا گاهی بیشتر ) از وزن واحد حجم خشک حداکثر حاصل از آزمایش تراکم می گردد . بنابر این با انجام این آزمایش می توانیم درستی یا نادرستی تراکم انجام شده را بررسی کنیم.

این بحث و تعیین وزن واحد حجم خاک برای تعیین خصوصیات مکانیکی خاک از جمله نفوذ پذیری ، مقاومت برشی و تحکیم از موارد مهم در ساخت سدهای خاکی ، سدهای سنگریزه ای و همچنین راهسازی می باشد . به طور عمده چهار دسته از کاربردهای تعیین وزن واحد حجم خشک خاک به شرح زیر می باشد :

الف ) در ارهسازی برای تعیین در صد تراکم لایه های خاکریز .

ب ) در کارهای ساختمتنی برای اطلاع از تراکم و تعیین ظرفیت باربری خاک

ج ) در سد سازی .

د ) در ساخت کانالهای انتقال آب .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

آزمایش های تعیین وزن مخصوص خاک در محل

 

هدف آزمایش و شماره ASTM

آزمایش تعیین وزن مخصوص خاک در محل (تراکم صحرایی) برای بدست آوردن وزن واحد حجم خشک یک لایه خاک مشخص   در حالت متراکم یا طبیعی انجام می‌شود و در واقع هدف نهایی تعیین درصد تراکم آن نسبت به حالت تراکم حداکثر همان نوع خاک است.

شماره آزمایش در استاندارد ASTM :       ASTM    D    1556-82

شماره آزمایش در استاندارد AASHTO :        ASSHTO   T    191-86

 

2-      ابزار مورد نیاز

1-       استوانه سند باتل (و سینی مخصوص زیر آن)

2-       ماسه استاندارد (سیلیسی) (رد شده از الک نمره 20 و مانده روی الک نمره 100)

3-      ترازو (با دقت 1 gr – ترازوی مکانیکی)

4-      وسایل حفاری (چکش ، قلم آهنی، قلم مو، قاشق)

5-     نایلون پلاستیکی (جهت انتقال خاک چاله حفر شده به آزمایشگاه)

6-  اون (oven) (در دمای 100c)

 

 

3-     گزارش نحوه تهیه نمونه و اجرا :

سندباتلی پر از ماسه بادی و هچنین سینی مخصوص آن (در وسط سوراخی به قطر 10cm دارد) و یک ظرف استوانه‌ای فلزی در اختیارمان قرار گرفت. ابتدا برای تعیین وزن حجمی ماسه    ظرف استوانه‌ای را روی ترتوزی مکانیکی وزن کردیم (713gr) سپس سندباتل را روی ظرف استوانه‌ای قرار دادیم به طوریکه مخروط زیر اساس باتل روی دهانه ظرف قرار گیرد ، شیر سندباتل را باز کردیم و تا زمانی که ماسه درون سندباتل از حرکت و ریزش ایستاد، صبر کردیم تا ظرف استوانه‌ای پر شود سپس سندباتل را روی ظرف برداشتیم و با یک صفحه صاف ماسه اضافی روی دهانه ظرف را بیرون ریختیم به طوریکه ماسه درون ظرف درست لبه آن قرار گیرد.

 دوباره ظرف را به همراه ماسه‌های درونش روی ترازو قرار داده و دوباره وزن نمودیم (سعی کردیم ظرف نلرزد و تکان نخورد، زیرا باعث می‌شد دانه‌های ماسه در لابه‌لای هم قرار گیرند و باعث خطا در اندازه‌گیری وزن و در نتیجه وزن مخصوص ماسه شود) حجم ظرف استوانه‌ای نیز بر روی آن نوشته شده بود.( cm3 1010.31 ( در این صورت با داشتن وزن مخصوص و حجم ملسه   آن قابل محاسبه است.

 

سپس برای کالیبره کردن سندباتل و بدست آوردن وزن ماسه‌ای که در مخروط زیرش جای می‌گیرد، به این روش عمل نمودیم: سینی مخصوص را روی یک سینی گذاشته ، سند باتل را روی آن قرار دادیم به طوریکه دهانه مخروطی روی دهانه سوراخ سینی قرار بگیرد. سپس شیر سندباتل را باز کردیم و بعد از پر شدن مخروط شیر را بستیم سپس سینی مخصوص را برداشته و سینی زیرش را به همره ماسه‌های درونش وزن نمودیم  (2770gr) و سینس را از ماسه خالی کرده و وزن سینی را نیز اندازه‌گیری کرده (2365gr) بدین ترتیب ماسه‌ای که در مخروط جای می‌گیرد (وزن کالیبراسیون) بدست خواهد آمد. سپس ماسه را به سندباتل برگردانده و سندباتل را به همراه ماسه‌های درونش وزن نمودیم (5520gr) سندباتل و سینی مخصوص زیرش و وسایل حفاری (قاشق ، چکش، قلم آهنی (پیچ گوشتی) را برداشته و به محل مورد نظر (زمین خاکی جلوی مسجد امام سجاد) رفتیم سینی مخصوص را روی زمین قرار داده و یک نفر با دو پا روی آن ایستاد تا سینی جابجا نشود. سپس با قلم آهنی و چکش چاله‌ای به ارتفاع تقریباً 10cm و به اندازه قطر داخلی سینی حفر کردیم و خاک درونش را داخل دو نایلون پلاستیکی که داخل هم قرار دادیم (به منظور جلوگیری از سوراخ شدن نایلون) می‌ریزیم. سپس سندباتل را روی دهانه سینی قرار دادیم و شیر را باز کردیم تا چاله از ماسه بادی پر شود. سپس شیر سندباتل را بستیم و ماسه درون چاله را نیز در ظرفی جدا جمع‌آوری نمودیم (قابل ذکر است در هنگام حفر چاله بارندگی شد) سپس به آزمایشگاه برگشته و وزن خاک (1503 gr) و سندباتل (4017 gr) را اندازه‌گیری نمودیم ماسه جمع‌آوری شده از چاله را نیز با الک 20 الک کردیم تا خاک مخلوط شده با آن جدا شود.

برای تعیین رطوبت خاک مقداری از آن را در ظرفی ریخته و با ترازوی دقیق وزن کردیم    (302.5 gr) ظرف را نیز پیش از آن توزین کرده (33.6 gr) سپس ظرف به همراه خاک داخل گرمکن (oven) به مدت 24 ساعت (دمای  110) قرار دادیم و روز بعد دوباره ظرف و خاک را وزن کردیم (292.2 gr) .

                                                                       

 

 

 

 

 

                       

4-     اندازه‌گیری ها :

الف ) تعیین وزن مخصوص ماسه سندباتل :

 

713gr

W1

وزن ظرف استوانه‌ای

2223gr

W2

وزن ظرف استوانه‌ای و ماسه

1010.31 cm3

V1

حجم سندباتل

 

الف – 1) کالیبراسیون سندباتل :

 

2365 gr

W3

وزن ظرف استوانه‌ای

2770 gr

W4

وزن ظرف استوانه‌ای و ماسه

 

ب ) تعیین     خاک :

 

5520 gr

W5

وزن سندباتل پر

4017 gr

W6

وزن سندباتل بعد از آزمایش

1503 gr

W7

وزن خاک مرطوب چاله

 

ب _1) تعیین درصد رطوبت خاک

 

33.6 gr

W8

وزن ظرف

302.5 gr

W9

وزن ظرف + خاک مرطوب

292.2 gr

W10

وزن ظرف + خاک خشک

 

5-     محاسبات

W = 1510 gr   ماسه              ( وزن ظرف استوانه‌ای و ماسه)   W1= 2223 gr

                     (وزن ظرف استوانه‌ای)         W2=713 gr     

 

(وزن سینی ) W3= 2365 gr     

  W=405gr وزن کالیبراسیون            (وزن سینی و ماسه درون مخروط سندباتل)  W4= 2770 gr

 

 

= 268.9-258.6=10.3 gr Wwater   وزن آب                            (وزن ظرف) W8= 33.6 gr   Wwet = 302.5-33.6=268.9gr       وزن خاک مرطوب              (وزن ظرف و خاک مرطوب)   W9=302.5

  رطوبت              (وزن ظرف و خاک خشک)   W10=292.2

 

 

حجم چاله

 

وزن مخصوص تر خاک

 

 وزن مخصوص خشک خاک

 

 

در اینجا فرض می کنیم که خاک مورد آزمایش مانند خاکی است که از آن در آزمایش پروکتور استفاده کردیم. و از       که در آزمایش قبل بدست آوردیم برای تعیین اندیس ترکم استفاده می کنیم.

  اندیس تراکم اجرایی

 

 

:  برای بدست آوردن  باید آزمایش تراکم ((ASTM D 698-78 بر روی خاک مورد نظر انجام شود .

 

 

(gr)

رطوبت

(درصد)

Vچاله

405

1.4946

1.97

1.90

3.83

734.64

جدول نتایج

6-     خطاها

1 . یکی از اشکالات روشهای ذکر شده ، عدم امکان استفاده از آنها برای سنگهای بزرگتر ازmm 35 یا mm 42 است که در اینگونه موارد پیشنهاد می شود برای خاک حاوی شن درشت و قلمه سنگ ، از پلاستیک و آب استفاده شود ، در این روش گودالی به اندازه لازم ایجاد می شود ، پلاستیک را داخل آن قرار می دهیم و تا تراز بالای آن آب می ریزیم . از روی وزن اب م یتوان حجم گودال را یافت و با داشتن وزن مصالح ، وزن واحد حجم خشک آن را یافت.

2 . حتما سعی شود در اندازه گیری وزن واحد حجم ماسه مصرفی و مقدار ماسه لازم برای پر کردن قیف و شیار صفحه تحتانی و ... به صورت تکرار عمل گردد و اعداد خارج از محدوده کنار گذاشته شده ، از ما بقی میانگین گرفته شود .

3 . دقت شود که در حین حفر چاله ، دیواره آن خراب نشود و خاک کنده شده کاملا در ظرفی جمع آوری شود و هیچ گونه مصالحی دور ریخته نشود . در ضمن خاک های دانه ای  ( شن و ماسه ) باید توجه بیشتری در کندن چاله مبذول گردد .

4 . با توجه به اینکه با حفاری چاله ، عمق لایه را مشخص می کنند ، در صورتی که ضخامت لایه از مقدار مشخصی بیشتر باشد ، لایه ها به خوبی متراکم نم یشوند و بخش های مختلف ضخامت خاکریز از تراکم متفاوتی بر خوردار خواهند شد . در این حالت برای اطمینان از نمونه گیری ، از بخش پاییمی چاله استفاده می شود .

5 . با توجه به اینکه امکان تراکم توده های اطراف آبراهها و سازه های دیگر به آسانی توسط غلتک میسر نیست ، لازم است با استفاده از متراکم کننده های دستی این بخش ها متراکم شوند و جهت اطمینان از این بخش باید برخی از نمونه ها ، از کنار سازه ها برداشته شوند .

 

7-     نظرات شخصی :

در هنگام آزمایش کالیبراسیون بالون هوا داخل ظرف محبوس و فشرده شود پیشنهاد میشود سوراخی جهت عبور هوا در جدار یا ته ظرف تعبیه شود و یا لوله ای بسیار باریک در جدار حدفاصل بالون و ظرف قرار داده شود. در غیر این صورت چون بالون با فشار آب به جدار ضرف میچسبد هوا در زیر آن فشرده میشود باعث ایجاد خطا میشود. همچنین این آزمایش تکمیل کننده آزمایش تراکم و بار گذار C.B.R است بهتر بود که نمونه برداری جهت آزمایش اول یعنی تراکم از مکان مشخص توسط دانشجویان انجام می شد و برای این آزمایش نیز از همان مکان نمونه تهیه می شد تا دانشجویان با شرایط طبیعی و تراکم طبیعی خاک بهتر آشنا شده و بهتر می توانستند نتایج حاصل را با درک فهم بهتر تحلیل نمایند .و در صورت امکان با روش بالون نیز آزمایش انجام می شد تا نتایج حاصل از دو روس را بتوانند ارزیابی کنند و خود بفهمند کدام روش مناسب تر است .

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:31
0 نظر

آزمایش برش مستقیم

آزمایش برش مستقیم

مقدمه

همانطور که قبلاً عنوان گردید. مقاومت برشی خاک غیرچسبنده را می‌توان با رابطه (۸-۲) به دست آورد. در بخش قبل مقادیر نمونه زوایای اصطکاک مؤثر خاک غیر چسبنده ارایه شد(جدول ۱-۸) و روش‌های غیر مستقیم تعیین <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image001.gif<!--[endif]--> ازآزمون‌های نفوذ استاندارد، نفوذ مخروط ویا بر اساس طبقه بندی و ویژگی‌های شاخص معرفی شوند. در این بخش روش تعیین مقاومت برشی خاکهای چسبنده بر اساس آزمونهای آزمایشگاهی توصیف خواهند شد. مرسوم ترین آزمون آزمایشگاهی توصیف خواهند شد. مرسو ترین آزمون آزمایشگاهی برای تعیین زاویه اصطکاک مؤثر روش برش مستقیم است.

آزمون برش مستقیم که اولین بار در سال ۱۷۷۶ توسط Coulomb استفاده شد قدیمی ترین آزمایش برش است. این آزمایش همچنین متداول ترین روش برای تعیین مقاومت برشی زهکشی شده (مقاومت برشی بر اساس تنش مؤثر) خاک غیر چسبنده است. در شکل ۴-۸ نمایی از دستگاه آزمایش برش مستقیم نشان داده شده است. هدف از این آزمایش برش دادن نمونه از وسط آن و در امتداد سطح گسیختگی است.

همانطور که در شکل ۴-۸ نشان داده شده است، دستگاه برش مستقیم وسیله ای برای اعمال بار عمودی به سطح فوقانی نمونه دارد. در صفحه متخلخل در بالا وپایین نمونه قرار می گیرند وحرکت آب به داخل یا خارج نمونه را مسیری سازنده جعبه برش مستقیم معمولاً دایره ای بوده و دو نیمه با ضخامت یکشان دارد که داخل یکدیگر کیپ می‌شوند. نیمه پایینی جعبه به دستگاه متصل بوده وثابت است ونیمه بالایی آن در جهت افقی حرکت می‏کند. برای اندازه‏گیری تغییر شکلهای عمودی و افقی از گیج های عقربه ای استفاده می‏شود.

اگر چه در شکل نشان داده نشده است، ولی دستگاه برش مستقیم باید دارای امکاناتی برای غوطه‌ور کردن نمونه در آب مقطر باشد. برای جلوگیری از خوردگی، دستگاه باید از فولاد (ضد زنگ) برنز یا آلومینیم ساخته شده باشد.برای تعیین زاویه اصطکاک مؤثر <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image001.gif<!--[endif]--> خاک غیر چسبنده معمولاً حداقل به سه نمونه که با فشارهای عمودی مختلف برش داده می‌شوند نیاز است. ضروری است که دامنه فشارهای عمودی مورد استفاده در آزمایش تقریباً برابر با دامنه فشارهای موجود در محل پروژه باشد.

۲-۴-۸) روش آزمایش مشابه استاندارد ASTM D۳۰۸۰-۹۸ (۲۰۰۰) تحت عنوان آزمون استاندارد برای آزمایش برش مستقیم خاکها تحت شرایط تحکیم شده و زهکشی شده ای باشد. مراحل به شرح زیر است:

۱. نمونه خاک: برای آزمایش برش باید از نمونه دست نخورده استفاده نمود. در مورد پروژه های خاکریزی می‌توان نمونه ها را با داشتن دانسیته و درصد رطوبت طبیعی آنها در آزمایشگاه متراکم نمود.همانطور که در بخش ۲-۶ گفته شد ، نمونه دست نخورده را می‌توان با تراشیدن یک بلوک و یا استفاده از نمونه گیر لوله ای به دست آورد. اغلب گرفتن نمونه دست نخورده از خاکهای غیر چسبنده و مشکل است وبه همین دلیل است که معمولاً از این روش برای تعیین زاویه اصطکاک مؤثرخاک غیر چسبنده استفاده می‏شود نسبت قطر نمونه به ارتفاع آن بایدبرابر یا بزرگتر از۵/۲ باشد.معمولاً قطر نمونه ۲/۵ in و ارتفاع آن ۱in است. آماده سازی نمونه باید در مدت زمانی انجام شود که امکان تغییر رطوبت نمونه وجود نداشته باشد. معمولاً نمونه داخل حلقه محصور کننده آماده سازی شده و بنابراین ارتفاع آن <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image002.gif<!--[endif]--> برابر با ارتفاع حلقه خواهد بود.

۲. ویژگی‌های شاخص: پس از آماده شدن نمونه لازم است که ویژگی‌های شاخص آن تعیین شود. معمولاً از تراشه های خاک برای تعیین درصد رطوبت آن استفاده می‏شود(بخش ۳-۳) . برای اندازه‏گیری وزن نمونه و حلقه از ترازو استفاده می‏شود. با کسر وزن حلقه از وزن حلقه و نمونه می‌توان وزن نمونه را به دست آورد. با داشتن وزن و حجم نمونه می‌توان وزن مخصوص آنرا به دست آورد (بخش ۴-۳). با داشتن درصد رطوبت، وزن مخصوص خشک خاک نیز به دست می‏آید. در نهایت اطلاعات را می‌توان در برگه شکل۵-۸ خلاصه نمود.

۳. وسیله بارگذاری : اگر چه نمونه خاک را می‌توان در دستگاه برش نیز تحت بار قرداد، ولی مرسوم تر است که بارگذاری ابتدا در یک دستگاه تحکیم صورت گیرد (مثل شکل۳-۶) . پس از اینکه نمونه ۲۴ ساعت تحت بار مورد نظر باقی ماند. آنرا باربرداری و به دستگاه برش منتقل نموده و دوباره تحت همان بار قرار می دهند.دلیل این امر این است که معمولاً تعداد دستگاه‌های برش نسبت به تحکیم محدودتر است. روش بارگذاری خاک در دستگاه تحکیم به صورت زیر است:

A ) صفحات متخلخل را خشک وتمیز کنیدو در سرو ته نمونه قرار دهید. سپس گیره را داخل محفظه دستگاه قرار داده و در مرکز سیستم بارگذاری قرار دهید .(شکل۳-۶) . بارنشاننده ای معادل تنش <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image003.gif<!--[endif]--> به نمونه اعمال شده وعقربه قرائت و یادداشت می‏گردد.پس از ۵ دقیقه ، نمونه داخل آب مقطرغوطه‌ورمی‏شود.

B ) افزایش های بارمعمولی عبارتند از ۲۵۰،۵۰۰، ۱۰۰۰، ۲۰۰۰ <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image004.gif<!--[endif]--> و غیره. هر افزایش بار تا زمان رسیدن به تعادل روی نمونه باقی می ماند. به دلیل نفوذ پذیری زیاد خاکهای غیر چسبنده معمولاً زمانی در حد چند ساعت لازم است. قبل از اعمال بار بعدی مقدار عقربه قرائت شده ودر برگه یادداشت می‏شود. قابل ذکر است که تراکم پذیری دستگاه قابل صرف نظر کردن است.

شماره کار: نام پروژه:

محل نمونه: تاریخ:

a ) شرایط اولیه نمونه خاک

قطر نمونه: ارتفاع نمونه <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image002.gif<!--[endif]--> : تنش قائم:

درصد رطوبت: وزن واحد حجم مرطوب: وزن واحد حجم خشک:

b ) داده‌های بارگذاری

تنش قائم (psf)

قرائت عقربه(in)

ارتفاع نمونه(in)

درصد کرنش یا نسبت پرکس

۱۲۵


۲۵۰


۵۰۰


۱۰۰۰







c ) داده‌های آزمایش برش

قرائت عقربه افقی

تغییر شکل افقی

قرائت عقربه قائم

تغییر شکل عمودی

قرائت حلقه بار

نیروی برشی

تنش برشی




























d ) پایان آزمایش: درصد رطوبت =

شکل(۵-۸): نمونه برگه ثبت قرائت های محاسبات در آزمایش برش مستقیم

C ) نمونه در داخل دستگاه تحکیم تا فشار عمودی لازم در آزمایش برش بارگذاری می‏شود. نمونه به مدت ۲۴ ساعت تحت این تنش باقی می ماند.

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image005.jpg<!--[endif]-->

E ) قرار دادن نمونه داخل جعبه برش مستقیم: پس از پایان مراحل بارگذاری نمونه در دستگاه تحکیم، بار ازای آن برداشته شده و به دستگاه برش مستقیم منتقل می‏شود. شکل۶-۸ نمونه ای را که داخل جعبه برش قرار گرفته نشان می‌دهد. فلش پیچ مربوط به محور کردن نیمه های بالایی و پایینی قالب را نشان می‌دهد.

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image006.jpg<!--[endif]-->

۵ – قرار دادن جعبه برش در داخل دستگاه برش : جعبه برش که حاوی نمونه است به دستگاه برش منتقل می‏شود پس از قراردادن صفحات متخلخل بالایی وپایینی جعبه برش به دستگاه پیچ شده و ثابت می‏شود. فلش ۱ در شکل ۷-۸ یکی از پیچ های مربوط به بسته شدن قالب به دستگاه را نشان می‌دهد. این اتصال باعث می‏شود که نیمه پایینی قالب در حول برش حرکت نکند. اگر چه نیمه پایینی جعبه برش شکل ۷-۸ قابل جدا شدن است، اما در برخی دستگاه ها این بخش جعبه به طور دائمی روی دستگاه سوار است.

۶- اعمال بار عمودی به نمونه: پس از استقرار جعبه برش روی دستگاه بار عمودی مورد نظر به نمونه اعمال می‏شود.نیروی عمودی معمولاً با گذاشتن وزنه روی آویز اعمال می‏شود. فلش۲ در شکل۷-۸ آویز و فلش۳ گیج عقربه ای اندازه‏گیری تغییر شکل عمودی نمونه را نشان می‌دهد. پس از اعمال بار عمودی، نمونه در آب مقطر غوطه‌ور می‏شود (توجه شود که نمونه شکل۷-۸ تا به حال در آب مقطر غوطه‌ور نشده است) . نمونه در طول شب برای رسیدن به حالت تعادل به حال خود گذاشته می‏شود.

۷- برش دادن نمونه: اگرچه در شکل ۷-۸ نشان داده شده است، ولی برای اندازه‏گیری جابجایی افقی در طی برشی از یک گیج عقربه ای استفاده می‏شود. فلش ۴ در شکل ۷-۸ به طب تولید کننده نیروی افقی اشاره دارد.قدم اول در برش دادن نمونه قرائت کردن مقدار اولیه عقربه گیج های تغییرشکل افقی وعمودی است. این مقادیر روی برگه ۵-۸ (بخشc) یادداشت می‌شوند. درست قبل از آغاز برش،باید پین‌های قالب را درآورد. فراموش کردن این کار باعث آسیب شدید دستگاه می‏شود. عرض جعبه‌ها به پیچهایی مجهز هستند که یک فضای خالی بین قسمت های بالایی وپایینی قالب ایجاد می‏کند. فاصله خالی بین دو نیمه قالب در این جعبه های برش باید حدود ۰/۰۲۵ in باشد.برای اعمال نیروی برشی به نیمه بالایی قالب دو روش وجود دارد:

A ) روش کرنش کنترل شده:در این حالت نیروی برشی به نحوی اعمال می‏شود که نرخ جابه‌جایی کنترل شود.این امکان با استفاده از یک موتور الکتریکی و جعبه دنده مهیا می‏شود نیروی برشی توسط بار سنج یا حلقه بار نشان داده می‏شود این وسایل باید قادر باشند که نیروی برشی را با دقت ۱ % مقاومت برشی اندازه‏گیری کنند. مرحله برش تا رسیدن به جابه‌جایی معادل ۱۰ تا۲۰ درصد قطر اولیه نمونه ادامه می‏یابد. بنابراین برای نمونه ای با قطر ۲/۵ in ،نمونه باید تا جابجایی افقی حداقل ۰/۲۵ in ادامه یابد.

B ) روش تنش کنترل شده: در این حالت نیروی برشی به صورت افزایشی اعمال می‏شود.یک کابل به نیمه بالایی جعبه برش متصل شده است. این کابل از طریق یک چرخ به آویز متصل شده است و بار به این آویز وارد می‏شود. با اضافه کردن وزنه به آویز نیروی برشی افزایش می‏یابد.با افزایش یافتن تغییر شکل افقی نمونه،باید وزنه‌های سبک تری به آویز اضافه نمود. وقتی که به مقاومت برشی نمونه رسیدید،نمونه سریعاً به نیم تقسیم می‏شود.

در میان دو روش بالا روش کرنش کنترل شده متداول تر است. در طول برش نمونه خاک،داده‌های در قسمت c شکل ۵-۸ ثبت می‌شوند. این داده‌ها شامل قرائت های گیج های عقربه ای افقی وقائم و قرائت های حلقه بار،بارسنج یا وزنه‌ها که برای محاسبه تنش برشی استفاده می‌شوند. سرعت آزمایش باید به قدری کم باشد که فشار منفذی در نمونه ایجاد نشود. یعنی اگر نمونه تمایل به اتساع نشان داد،باید زمان کافی برای ورود آب به نمونه وجود داشته باشد.بالعکس اگر نمونه تمایل به تراکم نشان داد،باید زمان کافی برای خروج آب به نمونه وجود داشته باشد.برای تحقیق این امر لازم است که زمان رسیدن به مرحله گسیختگی به صورت زیر باشد:

§ در مورد ماسه تمیز با کمتر از ۱۵ درصد ریز دانه غیر خمیری،زمان کل تا رسیدن به

گسیختگی حداقل ۱۰ دقیقه باشد.

§ در ماسه لای دار حاوی بیش از ۵ درصد ریز دانه غیر خمیری،زمان کل تا رسیدن به

گسیختگی حداقل ۶۰ دقیقه می‏باشد.

§ در مورد لای غیر خمیری، زمان کل تا رسیدن به گسیختگی باید حدود۲ تا۳ ساعت باشد.

۸- ویژگی‌های شاخص در پایان آزمایش: پس از اینکه نمونه به طور کامل برش خورد، از داخل دستگاه برش بیرون آورده می‏شود. سپس درصد رطوبت نمونه تعیین می‏گردد(بخش۳-۳) . پس از قرار دادن نمونه در قوطی باید آنرا خرد نمود وجود ذرات درشت در آنرا بررسی کرد. این ذرات مانع برش خوردن نمونه شده ومقاومت را بالا می برند درصورت مشاهده این ذرات .باید آزمایش را با نمونه ای دیگر تکرار نمود. حداکثر اندازه ذرات در آزمایش برش مستقیم محدودیت مهمی است که در بخش ۵-۴-۸ بیشتر مورد بحث قرار می‌گیرد.

 

۳-۴-۸) محاسبات

در شکل a ۵-۸ تنش عمودی نمونه در طول آزمایش برش برابر است با بار عمودی p تقسیم بر مساحت اولیه نمونه یا که در آن <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image007.gif<!--[endif]--> تنش عمودی دارد بر نمونه(kpa یاpsf )

P بار عمودی کل دارد به سطح فوقانی نمونه شامل وزن صفحه متخلخل،صفحه بارگذاری، آویزو وزنه‌ها(hn یاib )

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image008.gif<!--[endif]--> سطح مقطع اولیه نمونه خاک <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image009.gif<!--[endif]-->

همانطور که قبلاً ذکر شد(بخش ۲-۴-۸)، نمونه خاک قبل از برش اشباع شده و در آب مقطر غوطه‌ور می‏شود. بنابراین فشار آب منفذی نمونه u خیلی پایین است و در عمل می‌توان آنرا برابر با صفر در نظر گرفت. به این دلیل تنش عمودی <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image007.gif<!--[endif]--> برابربا تنش عمودی مؤثر <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image010.gif<!--[endif]--> خواهد بود یا <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image011.gif<!--[endif]-->

همانطور که در بخش ۲-۴-۸ عنوان شد، برش نمونه خاک باید به قدری آرام صورت گیرد که هیچگونه فشار آب منفذی اضافی به وجود نیاید (یعنی <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image012.gif<!--[endif]--> ). بنابراین در مرحله برش نمونه، تنش عمودی مؤثر <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image013.gif<!--[endif]--> ثابت خواهد ماند.

به این دلیل که سطح گسیختگی نمونه اساساً افقی است، تنش عمودی مؤثر <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image014.gif<!--[endif]--> روی گسیختگی برابر با تنش عمودی مؤثر خواهد بود یا: <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image015.gif<!--[endif]--> . بنابراین در رابطه (۲-۸)، تنش عمودی مؤثر <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image014.gif<!--[endif]--> روی صفحه برش در طول آزمایش برش مستقیم ثابت و برابر با تنش عمودی اعمالی <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image007.gif<!--[endif]--> خواهد بود (رابطه ۳-۸). تنش برشی <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image016.gif<!--[endif]--> با رابطه زیر بیان می‏شود: <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image017.gif<!--[endif]-->

که در آن <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image016.gif<!--[endif]--> تنش برشی(kpa یا <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image018.gif<!--[endif]-->)

T نیروی افقی( hn یا Ib ) که به نیمه بالایی جعبه برش اعمال می‏شود و با وسیله اندازه‏گیری بار مثل لودلاسل یا حلقه بار اندازه‏گیری می‏شود(از قسمتc شکل۵-۸)

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image008.gif<!--[endif]--> سطح مقطع اولیه نمونه ( <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image019.gif<!--[endif]--> یا <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image020.gif<!--[endif]-->)

حد اکثر مقاومت برشی گسیختگی <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image021.gif<!--[endif]--> نیز نامیده می‏شود بیشترین مقدار قرائت شده نیرو در طول برش است. قابل ذکر است که در معادله ۲-۸ هم تنش مؤثر عمودی و هم مقاومت برشی گسیختگی <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image021.gif<!--[endif]--> از آزمایش برش مستقیم به دست آمده اند. با داشتن <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image014.gif<!--[endif]--> و <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image021.gif<!--[endif]-->، زاویه اصطکاک مؤثر <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image001.gif<!--[endif]--> خاک را می‌توان از رابطه ۲-۸ به دست آورد.

در برخی حالات مقاومت برشی بر اساس حالت نهایی یا ماندگار خاک تعیین می‏شود. مقاومت برشی نهایی <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image022.gif<!--[endif]--> در بخش آینده مورد بحث قرار خواهد گرفت و مقاومت برشی ماندگار فقط در مورد خاکهای چسبنده مطرح است که در بخش ۸-۹ مورد بحث قرار خواهد گرفت.

۴-۴-۸) مثالی از داده‌های آزمایش

شکل ۸-۸ نتایج به دست آمده از آزمایش‌های برش مستقیم انجام شده روی یک نمونه دست نخورده از ماسه لای دار را نشان می‌دهد. نمونه‌های دست نخورده ازدو گمانه(B-۱ وB-۲ ) که در رسوبات ماسه لای دار حفر شده اند به دست آمده است. بخش ۶ آزمایش برش مستقیم روی آنها انجام شده است. برای هر آزمایش، فشار عمودی مؤثر(یعنی بار عمودی تقسیم بر سطح نمونه) براساس فشار دوباره در محل تعیین شده است. محل نمونه ها وفشار عمودی مؤثر <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image014.gif<!--[endif]--> آنها به شرح زیر است:

§ گمانه B-۱ در عمق <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image023.gif<!--[endif]--> ، <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image024.gif<!--[endif]-->

§ گمانه B-۱ در عمق <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image025.gif<!--[endif]--> ، <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image026.gif<!--[endif]-->

§ گمانه B-۲ درعمق <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image027.gif<!--[endif]--> ، <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image028.gif<!--[endif]-->

§ گمانه B-۲ درعمق <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image029.gif<!--[endif]--> ، <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image030.gif<!--[endif]-->

§ گمانهB-۲ در عمق <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image031.gif<!--[endif]--> ، <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image032.gif<!--[endif]-->

§ گمانهB-۲ درعمق <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image033.gif<!--[endif]--> ، <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image034.gif<!--[endif]-->

در طول برش دادن نمونه ها در دستگاه برش، تنش برشی در مقابل تغییر شکل جانبی ثبت شده و نمودار آن برای هر دو آزمایش در شکل ۹-۸ آورده شده است. قابل ذکر است که در این شکل آزمایش برش مستقیم زهکشی شده انجام شده روی ماسه لای دارگمانه B-۲ در عمق ۱۰ فوت دارای نقطه اوج مشخصی در منحنی است، در حالیکه آزمایش مربوط به گمانه B-۱ در عمق ۶ فوتی چنین نقطه اوج مشخص را نشان نمی‌دهد. دلیل این موضوع دانسیته ۰خشک نمونه‌های خاک است چرا که نمونه درعمق ۱۰ فوتی دارای دانسیته بیشتری <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image035.gif<!--[endif]--> نسبت به ماسه لای دار در عمق ۶ فوتی است <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image036.gif<!--[endif]--> نقاط اوج و نهایی شکل ۹-۸ در شکل ۸-۸ ترسیم شده و تحت عنوان مقاومت برشی نهایی (مربع ها) واوج (دایره ها) مشخص شده اند. در حالاتی که هر دو برهم منطبق شده اند فقط یکی از نقاط نشان داده شده است.

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image037.jpg<!--[endif]-->

شکل ۸-۸ نمودار مقاومت برشی در مقابل تنش عمودی برای آزمایش‌های برش مستقیم

زهکشی شده روی ماسه سیلت دار

داده‌ها در شکل ۸-۸ پراکندگی قابل ملاحظه ای دارند. این مساُله در مورد خاک که خواص متغیری دارد چنین است.

خط راست نشان داده شده در شکل پوش مقاومت برشی یا پوش گسیختگب ماسه لای دار است. برای به دست آوردن این پوش به تجربه زیادی نیاز است. به عنوان مثال برای به دست آوردن نتایج محافظه کارانه می‌توان دو نقطه با حد اکثر مقاومت برش را حذف نمود وسپس خط راستی به بقیه نقاط برازش نمود. دراین حالت زاویه شیب خط که نشان دهنده زاویه اصطکاک خاک است برابر ۳۰ خواهد بود که مقداری نمونه برای ماسه لای داراست.بنابراین پوش گسیختگی شکل ۸-۸ بر اساس قضاوت وتجربه مهندسی ترسیم شده است. نکته قابل عرض در شکل ۸-۸ این است که خط از مبداُ مختصات عبور داده شده است، یعنی چسبندگی مؤثر <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image038.gif<!--[endif]--> خواهد بود.به طور خلاصه،با ترسیم پوش گسیختگی داده‌های آزمایش،پارامترهای مقاومت برشی ماسه لای دار <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image039.gif<!--[endif]--> و <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image040.gif<!--[endif]--> خواهد بود.

۵-۴-۸) خطاهاو محدودیت ها

سه تا از محتمل ترین خطاهای درگیر باآزمایش برش مستقیم به شرح زیرند:

۱. نمونه خاک دست خورده باشد.

۲. خاک قبل از برش اشباع نشده باشد.

۳. خاک بسیار سریع برش داده شود.

دست خوردگی نمونه باعث می‏شود که زاویه اصطکاک به دست آمده کم باشد. اما اشباع نبودن نمونه و برش سریع آن باعث حصول نتایج دست بالا می‏شود.

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_SBT_files/image041.jpg<!--[endif]-->

شکل ۹-۸ : مقاومت برشی در مقابل تغییر شکل افقی حاصل از آزمایش برش مستقیم روی نمونه‌های ماسه ای لای دار از اعمال ۶ و ۱۰ فوتی سایر خطاهای متداول در آزمایش برش مستقیم بعبارت زیرند:

۱. در طول آماده سازی نمونه رطوبت از دست داده است.

۲. سطوح بالا وپایین نمونه خوب صاف و موازی هم نبوده است.

۳. فضای خالی بین دو نیمه جعبه برشی زیاد یا کم بوده است.

۴. در تنشهای برشی کم اندازه‏گیری های کم دقتی از نیروی افقی صورت گرفته است.

۵. صفحات متخلخل به اندازه کافی نفوذ ناپذیرنبوده اند.

۶. دستگاه‌های برش از موارد مشابهی ساخته نشده اند و فرآیندهای شیمیایی باعث خورده شدن تجهیزات می‌شوند.

۷. آزمایش بسیار زود قطع شود.

در مورد محدودیت های آزمایش برش مستقیم، استاندارد ASTM D۳۰۸۰-۹۸(۲۰۰۰) میگوید:

در طول آزمایش برش مستقیم، چرخش تنشهای اصلی وجود دارد که در شرایط صحرایی ممکن است وجود داشته یا نداشته باشند.

همچنین گسیختگی برش مستقیم، چرخش تنشهای اصلی وجود دارد که در شرایط صحرایی ممکن است وجود داشته یا نداشته باشند همچنین گسیختگی ممکن است و در زمانی که نیرو‌ها روی صفحه افقی و یا نزدیک آن در وسط بسیج شده اند روی ضعیف ترین سطح اتفاق نیفتد. موقعیت ثابت صفحه برش در آزمایش برش مزیتی برای تعیین مقاومت برشی در یک صفحه ضعیف از پیش مشخص شده ویا بررسی سطح تماس دو ماده غیرمشابه می‏باشد.

تنشها و جابجایی های برشی به طرز غیر یکنواختی در نمونه توزیع می‌شوند و ارتفاع مناسبی برای تعیین کرنش برشی وجود ندارد. سرعت کم جابجایی باعث از بین رفتن فشار آب منفذی می‏شود، ولی باعث جریان خمیری خاکهای چسبنده نرم نیز می‌شوند. باید مراقب بود که شرایط آزمایش نماینده شرایط مورد بررسی باشد.

اگر ماسه دارای ذرات درشت شن باشد، شن می‏تواند مقاومت برشی ماسه را به طور مصنوعی افزایش دهد، چراکه معمولاً ارتفاع نمونه کم است (۲۵/۴ cm) .بنابراین محدودیت دیگر آزمایش برش مستقیم اندازه ذرات نمونه است.به عنوان مثال ASTM D۳۰۸۰-۹۸ (۲۰۰۰) دو معیار را ارایه نموده است. مورد اول اینکه قطر نمونه باید حداقل۱۰ برابر قطر بزرگترین دانه خاک باشد. معیار دوم اینکه ارتفاع نمونه باید حداقل ۶ برابر بزرگترین دانه خاک باشد. بنابراین برای نمونه‌های معمولی که قطری معادل ۶۳/۵mm و ارتفاع ۲۵/۴mm دارند، بر اساس معیار اول حداکثر قطر ذرات می‏تواند۶/۳۵mm و بر اساس معیار دوم معادل ۴/۲mm باشد. این بدان معنی است که برای نمونه ای با قطر ۶۳/۲mm و ارتفاع ۲۵/۴mm، خاک نباید حاوی ذرات به اندازه شن باشد. با وجود این محدودیت‏ها، دستگاه برش مستقیم معمولاً مقادیر زاویه اصطکاک مؤثری با دقت مناسب به دست می‌دهد. اجرای این آزمایش نسبتاً ساده و سریع است که مهمترین دلیل برای عمومیت این آزمایش می‏باشد.

منبع : http://www.afkhami.com/Loader.aspx?lang=fa&P=p_SBT

 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:30
0 نظر

« آزمایش تحقیق اثر هال »

« آزمایش تحقیق اثر هال »

شرح آزمایش :

وسایل آزمایش : دستگاه اثر هال با مس و تنگستن ، سیم پیچ با هسته آهنی برای ساختن میدان مغناطیسی ، ترانسفور ماتور کاهنده با خروجی متغیر ، منبع تغذیه جریان ، میکرو- ولت متر .

آزمایش اول – تنگستن :

ابتدا مداری بستیم که شامل سیم پیچی بود که برای تولید میدان مغناطیسی آن را در اطراف رسانای مورد نظر که در این آزمایش تنگستن است قرار داده و آن را به منبع تغذیه جریان وصل کردیم و دو سر رسانای مورد آزمایش را به منبع تغذیه جریان وصل کرده و سپس آن را به میکرو ولت متر وصل کردیم تا ولتاژ هال را نمایش دهد. ابتدا جریان عبوری از سیم پیچ را 4 آمپر انتخاب کرده و آن را ثابت نگه داشتیم که با این کار میدان مغناطیسی مؤثر بر رسانا را ثابت نگه داشتیم و با تغییر جریان عبوری از رسانا از 0 تا 5 آمپر در هر مرحله به اندازه 5/0 آمپر ، در هر مرحله ولتاژ هال را یادداشت کردیم . سپس جریان عبوری از رسانا را 5 آمپر اختیار کرده و در این مرحله جریان عبوری از سیم پیچ را در بازه 5/0 آمپر تا 5 آمپر تغییر داده که با این کار میدان مغناطیسی مؤثر بر رسانا را تغییر دادیم و در هر مرحله ولتاژ هال را یادداشت کردیم .

آزمایش دوم – مس :

در این مرحله به جای رسانای تنگستن ، مس قرار دادیم و سپس با اختیار کردن جریان سیم پیچ به اندازه 3 و 4 آمپر در هر مرحله جریان عبوری از رسانا را از 0 تا 5 آمپر در بازه های 5/0 آمپری تغییر داده و ولتاژ هال را یادداشت کردیم .

محاسبات آزمایش :

توجه :  را بطه محاسبه ولتاژ هال بصورت زیر می باشد :

*

که در آن   ثابت هال نام دارد که آن را با RH نشان می دهند . I جریان عبوری از رسانا ، B میدان مغناطیسی و t ضخامت رسانا است و برابر با 2/0 میلی متر می باشد . پس برای محاسبه ثابت هال از رابطه زیر استفاده می کنیم :

جدول میدان مغناطیسی :

 

IB(A)

B(T)

0

0

0.5

0.118

1

0.2

1.5

0.295

2

0.374

2.5

0.455

3

0.52

3.5

0.585

4

0.63

4.5

0.665

5

0.695

 

آزمایش اول – رسانای تنگستن :

الف – از روی جدول مربوط به میدان مغناطیسی داریم :

 

 

 

 

UH(10 ^ -4 volt)(w)

RH(vm/TA)

0

5

0

-----------------

0.5

5

0.07

0.000253968

1

5

0.13

0.000263492

1.5

5

0.18

0.000253968

2

5

0.22

0.000265079

2.5

5

0.29

0.000260317

3

5

0.33

0.000255026

3.5

5

0.4

0.000256689

4

5

0.43

0.000256349

4.5

5

0.46

0.000255379

5

5

0.51

0.000252063

 

نمودار ولتاژ هال برحسب جریان عبوری از رسانا :

 

 

 

ب –

 

 

 

 

 

UH(10 ^ -5 volt)(w)

RH(vm/AT)*10-3

0

5

0

---------------------------

0.5

5

0.07

0.023728814

1

5

0.13

0.026

1.5

5

0.18

0.02440678

2

5

0.22

0.023529412

2.5

5

0.29

0.025494505

3

5

0.33

0.025384615

3.5

5

0.4

0.027350427

4

5

0.43

0.027301587

4.5

5

0.46

0.027669173

5

5

0.51

0.029352518

 

 

 

 

 

 

نمودار های ولتاژ هال برحسب جریان عبوری از سیم پیچ و میدان مغناطیسی ناشی از آن:

 

 

آزمایش دوم – رسانای مس :

 

الف - از روی جدول مربوط به میدان مغناطیسی داریم :

 

 

 

 

 

 

UH(10 ^ -4 volt)(cupper)

RH(vm/AT)*10-3

3

0

0

--------------------

3

0.5

0.11

0.084615

3

1

0.25

0.096154

3

1.5

0.38

0.097436

3

2

0.49

0.094231

3

2.5

0.62

0.095385

3

3

0.74

0.094872

3

3.5

0.88

0.096703

3

4

1.01

0.097115

3

4.5

1.12

0.095726

3

5

1.25

0.096154

 

نمودار ولتاژ هال برحسب جریان عبوری از رسانا :

 

 

 

 

ب – از روی جدول مربوط به میدان مغناطیسی داریم :

 

 

 

 

 

 

 

UH(10 ^ -4 volt)(cupper)

RH(vm/AT)*10-3

4

0

0

----------------------

4

0.5

0.12

0.07619

4

1

0.27

0.085714

4

1.5

0.4

0.084656

4

2

0.51

0.080952

4

2.5

0.63

0.08

4

3

0.76

0.080423

4

3.5

0.89

0.080726

4

4

1.02

0.080952

4

4.5

1.15

0.081129

4

5

1.28

0.08127

 

نمودار ولتاژ هال برحسب جریان عبوری از رسانا :

 

 

دلیل افزایش UH برحسب IQ :

با توجه به رابطه های  و  ، می توان نتیجه گرفت :

پس UH و IQ با هم نسبت مستقیم دارند و در نتیجه با افزایش IQ ، UH هم افزایش می -یابد .

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:29
0 نظر

آزمایش تعیین ظرفیت خازن کروی منزوی و تعیین ظرفیت خازن کروی در مقابل یک صفحه رسانا

 

آزمایش تعیین  ظرفیت خازن کروی منزوی و تعیین ظرفیت خازن کروی در مقابل یک صفحه رسانا :

تئوری آزمایش :

هر رسانا مقداری بار الکتریکی در روی خود دارد که مقدار این بار متناسب است با اختلاف پتانسیل بین این رسانا در حالت عایق‌ بندی شده در فضای آزاد و یک نقطه مرجع در بی نهایت. یعنی رابطه زیر برقرار است :

q = C.V

ثابت تناسب C ، ظرفیت جسم باردرا نامیده می‌شود. مثلا ظرفیت یک کره رسانا به شعاع R در فضای آزاد عبارت است از :

                C = کولن

که  ضریب گذردهی الکتریکی خلا است. پس می‌توان گفت که ظرفیت یک کره با شعاع آن رابطه خطی دارد. حال وقتی یک کره را در نزدیکی صفحه فلزی متصل به زمین قرار دهیم از آنجایی که بارهای مخالف بار کره در روی صفحه رسانا وجود دارند، باعث می‌شود که بار همنام کره روی آن القا شود و این امر باعث کاهش اختلاف پتانسیل الکتریکی می‌شود که این امر متناسب با فاصله کره با صفحه است. به طوری که هر چقدر فاصله کره از صفحه کمتر شود، این اثر بیشتر می‌شود. یعنی :

شرح آزمایش :

آزمایش اول : وسایل مورد نیاز برای انجام این آزمایش عبارتند از : کره‌های رسانا با پایه‌‌های عایق در شعاع‌های 5/2 و 3 و 5/3 سانتی متر، منبع تغذیه ولتاژ قوی ( بر حسب KV ) با کابل فشار قوی مربوطه، الکتروآمپلی فایر، فنجان فارادی همراه با فیش اتصال، خازن به ظرفیت nF 10، میله رسانا، پایه، ولت متر و سیم‌های رابط.

برای انجام این آزمایش ابتدا فنجان فارادی را با تماس دادن میله رسانای اتصال به زمین با آن از بار الکتریکی خالی کردیم تا عقربه ولت متر روی صفر بایستد. سپس ولتاژ منبع تغذیه را روی KV 1 تنظیم کردیم. با گرفتن قسمت عایق کره‌ها، آن‌‌ها را با کابل فشار قوی تماس داده و باردار کردیم. سپس آن‌ها را یکی یکی با قسمت درون فنجان فارادی تماس دادیم تا تمام بار آن‌ها خالی شود. ( چون بار الکتریکی روی سطح خارجی رسانا توزیع می‌شود ) سپس عدد ظاهر شده روی ولت متر را که از اختلاف پتانسیل بین پایه‌های خازن nF 10 ناشی می‌شود، اندازه گرفتیم و ضربدر ظرفیت خازن کردیم تا مقدار بار آن ( که همان باری است که کره‌ها به مدار داده‌اند ) را به دست آوریم. این اعداد را برای کره‌های با شعاع 5/2 و 3 و 5/3 اندازه گرفته و یادداشت کردیم. سپس ولتاژ منبع را KV 1 اضافه کرده و باز این کار را تکرار کردیم و این عمل را تا ولتاژ KV 5  تکرار کردیم. سپس نمودار‌های مربوط به هر کره را رسم کرده و با به دست آوردن شیب این نمودار‌‌ها، ظرفیت هر کره را محاسبه کرده و نمودار مربوط به آن را رسم کردیم. سپس با استفاده از این نمودار مقدار ضریب گذردهی الکتریکی خلا ( ) را محاسبه کردیم.

آزمایش دوم : در این آزمایش، ابتدا یک صفحه فلزی رسانای cm50×50 را به زمین وصل کرده و سپس کره با شعاع cm5/3 را روی پایه رسانا وصل کردیم. آن را از بار خالی کرده و فنجان فارادی و مدار آن را هم از بار خالی می‌کنیم. ابتدا ولتاژ منبع تغذیه را روی KV 1 تنظیم کردیم و کره را در فاصله 5 سانتی متری ( از سطح کره ) با صفحه رسانا قرار دادیم. سپس کره را در این فاصله ( با ثابت نگه داشتن فاصله ) باردار کردیم و با تماس دادن آن با قسمت داخلی فنجان فارادی، بار آن را اندازه گیری کردیم. سپس KV 1 به ولتاژ منبع تغذیه افزوده و دوباره کار قبلی را انجام دادیم. و این کار را تا KV 5 تکرار کردیم. سپس نمودار این تغییرات را بر حسب تغییر ولتاژ رسم کردیم. بعد از آن، این بار کره را در فاصله cm 2 از صفحه قرار داده آن را باردار کردیم و بار آن را با فنجان فارادی اندازه گرفتیم. سپس فاصله کره از صفحه را cm 2 زیاد کرده و دوباره ظرفیت آن را اندازه گرفتیم. ( با ثابت نگه داشتن ولتاژ منبع تغذیه روی KV 5 ) و این کار را تا فاصله cm 20 تکرار کردیم و نتایج را یادداشت کردیم. سپس در هر حالت ظرفیت خازن را اندازه گیری کرده و نمودار تغییرات آن را برحسب فاصله رسم کردیم. این نمودار نشان می‌دهد که مقدار ظرفیت با فاصله نسبت عکس داشته و با افزایش فاصله کاهش می‌یابد.

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:28
0 نظر

آزمایش تعیین درصد رطوبت

آزمایش تعیین درصد رطوبت

الف ـ مقدمه

آزمایش تعیین درصد رطوبت احتمالاً رایجترین و ساده‌ترین نوع آزمایش آزمایشگاهی مکانیک خاک است که می‌تواند بر روی خاکهای دست خورده یا دست نخورده انجام شود.

ب ـ مراحل آزمایش

۱- به کمک یک ترازو، جرم یک ظرف خشک و تمیز (MC)را اندازه بگیرید. ظرف محتوی نمونه، غالباً فلزی است. شماره ظرف و جرم آن باید روی فرم اطلاعات ثبت شوند.

۲- خاک مرطوب را داخل ظرف قرار دهید. جدول ۱ حداقل وزن لازم جهت انجام آزمایش تعیین درصد رطوبت را برحسب بعد بزرگترین دانه تشریح می‌نماید.

بعد بزرگترین دانه (mm)

شماره الک مربوطه

حداقل جرم نمونه خاک مرطوب (gr) برای دقت محاسباتی

۱/۰ درصد

۱ درصد

۲£

۱/۴

۵/۹

۱۹

۱۰

۴

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Moisture_files/image001.gif<!--[endif]--> اینچ

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Moisture_files/image002.gif<!--[endif]--> اینچ

۲۰

۱۰۰

۵۰۰

۲۵۰۰

-

۲۰

۵۰

۲۵۰

جدول ۱: حداقل جرم لازم نمونه خاک برای آزمایش تعیین درصد رطوبت.

۳- به کمک یک ترازو، جرم ظرف و خاک مرطوب (Mwc) را اندازه گیری نمایید. سپس ظرف و خاک مرطوب را به مدت ۱۲ تا ۱۶ ساعت در آون ‌قرار دهید و با درجه حرارت ۵±۱۱۰ درجه سانتیگراد آنرا خشک کنید. درجه حرارت ۱۱۰ درجه سانتیگراد از آنجایی انتخاب شده است که کمی از نقطه جوش آب بالاتر است.

۴- ظرف و خاک را از آون خارج کنید و توسط یک ترازو، جرم ظرف و خاک خشک (Mdc) را اندازه بگیرید. اکثر ترازوهای جدید نسبت به تغییرات حرارتی غیر حساس هستند، لذا ظرف و خاک خشک را می‌توان مستقیماً روی ترازو قرار داد. چنانچه ترازوی مورد استفاده، به درجه حرارت حساس باشد قبل از قراردادن نمونه خاک در ترازو میتوان از یک دسیکاتور جهت رساندن دمای خاک خشک به دمای اتاق استفاده نمود.

ج ـ محاسبات

درصد رطوبت (w ) خاک به عنوان جرم آب موجود در خاک (Mw) تقسیم بر جرم خشک (Ms) تعریف شده و بر حسب "درصد" بیان می‌شود:

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Moisture_files/image003.gif<!--[endif]--> <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Moisture_files/image004.gif<!--[endif]--> <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Moisture_files/image005.gif<!--[endif]-->

که در آن

Mw= جرم آب موجود در خاک

Ms= جرم خاک خشک

Mc= جرم ظرف خالی

Mwc= جرم ظرف بعلاوه خاک مرطوب

Mdc= جرم ظرف بعلاوه خاک خشک

مقدار درصد رطوبت خاک غالباً‌ بر حسب نزدیکترین ۱/۰ یا ۱ درصد بیان می‏شود. درصد رطوبت خاک می‌تواند بین ۰ تا ۱۲۰۰ درصد متغیر باشد. درصد رطوبت صفر بیانگر یک خاک خشک است. نمونه‌ای از یک خاک خشک، شن یا ماسه تمیز در شرایط آب و هوایی بسیار گرم است. خاکهای آلی بیشترین درصد رطوبت را دارند.

د ـ اشتباهات معمول

بر اساس Rollings and Rollings (۱۹۹۶) اشتباهات معمول آزمایشگاهی در مورد آزمایش درصد رطوبت بشرح زیر است:

۱- استفاده از ترازوی کالیبره نشده یا بد کالیبره شده.

۲- از دست رفتن خاک بین توزین اولیه و ثانویه.

۳- از دست رفتن رطوبت نمونه قبل از توزین اولیه.

۴- اضافه شدن رطوبت به نمونه پس از خشک کردن و قبل از توزین ثانویه.

۵- دمای نامناسب آون، نمونه خیلی کوچک یا وزن غلط ظرف.

۶- خارج نمودن نمونه از آون قبل از دستیابی به وزن خشک ثابت.

۷- توزین نمونه هنگامیکه هنوز داغ است (برای ترازوهای حساس به دما).

اشتباه معمول دیگر لبریز کردن آون با نمونه‌های خاک است. در چنین شرایطی جریان هوا محدود شده و احتمال اینکه نمونه‌ها بطور کامل خشک نشوند وجود دارد.

ه ـ جامدات محلول

بسیاری از خاکها حاوی جامدات محلول می‌باشند. برای مثال در مورد خاکهای واقع در کف اقیانوس، آب بین ذرات جامد خاک احتمالاً‌ دارای همان غلظت نمک آب دریا خواهد بود. مثال دیگر وجود کاتیونهای متمایل به سطوح ذرات رسی می‌باشد. بهنگام خشک کردن خاک، این کانیها و یونهای محلول، جزئی از جرم جامدات (MS) می‌شوند. درمورد اغلب خاکها این اثر، حداقل تغییرات را در درصد رطوبت ایجاد می‏کند.

و ـ اثرات دما

چنانکه قبلاً ذکرگردید، دمای استاندارد جهت خشک نمودن خاک ۱۱۰ درجه سانتیگراد می‌باشد. شکل شماره ۱، درصد رطوبت خاکها را در دماهای مختلف نشان می‌دهد. داده‌های آزمایش حاصل از پنج آزمایش مختلف در شکل ۳-۳ نمایش داده شده و ذیلاً هر یک بطور جداگانه مورد بررسی قرار می‌گیرند.

۱- ماسه اوتاوا : درصد رطوبت این خاک حدوداً ۲۴ درصد است.

۲- رس آبی بوستون : درصد رطوبت این خاک حدوداً ۳۳ درصد است.

۳- رس لدا : درصد رطوبت این خاک بهنگام خشک نمودن در درجه حرارت درجه ۱۱۰ سانتیگراد، ۴۵ درصد می‌باشد و تحت حرارت ۲۰۰ درجه سانتیگراد تا ۴۶ درصد افزایش می‌یابد. حساسیت این خاک تحت دمای آزمایش متجاوز از۱۱۰ درجه سانتیگراد، به مقدار اندکی افزایش می‌یابد.

۴- رس مکزیکوسیتی : درصد رطوبت این خاک به دمای آزمایش خیلی حساس می‌باشد. برای مثال، در دمای۱۱۰ درجه سانتیگراد، درصد رطوبت ۳۴۵ درصد می‌باشد. در حالیکه تحت دمای۱۹۰ درجه سانتیگراد، درصد رطوبت ۳۸۰ درصد می‌باشد. (۱۹۴۴) Rutledge خاطر نشان می‌سازد که رس مکزیکوسیتی دارای ساختار متخلخلی از کانیهای رسی، میکروفسیل‌ها و دیاتوم‌ها می‌باشد. دیاتومها اساساً پوسته‌های توخالی سیلیسی هستند که حاوی آب می‌باشند. بنابراین در دماهای بالاتر آب بیشتری از درون دیاتوم‌ها و میکروفسیل‌ها خارج می‌شود که منجر به درصد رطوبت بالاتری می‌شود.

خاک دیاتومه‌ای: درصد رطوبت این خاک نسبت به دمای آزمایش بسیار حساس می‌باشد. برای مثال، تحت دمای۱۱۰ درجه سانتیگراد، درصد رطوبت ۶۲۰ درصد است درحالیکه در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد، درصد رطوبت ۸۰۰ درصد می‌باشد. خاکهای دیاتومه‌ای معمولاً‌ از پودر سیلیسی ریز و سفید که عمدتاً از دیاتوم‌ها و بقایای آنها بوجود آمده تشکیل گردیده‌اند. چنانکه قبلاً ذکر گردید در دماهای بالاتر، آب بیشتری از درون دیاتوم‌ها خارج می‌شود که منجر به درصد رطوبت بالاتر می‌شود.

منبع : http://www.afkhami.com/Loader.aspx?lang=fa&P=p_Moisture

 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:28
0 نظر

آزمایش تعیین ضریب ویسکوزیته

آزمایش تعیین ضریب ویسکوزیته

مختصری از تئوری آزمایش:

لوازم آزمایش:لوله شیشه ای محتوی گیلیسیرین سوارشده بر سه پایه . زمان سنج ساچمه های فولادی خط کش و ریز سنج

تعریف ویسکوزیته : اگر سیالی در امتدادی در حرکت باشد لایه های مختلف سیال باسرعت های متفاوت حرکت می نمایند این حرکت ناپایدار است. وسریعا سرعت ها متعادل می گردند به عبارت دیگر قشرهایی که کندتر حرکت می کنند تندتر ولایه هایی که تندتر در حرکت هستند کندتر می شوند این پدیده را اصطکاک داخلی یا ویسکوزیته گویند.

            اگردرامتداد محور yعمود برمسیر حرکت سیال دو نقطه نزدیک به هم به فاصله dy در نظر میگیریم. سرعت جریان سیال از یکی از این دو نقطه تا نقطه ی دیگر به اندازه dv تغییر میکند. اگر در لحظه ای عوامل ایجاد حرکت سیال را حذف نماییم سرعت لایه های مختلف شروع به تعادل میکند. برای این حالت باید نیروی اصطکاک داخلی بین قشرهای داخلی سیال وجود داشته باشد. مقدار این نیرو برای واحد سطح لایه متناسب است با گرادیان سرعت یعنی:

تصویر این رابطه بر روی محور x به صورت زیر است:

ضریب  را ضریب ویسکوزیته می نامند.

RBmgZYXقانون استوکس: یکی از طرق اندازه گیری ضریب ویسکوزیته هرگاه کره کوچکی به شعاع r داخل مایع سقوط کند نیروی اصطکاک r که سبب کندی حرکت آن میشود معادل است با:

طبق شکل این رابطه برقرار است وقتی گلوله به سعت حدمی رسد:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اگر حجم گلوله V جرم مخصوص گلوله و مایع d و  d’باشد میتوان رابطه را به صورت زیر نوشت:

            اگرگلوله مسافتlبا سرعتدر زمان t طی کرده باشد:

اگر آزمایش را با گلوله های مختلف انجام دهیم ومنحنی r^2را نسبت به 1/tخط مستقیم به دست می ایدکه ضریب زاویه ای خط عبارت است از:

با داشتن می توان را بدست آورد.

شرح آزمایش:

          ابتدا قطر گلوله ها را اندازه گیری می کنیم. برای این آزمایش داده های زیر بدست آمد.

تذکر می دهیم که در ابتدا انحراف از مبدا ریز سنج -0.03mm می باشد. که داده های جدول زیر با اعمال این انحراف می باشد.

D(mm)

6.32

6.34

5.51

6.28

2.96

4.71

4.69

حال تک تک ، گلوله ها را از بالای لوله به داخل مایع می اندازیم و زمان بین دو نقطه معین را اندازه گیری می کنیم. این فاصله در این آزمایش  می باشد. زمانهای لازم برای هر کدام از این گلوله ها به شرح زیر می باشد.

 

D(mm)

t(s)

6.29

3

6.31

2.9

5.48

3.35

6.25

3.1

2.93

10.3

4.68

4.5

4.66

4.6

برای بدست آوردن معادله خط جدولی در دستگاه C.G.S تهیه می کنیم. با استفاده از این جدول معادله تغییرات  بر حسب  به کمک روش حداقل مربعات مانده ها و در حالتی که خط از مبدا می گذرد، محاسبه می نماییم. معادله خط بدست آمده رسم می کنیم. و همینطور با توجه به روابط بالا  را محاسبه می کنیم.

l(cm)

r(cm)

t(s)

r^2(cm^2)

1/t(1/s)

50.1

0.0316

3

0.000999

0.333333

50.1

0.0317

2.9

0.001005

0.344828

50.1

0.02755

3.35

0.000759

0.298507

50.1

0.0314

3.1

0.000986

0.322581

50.1

0.0148

10.3

0.000219

0.097087

50.1

0.02355

4.5

0.000555

0.222222

50.1

0.02345

4.6

0.00055

0.217391

تغییر متغییر های زیر را انجام می دهیم:

که با توجه به تغییر متغییرهای بالا داریم:

x

y

xx

xy

0.333333

0.000999

0.111111

0.000333

0.344828

0.001005

0.118906

0.000347

0.298507

0.000759

0.089107

0.000227

0.322581

0.000986

0.104058

0.000318

0.097087

0.000219

0.009426

2.13E-05

0.222222

0.000555

0.049383

0.000123

0.217391

0.00055

0.047259

0.00012

sum

 

sum

sum

1.83595

 

 

0.52925

0.001488

پس:

پس داریم:

خواسته:

          خطای  را محاسبه می کنیم.

می توان برای بدست آوردن خطای  از رابطه زیر استفاده کرد:

خطای  را می نامیم.

d

dd

-6.13848E-05

3.76809E-09

-3.53984E-05

1.25304E-09

8.02589E-05

6.44149E-09

-7.90162E-05

6.24356E-09

5.39237E-05

2.90776E-09

7.0181E-05

4.92537E-09

6.12987E-05

3.75754E-09

 

sum

 

2.92969E-08

 

برای بدست آوردن  داریم:

که در آن :

پس:

حال اگر خطای  را  بنامیم داریم:

پس:

خواسته:

سوال 1 : علت رها کردن گلوله از نزدیکی سطح مایع چیست ؟

به این دلیل که سرعت اولیه نداشته باشد و ما مطمئن باشیم از نقطه اتخابی ما به سرعت حد رسیده باشد.

سوال 2 :آیا انتخاب محل نقطه A  در لوله شیشه ای اختیاری است؟ چرا؟

نقطه باید از یک مقداری بگذرد تا به سرعت حد خود رسیده باشد.

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:27
0 نظر

آزمایش جارتست

آزمایش جارتست

مقدمه :

انعقاد یک روش شیمیایی تصفیه است که مواد شیمیایی مختلف مانند (سولفات آلومینیم ،سولفات فرو ، ... ) را به مقادیر لازم و کافی به آب اضافه می کنند تا ذرات کوچک وسبک وغیر قابل ته نشین، به ذرات بزرگتر و سنگین تر و قابل ته نشین تبدیل می شود.

عوامل مختلفی مانند شرایط مخلوط کردن ، PH (دی اکسید کربن تولیدی می تواند مزاحم عمل انعقاد سازی شود. زیرا به جای ته نشینی مواد باعث شناوری آنها می شود،از طرفی اگرph در محدوده مناسب نباشد در آن صورت لخته های ایجاد شده ریز ،سبک وشکننده خواهند بود.)، قلیائیت ،کدورت و درجه حرارت در کارایی یک منعقد کننده تاثیر گذار است.

اما بسیاری از عوامل ناشناخته وجود دارند که در فرایند انعقاد ولخته سازی ذرات موثر هستند،از این رو نوع و مقدار ماده منعقد کننده برای هر آب خام بوسیله آزمایش جار تعیین می گردد.

به عبارت دیگر هرچند پیشرفت هایی در شناخت مکانیزم فرآیند انعقاد حاصل شده اما هنوز به عنوان یک دانش دقیق و جامع از آن نام برده نمی شود.

از این رو انتخاب و بدست آوردن مقادیر بهینه از منعقد کننده ها جای آنکه از طریق کمی و فرمول محاسبه شود،به روش تجربی و با آزمایش جار تعیین می گردد.آزمایش جار بر روی هر آبی که قرار است عملیات انعقاد بر روی آن انجام شود باید صورت گیرد و با هر تغییر قابل ملاحظه ای در کیفیت آب مورد نظر تکرار شود.

برای ارزیابی انعقاد سازی در محلول هایی که غلظت مواد جامد معلق آنها کمتر از 5 گرم درلیتر باشد،از آزمایش جار استفاده می شود این آزمایش با استفاده از تعدادی ظروف شیشه ای که حداقل دارای 1 لیتر گنجایش و از لحاظ اندازه و شکل یکسان هستند انجام می شود.

معمولا از 6 ظرف شیشه ای و یک دستگاه بهمزن که به طور همزمان محتویات همه ظرف ها را بهم می زند استفاده می شود هر یک از6 ظرف به مقدار یک لیتر از آبی که کدورت ،ph و قلیائیت آن از قبل تعیین شده است پر می شود.از یک ظرف شیشه ای بعنوان کنترل کننده استفاده می شود در حالی که در 5 ظرف باقی مانده در مقادیر مختلف ph مقدار متفاوتی از منعقد کننده یا منعقد کننده ها را اضافه می کنند تا آنجا که حداقل مقادیر کدورت باقی مانده بدست آید.

پس از افزودن مواد شیمیایی آب بمدت 1 دقیقه سریعاً بهم زده می شود(100دور در دقیقه)

سپس جهت تشکیل لخته ها مدت 15 الی 20 دقیقه عمل بهم زدن به آرامی (دور کند20دور در دقیقه) ادامه می یابد.

پس از این مرحله بمدت 30 دقیقه آب به حال آرام رها می شود تا عمل زلال سازی اتفاق افتد.

سرعت ته نشین شدن ،زلال بودن محلول نهایی و نیز حجم لجن تولید شده در هر یک از بشر ها می تواند به آزمایشگر کمک کند تا از مواد منعقد کننده مناسب تر برای آب مورد نظر استفاده شود.

همچنین در ازمایش جار برای سهولت انتخاب میزان ماده منعقد کننده فلوک های تشکیل شده در بشرها را از نظر نوع،اندازه و سرعت ته نشینی نمره گذاری می نمایند.

نمره

فلوک ایجاد شده

R

6

فلوک غیرقابل رویت

1

8

فلوک های بسیار ریز

2

10

فلوک قابل رویت

3

 

 

R

فلوک ایجاد شده

نمره

1

فلوک غیرقابل رویت

0

2

فلوک های بسیار ریز

2

3

فلوک قابل رویت

4

 

اهداف : 1- تعیین مقدار مناسب ماده منعقد کننده اصلی 2- تعیین مقدار مناسب ماده منعقد کننده کمکی  3- تعیین PH مناسب برای انعقاد

 

محاسن :

1-باعث حذف کدورت می شود ؛ که حذف کدورت از سه نظر اهمیت دارد.الف)زیبایی ب)قابلیت صاف شدن ج)ضدعفونی کردن

2-حذف فلوئور : با استفاده از آلومینیوم می توان مقدار فلوراید را از   mg/l  8-5 به کمتر از  1mg/Lکاهش داد.

3-باعث حذف ترکیبات اضافی فاضلاب؛(حذف COD ).

4-حذف رنگ

معایب :

1-باعث تولید لجن حجیم می شود که به راحتی آب خود را از دست نمی دهند.

2-استفاده از بعضی  منعقد کننده ها مثل آلوم ، PH آب را پایین  آورده و باعث سرعت بخشیدن به خوردگی لوله ها می شود.

3-بعضی از منعقد کننده ها می توانند اثر سوئی بر بدن انسان داشته باشد.

 

 

کلیات روش انتخابی:

این آزمایش توسط دستگاهی به نام دستگاه جار انجام می شود که بوسیله آن می توانیم نوع و مقدار ماده منعقد کننده را تعیین کنیم و نتایج آن را بر حسب gr/m3 گزارش می کنیم.

 

 وسایل مورد نیاز :

دستگاه ویژه جارتست

بشر به ظرفیت یک لیتر

استوانه مدرج یک لیتری

پیپت مدرج در حجم های متفاوت

مواد و محلول های مورد نیاز:

سولفات آلومینیوم  Al2(so4)2  (منعقد کننده اصلی ):یک گرم از سولفات آلومینیوم را در 100سی سی آب حل می کنیم

کمک منعقدکننده:پلی الکترولیت کاتیونی:1/0 گرم از آن را در 100سی سی حل می کنیم

NaOH یک نرمال،H2SO4

روش تئوری آزمایش:

ابتدا از  تمیز بودن کلیه ظروف جار مطمئن شوید.نمونه را کاملا مخلوط نموده و بااستفاده از استوانه مدرج یک لیتر از نمونه مخلوط شده را به بشر یک لیتری منتقل نمایید.بشر را بگونه ای زیر یکی از پاروها قرار دهید که پارو به دیواره های بشر برخورد نکند.

دور دستگاه را روی اختلاط تند ( 120-80 دور در دقیقه ) تنظیم نمایید.چون آزمایش باید قابل تکرار باشد یک دور را روی تمام مراحل کار پیاده کنید.یک پیپت مدرج 5 میلی لیتری را از منعقد کننده اصلی پر کنید و تدریجا به نمونه ی در حال اختلاط بیفزایید ؛ به محض مشاهده اولین لخته ها تزریق منعقدکننده را قطع نموده و حجم مصرفی را یادداشت نمایید.

اکنون هر شش ظرف دستگاه جار را از یک لیتر نمونه مخلوط شده پر کنید.دور دستگاه را روی دور مرحله قبل تنظیم نمایید.مقدار تزریقی منعقد کننده را در هر ظرف به گونه ای تنظیم کنید که عدد حاصله از مرحله قبل در یکی از دو ظرف میانی قرار گیرد.ماده منعقد کننده را به طور همزمان به هر شش ظرف افزوده و زمان را نگهدارید.( 60 ثانیه) اکنون دور دستگاه را روی اختلاط کند ( 20 دور در دقیقه ) تنظیم نمایید و اختلاط کند را به مدت 20 دقیقه ادامه دهید.دستگاه را خاموش نموده و زمان نیم ساعت نمونه ها را ته نشین نمایید. اکنون نتایج را با استفاده از روش چشمی یا با استفاده از دستگاه کدورت سنج با هم مقایسه و بهترین نتیجه را یادداشت نمایید.

مراحل قبل را در مورد کمک منعقد کننده نیز تکرار و بهترین نتیجه را یادداشت کنید.

Eروش عملی:Description: C:\Users\sarver2\Desktop\38612_1276953580.jpg

اولین هدف جارتست:

مقدار یک لیتر از آب نمونه پس از مخلوط کردن با یک بشر یک لیتری به استوانه مدرج منتقل می کنیم سپس آن را به ظرف مخصوص جارتست می ریزیم و ظرف را در جای خود قرار می دهیم (باید دقت کنیم که تیغه هنگام چرخش به کناره ظرف برخورد نکند.

 

سپس دستگاه را روشن کرده و روی دور تند(100دور در دقیقه)تنظیم می کنیم با یک پیپت   cc 10از سولفات آلوم را برداشته و آرام آرام آن را به نمونه اضافه می کنیم تا زمانیکه فلوک های کوچک در حال تشکیل در بشر مشاهده شود،در این لحظه اضافه کردن ماده منعقد کننده را قطع و میزان ماده منعقده کننده مصرفی را یادداشت می کنیم.که این مقدار ماده منعقد کننده نمایانگرماده مبنای ما خواهد بود.

مقدار ماده مبنارا در یکی از ظرفهای شماره3 یا 4 دستگاه جارتست قرار می دهیم (ظرف شماره 4 مقدار مبنا قرار گرفت).

هر 6 ظرف دستگاه جارتست را کاملاً شسته و مقدار یک لیتر از نمونه را با بشر به استوانه مدرج منتقل کرده و سپس به ظرف ها جارتست می ریزیم سپس دستگاه را روشن کردیم و روی دور تند (100دور در دقیقه) تنظیم می کنیم .

در ظرف های شماره 1 تا 3 به ترتیب2،3، 4  سی سی و در ظرفهای شماره5 و 6 به ترتیب 6 و 7 سی سی از ماده منعقد کننده اصلی همزمان اضافه می کنیم.بعد از گذشت یک دقیقه و اختلاط کامل دستگاه جار را روی دور کند (20 دور در دقیقه )قرار می دهیم که طول این زمان بین 20-15 دقیقه است بعد از گذشت 20 دقیقه دستگاه را خاموش کرده و مدت 30 دقیقه اجازه می دهیم تا فلوک های تشکیل شده ته نشین شود،سپس بهترین ظرف را که شفاف و روشن و با کدورت کم بوده و میزان لجن کمتری تشکیل شده را انتخاب می کنیم و ماده منعقد کننده مصرفی در آن را محاسبه می کنیم.

در آزمایش انجام شده ظرف شماره 3 کمترین کدورت و کمترین لجن تشکیل شده را داشت،که میزان آلوم مصرفی در ظرف شماره 3 به میزان 4 سی سی بود.

دومین هدف جارتست: تعیین مقدار مناسب ماده منعقده کننده کمکی

در مرحله قبل مقدار مناسب ماده منعقد کننده اصلی را محاسبه کردیم که این مقدار برای یک لیتر برابر 4سی سی یا 04/0 گرم سولفات آلوم بود در این مرحله باید مقدار 4سی سی ماده منعقد کننده اصلی را به هر یک از ظروف جار اضافه می کنیم.

(برای صرفه جویی و به دلیل اینکه تهیه مقدار 24سی سی ماده منعقد کننده اصلی سخت است          * cc 24=(ccآلوم)4×(ظرف) 6 *بنابراین میزان 50 سی سی از آن را تهیه می کنیم)

 

برای تهیه 100سی سی محلول کمک منعقدکننده مقدار 1/0 گرم از کمک منعقد کننده پلی الکترولیتی را به 100سی سی آب مقطر اضافه کرده و حل می کنیم.

هر 6 ظرف دستگاه جارتست را کاملاً شسته و مقدار یک لیتر از نمونه را با بشر به استوانه مدرج منتقل کرده و سپس به ظرف های جارتست می ریزیم و ظرف ها را شماره گذاری می کنیم.سپس دستگاه را روشن می کنیم و روی دور تند (100دور در دقیقه) تنظیم می کنیم .

سپس 6 پیپت را که قبلاً با آب مقطر شستشو داده ایم را به مقدار 4سی سی محلول منعقده کننده اصلی پر می کنیم و به طور همزمان آنرا به ظروف دستگاه جار اضافه نموده و بلافاصله بعد از آن به ظرف های شماره 1 تا 6 به ترتیب 5/0، 1، 5/1 ، 2 ، 5/2 ، 3 سی سی ماده منعقد کننده کمکی(پلی الکترولیت) اضافه می کنیم و به مدت 1 دقیقه زمان تا اختلاط کامل صورت گیرد و بعد از آن به مدت 20 دقیقه دور کند(20 دور دقیقه)و در انتها دستگاه را خاموش کرده و برای ته نشینی 30 دقیقه صبر می کنیم.

بهترین مقدار در آزمایش انجام شده برای کمک منعقد کننده ظرف شماره 2 بود که بهترین شفافیت را داشت که1 سی سی ماده کمک منعقد کننده پلی الکترولیتی را داشت.

 

 

سومین هدف جارتست:  تعیین بهترین PH

برای این کار 4 ظرف از جارتست را به وسیله استوانه مدرج به میزان 1 لیتر آب نمونه مخلوط شده می ریزیم ،در این جا ph نمونه که مخلوطی از خاک و آب بود برابر 8 بود، و ما بوسیله اسیدسولفوریک ph یکی از نمونه ها را به 5 رساندیم و بوسیله هیدروکسید سدیم (NaOH) 1 نرمال میزان ph در دو ظرف دیگر را به 9 و 10 رساندیم (با کمک دستگاه PH  متر )

دستگاه را روشن کرده و روی دور تند(100دور در دقیقه)قرار می دهیم و میزان 4 سی سی آلوم (که در مرحله اول بدست آمد)را به 4 ظرف جار اضافه کرده و بعد از گذشت 1 دقیقه به مدت 20 دقیقه روی دور کند(20 دور در دقیقه) و بعد دستگاه را خاموش کرده و 30 دقیقه زمان برای ته نشینی.

پس از پایان آزمایش بهترین میزان شفافیت ظرف شماره 3 بود که ph=9 داشت.

محاسبات و نتیجه گیری:

حجم مصرفی ماده منعقدکننده در ظرفی که بهترین نتیجه را داده است یادداشت و با توجه به 1% بودن محلول اولیه مقدار وزنی ماده منعقدکننده را به صورتgr/m3 گزارش می نماییم.

که در این آزمایش نتیجه های ما به شرح ذیل می باشد:

 

 

که برای m31 این مقدار 40 گرم خواهد بود .

 

1×4

gr

cc

gr04/0

 

100

100

1

4

x

 

منبع و مآخذ :

جزوه آزمایش های شیمیایی آب و فاضلاب ،

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:26
0 نظر

آزمایش جمع شدگی بتن

آزمایش جمع شدگی بتن

 ۱- جمع شدگی

      یکی از مهمترین آزمایش‌ها برای بررسی خواص سازگاری ابعادی بتن ترمیمی با بتن پایه، آزمایش جمع شدگی می‌باشد. بطور معمول، مصالح ترمیمی با خاصیت جمع شدگی کمتر، سازگاری ابعادی بهتری با بتن پایه سازه خواهد داشت و احتمال ترک خوردگی در سطح ترمیم کمتر خواهد بود.

شکل (۱) نحوه اندازه‌گیری میزان جمع شدگی نمونه های بتنی، نحوه نگهداری و نمایی از اتاق اندازه گیری جمع شدگی و خزش بتن را نشان می‌دهد. در این شکل اتاق اندازه گیری جمع شدگی و خزش در انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران نشان داده شده است. این اتاق مجهز به سیستم گرمایشی، سرمایشی و رطوبتی خودکار بوده و طوری تنظیم شده است که حرارت اتاق در ۱±۲۵ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۲±۵۰ درصد ثابت بماند. برای بالا بردن حرارت اتاق در مواقع لازم (در دمای کمتر از ۲۴ درجه سانتیگراد دستگاه حرارت زا روشن می شود)، ترموستات حرارتی به صورت خودکار جریان برقی را به دستگاه حرارت زا اعمال کرده و دستگاه شروع به کار می کرد (دستگاه حرارت زا در دمای ۲۶ درجه سانتیگراد خاموش می شود). دستگاه حرارت زا مجهز به فن هایی است که حرارت را در داخل اتاق به چرخش درمی آورد و احتمال تمرکز حرارتی را در یک نقطه کم می کند. در دماهای بیشتر از ۲۶ درجه سانتیگراد فن های اتاق شروع به کار کزده و با تبادل حرارتی با فضای بیرونی اتاق، دمای اتاق را به ۲۴ درجه سانتیگراد رسانده و خاموش می شوند. ترموستات رطوبتی نیز کارکردی مشابه ترموستات حرارتی دارد. در رطوبت های کمتر از ۴۸ درصد دستگاه رطوبت ساز شروع به کارکرده و رطوبت اتاق را تا ۵۲ درصد بالا می برد. در رطوبت های بیشتر از ۵۲ درصد نیز فن های اتاق شروع به کار کرده و رطوبت اتاق را از طریق تهویه هوای اتاق با هوای بیرون اتاق به ۴۸ درصد رسانده و خاموش می شوند. دستگاه رطوبت سازی که برای بالا بردن درصد رطوبت نسبی اتاق استفاده شده است، از نوع رطوبت ساز سرد بوده و تاثیری در میزان حرارت اتاق ایجاد نمی کند. ظرفیت اتاق برای آزمایش جمع شدگی بتن وخزش خمشی تیر های بتنی که در ادامه توضیح داده خواهد شد، به ترتیب ۵۰ و۱۲عدد می باشد. در ساخت این اتاق سعی شده است تا کمترین تبادل حرارتی و رطوبتی با فضای بیرون از اتاق داشته باشد برای این منظور یک لایه پشم شیشه ضخیم به دیواره ها، سقف و در اتاق کشیده شده است.

شکل ۱- نحوه نگهداری، اندازه‌گیری میزان جمع شدگی نمونه های بتنی و نمایی از اتاق اندازه گیری جمع شدگی و خزش بتن (آزمایشگاه انستیتو مصالح ساختمانی دانشکده فنی)

۲-    خزش خمشی

     یکی از پارامترهای موثر در پایداری ابعادی بتن های ترمیمی، رفتار خزشی بتن های ترمیمی در المان های مختلف سازه ای است و می‌تواند در پایایی و یا عدم پایایی ترمیم‌های انجام شده تاثیرگذار باشد.

محیط حرارتی و رطوبتی اتاق برای نمونه‌های خزشی مانند نمونه‌های جمع‌شدگی که در قسمت قبل توضیح داده شد، می‌باشد. دهانه تیر mm 1200 بوده و قابلیت تبدیل به دهانه mm1600 را نیز دارد. برای بارگذاری از وزنه‌های چدنی در فاصلهmm  ۳۵۰ از هر تکیه‌گاه استفاده شده است. وزن این بارها در هر طرف به اندازه kg 35 بوده و بیشترین تنش خمشی را که در وسط دهانه ایجاد می‌کنند در حدود MPa 1 می‌باشد. شکل وزنه‌ها طوری انتخاب شده است که امکان باربرداری استاتیکی را برای نمونه‌ها ایجاد کنند. برای بررسی رفتار خزشی تیرهای بتنی، خیز وسط دهانه به صورت پیوسته با استفاده از سنسورهای LVDT قرائت شده و این قرائت ها توسط دستگاه ثبت داده‌ها در یک رایانه ذخیره می‌شوند. شکل (۲) نمونه های تیرهای خمشی تحت خزش و نحوه بارگذاری را نشان می‌دهد. مقادیر خیز بدست آمده برای نمونه‌های خزشی مجموع خیز ناشی از بارگذاری و خیز وزن خود تیر است.

 

شکل ۲- نمونه های تیرهای خزشی تحت خمش و نحوه بارگذاری نمونه ها

۳-   آزمایش تعیین زمان گیرش بتن 

زمان گیرش اولیه تعیین کننده محدوده زمانی جابجا کردن بتن و نشان دهنده حدود زمانی است که بتن تازه بیشتر از آن نمی تواند به خوبی مخلوط، جای دهی و متراکم گردد و زمان گیرش نهایی تعیین کننده شروع توسعه مقاومت مکانیکی آن است. تعیین زمانهای گیرش اولیه و نهایی در برنامه زمان بندی عملیات ساخت بتن، از ارزش قابل ملاحظه ای برخوردار است. همچنین داده های آزمایشی می تواند در مقایسه مؤثر بودن نسبی مواد افزودنی کنترل کننده گیرش مفید باشد.

این آزمایش مطابق استاندارد  ASTM C 403بر روی ملاتی که از مخلوط بتن الک شده فراهم می شود صورت گرفته است. در این روش برای تعیین گیرش از نفوذ میله استاندارد می شود. به این صورت که نیروی کافی برای نفوذ میله های با قطرهای استاندارد به میزان مشخص در زمان های مختلف اندازه گیری  می شود و بر اساس آن منحنی مقاومت-زمان بتن بدست می آید. و زمان مربوط به مقاومت گیرش اولیه و ثانویه از نمودار بدست می آید.

 

اندازه گیری کارایی مخلوط با استفاده از میز وب (VeBE)

1- مقدمه

بتن غلتکی را بتنی خشک با اسلامپ صفر تعریف می کنند که در کاربری آن برای ساخت سدهای بتنی، همچون سدهای خاکی بصورت لایه لایه پخش  متراکم می گردد. بتن غلتکی RCC روشی جدید در اجرای بتن ریزیهای حجیم بویژه در سدهای انحرافی و مخزنی می باشد که با توجه به توجیه اقتصادی همچنین سرعت اجرای این روش، گرایش جهانی به آن صورت گرفته است. نظر به این رویکرد روز افزون، بررسی خصوصیات اینگونه مصالح امری اجتناب ناپذیر است. با توجه به اهمیت روش اجرای RCC تأثیر عوامل مختلف اجرایی بر خصوصیات مکانیکی این مصالح از جمله موارد قابل توجه است. همچنین با توجه به قابلیت RCC در جذب موتد زائد صنعت و مزایای زیست محیطی، تأثیر موادی چون دوده سیلیس و روباره کوره آهنگدازی ر ویژگیهای مکانیکی RCC قابل دسترسی       می باشد.

همانطور که گفته شد بتن غلتکی را بتنی با اسلامپ صفر تعریف می کنند از این رو آزمایش های متداولی که برای تعیین روانی و کارایی بتن کاربرد دارند را نمی توان برای بتن غلتکی بکار برد. همچنین با توجه به نوع تراکم خاص این نوع بتن می بایست تعیین میزان روانی آن نیز بصورتی اندازه گیری شود که این پارامتر را نیز در نظر بگیرد از این رو از روش اندازه ­گیری کارایی مخلوط با استفاده از میز وب (VeBE) استفاده می گردد.

۲- روش انجام پروژه

۲-۱-قالب

قالب مورد استفاده در این روش استوانه ای به قطر داخلی ۲±۲۴۱ میلیمتر و ارتفاع ۲±۱۹۷ میلیمتر و ضخامت جدار ۲±۶ میلیمتر است.

۲-۲-میز لرزه وب (VeBe)

این میز یک الکتروموتور را در خود جای داده است، ارتعاشی با حرکت سینوسی با فرکانس HZ60 و با دامنه ۰۸/۰±۴۳/۰ میلیمتر را ایجاد می کند. وزن تقریبی دستگاه باید در حدود ۹۵ کیلوگرم باشد.

۲-۳-بازوی نگهدارنده سربار

این بازو جهت هدایت سربار روی نمونه در نظر گرفته شده است. نقش این بازو، قائم نگهداشتن سربار روی نمونه است. این بازو فلزی قابلیت چرخش آزاد دارد.

۲-۴-سربار

سربار یک استوانه فلزی به همراه یک میله فلزی به طول ۴۶۰ میلیمتر و به قطر ۲±۱۶ میلیمتر می باشد. قطر سربار ۲±۱۴۶میلیمتر و وزن آن ۷/۰±۷/۲۲کیلوگرم می باشد که شامل وزن میله نیز می شود.

۲-۵-روش انجام آزمایش

پس از ثابت کردن قالب روی دستگاه مقدار ۷/۰±۴/۱۳کیلوگرم از بتن را یکجا درون قالب ریخته و با میله فلزی پیش تراکم در آن ایجاد می کنیم. سپس سربار را روی آن قرار داده و دستگاه را روشن می کنیم. زمان تشکیل یک حلقه از شیره بتن در قالب معرف کارایی مخلوط می باشد.

 

انجام آزمایش تعیین روانی بتن غلتکی در آزمایشگاه توسط میز وب

آزمایش تعیین پتانسیل واکنش قلیایی-سیلیسی سنگدانه

 

خرابی بتن به‏ دلیل واکنش انبساطی بین اجزای سیلیسی برخی از سنگدانه‏ ها و اکسیدهای سدیم و پتاسیم سیمان در مناطق مختلفی از جهان رخ داده است. انبساط، بسته شدن درزها، جابجایی اعضای سازه‏ای و ماشین‏آلات، ترک‏خوردگی ، ترشح ژل قلیایی- سیلیکاتی از ترکها یا حفره‏ها که پس از مدتی به شکل رسوب ژلی یا سخت برروی سطح بتن به‌وجودمی‏آید و بیرون‏پریدگی، از نشانه‏های معمول واکنش قلیایی- سیلیسی هستند. بایستی توجه داشت. این واکنش بین اجزای سیلیسی فعال سنگدانه‏ ها و قلیایی‏های موجود در سیمان اتفاق می‏افتد. شکل‏های فعال سیلیس عبارتند از: اوپال (بی‏شکل)، کلسدونی (بلورهای الیافی) و تریدیمیت (Tridymite). این مواد واکنش‏زا در چرت‏های اوپالینی یا چرت‏های کلسدونیک، سنگ آهک سیلیسی، ریولیت و توف‏های ریولیتی، داسیت و توف‏های داسیتی، آندزیت و توف‏های آندزیتی و فیلیت‏ها وجود دارند. شیشه مصنوعی (ساخت انسان) مانند شیشه بطری هنگامی که به‌عنوان یک ماده آلاینده در سنگدانه ‏های مرغوب وجود داشته باشد، ممکن است واکنش‏زا باشد. سنگدانه‌های بازیافت شده که محتوی خرده شیشه می‌باشند،نباید در بتن سازه‌ای به‌کار رود.

این واکنش با حمله هیدروکسیدهای قلیایی که از قلیایی‏های موجود در سیمان (Na2O و K2O) مشتق می‏شوند بر کانی‏های سیلیسی موجود در سنگدانه‏ ها آغاز می‏گردد. در نتیجه یک ژل قلیایی سیلیسی در صفحات ضعیف یا در منافذ سنگدانه‏ ها (جایی که سیلیس فعال وجود دارد) یا بر سطح ذرات سنگدانه‏ ها ایجاد می‏شود. در مورد اخیر، یک منطقه سطحی تغییر یافته مشخص به وجود می‏آید که می‏تواند پیوستگی بین سنگدانه‏ها و خمیر هیدراته شده اطراف خود را از بین برد.

اگرچه با مصالح معین می‏توان احتمال وقوع واکنش قلیایی سنگدانه‏ ها را پیش‌بینی نمود، اما معمولاً نمی‏توان میزان خسارت را فقط از معلومات مقادیر مواد واکنش‏زا تخمین زد. برای مثال واکنش‏زایی واقعی سنگدانه‏ ها تحت تأثیر اندازه ذرات و تخلخل آنها قرار می‏گیرد،  زیرا این عوامل بر سطوحی که روی آن واکنش انجام‌پذیر است اثر می‏گذارند. از آنجا که مقدار قلیایی‏ها فقط بستگی به سیمان دارد، بنابراین تمرکز آنها در سطح واکنش‏زای سنگدانه‏ ها توسط وسعت این سطح کنترل خواهد شد. در محدوده معین، هراندازه مقدار قلیایی سیمان بیشتر باشد و همچنین برای ترکیب معینی از سیمان هرچه ذرات سیمان نرم‏تر باشند، انبساط بتن ساخته‌شده با سنگدانه‏ های واکنش‏زا، بیشتر خواهد بود.

یکی از راهکارهای جلوگیری از انبساط بتن در اثر واکنش قلیایی- سیلیسی، بکار نبردن سنگدانه‏های واکنش‌زا است. گاهی این‌کار، یعنی به‌کار نبردن این‌گونه سنگدانه‏ها، از نظر اقتصادی توجیه‏پذیر نمی‏باشد.  برای کاهش پتانسیل واکنش می‏توان مقدار قلیایی‏های سیمان را به حد قابل قبولی محدود کرد، از یک پوزولان فعال یا روباره آسیاب شده استفاده کرد و یا ترکیبی از این دو را به‌کار برد.

۱-۱۱-۱- خلاصه روش آزمایش

در این بررسی از روش آزمایش استاندارد شماره ۸۷۵۳ ایران و ASTM C1260 برای ارزیابی قابلیت واکنش‌زایی مصالح سنگی استفاده شده است.

تهیه و تدارک سنگدانه : همه سنگدانه‏ها به‌نحوی که در این روش آزمایش مطابق با الزامات شرح داده شده در جدول زیر به‌کار می‏رود، دانه بندی می‌شود.

الزامات دانه‏ بندی

اندازه الک

درصد جرمی

رد شده از الک (میلیمتر)

مانده از الک (میلیمتر)

۷۵/۴ (نمره ۴)

۳۶/۲ (نمره ۸)

۱۰

۳۶/۲ (نمره ۸)

۱۸/۱ (نمره ۱۶)

۲۵

۱۸/۱ (نمره ۱۶)

۶۰/۰(نمره ۳۰)

۲۵

۶۰/۰(نمره ۳۰)

۳۰/۰ (نمره۵۰)

۲۵

۳۰/۰(نمره۵۰)

۱۵/۰ (نمره ۱۰۰)

۱۵

برای دانه بندی شن بعد از شکستن آن‌ها به منظور تامین مصالح با اندازه های ذکر شده در جدول بالا آمده است، با توجه به طرح اختلاط ارائه گردیده ۵۰ درصد از شن نخودی و ۵۰ درصد از شن بادامی با هم مخلوط گردیده و آزمایش بر روی مخلوط شن نخودی و بادامی انجام می شود.

بعد از اینکه سنگدانه‏ها در اندازه‏های مختلف الک جدا شدند، برای جدا کردن گرد و غبار و ذرات ریز چسبیده از روی سنگدانه‏های هرقسمت، بر روی محتویات هرالک آب افشانده شده و شسته می‌شوند. هر یک از این بخش‏ها به طور مجزا در محفظه تمیزی که دارای روکش ضد آب است، ذخیره می‌شود.

انتخاب و تهیه سیمان

سیمان شاهد: از سیمان پرتلندی که مطابق الزامات و مشخصات ASTM C150 است، استفاده می‌شود. علاوه بر این، انبساط اتوکلاو در روش آزمایش ASTM C151 بایستی کمتر از ۲/۰ درصد باشد. قبل از استفاده  ازسیمان مورد نظر، به منظور جدا کردن کلوخه‏ها  آن را از الک ۸۵۰ (نمره ۲۰) عبور می‌دهند.

تهیه آزمونه ‏های آزمایش

تعداد آزمونه‏ها : برای هر ترکیب سیمان- سنگدانه، حداقل سه آزمونه تهیه می‌شود.

نسبت اختلاط ملات: مصالح خشک برای ملات آزمایش با استفاده از ۱ بخش سیمان به ۲۵/۲ بخش سنگدانه دانه‏بندی شده بصورت جرمی، پیمانه می‌شود. مقدار مصالح خشک که باید در یک زمان در بچ ملات برای ساخت ۳ آزمونه مخلوط شوند، دارای ۴۴۰ گرم سیمان و ۹۹۰ گرم سنگدانه است که با ترکیب دوباره بخش‏های مانده روی الک‏های متفاوت در دانه‏بندی شرح داده شده در جدول ۱-۱، ساخته می‌شوند. در این اختلاط نسبت آب به سیمان برابر ۴۷/۰ وزنی به‌کار می‌رود.

اختلاط ملات : ملات مطابق الزامات استاندارد ASTM C305، مخلوط می‌شود.

ذخیره سازی اولیه و خواندن

 هر قالب بلافاصله بعد از پر شدن، در محفظه یا اتاق مرطوب قرار داده می‌شود. آزمونه‏ها به مدت h2 24 در قالب باقی ‌مانده و سپس آزمونه‏ها از قالب خارج شده و قرائت مقایسه‏ای اولیه صورت می‌گیرد. آزمونه‏ های ساخته شده با هر نمونه سنگدانه در محفظه نگهداری که حاوی محلول کافی است،  قرار داده می‌شوند. محفظه در اون یا حمام آب با دمای ۲ ۸۰ ( ۶/۳ ۱۷۶) برای دوره ۲۴ ساعته قرار داده شده و درزگیری می‌گردد.

قرائت‏ های صفر

 محفظه‏ها در یک لحظه از اون یا حمام آب خارج شده و محفظه‏ های دیگر تنها بعد از اینکه منشورهای محفظه‏ اول اندازه‏ گیری شده‏اند و به اون یا حمام آب برگردانده شدند، خارج می‌گردد.

منشور‏ها در یک لحظه از آب خارج شده و با توجه مخصوص به ۲ شاخص فلزی، سطح آنها با حوله خشک می‌شود. قرائت صفر هریک از منشور‏ها بلافاصله بعد از خشک شدن انجام می‌شود. فرایند خشک کردن و خواندن، s5 15 بعد از خارج کردن آزمونه از آب انجام می‌پذیرد. بعد از قرائت، آزمونه روی حوله قرار گرفته تا قرائت ‏های سایر منشورها انجام گیرد. همه آزمونه‏ هایی که با یک نمونه سنگدانه ساخته شده‏اند در محفظه با NaOH یک‏ نرمال کافی در دمای ۲ ۸۰ ( ۶/۳ ۱۷۶)، قرار داده می‌شوند. محفظه درزگیری شده و به اون یا حمام آب برگردانده می‌شود.

نگهداری و اندازه‏گیری بعدی

قرائت کمپراتور بعدی آزمونه‏ها در زمان‏های معین با حداقل ۳ قرائت میانه برای ۱۴ روز بعد از قرائت صفر، تقریباً در ساعت مشابه هر روز انجام می‌شود. اگر قرائت‏ها شامل دوره بعد از ۱۴ روز باشد، حداقل یک قرائت در هر هفته انجام می‌شود.

محاسبه مقدار انبساط

تفاوت بین قرائت صفر آزمونه و قرائت هر دوره با دقت ۰۰۱/۰ درصد  طول گیج محاسبه شده و به عنوان انبساط آزمونه برای آن دوره ثبت می‌گردد. متوسط انبساط سه آزمونه ترکیب سیمان- سنگدانه مورد نظر تا نزدیک ۰۰۱/۰ درصد به عنوان انبساط آن ترکیب در دوره مورد نظر گزارش می‌شود.

ارزیابی مصالح سنگی

با توجه به مطالب علمی منتشر شده و نتایج بدست آمده:

۱-    انبساط کمتر از ۱/۰ درصد در ۱۶ روز بعد از قالب‏گیری، در اکثر موارد نشان دهنده رفتار بی‏خطر است. استانداردASTM ذکر می‏کند که بعضی از گنیس‏های گرانیتی و متابازالت‏ها، با آن که این دارای انبساط کمتر از ۱/۰ درصد در ۱۶ روز بعد از قالب‏گیری بوده‌اند،  دارای انبساط زیان آور می‌باشند.در مواجهه با چنین سنگدانه‏هایی، توصیه می‏شود که کارآمدی در این مورد، از قبل مورد تحقیق قرار گیرد.

۲-    انبساط بیشتر از ۲/۰ درصد در ۱۶ روز بعد از قالب‏گیری، نشان دهنده پتانسیل انبساط زیان آور می‏باشد.

۳-    انبساط بین ۱/۰ درصد و ۲/۰ درصد در ۱۶ روز بعد از قالب‏گیری شامل سنگدانه‏ هایی می‏باشد که در زمینه کارایی، هم بی‏خطر و هم زیان آور است. در چنین وضعیتی، ممکن است انجام قرائت مقایسه‏ای تا ۲۸ روز، مفید باشد.

آنالیز سیمان

اساس روش آنالیز تمامی ترکیبات سیمان به استثناء اکسید های آهن و سدیم وپتاسیم روش گراویمتری بوده که از طریق هضم کردن سیمان در اسید کلریدریک و رسوب گیری ترکیبات سیلیس  -آلومینیوم  -کلسیم و منیزیم طی فرایند شیمیایی صورت می پذیرد.(اکسید آهن از روش تیتراسیون و اکسیدهای سدیم وپتاسیم نیز به روش دستگاه فلیم فتومتر اندازه گیری می شود)

دستگاه تعیین ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز اکسیژن

۱- مقدمه

خاصیتی که میزان آسانی عبور سیال از ماده بخاطر وجود اختلاف فشار را نشان می دهد نفوذپذیری می گویند. ضریب نفوذپذیری مشخصه ای از بتن است که بوسیله آن می توان اطلاعات مناسبی از ریز ساخنار و کیفیت بتن بدست آورد. با توجه به اینکه در مطالعات دوام بتن نظیر بررسی دوام در برابر نفوذ یون کلر و حملات سولفاتی، در اغلب موارد سیال مهاجم از خارج به داخل بتن نفوذ می کند، بنابراین ضریب نفوذپذیری بیان کننده قابلیت بتن برای سهولت و یا صعوبت ورود سیال به داخل محیط متخلخل بتن می باشد. به همین دلیل در بسیاری از منابع معتبر نفوذپذیری به عنوان مهمترین عامل دوام بتن مطرح شده است.

۲- گستره آزمایش

این روش برای بتن هایی با طرح اختلاط معمولی مناسب می‏باشد. ضریب نفوذپذیری ظاهری در برابر اکسیژن یا نیتروژن (K) برای بتن‏های با محدوده مقاومت بین ۱۵ تا ۵۵ مگاپاسکال در این روش آزمایش، در حدود۱۴-۱۰ تا ۱۹-۱۰ (متر مربع) انتظار می رود. این روش برای نمونه‏ های قالب‏گیری شده و یا مغزه گیری شده‏ای قابل اجراست که رواداری ابعادی تعیین شده برای دستگاه (که در ادامه می آید) را دارا باشند. عدم رعایت نکات توصیه شده، در مورد دستگاه و نحوه انجام آزمایش، لزوما نتایج قابل مقایسه‏ای با نتایج بدست آمده از این روش نخواهد داشت.

۳- اصول و روابط حاکم

مبنای آزمایش، رابطه Hagen-Poiseuille (رابطه اصلاح شده دارسی) که برای جریان خطی یک سیال تراکم پذیر درون یک جسم متخلخل با حفرات ریز تحت شرایط حالت پایدار می باشد. رابطه مذکور برای تعیین ضریب نفوذپذیری ذاتی، K، (مترمربع) به شکل زیر بیان می گردد.

 که در آن Q دبی جریان سیال (مترمکعب بر ثانیه)، A سطح مقطع نمونه (مترمربع)، L ضخامت نمونه در جهت جریان (متر)، h لزجت دینامیکی سیال در دمای آزمایش (پاسکال ثانیه)، P فشار مطلق ورودی (پاسکال)، Pa فشار مطلق خروجی یا فشار جو (پاسکال) و P0 فشاری است که در آن دبی جریان تعیین می گردد (برابر فشار جو).

در این آزمایش سیال مورد استفاده گاز اکسیژن می باشد که در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد دارای لزجت دینامیکی۵-۱۰´۰۲/۲ پاسکال ثانیه می باشد. نمونه مرجع استاندارد در این روش، استوانه ای به قطر۱۵۰ و ضخامت ۵۰ میلیمتر انتخاب شده است. با توجه به این مقادیر معلوم، رابطه فوق به صورت زیر ساده می‏شود.

هر کدام از دو رابطه فوق بسته به شرایط می‏تواند مورد استفاده قرار ‏گیرد.

۳-۳-دستگاه آزمایش

در ادامه مشخصات دستگاه برای دستیابی به دقت ۱% در تعیین ضریب نفوذپذیری ظاهری، ارائه  می گردد. این مشخصات برای بتن های معمولی مناسب و کافی می باشد، ولی با توجه به شرایط می‏توان سخت‏گیری کمتر یا بیشتری را اعمال نمود.

- نمای کلی دستگاه در شکل ۳-۱ مشاهده می شود. اجزای مورد نیاز آزمایش شامل کپسول اکسیژن همراه با شیر فشارشکن، تنظیم کننده دقیق فشار، فشارسنج، محفظه نفوذپذیری، دبی سنج و زمان سنج می باشد.

 

                                

نمای کلی دستگاه نفوذ اکسیژن

- کپسول‏های اکسیژن موجود در بازار که یک شیر معمولی فشارشکن روی آن نصب شده باشد، مناسب است.

-  تنظیم‏کننده فشار باید توانایی کنترل فشار ورودی محفظه در محدوده فشار مطلق ۱۰۵´۱ تا ۱۰۵´۶ پاسکال (۱ تا ۶ بار) با درجات ۱۰۵´۵/۰پاسکال را داشته باشد. درضمن باید بتواند میزان فشار را با دقت %۱ فشار انتخاب شده به مدت حداقل ۳۰ دقیقه ثابت نگه دارد.

-  فشارسنج باید فشار را با دقت حداقل ۶/۰% در محدوده فشار ۱۰۵´۵ پاسکال نشان دهد. درجه‏بندی روی فشارسنج نباید متجاوز از ۱۰۲´۵ پاسکال باشد.

-  محفظه باید برای فشار به میزان ۱۰۵´۵ پاسکال طراحی شده باشد. سه نوع محفظه مختلف در شکل۳-۲ دیده می شود. محفظه ای که بیشتر مورد استفاده می باشد در شکل ۳-۳ دیده می شود. محفظه باید چهار ویژگی اساسی داشته باشد. اول اینکه، دارای یک دورگیر روی سطح جانبی نمونه بتنی باشد و اطراف نمونه را عایق و آب بند نماید. جنس این دورگیر می‏تواند پلی وینیل کلراید نرم (PVC)، لاستیک پلی‏ اورتان سرد قالب‏گیری شده و یا انواع دیگر باشد. دوم اینکه، بستی که دورگیر را اطراف نمونه محکم می کند می‏تواند یک حلقه صلب با اتصال پیچ و یا یک دستگاه تحت فشار مانند یک تیوب استاندارد باشد که در یک فضای محبوس واقع شده و تا فشار ۵ تا ۱۰۵´۱۵ پر شود. این تیوب تحت فشار می‏تواند با تغییر قطر نمونه تا ۱۰ میلیمتر سازگاری داشته باشد. سومین مورد جنس بقیه اجزای محفظه است. جنس این اجزا فولاد، آلومینیوم و یا پلاستیک می باشد که باید با پیچ هایی محکم به هم بسته شوند. نکته چهارم جنس لوله و اتصالات سوراخ اعمال فشار است که جنس آن از مواد مقاوم در برابر فشار انتخاب می گردد.

 

جزئیات سه نوع مختلف محفظه آزمایش پیشنهادی

  جزئیات سه نوع مختلف محفظه آزمایش پیشنهادی

 

محفظه آزمایش معمول

-  دبی سنج حجمی گاز می‏تواند از نوع حباب صابون استفاده گردد. لوله شیشه‏ ای با درجه‏ بندی حجمی باید دارای سطح مقطعی باشد که امکان اندازه‏گیری حجم معین گاز عبوری با یک حباب را در یک فاصله زمانی معین با حداقل دقت ۱% فراهم نماید. انواعی از این نوع لوله‏ ها که دامنه تغییرات حجم کافی را فراهم کند، برای سازگاری با دامنه تغییرات نفوذپذیری‏ بتن ها مورد نیاز خواهد بود. معمولا، حجم دبی سنج در محدوده ۱ تا ۱۰۰ میلی لیتر (پیشنهاد RILEM: 1، ۵، ۱۵ و ۱۵۰ میلی لیتر) و قطر لوله در حدود ۲ تا ۲۰ میلیمتر می باشد. زمان بهینه عبور حباب داخل لوله از ۲۰ تا ۶۰ ثانیه است.

-  یک زمان سنج برای اندازه‏گیری فاصله زمانی با دقت ۱/۰ ثانیه کافی می‏باشد.

-  وسیله اندازه گیری ابعاد نمونه ها با دقت ۵/۰ میلیمتر (پیشنهاد RILEM 1/0 میلیمتر)

۳-۴- آماده سازی نمونه ها

نمونه ‏ها قالب‏گیری شده و یا مغزه گیری شده هستند.

۳-۴-۱-نمونه‏های قالب‏گیری شده: این روش می‏تواند برای تعیین مشخصات یک بتن با مصالح، نسبت اختلاط، روش تراکم، شرایط عمل‏ آوری و شرایط در معرض مشخص بکار رود. با این شرایط، نمونه‏ های قرصی قالب‏ریزی می‏شوند و نمونه‏ ها باید یکنواخت بوده و به درستی نشانگر متغیرهای مورد بررسی باشد. بزرگترین بعد سنگدانه ها به ۲۰ میلیمتر و یا ۴/۰ ضخامت قرص محدود می‏شود. قالب ها برای قالب‏گیری قرص‏ها باید دارای ساختمان مقاوم و ساخته شده از مصالح سخت باشند. فولاد و یا u-PVC سخت، مناسب می‏باشند. قالب باید ترجیحا دارای قطر۱۵۰ و عمق ۵۰ میلیمتر باشد. رواداری ابعادی نیز به ۱میلیمتر محدود می شود تا بدون نیاز به هرگونه تغییر و تنظیم، با مشخصات محفظه نفوذپذیری سازگار باشد. اتصالات باید بمنظور جلوگیری از نشت آب اختلاط و یا دوغاب، آب بندی شوند. گریس برای این منظور می تواند مناسب ‏باشد.

از آنجایی که شرایط عمل ‏آوری تاثیر زیادی بر نفوذپذیری بتن دارد، عمل‏ آوری باید بدقت انجام شده و جزئیات کاملا رعایت گردد. اگر بیش از یک نمونه برای بررسی متغیرهای معین قالب‏گیری شده باشد، بمنظور جلوگیری از پراکندگی زیاد نتایج، باید مراقبت بود تا شرایط عمل آوری و آماده سازی یکسانی داشته باشند. استفاده از حداقل سه نمونه برای به‏دست آوردن نفوذپذیری بتن قالب‏گیری شده توصیه می گردد.

یک روش مرجع استاندارد برای آماده‏سازی نمونه‏ها مطابق زیر می‏باشد.

۱) بتن در یک مرحله داخل قالب ریخته و روی میز لرزان متراکم شود. سپس بتن اضافی با وسیله ای با لبه صاف، جدا شده و نمونه با یک ورقه پلاستیکی پوشانده شود.

۲) عمل‏ آوری به مدت ۲۴ ساعت در اتاق بخار با رطوبت بیش از ۹۵% و دمای ۲±۲۰ انجام گیرد.

۳) نمونه از قالب خارج شده و سطوح خارجی استوانه‏ای آن بمنظور جلوگیری از تبخیر سطحی در مراحل خشک کردن،‏ با یک ورق پلاستیکی کاملا چسبنده پوشانده شود.

۴) نمونه با ورقه پلاستیکی پوشانده و آب بندی شده و بطور عمودی (مثلا با تکیه بر سطح استوانه‏ای) به مدت ۲۸ روز در دمای  ۲±۲۰  قرار داده می‏شود.

۵) پلاستیک را جدا کرده و نمونه تحت شرایط آماده سازی که در ادامه می آید، قرار می‏گیرد.

۳-۴-۲- نمونه های مغزه گیری شده: این روش برای آزمایش نمونه مغزه گیری شده از بتن یک سازه بکار می‏رود. در انتخاب مغزه برای اهداف این آزمایش، نمونه ها نباید در عملیات برش و نمونه گیری ترک خورده و یا آسیب ببینند. مناسب‏ترین قطر مغزه برای این آزمایش ۱۵۰ میلیمتر می‏باشد که می‏توان آن را به صورت نمونه های قرصی با ضخامت ۵۰ میلیمتر برش داد. مغزه های با قطر کوچکتر و حتی نمونه با شکل‏های نامنظم می‏تواند پس از قرارگیری در یک رزین مناسب و غیرقابل نفوذ، برای ایجاد نمونه های مرکب با سطح نفوذ موثر کاهش یافته بکار برده شود. نمونه با ضخامت های کمتر از استاندارد ۵۰ میلیمتر توسط فاصله دهنده هایی، در محفظه نفوذپذیری قرار داده می‏شود. در موارد کم بودن قطر و یا ضخامت، که از رزین استفاده ‏شده است، تفسیر نتایج نفوذپذیری مشکل تر و همراه با عدم اطمینان بیشتر خواهد بود. در هر حال نتایج بدست آمده از نمونه‏های خارج از استاندارد نباید مستقیما و بدون کالیبراسیون مناسب با نتایج نمونه‏های استاندارد مقایسه شوند.

۳-۴-۳- شرایط آماده سازی نمونه: قبل از انجام آزمایش نفوذپذیری اکسیژن، بمنظور دستیابی به نتایج معنی‏دار، باید نمونه ‏های موجود را در شرایط رطوبتی یکسان قرار داد. اگر نمونه کاملا اشباع در این آزمایش تحت اختلاف فشار قرار گیرد، بدلیل بسته شدن ارتباط منافذ برای عبور گاز اکسیژن، قرائت دبی سنج گاز ممکن نخواهد بود. رسیدن به شرایط رطوبتی اولیه استاندارد به دو روش زیر قابل انجام خواهد بود.

روش A) نمونه ‏ها برای ۲۸ روز در آزمایشگاه در دمای ۲±۲۰ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۵±۶۵% قرار می گیرند. نمونه‏ ها باید روی سطح استوانه‏ای تکیه داده شده و جریان هوای آزاد اطراف آنها وجود داشته باشد.

روش B) نمونه‏ ها به مدت ۷ روز در یک اتاقک آزمایشگاهی در دمای ۵±۱۰۵ درجه سانتیگراد خشک می شوند. سپس بمدت ۳ روز در خشک کننده در دمای ۲±۲۰ درجه سانتیگراد قرار داده می شود.

روش A به علت شبیه سازی شرایط معمولی رویارویی با محیط، ترجیح داده می‏شود. روش B نفوذپذیری های بزرگتری را نتیجه می‏دهد.

 باید توجه داشت که تغییرات نسبت به روش های آماده سازی فوق در صورتی قابل قبول است که تمام نمونه‏های تحت بررسی در شرایط نگهداری یکسان قرار داشته و تنها عملکرد نسبی و مقایسه آنها مدنظر باشد.

۳-۵- روش آزمایش

آزمایش نفوذپذیری باید در شرایط آزمایشگاهی کنترل شده در دمای ۲±۲۰ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۵±۶۵% انجام شود.

ضخامت و قطر نمونه‏ ها با دقت ۵/۰ (یا ۱/۰) میلیمتر اندازه‏گیری شده و میانگین ۵ (یا ۴) بار اندازه‏گیری از هر بعد کافی می‏باشد.

نمونه‏ ها باید وزن شوند. اگرچه وزن نمونه در تعیین نفوذپذیری منظور نمی‏شود، اما تعیین وزن در مواردی که شرایط رطوبت نمونه در یک دوره زمانی طولانی دچار تغییر شده و یا جابجایی نمونه توسط افراد، مفید خواهد بود.

فشار جو (Pa) با حداقل دقت ۱۰۲´۵ پاسکال (۵ میلی بار) قرائت شود. نمونه را در سلول قرار داده و دستگاه سوار گردد و دورگیر با فشار تقریبی ۷بار باد شود. حال باید از نبود درز بویژه میان سطح استوانه‏ای نمونه و دورگیر آن و همچنین از وجود نداشتن حباب در تمام اتصالات حتی دبی سنج اطمینان حاصل نمود. تمام موانع احتمالی در راه لوله ورودی اکسیژن برطرف گردد و درضمن باید مطمئن شد که تمام اجزای دستگاه به درستی قابل بهره‏برداری هستند.

پنج (۳ به پیشنهاد RILEM) مرحله فشار مطلق ورودی را با توالی مثلا ۵/۱، ۰/۲، ۵/۲، ۰/۳ و ۱۰۵´۵/۳ پاسکال انتخاب نموده و در هر مرتبه، فشار با دقت حداقل ۱۰۲´۵ پاسکال تعیین می گردد. در هر مرحله از فشار، باید اجازه داد تا دبی جریان تثبیت شود که معمولا این زمان ۵ تا ۳۰ دقیقه می‏باشد. دبی تقریبا هر ۵ دقیقه قرائت شود تا زمانیکه اختلاف بین قرائت های متوالی کمتر از۳% باشد، بحالت پایدار رسیده است (زمان عبور حباب داخل لوله دبی سنج از ابتدا تا انتها اندازه گیری می شود و سپس حجم لوله به زمان عبوری تقسیم می گردد). در این لحظه حداقل ۲ بار با فاصله کم قرائت را انجام داده و دبی جریان (Qi) برای آن مرحله از فشار ثبت می گردد. قبل از قرائت در دبی سنج، بهترست بدنه داخلی لوله ها با محلول آب صابون تر شود. حال فشار را در مرحله بعد افزایش داده و شیوه تثبیت دبی جریان تکرار می شود. تعیین دبی جریان (Qi) بعد ازرسیدن به فشار حداکثر، یک بار دیگر ولی به صورت کاهش فشارتا رسیدن به حداقل فشار تکرار می گردد. سپس میانگین دو دبی جریان برای هر فشار محاسبه می شود ( ) و نهایتا ضریب نفوذ پذیری هر فشار (Ki) بدست آمده و در انتها ضریب نفوذپذیری متوسط گیری ۵ ضریب بدست آمده از فشارهای مختلف بدست می آید.

توصیه می شود که نمودار Qi برحسب (P2-Pi2) رسم شود. این نمودار تشخیص نتایجی که از حالت خطی بیرون هستند و همچنین یافتن نتایج غیرمعقول، به‏ طور مثال ناشی از رفتار غیرعادی دستگاه، را آسان می‏نماید. البته انحراف قاعده دار از حالت خطی و قوس محدب ملایم، طبیعی می‏باشد. تحدب با افزایش مقدار نفوذپذیری متوسط، افزایش می‏یابد. انحراف از حالت خطی عمدتا به علت دقت کم در فرض خطی بودن جریان اکسیژن درون بتن می‏باشد.

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:26
0 نظر

آزمایش حدود آتربرگ

آزمایش حدود آتربرگ

الف – مقدمه

اصطلاح پلاستیسیته در مورد سیلتها و رس‌ها بکار می‌رود و بیانگر قابلیت لوله شدن و شکل پذیری بدون خرد شدن می‌باشد. حدود آتربرگ به عنوان درصد رطوبت متناظر با شرایط رفتاری متفاوت سیلتها و رس‌ها تعریف شده است. اگر چه در اصل، شش محدوده توسط آلبرت آتربرگ (۱۹۱۱) تعریف گردیده است، در مهندسی ژئوتکنیک اصطلاح حدود آتربرگ تنها به حد روانی (LL) ، حد خمیری (PL) و حد انقباض (SL) که به شرح ذیل تعریف گردیده‌اند اطلاق می‌گردد.

þ حد روانی : درصد رطوبت متناظر با تغییر رفتار بین حالتهای روان و خمیری سیلت یا رس می‌باشد. حد روانی به طور قراردادی به عنوان درصد رطوبتی که در آن یک توده شیار داده شده توسط شیارکشی با ابعاد استاندارد،‌ درون دستگاه حد روانی استاندارد در اثر ۲۵ ضربه در طولی معادل ۷/۱۲ میلیمتر (۵/۰ اینچ) به هم برسد تعریف گردیده است(ASTM D ۴۳۱۸-۹۸،۲۰۰۰).

þ حد خمیری : درصد رطوبت متناظر با تغییر رفتار بین حالتهای خمیری و نیمه جامد سیلت یا رس می‌باشد. حد خمیری به صورت قراردادی به عنوان درصد رطوبتی تعریف میشود که در آن یک نمونه سیلت یا رس بهنگام مالش دادن جهت ایجاد یک فتیله به قطر ۲/۳ میلیمتر ( <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Atterberg_files/image001.gif<!--[endif]--> اینچ) شروع به تکه تکه شدن می‌کند (ASTM D ۴۳۱۸-۹۸،۲۰۰۰).

þ حد انقباض : درصد رطوبتی است که در آن تبدیل حالتهای نیمه جامد به جامد یک سیلت یا رس صورت میگیرد. حد انقباض را همچنین میتوان بعنوان درصد رطوبتی که کاهش بیشتر از آن درصد رطوبت منجر به کاهش حجم توده خاک نشود تعریف نمودD ۴۹۴۳-۹۵،۲۰۰۰) یا (ASTM D۴۲۷-۹۸. حد انقباض به دلیل مشکلات آزمایش و کاربرد محدود اطلاعات حاصله، عملاً‌ به ندرت انجام می‌شود.

چون حد روانی و حد خمیری معمولترین حدود آتربرگ مورد استفاده می‌باشند، بحث ذیل محدود به روش آزمایش و محاسبات این دو آزمایش می‌‌باشد.

ب- روش آزمایش

گام اول در آزمایشهای حد خمیری و در حد روانی، آماده‌سازی نمونه بشرح زیر می‌باشد.

۱. یک قسمت از خاک مورد استفاده جهت آزمایشهای دانه‌بندی و هیدرومتری می‌‌بایست برای حدود آتربرگ کنار گذاشته شود. سه حالت برای آزمایش خاک محتمل است:

a. خاک غیرپلاستیک (NP) : چنانچه خاک غیر پلاستیک باشد، ‌آزمایشهای حدود آتربرگ انجام نمی‌گیرد. در بسیاری موارد، غیر پلاستیک بودن خاک از ظاهر آن مشهود است چون نمی‌توان آنرا شکل داد و یا فتیله نمود. اگر چه احتمال اینکه بدلیل خشکی و یا شکنندگی، بعضی خاکها را اشتباهاً غیر پلاستیک فرض نمود وجود دارد. به چنین خاکهائی جهت اطمینان از اینکه قابلیت فتیله شدن و یا شکل‌پذیری در هیچ درصد رطوبتی را ندارد، می‌بایست آب اضافه نمود. همچنین ممکن است پس از اتمام آزمایشهای حدود آتربرگ، نتایج نهائی نشان دهنده این باشد که حد خمیری مساوی و یا بزرگتر از حد روانی است. چنین خاکی نیز می‌بایست به عنوان غیر پلاستیک طبقه‌بندی گردد.

b. خاک حاوی درصد بالای ریزدانه : این روش در صورتیکه نتایج تحلیل دانه‌بندی حاکی از این باشد که ۱۰۰ درصد ذرات خاک ریزتر از الک ۴۰ است بکار می‌رود. در حدود ۱۵۰ الی ۲۰۰ گرم خاک مرطوب جهت آزمایشهای حدود خمیری و روانی لازم است. خاک می‌بایست به طور کامل مخلوط شده و مقداری آب مقطر برای ایجاد حالت خمیری در خاک اضافه شود. سپس می‌بایست خاک را در یک ظرف مقاوم در برابر تبخیر نگهداری نمود و اجازه داد تا در طی شب رطوبت آن یکنواخت گردد.

c. حالت میانه : حالت میانه در مورد خاکی به کار می‌رود که حاوی ذرات روی الک ۴۰ بوده و در عین حال چسبنده نیز می‌باشد (شکل پذیر بوده و فتیله می‌شود). در این مورد، خاک می‌بایست ابتدا روی الک ۴۰ به صورت مرطوب الک شود(روش آماده‌سازی مرطوب). هدف از اینکار جدا نمودن ذرات درشت تر خاک است که روی حدود آتربرگ تاثیر می‌گذارند.

الک شماره ۴۰ حاوی خاک مرطوب را در یک ظرف قرار دهید. سپس خاک را به طور دستی توسط مالش آرام خاک با نوک انگشتان روی الک خرد نموده و ذرات ریزتر از الک ۴۰ را به کمک آبفشانِ حاوی آب مقطر بشوئید (روش شستشو مشابه آزمایش هیدرومتری می‌باشد). هنگامیکه تمام ذرات ریز خاک از الک شماره ۴۰ شسته شدند،‌ ذرات درشت خاک باقیمانده روی الک شماره ۴۰ را دور بریزید. گام بعدی خشک کردن آب اضافی خاک است. ASTM‌ پنج روش متفاوت خشک کردن آب اضافه را ذکر نموده است(ASTM D ۴۳۱۸-۹۸،۲۰۰۰ بخش ۳-۲-۱-۱۰ را ببینید). ولی آسانترین راه، قرار دادن ظرف حاوی خاک و آب مقطر در قسمت بالای یک آون گرم می‌باشد. خاک نمی‌بایست به طور کامل خشک شود، بلکه بهتر است ظرف را هراز چند گاهی کنترل نمود و مخلوط آب-خاک را برای جلوگیری از تشکیل پوسته سطحی بهم زد. خاک را می‌بایست مانند آنچه در شکل شماره ۱ نمایش داده شده تا رسیدن به حالت خمیری خشک نمود. در حدود ۱۵۰ الی ۲۰۰ گرم از خاک مرطوب جهت حدود خمیری و روانی مورد نیاز می‌باشد.

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Atterberg_files/image002.jpg<!--[endif]-->

شکل ۱ : خاک عبوری از الک شماره ۴۰

۲. سپس خاک حاصل از گامهای b‌۱ یا c۱ را به طور کامل مخلوط کرده و به دو قسمت تقسیم کنید. قسمت اول را برای آزمایش حد روانی و قسمت دوم را برای آزمایش حد خمیری استفاده نمائید.

۳. آزمایش حد روانی : گام اول در آزمایش حد روانی، قرار دادن خاک درون دستگاه حد روانی می‌باشد. خاک را می‌بایست درون جام دستگاه حد روانی فشرد و سپس به منظور ایجاد سطحی هموار و تراز که در مرکز، عمقی در حدود ۴/۰ اینچ (۱۰ میلیمتر) دارد پهن نمود. هدف از اینکار قرار دادن خاک مرطوب در جام حد روانی، بدون حبس نمودن حبابهای هوا می‌باشد. سپس از یک شیارکش (شکل شماره ۲) جهت ایجاد شیاری از بالا تا پایین خاک استفاده کنید. شیارکش می‌بایست فقط خاک را ببرد و نمی‌بایست خاک واقع در دو طرف شیار را جابجا کند. هنگامیکه شیار ایجاد شد، خاک آماده آزمایش می‌باشد. حرکت رو به بالا و سقوط جام حد روانی از طریق چرخاندن دسته آن با سرعتی معادل ۲ ضربه در ثانیه انجام می پذیرد تا هنگامیکه دو نیمه خاک در طولی معادل ۵/۰ اینچ به هم برسند (شکل شماره ۳). نمونه‌ای از خاک درون جام حد روانی را برداشته، در ظرفی تمیز و خشک قرار داده و جرم خاک و ظرف را روی برگه داده‌ها (شکل شماره ۳) ثبت نمائید.

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Atterberg_files/image003.jpg<!--[endif]-->

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Atterberg_files/image004.jpg<!--[endif]-->

شکل ۲ : آزمایش حد روانی؛ تصویر بالا دستگاه حد روانی حاوی خاک و شیارایجاد شده درون خاک را نشان می‌دهد (شیارکش در سمت راست عکس می‌باشد) تصویر پایین، خاک را پس از انجام آزمایشات نشان می‌دهد (بعبارت دیگر پس از حرکت رو به بالا و سقوط جام حد روانی)

شماره پرونده: نام پروژه: محل نمونه‌برداری: تاریخ:

درصد رطوبت حد روانی :

شماره آزمایش

۱

۲

۳

۴

۵

شماره ظرف




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جرم ظرف (MC)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جرم ظرف + جرم مرطوب (MWC)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جرم ظرف + خاک خشک(Mdc)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جرم آب(MW)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جرم خاک خشک(MS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

درصد رطوبت = MW/MS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تعداد ضربات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

درصد رطوبت :

تعداد ضربات

درصد رطوبت حد خمیری

شماره آزمایش

۱

۲

۳

۴

۵

شماره ظرف




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جرم ظرف (MC)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جرم ظرف + خاک مرطوب (MWC)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جرم ظرف + خاک خشک(Mdc)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جرم آب(MW)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جرم خاک خشک(MS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

درصد رطوبتMW/MS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

خلاصه نتایج :

‌= (PI) نشانه خمیری

=(PI) حد خمیری

=(LL) حد روانی

شکل ۳ : نمونه برگ محاسبات حد روانی و حد خمیری.

 

نمونه خاک را در طول شب در یک آون تحت دمای ۱۱۰ درجه سانتیگراد قرار دهید. جام حد روانی را تمیز نموده و گام سوم را با درصد رطوبتی متفاوت تکرار نمائید. چنانچه در بار اول بیش از ۲۵ ضربه برای بسته شدن شیار مورد نیاز بود به منظور افزایش درصد رطوبت خاک، مقداری آب مقطر اضافه نمائید و آنرا کاملاً‌ مخلوط کنید. اگر کمتر از ۲۵ ضربه برای بسته شدن شیار مورد نیاز بود خاک را جهت کاهش درصد رطوبت، در هوا خشک نمائید. در حالت ایده‌آل می‌بایست ۳ آزمایش انجام شود که یکی دارای ۱۵ الی ۲۵ ضربه، دیگری دارای ۲۵ الی ۳۵ ضربه و سومی دارای ضرباتی در محدوده ۱۵ الی ۳۵ باشد. توجه کنید که دستگاه حد روانی و شیارکش می‌بایست در وضعیت کاری مناسبی نگهداری شوند. به طور مثال ارتفاع سقوط جام حد روانی از نقطه برخورد جام می‌بایست ۱ سانتیمتر باشد؛ این ارتفاع را می‌بایست قبل از انجام آزمایش کنترل نمود.

روشهای کالیبراسیون در بخش نهم ASTM D ۴۳۱۸-۹۸(۲۰۰۰) ذکر گردیده‌اند. مثلاً شیارکش را می‌بایست برای اطمینان از اینکه مستعمل نبوده و ایجاد با عرض شیاری بیش از ۲ میلیمتر نمی‌نماید کنترل نمود. مشخصات لازم و نیز ابعاد دستگاه حد روانی و شیارکش در ASTM D ۴۳۱۸(۲۰۰۰)‌ آمده است.

۱. آزمایش حد خمیری. گام اول در آزمایش حد خمیری خشک کردن یک تکه ۲ گرمی از خاک (حاصل از گام ۲) در هوا است طوریکه دیگر به انگشتان نچسبد. سپس خاک را جهت فتیله کردن بر روی یک صفحه شیشه‌ای (شکل شماره ۴) بغلتانید. غرض از غلتاندن خاک، کاهش درصد رطوبت آن تا حدی است که فتیله قطری معادل <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Atterberg_files/image005.gif<!--[endif]--> اینچ (۲/۳ میلیمتر) پیدا کرده و سپس ترک بخورد (تکه تکه شود). شکل شماره ۴، این عملیات را نمایش می‌دهد که در‌ آن، فتیله خاک بالائی هنوز خیلی مرطوب بوده،‌ فتیله خاک وسطی در حال رسیدن به حد خمیری است و فتیله خاک پائینی به حد خمیری رسیده و در قطری برابر <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Atterberg_files/image005.gif<!--[endif]--> اینچ تکه تکه شده است. قطعات تکه تکه شده خاک جمع‌آوری شده و درصد رطوبت آن اندازه‌گیری می‌شود.

معمولاً‌ روش ذکر شده در بالا برای یک نمونه ۲ گرمی دیگر از همان خاک برای کنترل نتایج آزمایش تکرار می‌شود. داده‌های آزمایش حد خمیری بر روی قسمت مربوطه در شکل شماره ۳ ثبت می‌گردد. تصویر صفحه بعد، خاک را پس از انجام آزمایش نشان می‌دهد (پس از حرکت رو به بالا و سقوط جام حد روانی).

چنانکه در گام ۱ (مطابق با ASTM) ذکر گردید حد خمیری و روانی می‌بایست تنها بر روی قسمتی از خاک که از الک شماره ۴۰ (۴۲۵/۰ میلیمتر) عبور کرده انجام شود در مورد بسیاری از خاکها، بخش قابل توجهی از نمونه خاک (به عبارت دیگر ذرات خاک درشت‌تر از الک ۴۰) به هنگام آزمایش کنار گذاشته می‌شود. این موضوع می‌تواند در زمان طبقه‌بندی خاک موجب مشکلاتی شود.

<!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Atterberg_files/image006.jpg<!--[endif]-->

شکل ۴ : آزمایش حد خمیری؛ فتیله بالائی هنوز خیلی مرطوب است، فتیله وسطی خاک در حال رسیدن

به حد خمیری است،‌ فتیله پائینی خاک به اندازه کافی خشک شده و به حد خمیری رسیده است.

ج- محاسبات

حد روانی : پس از اینکه نمونه‌های حاصل از گام۳ درطول شب داخل آون خشک گردید، درصد رطوبت هر نمونه محاسبه می‌گردد و با استفاده از کاغذ نیمه لگاریتمی نشان د‌اده شده در شکل شماره ۳، نقاط متناظر درصد رطوبت نسبت به تعداد ضربات رسم میگردد. داده‌ها می‌بایست حاکی از این باشد که با افزایش تعداد ضربات مورد نیاز جهت بسته شدن شیار، درصد رطوبت کاهش یابد. مناسبترین خط مستقیم از میان نقاط، ترسیم شده و درصد رطوبت متناظر با ۲۵ ضربه به عنوان حد روانی تعریف می‌گردد. حد روانی معمولاً‌ به صورت نزدیکترین عدد کامل گزارش می‌گردد.

حد خمیری : چنانکه قبلاً‌ اشاره شد، حد خمیری بصورت درصد رطوبتی که در آن، یک فتیله خاک چسبنده <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Atterberg_files/image007.gif<!--[endif]--> اینچی (۲/۳ میلیمتر) قطعه قطعه شده و دیگر نتوان آنرا گلوله و فتیله نمود، تعریف میشود. حد خمیری معمولاً‌ جهت کنترل دوباره نتایج تکرار می‌گردد. از دو درصد رطوبت حاصله، میانگین گرفته شده و مانند حد روانی، به صورت نزدیکترین عدد کامل گزارش می‌گردد.

د- اشتباهات معمول

بر اساس Rollings and Rollings(۱۹۹۶) اشتباهات معمول آزمایشگاهی شامل این موارد است:‌

۱. نمونه غیر معرف (نمونه خاک می‌بایست برای هر دو آزمایش حد روانی و خمیری یکسان باشد)

۲. نمونه‌هائی که بطور مناسب آماده سازی و نگهداری نشده‌اند.

۳. اندازه‌گیری غلط درصد رطوبت.

سایر اشتباهات معمول آزمایشگاهی در آزمایش حد روانی عبارتند از :

وسایل آزمایش به طور نامناسب یا بد کالیبره شده باشند؛ استفاده از وسایل مستعمل آزمایشگاهی؛ وجود خاک در نقطه تماس بین جام حد روانی و پایه پلاستیکی وسیله آزمایش؛ از دست رفتن رطوبت در حین آزمایش سایر اشتباهات معمول آزمایشگاهی آزمایش حد خمیری عبارتند از: قطر نامناسب فتیله نهائی؛ متوقف کردن زودتر از موعد عملیات غلتاندن و فتیله کردن (دست نیافتن به حد خمیری)

ه- نشانه خمیری و روانی

میزان خمیری یک خاک، نشانه خمیری است که به صورت زیر تعریف می‌گردد.

PI=LL-PL

PI اغلب به صورت عدد گرد شده بیان میگردد. نشانه خمیری به دلیل مرتبط بودن با پارامترهای مهندسی متعدد خاک دارای اهمیت بسیاری بوده و در سیستم طبقه‌بندی خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد. پارامتر مفید دیگر، نشانه روانی (LI) است که بدین صورت تعریف می‌گردد:

LI= <!--[if !vml]-->Description: http://www.afkhami.com/p_Atterberg_files/image008.gif<!--[endif]-->

نشانه روانی را می‌توان برای تشخیص رس‌های حساس مورد استفاده قرار داد. برای مثال، رس‌های سریع اغلب دارای درصد رطوبتی بالاتر از حد روانی می‌باشند و در نتیجه نشانه روانی آنها بزرگتر از ۱ است. در مقابل این نوع رس‌ها،‌ رس‌هائی وجود دارند که نشانه روانی آنها صفر و یا حتی منفی است. این مقادیرِ نشانه روانی حاکی از خاکی خشک بوده و می‌تواند دارای پتانسیل تورم قابل توجهی باشد. طبق ASTM، حدود آتربرگ بر روی خاک ریزتر از الک شماره ۴۰ انجام میگردد اما آزمایش درصد رطوبت بر روی خاک حاوی ذرات درشت‌تر خاک انجام می‌گیرد؛ لذا نشانه روانی می‌بایست فقط برای خاکی که تمام ذراتش ریزتر از الک شماره ۴۰ باشند محاسبه گردد.

مسائل

۱- شکل شماره ۶ نتایج دانه‌بندی خاک حاصل از عمق ۸ فوتی گمانه ۷ را ارائه می‌دهد. منحنی توزیع دانه‌بندی را برای این خاک بدست آورید. جواب : حل مسئله در ضمیهE و منحنی توزیع دانه‌بندی در شکل شماره ۷ می‌باشد.

۲- شکلهای شماره ۸ و ۹ نتایج دانه‌بندی و تحلیل هیدرومتری خاک حاصل از عمق ۱۴ فوتی گمانه را ارائه می‌دهند. منحنی توزیع دانه‌بندی این خاک را تعیین نمائید و همچنین ضریب یکنواختی Cu‌ و ضریب انحناءCc را محاسبه نمائید. جواب : حل مسئله در ضمیه E‌ و منحنی توزیع دانه‌بندی و مقادیر محاسبه شده Cu و CC در شکل شماره ۷ می‌باشد.

۳- شکل شماره ۱۰ نتایج آزمایشهای حدود آتربرگ را ارائه می‌دهد. منحنی توزیع دانه‌بندی این خاک در شکل شماره ۱۱ نمایش داده شده است. حد خمیری، حد روانی و نشانه خمیری را برای این خاک تعیین نمائید، همچنین فعالیت ذرات رس و به کمک شکل شماره ۵ نوع ذرات رس را تعیین نمائید. جواب : حدود آتربرگ در ضمیمه E‌ می‌باشد. فعالیت =۴/۱ و طبق شکل ۱۵-۴ ذرات رس مونتموریونیت می‌باشند.

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:26
0 نظر

آزمایش دانه بندی خاک

آزمایش دانه بندی خاک

ASTM D 422-87روش انجام آزمایش:

ASTM D 421-87آماده سازی نمونه:

تئوری آزمایش:

خواص نشانه ای خاک ها

خواص نشانه ای به دو گروه کلی خواص دانه ای خاک ها و خواص مجموعه ای خاک ها تقسیم می شود.

خواص دانه ای خاک خواص تک تک دانه هایی که خاک از آن تشکیل یافته است بدون در نظر گرفتن ترتیب قرار گیری دانه هاست اما خواص مجموعه ای خاک به ساختمان و طرز قرار گرفتن دانه ها بستگی دارد و تاثیر بیشتری بر رفتار مهندسی خاک دارد.

دانه بندی (خاصیت دانه ای خاک ها)

امروزه اهمیت پی بردن به توزیع و اندازه ی دانه های خاک به قدری است که این آزمایش در اکثر آزمایشگاه ها به عنوان یک آزمایش ضروری انجام می شود.

دانه بندی به سه روش عمده انجام می شود:

1. الک               2. هیدرومتری              3. ترکیبی از هر دو

در روش دانه بندی با الک با استفاده از مجموعه ای از الک ها و لرزاندن آن ها درصد وزنی دانه های مختلف خاک را به دست می آورند. این آزمایش بیشتر برای خاک هایی است که بیش از %90 دانه هایشان بزرگتر از الک نمره 200 باشد.

برای خاک هایی که بیش از %90 ریزتر از الک 200 باشند آزمایش هیدرومتری انجام می گیرد که بر پایه ی قانون استوکس و کروی بودن دانه هاست.

در مورد خاک های مخلوط درشت دانه و ریزدانه برای بخش درشتر از الک 200 آزمایش دانه بندی و برای ریزتر از آن آزمایش هیدرومتری انجام می شود.

آزمایش دانه بندی:

تحلیل دانه بندی در واقع کوششی است برای تعیین نسبت های مربوط به اندازه های مختلف دانه که از یک توده خاک حاصل می شود. باید توجه داشت که تعیین اندازه های تک دانه ها به هیچ وجه امکان پذیر نیست و باید این اندازه های مختلف خاک را به محدوده های مختلفی تقسیم کنیم. این کار با به دست آوردن مقدار جرم عبوری از یک الک مشخص صورت می پذیرد (واضح است که مقادیر باقی مانده روی هر الک شامل یک محدوده از اندازه ی دانه هاست که کلا از قطر سوراخ آن بزرگترند)

الک ها از سیم های بافته شده ای که سوراخ چهارگوشی را ایجاد می کنند ساخته می شوند و در اندازه های 6/101 برای سری های درشت تا 038/0 برای سری های ریزدانه وجود دارند. الک شماره 200 کوچکترین اندازه ی معمول این سری الکه هاست.

همه ی سیستم های طبقه بندی خاک از الک 200 به عنوان نقطه ی تقسیم استفاده می کنند یعنی طبقه بندی ها بر اساس مقدار باقی مانده یا گذرنده از الک 200 بنا شده اند و برای دانه های کوچکتر از الک 200 از روش هیدرومتری استفاده می شود.

اطلاعات به دست آمده از تحلیل الک ها به صورت منحنی های دانه بندی ارائه می شود این منحنی ها برای مقایسه ی خاک ها کاملا مناسبند چون توزیع اندازه ی ذرات را به ما می دهند. همچنین در یک توده خاک چون محدوده ی اندازه ی دانه هایی که می تواند وجود داشته باشند خیلی زیاد است (بین 075/0 تا 2) امکان استفاده از محورهای معمولی وجود ندارد و به همین دلیل از مقیاس لگاریتمی استفاده می شود. ضمنا در روش های استاندارد از درصد عبوری (درصد ریزتر) برای رسم منحنی استفاده می کنند.

انواع آزمایش الک:

آزمایش الک را به دو صورت می توان انجام داد: روش خشک و روش تر

روش خشک:

در روش خشک مقداری از خاک را برداشته دانه های درشت و کلوخی شکل را خرد می کنند و در مجموعه ای از الک ها قرار می دهند. با لرزش این مجموعه به مدت حدود 10 دقیقه درصد وزنی مقادیر باقی مانده روی هر الک را مشخص و منحنی دانه بندی برای درصد عبوری را روی یک کاغذ نیمه لگاریتمی رسم می کنند.

این روش برای خاک های درشت دانه موثرتر است چرا که شکل دانه ها به کره نزدیک تر است و دانه ها مجزا از یکدیگر هستند.

روش تر:

در این روش خاک ریزدانه را روی الک 200 می ریزند با فشار آب الک و خاک را تا جایی که آب خارج شده شفاف و رقیق شود می شویند و بعد آن را خشک می کنند سپس دانه های مانده روی آن را برای آزمایش الک و بقیه را برای هیدرومتری به کار می برند.

تجربه نشان داده است که عمل شست وشو بسیار موثر است و منحنی دانه بندی به دست آمده از آن رضایت بخش است و به خصوص برای پیشبینی رفتار خاک های غیر چسبنده و یافتن مقدار درصد بزرگتر از الک 200 این روش مناسب تر است.

روش مناسب پیشنهاد شده که تا حد زیادی هم قابل قبول است این است که برای تحلیل دانه بندی خاک های ریزدانه با بیش از 4-5 درصد عبوری از الک 200 ابتدا کلوخ را بشکنیم آن ها را تا حد امکان خرد کنیم و روی الک 200 شست و شو دهیم. این روش به ما اطمینان می دهد که ذرات خیلی کوچک گردوغبار که به دانه های درشت تر چسبیده اند و ذرات رس و کلوخه های درشت خاک شسته شده از سوراخ مورد نظر عبور می کنند.

دقت شود که شستن روی الک برای خاک های شن و ماسه ای که عبوری آن ها از الک شماره 10 کمتر از 15-10 درصد باشد بی فایده است و شستن الک در صورتی که عبوری از الک شماره 100 بین 5-10 درصد باشد لازم نیست.

وسایل آزمایش:

مهم ترین وسایل موردنیاز عبارتند از:

1.مجموعه ی الک

2.فرچه یا مسواک برای تمیز کردن (برای زمانی که بخواهیم الک ها را در جای خود قرار دهیم یا هنگامی که خواسته شد از الک استفاده شود کلوخه یا سنگریزه داشته باشد)

3.گرمخانه (در آزمایش استفاده نشد به دلیل انجام روش خشک)

4.دسیکاتور(استفاده نشد)

5.آب فشان (استفاده نشد)

6.هاون (استفاده نشد)

در مورد اندازه الک و انتخاب آن ها باید توجه داشت که این انتخاب به خاک مورد آزمایش بستگی دارد مثلا الک بالایی بر اساس اندازه ی بزرگترین ذره ی خاک تعیین می شود و اگر مجموعه ی الک هایی که استفاده می شود دارای سوراخ هایی حدودا نیم برابر سوراخ الک بالایی خود داشته باشند به خصوص برای خاک های درشت دانه بسیار مناسب هستند.

 

 

روش انجام آزمایش (تجزیه مکانیکی)

انتخاب نمونه:

قدم اصلی تعیین مقدار خاک لازم برای آزمایش است که این مقدار بستگی به قطر درشت ترین ذره ی خاک دارد. اگر این قطر را با D نمایش  دهیم و w وزن خاک لازم برای آزمایش باشد در آن صورت رابطه ی        D 600 < W< 200D ، که در آن W  به گرم وD به میلی متر است . D  در حقیقت قطر سوراخ ریزترین الکی است که بزرگ ترین ذره از آن عبور می کند . عموماً برای انتخاب مقدار خاک لازم برای آزمایش از جدول  6- 3 استفاده می شود.

شرح آزمایش:

در ابتدا یک عدد سینی آورده شد وزن آن کشیده شد که مقدار آن 1کیلو700 گرم بود سپس مقداری خاک آورده شد روی سینی ریخته و جوری وزن خاک و سینی را تنظیم کردیم که جمع آن رو هم 4کیلو 700 گرم شد چون ما به 3 کیلو خاک نیاز داشتیم.

بعد از آن الک های 200 و100 و 40 و 10 و 4 و 8/3 و 1 که در جای مخصوص خود بود آورده شد الک ها را به ترتیب گفته شده از کوچک به بزرگ روی هم گذاشته شد. سپس مقدار خاکی که 3 کیلو کشیده شده بود را آورده و کم کم روی بزرگترین الک می ریزیم همزمان الک ها تکان داده شد تا خاک از الک ها عبور کند این کار را آنقدر انجام داده شد تا همه ی 3 کیلو خاک از الک ها عبور کرد سپس الک ها را جدا کرده و وزن تک تک الک ها و خاک روی الک را با ترازویی که دقت آن 1/0 بود اندازه گیری شد. خاک ها از روی الک ها خالی شد و وزن تک تک الک ها که کاملا تمیز و شسته شده و خشک شده بود کشیده شد. سپس وزن الکی که خاک روی آن بود رو از الک تمیز شده کم شد و به این ترتیب مقدار خاک خالص روی هر الک بدست آمد حال در جدولی که به گزارشکار پیوست داده شده است شماره الک و قطر الک ها و وزن باقی مانده روی هر الک و درصد خاک باقی مانده روی هر الک و درصد عبوری از هر الک آورده شده است همچنین نمودار دانه بندی که محور افقی آن قطر هر الک و محور عمودی آن درصد عبوری می باشد در پشت صفحه آورده شده است   

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:25
0 نظر

آزمایش میرومتری ( دانه بندی لای و رس )

 

آزمایش میرومتری ( دانه بندی لای و رس ) :

آزمایش را بر روی خاک رو شده از الک نمره ی 70# انجام می دهیم .

( از الک نمره ی 200# به علت ریز بودن استفاده نمی کنیم )

وسایل آزمایش :

1-الک نمره ی 70# 2- زیر الک 3- دو عدد مزور (استوانه ی مدرج) 4- خاک رس دار 5- میدرومتر 6- محلول هگز امتافسفات سدیم 7- کرنومتر ( زمان سنج ) 8- ترازوی دیجیتالی 9- آب مقطر 10- آب چکان

روش انجام آزمایش :

ابتدا 40 گرم خاک رو شده را که از الک نمره 70# وزن می کنیم . سپس این خاک را درون یک ظرف تمیز می ریزیم و به آن به تدریج آب می زنیم تا خاک به حد روانی برسد . خاک را به مدتh 24 ساعت در آزمایشگاه قرار می دهیم سپس بعد از h24 ساعت محلول آب و خاک را درون استوانه ی مدرج ریخته و بعد از آن تا cc1000 آب رو ی آن می ریزیم و همچنین محلول هگزامتافسفات سدیم  را به مقدار cc125 نیز تهیه کرده و درون مزور (استوانه مدرج) ریخته و مانند حالت فوق تا cc1000 آب درون مزور می ریزیم . سپس به دو روش می توانیم محلول درون مزور ها را به هم بزنیم که عبارتند از : 1- با دستگاه همزن خوب آنها را به هم می زنیم 2- طبق استاندارد ASTM با دست روی استوانه را می گیریم و در جهت افقی تکان می دهیم تا ذرات درون

مزور خوب پراکنده شوند و سپس جدولی را رسم می کنیم مدت زمان ( t ) ، قرائت محلول خاکی ( R ) و قرائت محلول شاهد یا هگزا متافسفات سدیم R’) ) و L=R-R’    که L  طول مسیری که ذرات حرکت می کنند را در جدول قرار می دهیم و در مرحله بعدی هیدرومتر یا چگالی سنج را به صورت خیلی آرام در مدت زمان های مختلف درون محلول خاکی و محلول شاهد قرار می دهیم .

روش قرار دادن هیدرومتر در محلول ها در زمان های مختلف :

ابتدا هیدرومتر را درون محلول خاکی گذاشته و با کرنومتر زمان را اندازه گیری می کنیم در مدت زمان 3 و 5 دقیقه یک قرائت صورت می گیرد و تا مدت زمان 80 دقیقه زمان را اندازه می گیریم و هیدرومتر را قرائت می کنیم و در زمان 80 دقیقه هیدرومتر را درون محلول شاهد می گذاریم که دمای آن در این حالت برابر است با   T=150c است و تا مدت زمان 20 دقیقه هیدرومتر درون محلول شاهد می ماند . در این مدت زمان مجدداً هیدرومتر را درون محلول خاک می گذاریم و هیدرومتر را قرائت می کنیم و این کار را تا مدت زمان 45 دقیقه درون محلول شاهد قرار می دهیم و قرائت می کنیم . هیدرومتر را درون محلول شاهد تا h4 قرار می دهیم و بعد از h4 دوباره آن را قرائت می کنیم و در این حالت برابر است با T=16c دوباره هیدرومتر را درون محلول خاکی قرار می دهیم و 24 ساعت بعد دوباره آن را قرائت می کنیم دما در این حالت برابر است با T=26 c سپس تمام قرائت ها مربوط به محلول خاکی و محلول شاهد را در جدول می نویسیم و L=R-R’ را محاسبه کرده و در جدول درج می کنیم .

K

D

T

L

R (محلول شاهد)

R(محلول خاکی)

زمان(دقیقه)

 

 

 

 

 

19

3

 

 

 

 

 

19

5

 

0.17

15

0.5

18.5

 

10

 

 

 

 

 

17

20

 

0.17

 

0.5

16.5

 

45

 

 

 

 

 

 

1h

 

 

16

 

 

13.5

4h

 

 

 

 

 

 

8h

 

 

 

 

 

 

16h

 

0.36

26

3.5

10

 

24h

 

آزمایش تعیین چگالی دانه های جامد ( GS ) :

هدف از انجام آزمایش : به دست آوردن چگالی دانه های جامد خاک .

شرح آزمایش : برای انجام آزمایش ابتدا پیکنومتر ( چگالی سنج ) را روی ترازوی دیجیتالی وزن می کنیم سپس 15gr گرم خاک رد شده از الک نمره 40# را وزن کرده و درون پیکنومتر ریخته و پیکنومتر را روی ترازو وزن می کنیم ( ضمناٌ خاک را درون پیکنومتر تا نصف پیکنومتر می ریزیم) و یادداشت می کنیم و بعد از این کار روی خاک درون پیکنومتر آب می ریزیم تا پر شود سپس دوباره پیکنومتر را وزن می کنیم و آن را یادداشت می کنیم و یکبار نیز پیکنومتر و آب را وزن می کنیم و یادداشت می کنیم که موارد یاداشت شده به صورت زیر است موارد را به مدت 5/1 دقیقه روی حرارت دهنده می گذاریم تا بجوشد .

وزن پیکنومتر        P1

وزن پیکنومتر + آب = P2

وزن پیکنومتر + آب + خاک = P4

وزن پیکنومتر + خاک = P3

سپس وزن مخصوص خاک را به دست می آوریم ( از رابطه ی  ȣw (PB-P1)  = ȣs ) و sȣ = GS

                                                                          P2+p3-p4-p1           wȣ          

به دست می آید .

شرح وسایل آزمایش :

1-پیکنومتر ( چگالی سنج ) 2- خاک رس 3- ترازوی دیجیتالی 4- آب مقطر 5- حرارت دهنده ( هات پلیت )

نحوه تهیه نمونه :

15gr خاک رس را از الک نمره ی 40# جهت انجام آزمایش می گذرانیم آب مورد نیاز در آزمایشگاه موجود است و همچنین خاک رس مورد نیاز در آزمایشگاه موجود است .

داده های اخذ شده :

P1

P2

P3

P4

GS

ȣs

61.83gr

163.17gr

76.77gr

178.17gr

0.12

0.12

 

وزن پیکنومتر خالی P1           

وزن پیکنو متر + آب P2           

وزن پیکنومتر + خاک P3           

وزن پیکنومتر + خاک + آب P4           

                                                                   وزن مخصوص دانه های جامد                ȣs

                                                                               وزن مخصوص آب          ȣw

                                                                             چگالی دانه های جامد         GS

محاسبات :

ȣ s = ( p3- p1 ) ȣw  =           19.94 × 1             = 14.94ȣw                                 

          p2-p3-p4-p1     (239.91) × (116.34)         123.57

 

                    ȣs = 0.12 ȣw

GS =  ȣs   =  0.12  ȣw                  GS = 0.12

         ȣw           ȣw

بحث و بررسی و نتیجه گیری            :

این آزمایش خاص خاک های ریز دانه و رسی است .

مراجع : کتاب مکانیک خاک دکتر کامبیز بهنیا

 

مقدمه

آزمایش تراکم سنگین

تراکم مجموعه عملیاتی است که موجب افزایش چگالی خاک در محل می شود . افزایش چگالی خاک در اثر با هم فشرده تر شدن دانه ها و کاهش فضای خالی میان دانه ای است . حجم آب موجود در خاک در اثر تراکم تغییر نمی کند و فقط از حجم هوا کاسته می شود . برای اجرای خاکریزها خاک را در چند لایه ( معمولاً به ضخامت 20 تا 30 سانتیمتر ) می ریزند و هر لایه به وسیله ی انواع غلطک ، با توجه به نوع خاک ( چرخ فولادی ، پاچه بزی و یا چرخ لاستیکی ) لرزنده ها ( غلطک یا کفشک ) و یا تخماق ها تا حد مطلوب کوبیده می شود ، غلطک های چرخ فولادی برای خاک های درشت دانه ی خوب دانه بندی شده و نیز دانه های غیرخمیری خوب هستند . ماسه های کنواخت و ماسه های دار را بهتر است با لرزنده ها کوبید خاک های درشت دانه را هم می توان با لرزنده ها کوبید غلطک های پاچه بزی برای خاک های ریز دانه ی خمیری و خاک های درشت دانه که بیش از 20% ریز دانه دارند بکار برده می شود .

شرح آزمایش :

تراکم سنگین ( پروکتور سنگین ):

هدف آزمایش : بدست آوردن رطوبت بهینه و تراکم خاک

وسایل آزمایش :

1-    قالب فلزی استوانه ای ( قالب بزرگ )

2-    خاک

3-    Oven

4-    ترازوی دیجیتالی

5-    چکش سنگین

6-    ظرف پر از آب ( آب پاش )

7-    خط کش جهت صاف کردن روی قالب

8-    کولیش

شرح :

ابتدا با کولیس ابعاد قالب را اندازه گیری می کنیم که برای انجام محاسبات لازم است سپس خاک را در سه لایه درون قالب فلزی می ریزیم و با چکش سنگین آن را می کوبیم که به شرح زیر است :

مرحله 1 : ابتدا یک لایه خاک را درون قالب فلزی به اندازه ی حجم قالب ( کمی بیشتر ) می ریزیم 1- سپس با چکش سنگین خاک را می کوبیم ( ضمناً قبل از کوبیدن 3 % به خاک آب می ریزیم که می خواهم درصد درصد رطوبت آن را اندازه بگیرم ) . ترتیب کوبیدن به این شکل است که دور تا دور قالب را ابتدا با چکش می کوبیم سپس وسط آن را و سپس دوباره دور تا دور آن و سپس وسط آن را می کوبیم این کار را ادامه می دهیم تا 56ضربه به خاک بزنیم ( تعداد ضربات را می شماریم)

مرحله 2 : خاک را به اندازه ی  قالب فلزی ( کمی بیشتر ) می ریزیم و سپس در این مرحله 4% به خاک آب میریزیم و سپس مراحل را مانند مرحله اول انجام می دهیم  .

مرحله سوم : در این مرحله نیز قوطی را پر از خاک کرده ( کمی بیشتر ) با خط کش روی آن را صاف کرده سر قالب را گذاشته سپس در طبق مر حله ی اول و دوم 56ضربه به آن می زنیم در این حالت 6 % آب به آن می ریزیم .

1-در هر مرحله کوبیدن چکش با سقوط آزاد انجام می شود .

آزمایش 3 بار در قوطی انجام می دهیم هر بار به خاک آب می ریزیم و در هر مرحله درصد رطوبت را اندازه می گیریم . برای تعیین درصد رطوبت هر قالب را نمونه گیری کرده و در oven  قرار می دهیم و سپس بعد از 24 ساعت آن را بیرون آورده و درصد رطوبت را اندازه می گیریم .

نحوه ی تهیه ی نمونه : نمونه از یک خاک رسی و در آزمایشگاه موجود بوده است خاک دورد نظر خاک رس دار بوده است .

محاسبات :

 11.65            V=2112.9c    ×2  3.14×(7.6)                          h     V = ᴫ حجم قالب

                                                 = 7.6 d=15.20                 r =

 W1 = 4kg               =4120 وزن خاک : مرحله ی 1

 W1y = درصد رطوبت

 

 

وزن فالب +پایه

وزن پایه

وزن خالی

عمق

قطر

قالب بزرگ

8.566 kg

1985.3 gr

24960 gr

11.65

15.20

 

 

ازمایش حدود اتربرگ:

 

 

 

 

 

 

 

قوطی

 

وزن خالی

تعداد ضربه

وزن قوطی و نمونه

 

1

51.8 gr

8

90 gr

 

2

22.2 gr

12

70 gr

 

3

35.8 gr

23

85.2 gr

با تعداد 23 ضربه فاصله بسته شده است

4

24.3 gr

37

70 gr

 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:24
0 نظر

آزمایش اندازه گیری میدان مغناطیسی ناشی از جریان های الکتریکی در سیم های مستقیم و حلقوی (بیوساوار)

آزمایش اندازه گیری میدان مغناطیسی ناشی از جریان های الکتریکی در سیم های مستقیم و حلقوی (بیوساوار) :

شرح آزمایش :

وسایل مورد نیاز: سیم مستقیم رسانا ، حلقه رسانا ، سیملوله رسانا ، حسگر میدان مغناطیسی  با کابل اتصال به تسلامتر ، منبع تغذیه جریان مستقیم ، باند اپتیک ، گره ها ، پایه ها و سیم های رابط .

آزمایش اول : در این مرحله باند اپتیک را روی پایه به طور افقی نصب کردیم و پایه جریان را روی باند بستیم و در این آزمایش از سیم مستقیم و طویل استفاده کردیم و دو سر منبع جریان را به سیم متصل کردیم . حسگر عمودی را به کابل مربوط به تسلامتر متصل کرده و سپس با قرار دادن حسگر در محفظه ای روی تسلامتر قرار داده و کنتور را با دکمه set صفر کردیم . سپس حسگر را روی باند قرار داده ، به طوری که نوک حسگر در وسط سیم و روی محور آن و به فاصله 4mm از میله  قرار گیرد و آن را بوسیله گیره محکم کردیم . سپس منبع جریان را از صفر تا 10 آمپر تغییر داده و میدان مغناطیسی را از روی تسلامتر خواندیم و در جدول یادداشت کردیم .

آزمایش دوم : در این مرحله به جای میله رسانا ، حلقه رسانا را قرار دادیم که قطر آن 8cm بود . بار دیگر با فرو بردن حسگر در سوراخ مربوطه ، اثر هال را از بین برده و کنتور تسلامتر را صفر کردیم . سپس آن را طوری که نوک آن در مرکز حلقه قرار گیرد روی باند اپتیک سوار کردیم . منبع تغدیه را روشن کرده و آن را از صفر تا 10 آمپر تغییر داده و میدان مغناطیسی را از روی تسلامتر خواندیم و در جدول یادداشت کردیم . در مرحله دوم از این آزمایش با جریان ثابت 10A نوک حسگر را بطوریکه 6cm از مرکز حلقه رد شده باشد قرار دادیم و سپس با کم کردن فاصله نوک حسگر به اندازه 1cm در هر مرحله ، تا فاصله 3 ساتتیمتری از مرکز حلقه رسیدیم و سپس از این مرحله ، با کم کردن فاصله به اندازه 0.5cm در هر مرحله تا 3 سانتیمتری مرکز حلقه در طرف دیگر آن این کار را ادامه دادیم . سپس تا فاصله 6 سانتیمتری از مرکز حلقه این کار را در هر مرحله با اضافه کردن 1cm انجام داده و نتایج را در همه این مراحل در جدول مربوطه یادداشت کردیم .

آزمایش سوم : در این آزمایش از سیملوله ای استفاده کردیم که طول آن 34cm و تعداد حلقه‌های آن 30 عدد بود و آن را روی پایه مخصوص خود قرار دادیم . سپس اثر هال را مطابق روش قبل از بین برده و نوک حسگر افقی را در وسط سیملوله (17cm داخل سیملوله) قرار دادیم. سپس منبع جریان را روشن کرده و آن را از صفر تا 10 آمپر تغییر داده و میدان مغناطیسی را از روی تسلامتر خواندیم و در جدول یادداشت کردیم .

 

محاسبات آزمایش:

 

آزمابش اول :

 

-----------

I(A)

B(mT)

I^2(A^2)

B^2((mT)^2)

IB(mAT)

-----------

0

0

0

0

0

-----------

1

0.05

1

0.0025

0.05

-----------

2

0.09

4

0.0081

0.18

-----------

3

0.14

9

0.0196

0.42

-----------

4

0.19

16

0.0361

0.76

-----------

5

0.26

25

0.0676

1.3

-----------

6

0.31

36

0.0961

1.86

-----------

7

0.35

49

0.1225

2.45

-----------

8

0.4

64

0.16

3.2

-----------

9

0.45

81

0.2025

4.05

-----------

10

0.49

100

0.2401

4.9

sum

55

2.73

385

0.9551

19.17

 

 

 

نمودار میدان مغناطیسی برحسب جریان الکتریکی :

 

 

 

 

 

آزمابش دوم :

-----------

I(A)

B(mT)

I^2(A^2)

B^2((mT)^2)

IB(mAT)

-----------

0

0

0

0

0

-----------

1

0.02

1

0.0004

0.02

-----------

2

0.03

4

0.0009

0.06

-----------

3

0.05

9

0.0025

0.15

-----------

4

0.06

16

0.0036

0.24

-----------

5

0.08

25

0.0064

0.4

-----------

6

0.1

36

0.01

0.6

-----------

7

0.11

49

0.0121

0.77

-----------

8

0.13

64

0.0169

1.04

-----------

9

0.14

81

0.0196

1.26

-----------

10

0.16

100

0.0256

1.6

sum

55

0.88

385

0.098

6.14

نمودار میدان مغناطیسی برحسب جریان الکتریکی :

 

x(cm)

B(mT)

-6

0.04

-5

0.05

-4

0.06

-3

0.08

-2.5

0.1

-2

0.11

-1.5

0.13

-1

0.14

-0.5

0.15

0

0.16

0.5

0.15

1

0.14

1.5

0.13

2

0.11

2.5

0.09

3

0.08

4

0.06

5

0.05

6

0.04

 

نمودار میدان مغناطیسی برحسب فاصله از حلقه :

 

آزمابش سوم :

-----------

I(A)

B(mT)

I^2(A^2)

B^2((mT)^2)

IB(mAT)

-----------

0

0

0

0

0

-----------

1

0.11

1

0.0121

0.11

-----------

2

0.23

4

0.0529

0.46

-----------

3

0.34

9

0.1156

1.02

-----------

4

0.46

16

0.2116

1.84

-----------

5

0.58

25

0.3364

2.9

-----------

6

0.69

36

0.4761

4.14

-----------

7

0.8

49

0.64

5.6

-----------

8

0.92

64

0.8464

7.36

-----------

9

1.02

81

1.0404

9.18

-----------

10

1.13

100

1.2769

11.3

sum

55

6.28

385

5.0084

43.91

نمودار میدان مغناطیسی برحسب جریان الکتریکی :

محاسبه رابطه (2):

طبق قانون بیوساوار ، در مورد جزء انتگرال B داریم :

که r فاصله بین dx و نقطه ای است که می خواهیم مقدار B را در آن بدست بیاوریم و  ، زاویه بین r و راستای سیم است و R ، فاصله عمودی سیم از نقطه ای است که می خواهیم مقدار B را در آن بدست بیاوریم .

 

محاسبه رابطه (3):

B را در نقطه ای که می خواهیم مقدار B را در آن بدست بیاوریم به دو مؤلفه قائم وموازی تجزیه می کنیم . مؤلفه قائم ، صفر است . زیرا مؤلفه های آن در جهت های مختلف قرار دارند و بر محور عمودند . پس مقدار B را باید از روی مؤلفه موازی پیدا می کنیم . ( r ، R و  مانند قبل تعریف می شوند و  زاویه بین مؤلفه موازی B و محور حلقه می باشد .)

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:22
0 نظر

آزمایش بارگذاری صفحه در آزمایشگاه(PLT)

آزمایش بارگذاری صفحه در آزمایشگاه(PLT)

نویسنده: جعفر شریفی - ٢۱ بهمن ۱۳٩۳

پس از انجام آزمایشات مقدماتی ، شامل شناسایی وطبقه بندی خاک، به منظور انجام آزمایش بارگذاری صفحه در آزمایشگاه، ابتدا نمونه ی دست نخورده توسط لوله استوانه ای شکل به قطر 22cm و ارتفاع  20cmاز خاک محل انجام آزمایش تهیه میشود. به این منظور، ابتدا گودالی به قطر حدود به  40cm و ارتفاع بیش از20cm  گونه ای حفر می گردید که در میانه ی آن ، استوانه ای با قطری معادل استوانه نمونه گیر باقی بماند (شکل الف)سپس نمونه گیر به آهستگی و به صورت قائم به داخل نمونه رانده می شد (شکل ب) پس از پایین رفتن کامل نمونه گیر، نمونه به آهستگی از قسمت زیرین آن جدا میگردید و پس از گذاشتن آن در پلاستیک به آزمایشگاه منتقل میشود.

الف

ب

ج

شکل تهیه ی نمونه دست نخورده توسط لوله ی استوانهای شکل برای آزمایش بارگذاری صفحه در آزمایشگاه الف: حفر گودال ب: استقرار استوانه ی نمونه گیر در نمونه و آماده سازی جهت نمونه گیری سپس در آزمایشگاه آزمایش بارگذاری صفحه توسط دستگاه تحکیم که با تغییراتی در اندازه و ابعاد اولیه ی آن ایجاد شده بود ، انجام گرفت . با توجه به ابعاد بزرگ نمو نه دست نخورد ه ی اخذ شده از محل و عدم جای گیری آن درون دستگاه تحکیم، قسمتی از قاب دستگاه که محل استقرار قالب تحکیم میباشد ، با قابی مشابه ولی بزرگتر حدوداً(برابر2/5)تعویض شد شکل (ج)سپس نمونه ها به وسیله ی این دستگاه، تحت بارگذاری صفحه به قطر (7/5cm) در آزما یشگاه قرار میگرفتند. با توجه به این که در هنگام انجام این آزما یش در محل، شرایط محدود شدگی خاک اطراف وجود ندارد، سعی بر این بوده است که عدم محدود شدگ ی مدل نیز تا حد امکان در آزما ی شگاه تأم ین گردد . البته در صورتامکان استفاده از قالب بزرگتر با ابعاد ی بزرگتر ، قطعاً به شرایط واقع ی نزد یکتر بوده و باعث تدقیق نتا یج و کاهش میانگین خطا خواهد گرد ید؛ و لی در این صورت ، نمونه دست نخورد ه ی گرفته شده به مراتب سنگ ینتر و حمل آن به آزمایشگاه بسیار مشکل خواهد بود . دقیقاً به همین دلیل ، قطر صفحه قطر صفحه در آزما یشگاه7.5  سانتیمتر انتخاب شده که با توجه به قطر قالب که 22 سانتی متر است ، تا حدی بتو ان شرایط آزما یش در محل را مدل نمود . نسبت بین قطر صفحه و قطر قالب ، 3 به 1 میباشد. این نسبتدر آزمایش CBR آزما یشگاهی نیز (با قالب مشابه ) همین مقدار میباشد (قطر صفحه 5 و قطر قالب 15 سانتی متر ).از طر فی باید توجه داشت این آزمایش بر ای سایت ها یی که قرار است گود برداری شود، (و داشتن ضریب تغییر شکل قبل از برداشت گود بسیار ضرور ی است ) توصیه میگردد. به این منظور باید از انتها ی چاه دستی حفر شده، نمونه گیری کرد ؛ بنابراین ، سبک بودن نمونه ، یکی از مهم ترین پارامترهاست . 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:22
0 نظر

آزمایش اندازه گیری مقاومت ظاهری ( مدار RLC )

 

آزمایش اندازه گیری مقاومت ظاهری ( مدار  RLC ):

تئوری آزمایش:

الف: اثر القاگر در جریان دائم و متناوب : سلف در جریان دائم ومتناوب از خود مقاومت ثابت نشان می دهد بجز در مواقع قطع و وصل جریان . هرگاه یک جریان متغیر از سلف عبور کند طبق رابطه  یک نیروی محرکه القایی در آن به وجود می آید که با عامل بوجود آورنده اش مخالفت می کند . حال اگر این نیروی محرکه القایی و جریان و ولتاژ را که هر سه به صورت سینوسی تغییر می کنند را با هم در نظر بگیریم می بینیم که در هنگامی که جریان صفر است ، ولتاژ و نیروی محرکه القایی مقدار بیشینه دارند که در جهت مخالفند . اما وقتی جریان بیشینه است ولتاژ و نیروی محرکه القایی صفرند. پس در یک القاگر ولتاژ به اندازه  از جریان جلو می باشد.

از طرفی با توجه به رابطه نیروی محرکه القایی ، در مورد اختلاف پتانسیل القاگر می توان نوشت:

که :

با مقایسه این رابطه با رابطه اختلاف پتانسیل می فهمیم که باید از نوع مقاومت باشد که آن را مقاومت القایی  سلف می گوییم که L بر حسب هانری و بر حسب اهم بیان می شود.  عملاًَ نمی توان القاگری ساخت که مقاومت آن صفر باشد.

ب: اثر خازن خالص در جریان دائم : وقتی یک خازن به یک منبع جریان متناوب متصل شود، برای یک لحظه جریان از مدار عبور می کند اما بلا فاصله جریان عبوری صفر می شود. حال اگر خازن در جریان متناوب بکار برده شود ، هرچه ظرفیت خازن و بسامد جریان بیشتر باشد شدت جریان مدار خازن دار بیشتر خواهد بود.

شرح آزمایش :

وسایل مورد نیاز: آمپرسنج ، ولت سنج ، ترانس تغذیه AC ، سیم پیچ با هسته آهنی ، مقاومت متغیر ، خازنهای 4 ، 6 ، 8 و 10 میکروفارادی.

آزمایش اول:

اندازه گیری مقاومت حقیقی القاگر: ابتدا مداری مطابق شکل زیر بستیم که شامل آمپرسنج مستقیم A ، منبع تغذیه E ، دو عدد جعبه مقاوت متغیر و یک القاگر L بود. با در نظر گرفتن مقاومت 50 اهم به عنوان کمترین مقدار کلید مدار را وصل کردیم و تا جایی مقاومت را تغییر دادیم تا جریان به مقدار مشخصی رسید سپس القاگر را از مدار حذف کردیم و دوباره مقاومت را آنقدر تغییر دادیم تا جریان مدار دوباره به همان مقدار قبلی رسید. این دو مقدار مقاومت را یادداشت کرده و تفاضل آن ها را  که مقاومت القاگر است بدست آوردیم. سپس همین کار را برای القاگر دوم هم انجام دادیم.

آزمایش دوم :

اثر خازن در مدار  و اندازه گیری بسامد برق شهر: ابتدا مداری مطابق شکل زیر بستیم که شامل ترانس تغذیه ، خازنهای متغیر ، ولت سنج و آمپر سنج بود. سپس ابتدا خازن را 4 میکرو فاراد تنظیم کرده و ولتاژ و جریان مدار را اندازه گیری کردیم و با زیاد کردن ظرفیت خازن به اندازه 2 میکروفاراد در هر مرحله تا ظرفیت 20 میکرو فاراد این کار را انجام داده و اعداد را یادداشت کردیم.

آزمایش سوم :

اندازه گیری مقاومت ظاهری سیم پیچ با هسته متغیر: ابتدا مداری مطابق شکل زیر بستیم که شامل ترانس تغذیه ، سیم پیچ با هسته متغیر ، ولت سنج و آمپرسنج بود . ابتدا هسته آهنی را کاملا بیرون آورده و با بستن کلید مدار مقدار شدت جریان و ولتاژ را اندازه گرفتیم و سپس هسته آهنی را به مقدار 5cm داخل سیم پیچ بردیم و این کار را در هر مرحله با اضافه کردن 5cm به طول هسته تا تمامی طول آن که 25cm  بود انجا دادیم و نتایج را یادداشت کردیم .

آزمایش چهارم:

اثر القاگر و خازن بر روی هم : ابتدا مداری مطابق شکل زیر بستیم که شامل یک القاگر با هسته ثابت ، خازن های متغیر ، ولت سنج ، آمپرسنج و ترانس تغذیه بود. سپس ظرفیت اولیه خازن را 10 میکروفاراد در نظر گرفته و با بستن مدار مقدار ولتاژ و جریان مدار را اندازه گرفته و یادداشت کردیم . سپس با زیاد کردن ظرفیت خازن به اندازه 2 میکروفاراد در هر مرحله ، این کار را تا ظرفیت 30 میکروفاراد انجا داده و نتایج را یادداشت کردیم.  

  

 

محاسبات آزمایش:

آزمایش اول:

-----------

I(mA)

R1(Ω)

R2(Ω)

R(Ω) = R2 - R1

القاگر اول

40

50.1

67.1

17

القاگر دوم

50

51.5

52.5

1









 

آزمایش دوم:

C(μF)

I(mA)

V(volt)

-----------

ω(rad/s)

N(Hz)

I / V(1/kΩ)

4

5

3.8

-----------

328.9474

52.38015

1.315789474

6

7

3.8

-----------

307.0175

48.88814

1.842105263

8

10

3.8

-----------

328.9474

52.38015

2.631578947

10

12

3.8

-----------

315.7895

50.28495

3.157894737

12

15

3.8

-----------

328.9474

52.38015

3.947368421

14

17.5

3.8

-----------

328.9474

52.38015

4.605263158

16

20

3.8

-----------

328.9474

52.38015

5.263157895

18

22.5

3.8

-----------

328.9474

52.38015

5.921052632

20

25

3.8

-----------

328.9474

52.38015

6.578947368

 

 

 

 

آزمایش سوم:

 

l(cm)

I(A)

V(volt)

Z (Ω) = V/I

ω(rad/s)

R(Ω)

0

2.5

3.15

1.26

333.33

1

0.002299675

5

2.25

3.25

1.4444444

333.33

1

0.004333377

10

1.6

3.35

2.09375

333.33

1

0.006281313

15

1.2

3.4

2.8333333

333.33

1

0.008500085

20

0.95

3.45

3.6315789

333.33

1

0.010894846

25

0.8

3.5

4.375

333.33

1

0.013125131

 

 

 

 

 

 

 

 

منحنی تغییرات ضریب خودالقایی و تغییرات طول هسته نسبت به جریان :

 

 

آزمایش چهارم:

C(μF)

I(mA)

V(volt)

Z = I/V(kΩ)

10

20.5

3.8

0.18536585

12

29

3.8

0.13103448

14

41.5

3.8

0.09156627

16

60

3.8

0.06333333

18

87

3.8

0.04367816

20

115

3.8

0.03304348

22

145

3.8

0.0262069

24

145

3.8

0.0262069

26

125

3.8

0.0304

28

105

3.8

0.03619048

30

90

3.8

0.04222222

منحنی تغییرات Z نسبت به ظرفیت خازن :

 

 

مقدار کمینه Z :

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:21
0 نظر

آزمایش اندازه گیری گرمای نهان تبخیر

آزمایش اندازه گیری گرمای نهان تبخیر

مختصری از تئوری آزمایش:

­            در این آزمایش می خواهیم ضریب هدایت حرارتی مس را اندازه گیری کنیم.

            هدایت حرارت:

اگر دمای طرفین جسمی با هم اختلاف داشته باشد، گرما از قسمتی که دارای دمای بیشتری است به قسمتی که دمایش پایین تر می باشد منتقل می شود. اگر ضخامت جسم e باشد و دمای طرفین آن    باشد، مقدار انرژی گرمایی که در زمان  از طرف گرم تر به طرف سرد تر منتقل می شود برابر است با:

که در آن S سطح مقطع جسم، k ضریب هدایت حرارتی آن است. k در دستگاه cgs بر حسب سنجیده می شود.

            شرح دستگاه:

          تمام دستگاه را درون نمد قرار می دهند تا عایق بندی شده و تعادل گرمایی آن نا چیز باشد. دستگاه از یک میله مسی تو پر که قسمت اصلی دستگاه می باشد تشکیل یافته است. یک انتهای میله، لوله باریکی به شکل مارپیچ، پیچیده شده است که با وصل کردن آن به شیر آب ، آب سرد در این لوله باریک جریان پیدا می کند. در انتهای دیگر میله مسی، فضایی موجود است که بخار آب حاصل از جوشیدن آب درون ارلن مایر وارد این محفظه شده، پس از تبادل حرارتی با میله مسی از دستگاه خارج می شود. دماسنج های A و B دمای دو نقطه از میله مسی را که به فاصله e از هم قرار دارند نشان می دهند. دماسنج A به طرف گرمتر میله نزدیک تر است.

مختصری از شرح آزمایش:

            بیشتر از نصف ارلن مایر را آب ریخته و آنرا روی توری قرار داده شده روی سه پایه می گذاریم و درپوش آنرا محکم می بندیم. حال چراغ را روشن کرده و زیر ارلن مایر قرار می دهیم. شعله را طوری تنظیم می کنیم که گرما به طور یکنواخت به ارلن مایر برسد. کمی صبر می کنیم تا آب به جوش آید و بخار حاصل از دستگاه خارج گردد. در این حال شیر آب را به آرامی باز می کنیم و دقت می کنیم جریان آب به طور یکنواخت و با دبی کم از دستگاه خارج شود. ارلن مایر را یکنواخت گرم می کنیم تا همواره بخار آب از دستگاه خارج شود. حال تقریبا دو دقیقه یک بار دمای دماسنج ها را یادداشت می کنیم و اختلاف دمای دماسنجهای A و B و اختلاف دمای دماسنجهای C و D را یادداشت می کنیم و این کار را ادامه می دهیم تا این اختلافات ثابت شود ( و نه لزوما برابر. تا 0.1 درجه اختلاف کافی است) . در چنین حالتی دمای دماسنجهای A و B و C و D را یادداشت می کنیم و بلافاصله بشر را زیر لوله

خروجی آب قرار می دهیم و مقدار آبی که در زمان معین (اینجا 1 دقیقه) از آن خارج می گردد را جمع آوری کرده و وزن می کنیم. چون دستگاه را ایزوله فرض نموده ایم، مقدار گرمایی که در زمان  از نقطه A به نقطه B رسیده است، صرف گرم شدن آبی شده که در این مدت از لوله مارپیچی عبور کرده و در بشر جمع آوری شده است. اگر درجه دماسنج های A و B را به ترتیب  قرار دهیم، حرارت هدایت شده توسط لوله مسی از نقطه A به نقطه B برابر است با:

و اگر درجه حرارت دماسنج های C و D را به ترتیب با    نشان دهیم، مقدار حرارتی که صرف گرم شدن آب جاری شده برابر است با :

لدا بنا بر تعادل حرارتی : :

از طرفی داریم:

که در آن d قطر میله مسی،  e ضخامت لوله  و c گرمای ویزه آب می باشد.

این آزمایش را با سه دبی مختلف (هر دفعه دبی را زیاد می کنیم) انجام می دهیم و برای هر دفعه k  را محاسبه می کنیم.

 

محاسبه k :

          در آزمایش اول داده های زیر بدست آمد:

TA(c)

TB(c)

TC(c)

TD(c)

TA-TB

TC-TD

77

58

35

21.5

19

13.5

78.8

54.2

32.1

21

24.6

11.1

78.1

52.2

31.6

21

25.9

10.6

77.6

51.6

30.7

20.6

26

10.1

77.4

51.2

31.1

20.5

26.2

10.6

77.2

50.9

30.3

20.2

26.3

10.1

77

50.8

30.1

20

26.2

10.1

76.8

50.4

30.1

20

26.4

10.1

76.8

50.5

30

19.9

26.3

10.1

76.7

50.4

29.8

19.7

26.3

10.1

و مقدار آب جمع آوری شده توسط بشر  بدست آمده است.

حال   (ضریب بدست آمده برای آزمایش اول) را بدست می آوریم:

در آزمایش دوم داده های زیر بدست آمد:

TA(c)

TB(c)

TC(c)

TD(c)

TA-TB

TC-TD

76

48.4

25.2

18.7

27.6

6.5

75.7

48

25

18.5

27.7

6.5

75.6

47.9

24.9

18.4

27.7

6.5

که   را به همان روش قبل بدست می آوریم و داریم:

در آزمایش سوم داده های زیر بدست آمد:

TA(c)

TB(c)

TC(c)

TD(c)

TA-TB

TC-TD

75.5

47.1

22.1

17.6

28.4

4.5

75.1

46

21.7

17.4

29.1

4.3

74.8

45.5

21.5

17.3

29.3

4.2

74.6

45.3

21.5

17.3

29.3

4.2

74.5

45.2

21.4

17.2

29.3

4.2

که  را بدست می آوریم:

پس در یک جمع بندی داریم:

محاسبه میانگین و خطای میانگین و تصحیح ارقام کمیت ها:

          برای بدست آوردن  داریم:

حال برای محاسبه خطای میانگین () از واریانس استفاده می کنیم:

بنا بر این:

محاسبه خطای نسبی و مطلق کمیت ها از طریق روش دیفرانسیل لگاریتمی:

          می توان k را تابعی از متغیر های :   در نظر گرفت، بنا براین:

 

و از طرفی :

حال خطای  را محاسبه می کنیم:

بنابر این:

و برای  داریم:

بنا بر این:

و برای  داریم:

بنابر این:

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:20
0 نظر

آزمایش اندازه گیری کشش سطحی مایعات به روش قطره چکان

 

آزمایشگاه فیزیک 1

آزمایش اندازه گیری کشش سطحی مایعات به روش قطره چکان

 

مختصری از تئوری آزمایش:

          در این آزمایش می خواهیم کشش سطحی چند مایع مختلف را بدست بیاوریم ، که از موارد زیر کمک می گیریم.

            قانون Tate: وزن قطره مایع که از انتهای قطره چکان می افتد با کشش سطحی مایع و شعاع منفذ قطره چکان متناسب است که توسط رابطه زیر بیان می شود:

که در آن m جرم قطره ، g شتاب جاذبه زمین ، r  شعاع داخلی دهانه قطره چکان و T کشش سطحی مایع است. یکی از انواع قطره چکانها ، قطره چکان Hellige است. این قطره چکان از یک مخزن تشکیل شده و دهانه خروجی آن کاملا صاف و صیقلی است تا قطره به هنگام خروج تغییر شکل ندهد. می توان ثابت نمود که نسبت کشش سطحی دو مایع  با تعداد قطرات آنها که از یک قطره چکان فرو می ریزد نسبت معکوس و با وزن مخصوص آنها نسبت مستقیم دارد. یعنی:

در این رابطه   کشش سطحی مایع و وزن مخصوص آنها و  تعداد قطرات دو مایع در حجم مساوی از قطره چکان است. بنابر این با اندازه گیری  و تعیین  توسط ترازوی Mohr و معلوم بودن کشش سطحی یکی از دو مایع می توان کشش سطحی مایعات را بدست آورد.

          تراروی Mohr : این ترازو از پایه A  که ارتفاع آن بوسیله پیچ K قابل تنظیم است، تشکیل شده است که شاهین B بر روی آن سوار می شود به طوری که تیغه شاهین در شیار مخصوص روی پایه A جای می کیرد . در روی شیار دهم زایده سوار می شود و میله شیشه ای S که به وسیله سیم کرم نیکل بسته شده است توسط قلاب متصل به انتهای سیم به این زایده آویزان می شود. در روی شیارهای 1 تا 9

می توان چهار نوع وزنه را جابجا نمود. اگر این وزنه ها را به ترتیب با H,G,F,E نمایش دهیم داریم:

اگر وزنه E معرف واحد، ورنه های H,G,F به ترتیب اعشار آن است. توسط این وزنه ها می توان چکالی مایعات را تا چهار رقم اعشار اندازه گیری نمود.

 

مختصری ازشرح آزمایش:

            استفاده از ترازو برای پیدا کردن چگالی مایع مورد نظر:

ابتدا ارتفاع پایه را به وسیله پیچ K به انداره مورد نیاز تنظیم می کنیم سپس ترازو را در مکان مسطحی قرار می دهیم و به وسیله پیچهای پایه آن را تراز می نماییم . حال شاهین ترازو را روی پایه قرار میدهیم و آنگاه میله شیشه ای را توسط قلاب متصل به آن به زایده L که روی شاهین سوار شده است آویزان می کنیم. پیچهای  را آنقدر می چرخانیم تا نوک n از شاهین روبروی نوک  از پایه قرار گیرد. به این ترتیب ترازو به حالت تعادل در می آید.

استوانه کوچکی را از مایع مورد نظر پر می کنیم و استوانه را زیر میله شیشه ای طوری قرار می دهیم که میله شیشه ای کاملا درون مایع فرو رود. در این وضعیت به علت وارد شدن نیروی ارشمیدس به میله شیشه ای این میله به طرف بالا می رود. در این صورت باید آنقدر از وزنه های موجود در شیارهای شاهین قرار داد تا ترازو دوباره به حالت تعادل بر گردد. به عنوان مثال اگر وزنه های H,G,F,E  به ترتیب روی شیارهای 3,6,8,5 قرار گرفته باشند، چگالی مایع برابر است با : 0.5863

در اینجا با آزمایش بر روی آب و سه مایع مختلف داده های زیر بدست آمده است:

استفاده از قطره چکان برای پیدا کردن تعداد قطرات:

قطره چکان را در مایع فرو می بریم تا از آن پر شود. سپس در حالی که دهانه بالا را با انگشت نگه داشته ایم آنرا تا خط نشانه اول خالی می کنیم . حال قطره چکان را به یک گیره وصل می کنیم و شروع به حالی کردن آن می کنیم به طوری که به صورت قطره قطره خالی شود. تعداد قطرات را تا خط نشان دوم میشماریم.

در اینجا با آزمایش بر روی آب و سه مایع مختلف داده های زیر بدست آمده است:

 

توجه می کنیم که در طول آزمایش دما برای مایعات مساوی باشد.

بدست آوردن کشش سطحی مایعات:

          با توجه به رابطه بالا و داشتن کشش سطحی آب در دمای محیط آزمایش (در اینجا ) کشش سطحی سایر مایعات را بدست می آوریم:

کشش سطحی آب در این دما می باشد:

محاسبه خطا:

          در اینجا کشش سطحی را تابعی از وزن مخصوص ( یا چگالی ) و تعداد قطرات در نظر میگیریم. یعنی:

که در آن عبارت عدد ثابتی است، که در اینجا برابر است با: 4180.18

یعنی :

حال با استفاده از روش مشتقات جزیی خطای محاسبات را اندازه گیری می کنیم (برای سادگی  را z  ،  را x  و  را y فرض می کنیم):

که  برابر است با: و  برابر 1 است. بنابر این:

بنابر این داریم:

 

بدست آوردن رابطه 2 از 1:

            رابطه 1:

که داریم:

که در این محاسبات  حجم قطره چکیده شده از مایع nام  ،  چگالی مایع nام ،  حجم مخزن قطره چکان ،  تعداد قطرات چکیده شده مایع nام و ورن مخصوص مایع nام می باشند.

 

دلیل قرار دادن چگالی مایعات به جای وزن مخصوص در فرمول فوق:

          با توجه به محاسبات زیر این نسبت برابر است:

دلیل محاسبه مستقیم چگالی از طریق ترازو:

          در این ترازو حجم شیشه طوری انتخاب شده است که اگر در آب مقطر قرار گیرد 5gr آب را جا بجا می کند. پس اگر وزنه E در این حالت به زایده L متصل شود، دقیقا به حالت تعادل در می آید. پس وزنه E در جایگاه 10 با  متناسب است. حال اگر وزنه E به شیارهای دیگری وصل باشد گشتاور وارد شده با توجه به رابطه  ، که r فاصله وزنه از مرکز گشتاورر می باشد، به دست می آید. نیرویی که کل وزنه ها وارد می کنند باید نیروی ارشمیدسی را خنثی کند و چون نیروی ارشمیدسی برابر است با:  بنابر این این نیرو با چگالی متناسب است. و چون مجموع گشتاورهای وزنه ها با گشتاور ایجاد شده توسط نیروی ارشمیدسی برابر است ، بنابراین نیروی وزنه ها هم متناسب با چگالی است.

حال اگر فرض کنیم که وزنه E در شیار 5 قرار گرفته باشد، در این حالت نیروی گشتاور نصف حالتی که به شیار دهم وصل باشد.

چون E در شیار دهم متناسب با  است پس در این حالت( که وزنه در شیار 5 قرار دارد)  E متناسب با  است. و همچنین وزنه F یک دهم وزنه E است و نیروی معادل یک دهم وارد می کند پس اگر به طور مثال وزنه F روی شیار 8 باشد داریم: و به همین ترتیب برای وزنه های دیگر چنین رابطه ای قابل بیان است.

            پس به این طریق به طور مستقیم می توان چگالی مایع را محاسبه کرد.

دلیل ثابت بودن دما در طول آرمایش:

          اگر دما تغییر کند به علت تغییر چگالی ها تمام محاسبات به هم می خورد.

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:20
0 نظر

آزمایش اندازه گیری ظرفیت خازن مسطح

 

 

آزمایش اندازه گیری ظرفیت خازن مسطح:

 

تئوری آزمایش:

ظرفیت یک خازن از رابطه زیر بدست می آید:

که C ظرفیت خازن بر حسب فاراد ، Q بار خازن بر حسب کولن و V اختلاف پتانسیل بین صفحات خازن بر حسب ولت است. حال ارتباط ظرفیت با مساحت صفحات (A) و فاصله بین دو صفحه (d) و ماده عایق بین صفحات برابر است با :

اگر فاصله صفحات در مقابل مساحت صفحات کوچک باشد ، میدان E مابین صفحات را میتوان همگن در نظر گرفت. k تغییرات ظرفیت را نسبت به خلا نشان می دهد.

در این آزمایش هدف این است که رابطه ظرفیت خازن با متغیرهای هندسی بررسی شود. خازن هایی در اختیار داریم که می توانیم در هر مرحله مساحت صفحات یا فاصله بین صفحات را تغییر داده و کمیت دیگر را ثابت نگه داریم و رفتار خازن را در این وضعیت بررسی کنیم . همچنین رفتار ظرفیت خازن با تغییر دی الکتریک بین صفحات آن را بررسی می کنیم . همانطوریکه در بالا گفته شد طبق رابطه ظرفیت خازن با مساحت صفحات آن رابطه مستقیم دارد و ما انتظار داریم که نمودار ظرفیت نسبت به مساحت حالت خطی پیدا کند و در مورد ظرفیت نسبت به دی الکتریک هم همین انتظار را داریم . اما ظرفیت با فاصله بین صفحات طبق فرمول نسبت عکس دارد و ما انتظار داریم که نمودار ظرفیت نسبت به فاصله صفحات حالت هارمونیک پیدا کند.

در آزمایش دوم هدف بررسی رفتار ظرفیت خازن معادل است وقتی حالت سری یا موازی داشته باشند و ولتاژ تغییر کند . وقتی دو خازن به طور موازی بسته می شوند ولتاژ بین آنها ثابت مانده و بار خازن معادل برابر با مجموع بار تک تک خازن ها می شود . با یک محاسبه ساده بدست می آید که :

اما وقتی دو خازن به طور سری به هم بسته شوند ، ولتاژ کل برابر با ولتاژ تک تک خازنها می شود در حالیکه بار خازنها با هم برابر می شود . باز هم با یک محاسبه ساده بدست می آید که:

شرح آزمایش :

آزمایش اول :

وسایل لازم برای این آزمایش عبارتند از :

منبع تغذیه 450 VDC ، خازن آزمایشی ، تقویت کننده الکترومتر ، دو عدد خازن 10nF که بصورت موازی بسته می شوند و در مدار قرار می گیرند ، دو عدد ولت متر در محدوده های U=0.8V و U<=300V و سوییچ .

ابتدا فاصله بین صفحات خازن آزمایشی بزرگ را با استفاده از فضاسازهای کوچک 6mm تنظیم کردیم و ولتاژ منبع تغذیه را روی 50V تنظیم کردیم. با استفاده از میله اتصال به زمین ، بار  خازن را تخلیه کرده و سپس با استفاده از سوییچ ولتاژ منبع تغذیه را به خازن اعمال کردیم و با سوییچ کردن روی مدار الکترومتر ، بار خازن را اندازه گیری کردیم. سپس ولتاژ منبع تغذیه را 50V بالا بردیم و پس از خالی کردن بار خازن و انجام مراحل فوق ، بار آن را اندازه گرفتیم و این کار را تا 300V تکرار کرده و نتایج را یادداشت کردیم. سپس همین کار را در مورد خازن کوچک انجام داده و نتایج را یادداشت کردیم.

سپس فضاسازها را ازبین صفحات خازن بزرگ برداشته و بین صفحات آن دی الکتریک پلی استرین را قرار داده و با تنظیم ولتاژ منبع تغذیه روی 50V و تکرار مراحل بالا بار خازن را اندازه گرفتیم . سپس ولتاژ را 50V اضافه کرده و بار خازن را اندازه گرفتیم و این کار را تا ولتاژ 250V تکرار کرده و نتایج را یادداشت کردیم . سپس عایق پلی استرین را برداشته و جای آن شیشه گذاشتیم و با تنظیم ولتاژ روی 20V بار خازن را اندازه گرفتیم و این کار را با اضافه کردن 20V در هر مرحله تا 100V انجام دادیم و نتایج را یادداشت کردیم.

سپس عایق را از بین صفحات برداشته و با استفاده از فضاساز ها فاصله بین صفحات را 1mm تنظیم کردیم و با تنظیم ولتاژ منبع تغذیه روی 250V بار خازن را اندازه گرفتیم و با استفاده از رابطه  ظرفیت خازن را برحسب pF محاسبه کرده و یادداشت کردیم . سپس با ثابت نگه داشتن ولتاژ این کار را برای فاصله بین صفحات 1mm ، 2mm ، 3mm ، 4mm  و 6mm تکرار کردیم .

آزمایش دوم:

ابتدا فاصله بین صفحات خازن ها را 6mm قرار داده و با تنظیم ولتاژ منبع تغذیه روی 50V ابتدا خازن ها را به صورت موازی بسته و با استفاده از الکترومتر بار خازن معادل را اندازه گرفتیم و این کار را با اضافه کردن 50V در هر مرحله تا 150V انجام داده و نتایج را یادداشت کردیم و همین کار را برای  اتصال سری انجام دادیم و با استفاده از رابطه بالا ظرفیت خازن معادل را برای هر مرحله پیدا کرده و با هم مقایسه کردیم.

 

محاسبات آزمایش:

آزمایش اول:

الف:

 

V(V)

Q(big)(nC)

Q(small)(nC)

V^2

VQ(big)

VQ(small)

start of  coordinate

0

0

0

0

0

0

 

50

16

12

2500

800

600

 

100

34

24

10000

3400

2400

 

150

52

36

22500

7800

5400

 

200

70

46

40000

14000

9200

 

250

88

58

62500

22000

14500

 

300

106

68

90000

31800

20400

SUM

1050

366

244

227500

79800

52500

 

محاسبه از طریق رابطه   :

علت اختلاف:

علت اختلاف بین C بدست آمده از طریق آزمایش با C بدست آمده از طریق محاسبه این است که در هنگام محاسبه دی الکتریک ، خلا فرض شده و در فرمول ، به جای k ، یک جایگذاری شده است. در حالی که در آزمایش ، دی الکتریک ،خلا نبوده و هوا به همراه ناخالصی های موجود در آن بعنوان دی الکتریک قرار گرفته است که ضریب آن از خلا که یک می باشد ، بزرگتر بوده و باعث اختلاف بین این دو C می شود. و همچنین از آنجایی که دستگاههای اندازه گیری دارای مشکل بودند ممکن است اختلاف زیاد این دو C اندکی مربوط به این مورد باشد.

نمودارهای تغییرات Q نسبت به V :

 

 

ب:

V(V)

Q(big)(PS)(nC)

C(big)(pF)

V^2

VQ(PS)

50

28

560

2500

1400

100

64

640

10000

6400

150

96

640

22500

14400

200

130

650

40000

26000

250

166

664

62500

41500

750

484

 

137500

89700

 

V(V)

Q(big)(GL)(nC)

C(small)(pF)

V^2

VQ(GLASS)

20

16

800

400

320

40

44

1100

1600

1760

60

66

1100

3600

3960

80

92

1150

6400

7360

100

120

1200

10000

12000

300

338

 

22000

25400

 

 

 

 

نمودارهای تغییرات Q نسبت به V :

 

 

ج:

 

V(V)

d(mm)

Q(big)(nC)

C(nF)

C(pF)

1/d(1/mm)

250

1

374

1.496

1496

1

250

2

196

0.784

784

0.5

250

3

162

0.648

648

0.333333

250

4

130

0.52

520

0.25

250

6

88

0.352

352

0.166667

 

 

نمودارهای تغییرات C نسبت به d و 1/d :

 

 

آزمایش دوم :

 

د :

results(V = 50V)

Q(nC)

C(pF)

small

12

240

big

16

320

parallel

28

560

consecutive

8

160

 

results(V = 100V)

Q(nC)

C(pF)

small

24

240

big

34

340

parallel

54

540

consecutive

14

140

 

results(V = 150V)

Q(nC)

C(pF)

small

36

240

big

52

346.6666667

parallel

84

560

consecutive

22

146.6666667

 

نمودارهای تغییرات Q نسبت به V :

 

توجه:

متاسفانه در مرحله انجام این آزمایش به علت وجود اشکال در یکی از دستگاهها اعداد بدست آمده دارای خطای زیادی هستند ، بنابراین در نمودارها مقداری خطا وجود دارد.

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:19
0 نظر

« آزمایش انداره گیری نیروی محرکه القایی تولید شده در سیملوله با میدان متغیر »


 

« آزمایش انداره گیری نیروی محرکه القایی تولید شده در سیملوله با میدان متغیر »

 

شرح آزمایش :

 

وسایل آزمایش : سیم پیچ هایی با مقاطع و تعداد دور های مورد نیاز ، سیم پیچی با قطر 120 سانتی متر برای تولید میدان مغناطیسی ، مولد موج مثلثی ، Cassy .

الف – اندازه گیری نیروی محرکه القایی برحسب تابعی از مقطع سیم پیچ :

ابتدا سیم پیچ تولید میدان را به منبع تولید جریان مثلثی متصل کرده و خروجی جریان را 2.9 A قرار داده و آهنگ تغییر جریان در سیم پیچ را 1 آمپر بر ثانیه قرار دادیم . در این مرحله از آزمایش سیم پیچ های با مقاطع  ،  و  میلی متر و تعداد دور های 300 حلقه را به طور جداگانه در میدان مغناطیسی درون سیم پیچ مولد میدان قرار دادیم و ننمودار جریان و نیروی محرکه القایی آن را توسط Cassy رسم کردیم .

ب- انداره گیری نیروی محرکه القایی برحسب تابعی از تعداد حلقه ها :

در این آزمایش از سیم پیچ با مقطع  میلی متر و با تعداد حلقه های 100 ، 200 و 300 حلقه استفاده کردیم . ابتدا آهنگ تغییر جریان را در حدود 5/1 آمچر بر ثانیه قرار داده و نمودار جریان و نیروی محرکه القایی را برای این سیم پیچ ها توسط Cassy رسم کردیم .

ج – اندازه گیری نیروی محرکه القایی بصورت تابعی از آهنگ تغییرات میدان :

در این آزمایش از سیم پیچ با مقطع  و تعداد دور های 300 حلقه استفاده نمودیم . ولی این بار آهنگ تغییر جریان را به ترتیب 8/0 ، 1 ، 2/1 ، 6/1 آمپر بر ثانیه قرار دادیم ( در نتیجه این تغییر ، آهنگ تغییر میدان مغناطیسی تغییر می کند ) و نمودار های جریان و نیروی محرکه القایی را توسط Cassy رسم نمودیم .

 

محاسبات آزمایش :

الف – اندازه گیری نیروی محرکه القایی برحسب تابعی از مقطع سیم پیچ :

 

سیم پیچ

IMax (A)

UMax (mv)

2/871

0/297

9916/0

853/2

162/0

0225/1

841/2

177/0

0225/1

 

مقادیر محاسبه شده از روی نمودار با تقریب خوبی نزدیک مقدار تنظیم شده برای دستگاه هستند .

با تقریب خوبی Constant/l برابر با شیب نمودار می باشد .

 

نمودار نیروی محرکه القایی برحسب سطح مقطع سیم پیچ :

محاسبه شیب نمودار :

از آنجایی که A و U با هم نسبت مستقیم دارند ، پس نمودار آن ها از مبدا می گذرد . پس داریم :

 

 

ب- انداره گیری نیروی محرکه القایی برحسب تابعی از تعداد حلقه ها :

 

تعداد دور

IMax (A)

UMax (mv)

100

5056/1

841/2

153/0

200

5444/1

876/2

301/0

300

505/1

829/2

454/0

 

مقادیر محاسبه شده از روی نمودار با تقریب خوبی نزدیک مقدار تنظیم شده برای دستگاه هستند .

 

با تقریب خوبی Constant/l برابر با شیب نمودار می باشد .

 

نمودار نیروی محرکه القایی برحسب تعداد دور سیم پیچ ها :

 

 

محاسبه شیب نمودار :

 

از آنجایی که A و N2 با هم نسبت مستقیم دارند ، پس نمودار آن ها از مبدا می گذرد . پس داریم :

 

 

 

 

 

 

 

ج – اندازه گیری نیروی محرکه القایی بصورت تابعی از آهنگ تغییرات میدان :

 

IMax (A)

UMax (mv)

8/0

869/2

122/0

1

878/2

156/0

2/1

847/2

193/0

6/1

898/2

270/0

 

با تقریب خوبی Constant/l برابر با شیب نمودار می باشد .

 

نمودار نیروی محرکه القایی برحسب أهنط تغییر جریان :

 

 

 

محاسبه شیب نمودار :

از آنجایی که A و dI/dt با هم نسبت مستقیم دارند ، پس نمودار آن ها از مبدا می گذرد . پس داریم :

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 02:18
0 نظر

آزمایش التور در آب و فاضلاب

آزمایش التور در آب و فاضلاب

وسایل مورد نیاز:

پودر NaCl : سدیم کلرایدMERK

محیط کشت آب پپتون PEPTONE water

محیط کشت TCBS

محیط کشت کلیکرآریون آگار

آنتی سرم مخصوص التور

نحوه تهیه محیط کشت ها


آب پپتون: 10gr+1lit+20gr NaCl : با هم مخلوط می کنیم و با شعله حرارت می دهیم محیط را تهیه و بعد در لوله های کوچک آزمایشگاه به مقدار 10 سی سی می ریزیم(بدون لوله دورهام) و در اتوکلاو میگذاریم تا استریل شود و بعد از استریل در یخچال میگذاریم تا استریل شود و بعد از استریل تا زمان مصرف در یخچال قرار می دهیم.

محیط کشت TCBS: آب مقطر 88gr+1lit : با هم مخلوط می کنیم و با شعله حرارت می دهیم تا به جوش بیاید . تنها محیط کشتی است که نیاز به اتوکلاو ندارد و بعد می گذاریم تا سرد شود بعد از سرد شدن این محیط را بصورت یکنواخت بر روی پیپت ها می ریزیم و بعد از تهیه در یخچال تا زمان استفاده می گذاریم.

محیط کشت کلیکر آریون آگار:میزان مصرف بر روی محیط کشت به صورت کامل درج شده است این محیط را بعد از اینکه تهیه کردیم در اتوکلاو می گذاریم تا استریل شود بعد از استریل محیط در داخل لوله های کوچک درب دار (لوله آزمایشگاه با 
پنبه )بصورت مورب می ریزیم .

توجه: این لوله های کوچک درب دار از قبل باید در فور استریل شده باشد و بعد از ریختن محیط بر داخل لوله های درب دار می گذاریم تا سرد شود و بعد از اینکه سرد شد درب آن را می بندیم ودر یخچال تا زمان استفاده می گذاریم.

روش آزمایش :

ابتدا چند سی سی از نمونه آب را بوسیله پیپت در محیط آماده شده پپتون واتر می ریزیم و در اتوکلاو 37 قرار می دهیم .

پس از 24 ساعت در آب (7ساعت در فاضلاب ) بوسیله آنس ته گرد از محیط آب پپتون به محیط TCBS به صورت زیگزاگ کشت می دهیم و بعد در اتوکلاو 37درجه سانتی گراد از
کلنی های زرد مات مشکوک بوسیله آنس نوک تیز برداشته و به محیط کشت کلیکر آریون آگار کشت می دهیم .کشت در این مرحله هم عمقی است و هم سطحی . و دوباره به مدت 24 ساعت در اتو 37 قرار می دهیم .

کشت عمقی :

نحوه کشت بدین صورت است که با آنس نوک تیز از کلنی های زرد مات مشکوک برداشته و آنرا در داخل لوله های کوچک درب دار که محیط کلیکرآریون آگار ریخته ایم تا عمق فرو می بریم.

کشت سطحی :

دوباره از کلنی های زرد مات مشکوک با آنس نوک تیز برداشته به صورت زیگزاگ بر روی سطح محیط کشت کلیکر آریون آگار (قسمت مورب ) کشت می دهیم .

عمق اگر زرد رنگ باشد در نتیجه نمونه آب یا فاضلاب از نظر التور مثبت است . اما برای تعیین نوع التور از کلنی های محیط کلیکر اریون آگار با آنس نوک تیز استریل برداشته و بر روی یک لام که یک قطره سرم فیزیولوژی در آن ریخته ایم مخلوط می کنیم سپس آنتی سرم به مقدار یک قطره به آن اضافه می کنیم و به هم می زنیم اگر حالت آب لوتاسیون را مشاهده کردیم نمونه مثبت و نوع التور را گزارش می دهیم.

حالت آب لوتاسیون :

حالتی است مثل اینکه شیر بریده می شود و یا حالتی است که محیط محکم به هم
می چسبد و حالت قوام دارد.

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:33
0 نظر

آزمایش ارزش ماسه ای SE

آزمایش ارزش ماسه ای SE

آزمایش SE

آزمایش ارزش ماسه ای در ایران که به اختصار به آن SE  نیز می گویند در اکثر کارگاههایی که با بتن و آسفالت سرو کار دارند مطرح است . این آزمایش که به عنوان پارامتر کنترل کننده تمیزی و کثیفی ماسه از آن یاد می کنند از سالیان پیش ( ۶۵ سال ) مورد استفاده بوده است و تا حال نیز استفاده می شود. آنچه که در این میان مهم است این است که آیا آزمایش فوق می تواند ملاک مناسبی برای پذیرش یا عدم پذیرش ماسه برای بتن باشد یا خیر؟ به همین منظور آزمایشهایی در مورد ماسه مورد استفاده در بتن انجام شده که شرح روش و نتایج این آزمایشات در ادامه بحث آمده است . همچنین در انتها به دلایل خطاهای موجود در آزمایش SE نیز پرداخته ایم.

نقش SE  در نسبت آب به سیمان:

برای آنکه بتوانیم نقش ماسه با SEهای مختلف را در کیفیت بتن خصوصا تغییر نسبت آب به سیمان بسنجیم ماسه باSE و Passing  های مختلف را در بتن تست کردیم که شرح روش و نتایج آن به شرح ذیل می باشد:

۱٫ ابتدا برای این منظور ماسه با ارزش ماسه ای و Passing  های مختلف را در معدن شن و ماسه

ساختیم .

       SE=75%                                 SE = 75%                         SE = 40%

 Passing = 5%                          Passing= 3%                     Passing = 3%

   (۱)           (۲)                                          (۳)

                        SE = 75%                                             SE=87%

                  Passing = 10%                                     Passing =3%

                         (۴)                                                 (۵)

سپس با مشخصات ثابت و طرح اختلاط زیر مخلوطهای آزمایش مورد نظر را ساختیم :

MSA=20 mm        C=400 kg/m3      (استوانه ایی)=۲۵۰  fc    اسلامپ هدف ۸ cm

همچنین در این آزمایش برای آنکه درصد مصالح گذشته از الک ۲۰۰ کاملا مشخص باشد تمامی مصالح سنگی درشت دانه کاملا با آب شسته شده وپس از خشک کردن به طرح اضافه شد.

بدیهی ست با توجه به ماسه های فوق ،  پنج طرح اختلاط ساخته شد، همان طور که مشخص است در تمامی طرحهای فوق برای محاسبه نسبت آب به سیمان به طرح تا حدی آب افزوده شد تا به اسلامپ هدف  (۸cm)  برسیم. همچنین برای تمامی طرحهای فوق آزمایش مقاومت فشاری در سنین۷،۳ و ۲۸ روزه انجام شدکه شرح نتایج این آزمایشات در جداول زیر آمده است:

همانطور که از نتایج آزمایش مشخص است آب مورد نیاز در طرحهای فوق بسیار وابسته به درصد گذشته از الک ۲۰۰ و مدول نرمی ماسه دارند و هیچگونه ارتباطی با ارزش ماسه ای (SE)ندارد. برای مثال در طرحهای فوق با افزایش passing 200   نسبت آب به سیمان افزایش یافته و به منزله آن مقاومت نیز کاهش محسوس یافته است. اما با کاهش SE هیچ تفاوت محسوسی در نسبت آب به سیمان مشاهده نشده است ، حتی مشاهده شده است که SEهای پایین مقاومت و کارایی بهتری نسبت به ماسه با SE های بالاتر داشته اند. آنچه که درمورد ماسه با SE های بالاتر قابل توجه است ، کارایی پایین آنها خصوصا برای ماسه های شکسته میباشد که دلیل آن را میتوان به شستشوی بیش از حد ماسه در معادن برای رسیدن به ارزش ماسه ای بالا (۷۵%) دانست. برای مثال ماسه ساخته شده در یک معدن که در ابتدا FM=3.81 و PASSING=3% داشته و دارای SE=65 بوده است، پس از اصلاح SE  به ۸۰ FM=4.1 و PASSING=2.4% دست یافته ایم.که نشانگر افزایش مدول نرمی ماسه می باشد .

 

همچنین در یک بررسی در مورد ماسه های ساخته شده از ۳معدن در طول ۲ سال مشخص شد که با افزایش SE به مقدار ۱۰% مدل نرمی ماسه نیز ۰٫۲ تا ۰٫۳ افزایش می یابد. که این امر سبب استفاده بیشتر ماسه در طرح اختلاطها و کارایی پایین بتن می شود.

در ادامه برای آنکه ببینیم ماسه با مدول نرمی و Passing های مختلف چگونه بر آزمایش SE  تاثیر گذار می باشد. ماسه ای با FM  و Passing  مختلف تهیه کردیم . برای تهیه ماسه باFM و  Passing های مشخص از سنگدانه هایی با سایز ۶-۱۲ میلیمتر استفاده کردیم . سنگدانه های فوق را پس از شست وشو آسیاب کرده و پس از الک کردن به نسبتهای معین مخلوط و تبدیل به ماسه استاندارد کردیم. ازمزایای این ماسه می توان به عادی بودن ذرات ماسه از مواد آلی و هموسی نام برد که خطاهای آزمایش SE را کاهش می دهد ، همچنین مهمترین امتیاز این روش را میتوان به ثابت بودن مدول نرمی (FM) نمونه جهت تست ارزش ماسه ای دانست. زیرا جهت تهیه ۱۰۰ تا ۱۲۰ گرم ماسه با  FMثابت مصالح مورد نظر بر روی هر الک را به مقدار لازم توزین کرده و در ظرف مورد نظر SE مخلوط می کنیم مشخص است با این روش هیچگونه خطایی در تهیه نمونه آزمایش فوق انجام نمیشود.

نتایج و مشخصات ماسه های مختلف در شیت های زیر آمده است:

 

همانطور که از نمودار ماسه و SE های بدست آمده مشخص است ماسه هایی که درصد گذشته از الک ۲۰۰ آنها ثابت می باشد به ازایSE  بالاتر، دارای FM بیشتری می باشند که از محدوده مجاز و استاندارد خارج می باشند . همچنین کاهش SE  سبب زیاد شدن Passing  در بیشتر موارد شده است .

خطاهای تاثیر گذار در آزمایش SE:

با توجه به اینکه احتمال خطا در این آزمایش بسیار بالا می باشد به طوری که در نمونه گیری انجام شده از یک ماسه توسط سه آزمایشگاه در منطقه پارس جنوبی انجام دادند اختلاف نتایج به دست آمده به بیش از ۲۰ رسید.

SE=56  آزمایشگاهC                  SE=71  آزمایشگاه B            SE=77  آزمایشگاه A

برای اینکه بتوانیم دلایل اختلاف در نتایج بدست آمده را چک کنیم آزمایشات زیر را انجام دادیم.

۱٫ تاثیر دمای ماسه و محلول در آزمایش :

در ادامه آزمایشات از یک ماسه با FM و Passing مشخص ۶ بار نمونه برداری به عمل آمده و آزمایش SE را با دمای (۲۵و۳۵و۴۵) برای ماسه انجام دادیم که نتایج زیر بدست آمد.

نتایج آزمایش در دمای ۲۵= ۸۱ , ۷۱ ,۷۳

نتایج آزمایش در دمای ۳۵= ۷۴, ۶۸ ,۷۹

نتایج آزمایش در دمای ۴۵= ۵۹, ۶۲, ۶۱

 از نتایج فوق مشخص است چنانچه دمای ماسه و یا محلول آزمایش بالا باشد نتایج به طور محسوس افت می کنند.

۲٫ تاثیر نمونه برداری از ماسه :

در این آزمایش ابتدا از معدن نمونه گیری به عمل آمد و سپس مدول نرمی و passing برای نمونه مشخص شد . FM=3.81    و    Passing =3.1  سپس نمونه را به دو قسمت تقسیم و به روش مرطوب و کاملا خشک مجددا دانه بندی کردیم.

۲-۱٫ روش خشک :

در این روش پس از آنکه نمونه ها در اون خشک شد بیرون آورده و با ظرف مخصوص توزین SE ، ۶۰ نمونه جدا کردیم و سپس هر کدام را جداگانه دانه بندی کردیم که نتایج زیر بدست آمد.

{ FM =4.02 , Passing = 2.8}    {FM=3.74 , Passing =4.3}

                                  (۱)                                                       (۲)

{FM=4.11 , Passing =2.7 }    {FM=3.93 , Passing =2.9}

                                        (۳)                                                       (۴)

{ FM = 4.13 , Passing = 1.9}     { FM=4.08 , Passing =2.3}

                        (۵)                                          (۶)

۲-۲ . روش تر:

در این آزمایش پس از نمونه گیری از معدن ماسه مرطوب را در ظرف توزین SE وزن کرده و نمونه های آزمایش SE  را به صورت مرطوب انجام دادیم سپس تمامی نمونه ها را جداگانه در اون قرار دادیم و پس از خروج آزمایش دانه بندی را انجام دادیم که نتایج ـن به شرح زیر است.

{FM=3.9 , Passing=3.4 }   {FM = 3.74 , Passing =2.7 }

                   (۱)                                             (۲)

{FM = 3.83 , Passing=3.1}  {FM =3.92 , Passing=2.9 }

                   (۳)                                             (۴)

{FM= 3.83 , Passing=3.4 }  , Passing=2.9 }  {FM= 3.83

                    (۵)                                             (۶)

همانطور که از نتایج این دو روش مشاهده می شود خطاهای نمونه گیری در روش خشک بیشتر از روش تر می باشد. و معمولا پراکندگی نتایج SE  نیز به علت متغیر بودن نمونه گیری به روش خشک می باشد . در صورتیکه در روش تر دانه بندی ها به واقعیت نزدیکتر  می باشد.

خطا در روش انجام آزمایش:

با توجه به روش استاندارد پیشنهاد شده ASTMD 2419  این استاندارد صریحتا ذکر کرده است که در هنگام انجام آزمایش استوانه های محلول و ماسه را در حالی عمودی پر از محلول کنیم . که متاسفانه در اکثر آزمایشات این کار انجام نمی شود. و لوله را برای شستشوی کامل به صورت مورب نگه می دارند. همچنین برای اینکه با خطاهای دیگر این آزمایش آشنا بشویم به چندین آزمایشگاه در منطقه پارس جنوبی رفته و خطاهای آنها را در جدول زیر ثبت کردیم.

 

نتیجه گیری آماری از آزمایش SE :

با توجه به انجام بیش از ۱۳۶۰ آزمایش ارزش ماسه ای در طول ۳ سال فعالیت این آزمایشگاه از ۵ معدن میتوان نتایج آزمایش را جداگانه بررسی کرد. از آنجا که در هر آزمایش ۲ تا ۳ لوله برای آزمایش انجام شده است اختلاف و تلورانس هر استوانه آزمایش ۱۱% ثبت شده است .همچنین در نمونه گیری های مشترک بین دو آزمایشگاه ( آزمایشگاه پیمانکار و کارفرما) اختلاف عمودی بیش از ۱۵% بوده است . همچنین SE های بدست آمده از یک معدن در یک سال ( به ازای ۲۰۰ بار نمونه گیری ) تلورانس بالایی بین ۴۱ تا ۹۴ بوده است. همچنین انحراف معیار برای آزمایش SE بیشتر از ۳۸ بوده است.

نتیجه گیری کلی:

آنچه از آزمایشاتی که در این مورد انجام شده و همچنین آزمایشات ارزش ماسه ای در طول ۳ سال اخیر دست یافتیم می توان به موارد زیر اشاره کرد :

۱٫ با توجه به نتایج طرح اختلاط و مقایسه PASSING  و SE  پارامتر PASSING به طور کاملا محسوس بر روی نسبت آب به سیمان (W/C) تاثیر گذار می باشد در صورتی که SE  هیچگونه تاثیری نداشته و حتی مشاهده شده SE های پایین تر مقاومت های بهتری داده اند.

۲٫دقت در انجام آزمایش

بررسی آزمایش ارزش ماسه ای به عنوان ملاک پذیرش تمیزی ماسه بتن

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:32
0 نظر

آزمایش Half Cell چیست

آزمایش Half Cell چیست


آزمایش Half Cell چیست دانلود اکسل نمونه آزمایش نیم پیل مقاومت الکتریکی بتن

half cellهمانگونه که گفته شد واقعا” یک جریان الکتریکی در بتن مسلح وجود دارد . پس باید بتوان آن را اندازه گیری نمود . اگر یک سر سیم را بهمیلگرد وصل کنیم و سر دیگر سیم را به کمک یک الکترود به سطح بتن مرطوب بچسبانیم و در این فاصله ولت متری را قرار دهیم ، اختلاف پتانسیل را بر صفحه دستگاه مشاهده می نماییم که در حدود چند ده تا چند صد میلی ولت است.

بسته به نوع الکترود مصرفی ، ولتاژ قرائت شده متفاوت خواهد بود و قابل تبدیل به یکدیگر می باشند ، آزمایش نیم پیل دارای دستور العمل استاندارد برای کارگاه می باشد اما دستور استاندارد آزمایشگاهی ندارد . در کارگاه ASTM الکترود مس ـ سولفات مس را توصیه کرده است و در آزمایشگاه معمولا” از الکترود کالومل اشباع استفاده میشود .

ASTM . C876 شروع فعالیت خوردگی را به صورت احتمالی و بشرح ذیل مشخص کرده است.

احتمال شروع فعالیت خوردگی اختلاف پتانسیل v با الکترود مس ـ سولفات مس (mv )

بیش از ۹۰ درصد ۳۵۰< v

حدود ۵۰ درصد ۲۰۰

کمتر از ۱۰ درصد v < 200

در این آزمایش باید میلگردها بصورت متصل تداوم داشته باشند و قطع در آنها باعث اختلال در نتایج می گردد . باید دانست که این آزمایش فقط اختلاف پتانسیل موجود را به دست می دهد که پتانسیل خوردگی نام دارد و به هیچ وجه آهنگ خوردگی یا میزان خوردگی میلگرد را به نمایش نمی گذارد .

در آزمایشهای آزمایشگاهی معمولا” میلگردی را داخل یک استوانه بتنی قرار می دهند و بخش عمده ای از بتن را در داخل آب دریا یا آب نمک ( با غلظت های متفاوت ) می گذارند و یک سر سیم را به میلگرد خارج از آب و الکترود را داخل آب دریا یا آب نمک قرار می دهند و ولتــاژ را قرائت می کنند .

این آزمایش مستقیما” کیفیت بتن را بدست نمی دهد فقط می توان کیفیت بتن را در مقایسه با یکدیگر ارزیابی کرد ونشان داد کدام نمونه زودتر و کدام یک دیرتر فعالیت خوردگی را آغاز می نمایند .

آزمایش نیم پیل و ارقام ذکر شده فقط برای میلگردهای بدون پوشش ( گالوانیزه ، اپوکسی و .. . . ) کاربرد و مفهوم دارند و برای میلگردهای پوشش دار و صنعت متفاوت خواهد بود.

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:32
0 نظر

ابعاد MDF به طور معمول

ابعاد MDF  به طور معمول عبارتند از :

4100*1830 (ابعاد به میلیمترمی باشد)

3660*1830

2440*1830

2440*1220

البته اغلب سایزهای وارداتی از ایتالیا  4100*2100 و از کشور اتریش 2800*2070 و 2600*2070 میباشند.

ضخامتهای تولیدی و معمول نیز به شرح زیر می باشند:

3 ، 4، 6 ،8 ،10 ،12، 16، 18، 20 ، 25 ، 32، 38 میلیمتر

طبق اظهاردبیر انجمن چوب ایران تقاضا برای MDF به طور تخمینی بالغ بر 140 هزار تن در سال میباشد.  در بازار ایران در حال حاضر ابعاد بزرگتر طرفدار بیشتری دارد . با توجه به اینکه ضخامتهای مختلف هر کدام کاربرد خاص خود را دارند ولی ضخامتهای کمتر در حد 3 میلیمتر که معمولا برای درب سازی استفاده می شوند و ضخامتهای بالاتر در حدود12، 16 و 18 میلیمتر ازخریدار بیشتری برخوردار است. البته در مورد خریدار جزئی MDF روکش شده رنگ روکش نیز نقش زیادی دارد.

نبودن کانال های توزیع جامع و اینکه شرکتها راساً اقدام به توزیع می کنند باعث تنوع قیمتی زیادی در بازار شده است.

انواع  MDF با خواص ویژه

به طور کلی می توان تخته فیبرهای نیمه سنگین را از نظر خواص و ویژگی های آنها  در دو گروه ،تخته فیبر نیمه سنگین با خواص معمولی  و یا خواص ویژه  طبقه بندی کرد:

تخته های صنعتی خاص دارای ویژگی هایی علاوه بر مشخصات معمول MDF هستند که با اعمال تغییرات در پروسه تولید، با استفاده از چسب های مختلف یا مواد افزودنی گوناگون تولید می شوند. بعضی از انواع MDF های خاص و موارد استفاده آنها به شرح زیر هستند:

 

 

 

 

1. MDF نازک (Thin MDF)

 

این تخته ها به کلاسهای خیلی نازک mm8/1 تا mm 5/2 ، و از 5/2 تا 6 میلی مترو 4 تا 6 میلی متر تقسیم می شوند(استاندارد EN-622-5 ) که در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.

از موارد کاربرد عمومی MDF های نازک، کف کشوها، پشت کابینت ها، رویه درها و ... می باشد. تمام روسازی قابل انجام روی MDF معمولی روی  MDF نازک نیز اجرا میشود.

از سایر موارد کاربرد MDFهای نازک عبارتند از:

دیوار کوب ها، پوشش های سقف، غرفه های نمایشگاهی، صنایع اتومبیل سازی، رویه لاستیک زاپاس(یدک) پشت صندلی، رویه در، تولید تخته های انحناءدار و ... می باشد.

 

2. MDF ضخیم(Thick MDF)

 

MDF های ضخیم طبق استاندارد EN-622-5  به کلاسهای 45-30 میلی متر و 60-45 میلی متر تقسیم شده اند و جهت ساخت سازه های معماری، ستونها، پایه های میز ، طاقها، رویه کاری(کابینت)، کف نیمکت و کلا" مواردی که صفحات ضخیم و بزرگ با خواص ماشین کاری (خصوصا" عمیق) مسطح و با سطوح صاف نیاز است ، استفاده می شوند.

3. MDF با فرمالدئید کم (Low Formaldehyde MDF-E1)

 

مقدار انتشار فرمالدئید ازMDF معمولی بسته به نوع چسب ومقدار آن کمی متفاوت است. انتشار فرمالدئید MDF نباید بیشتر ازgr100/mg30 باشد(کلاسE2 طبق استانداردEN-622-1) این کلاس MDF قابل کاربرد در بسیاری از کاربردهای مبلمان و داخل خانه می باشد ولی تهویه مناسب در محل استقرار آنها نیز باید وجود داشته باشد تا فرمالدئید را از محیط خارج سازد.

اما در بعضی موارد لازم است که MDFبا فرمالدئید کمتر یعنی با حداکثر انتشار فرمالدئید gr100/mg9 (استاندارد EN-622-1) استفاده شود.  اکنون دربازار، MDF- E1 بعنوان MDF استاندارد معمولی درآمده است. MDFهای با فرمالدئیدهای کمتر و حتی بدون فرمالدئید هم در صورت سفارش مشتری قابل تولید می باشد.

MDF با فرمالدئید کم در مکانهایی که تهویه به خوبی انجام نمیشود ، مرطوب و گرم است و یا ساکنین آن احتیاجات و درخواستهای خاص دارند مثل مدرسه ها، بیمارستانها و... استفاده می شود. همچنین در موزه ها و محل های نمایش نیز از MDF کم فرمالدئید جهت کاستن از خوردگی فلزات استفاده می کنند.

4. MDF مقاوم در برابر رطوبت(MDF.H،  (MOISTURE RESISTANT MDF: MDF.HLS

تولید MDF با خاصیت مقاوم در برابر رطوبت بیشتر برای مصارف در رطوبت نسبی محیط حداکثر 80% با بهبود چسب اوره فرمالدئید معمولی مورد استفاده در تولید MDF یا استفاده از یک چسب ضد رطوبت جایگزین امکان پذیر است. تمام خصوصیات مثبت MDF معمولی در این نوع تخته ها به اضافه استحکام طولانی تر و تغییر ابعاد کمتر در اثر رطوبت موجود است.

طبق استاندارد  EN-622-5  دو نوع کلاس برای اینگونه تخته ها وجود دارد. یکی MDF.H برای استفاده های عمومی در محیط مرطوب و دیگری MDF.HLS که برای استفاده اوراق متحمل بار در محیط مرطوب می باشد. موارد استفاده MDF مقاوم در برابر رطوبت عبارتند از:

مبلمان حمام و دستشویی، کابینت دور ظرفشویی، کف پوشها، پنجره ها، پله ها ، پروفیلهای خاص و...

5. MDF مقاوم در برابر حشرات و قارچها

این نوع MDF ها که بیشترین استفاده آنها در تولید بعضی از کفپوشها می باشد دارای مواد ضد حشرات (حشره کش و قارچ کشی) می باشد که باعث می شود از حمله آفات در امان باشد و دوام بیشتری داشته باشد.

6. MDF مقاوم در برابر آتش (Flame Retardant MDF)

برای این منظور می توان MDFها را با پوشش های ضد آتش پوشاند یا مواد و نمک های خاص ضد آتش تیمار کرد. ولی بهترین راه اضافه کردن مواد ضد آتش در حین پروسه تولید است. موارد مصرف این نوع تخته ها بعنوان مثال: پوشش دیوارها، پارتیشن ها، قفسه فروشگاههاو...می باشد.

7. MDF با وزن مخصوص بالا(High Density Fiberboard)

MDF   های استاندارد معمولی با ضخامتهای 19-12 میلی متر معمولا" دارای دانسیته kg/m 800-650 هستند. دانسیته های بالاتر یعنی بالای 800 نیز تولید و عرضه می شود.

در واقع با اضافه کردن فیبر، چسب و فشار در حین پروسه تولید اوراق سنگین تر تولید می شود ، افزایش دانسیته قابلیت های ماشین کاری و سطح سازی (رنگ، روکش و...) را افزایش میدهد و نیز خصوصیات مکانیکی و فیزیکی MDF نیز بهبود می یابد.

از موارد استفاده این نوع MDF های سنگین (HDF) عبارتند از:

کف پوشها، پله ها، قفسه های صنعتی، میز کار و...

8. MDF با وزن مخصوص پائین(Low Density Fiberboard)

LDF با وزن مخصوص kg/m  650-550 و ULDF با وزن مخصوص زیر kg/m  550، جهت استفاده در مواردی که وزن کمتر مورد نیاز است و نیازی به استحکام بالا وجود ندارد یا در مواردی که خواص عایق صدا بودن مورد نیاز باشد تولید و عرضه می شود. این MDF ها جهت ساخت پروفیلهای تزئینی معماری، ساخت غرفه های نمایشگاهی و کلا" مواردی که جابجایی با دست مورد نیاز است و نیز حمل و نقل و ابزار خوری سریع مورد نیاز است، کاربرد دارد.

9. MDF با روکش های تزئینی (Decorative surfaced MDF)

مهمتـرین و غیـر قـابـل تفکیک ترین کاربرد یا آماده سازی MDF جهت کاربرد نهایی، روسازی آن و خصـوصـا" روکش کردن آن می باشد. انجـام عملیـات روکـش کردن MDF  امـروزه جـزء خدمات ضروری تولیدکنندگان MDF به خریداران می باشد بطوریکه معمولا" اکثر کارخانجات بزرگ تولید MDF دارای خطوط روکشی هم هستند.

انواع روکش ها شامل روکش های چوبی (گونه های مختلف)، کاغذی، ملامینه، PVC و... میشوند.

 

10. MDFهای قالب گیری شده

در این روش تخته MDF به شکل خاصی که در پرس به آن داده می شود تولید می شوند مانند رویه درهای طرح دار و حالت دار، یک تکه MDF یا در کابینت و کشو و پنجره و... .

این محصولات را می توان به راحتی روکش نمود(پرس ممبران) و عرضه بازار مصرف کرد. اخیراً واردات این رویه درها به ایران در حال رونق گرفتن است.

11. MDF های قابل انعطاف

بوسیله یک پیش تیمار شیمیایی روی MDF با ترکیبات الکالین، می توان به آن خواص پلاستیک (موقتی) و قابلیت انعطاف و شکل پذیری را داد.

 

فرآیند تولید

فرآیند ساخت MDF از مواد اولیه چوب به صورت عمومی شامل پوست کندن، خرد کردن ، جدا سازی و شستشو ، اضافه کردن رزین ها یا واکس و دیگر مواد لازم ( تشکیل کیک) ، خشک کن ،پرس داغ ، سرد کن، سندینگ ، برش زدن و بسته بندی می باشد.

فرآیند تولید در کارخانه تولید تخته صنعتی واحدهای کشت و صنعت توسعه نیشکر :

در کارخانه تولید تخته صنعتی شعیبیه از ماده اولیه باگاس استفاده می گردد.

پیت به علت اینکه دارای قدرت جذب رطوبت بالا می باشد و استحکام کمتری دارد باعث کاهش کیفیت می شود. بنابراین باید از باگاس جدا شوند. با توجه به توضیحات بالا به بررسی اجمالی روند تولید MDF از باگاس می پردازیم.

 

1. جداسازی پیت و الیاف

تفاله نیشکرهای عصاره گیری شده در کارخانه شکر از طریق  نقاله به واحد تولید MDF انتقال می یابد و پس از توزین به نقاله دیگری ریخته می شود. این نقاله در حالت عادی باگاس را به مسیر تولید منتقل می کند و در صورت بروز مشکل احتمالی این نقاله باگاس را به انبار موقت انتقال خواهد داد. البته باگاس حداکثر تا مدت 10 روز می تواند در این انبار باقی بماند و در صورتی که این مدت افزایش یابد به دلیل مواد موجود ازجمله مواد قندی، باگاس فاسد شده و کیفیت خود را از دست می دهد.

اولین مرحله کاری که روی باگاس انجام می شود جداسازی مواد خارجی مثل خاک ، سنگ و ... است. پس از جداسازی مواد بیرونی ، باگاس وارد مرحله پیت زدایی می شود. برای این منظور واحدی به نام دپیتر وجود دارد که برای جدا کردن پیتها از الیاف دیگر با چکش هایی ضربه به باگاس وارد می شود . در اثر این ضربه ها پیت که دارای استحکام کمتری است خرد شده و به دلیل نیروی گریز از مرکز از صافی می گذرد. بدین ترتیب پیت از الیاف جدا شده و به کارخانه خوراک دام منتقل می گردد.

 

2. انبار مرطوب

 

 

پس از جدا شدن پیت، الیاف باید ذخیره شوند. طریقه انبار کردن باگاس باید به گونه ای باشد که آسیبی به آن وارد نشود. از آنجا که ورود نیشکر به کارخانه شکر در بعضی از ماههای سال کاهش می یابد و میزان باگاس تولیدی  کم خواهد شد باید این انبار حجم مورد نیاز را داشته باشد و در عین حال باید توجه داشت که مواد قندی باقیمانده در باگاس و رطوبت بالای آن موجب خراب شدن باگاس برای طولانی مدت می شود. بنابراین باید از روشهای ویژه نگهداری استفاده نمود.در کارخانه های توسعه نیشکر از روش مرطوب استفاده می شود به این ترتیب که ابتدا الیاف با آب و مایع مخصوص بیولوژیکی مخلوط شده و سپس با پمپ به انبار اصلی منتقل شده و در آنجا تا ارتفاع 25 متر ذخیره می گردد. در این حالت روبت باگاس باید در حدود 75 درصد باشد.

 

3. شستشو و آبگیری

 

زمانیکه باگاس برای تولید MDF  به خط تولید منتقل می شود در ابتدا باید شسته شود تا باقیمانده مواد زائد و خارجی مثل پیت یا ذرات ریز دیگر از آن جدا گردد. این کار با کمک آب انجام می شود . آب با فشار 4 بار به این قسمت وارد شده و با ایجاد یک جریان گردابی الیاف را از مواد دیگر جدا می کندو الیاف به قسمت بعدی منتقل می شود.

 

4. آماده سازی و پالایش (REFINER)

 

تصفیه کننده خود از چند قسمت تشکیل شده است. قسمت اول که دایجستر می باشد محفظه ای است از فولاد ضد زنگ و مانند ظروف تحت فشار ساخته می شود. در این محفظه باگاس در معرض بخار با حرارت 185  درجه سانتیگراد و فشار مشخص قرار می گیرد. این کار باعث می شود که باگاس نرمتر گردد و درنتیجه در مرحله بعدی که دفیبراتور است زمان و انرژی کمتری صرف شود.در دفیبراتور دو صفحه با قطر 54 اینچ وجود دارد که با لغزش آنها بر روی هم ذرات باگاس از هم جدا می شوند و به صورت الیاف کاملا مجزا از هم در می آیند تا محصول نهایی از کیفیت بهتری برخوردار باشد. قبل از اینکه ای الیاف از ریفاینر خارج شوند پارافین مذاب، هاردنر(محلول کلرور آمونیوم )، چسب(رزین اوره فرمالدئید) و دیگر مواد لازم افزوده می شوند.

 

5. خشک کن

 

در این مرحله رطوبت باگاس که با افزودن چسبها و دیگر مواد بیشتر شده است ، تا 8% کاهش می یابد.

 

6. شکل دهی

 

کیک آماده شده تا ارتفاعی در حدود 4 متر بالا رفته و سپس از طریق دستگاه  Dosing bin  به  دستگاه شکل دهی منتقل می شود. Dosing bin  با حرکت لرزشی و رفت و برگشتی  به تغذیه یکنواخت کمک میکند. در دستگاه شکل دهی کیک تا ارتفاعی مشخص ریخته می شود . عرض کیک در این ماشین 2550میلیمتر میباشد. از ویژگیهای مهم استفاده از ماشین فرم دهی که معمولا در فرآیند تولید با پرس ممتد استفاده می شود به شرح زیر آمده است:

- یکنواخت کردن کیک

-  دقت در وزن و میزان کیک

- شکل دهی مناسب و دقیق

- کاهش نیاز به سمباده زنی

-  کاهش مواد اولیه مورد نیاز

- انرژی مصرفی کم

 

7. پیش پرس

 

ضخامت کیک فرم داده شده، قبل از اینکه وارد پرس داغ شود با کمک پیش پرس ( پرس سرد) کمترمی گرددو در نتیجه پیوستگی و جرم حجمی آن افزایش پیدا خواهد کرد که باعث بهتر شدن عملکرد پرس داغ میشود.

 

8. پرس داغ

 

پرس داغ مرحله ای است که کیک فرم داده شده تحت فشار و حرارت بسیار قرار می گیرد. در اثر حرارت رزین های موجود در آن فعال شده و با فشار وارده ذرات به خوبی به هم فشرده شده و ضخامت مورد نظر حاصل می شود. پرس های موجود و مورد استفاده در صنعت، عبارتند از:

- پرس تک دهانه

-  پرس چند دهانه

-  پرس ممتد

دریکی از شرکت های تولید تخته صنعتی توسعه نیشکر از پرس ممتد استفاده می گردد. از مزایای استفاده از پرس ممتد یکنواختی بسیار بالا در محصول و حذف مرحله خنک کردن می باشد. به علاوه محدودیت سایز در این نوع پرس، تنها عرض دستگاه می باشد.

پرس مورد استفاده در این کارخانه از یک شرکت خارجی خریداری شده که نام تجاری این دستگاه Contipress  می باشد. طول این دستگاه 26.700 متر است و 36 فریم دارد . در هر فریم 8 جک هیدرولیکی موجود فشار لازم را اعمال خواهند کرد سرعت این پرس 40 متر بر دقیقه است که توان تولید عملی آن 30متر بردقیقه پیش بینی می گردد. در شکل زیر نمونه ای از  Contipress دیده می شود.

در این دستگاه حرارت لازم به وسیله روغن داغ به صفحات منتقل می شود. فقط قسمت اولیه و طولانی تر پرس حرارت لازم برای عمل کردن چسب را منتقل می کند و قسمت بعدی پرس (در شکل زیر نشان داده شده است) به کاهش درجه حرارت کمک خواهد نمود.

ورق خروجی به طول 5530میلیمتر بریده می شود و عرض آن با کنار بری آن 2440 میلیمتر می باشد.

 

9. سنباده زنی

 

قبل از اینکه ورقهای بریده شده سنباده بخورند در یک انبار موقت قبل از خط سنباده زنی نگهداری می شوند. این انبار موقت به دلایل زیر تشکیل می شود:

1. ورقها از نظر کیفیت بررسی می شوند

2. ورقها حرارت خود را کاملا از دست می دهند

به همین دلیل پرس ممتد در سه شیفت کار می کند و ماشین سنباده زنی در دو شیفت فعال خواهد بود که این زمان به مسایل نگهداری و تعمیرات دستگاه سنباده زنی نیز بسیار کمک می کند.

پس ازاینکه ورقها سنباده زنی شدند و سطحی کاملا صاف و هموار که مناسب روکش شدن باشند را پیدا کردند درجه بندی نهایی شده وبعد از بسته بندی به انبار محصول نهایی انتقال پیدا خواهند کرد.

ظرفیت طراحی شده برای این کارخانه حداکثر 400 مترمکعب در روز و 100 هزارتن در سال می باشد..

کاربردهای MDF

تخته فیبر نیمه سنگین Medium Density Fiberboard  یکی از جدیدترین انواع اوراق فشرده چوبی است که به دلیل دارا بودن قابلیتهای متنوع و گاه منحصر به فرد با استقبال فوق العاده ای در طی سالهای اخیر روبرو شده است .
این محصول ضمن دارا بودن خواص شبیه سایراوراق فشرده چوبی دارای برخی خواص برتر نیز می باشد که باعث ارتقاء بازار آن در بین سایر اوراق فشرده چوبی مانند تخته خرده چوب (نئوپان)، تخته لایه، تخته فیبر سخت و ... شده است . در واقع این محصول (MDF) ابتدا بعنوان جایگزین اوراق فشرده چوبی مطرح بوده و سپس در کاربردهای جایگزین چوب نیز بکار رفته است. در حال حاضر دامنه کاربردهای آن روز به روز در حال افزایش است .
از جمله خصوصیاتی که باعث ایجاد کاربردهای متنوع (MDF) شده عبارتند از :
• خصوصیـات فیزیـکی و مکـانیکی بالا
• دامنه وسیع دانـسیـته (وزن مخـصوص) ، ضخامت و ابـعاد MDFقابل تولید
• قابلیت ابزار خوری ، ماشین کاری و سنباده زنی
• سطوح صاف و متراکم
• قابلیت شکل پذیری و لبه های صاف
• عدم وجود معایب چوب
• پروفیل دانسیته یکنواخت و همگن
• قابلیت انجام رو سازی های مختلف همچون انواع روکشی های چوبی و غیر چوبی، رنگ آمیزی و غیره
• پایداری ابعاد و مقاومت به فشرده شدن
• زیبایی ظاهری، طبیعت ملایم و ظریف و حالات شبیه به چوب
• قیمت مناسب
  تـولیـد انواع مختـلف این محصول در جـهان دامنـه کاربـرد آن را بـسیـار وسیـع کرده است. امروزه می توان تخته فیبر های نیمه سنگین MDF  بسیار متنوعی از جمله تخته های سه لایه یا یکنواخت و همگن،تخته های نازک و ضخیم در ابعاد مختلف، تخته هایی با فرم آلدئید، کم فرم آلدئید یا بدون فرم آلدئید، تخته های تبدیل به سایز شده، روکش شده، لبه چسبانده، نقش برجسته، قالب گیری شده، ابزار خورده، پروفیل شده، با دانسیته های بسیار متنوع (کم یا زیاد)، مقاوم در برابر رطوبت، آب، آتش، قارچ، حشره و... را در بازارهای جهانی یافت.

 

روشهای استفاده از MDF در صنعت

تخته فیبر نیمه سنگین فارغ از خصوصیات و ویژگیهای آن( MDF معمولی و یا خاص) در صنعت به صورت های خام یا روکش شده استفاده می شود. موارد کاربرد MDF به صورت خام اندک بوده و معمولاٌ در بازار نهایی مصرف کالای ساخته شده از تخته فیبر نیمه سنگین ،ازMDF روکش شده و یا رنگ شده  استفاده شده است. روش های استفاده از تخته فیبر نیمه سنگین به طور خلاصه در ذیل آمده است:

-  ورقهای خام ( بدون روکش)

-  ورقهای روکش شده و لبه های ابزار خورده

- پروفیل های روکش شده

- چسباندن پروفیل های MDF روی صفحات

 

 

 

 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:30
0 نظر

از زلزله چه می دانید؟

از زلزله چه می دانید؟

تاریخ : شنبه 1391/09/04 | | نویسنده : امیرحسین کیافر

حالت خاصی از تغییر شکل توده های سنگی است که در آن پدیده های گسیختگی در مقیاس متفاوت رخ می دهد یا هر نوع لرزش زمین در اثر عبور امواج لرزه ای زلزله است. عامل ایجاد مواج لرزه ای، پاسخ زمین به انرژی های اندوخته است.

 

نظریه Elastic rebound که پس از زلزله ۱۹۰۶ سن فرانسیسکو توسط راید (Reid) ارائه گردیده و قادر است نحوه بروز زلزله را به وسیله اعمال تنش به طرفین یک گسل، به صورت ذیل توجیه نمایند:

 اجسام در برابر نیرو تا حد الاستیک مقاومت کرده و انرژی را در خود ذخیره می کنند اما با افزایش تنش در بیش از حدالاستیک، سنگ می شکند و امواج لرزه ای را آزاد می کند و بعد به شکل اولیه خود برمی گردند. اگر این نیرو در اعماق به سنگ وارد شوند سنگ خاصیت شکل پذیر از خود نشان می دهند. عمقی که در آن زمین لرزه رخ می دهد زون لرزه زا (schisosphere) نامیده می شود.

مشخصات زلزله کانون ژرفی یا مرکز زلزله ( Hypocenter) یا (Focus): جایی است که در اثر گسیختگی در پوسته امواج لرزه ای آزاد می شود.

کانون سطحی زلزله (Epicenter): نزدیکترین فاصله کانون به سطح زمین است که به طور طبیعی دارای بیشترین شدت لرزش است.(شکل ۳ )

ژرفای زلزله (Focal Depth): فاصله بین کانون ژرفی زلزله تا سطح زمین است. فاصله زلزله (?): فاصله بین مرکز سطحی تا ایستگاه ثبت زلزله است.

زلزله ها بر پایه ژرفا به انواع زیر تقسیم می شوند:

- زلزله های کم ژرفا: با عمق کمتر از ۷۰ کیلومتر

- زلزله های با ژرفا متوسط: عمق ۳۰۰-۱۰۰ کیلومتر

- زلزله های باژرفای بیشتر از ۳۰۰ کیلومتر( Earthquake group) گروه زلزله ،زلزله یک لرزش واحد نیست بلکه به صورت دسته ای از لرزشها ست.

اگر نمودار گروه زلزله را در طول زمان رسم وجود دارد که بزرگترین لرزش است .زمین لرزه هایی قبل از لرزش اصلی Main shock کنیم یک لرزه شاخص یا را پیش لرزه و لرزه بعد از زلزله اصلی را پس لرزه گویند.معمولا پس لرزه ها فراوان ترند.

مشخصات زلزله (عوامل موثر در ایجاد زلزله )

الف) زلزله های مصنوعی به طور خلاصه عوامل زیر باعث ایجاد این زلزله ها می شوند: ۱- پر و خالی کردن مخازن و دریاچه های سدهای بزرگ با طول تاج بیشتر ۱۰۰ m 2- ایجاد چاههای بهره برداری و تزریق آب ۳- انفجارات هسته ای ۴- انفجارات معادن و باربرداری از آنها به صورت برداشتن حجم زیادی از سنگها

ب ) زلزله های طبیعی ۱- فورانهای آتشفشانی ۲- فروریختن غارهای زیرزمینی ۳- زمین لرزه های تکتونیکی : که ۹۰% زلزله ها از این نوعند.

نحوه آزاد شدن انرژی :

- پیشلرزه : گاهی پیش از بروز زلزله اصلی , لرزه هایی با بزرگی کمتر از زلزله اصلی به وقوع می پیوندد که معمولا فراوانی آنها با نزدیک شدن به زمان وقوع لرزه اصلی افزایش می یابد.

- لرزه اصلی : در اینجاست که بیشترین انرژی ذخیره شده در محیط به یکباره آزاد می شود .

-پسلرزه : لرزه های خفیفی است که اغلب پس از لرزه اصلی در پیرامون کانون زلزله روی میدهند.فراوانی آنها با گذشت زمان کاهش می یابد.

- دسته لرزه : مجموعه ای از لرزه های رویداده در یک منطقه که در مقطع زمانی هفته یا ماه به وقوع می رسد. فراوانی آنها پس از رسیدن به یک حد بیشینه کاهش می یابد.

-ریز لرزه : زلزله هایی با بزرگای ۳ یا کوچکتر می باشند.اغلب افزایش ناگهانی و منظم آنها نشانه قریب الوقوع بودن زمین لرزه اصلی را نشان می دهد.(شکل ۱)

امواج لرزه ای (Earth quake waves):

الف) امواج درونی (پیکره ای) Body waves : این امواج از درون زمین عبور می نمایند، بدین ترتیب که از سرچشمه به تمام جهات انتشار می یابند. از این رو به امواج آزاد (Free waves) نیز معروفند.

امواج درونی ۲ نوعند:

۱- موج اولیه (طولی، فشاری، کششی) longitudinal wave : اولین موجی که توسط گیرندهای زلزله ثبت می شوند . علت سرعت بالای آن نظیر امواج صوتی، امتداد ارتعاش ذراتش در امتداد ارتعاش ذراتش در امتداد انتشار آن است. این حرکت سبب ایجاد انقباض و انبساط در محیط خود می شوند ولی هیچگونه تغییر شکل برشی در آنها به وجود نمی آیند. این امواج در تمام محیطها (جامد، مایع، گاز) حرکت می کنند . سرعت حرکت موجهای P در یک محیط همگن تابع دانسیته (چگالی) _ انعطافپذیری (میزان الاتیسته) آن می باشد. سرعت حرکت موج P از رابطه زیر به دست می آید. VP= E مدول یانگ ، V ضریب پواسیون ، P دانسیته موج اولیه در راستای ارتعاش می باشد. موج سبب تغییر حجم اجسام می گردد .عملکرد این موج در هنگام زلزله بصورت ایجاد صدا , تکان دادن درب ها و پنجره ها می باشد.(شکل ۲)

 شکل شماره یک

 

شکل شماره دو

- موج برشی transversal waves : دومین موجی که توسط گسرندهای زلزله ثبت می شوند، موج ثانویه یا S است. جهت حرکت این موجها عمود بر جهت انتشار آنها میباشد. این امواج تنها از محیطهای جامد عبور می کنند چرا که سیالات تحت تاثیر واتنش برشی قرار نمی گیرندبنابراین آنها را موج برشی نیز می نامند. این امواج باعث تغییر شکل در اجسام می شود ولی هیچگونه تغییر حجمی را ایجاد نمی کند. سرعت این امواج کمتر از امواج p است. (شکل۱)

موجهای برشی بر حسب حرکات خود به ۲ صورت دیده می شوند.

۱- موج SH (موج برشی افقی)

۲- موج SV (موج برشی عمودی) – سرعت VS از رابطه زیر به دست می آید. (به شکل ۱ نگاه کنید)

ب) امواج سطحی (Sur face waves): این امواج پس از برخورد امواج حجمی به سطوح انفصالی ایجاد و سپس در امتداد سطح زمین یا سطوح ناپیوستگی زیرزمین یا سطح آب منتشر می گردند. امواج سطحی ۲ دسته اند.

۱- موج لاو (LQ): سومین موجی است که توسط لرزه نگاشتها ثبت می شوند. حرکت این امواج شبیه به مولفه افقی برشی (SH) است, از این رو فقط در لرزه نگاشتهای افقی ثبت می شوند. در سطوح ناپیوستگی پوسته انتشار می یابند. سرعت موج لاو با موج S برابر است ولی از آنجایی که موج S مستقیما از عمق حرکت می کند, زودتر از موج لاو به ایستگاه لرزه نگاری می رسد.(شکل ۱)

۲- موج ریلی (rayleih): چهارمین موجی است که توسط گیرندهای لرزه ای ثبت می شوند. حرکت این امواج بر روی یک صفحه قائم منطبق بر امتداد انتشار آن در یک مدار بیضیوی قهقرایی صورت می پذیردو در بالاترین نقطه مسیر در خلاف جهت انتشار موج است . یعنی شبیه موج اقیانوس , تنها با این تفاوت که ذرات آب در این حالت در جهت انتشار موج است به عبارت دیگر این موج ترکیبی از دو موج P و مولفه قائم موج برشی (SV) می باشد. لذا هر دو لرزه نگاشت افقی و قائم آنرا ثبت می کنند. سرعت این امواج ۹۲/۰ موج S است(شکل زیر) قدرت تخریب این امواج به این صورت است: LR> LQ> S> P

 

  شکل شماره یک

  شکل شماره دو

مقیاس های سنجش قدرت زلزله

الف) شدت زلزله (Earthquake intensity): یک مقیاس مشاهده ای و غیر دستگاهی است که بستگی به فاصله کانون تا مکان مورد نظر، مدت دوام لرزش، نوع خاک، عمق سنگ کف ودارد. مقیاس شدت زلزله مرکالی است که در سال ۱۹۰۲ بین ۱۰ – ۱ است. در ۱۹۳۲ مقیاس اصلاح شده مرکالی (MMI) که از ۱۲ – ۱ است. در MMI 4 نوع masonavy داریم:

۱- نوع A: طراحی خوب، اجزاء خوب، همراه با بتون و تیرآهن.

۲- نوع B: دارای تیرآهن و بتن می باشد اما طراحی و اجرای خوبی ندارند در مقابل نیروهای جانبی مقاوم نیست.

۳- نوع C: طراحی و اجزاء معمولی است. در سازه از سیمان استفاده شده ولی در مقابل نیروهای جانبی مقاوم نیست.

۴- نوع D: بدون طراحی ساخته شده و سیمان و فلز ندارند و از نظر نیروی جانبی پایدار نیست.

مزایای مقیاس مرکالی

۱- بدون وجود ایستگاه لرزه نگاری می توان شدت زلزله ها را با توجه به خرابی سازه ها اندازه گیری کرد.

۲- برای زمین لرزه های تاریخی برآوردی میتوان ارائه داد.

معایب این واحد:

۱- گزارشات غیر واقعی و گزافه گویی در شرح زلزله

۲- مناطقی که هیچ نوع حیاتی در آن وجود ندارد.

۳- دقت شدت زلزله پائین است. از روی شدت زلزله می توان منحنی های هم شدتIsolseismical line را رسم نمود.

جدول تعیین شدت خرابی بر اساس مقیاس مرکالی: توصیف- میزان تخریب- نوع احساس- مقیاس

I. توصیف:احساس نمی شود, مگر در شرایط ویژه.تنها توسط دستگاه های لرزه نگار قابل ثبت است(شکل۱)

II.توصیف:توسط افراد در حال استراحت و در طبقات بالای ساختمان ها حس می شود.برخی اشیاء آویزان ممکن است نوسان کنند.(شکل۲)

III.توصیف:در فضای باز و در طبقات بالایی ساختمان ها کاملا قابل احساس است.مردم آنرا بصورت زلزله شناسایی نمی کنند .ارتعاش مانند عبور کامیون است. مدت زمان لرزش قابل تخمین است. (شکل۳)

IV.توصیف:در طی روز در فضای بسته توسط افراد زیادی حس می شود و در فضای باز عده معدودی حس می کنند.در شب عده ای را از خواب بیدار می کند .بشقاب ها ,پنجره ها و درب ها تکان خورده و صدا می کنند. در ماشین های ایستاده ارتعاش قابل درک است.(شکل۴)

 

توصیف:زلزله توسط هر فردی قابل احساس است. بسیاری ازخواب بیدار می‌شوند. برخی از پنجره‌ها, بشقابها و غیره شکسته می‌شوند. گچ‌کاریهای ساختمانها ترک می‌خورند. اشیای ناپایدار واژگون می‌گردند. سر و صدای درختان و سایر اشیای مرتفع شنیده می‌شود و آونگ ساعتها متوقف می‌گردند. دربها باز و بسته می‌شوند و امتداد حرکت زمین‌لرزه قابل درک است..(شکل۵)-میزان تخریب:حرکت قاب عکس-نوع احساس:

VI. توصیف:زلزله توسط بسیاری از افراد حس می‌شود و بسیاری از مردم وحشت‌زده به فضای باز پناه می‌آورند. اشیای سنگین جابجا می‌شوند و قطعات از گچ‌کاری کنده می‌شود. دودکشها فرو می‌ریزند و خسارات جزئی به بار می‌آید. افراد به حالت نامتعادل قدم می‌زنند و یا می‌ایستند. پنجره‌ها, دربها و بشقابها شکسته می‌شوند. ساختمانهای خشتی و ضعیف ترک برمی‌دارند. زنگهای کوچک به صدا در می‌آیند..(شکل۶)-میزان تخریب:افتادن اشیاء-نوع احساس:سبک

VII. توصیف:مردم وحشت‌زده به فضای باز فرار می‌کنند. خسارت بسیار کمی در ساختمانهایی که خوب طراحی و ساخته شده‌اند وارد می‌شود. به ساختمانهای متوسط و معمولی خسارات جزیی و متوسط وارد می‌گردد. خسارات قابل ملاحظه‌ای در ساختمانهای ضعیف و بد طراحی شد, وارد می‌شود. خسارت به ساختمانهای نوع(D) شامل ترک و فرو افتادن گچ‌کاریهاست و آجرهای سست لق می‌شوند. ترکهایی در ساختمانهای نوع (C) به وجود می‌آید. ایستادن مشکل می‌شود و اثاثیه شکسته می‌شوند. زنگهای بزرگ به صدا در می‌آیند. زهکشهای سیمانی آبرسانی خسارت می‌بینند. لغزشهای کوچک اتفاق می‌افتد..(شکل۷)-میزان تخریب:تخریب غیر سازه-نوع احساس:متوسط

VIII. توصیف:خسارت در ساختمانهایی که طراحی ویژه شده‌اند, بسیار جزیی است و در ساختمانهای معمولی نوع (C ) با فروریزشهای جزیی همراه است و در ساختمانهای ضعیف نوع (D) بسیار شدید است. دیوارهای جداکننده به خارج از قاب ساختمان پرتاب می‌شوند. دودکشها, ستونها, دیوارها و دودکشهای کارخانه‌ها و سنگهای یادبود سقوط می‌کنند. اشیای سنگین واژگون می‌گردند. تغییراتی در سطح آب چاهها ایجاد می‌شود. ماسه و گل به مقدار کم بیرون زده می‌شوند. رانندگی مشکل می‌گردد. ترکهایی در زمینهای مرطوب و شیبهای ملایم ایجاد می‌شود. تغییراتی در آب و درجه حرارت چشمه‌ها و چاهها ایجاد می شود. خانه‌های اسکلت دار بر روی سطح پی حرکت می‌کند. شاخه‌های درختان شکسته می‌ شوند..(شکل-میزان تخریب:تخریب سازه ای در حد متوسط-نوع احساس:سنگین

IX. توصیف:خسارت قابل ملاحظه‌ای در ساختمانهایی که طراحی ویژه شده‌اند, ایجاد می‌شود. ساختمانهای اسکلتی خوب طراحی شده کج میشوند. ساختمان بر روی پی تغییر مکان می‌دهد. ترکهایی آشکار در زمین ایجاد می‌گردد. خطوط لوله زیرزمینی شکسته می‌شوند. وحشت عمومی بر مردم غالب می‌شود. ساختمانهای نوع (D) ویران می‌گردند و بر ساختمانهای نوع (C ) خسارت سنگین وارد می‌گردد و گاهی کاملاً فرو می‌ریزند. ساختمانهای نوع ( خسارت جدی می‌بینند و خسارت اساسی به پی وارد می‌گردد. در مناطق آبرفتی ماسه و گل بیرون می‌آیند. (شکل۹)میزان تخریب: تخریب سازه در حد زیاد- نوع احساس:مخرب X. توصیف:سازه‌های چوبی خوب ساخته شده ویران می‌شوند. بسیاری از سازه‌های اسکلت‌دار بنایی به همراه پی ویران می‌شوند. در زمین ترکهای بزرگی ایجاد می‌گردد. خطوط راه آهن کج می‌شوند. زمین لغزشهای قابل ملاحظه‌ای در کنار رودخانه‌ها و شیبهای ملایم اتفاق می‌افتد. آب سر و صداهای زیادی (چلپ و چلوپ) می‌کند. خسارات جدی به سدها و مخازن وارد می‌گردد. در زمین, لغزشهای بزرگ اتفاق می‌افتد و آب از مخازن و کانالها و رودخانه‌ها و دریاچه‌ها و غیره بیرون ریخته می‌شود. (شکل۱۰) میزان تخریب:فاجعه -نوع احساس:بسیار مخرب

XI. توصیف:ساختمانهای کمی, استوار باقی می‌مانند. پلها ویران می‌گردند. خطوط لوله زیرزمینی کاملاً غیر قابل استفاده می‌شوند. خطوط راه‌آهن به شدت کج می‌شوند. زمین باتلاقی می‌شود. لغزشهایی در زمینهای نرم ایجاد می شود. (شکل۱۱) میزان تخریب: XII.توصیف:خسارت کلی, امواج برروی سطح زمین مشاهده می‌شوند. اشیاء به هوا پرتاب می‌شوند و سنگهای بزرگ جابجا می شوند. (شکل۱۲) میزان تخریب:

 

 

ب ) بزرگی زلزله (Earthquake magnitude)

یک مقیاس کمی و دستگاهی است که واحد آن ریشتر است که به صورت لگاریتم بیشینه دامنه نگاشت ثبت شده بر روی لرزه نگاشت استاندارد و برای فاصله ۱۰۰ کیلومتری از سرچشمه زلزله بدین ترتیب تعریف نموده است:

ML ریشتر بزرگی محلی، A بیشینه دامنه ثبت شده، A دامنه زلزله مبنا که بر اساس امواج P است.

ولی در ایستگاههای دورتر از ۶۰۰ km امواج p از بین می رود و به امواج سطحی تبدیل می شوند. این مقیاس ها از دقت بالایی برخوردار نیستند.

الف) مرکز زلزله دقیقا یک نقطه نیست

ب) معمولا لرزه نگاری در فاصله ۱۰۰ کیلومتر وجود ندارد و باید از چند لرزه نگار در فواصل مختلف استفاده نمود و نتیجه حاصله را تصحیح کرد. ج) بزرگی زلزله درباره اثرات زلزله بر روی ساختمانها و … مستقیما اطلاعاتی را به دست نمی دهد.

ه) به دلیل غیر یکنواختی پوسته زمین و انواع مختلف گسلها، این مقیاس دقت کافی ندارد.

د) مقیاس ریشتر برای زلزله بسیار بزرگ دچار اشکال می گردد. انواع مقیاسهای بزرگی

۱- mb ( body magnitude): بزرگترین دامنه امواج لرزه ای موج p است. از آنجا که زلزله‌های ژرف دارای امواج سطحی کوچک یا بی‌اهمیت هستند, در زلزله شناسی اندازه‌گیری دامنه موج P (که تحت تأثیر عمق کانونی قرار نمی‌گیرد) متداول است و به وسیله آن بزرگی موج P تعیین می‌گردد. mb= log 10 ( A/T) + Q ( ?, h) T دوره زمانی دریافت موج P، Q تابعی از عمق و فاصله ، A دامنه موج P

MS (surface magnitude-2) : بزرگترین دامنه موج سطحی یاموج S است. از آنجا که در زلزله‌های دوردست (فاصله سطحی بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر), موجهای سطحی با دوره تناوب حدود ۲۰ ثانیه غالب هستند, گوتنبرگ به منظور کمی کردن این زلزله‌ها, مقیاس موج سطحی را تعریف نمود. این مقیاس مبتنی بر اندازه‌گیری دامنه امواج سطحی با دوره تناوب ۲۰ ثانیه می‌باشد که برای زمین لرزه هایی که در فاصله دورتر از km 600 ثبت شده به کار می روند.

MS= log 10 ( A/T( + 1.66 log ?10+3.3

 

- MW (Work magnitude):

بزرگای گشتاوری برای زلزله های بزرگتر از ۵/۷ تعریف شده است. زیرا زمین در این حالت از موج اشباع شده است. این مقیاس به علت نقصهای مهم مقیاس محلی ریشتر, مقیاس بزرگی موج حجمی و تا اندازه‌ای مقیاس بزرگی موج سطحی در تشخیص زلزله‌های بزرگ ابداع شده است. از آنجا که در زلزله‌های بسیار بزرگ, بیشتر انرژی توسط امواج با فرکانس کوتاهتر آزاد می‌گردد, اکثر محققین ترجیح دادند که برای تخمین انرژی آزاد شده از پارامترهای استاتیکی نظیر گشتاور لرزه‌ای استفاده نمایند. گشتاور لرزه‌ای برای هر زلزله بزرگ به واسطه امواج درونی دوره بلند, امواج سطحی, نوسانات آزاد و داده‌های مساحی از طریق فرمول ذیل سنجیده می‌گردد.

MO= ? . S . A سطح گسل MW= logM0-10.2 (cm2) ضریب سختی برشی زمین جابجایی ( ) (cm) 4- MD :از این مقیاس بزرگی برای اندازه‌گیری سریع زلزله‌های کوچک (M<=3) استفاده فراوان می‌شود. در این مقیاس بر اساس مدت کل زلزله بر حسب ثانیه, یک بزرگی به آن منسوب می‌شود. در رخدادهای کوچک, معمولاً بین بزرگی مدت و بزرگی اندازه گیری شده با مقیاس ریشتر (M<=3) همبستگی وجود دارد. اما آزمونهای میزان کننده همیشه فراهم نیستند و چون MD عمدتاً برای اندازه‌گیری زلزله‌های کوچک وضع شده است و بیشتر برای زلزله شناسان اهمیت دارد تا مهندسین.

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:30
0 نظر

از چه طریق دریفت را کنترل کنیم؟

از چه طریق دریفت را کنترل کنیم؟

کلا دو راه برای کم کردن دریفت(drift) یا همون جابه جایی نسبی سازه وجود داره
1: کم کردن نیروی جانبی(نیروی زلزله و...)
2: بالا بردن سختی سازه(با زدن بادبند زیاد یا بالا بردن مقاطع و....)



برای کم کردن نیروی زلزله میتونید وزن ساختمون رو کم کنید و یا نوع سیستم قاب سازه رو جوری بگیرید که مقدار R سازه بیشتر باشه چون هر چی مقدار R(ضریب رفتار سازه) بیشتر باشه مقدار نیروی زلزله کمتر میشه

برای سختی هم میتونید سختی سازه رو بالا ببرید مثلا در سازه مفصلی با زدن بادبند بیشتر و در قاب خمشی با بالا بردن مقاطع

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:27
0 نظر

از پیش فروش ساختمان چه می‌دانید؟

از پیش فروش ساختمان چه می‌دانید؟

تاریخ : پنجشنبه ۱٧ اسفند ۱۳٩۱ | ۳:٤٧ ‎ب.ظ | نویسنده : مهدی محمدی

جزییات قانون پیش فروش ساختمان و راهکارهای حقوقی مختص به قراردادهای پیش فروش ساختمان :
در قراردادهای پیش فروش معمولا در زمان انعقاد قرارداد، ساختمان وجود ندارد و با پایان عملیات پی ساختمان، پیش فروشنده با تعهد بر احداث ساختمان، آن را منتقل می‌کند و لذا احتمال دارد بین موضوع توافق و ساختمان ایجاد شده از نظر مساحت، مطابقت وجود نداشته باشد.

 

قانونگذار با ناکافی دانستن قواعد عام، قواعد خاصی را در قانون پیش فروش ساختمان پیش بینی کرده تا نارسایی‌های قواعد موصوف را برطرف کند. مطابق ماده ۷ این قانون در صورتی که مساحت بناء بر اساس صورت مجلس تفکیکی، کمتر یا بیشتر از مقدار مشخص شده در قرارداد باشد مابه التفاوت بر اساس نرخ مندرج در قرارداد محاسبه خواهد شد لیکن چنانچه مساحت بنا تا ۵ درصد افزون بر زیر بنای مقرر در قرارداد باشد هیچکدام از طرفین حق فسخ قرارداد را ندارند و در صورتی که بیش از ۵ درصد باشد صرفا خریدار حق فسخ قرارداد را دارد.

چنانچه مساحت واحد تحویل شده کمتر از ۹۵ درصد مقدار توافق شده باشد پیش خریدار حق فسخ قرارداد را دارد یا می‌تواند خسارت وارده را بر پایه قیمت روز بناء و بر اساس نظر کارشناسی از پیش فروشنده مطالبه کند. مطابق ماده فوق، مساحت ساختمان ممکن است بیشتر یا کمتر از میزانی باشد که طرفین برآن توافق کرده‌اند به علاوه در هر دو فرض، اختلاف ممکن است تا ۵ درصد یا بیشتر از آن باشد، ما نیز در دو فرض (اضافه مساحت و کسرمساحت) به بررسی موضوع پرداخته و احکام آن را مشخص می کنیم.

با اشاره به فرض اضافه مساحت ممکن است ساختمانی با مساحت معین پیش فروش شود اما پس از ساخت، مساحت آن بیشتر از میزان توافق شده باشد در این صورت برخلاف آنچه در قانون مدنی پیش بینی شده (ماده ۳۸۴ ق.م) نمی توان گفت که مازاد متعلق به فروشنده بوده و مورد معامله قرار نگرفته یا او حق فسخ دارد.

در واقع مطابق ماده ۷ قانون پیش فروش ساختمان اگر اضافه مساحت تا ۵ درصد میزان توافق شده باشد، هیچ یک از طرفین حق فسخ قرارداد را ندارد بلکه پیش خریدار صرفا بر مبنای قیمت مندرج در قرارداد، ارزش مساحت اضافه را به پیش فروشنده خواهد پرداخت که ممکن است کمتر از قیمت روز بنا باشد.
وی تصریح کرد: براین اساس اگر ساختمانی بر مبنای داشتن ۱۰۰ متر مساحت، پیش فروش شود اما پس از ایجاد، مساحت آن صدو چهار متر باشد، پیش خریدار بدون داشتن حق فسخ صرفا باید قیمت ۴ متر اضافه را به میزان مندرج در قرار داد به پیش فروشنده بپردازد. در فرضی که اضافه مساحت ملک بیشتر از ۵ درصد میزان توافق شده باشد قانونگذار در راستای حمایت از پیش خریدار (طرف ضعیف قرارداد) صرفا به او حق داده قرارداد را فسخ یا قیمت اضافه مساحت را بر اساس مبلغ مندرج در قرارداد به پیش فروشنده بپردازد و پیش فروشنده حق فسخ قرارداد را ندارد.

دلیل عدم اعطای حق فسخ قرارداد به پیش فروشنده این است که او مجری ساختمان و در نتیجه مسئول اضافه مساحت بوده و بنابراین در فرض تضرر هم نمی تواند برای اقدامی که خود کرده به وسایل جبرانی دسترسی داشته باشد. در عین حال، مطابق قانون مدنی در صورت فسخ قرارداد عوضین باید مسترد گردند یعنی پیش خریدار ساختمان را پس دهد و پیش فروشنده نیز ثمن دریافتی یا مثل آن را به پیش خریدار مسترد می‌کند.

این موضوع با توجه به کاهش ارزش پول در اثر افزایش تورم، به ضررپیش خریدار است به این دلیل مطابق ماده ۸ قانون پیش فروش ساختمان و تبصره آن در صورت فسخ قرارداد، پیش فروشنده مکلف است خسارات وارده را بر اساس مصالحه طرفین یا برآورد کارشناس مرضی الطرفین (یعنی کارشناسی که مورد توافق طرفین باشد) به پیش خریدار بپردازد.
تا اینجا قانونگذار حکم جدیدی بیان نکرده است بلکه با توجه به اصل آزادی قراردادها به طرفین اختیار داده اختلاف خود را با سازش حل و فصل کنند حتی بدون تصریح به این موضوع هم آنان می توانستند با توافق به اختلافشان پایان دهند.نوآوری قانون در تبصره ماده مذکور است که مطابق آن در صورت عدم توافق طرفین، تمام مبالغ پرداختی بر اساس قیمت روز بناء طبق نظر کارشناس منتخب مراجع قضایی به همراه سایر خسارات قانونی به پیش خریدار مسترد کند.

به این ترتیب قانونگذار قاعده‌ای عادلانه را برای حمایت از پیش خریدار وضع کرده است تا پیش فروشنده با سودای استفاده از پول پیش خریدار در ایجاد ساختمان و استرداد ثمن دریافتی به او و کسب سود سرشار از این طریق، ساختن بنای بزرگتر را ابزاری برای سودجویی خود در لوای قانون قرار ندهد.زیرا در غیر این صورت پیش فروشنده که در زمان ساخت نیاز به جمع‌آوری سرمایه دارد از طریق مردم سرمایه لازم را برای ساخت فراهم می کند و با این امید که پیش خریدار توانایی پرداخت ارزش اضافه مساحت را ندارد ساختمانهایی ایجاد خواهد کرد که بیشتر از ۵ درصد میزان مورد توافق اضافه مساحت دارند واگر در این شرایط با فسخ قرارداد از سوی پیش خریدار مبلغ مندرج در قرارداد به او مسترد شود قانون به پیش فروشنده حق داده برای کسب ثروت از یک اهرم قانونی به سود خود و به ضرر پیش خریدار استفاده کند.

در خصوص کسر مساحت نیز جنبه دیگر اختلاف، فرض کسر مساحت ساختمان در مقایسه با میزان توافق شده در قرارداد است که در این صورت هم مانند فرض قبل، کسر مساحت ممکن است تا ۵ درصد یا بیشتر از آن میزان باشد مثلا در قرارداد پیش فروش، طرفین توافق کرده‌اند که مساحت ملک ۲۰۰ متر باشد اما پس از ایجاد ساختمان ممکن است مساحت آن کمتر یا بیشتر از ۱۹۰ متر یا مساوی آن باشد.

در صورتی که مساحت ملک ۱۹۰متر یا بیشتر از آن میزان باشد (یعنی کسر مساحت تا ۵ درصد) پیش خریدار حق ندارد قرارداد را فسخ کند بلکه صرفا می تواند خسارت خود را برمبنای قیمت قراردادی، از پیش فروشنده دریافت نماید اگرچه شاید حمایت بایسته از طرف ضعیف قرارداد ایجاب می کرد قانونگذار پرداخت قیمت روز بناء را مورد حکم قرار دهد. اما اگر مساحت ساختمان بیشتر از ۵ درصد میزان توافق شده (مثلا ۱۸۷متر) باشد پیش خریدار می تواند ضمن عدم فسخ، خسارت خود را بر مبنای قیمت روز بناء از پیش فروشنده در یافت کند یا قرارداد را فسخ نماید و بر مبنای ماده ۸ و تبصره آن، خسارت وارده را بر مبنای مصالحه یا برآورد کارشناس مرضی الطرفین از پیش فروشنده دریافت کند.

در عین حال هر گاه آنان نتوانند در این خصوص به توافق برسند مطابق نظر کارشناس منتخب دادگاه تمام مبالغ پرداختی بر اساس قیمت روز بناء همراه با خسارت قانونی به پیش خریدار مسترد می شود.
به این ترتیب در فرض کسر مساحت بیش از ۵ درصد قانونگذار به حمایت از پیش خریدار توجه داشته و تا حدود زیادی سعی کرده او را در موقعیتی قرار دهد که متضرر نشود زیرا در نتیجه تورم، قیمت ملک در زمان ایجاد بیشتر از زمان انعقاد قرارداد است در نتیجه اگر قانونگذار پیش فروشنده را مکلف به پرداخت قیمت قراردادی می نمود در واقع او را تشویق می کرد با اندیشه تصاحب ثروت اقدام به نقض عهد و ساختن بنایی با مساحت کمتر (بیش از ۵ درصد) کند تا پیش خریدار قرارداد را فسخ نموده و پیش فروشنده آن را با مبلغی بالاتر از ارزش قرارداد به دیگری بفروشد. در واقع قانونگذار در وضع قواعد فوق و حکم به پرداخت قیمت روز بناء ، مورد اغلب را در نظر گرفته و فرض را بر این گذاشته که قیمت روز بناء بیشتر یا دست کم مساوی میزان آن در زمان انعقاد قرارداد است و بنابراین با پرداخت آن به پیش خریدار وی متضرر نخواهد شد.

با این حال در موارد نادری ممکن است قیمت روز بناء کمتر از قیمت زمان انعقاد قرارداد باشدکه در این صورت حمایت از پیش خریدار ایجاب می کرد قانونگذار پرداخت قیمت مندرج در قرارداد را مقرر نماید به عبارت دیگر شاید بهتر بود مقرر می شد قیمت روز بناء به پیش خریدار پرداخت شود مگر اینکه قیمت مندرج در قرارداد بیشتر باشد. در عین حال ممکن است گفته شود هدف قواعد مذکور این است که قدرت خرید پیش خریدار با دریافت قیمت روز بناء نسبت به زمان انعقاد قرارداد کم نشود که این هدف با دریافت قیمت روز بناء حاصل می گردد اعم از اینکه قیمت مذکور بیشتر، کمتر یا مساوی میزان مندرج در قرارداد باشد به علاوه نمی توان با اندیشه حمایت از پیش خریدار بطور کلی پیش فروشنده را نادیده گرفت.

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:27
0 نظر

نقشه‌برداری

نقشه‌برداری

 


نقشه برداری چیست ؟

نقشه برداری علمی است که ریاضیات عملی را با فنون اندازه گیری و هنر ترسیم توأم نموده و بوسیلة آن قطعاتی از سطح زمین را با کلیة عوارض آن در روی صفحة افقی نمایش می دهد

به طور کلی نقشه برداری را می توان علم تهیه و پیاده کردن نقشه دانست. ولی به دلیل گستردگی زیاد این علم در دنیا، تعریف بالا را نمی توان جامع دانست. کنترل کارهای اجرایی و تعیین میزان نشست ساختمانها در عملیات ساختمانی و مونتاژ واحدهای تولیدی و صنعتی، طرحهای مربوط به تسطیح اراضی در شهرسازی و کشاورزی، کنترل دائمی انحراف سدها از نظر فشار آب در تأسیسات آبی، انتقال نقاط و امتدادها در معادن و راههای زیر زمینی، بررسی تغییرات پوستة زمین در زمین شناسی، تعیین میزان عمق آب و تهیة نقشه های دریانوردی در کشتیرانی و بندرسازی، تهیة نقشة ابنیه و آثار تاریخی در باستانشناسی، پیکره های دیگری از دامنة فعالیتهای نقشه برداری را تشکیل می دهد .

به غیراز ریاضی و فیزیک که مبنای مبحثهای مختلف نقشه برداری است رشته های دیگری از علوم و فنون هستند که به طور مستقیم در کار تهیة نقشه دخالت دارند، روی این اصل نقشه برداری را به دو مفهوم اصلی و جداگانه تعریف می کنند : مفهوم عام و مفهوم خاص 

مفهوم عام آن عبارت از جمیع علوم و فنونی است که در چاپ و تهیة نقشه دخالت دارند که در برابر کلمة کارتوگرافی استفاده می شود

مفهوم خاص نقشه برداری عبارت از یک سلسله اندازه گیریهای طولی (افقی و عمودی) و زاویه ای و انجام محاسباتی بر روی این اندازه گیریها و سرانجام ترسیم نتایج حاصله بر صفحة تصویر است

مقدمه

مفهوم علمی نقشه برداری، جمع آوری اطلاعات فیزیکی و هندسی از سطح (به عمق) زمین و یافتن نوعی مدل یا ارتباط ریاضی بین این اطلاعات با استفاده از علم احتمال است. عینی ترین استفاده از این اطلاعات، تهیه نقشه های گوناگون جغرافیایی، نظامی و مهندسی برای احداث راهها، سدها، کانال ها، برق رسانی و غیره است و هدف آن افزایش مهارت در عملیات دانشجویان با در نظر گرفتن موارد زیر است:

کاردانی و مهارت کافی در عملیات نقشه برداری و علوم نظری و خاص در حدی که در خدمت مهارتهای عملی قرار گیرد.

-        علوم پایه برای بالا بردن قدرت تفکر، استدلال، تجزیه و تحلیل و درک مفاهیم نظریه ها

-       
-     کسب مهارتهای لازم جهت ارتباط بین کارگران و مهندسان جهت برداشت و پیاده کردن نقش



صنعت و بازار کار

کاردان فنی نقشه برداری- ژئودزی در واقع خلاء بین کارگر فنی (مجری) و کارشناس فنی (برنامه ریز) را در زمینه نقشه برداری پر می کند. بدین ترتیب بخش عظیمی از نیاز کشور از لحاظ نیروی انسانی تامین می گردد.

کاردانهای نقشه برداری و ژئوزدی می توانند در تمام سازمانها و ادارات دولتی ارگانها و بخش های خصوصی کلیه فعالیتهای نقشه برداری را در زمینه های فنی (راه سازی، شهر سازی، معادن، ساختمان و سد سازی و ....) به عهده بگیرد و چون طرح و اجرای هر گونه برنامه عمرانی بر مبنای یک یا چند نوع نقشه پایه گذاری می گردد لذا در تهیه و اجرای نقشه ها لزوم همکاری گروههای نقشه برداری ژئوزدی با افراد سایر گروههای کمیته عمران محسوس است و همکاری این گروهها باعث پیشرفت و سرعت عمل بخشیدن به کلیه کارهای عمرانی می گردد.

تعیین موقعیت نسبی نقاط واقع در سطح زمین و یا نزدیک به آن هدف اصلی نقشه‌برداری است. از این تعریف ساده چنین استنتاج می‌شود که هدف، تعیین مختصات نقاط در سه بعد است. در بعضی موارد، برای تعیین موقعیت، بعد زمان نیز مورد توجه قرار می گیرد (سنجش های نجومی و نقشه برداری ماهواره ای).

مختصات مطلوب می تواند مختصات دکارتی Z,Y,X و یا مختصات عرض و طول جغرافیایی باشد.

معمولاً عملیات نقشه‌برداری شامل دو مرحله برداشت (یا اندازه‌گیری) و محاسبه و ارائه نتایج کار است. در مرحله اندازه گیری، از وسایل و دستگاه‌ها و نیز روش های مختلفی استفاده می‌شود تا داده‌های لازم برای مرحله دوم بدست آید. نتایج کار به صورتهای آنالوگ (نقشه، مقاطع طولی و عرضی و ...) و یا ارقامی ( مانند جدول‌ها، مدل‌های رقمی زمین) ارائه می‌گردد.

در نقشه برداری از مناطق کوچک اثر کرویت زمین تقریباً ناچیز است و می توان زمین را در منطقه کوچکی مسطح در نظر گرفت. در مواقعی که زمین را مسطح فرض کنیم روش نقشه‌برداری مسطحه نامیده می‌شود این فرضیه مادامیکه سطح منطقه مورد نظر از چند صد کیلومتر مربع تجاوز نکند قابل قبول است. نقشه‌برداری مسطح برای کارهای مهندسی، معماری، شهرسازی، باستانشناسی، کارهای ثبت و املاکی، تجاری، اکتشافی بکار می‌رود.

آموزش نقشه برداری

نقشه‌برداری در سطوح مختلف آموزش داده می‌شود. داوطلبان ورود به این رشته باید در ریاضیات (هندسه، مثلثات) و فیزیک دوره دبیرستان قوی باشند و نیز علاقه‌مندی و آمادگی جسمی لازم برای کارهای صحرایی را دارا باشند.

بعضی دروس تخصصی این رشته عبارت‌اند از: راه سازی، تئوری خطاها، نقشه‌برداری، ژئودزی (جهت تعیین شکل زمین)، فتوگرامتری، کارتوگرافی، هیدروگرافی (نقشه‌برداری از بستر دریا)، پروژه و کارآموزی میباشند.

امکان ادامه تحصیل در این رشته تا حد دکتری در ایران موجود است. سازمان نقشه‌برداری سازمان برنامه و بودجه، وزارت راه و ترابری،‌ وزارت نفت، سازمان آب، سازمان بنادر و کشتیرانی،‌ اداره جغرافیایی ارتش و سپاه و بخش خصوصی از جمله محلهای جذب فارغ‌التحصیلان این رشته است.

 

 

 

شاخه‌ها

به علت وسعت زیاد نقشه‌برداری تقسیمات مختلفی برای آن در نظر گرفته اند:

1.     ژئودزی: برای تعیین و بررسی شکل و ابعاد زمین

1.     توپوگرافی: برداشت و نمایش شکل زمین و محاسبه مساحت

1.     فتوگرامتری: تهیه ی نقشه با عکس برداری هوائی یا زمینی

1.  کارتوگرافی: پس از عملیات نقشه برداری و انجام محاسبات مورد نیاز و ترسیم نقشه باید آن را تهیه نمود و به هم متصل کرد.

رشته های مختلف نقشه برداری:

1-نقشه برداری مسیر: برای طرح و پیاده کردن مسیرها از قبیل راه و راه آهن و کانال کشی و غیره استفاده می گردد.

2-نقشه برداری زیرزمینی: موضوع آن برداشت یا پیاده کردن نقشه های تونل و معادن و غیره است.

3-نقشه برداری هیدروگرافی: به منظور داشتن موقعیت عمق دریاها و رودخانه ها جهت عبور و مرور کشتی ها استفاده می شود.

4-نقشه برداری نظامی: برای تهیه نقشه های نظامی و تعیین نقاط استراتژیکی و دفاعی مورد استفاده قرار می گیرد.

5-نقشه برداری ثبتی: که هدف آن تعیین حدود اراضی و مساحت قطعات ملکی است.

6-نقشه برداری شهری:برای تهیه و اجرای طرحهای جامع و تفصیلی و هادی شهرها به کار می رود.

زمینه کاری این رشته :

دانش آموختگان رشته نقشه بردای در هر مقطعی اعم از دیپلم به بالا به سرعت جذب بازار کار می شوند . به دلیل اهمیت این رشته در کارهای عمرانی و محاسبات سنگین ریاضی و تئوری خطاها کسب مدرک در این رشته کار آسانی نیست . از این رو دانشجویان این رشته حتی در هنگام تحصیل نیز با پیشنهادات کار فراوانی روبرو می شوند .

نقشه برداری در ایران

Geographic Information System

ایرانیان باستان نقش برجسته‌ای در پایه گذاری علم نقشه برداری داشته اند. اکتشافات دریایی که از زمان گذشته انجام گرفته است موید این مطلب است . در ایران باستان می‌‌توانستند عرض جغرافیایی را تعیین کنند ولی تعیین طول جغرافیایی با دشواری بسیار همراه بوده است .آنها برای مسافرتهای خود نیاز به نقشه داشتند و نقشه هایی نیز بدون توجه به فواصل رسم می شده است .تعیین موقعیت در روی زمین و فراهم آوردن هر گونه نقشه در جهان باستان نیز نیاز به در دست داشتن ابزارها و بهره وری ا ز قواعدی داشته است .مصریان روشهایی برای اندازه گیری ارتفاع بین دو نقطه و تعیین فاصله افقی آندو داشته‌اند طناب، ترازو گونیا از ابزارهای نخستین نقشه برداری بوده‌اند و کم کم تراز و خط کش و پرگار به آن افزوده گشت.

دانشمندان ایرانی به کمک استرلاب عرض جغرافیایی و با استفاده از ساعت آبی طول جغرافیایی را در هر نقطه از مرز اندازه گیری می‌‌کردند. ابوریحان بیرونی دانشمند بزرگ ایرانی در زمینه‌های گوناگون اندازه گیری نجومی ،و فواصل بین شهرها ،مطالعات بسیار ارزنده‌ای انجام داده است نقشه برداران قدیم برای تعیین امتداد، فاصله و زاویه وسایلی ساخته بودند که نخستین آنها ریسمان بود و همچنین برای تعیین تراز افقی تراز هایی ساخته بودند و این تراز در طول تاریخ فرمهای گوناگونی به خود گرفته است. کهن‌ترین آن تراز آبی بوده است که نوع تکامل یافته تر آن همان شیلنگ تراز است که بناهای امروزی از آن استفاده می‌‌کنند. 

دوربین تئودولیت

کرجی دانشمند ایرانی مخترع دستگاههای با ارزشی بوده است. وی را می‌‌توان مخترع نخستین دوربین تئودولیت به شمار آورد. وی صفحه‌ای را مدرج کرده و لوله‌ای با قابلیت گردش 360 درجه برروی آن سوار کرد و این صفحه توسط زنجیری آویزان می‌‌شد و توسط شاقولی بر روی آن عمود می‌شد که با آن زوایای بین دو نقطه را می‌‌خواند و با استفاده از تئوریهای مثلثات ارتفاع کوه ها و اختلاف بلندی ها را بدست می‌‌آورد ..اختراع قطب نما را نیزبه ایرانیان نسبت می‌‌دهند.

مفهوم GIS

مخفف Geographic Information System به معنی سیستم اطلاعات جغرافیایی می باشد. 

سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بستری برای ذخیره ، نگهداری ، مدیریت و تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی می باشد و جهت کار همزمان با داده هایی که وابستگی مکانی (جغرافیایی) و توصیفی دارند، طراحی شده است. 

برای بهره گیری صحیح از قابلیتهای یک GIS، در درجه اول نیاز به درک صحیح از سیستم GIS و سپس ساختار اطلاعات در آن میباشد.جهت پیاده سازی یک سیستم GIS ، توجه به ماهیت و ساختار اطلاعات جغرافیایی متشکله آن که رکن اساسی هر سیستمGIS را تشکیل داده و توانمندیها و پتانسیلهای آن را تعیین میکند، اجتناب ناپذیر است. 

سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) یک سیستم کامپیوتر مبنا می باشد که به عنوان یک مجموعه متشکل از سخت افزار، نرم افزار، اطلاعات جغرافیایی، نیروی انسانی و مدلهای پردازش داده، به منظور تولید، ذخیره سازی، نمایش، بازاریابی، پردازش، بهنگام رسانی و... اطلاعات جغرافیایی مربوط به عوارض و پدیده های مختلف، مورد استفاده قرارمی گیرد. 

وظایف اصلی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی

یک سیستم اطلاعات جغرافیایی ( GIS)، اصولاً شش فعالیت اصلی زیر را شامل می‌شود‌:

• ورود اطلاعات

• دستکاری و ویرایش اطلاعات

• مدیریت اطلاعات

• پرسش و پاسخ و تجربه و تحلیل اطلاعات

• نمایش اطلاعات

 

 

ورود اطلاعات

قبل از آنکه اطلاعات جغرافیایی بتوانند وارد محیط GIS شده و مورد استفاده قرار گیرند، می بایست این اطلاعات به فرمت و ساختار رقومی قابل قبول سیستم GIS، تعدیل شوند.

منابع تولید کننده اطلاعات مورد نیاز یک سیستم GIS :

• تصاویر ماهواره ای و تکنیکهای سنجش از دور

• عکسهای هوایی و تکنیکهای فتوگرامتری

• نقشه برداری کلاسیک

• سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS)

• اسناد، مدارک و نقشه های موجود

دستکاری اطلاعات

استفاده از انواع داده و اطلاعات مورد نیاز یک پروژه خاص GIS ، نیازمند تبدیل و دستکاری آن اطلاعات به منظور قابل استفاده نمودن آنهادر سیستم می باشد

 

مدیریت اطلاعات

برای پروژه های کوچک GIS، امکان ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی در قالب فایلها و اطلاعات ساده وجود دارد. ولیکن هنگامیکه حجم اطلاعات زیاد باشد و همچنین تعداد کاربران سیستم از یک تعداد محدود فراتر می‌رود، بهترین روش برای مدیریت اطلاعات، استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده (Database Management System) می باشد. DBMS به منظور ذخیره سازی، سازماندهی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی در GIS مورد استفاده قرار می گیرد.

تکنولوژیهای مرتبط با GIS

سیستمهای تولید نقشه رقومی (CAD)

سیستمهای CAD عموماً به منظور تولید و سازماندهی اطلاعات مکانی در قالب نقشه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این سیستمها نوعاً از نظر مدیریت پایگاههای اطلاعات جغرافیایی گسترده و حجیم همچنین انجام پردازشها و تجزیه وتحلیل بر روی اطلاعات، ضعیف بوده و درخصوص مدیریت اطلاعاتی توصیفی دارای محدودیتهای می باشند. 

سنجش از راه دور (Remote Sensing)

سنجش از دور به عنوان علوم ، هنر وتکنولوژی کسب اطلاعات درخصوص پدیده های مختلف سطح زمین از طریق سنجنده هایی که هیچگونه ارتباط مستقیمی با خود پدیده ندارند، شناخته می شود. سنجنده های ماهواره ای نسبت به ثبت و جمع آوری اطلاعات در قالب تصاویر ماهواره ای اقدام نموده و با استفاده از نرم افزارها و سیستمهای پردازش تصاویر ، امکان استخراج اطلاعات و تولید نقشه های مختلف فراهم می گرددد: 

به علت فقدان ابزار مدیریت و پردازش رقومی جهت تجزیه وتحلیل اطلاعات جغرافیایی، سیستمهای فوق قابل مقایسه با GIS، نمی باشند.

 

سیستمهای مدیریت پایگاه داده (DBMS)

سیستمهای مدیریت پایگاه داده، به صورت خاص جهت ذخیره سازی و مدیریت انواع مختلف اطلاعات از جمله اطلاعات جغرافیایی، مورد استفاده قرار می گیرند.

امروزه DBMS به منظور ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات، بهینه سازی و توسعه یافته اند و GIS نیز از این ابزار، برای اهداف ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی استفاده می کند. DBMS اصولاً فاقد ابزار تجزیه و تحلیل و نمایش گرافیکی اطلاعات، که در سیستمهای GIS مرسوم وجود دارد، می باشد.

 

 دلا‌یل استفاده از GIS

امروزه وجود اطلا‌عات به روز‚ به منظور شناخت عوامل طبیعی و انسانی با هدف بهره‌گیری از آن در برنامه ریزی توسعه پایدار‚ امری بدیهی است. به همین دلیل استفاده از اطلا‌عات دربعد سیستمGIS می‌تواند در موارد زیر موثر باشد:

 1 - پاسخگوئی به نیاز کاربران در کلیه زمینه ها.

 2 - ساماندهی و افزایش بهره وری از منابع موجود.

 3 -بهینه سازی سرمایه گذاری ها و

برنامه ریزی ها.

 4- ابزاری مفید در جهت تصمیم گیری مدیران.

 5 - سرعت و دقت کار.

 6 - تعیین قابلیت‌ها ی توسعه در مناطق و مکانهای مختلف.

محدودیتهای استفاده از روشهای سنتی

استفاده از داده های جغرافیایی به طور سنتی‚ با استفاده از نقشه های کاغذی معایبی دارد که از جمله این محدودیت ها عبارت‌اند از:

 1- مقیاس اندازه گیری

 2- حذف اطلا‌عات

 3- هزینه زیاد

 4- زمان بر بودن

 5- سرعت پائین

 6- کمبود عوارض اطلا‌عاتی و ابزارهای کاری .

ولی آیا امروزه با توجه به حجم عظیم اطلا‌عاتی‚ باز هم به کارگیری روش قدیمی پاسخگو است. (هر چه داده‌ها گسترده‌تر و بیشتر شوند‚ آنالیز آنها مشکل‌تر و پیچیده‌تر خواهد شد(

بنابراین مشخصه GIS ‚ سرعت عمل و به روز رسانی اطلا‌عات‚ مطابق با فرمت های استاندارد‚ دسترسی سریع و آسان به اطلا‌عات در حجم وسیع ‚ تجزیه و تحلیل اطلا‌عات و کاهش هزینه هاست.

 

 

تعریف علم توپولوژی:

 

اگر بخواهیم توپولوژی را به فارسی ترجمه کنیم به نظر من لغتی بهتر از "مکان شناسی" را نمی توانیم برای آن در نظر بگیریم

تعریف توپولوژی در GIS

هنگامی که شما داده های جغرافیایی را به منظور استفاده در سیستمهای GIS به صورت مدل درمی آورید متوجه می شوید که بعضی از داده های مدل شده می بایست دارای روابط مکانی با دیگر داده های موجود در مدل باشند.

به عنوان مثال در مدل شما ایستگاههای اتوبوس می بایست همواره در سطوح خیابان قرار گرفته باشند و یا اینکه در هر خیابان ایجاد شده می بایست حداقل چند سطل زباله وجود داشته باشد.این روابط تعریف شده در قالب قوانین توپولوژی ارائه می شوند.

در واقع توپولوژی مدلی است که اشتراک هندسی داده های موجود در یک مدل با هم را شرح می دهد و همچنین مکانیزمی را برای استقرار و نگهداری روابط مکانی بین داده های موجود در مدل ایجاد می نماید.

در نرم افزارهای GIS همچون ARC GIS توپولوژی شامل مجموعه ای از قوانین و روابط بین داده ها می باشد که با عنوان RULE شناخته می شوند که اجرای آنها باعث طراحی هر چه دقیقتر مدل ژئومتریک موجود بین داده های مدل شما را تضمین می نماید. 

 

استفاده از GIS به عنوان یکی از کاربردی‌ترین دانش‌ها

این دانش در زمینه‌های مختلفی از جمله برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ی، زمین شناسی و معادن، کشاورزی، منابع طبیعی و غیره کاربرد داشته و قادر است امر مدیریت و برنامه ریزی را بهبود بخشد.

همچنین به کارگیری GIS علاوه بر سود آوری می‌تواند باعث تسریع در روند انجام کارهای برنامه‌ریز‌ها در تشخیص موارد بحرانی و غیره گردد. از طرفی کاربران GIS در تمام سطوح وجود دارند، به طوری که مدیران، طراحان، برنامه‌ریزان، کارشناسان و حتی شهروندان عادی قادر از مزایای این سیستم سود برند.

کاربرد های GIS

 1 -کاربردهای سیستم اطلاعات جغرافیائی(GIS ) در راه آهن

2 - نقش GIS و کاربرد موبایل

 3 - در صنعت خودرو

 4 - بخدمت گیریGIS در مباحث زمین شناسی

 5 - تعیین موقعیت ونمایش بلادرنگ وضعیت یک متحرک در شبکه در حالیکه دچار عیب شده ویا بعلت سانحه متوقف گردیده است ومدیریت ترافیک وسانحه به کمک یک سیستم تلفیق یافته از GIS وGPS

 6 - بررسی موضوع حریم و مدیریت زمین وآنالیز پهنه بندی و شناسایی مناطقی که حریم رعایت نگردیده و مباحث حقوقی و کاداستر

 7 - موقعیت یابی و شناسایی نقاط کور شبکه مخابراتی راه آهن (رادیویی)

 8 - تهیه گراف حرکت قطار و تنظیم برنامه حرکت قطار

 9 - مدیریت بر عملکرد فعالیت نیروی انسانی

 10 - مدیریت بر تخصیص منابع انسانی(بخصوص در شرایط بحرانی)

 11 - اشتغال زایی جهت ایجاد اطلاعات رقومی و توصیفی و به روز نمودن آنها

 12 - استفاده بهینه از فضای فیزیکی و کاهش فضاهای بایگانی و ذخیره نقشه ها

 13 - بررسی تغییرات محیطی و سیاسی در راه آهن ایران در مقیاس جهانی

 14 - ایجاد نمودن ضوابط استاندارد در اطلاعات

 15 - یکسان سازی فرمت اطلاعات که لازمه وجود یک سیستم اطلاعاتی می باشد

 16 - ثبت امکانات و تجهیزات در پایانه های بارگیری کشور

 17 - مدیریت ماشین آلات تعمیر و نگهداری خط

 18 - بررسی پراکندگی نیروی انسانی( متخصصین و افراد باتجربه ) درشبکه و موقعیت استقرار آنها

 19 - موقعیت دفاتر فروش بلیط و سالن ها و مراکز مرتبط با راه آهن

 20 - کمک در امر بازاریابی، فروش و مکان یابی مشتریان

 21 - معماری ساختمانها

 22 - مدیریت و کنترل استانداردهای ایمنی

 23 - موقعیت جسم سانحه دیده

 24 - اخذ و ارائه گزارش سوانح

 25 - ارائه و بررسی راهکارهای ممکن در جمع آوری سوانح ، کنترل ترافیک ومدیریت خدمات اضطراری پس از وقوع سانحه

 26 - ارائه و نمایش اطلاعات توصیفی و مکانی هر نقطه دلخواه بصورت آماری، هیستوگرام، جدول، نقشه و تصاویر و..

سیستم موقعیت یابی جهانی چیست؟

GPSیعنی سیستم موقعیت یاب جهانی این سیستم تشکیل شده است از یک شبکه 24 ماهواره ای در مدار زمین که توسط وزارت دفاع دولت آمریکا پشتیبانی میشود.

هـدف اصـلی و اولـیـه از طـراحـی GPS ، اهـداف نـظامـی بـوده امـا از ســال 1980 به بـعــد بـرای اسـتـفاده های غــیر نـــــظامی نیز در دسترس قرار گرفت. GPS در تمام شرایط بصورت 24 ساعت در شبانه روز و در تمام دنیا قابل استفاده می باشد . و هیچ گونه بهائی بابت این خدمات اخذ نمی شود.

GPS چطور کارمی کند ؟

ماهواره های GPS هر روز دوبار در یک مدار دقیق دور زمین میگردند و سیگنال های حاوی اطلاعات را به زمین می فرستند.

GPS براساس زمان مقایسه زمان ارسال و دریافت سیگنال توسط یک ماهواره کار می کند . اختلاف زمان مشخص می کند که گیرندة GPS چقدر از ماهواره دور است . حال با انداره گیری مسافت از چند ماهواره گیرندة GPS میتواند موقعیت کاربر را مشخص نموده حتی روی نقشه الکترو نیکی نمایش دهد.

یک گیرندة GPS بایستی حداقل سیگنالهای 3 ماهواره را برای تعیین دقیق 2 موقعیت (طول و عرض جغرافیایی ) یک شیء دریافت نماید و سیگنالهای 4 ماهواره یا بیشتر میتواند 3 موقعیت (طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع ) را نشان دهد.

هم چنین ازGPS میتوان برای اندازه گیری سرعت ، جهت یابی ، جستجو ، مسافرت طولانی ،‌رفتن به مقصد ، زمان طول و مغرب خورشید و غیره نیز استفاده کرد .

سیستم ماهواره ای GPS:

24 مارهواره در بخش های مختلف فضای زمین در مداری خاص با فاصله حدود 12000 مایلی بالای سر ما قرار گرفته است.

آنها با یک سرعت ثابت در حرکتند و در هر 24 ساعت دوبار دور زمین را با سرعتی معادل 7000 مایل در ساعت می گردند.

ماهواره های GPS توسط انرژی خورشید تغذیه میشوند آنها مجهز به باطریهای قابل شارژ اتوماتیک برای زمانهای بارندگی یا خورشید گرفتگی می باشند.

yocket booster های کوچک روی هر ماهواره آنها را دریک مسیر پروازی صحیح نگهداری می کنند.

از ماهواره های GPS بیشتر بدانید:

- اولین ماهواره GPS در سال 1978 با موفقیت به فضا پرتاب شد.

- درسال 1994 تمامی 24 ماهواره در مدار زمین قرار گرفت.

- هر ماهواره برای 10 سال مأموریت ساخته میشود و پس از طی این زمان حتماً بایستی ماهواره دیگر جایگزین گردد.

- وزن یک ماهواره GPS حدود 2000 پوند (معادل 907 کیلو گرم ) با 17 فوت عرض (18/5متر).

- قدرت انتقال آنها هم 50 وات یا کمتر می باشد .

کنترل زمینی GPS

در قسمت بالا درباره بخش فضایی سیستم GPS صحبت شد؛حال به سراغ بخش کنترل زمینی این سیستم می رویم : این بخش شامل ایستگاههای کنترل زمینی است که دارای مختصات معلوم هستند و موقعیت آنها از طریق روشهای کلاسیک تعیین موقعیت نظیر روش VLBI (تعیین فواصل بلند توسط کوازارها)و روش SLR (فاصله سنجی ماهواره ای با امواج لیزر ) بدست آمده است. این ایستگاه ها وظیفه تعقیب ومشاهده شبانه روزی ماهواره های GPS را بر عهده دارند . این بخش بوسیله محاسبات ریاضی پیچیده از طریق محاسبه معادله پلی نومیال (Polynomials) ریاضی بطریق کمترین مربعات ، پارامترهای مداری (افمریزها)و موقعیت ماهواره ها را نسبت به یک سیستم مختصات ژئودتیک ژئوسنتریک (مبدا سیستم مختصات تقریبا در مرکززمین قرار دارد.) محاسبه می نماید.

تعداد این ایستگاههای زمینی 5 عدد است که ایستگاه اصلی با نام کلرادو اسپرینگ در آمریکا قرار داردو 4 ایستگاه فرعی دیگر در نقاط دیگر کره زمین مستقر هستند. آخرین بخش از سیستم GPS ، قسمت USER یا کاربران سیستم می باشد که خود شامل دو بخش است:

الف) آنتن دریافت کننده اطلاعات ارسالی از ماهواره ها

ب ) گیرنده(پردازش کننده اطلاعات دریافتی و تعیین کننده موقعیت محل آنتن)

نرم افزار و میکروپروسسور داخل گیرنده فاصله بین آنتن زمینی تا ماهواره های مرتبط با گیرنده ه را تعیین می کند سپس با استفاده از حداقل 4 ماهواره موقعیت X وY و ارتفاع محل استقرار آنتن یا همان گیرنده تعیین میشود.

* نکته مهمی که می بایست مورد توجه قرار گیرد اینست که ارتفاعی که GPS به ما می دهدبا ارتفاع موجود در نقشه ها و اطلس ها فرق میکند.ارتفاع GPS نسبت به سطح مبنایی بنام بیضوی است در حالی که ارتفاع موجود در نقشه ها ارتفاع اورتومتریک می باشدکه از سطح دریاهای آزاد محاسبه می گردد.مقدار این اختلاف در بیش ترین حالت در حدود 100 متر می باشد.

نمونه ای از کاربردهای سیستم GPS

پیش بینی زلزله ،نقشه برداری ، کاداستر ، کنترل امور مربوط به حمل و نقل و ترافیک ، کنترل حرکات تکتونیکی زمین ، کنترل جابجایی سدها و برج های بلند، پیش بینی وضع هوا ، ناوبری (زمینی،هوایی،دریایی) ، هیدروگرافی(آبنگاری) ، تعیین موقعیت سکوهای دریایی نفتی،تعیین موقعیت جزیره های مرجانی، مین یابی ، SCAN کردن دریا ، بروز رسانی سیستم های تعیین موقعیت اینرشیال ، استفاده جهت کنترل ماهواره های سنجش از دور(Remote Sensing) و...

مقایسه و نتیجه گیری

 

نقشه های آنالوگ یکی منابع اطلاعات مکانی با ارزشی هستند کهبه وفور در اختیار کاربران قرار دارد. تبدیل اینگونه نقشه ها به اطلاعات رقومی-برداری با استفاده از امکانات سخت افزاری و نرم افزاری و روشهای موجود، گاها بدون در نظر گرفتن مزایا و معایب آنها صورت می گیرد. در این بررسی سه روش معمول On Screen Digitizing OSD ، روش خودکار و نیمه خودکار با یکدیگر مقایسه گردیدند. بدین منظور از نقشه توپوگرافی بلوک یاسوج درمقیاس 1:250000 تعدا د 15 منتحنی های تراز به عنوان نمونه به روش تصاودفی انتخاب شدند. پس از تولید داده های برداری از نمونه ها با سه روش، میانگین خطا بین نمونه ها محاسبه و آزمون تفاوت دو میانگین براساس توزیع فراوانی تی برای دو روش نیمه خودکار و خودکار انجام پذیرفت. نتایج تحقیق نشان داد که روش نیمه خودکار بهترین برآورد را ارائه کرده و نسبت به روش OSD کمترین خطا را ایجاد می کند. مقایسه نرم افزارهای تولید داده های برداری به صورت نیمکه خودکار و خودکار نشان داد که به لحاظ آماری اختلاف معنی داری بین نتایج آنها وجود دارد.

 

منابع :

سایت www.aftab.ir

مجله اجتماعی تبیان

 

 

 

 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:26
0 نظر

آرماتوربندی

  آرماتوربندی:

   برای ایجاد مقاومت در مقابل نیروهای کششی دربتن داخل شناژبتنی چند ردیف در بالاوپایین میلگردهای طولی قرار میدهند واین میلگردهای طولی  را بوسیله میلگردهای عرضی که به آن خاموت میگویند به همدیگر متصل  میکنند.

 میلگردهای طولی وعرضی را از قبل در گارگاه آرماتوربندی میبافند وبعد در داخل قالب بندی شناژ قرار میدهند.

  باید توجه داشت که پهنای این قفسه بافته شده  باید در حدود 5 سانتیمتر کوچکتر از پهنای قالب شناژ باشد یعنی از هر طرف 5/2 سانتیمتر بطوریکه این میلگردها کاملا دربتن غرق شده وآنرا از خورندگی در مقابل عوامل جوی محفوظ نگه دارد. این 5/2 سانتیمتر در مناطق مختلف اب و هوایی وهمچنین محل قرار گرفتن قطعه بتن وهمچنین میزان سولفاته بودن ابهای مجاور ان  

  متفاوت است که میزان ان بوسیله موسسه استاندارد وتحقیقات صنعتی ایران  تعیین شده است.

 

هدف از بکار بردن فولاد در قطعات بتنی:

  بتن جسمی شکننده است که در مقابل نیروهای فشاری  مقاومتی قابل توجه دارد اما مقاومت ان در برابر نیروهای کششی ناچیز است.

  به همین دلیل در محاسبات بتن آرمه این مقاومت در نظر گرفته نمیشود.

  مقاومت بتن در برابر نیروهای کششی تقریبا 10/1مقاومت فشاری آن در نظرگرفته میشود.

 با توجه به اینکه قطعات بتنی مدام تحت تاثیر انواع نیروهای فشاری و برشی وکششی قرار میگیرند لازم است  قطعات بتن برای مقاومت کافی در مقابل این   نیروها با عنصر مناسبی مسلح گردند. که بهترین عناصر فلزاتی هستند که بنام آرماتور معروف هستند.

  انواع ارماتور استفاده شده در شناژ عبارتند از ارماتور طولی و عرضی.

  وظایف ارماتور طولی عبارتنداز تقویت ستون در مقابل بارهای فشاری و خمشی است.

  اما ارماتورهای عرضی وظیفه نگه داشتن ارماتورهای طولی در جای خود و جلوگیری از کمانه کردن ارماتورهای طولی در هنگام وارد شدن نیروهای  فشاری را برعهده دارند.

   تقویت ستون در جهت عرض ودر مقابل بارهای جانبی از وظایف دیگر

  ارماتورهای عرضی میباشد. ارماتور عرضی را خاموت میگویند.

  بسته به نوع شکل هندسی ستون از خاموتهای مختلف الشکلی استفاده میشود.

  اگر ستونها استوانه ای یا دایره ای شکل باشند ویا برای ساخت شمعها از

  خاموتهایی دایره ای شکل به نام دورپیچ یا اسپیرال استفاده میکنند .

   دورپیچها علاوه بر داشتن عملکرد تنگها باعث محصور شدن هسته داخلی ستون وافزایش مقاومت آن میشوند و همچنین در حین زلزله رفتار شکل پذیر

تری- دارند یعنی بدون ترک خوردن تغییر شکلهای خوبی نشان میدهند.

 

    بستن میلگردها به یکدیگر:

   میلگردهای فولادی باید قبل از بتن ریزی براساس طرح ومحاسبه به

   یکدیگربسته ویکپارچه شوند تا از جابجا شدن آنها طی عملیات بتن ریزی  تا گیرش بتن جلوگیری شود.

  بستن میلگردها به یکدیگراز نظر زمان ومکان بستگی به وضعیت کارگاه و نوع قطعه دارد که تصمیم گیری در مورد چگونگی آن به عهده تکنسین  ساختمان میباشد تا حداکثر کارایی حاصل شود.

گاهی تمام یا قسمتی ازمیلگردها را خارج از قالب میبندند و یک شبکه را تشکیل  میدهند وسپس انرا در قالب میگذارند مانند شبکه کف فونداسیون تکی وگاهی نیزمیلگردها را در روی قالب به یکدیگر میبندند مانند میلگردهای سقف بتنی.

   برای بستن دو میلگرد به یکدیگراز مفتول فلزی نرم با قطر 5/1تا2میلیمتر استفاده میکنند که اصطلاحا به این عمل گره زدن میگویند.

 

نحوه خم کردن میلگردها:

   با توجه به سنگینی نسبی کار میلگرد خم کنی و فشارهای نسبی زیادی که در  هنگام خم کردن میلگرد بر دستها وکمر وبعضا تمامی اعضای بدن وارد  میشود بهتر است برای کاهش این فشارها ازمیز میلگرد خم کنی استفاده میشود.

   ارتفاع این میز معمولا 80 سانتیمترو عرض ان یک متر است وطول ان با توجه به طول میلگردها و امکانات کارگاه میتواند بین 3تا9متر درنظر گرفته شود. بر روی این میز صفحه خم کن میلگرد قرار دارد.

   این صفحه عبارت است از صفحه فولادی مربع یا مستطیلی که برروی آن تعدادی خار فولادی تعبیه شده است واین خارها از حرکت میلگرد در بعضی از جهات جلوگیری میکند.

  صفحه خم کن میلگرد را از طریق پیچهایی بر روی میز ثابت کرده وبا  

  استفاده از اچار F یا اچار گوساله میلگردها را را به شکلهای مورد نظر خم میکنند. 

  برای ایجاد قلابها و خمهای استاندارد قطر خار که میلگرد به دور ان میچرخد وخم مورد نظر را بوجود میاورد باید متناسب با قطر میلگرد مورد خم باشد.

  با توجه به اینکه وظیفه اصلی میلگردها در بتن تحمل نیروهای کششی است باید میلگردهای مصرفی در بتن صاف باشد .

  با وارد شدن نیرو به میلگرد مقطع ان باید در مقابل نیروی وارده مقاومت کند.

 در میلگردهای ناصاف قبل از اینکه مقطع میلگرد مقاومتی بروز دهد به دلیل طول اضافی ناشی ازناصافی میلگرد فاصله بین دونقطه ای که بر انها نیروهای عمل وعکس العمل وارد میشوند میتواند زیاد شود  که این امر در قطعات  بتنی جایز نیست بنابراین میلگردهای مصرفی در بتن باید حتما صاف وعاری    

  از خمیدگی باشند.

  درکارگاههای ساختمانی میلگردهای خم شده را از طریق کشیدن بوسیله دستگاههای کشش برقی صاف میکنند امادر کارگاههای کوچک که فاقد این دستگاهها هستند برای صاف کردن میلگردها از پتک یا سندان استفاده میشود.

 در این صورت باید وزن پتک انتخابی با توجه به قطر میلگرد سنگین نباشد.

  چنانچه ضربات پتک سنگین باشد امکان ایجاد تنش در میلگرد وجود دارد یا ممکن است در بعضی از قسمتهای میلگرد لهیدگی ایجاد شود وسطح مقطع  از مقدار محاسبه شده کمتر گردد.

 

 

    برش میلگردها:

  برش میلگردها به دو روش سرد وگرم انجام میشود که برش سرد از مزایای بیشتری برخوردار است.

  اما معمولا برش گرم ممنوع است واستفاده از ان تنها با اجازه دستگاه نظارتی امکان پذیر میباشد. ساده ترین وسیله برای برش سرد قیچی دستی ساده است.

  این قیچیها در اندازه متفاوت وبا قدرت برش مختلف  ساخته میشود.

  نوع دیگری از قیچیهای دستی برروی پایه قرار دارند .

  این قیچیها دارای ظرفیت برش بالاتری میباشند و میتوان با انها میلگردهای قطور رانیز برید. البته ماشینهای برقی برش میلگرد که به گیوتین معروف  هستند نیز وجود دارند که باعث سرعت بخشیدن در برش بدون نیازبه نیروی کارگر میشود.

 

 

   آچارخم کن میلگرد یا آچار F:

  ساده ترین وسیله دستی برای خم کردن مناسب میلگردها ی نازک اچاری است  به شکل F که اصطلاحا به ان اچار گوساله نیز میگویند که قسمت سر اچار از فولاد سخت ساخته میشود تا در اثر نیروهایی که هنگام خم کردن میلگرد به ان وارد میشود فشرده و له نشود.

 

 

نحوه ساخت شناژهای افقی وعمودی:

   نحوه ساخت شناژهای افقی وعمودی بدین صورت بود که دو نفر کارگر

  برای درست کردن خاموتها ابتدا میلگردهای آج دار نمره 8 را به اندازه  مشخص شده قطع میکردند وانرا روی میز میلگرد خم کنی میگذاشتند وبا چند حرکت انرا بصورت مربع یا مستطیل خم میکردند واین کار را با اچارF یا یک لوله که میلگرد را توی ان میگذاشتندانجام میدادند ودر انتها به خاموت خم غیر 90 درجه میدادند که این کار برای خاموتهای شناژهای افقی به  تعداد مشخص شده  انجام شد.

  اما برای میلگردهای طولی از میلگرد شماره 14 استفاده شد بطوری که 4عدد میلگرد را به طول پی بعلاوه طول خم(قلاب) میبریدند که مجموعا برای یک  قسمت پی 4 عدد میلگرد را با خاموت به فاصله 25 سانتیمتر با سیم ارماتوربندی و وسیله ای بنام سیم چین میبستند . به این قفسه ارماتوری شناژ میگویند.

 بعد از ان شناژها را روی پی سنگی گذاشتند ودر جاههای عمود بر هم  

  شناژها را با سیم به هم محکم میبستند.

 بعد از اینکه شناژهای افقی تمام شد وهمه را در جای خود گذاشتند دوباره   میلگردهایی به قطر 8 میلیمتر را به اندازه طولی طبق نقشه بریدند وانها را  به شکل خاموت در اوردند. سپس میلگردهای به قطر 20میلیمتر را با توجه به اندازه های موجود در نقشه بریدند وچهار میلگرد را در گوشه های خاموتها میگذاشتند وخاموتها را بفاصله 25سانتیمتر از همدیگر قرار دادند وبا سیم ارماتوربندی محکم میبستند.

    این کار را برای تمام شناژهای عمودی انجام دادند وبعد از اماده شدن شناژها انها را در جای خود قرار دادند .     

    قالب بندی شناژهای افقی وعمودی:

    پس از آماده شدن شناژها قبل از انکه انها را در جای خود قرار دهند ابتدا با اب سطح پی سنگی را تمیز کردند وبه فاصله معین قطعات بتنی کوچکی بنام فاصله نگهدار یا لقمه را در زیرشناژها  قرار دادند.

    قطر این قطعات در حدود 5/2تا3 سانتیمتر بود که در زیر شناژهای افقی کار گذاشته شد تا اینکه سطح زیر شناژها به اصطلاح کارگری بتن خور داشته  باشد.

   البته علت اصلی استفاده از فاصله نگهدار ایجاد فاصله مناسب با سطح پی  میباشد تا این فضای ایجاد شده توسط بتن پر شود و میلگردها عملا در بتن  غرق شوند.

   بعد از اینکه شناژها در جای خود مستقر شدند  کار قالب بندی شروع شد که  سه روز تمام کارگران ارماتوربند مشغول این کار بودند اما نحوه کار قالب بندی به این گونه بود که ابتدا چند تخته نسبتا طویل را کنار همدیگر قرار میدادند  سپس بوسیله تخته های زخیم تری که عمود بر تخته های اول 

  بودند و انها را پشت بند میگفتند  تخته های طویل را میخ میکردند.

  بدین طریق یک صفحه قالب چوبی ساخته میشد. تعداد وابعاد پشت بندهای لازم برای یک صفحه قالب با توجه به ابعاد قالب ونیروهای وارد بران تعیین میشد.

 بعد از اینکه این صفحات به اندازه کافی ساخته شد انها را در دوطرف یک شناژ قرار دادند وابتدا با تیرهای چوبی به اسم مهاری نگه داشته شدند.

 نحوه قرار گرفتن این تیرها بدین شکل است که  یک سر انها را به بدنه قالب تکیه میدهند و سر دیگر را بر روی زمین مهار میکنند .

  برای مهار کردن این قسمت از سر تیرک ان را بوسیله گچ بر روی زمین 

  محکم کردند.

  برای حفظ فاصله مناسب بین صفحات قالب بر روی سر این صفحات تخته هایی با فاصله های مناسب در نظر گرفته شد و بوسیله میخ محکم کردند.

 

  البته برای محکم کاری بیشتر دو صفحه قالب را به همدیگر بوسیله سیم  

  ارماتوربندی محکم بستند . با اتمام این کار قالب اماده بتن ریزی شد.        

    فاصله نگهدار یا لقمه:

   برای ایجاد پوشش یکنواخت بتن روی میلگردها از قطعاتی بنام فاصله نگه دار  یا لقمه استفاده میشود.این قطعات قبل از بتن ریزی در فواصل مناسب به شبکه میلگرد متصل میشوند.

   در صورت عدم استفاده از فاصله نگه دار ممکن است هنگام بتن ریزی  

   بخصوص هنگام ویبره کردن بتن  میلگردها تغییر مکان دهند و در نتیجه  پوشش بتن کم وزیاد شود.

   گاهی این تغییر مکان انقدر زیاد است که میلگرد به صفحات قالب میچسبد و در نتیجه هیچ گونه پوششی ایجاد نمیشود.

  فاصله نگهدارها را معمولا از بتن وبه اشکال مناسب میسازند.

  فاصله نگهدار ها باید از جنس ونوع پایا باشند تا موجب خوردگی میلگرد و  قلوه کن شدن پوشش بتن نشوند.

  بهتر است مخلوطی که در ساخت لقمه ها بکار میرود از نظر مقاومت و پایایی وتخلخل با بتن اصلی یکسان باشد.

   اما در انجام این پروژه برای ساخت لقمه از قالبهای کوچک پلاستیکی استفاده شد.بدین صورت که ابتدا ملات ماسه سیمان اماده شد سپس درون قالبهای پلاستیکی ریخته شد پس ازطی زمان گیرش و سخت شدن و گذشت یک روز لقمه ها را از قالب پلاستیکی بیرون اوردند  وبرای یک روز تمام در حوضچه اب قرار دادند.

   با گذشت این مراحل لقمه ساخته شده اماده استفاده میباشد. 

 

      قلاب انتهای میلگرد واندازه استاندارد آن:

   برای افزایش چسبندگی بین میلگردها و بتن باید در انتهای میلگردهای فولادی قلاب ایجاد کرد.

   این قلابها درمواقعی که  قطعه بتنی به کشش می افتد باعث  جلوگیری از  هم گسیختگی قطعه میشود .

   قلابها انواع مختلف و اشکال متفاوتی دارند از قبیل چنگک و گونیا و قلاب 180 درجه .

   ایجاد هر یک از قلابهای فوق در انتهای میلگردها الزامی میباشد.

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:25
0 نظر

آتشکده نوشیجان

 

مقدمه:

آتشکده نوشیجان به عنوان یکی از قدیمی ترین آثار تاریخی زینت بخش دشت مصفای ملایر و قطعاَ وجود و بقای آن با چمنزار اطراف آن ارتباط تنگاتنگی دارد. لذا نوشیجان را به عنوان مرکز دشت ملایر و مهمترین مکان آن به عنوان سمبل تاریخ و فرهنگ ملایر می دانیم و این نامگذاری از همین رهگذر صورت گرفته است.

ارگ نوشیجان مربوط به دوره مادها- دوره هخامنشی - دوره ساسانیان است و در شهرستان ملایر، روستای شوشاب واقع شده و این اثر در تاریخ ۳ بهمن ۱۳۴۶ با شمارهٔ ثبت ۷۶۳ به‌عنوان یکی از آثار ملی ایران به ثبت رسیده است. این اثر تاریخی که ابتدا به صورت تپه‌ای باستانی بود مورد کاوش‌های باستان‌شناسی قرار گرفت و در نتیجه 6 فصل کاوش صورت گرفته، 3 دوره تاریخی در آن شناسایی شد. محوطه تاریخی نوشیجان در حدود ۶۰ کیلومتری جنوب همدان و 20 کیلومتری شمال غرب ملایر بر فراز تپه‌‌ای طبیعی به ارتفاع تقریبی ۳۷ متر قرار گرفته است

عناصر این مجموعه به عنوان نخستین الگوهای معماری ایرانی در فلات قاره ایران از منحصر به فردترین و ارزشمندترین آثار موجود در کشور محسوب می‌گردد.

این اثر تاریخی که ابتدا به صورت تپه‌ای باستانی بود از سال 1346 مورد کاوش‌های باستان‌شناسی قرار گرفت و در نتیجه 6 فصل کاوش صورت گرفته، 3 دوره تاریخی در آن شناسایی شد.

سازه‌های مختصر دو دوره پارتی و هخامنشی این تپه باستانی پس از مطالعات کافی برداشته شد و آثار اصلی که شامل دژ و معبد و تالار ستون‌دار از اوایل دوره ماد‌ها است پابرجاست.

محوطه باستانی نوشیجان تپه واقع در دشت جوکار در نزدیکی ملایر محوطه‌ای است با 3 لایه مشخص باستان‌شناسی که لایه یک آن آثاری از استقرارگاه‌های مادی دارد و لایه دوم آن آثاری از کوچ‌نشینان هخامنشی و لایه سوم نیز دارای بقایای اندکی از دوره اشکانیان است.

طبق نظر کارشناسان قدمت این تپه باستانی به عصر آهن و اوایل استقرار مادها در ایران برمی‌گردد. آثار فوقانی این تپه مربوط به دوره پارت‌ها، لایه میانی از دوره هخامنشی و آثار تحتانی که روی سازه طبیعی تپه بنا شده از دوره مادها در اوایل قرن هشتم بر جای مانده است.

ارگ نوشیجان مهمترین نیایشگاه مادها بوده و عناصر این مجموعه به عنوان نخستین الگوهای معماری ایرانی در فلات قاره ایران از منحصر به فردترین و ارزشمندترین آثار تاریخی کشور محسوب می‌شود.

 

 

وجه تسمیه:

 

اما در مورد وجه تسمیه دژ – معبد نوشیجان در میان اهالی محلی این قول رایج است که در درون این تپه جامی زرین پنهان بوده است که پس از نوشیدن آب درون آن، جام ندا بر می داشت که : نوش جان ! این ندا در طول زمان تبدیل به نوشیجان شده است.  به قول ریش سپیدان منطقه این جام همراه با مجسمه ی یک اسب بالدار زرین بوده است که در هنگام حفاری و کاوش توسط انگلیسی ها به خارج از کشور انتقال یافته است.

این دژ – معبد واقع در دشتی است به نام شوش آب یا به زبان محلی (شیشو) که امروزه نیز روستایی در نزدیکی این دژ به همین نام برپا است و در هنگام بهار و ریزش باران سطح دشت را تا دامنه ی تپه، دریاچه ای کم عمق و زیبا فرا می گیرد.

محوطه ارگ:

عناصر این مجموعه به عنوان نخستین الگوهای معماری ایرانی در فلات قاره ایران از منحصر به فردترین و ارزشمندترین آثار موجود در کشور محسوب می‌گردد.

سازه‌های مختصر دو دوره پارتی و هخامنشی این تپه باستانی پس از مطالعات کافی برداشته شد و آثار اصلی که شامل دژ و معبد و تالار ستون‌دار از اوایل دوره ماد‌ها است پابرجاست.

محوطه باستانی نوشیجان تپه واقع در دشت جوکار در نزدیکی ملایر محوطه‌ای است با 3 لایه مشخص باستان‌شناسی که لایه یک آن آثاری از استقرارگاه‌های مادی دارد و لایه دوم آن آثاری از کوچ‌نشینان هخامنشی و لایه سوم نیز دارای بقایای اندکی از دوره اشکانیان است.

طبق نظر کارشناسان قدمت این تپه باستانی به عصر آهن و اوایل استقرار مادها در ایران برمی‌گردد. آثار فوقانی این تپه مربوط به دوره پارت‌ها، لایه میانی از دوره هخامنشی و آثار تحتانی که روی سازه طبیعی تپه بنا شده از دوره مادها در اوایل قرن هشتم بر جای مانده است.

ارگ نوشیجان مهمترین نیایشگاه مادها بوده و عناصر این مجموعه به عنوان نخستین الگوهای معماری ایرانی در فلات قاره ایران از منحصر به فردترین و ارزشمندترین آثار تاریخی کشور محسوب می‌شود.

این ارگ تاریخی شامل اجزای بنای قدیمی جبهه غربی (اولین نیایشگاه)، تالار ستوندار (آپادانا)، معبد مرکزی (دومین نیایشگاه)، اتاق‌ها، انبارها، تونل و حصار و دژ است.

در طرح محوطه سازی ارگ باستانی نوشیجان فضاهایی نظیر ورودی اصلی، ساختمان اداری، باند فرود بالگرد، مانش سوارکاری، بازارچه صنایع دستی و سکوهای استراحت پیش بینی شده است.

سرزمین ماد

سرزمین ماد که در کتیبه‌های عصر هخامنشی تحت عنوان «مادا» و در آثار مورخان یونانی «مذیا» آمده است، در کتیبه سلمانسر سوم مربوط به سال 835 پیش از میلاد «آمادای» ذکر شده است. پس از این زمان در آثار آشوریان و نوشته‌های بعدی مربوط به بین‌النهرین تحت عناوین «ماتای» و «مادای» آمده است. شاید در تعابیر وسیع‌تر و برداشت‌های دیگر با «اومان ماندا» که به کل سرزمین‌های شمال غربی ایران اطلاق می‌شود، گفته می‌شده است. اومان ماندا به جایی گفته می‌شده است که در سده هشتم پیش از میلاد شخصی به نام دیوکس قبایل ایرانی را متحد کرده و دولتی را به وسیله این اتحاد به وجود آورد.1 ولی به طور کلی تا چه اندازه و به چه مسافتی آشوریان بر اثر حملات نظامی خود به سرزمین ماد و به طرف شرق بین‌النهرین پیشروی کرده‌اند، مورد اختلاف مورخین است.2

بر اثر حملات سکیت‌ها در سال 626 پیش از میلاد مادها کمتر از آشوریان زیان و آسیب ندیدند. در سال 612 پیش از میلاد مادها به فرمانروایی کیاکسار به بابلیان که تحت حکومت نبوپولاسار بودند برای تخریب نینوا کمک می‌کنند. به این ترتیب امپراطوری آشوریان به کلی از بین می‌رود. به خاطر ناکامل بودن و ناکافی بودن اخبار و گزارش‌های جنگ آشوریان بررسی ترتیب شاهان ماد کاملا امکان‌پذیر نیست و آنچه امروز روایت می‌شود مطمئن به نظر نمی‌رسد. براساس جدول هرودت آنان عبارتند از دیوکس، فرااٌرتس، کیاکسارس و آستیاگس. کاملا متفاوت با جدول هرودت جدول کتسیاس است که دیودور سیسیلی نیز از او پیروی کرده است و در جای دیگر به بررسی این اختلاف خواهیم پرداخت.

امپراطوری ماد در سال 553 پیش از میلاد بر اثر حمله کوروش سقوط می‌کند و به کلی منقرض می‌شود. بنا و احیانا بازسازی دیوار ماد که به وسیله نبوکد نصر (بخت‌النصر) آغاز می‌شود در دوره حکومت جهانی هخامنشی همراه با خطر مادها به پایان می‌رسد. پارس‌ها افزون بر آن و متعاقب این پیروزی در سال 546 ق.م شهر سارد پایتخت لیدی و در سال 539 ق.م بابل را تسخیر می‌کنند. دولت ماد همانند دولت پارت‌ها که بعدها در همین سرزمین تاسیس شد، یک دولت فدراتیو و فئودال بود و کاملا با دولت داریوش که حکومتی متمرکز و مبتنی بر تصمیم‌گیری مرکز توسط یک پادشاه بود، متفاوت بود. دولت ماد دارای شاهک‌های متعددی بود. این‌گونه به نظر می‌رسد که منابع عربی اطلاق «ملوک‌الطوایفی» را که برای اشکانیان به کار برده‌اند، برای مادها نیز می‌توان معتبر دانست. درباره اساس حکومت و ساختار دولت ماد و سازمان‌های متعلق به این دولت اطلاع دقیقی در دست نیست، زیرا اسناد و مدارک لازم و کافی در اختیار پژوهشگران قرار ندارد و این عمدتا ناشی از نبودن مدارک و شواهد باستان‌شناسی متعلق به این دوره است.

مراکز حکومت مادها مانند اکباتان و نیز رگا یا «ری» نزدیک تهران که هنوز آثاری از آن دوره در آنجا به دست نیامده حفاری نشده است مادها که قبایل آن را هرودت در کتاب نخست خود به ما معرفی می‌کند و قبیله مغان یکی از این قبایل بود، از نظر سیاسی دارای وجهه و امتیازات بیش‌تری از پارسیان بودند که در جنوب و جنوب خاوری سرزمین ماد زندگی می‌کرده‌اند.

پارس‌ها از هر قوم و قبیله‌ای به مادها نزدیک‌ترند و بی‌تردید از نژادی مشترک می‌باشند، گرچه بعدها مادها پس از پیروزی پارسیان بر خود در حکومت پارس‌ها (هخامنشیان) از امتیازات سیاسی و اجتماعی و معافیت مالیاتی مانند پارس‌ها برخوردار نبودند، ولی در دولت هخامنشیان مهم‌ترین ماموران دولتی و صاحب‌منصبان از میان مادها نیز برگزیده شده بودند. مادها در میان نیروهای حافظ جان درباریان هخامنشیان بوده و نیز برخی اعضا سپاه ده هزار نفری جاویدان را تشکیل می‌داده‌اند.

گوتیان، سوباریان، حوریان، میتانی‌ها، مانناها و اورارتوییان ساکنین پیش از ورود آریایی‌ها و طبعا پیش از مادها در فلات ایران و عمدتا در ضلع غرب و شمال غربی این فلات بوده‌اند. به روایت هرودت مادها نخستین افرادی نبوده‌اند که در ایران سکنی گزیده بودند.

هرودت گزارش می‌کند که اکباتان و بقیه سرزمین مادها تشکیل ده ساتراپی را می‌داده و ساکنان آن ملزم به پرداخت چهارصد و پنجاه تالان نقره مالیات بوده‌اند. لباس (اونیفرم) و شیوه مسلح بودن آنها به تفکیک و به دقت در نقوش تخت‌جمشید به تصویر کشیده شده است. زبان مادها به زبان عمومی ایرانیان نزدیک‌تر است تا زبان پارس‌ها. راجع‌به زبان مادها و امکان وجود کتابت درمیان آنها به روایت کارشناسان تاریخ ماد مانند تئودور نولدکه و جیمزدارمستتر در جای خود سخن خواهیم گفت و این استدلال که امپراطوری ماد به عنوان براندازنده یکی از قهارترین دولت‌های روی زمین یعنی دولت آشور در آواخر سده هفتم پیش از میلاد آیا توان کتابت داشته و دارای زبان رسمی بوده است یا خیر؟ وقتی منابع تاریخی از جزییات تمدن و فرهنگ مادها اطلاعات و گزارشاتی را در اختیار پژوهشگران می‌گذارند، طبعا باور این پژوهشگران در این باره که مادها توان کتابت نداشته و دارای خط نبوده‌اند، جدا سست می‌شود. هرودت راجع به فرهنگ مادها و چگونگی دقت آنها در اداره امورات کشور و اوضاع اجتماعی و حتی نوع لباس و انواع پوشاک مادها و به ویژه ابزار دفاعی و سلاح‌های جنگیان مادی چنان جزییات را به پژوهشگران معرفی می‌کند که بی‌تردید باید بخش قابل ملاحظه‌ای از تمدن پارسیان را گرفته یا به ارث برده شده از مادها دانست. به گونه‌ای که هم‌اکنون اشاره شد زبان مادها در مقایسه با زبان ایرانیان عصر هخامنشی، به زبان اقوام ایرانی نژاد نزدیک‌تر است.با توجه به نواحی تحت حکومت و سکونت مادها، نام‌های مناطق و نواحی مادی برخلاف عناوین اطلاق شده بر نواحی تحت حکومت پارسیان دقیق‌تر و آسان‌تر قابل تشخیص هستند، به ویژه این نظر را می‌توان به روستاها و مناطق کوچک‌تر و بزرگ‌تر کرمانشاه، همدان و اصفهان تایید کرد. همه منطقه کردستان با اضافه شمال لرستان، آذربایجان و تهران و اصفهان مادی بوده است. شاهراه معروف در دروازه آسیا که از بابل به اکباتان (عراق به همدان) دو ناحیه ماد را از هم جدا و مشخص می‌کرد یعنی ماد شمال و ماد جنوب را که بهتر است ماد علیا و ماد سفلی گفته شود. منابع جغرافیایی یونان و روم باستان و حتی منابع سریانی منطقه سرپل را جدا کننده دو بخش علیا و سفلای ماد دانسته‌اند.

منطقه ماد که در بررسی قلمرو حکومت پارتیان و ساسانیان توسط مورخان و جغرافی‌دانان از آن اسم برده شده است، براساس روایات گوناگون و آنطور که در دوران اسلامی گزارش شده است، موظف بود که به ساکنان بصره و کوفه مالیات زمین و مالیات سرانه بپردازد. بعدها برای خطه ماد عنوان «ال جبال» به کار برده می شد و این ناشی از وضعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی این سرزمین به خاطر کوهستانی بودنش است و نیز عنوان «عراق عجم» نزد مورخین به کار برده شده است. نام‌گذاری و ذکر اسامی دریاچه‌ها و اماکن دیگر متعلق به سرزمین ماد براساس منابع دینی ایران باستان در دوره‌های مختلف با اختلافات و تفاوت‌هایی قابل ذکر و بررسی است. نمونه بارز این ادعا را می‌توان در مورد دریاچه ارومیه در آذربایجان یافت. این دریاچه در منابع ایران کهن «دریاچه چچست“ ذکر شده و بعدها به دریاچه «ارومیه» در عصر اشکانیان صورت گرفته است. برخی از نام‌هایی که توسط هخامنشیان به کار برده شده است، پیشینه مادی دارد از آن‌جمله است نام «کوروش» به معنای «عامل» و حتی «کارگر» و حتی «مزدور» که آخری به ندرت و احتمالا بر اثر ترجمه و برداشت‌های نادرست برخی از مورخین مانند دیاکونف صورت گرفته است

تاریخ مادها:

تاریخ ماد یکی از درخشانترین دوره‌های اعتلای هنری در دوران تاریخی می‌باشد که پایه‌گذار هنر امپراطوری بزرگ هخامنشی بوده است . هنر فوق در اوج شکوفایی خویش تحت تاثیر آثار هنری دولتهای همجوار ازرارتو، آشور، مانا، کاسیت و ... قرار گرفت و اختلاط هنری عظیمی بوجود آمد که پایه‌گذار هنر در دوران تاریخی و حتی دوره اسلامی است . مادها که اقوام آریایی بودند با توجه به فلسفه مهاجرت در دنیای باستان، از دامنه‌های قفقاز و شمال غربی وارد ایران شدند و در طول مدت مهاجرت با بومیان درآمیختند. آنها اقوامی بودند که صاحب تمدن، فرهنگ ، مذهب ، نظام، ... بوده‌اند. مادها با توجه به آزار و اذیت دولتهای بیگانه (آشور، ایلام و ...) با بومی‌ها متحد و با دشمنان به جنگ برخاستند و به بسط و گسترش امپراطوری خود پرداختند، و با توجه به تعدد جنگلها با دولتهای همجوار سرانجام در قرن هفتم (ق.م) دولت قدرتمند آشور را ساقط و برای اولین بار به تحکیم و تثبیت حدود و ثغور امپراطوری خویش پرداختند. آنها تمدنی بس عظیم از خود به یادگار گذاشتند که نمونه‌هایی از آنها در دل کوه (دکان دااود، سکاوند، ...) و سیلک کاشان در دوران اول هنر معماری به چشم می‌خورند و تعدادی دیگر از آثار هنر آنها با توجه به پیشرفت و تکامل بعدی در دشتها در دوران دوم معماری به یادگار مانده‌اند، که نوشیجان تپه، گودین تپه، باباجان تپه نمونه‌های بارز آنها است . سرانجام در قرن ششم (ق.م) دولت بزرگ هخامنشی با کوله باری از تجربه آثار هنری و نظامی و ... مادها پا به عرصه ظهور نهاد. بنابراین ما سعیی در اثبات فرضیه‌های زیر نموده و سعی نموده‌ایم تا صحت آنها را به اثبات برسانیم . 1 - مادها از طرف شمال غربی ایران و دامنه‌ها قفقاز وارد ایران شده‌اند. 2 - مشخص نشدن آثار هنری منسوب به مادها به صورت دقیق صرفا" به خاطر درگیریهای دائمی و همیشگی بین مادها، اورارتوئی‌ها، مانائی‌ها، آشوریها و اقوام تازه وارد و اختلاط هنری این اقوام بوده است . 3 - نوشیجان تپه صرفا" یک بنای مذهبی است و مختص به ماد و یک دوره مشخص است . 4 - اوج پیشرفت هنر معماری مادها در گودین تپه مشاهده می‌شود

 

معماری مادها:

دوره‌ی ماد یکی از پر ابهام ترین دوره‌های تاریخی ایران و به تبع آن معماری ماد نیز دارای جنبه‌های ناشناخته‌ی زیادی است. یکی از مهمترین محوطه‌های تاریخی ماد تپه نوشیجان ملایر است که استقرار اصلی آن، یک دوره‌ی زمانی از ۶۵۰ تا ۷۵۰ ق.م را شامل می‌شود. این محوطه در فاصله‌ی سال‌های ۱۹۶۷ تا ۱۹۷۷ توسط هیأت انگلیسی به سرپرستی دیوید استروناخ کاوش شد که در نتیجه‌ی آن بناهای ارزشمندی که کمک بزرگی به شناخت معماری ماد می‌کند، کشف گردید. بناهای مکشوفه به جهت ماندگاری ویژه و ویژگی‌های منحصر به فرد دیگر حائز اهمیت بسیار است. یکی از ویژگی‌های معماری این محوطه شیوه‌ی طاق زنی بدیعی است که قبل ازاین تاریخ در هیچ محوطه‌ی دیگری شناسایی نشده است.

طاق‌های مورد بحث با استفاده از ردیف‌های متوالی قوس یا تویزه‌های خشتی اجرا شده‌اند. هرکدام از این قوس‌ها از دو نیم قوس تشکیل شده که انتهای تحتانی آن‌ها بر روی تکیه‌گاهی در دیوارهای طولی و انتهای فوقانی آن‌ها در رأس طاق بر هم قرار می‌گیرند. این تویزه‌ها با گل مرغوبی ساخته شده و گاه با نی مسلح شده‌اند. این شیوه‌ی طاق زنی بعد از دوره‌ی ماد در دوره‌ی هخامنشی و اشکانی نیز تداوم یافته و به شیوه‌های متفاوتی تا دوره‌های متأخر در معماری سنتی ایران ادامه پیدا می‌کند.

 

لولویی ها:

 

 

لولوبی ها یا لولوها که آنها را اجداد لر ها نیز شمرده اند ، اقوامی بودند که در زهاب ( کرمانشاه و شهر...

زور و سلیمانیه و ارومیه مسکن داشتند ، قدیمی ترین اسنادی که در باب این طایفه در دست است یکی کتیبه نارامسین می باشد که در حدود 2500سال پیش از میلاد نوشته شده است . بنابر این کتیبه و بنابر نظریه ژ.دمرگان پادشاه مقتدر ایلام ، شوتروک ناحونته ، { در حوالی سال 1200 پیش از میلاد این سنگ یاد بود تاریخی را ، که در شهر سیپ پار (نزدیک بابل )بوده بدست آورده و به نشانه پیروزی خود ، آنرا به پایتخت خویش (شوش) انتقال داده و بر روی آن سنگ یادبود ، شرح این غلبه را به زبان ایلامی افزوده است . نارامسین در این سنگ شرح لشکر کشی و غلبه خود را بر اقوام لولوبی و سایر طوایف که در اطراف دجله و دیاله مستقر بودند بیان نموده است .سند دوّم راجع به لولوبی ها ، نقش معروف آنوبانی نی پادشاه آنهاست که در ناحیه ز َهاب باختران واقع شده است . در این اثر مهّم تاریخی که به ِاستل آنوبانی نی نیز معروف می باشد ، شاه در حضور الهه ایشتار که او را بر دشمنان پیروزی بخشده است ، ایستاده و پا را بر تن دشمنی که بر زمین افتاده نهاده است {البته طرز لباس وزینت جامه شاه و الهه بخوبی نمایان است}. این خدا نیزه ای به دست گرفته و بر آن تکیه کرده و در دست دیگر طنابی گرفته و می خواهد به گردن یکی از اسیران ببندد . اسیران هم برهنه بوده و دست هایشان را از پشت بسته اند و آنها را بوسیله حلقه ای از لبشان گذرانیده شده مثل حیوانات مهار کرده اند . ترجمه خطوط که روی این استل نوشته شده چنین است :« آنوبانی نی پادشاه توانا ، پادشاه لولوبی ، نقش خود و نقش الهه ایشتار را در کوه باتیر رسم کرده است ،آن کس که این نقوش و این لوح را محو کند به نفرین و لعنت آنو ، آنوتوم ، بل ، بلیت ، رامان ، ایشتار ، سین و َشَمش گرفتار با دونسل او بر باد رواد…»گذشته از این کتیبه ، اشاره ای که به نام لولوبی شده در قراردادهای سلسله دوّم پادشاهان شهر اور است که در سال 1894.م در تل براک کشف گردید و تعداد زیادی از این الواح از همان سالی است که پادشاه اور ولایت شمیروم و لولوبی ها را غارت کرد ، این دو شهر را همیشه با هم ذکر می کنند . در رابطه با شمیروم ، لوح مشروح تری به نام لوح نیفر در دست است . با توجه به اثر فوق ، معلوم می شود پادشاه اور که مکرر ولایت را شمیروم را ویران کرده ، اینه سین نام داشته و همین پادشاه کشور را نیز به تصرف خود در آورده است . در قصه خدای طاعون که لوح آن کشف شده است ، نام ولایات ذیل دیده می شود‍: تاندیم ، سوماشتو ، آشورو ، الامو ، کاشو ، گوتو ، لولوبو .حکام لولوبی ها در زمان نارامسین در تنگه قراداغ که امروز معبر پاگان خوانده می شود و در جنوب شهر زور با سپاه بابلی جنگیدند و نارامسین آنها را به سختی شکست داد و به یادگار این پیروزی شرحی در دامنه آن تنگه حجاری نموده اند (بین راه سلیمانیه و رباط).

 

آثار بدست آمدا از ارگ:

طبق بررسیهای انجام شده توسط دیوید استروناخ، باستان‌شناس بریتانیایی، بقایای آثاری که از این تپه بدست آمده دربرگیرنده

  • بنای قدیمی جبهه غربی تپه که نخستین آتشگاه است، بقایای یک آتشدان درجبهه جنوبی نشانگر مراسم نیایش آتش می‌باشد. اتاق معبد بصورت شمالی-جنوبی ساخته شده‌است و در بدنه مخروطی شمالی آن سه طاقچه بطور نامحسوس دیده می‌شوند. درحاشیه جنوبی معبد، بقایای یک سکوی برجسته وجود دارد که احتمالاً شالوده پایه ستونهای معبد بوده‌است. آخرین تاریخ استفاده از این بنای تاریخی هم‌زمان با دگرگونی معماری دراین تپه و ایجاد تالار ستون‌دار در شرق می‌باشد.
  • تالار ستون‌دار آپادانا: این تالار بر روی سکوی خشتی قرارگرفته‌است. این تالارهای ستون‌دار، با تالارهای نودین تپه و تپه نوشیجان با تالارهای اوراتویی که در آلتین تپه آسیای صغیربدست آمده قابل مقایسه هستند و احتمالاً تاثیرپذیری ازهنر معماری اوراتو ساخته شده‌است.
  • معبداصلی: شکل معبد بصورت نیم چلیپا بوده و با همان عناصر معماری دژ ساخته شده‌است. در زاویه شمالی سرسرا پایه آتشدانی وجود دارد که از سه بخش کاملاً مشخص ساخته شده‌است. باید خاطرنشان کرد این نوع آتشگاه از نظر پلان دراکثر آتشگاه‌های دوره ساسانیان بچشم می‌خورد.
  • اتاق‌ها و انبارها: این بخش دومین اثر مهم تپه نوشیجان راتشکیل می‌دهد که در شرقی‌ترین قسمت تپه قرار گرفته و دارای حصار، بارو، اتاقهای مسکونی و انبار می‌باشد.
  • تونل: دربخش شمالی تالارستون دار و در امتداد شرق و غرب حفره‌ای سردابی‌شکل کنده شده که در عمق ۳ متری به صخره منتهی می‌شود. با توجه به شکل تونل به‌نظر می‌رسد که کار معماری پایان نیافته و از این جهت می‌توان استنباط کرد که احداث آن در آخرین دوره سکونت در این تپه صورت پذیرفته و ازطرفی احتمالاً ایجاد آن تپه جنبه امنیتی داشته‌است.

نامهای شورکات یعنی محل ایزد سور-یاش (خورشید) و انوشیجان (نامیرا و جاودانی)معلوم میدارد که اینجا مرکز پرستش ایزد خورشید (ایزد مهر پارسیان، سوریاش کاسیان یعنی اسلاف لُران)بوده است.

بناها:

طبق بررسی های انجام شده توسط دیویداستروباخ باستان شناس انگلیسی درنتیجه این حفاریها ، سه طبقه 1 و2 و 3 برای این تپه شناسایی شد. طبقه اول رابه مادها ازنیمه دوم قرن هشتم تانیمه اوائل قرن ششم قبل ازمیلاد و طبقه دوم رابه هخامنشیان وطبقه سوم رابه ساسانیان نسبت می دهند. بقایای آثاری که ازاین تپه بدست آمده دربرگیرنده معماری مادهاست که شامل :

1- بنای قدیمی جبهه غربی ( نخستین نیایشگاه )

2- تالارستون دار (آپادانا)

3- معبداصلی ( دومین نیایشگاه )

4- اتاق ها و انبارها

5- تونل

6- حصار و دژ

 

 

ویژگی:

این بنا قدیمی ترین بنای خشتی دنیاست.

آثار فوقانى این تپه مربوط به دوره پارتها، لایه میانى از دوره هخامنشى و آثار تحتانى که روى سازه طبیعى تپه بنا شده است از دوره مادها برجاى مانده است.

این ارگ مهمترین نیایشگاه مادها بوده و عناصر این مجموعه به عنوان نخستین الگوهاى معمارى ایرانى در فلات قاره ایران از منحصر به فردترین و ارزشمندترین آثار تاریخى کشور محسوب می شود.

ارگ تاریخى نوشیجان شامل اجزاى بناى قدیمى جبهه غربى "اولین نیایشگاه"، تالار ستون دار"آپادانا"، معبد مرکزى "دومین نیایشگاه"، اتاقها، انبار، تونل، و حصار و دژ است.

در این میان تالار ستون دار محوطه ای است با 12 پایه سنگی و ستونهایی از چوب که از بین رفته اند. در اطراف این سالن ساختمانهای کوچکی به شکل اتاق وجود دارند که ساختمانهای مسکونی محسوب می شده و تالار دارای پنجره هایی شبیه به پنجره های بزرگ سنگی در تخت جمشید است.

معبد مرکزی یا دومین آتشگاه نیز در مرکز مجموعه قرار دارد و سایر ابنیه در اطراف آن ساخته شده است. ساختمان این آتشکده هشت ضلعی است و با زاویه ای که در گوشه هایی از آن ساخته شده شکل بسیار جالبی را به وجود آورده است.

درب کوچکی از اتاق کوچک کنار آتشکده با پلکان به طبقه دوم راه داشته و آتشدان این معبد در گوشه ساختمان آتشکده قرار داشته که حدود یک متر از کف معبد ارتفاع دارد و در اطراف آن شیاری تعبیه شده که از ریختن مواد باقی مانده ناشی از سوختن چوب به داخل معبد جلوگیری بعمل آید.

این ارگ دارای چهار اتاق است، سقف این اتاقها که همگی خراب شده اند تخم مرغی شکل بوده و دو سوراخ به منظور تهویه تعبیه شده است و احتمالا این اتاقها برای نگهداری غذا و آذوقه برای مدت طولانی مورد استفاده قرار می گرفته است.

در آپادانا نیز در وسط قسمت شرقی تالار با شیب 30 درجه و عمق 18 متر و 42 پله تا زیر ساختمانها تونلی حفر شده است که عملکرد آن به درستی معلوم نیست.

در خارج از قلعه، حصار مرتفع و خشتی با ارتفاع هشت متر و چینه های پهن و شگفت انگیز با سوراخهای تیرکش که برای سرکوبی دشمن و حفاظت قلعه بکار می رفته است دور تا دور قلعه ادامه دارد.

مطالعه ویژگیهای خاص معماری این مجموعه که در نوع خود معرف نخستین نمونه های اگوهای معماری کشور در فلات ایران از جمله کاربرد طاقهای هلالی و پوشش سقف بصورت گهواره ای، کاربرد مقرنس در تزئین بنا و یکی از نمونه های نخستین تالارهای ستون دار در تاریخ معماری ایران و مطالعه اشیاء مکشوفه از این اثر باستانی راهگشای دانشمندان در شناخت بیشتر از فرهنگ معماری و هنر اوایل دوران تاریخی بوده است.

قدیمی ترین نیایشگاه خشتی دنیا در میان مرزهای کشور ما جا خوش کرده است. جایی درست در 60 کیلومترى جنوب شرق همدان و 20 کیلومترى شمال غرب ملایر… روى تپه اى به ارتفاع 37 متر که قدمتش به عصر آهن و اوایل استقرار مادها در ایران برمى گردد.

اگر گذارتان به ملایر افتاد، می توانید نام و نشان ارگ نوشیجان را از بومیان منطقه بپرسید. ارگی که نه تنها قدیمی ترین نیایشگاه خشتی دنیا به شمار می رود، بلکه یکی از ناشناخته ترین بناهای کشور است که اگر چه از سال 1346 در فهرست آثار ملی کشور به ثبت رسیده، اما سال ها در معرض باد و باران، بخشی از تاریخ مجسم خود را از دست داده است.

برای تماشای تپه نوشیجان حتما از یک راهنما کمک بگیرید. این راهنما حتما
به شما خواهد گفت که بناهای موجود بر بخش های بالایی تپه مربوط به دوره
پارت ها هستند، مناطق میانی مربوط به دوره هخامنشى و بناهای موجود

در پایین آن از دوره مادها برجاى مانده اند .



ارگ نوشیجان در سال های 1967 تا 1978 از سوی موسسه ایرانشناسی بریتانیا مورد کاوش های باستان شناسی قرار گرفت که دستاورد فعالیت های آن ها، شناسایی سه دوره معماری باستانی متعلق به ماد، هخامنشی و اشکانی بود. پس یادتان باشد برای تماشای تپه نوشیجان حتما از یک راهنما کمک بگیرید. راهنمای منطقه حتما به شما خواهد گفت که بناهای موجود بر بخش های بالایی تپه مربوط به دوره پارت ها هستند، مناطق میانی مربوط به دوره هخامنشى و بناهای موجود در پایین آن که روى سازه طبیعى تپه بنا شده اند، از دوره مادها برجاى مانده اند. بنابراین، شما با تپه ای کاملا استثنایی رو به رو هستید که در یک نگاه بخشی از هویت باستانی تان را مقابل چشمانتان می آورد!

 

 

 



اوج معماری دوران



در دوره مادها، ارگ نوشیجان مهمترین نیایشگاه مردم به شمار می رفته و به همین دلیل باستان شناسان معتقدند که عناصر موجود در این مجموعه اولین الگوهاى نیایشی میهن محفل مردم آن زمان را نشان می دهد. این در حالی است که به دلیل اهمیت خاص بنا، می توان اوج هنر معمارى ایرانى را در ارگ نوشیجان دید… ارگی که در فلات قاره ایران از منحصر به فردترین و ارزشمندترین آثار تاریخى کشور محسوب می شود.

در ضلع غربی ارگ نوشیجان می توان  اولین نیایشگاه ارگ را دید و کمی آن سو تر، تالار ستون دار آپادانا که در نزدیکی معبد مرکزى دومین نیایشگاه به چشم می خورد. بقیه این بنا را اتاق ها، انبار، تونل، و حصار و دژ تشکیل می دهند. تالار ستون دار، محوطه ای است با 12 پایه سنگی و ستون هایی از چوب که در گذر زمان از بین رفته اند. در اطراف این سالن ساختمان های کوچکی به شکل اتاق وجود دارند که ظاهرا ساختمان های مسکونی محسوب می شدند. این تالار پنجره هایی شبیه به پنجره های بزرگ سنگی در تخت جمشید دارد که جلوه خاصی به آن می بخشند.

در خارج از قلعه، حصاری مرتفع و خشتی که با ارتفاع هشت متر و چینه های پهن و شگفت انگیزی که دارد، در طول زمان وظیفه سرکوبی دشمن را به عهده داشته است .



معبد مرکزی یا دومین آتشگاه هم در مرکز مجموعه قرار دارد و بناهای دیگر در اطراف آن ساخته شده اند. ساختمان این آتشکده هشت ضلعی است و در کوچکی از اتاق کنار آتشکده، این فضا را به طبقه دوم می رساند. آتشدان این معبد در گوشه ساختمان آتشکده قرار گرفته که حدود یک متر از کف معبد ارتفاع دارد و در اطراف آن شیاری تعبیه شده است که از ریختن مواد باقی مانده ناشی از سوختن چوب به داخل معبد جلوگیری می کند.

علاوه بر این، ارگ نوشیجان چهار اتاق دارد که متاسفانه سقف تمام این اتاق ها خراب شده اند. اما در گذشته این سقف ها به شکل تخم مرغی ساخته شده بودند و در آنها دو سوراخ برای تهویه هوا به چشم می خورد. باستان شناسان احتمال می دهند که این اتاقها محل نگهداری طولانی مدت غذا و آذوقه بوده اند.

در خارج از قلعه، حصاری مرتفع و خشتی را می بینید که با ارتفاع هشت متر و چینه های پهن و شگفت انگیزی که دارد، در طول زمان وظیفه سرکوبی دشمن را به عهده داشته است.

ارگ نوشیجان در تاریخ سوم اسفند سال 1346 به شماره 763 درفهرست آثار ملی به ثبت رسیده است.

بنای تاریخی نوشیجان که ابتدا به صورت تپه ای باستانی بود از سال ‪۱۳۴۶مورد کاوشهای باستان شناسی قرار گرفت که در نتیجه شش فصل کاوش سه دوره تاریخی در آن شناسایی شد.

این بنای تاریخی در فهرست مناطق گردشگری نمونه کشور قرار دارد

با توجه به قدمت این اثر تاریخی و پتانسیل خوب شهرستان ملایر این منطقه نمونه گردشگری توسعه می یابد تا پذیرای گردشگران بسیاری از داخل و خارج کشور باشد.
ارگ تاریخی نوشیجان در حدود۲۰ کیلومتری شمال غرب ملایر  و روی تپه ای به ارتفاع ‪ ۳۷متر در دشت "شوشاب" واقع شده است. آثار فوقانی این تپه مربوط به دوره پارتها، لایه میانی از دوره هخامنشی و آثار تحتانی که روی سازه طبیعی تپه بنا شده از دوره مادها در اوایل قرن هشتم بر جای مانده است.

ارگ نوشیجان مهمترین نیایشگاه مادها بوده و عناصر این مجموعه به عنوان نخستین الگوهای معماری ایرانی در فلات قاره ایران از منحصر به فردترین و ارزشمندترین آثار تاریخی کشور محسوب می شود.

به منظور حفظ و حراست از آثار تاریخی و با توجه به ثبت تپه نوشیجان در فهرست آثار ملی(سال ۱۳۴۶) ، طرح ساماندهی و محوطه سازی این ارگ تاریخی را در دستور کار خود دارد.

ارگ تاریخی نوشیجان شامل اجزای بنای قدیمی جبهه غربی (اولین نیایشگاه(، تالار ستوندار(آپادانا)، معبد مرکزی (دومین نیایشگاه)، اتاقها، انبارها، تونل و حصار و دژ است.

در طرح محوطه سازی ارگ باستانی نوشیجان فضاهایی نظیر ورودی اصلی، ساختمان اداری، باند فرود بالگرد، مانش سوارکاری، بازارچه صنایع دستی و سکوهای استراحت پیش بینی شده است.

در طرح محوطه سازی ارگ باستانی نوشیجان فضاهایی نظیر ورودی اصلی، ساختمان اداری، باند فرود بالگرد، مانش سوارکاری، بازارچه صنایع دستی و سکوهای استراحت پیش بینی شده است.

در طی عملیات کاوش مشخص شد که این تپه دارای سه دوره فرهنگی و به ترتیب از بالا معرف استقرار در دوره‌های اشکانی، هخامنشی و مادی است که مهمترین و باستانی‌ترین لایه مربوط به سکونت اقوام ماد در این تپه از نیمه دوم قرن هشتم قبل از میلاد تا نیمه اول قرن ششم قبل از میلاد است.

ساکنان این بنا به دلایلی نامعلوم ابتدا اتاق‌ها را با چیدن حدود 4 میلیون خشت پر نمودند و سپس روی بنا را با خاک پوشاندند. بسیاری دلیل این کار را ترس از تخریب آن توسط هخامنشیان می‌دانند.

این معبد به صورت اتاقی مستطیل شکل است و در بدنه دیوارهای آن طاقچه‌هایی برای شمعدان و گذاشتن نذورات وجود دارد.

این فضای مستطیل شکل دارای 12 ستون چوبی در 3 ردیف چهارتایی بوده که ستون‌ها به دلیل گذر زمان پوسیده و از بین رفته‌اند. عده‌ای سبک این تالار را ملهم از معماری اوراتویی می‌دانند. دیوارهای تالار دارای تزیینات چند لایه و زیبایی است.

در بخش شمالی تالار ستوندار و در امتداد شرق و غرب حفره‌ای سردابی شکل کنده شده که در عمق 3 متری به صخره منتهی می‌شود. ارتفاع این حفره یا تونل پله‌دار 170 سانتی متر و در پهنا 180 سانتی متر است.این تونل از سطح طبیعی تپه به طرف غرب به صورت شیب‌دار و در طول 20 متر حفر شده است.

زیباترین بخش مجموعه تپه نوشیجان معبد چلیپا است که با پلان نیم چلیپا ساخته شده است. این معبد که استروناخ آن را دومین نیایشگاه نامیده با کمی فاصله در سمت شرق آپادانا و در مرکز مجموعه قرار دارد.

در بدنه‌های معبد طاقچه‌هایی تعبیه شده که به پنجره کور موسوم است که شکل تکامل یافته آن مقرنس در دوره اسلامی می‌باشد. در غرب نیایشگاه سکویی قرار دارد که مجمر یا آتشدان خشتی همراه با خاکستر در آن وجود داشته و به هنگام اکتشاف کشف شده است اما اینک این آتشدان در جای خودش قرار ندارد.

در ضلع شرقی مجموعه نوشیجان 4 اتاق با عرض کم و طول زیاد ساخته شده که ظاهراً به عنوان انبار مورد استفاده بوده است.

در هنگام کشف تپه نوشیجان این اتاق ها مملو از آجرهایی بوده است که به نظر می‌رسد می‌خواسته‌اند در دوره‌های متأخر این مجموعه را جهت جلوگیری از گزند دشمنان پر کنند. در سال 1346 این خشت‌ها از درون ساختمان توسط دیوید استروناخ خارج شدند.

در پیرامون مجموعه نوشیجان حصار خشتی مرتفعی وجود داشته با ارتفاع 8 متر و چینه‌های پهن و شگفت‌انگیزی که دارد از ساکنین دژ محافظت می کرده است. در بلندای حصار شیارهایی وجود دارد که احتمالاً برای تیراندازی مورد استفاده قرار می‌گرفته است. بخشی از حصار هنوز پا برجا مانده است.

اجزای محوطه باستانی نوشیجان عبارتند از: بنای قدیمی جبهه غربی - نخستین نیایشگاه، تالار ستوندار - آپادانا، معبد مرکزی - دومین نیایشگاه، اتاق‌‌ها و انبارها، تونل، حصار و دژ.

بقایای آثار در طبقه اول تپه نوشیجان عبارتند از:

  • بنای قدیمی جبهه غربی تپه که نخستین آتشگاه است با توجه به طرح و نقشه مجموعه بناهای این تپه می‌‌توان گفت که این بخش از بنا پس از احداث تالار ستون‌‌دار ساخته شده و از دو محوطه مربوط به هم طرح‌ ریزی شده است.
  • بقایای یک آتشدان در جبهه جنوبی نشانگر مراسم نیایش آتش می‌‌باشد. اتاق معبد شمالی - جنوبی ساخته شده و در بدنه مخروطی شمالی آن 3 طاقچه به طور نامشخص دیده می‌‌شود که یکی از آن ها حالت هواکش داشته است.
  • در حاشیه ضلع جنوبی معبد، بقایای یک سکوی برجسته وجود دارد که احتمالا شالوده پایه ستون‌‌های معبد بوده است.
  • اثر بعدی طبقه نخست این قلعه، تالار ستون دار (آپادانا) روی سکویی خشتی قرار گرفته و شالوده آن بر پایه شفته‌ ریزی با ملات گل و کف ‌سازی نهاده شده است.این تالار نیز شمالی - جنوبی است و ضلع شرقی آن زاویه قایم ندارد و ضلع غربی متکی به بقایای ستون غربی است.
  • اثر بعدی شناخته شده در این طبقه معبد اصلی است که شکل آن به صورت نیمه چلیپا بوده و با همان عناصر معماری دژ ساخته شده است و به نظر می‌‌رسد پس از تخریب، به منظور حفاظت با لاشه سنگ‌‌های ورقه‌‌ای پر شده است.
  • در زاویه شمالی سرسرا و در داخل بنای اصلی، پایه آتشدان و محراب معبد دیده می‌شود و روی این پایه مقداری خاکستر از بقایای آتش در حین نیایش به دست آمده است.

طبقه اول تپه نوشیجان در شرقی‌‌ترین قسمت قرار گرفته و دارای حصار، بارو، اتاق‌‌های مسکونی و انبار است. نخستین اتاق که احتمالا اتاق نگهبان است بلافاصله بعد از ورودی قرار گرفته و به شکل مستطیل است در این اتاق مراسم آتش بر پا می‌ شده و این امر از سوختگی دیوار ها مشخص است.

در ضلع غربی اتاق ورودی، سرسرای قلعه دیده می‌‌شود و در ضلع شمالی آن بقایای پله‌‌های مدور به طرف بالا بوده که متاسفانه به کلی نابود شده است.

روی دژ بقایای شکاف‌‌ها و سوراخ‌‌هایی است که احتمالا به منظور دفاع از قلعه ایجاد شده که در بعضی از آنها در هنگام پر کردن مسدود شده‌‌اند.

اثر دیگر تونل (حفره) است در بخش شمالی تالار ستون‌‌دار و در امتداد شرق و غرب، حفره‌‌ای سردابی شکل کنده شده که در عمق 3 متری به ‌صخره منتهی می‌‌شود.

 

تپه نوشیجان -استقرار ماد هخامنشی و اشکانی

ارگ نوشیجان از آثار منسوب به اوایل دوره مادی است و در ده کیلومتری شمال ملایر قرار دارد. بررسیهای باستان شناسی ، زندگی در سه دوره مادی، هخامنشی و اشکانی را در این منطقه نشان میدهد بطوریکه زندگی در دوره مادی ، ازبقیه دوران شاخص تر بوده است. رونق این محل در نیمه دوم قرن هشت پ م تا نیمه اول قرن شش پ م بوده است. آثار معماری مادی در این منطقه عبارتند از بنای موسوم به اولین آتشکده ، تالار ستوندار آپادانا ، معبد مرکزی ،اتاقها و انبارها ،تونل و حصار.
تاقهای هلالی و پوشش سقف به صورت گهواره ای ، استفاده از مقرنس در تزیین بنا و وجود تالار ستوندار جزو اولین نمونه های مشابه در فلات ایران است.همچنین وجود تکه های متفاوت نقره نشان از ظهور کاربرد سکه دارد.گنجینه سیمین نوشیجان را در زیر یک آجر کار گذاشته بود و این روش مخفی کردن گنجینه نشان از یک حمله غیر منتظره به تپه دارد.این گنجینه شامل 200 قطعه نقره ای بود که اشیایی مانند مهره حلقه و گوشواره با آنها ساخته بودند. مهره های نقره ای شبیه اشیای مکشوفه در زیویه و مارلیک هستند و یک سری مهره های خاص مارپیچی نوشیجان نیز شبیه اشیای هزاره دوم و شوم تپه حصار است.
اولین آتشکده محصور در فضای بسته که تاکنون کشف شده در این تپه مشاهده شده است که در جبهه جنوبی محراب و آتشدان داشته است. بعدها تالار ستوندار را بر روی آن ساخته اند و آتشکده دیگری را به جای آن ساخته اند. مشخص نیست چرا پس از متروک شدن آتشکده دوم آنرا با سنگ لاشه پر کرده اند! سنگها از تونلی بیرون آمده که از زیر تالار آپادانا و آتشکده اولی میگذرد. درون معبد اصلی پنجره های کور دیده میشود. مادها این نوع پنجره نماها را از اورارتوییان گرفته اند و در بنای مشهور کعبه زرتشت هخامنشی نیز این پنجره ها دیده میشوند . در برخی اتاقهای انبار سقف را با خشت به صورت هلالی و ضربی ساخته اند. چنین سقفهایی در این دوره تاریخی بسیار جالب است

الگوی معماری:

مطالعه ی ویژگی های معماری خاص این مجموعه معرف نخستین نمونه های الگوهای معماری کشور در فلات ایران می باشد، از جمله کاربرد طاق های هلالی، پوشش سقف به صورت گهواره ای، کاربرد مقرنس در تزیین بنا ( طاقچه های کاذب آتشکده ی دوم )، وجود یکی از نمونه های نخستین تالارهای ستون دار در تاریخ معماری ایران، استفاده از فرم و شکل چلیپا در ساختار و تزیینات ( قبل از شکل گیری صلیب در اروپا )، مطالعه ی اشیاء مکشوفه در این اثر مشتمل بر انواع ظروف سفالی، مجموعه ی اشیاء نقره ای اعم از حلقه ها و زیورآلات و قطعات متفاوت نقره ای که به ظن محققین می تواند اشکال اولیه از سکه باشد، همه و همه راه گشای اندیشمندان در شناخت بیشتر فرهنگ معماری و هنر دوران تاریخی هزاره ی اول قبل میلاد خاورمیانه است

ارگ نوشیجان در ملایر که عنوان قدیمی ترین نیایشگاه خشتی و یکی از قدیمی ترین بناهای دنیا را به خود اختصاص داده، ضمن ناشناخته باقی ماندن سالهاست که در معرض عوامل جوی و بارشهای مکرر باران قرار گرفته و هر بار قسمتی از آن تخریب شده است.




اوج معماری دوران



در دوره مادها، ارگ نوشیجان مهمترین نیایشگاه مردم به شمار می رفته و به همین دلیل باستان شناسان معتقدند که عناصر موجود در این مجموعه اولین الگوهاى نیایشی مردم آن زمان را نشان می دهد. این در حالی است که به دلیل اهمیت خاص بنا، می توان اوج هنر معمارى ایرانى را در ارگ نوشیجان دید... ارگی که در فلات قاره ایران از منحصر به فردترین و ارزشمندترین آثار تاریخى کشور محسوب می شود.
در ضلع غربی ارگ نوشیجان می توانید اولین نیایشگاه ارگ را ببینید و کمی آن سو تر، تالار ستون دار آپادانا را که در نزدیکی معبد مرکزى دومین نیایشگاه به چشم می خورد. بقیه این بنا را اتاق ها، انبار، تونل، و حصار و دژ تشکیل می دهند. تالار ستون دار، محوطه ای است با 12 پایه سنگی و ستون هایی از چوب که در گذر زمان از بین رفته اند. در اطراف این سالن ساختمان های کوچکی به شکل اتاق وجود دارند که ظاهرا ساختمان های مسکونی محسوب می شدند. این تالار پنجره هایی شبیه به پنجره های بزرگ سنگی در تخت جمشید دارد که جلوه خاصی به آن می بخشند.

در خارج از قلعه، حصاری مرتفع و خشتی را می بینید که با ارتفاع هشت متر
و چینه های پهن و شگفت انگیزی که دارد، در طول زمان وظیفه سرکوبی
دشمن را به عهده داشته است




معبد مرکزی یا دومین آتشگاه هم در مرکز مجموعه قرار دارد و بناهای دیگر در اطراف آن ساخته شده اند. ساختمان این آتشکده هشت ضلعی است و در کوچکی از اتاق کنار آتشکده، این فضا را به طبقه دوم می رساند. آتشدان این معبد در گوشه ساختمان آتشکده قرار گرفته که حدود یک متر از کف معبد ارتفاع دارد و در اطراف آن شیاری تعبیه شده است که از ریختن مواد باقی مانده ناشی از سوختن چوب به داخل معبد جلوگیری می کند.
علاوه بر این، ارگ نوشیجان چهار اتاق دارد که متاسفانه سقف تمام این اتاق ها خراب شده اند. اما در گذشته این سقف ها به شکل تخم مرغی ساخته شده بودند و در آنها دو سوراخ برای تهویه هوا به چشم می خورد. باستان شناسان احتمال می دهند که این اتاقها محل نگهداری طولانی مدت غذا و آذوقه بوده اند.
در خارج از قلعه، حصاری مرتفع و خشتی را می بینید که با ارتفاع هشت متر و چینه های پهن و شگفت انگیزی که دارد، در طول زمان وظیفه سرکوبی دشمن را به عهده داشته است.

قدمت ارگ تاریخى نوشیجان که در 60 کیلومترى جنوب شرق همدان و 20 کیلومترى شمال غرب ملایر روى تپه اى به ارتفاع 37 متر واقع شده است به عصر آهن و اوایل استقرار مادها در ایران بازمى گردد.

آثار فوقانى این تپه مربوط به دوره پارتها، لایه میانى از دوره هخامنشى و آثار تحتانى که روى سازه طبیعى تپه بنا شده است از دوره مادها برجاى مانده است.

این ارگ مهمترین نیایشگاه مادها بوده و عناصر این مجموعه به عنوان نخستین الگوهاى معمارى ایرانى در فلات قاره ایران از منحصر به فردترین و ارزشمندترین آثار تاریخى کشور محسوب می شود.

ارگ تاریخى نوشیجان شامل اجزاى بناى قدیمى جبهه غربى «اولین نیایشگاه» ، تالار ستون دار «آپادانا» ، معبد مرکزى «دومین نیایشگاه» ، اتاقها، انبار، تونل، و حصار و دژ است.

در این میان تالار ستون دار محوطه ای است با 12 پایه سنگی و ستون هایی از چوب که از بین رفته اند. در اطراف این سالن ساختمان های کوچکی به شکل اتاق وجود دارند که ساختمانهای مسکونی محسوب می شده و تالار دارای پنجره هایی شبیه به پنجره های بزرگ سنگی در تخت جمشید است.

معبد مرکزی یا دومین آتشگاه نیز در مرکز مجموعه قرار دارد و سایر ابنیه در اطراف آن ساخته شده است. ساختمان این آتشکده هشت ضلعی است و با زاویه ای که در گوشه هایی از آن ساخته شده شکل بسیار جالبی را به وجود آورده است.

درب کوچکی از اتاق کوچک کنار آتشکده با پلکان به طبقه دوم راه داشته و آتشدان این معبد در گوشه ساختمان آتشکده قرار داشته که حدود یک متر از کف معبد ارتفاع دارد و در اطراف آن شیاری تعبیه شده که از ریختن مواد باقی مانده ناشی از سوختن چوب به داخل معبد جلوگیری بعمل آید.

این ارگ دارای چهار اتاق است، سقف این اتاقها که همگی خراب شده اند تخم مرغی شکل بوده و دو سوراخ به منظور تهویه تعبیه شده است و احتمالا این اتاقها برای نگهداری غذا و آذوقه برای مدت طولانی مورد استفاده قرار می گرفته است.

در خارج از قلعه، حصار مرتفع و خشتی با ارتفاع هشت متر و چینه های پهن و شگفت انگیز با سوراخهای تیرکش که برای سرکوبی دشمن و حفاظت قلعه بکار می رفته است دور تا دور قلعه ادامه دارد.

مطالعه ویژگی های خاص معماری این مجموعه که در نوع خود معرف نخستین نمونه های اگوهای معماری کشور در فلات ایران از جمله کاربرد طاقهای هلالی و پوشش سقف بصورت گهواره ای، کاربرد مقرنس در تزئین بنا و یکی از نمونه های نخستین تالارهای ستون دار در تاریخ معماری ایران و مطالعه اشیاء مکشوفه از این اثر باستانی راهگشای دانشمندان در شناخت بیشتر از فرهنگ معماری و هنر اوایل دوران تاریخی بوده است.

ارگ و تپه تاریخی نوشیجان که قدیمی ترین بنای خشتی دنیا محسوب می شود، در دور اول سفر هیئت دولت به استان همدان به عنوان منطقه نمونه گردشگری مطرح شده است.

رئیس سازمان میراث فرهنگی و گردشگری استان همدان در خصوص این بنا گفت: در دور اول سفر هیئت دولت به استان همدان در مجموع 27 منطقه نمونه گردشگری در استان همدان مصوب شد که ارگ نوشیجان نیز در بین آنها قرار دارد.

منطقه نمونه گردشگری محلی انتخابی در اطراف عرصه و در ضلع شرقی جاده ملایر که در ضلع غربی آن تپه و ارگ نوشیجان قرار دارد، معین شده است مطالعه منطقه گردشگری در حد امکان سنجی صورت گرفته و در حال حاضر در صدد جذب سرمایه گذار است.

در خصوص ارگ تاریخی نوشیجان نیز که در 24 کیلومتری ملایر و در مسیر روستای آورزمان قرار دارد در وسعتی حدود 19 هکتار کاوش های باستان شناسی در سال گذشته انجام شد.امسال برای ساماندهی بیشتر این بنای خشتی ادامه کاوش ها در برنامه قرار گرفته است.

در سال جاری توسعه کمپینگهای اقامتی و نصب آلاچیق را در این منطقه اجرا میشود ارگ تاریخی نوشیجان به لحاظ حفاظتی باید در مجموعه ای بسته و سالن قرار گیرد تا به درستی حفاظت شود زیرا در حال حاضر با وجود تدابیر اندیشیده شده برای حفاظت از آن، این اثر همچنان در معرض عوامل جوی قرار دارد.

اعتبار مورد نیاز برای ساخت سالن حفاظت از بنا را حدود 700 میلیون تومان ذکر شده تا در دور سوم سفر هیئت دولت به استان همدان این اعتبار را مصوب کنیم.

در صورت ساخت این مجموعه، قدیمی ترین بنای خشتی دنیا به یکی از سایت های اساسی و موزه های معتبر کشور تبدیل می شود و اشیای فرهنگی و عتیقه های شهرستان ملایر در آن نگهداری خواهد شد.

در این خصوص که نوشیجان قدیمی ترین نیایشگاه خشتی جهان است، شکی نیست اما کارشناسان هنوز موفق نشده اند از بین ارگ بم، ارگ نوشیجان و چغازنبیل یکی را به طور قطع به عنوان قدیمی ترین بنای خشتی دنیا برگزینند.

زیر معابر اصلی و خانه‌های مسکونی در مرکز شهر سامن از توابع شهرستان ملایر واقع شده است و به‌شکل کامل در دل سنگ گرانیت حفر شده و شامل معابر و تونل‌های ارتباطی است که به اتاق‌های متعددی منتهی می‌شود. داخل اتاق‌های شهر زیرزمینی سامن تعداد زیادی اسکلت انسانی و ظرف‌های سفالی به‌چشم می خورد و در کناره‌ی دیوارهای این اتاق‌ها، سکوهایی یکپارچه از سنگ تراشیده‌شده که محل قرار دادن اجساد، اشیا یا لوازم زندگی بوده، یافته شده است.

موقعیت جغرافیایی:

            استان همدان، شهرستان ملایر. ، " 54  '21  ْ34  شمالی  و  "00 '38   ْ48  شرقی. ارتفاع از سطح دریا 1681 متر.

 

نحوه دسترسی:

            به دو طریق می توان به تپه نوشیجان رسید:

1-    از طریق همدان: شهرستان ملایر در جنوب غربی استان همدان واقع شده است. جاده همدان – ملایر تماماً دو بانده با آسفالت مطلوب است. از همدان تا پلیس راه جوکار حدود60  کیلومتر فاصله است. پنج کیلومتر بعد از جوکار به یک سه راهی در سمت راست خواهید رسید که تابلوی تپه باستانی نوشیجان در سمت چپ  قابل رؤیت است. از ابتدای سه راهی حدود سه کیلومتر تا تپه فاصله است.

2-    اگر از تهران صرفاً به قصد بازدید از تپه نوشیجان حرکت می کنید بهتر است  مسیر قم – اراک – ملایر را انتخاب فرمایید. این مسیر بسیار نزدیکتر و به واسطه دو بانده بودن کم خطر تر است. از شهر ملایر به سمت همدان حرکت فرمایید. پس از طی حدود هفده و نیم کیلومتر از میدان مرکزی شهر یا دوازده و نیم کیلومتر از خروجی شهر، تابلوی تپه نوشیجان قبل از دور برگردان قابل رؤیت است.

 

امکانات رفاهی:

*  در محوطه مقابل تپه فضای نسبتاً بزرگی برای توقف خودرو وجود دارد.

*  نزدیکترین پمپ بنزین  15 کیلومتر فاصله دارد. در ورودی شهر ملایر ( به فاصله 18 کیلومتر از تپه ) نیز پمپ بنزین و پمپ گاز وجود دارد.

*  سرویس بهداشتی نسبتاً قابل قبول است. توالت فرنگی برای بیماران و بازدیدکنندگان خارجی موجود نیست.

*  در مجاورت تپه فروشگاه یا مرکز عرضه مواد غذایی و نوشیدنی وجود ندارد.

*  رستوران موجود نیست.

*  آب آشامیدنی در دسترس است هرچند توصیه می شود در فصول گرم سال آب آشامیدنی بهداشتی همراه خود داشته باشید.

*  آنتن دهی تلفن همراه مطلوب است.

*  برای ورود به سایت لازم است بلیط تهیه کنید.

*  بروشور به زبان فارسی موجود است. اگر درخواست کنید به شما تحویل می دهند.

*  آثار باستانی متعلق به همه است، از نوشتن یا حکاکی هر نوع یادگاری بر دیوارها  جداً پرهیز کنید.

*  محوطه بیرونی و همچنین فضاهای داخل تپه دارای پستی و بلندی های متعدد است. مراقب کودکان خود باشید. صعود از تپه برای بیماران قلبی و مبتلایان به آرتروز پیشرفته زانو مناسب نیست.

*  شهر ملایر فاقد هتل مناسب برای اقامت می باشد. مجتمع اقامتی باران و خانه ی معلم در شهر وجود دارد. برای رزرو هتل می توانید با هتل های شهرهای همدان، اراک یا بروجرد هماهنگ کنید.

* در صورتیکه که می خواهید در چادر اقامت فرمایید، توصیه می شود در پارک سیفیه یا محوطه دریاچه کوثر اقامت فرمایید.

 

 

 

امنیت منطقه:

            این منطقه از کشور از امنیت بالایی برخوردار است. با توجه به ساعت کار تپه عملاً بازدید شب هنگام از تپه نوشیجان مقدور نیست. ضمناً با توجه به اینکه تپه در مسیر اصلی جاده همدان – ملایر قرار ندارد تردد شب هنگام ممکن است باعث بروز خطرات جاده ای برای گردشگران شود.

بهترین زمان بازدید:

            شهرستان ملایر دارای آب و هوای معتدل بوده و چهار فصل سال به خوبی در آن احساس می شود. بنابراین بازدید از تپه در فصل زمستان ممکن است با بارش برف یا سرما و سوز همراه باشد. بهترین زمان بازدید ماه های اردیبهشت و خرداد است.

* توضیحات اضافه:

1- اگر به شهرستان ملایر سفر نمودید توصیه می شود از پارک قدیمی سیفیه و موزه ملایر که در مرکز شهر واقع شده اند، دریاچه کوثر در ورودی شهر از سمت همدان و یخچال میرفتاح در حاشیه شهر بازدید فرمایید.

            2- چرا در برخی از مکان های باستانی از سوله یا ساختارهای فلزی برای پوشش استفاده می کنند؟

پاسخ این است که: بخش هایی از تپه سیلک کاشان، بخش هایی از آتشکده آذرگشنسب تخت سلیمان تکاب، بخش هایی از تپه هگمتانه، بخشی از تپه نوشیجان شاخص ترین مکان هایی هستند که سرپوشیده شده اند. این مکان ها به دلیل ساختار خشتی خود، به شدت در مقابل عوامل فرساینده همچون برف، باران، یخبندان، باد و طوفان، زلزله و حتی تابش شدید آفتاب آسیب پذیر هستند. ممکن است این سئوال پیش آید که اگر مکانی بیش از دو هزار سال به همین شکل باقی مانده پس بعد از این هم باقی خواهد ماند. توضیح این است که بخش مهمی از کشفیات امروزی طی قرن ها در زیر خاک مدفون بوده اند و همین تدفین آنها در زیر خاک باعث حفاظت آنها می شده است. از طرف دیگر بسیاری از عناصر اصلی ساختمان ها در اعصار گذشته از بین رفته است و  از اینکه عوامل محیطی ( و نه انسانی ) چه میزان در تخریب این آثار در گذر زمان نقش داشته اند، معمولاً اطلاعات دقیقی وجود ندارد. از طرف دیگر افزایش دانش بشر طی قرن های بیستم و بیست و یکم باعث افزایش آلاینده های محیط زیست شده و روز به روز هم بدتر می شود ( از قبیل وجود باران های اسیدی ) که خود عاملی برای افزایش آسیب به این گونه ابنیه است. بنابراین هرچند پوشش های فلزی از زیبایی مجموعه های باستانی می کاهد و گاهی اوقات شکل ظاهری آنها نازیبا است و می تواند بسیار زیباتر ساخته شود، اما به نظر می رسد اگر بخواهیم این گنجینه های باستانی را برای نسل های بعد حفظ کنیم، روشی اجتناب ناپذیر است.

منابع:

http://www.rahbal.ir

http://alalhalvand.blogfa.com

http://www.vibre.ir

www.hamedanfair.i

http://sogandebaroon.blogfa.com

http://daaa.blogfa.com

http://malayer20patogh.mihanblog.com

http://www.mehrnews.com

http://vazeh.com

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:25
0 نظر

ارگ کریم خانی

 ارگ

ارگ کریم خانی در ابتدای خیابان کریم خان زند( شیراز ) نبش میدان شهرداری قرار گرفته است؛ کریم خان به هنگام پایه گذاری حکومت در شیراز تحت تاثیر معماری صفوی قرار گرفت. به این صورت که بعد از بازدید از میدان نقش جهان اصفهان تصمیم به ایجاد میدان وسیعی در شمال شیراز قدیم گرفت. این میدان به میدان توپخانه شهرت داشت. در شمال میدان دیوان خانه کریم خان، درشرق میدان بازار وکیل و چندین کاروانسرا، در جنوب میدان حمام و مسجد وکیل و در جنوب غربی باغ و در غرب ارگ و اندرونی را بنیان می گذارد. بعد از فتح شیراز توسط آقا محمد خان بنا به خصومتی که با کریم خان داشت تصمیم به تخریب بناهای کریم خانی گرفت، به دنبال این تصمیم تعدادی از بناهای عصر زندیه را تخریب شد از جمله حصار شهر که به وسیله کریم خان احداث شده بود.خوشبختانه بنای ارگ از تخریب محفوظ مانده و از آن به عنوان دارالحکومه امرائی که از طرف حکومت مرکزی به امیری و استانداری فارس برگزیده شده بودند استفاده می شد.


 

 

 

امرا و فرمانروایان عصر قاجار بنا به سلیقه های شخصی در این بنا دخل و تصرف هایی ایجاد نمودند از جمله در حیاط مرکزی دست به ایجاد یک سلسله عمارت زدند که نسبت به ارگ

وصله ناجوری بود و دیگر اینکه سطح نقاشی های دوران زندیه را پوشاندند و تزییناتی دیگر مطابق با سلیقه خود ایجاد نمودند. برای انجام این کار چون گچ به راحتی بر روی لایه های قبلی گچ قرار نمی گرفت سطح دیوار را با تیشه زخم کرده و به همین دلیل بیشترین تخریب را در بنا ایجاد کردند.


در سال 1310 به دنبال ساخت مرکز شهربانی این بنا کاربرد زندان شهربانی می یابد ازاینسال تا سال 1350 که ارگ کریم خانی تحویل دفتر فنی حفاظت آثار باستانی شد تخریباتی به بنا وارد گشت، به دلیل اینکه جهت اسکان زندانیان تالارها را دو طبقه کرده، و سطح نقاشی های عصر

 

 

 

قاجاریه را با گچ پوشاندند و بنا به نیاز گرمازایی و روشن کردن آتش، سطح اتاقها با لایه ای از دود پوشیده شد.

در دوره پهلوی که بنا تبدیل به زندان می شود در مقابل ارسی ها جرزی به ضخامت 50 سانتی متر کشیده بوده اند و اتاق ها و تالار ها را دو طبقه کرده و هر کدام به 4 تا 6 سلول تبدیل شده بوده اند.

در سال 1350 کار مرمت بر روی این بنا آغاز شد و در حال حضر جهبه شمال و غربی و نیمی از جنوب مرمت گردیده است.


مشخصات ساختمانی ارگ کریم خانی

ارگ اندرونی ، کاخ سلطنتی کریم خان و خانواده اش بوده که در زمینی به مساحت 12800متر مربع با حدود 4000متر مربع زیر بنا در غرب میدان توپخانه قدیم واقع است.

پلان، زمینی به شکل مستطیل است. در چهار گوشه ارگ، چهار برج مدور سه طبقه قرار گرفته است که ارتفاع آنها حدود 14 متر می باشد و ارتفاع دیوارهای ارگ نیز به 12 متر می رسد. به

 

 

 

هنگام تماشای ارگ ظاهری خشونت آمیز و بدور از هرگونه تزیین پیش چشم تماشاگر جلوه می نماید. معماری ارگ به شیوه اصفهانی و ازنوع معماری درونگرا است که وجود تزیینات

ظریف و زیبای داخل ساختمان در مقابل تزیینات خشن و ساده دیوارهای بیرونی گواه این مطلب است. عمده مصالح در بنای ارگ سنگ و آجر است.

در بالای ورودی اصلی، کاشکاری از نوع هفت رنگ مشتمل بر صحنه نبرد رستم و دیو سفید مربوط به دوره قاجاریه است.بعد از ورودی در بخش داخلی هشتی قرار گرفته است. در بخش شمالی حیاط خلوتی به اضافه چند اطاق کوچک مجزا از سایر مجموعه اطاق های ارگ قرار دارد. در گوشه جنوب شرقی هشتی نیز حمام اختصاصی کریم خان ساخته شده است. در چهار گوشه بنا در کنار برجها چهار حیاط خلوت با حوضی در مرکز آن قرار گرفته است که احتمالا کاربردهایی از قبیل ایجاد سرویس دهی و آشپزخانه داشته اند.

بخش های مسکونی بنا در سه جبهه شمالی، جنوبی و غربی واقع شده اند. در مرکز هر جبهه یک ایوان ستوندار با دو ستون سنگی قرار دارد که در زمان قاجاریه ستونهای اصلی ایوانهای جنوبی و غربی برداشته شده و ستونهای چوبی با تزیینات مارپیچی شکل جایگزین شده است. در دو طرف هر ایوان ستوندار و تالار و میان تالارها دو راهرو دو طبقه بکار رفته است.

 

 

 

 

نمای تالارها با پنجره های چوبی مشبک کاری شده همراه با شیشه های رنگی پوشیده شده است. تالارها به وسیله دو سقف پوشیده شده اند که یکی سقف طاقدار با مقرنس های گچی در بخش داخلی آن تزیین شده و دیگری سقف کاذب که با فاصله ای نسبت به سقف اصلی ایجاد

گردیده، بخش داخلی سقف اصلی تالار ها با نقاشیها و تذهیب های بسیار زیبایی که از نقاشیهای عصر صفوی الگو گرفته اند تزیین شده است. در ترسیم این نقاشی ها از موادی مانند طلا، جیوه، شنگرف، گل اخرا و سایر مواد معدنی استفاده شده است.

• حمام داخل ارگ

در گوشه جنوب شرقی ارگ حمامی از دوره زندیه هنوز پا بر جا می باشد. رختکن این حمام بصورت یک هشت ضلعی ساخته شده است به این ترتیب که اضلاع اصلی آن یک چهار ضلعی است که در چهار گوشه چهار ضلعی، چهار ضلع دیگر تعبیه و بدین ترتیب بصورت یک هشت ضلعی در آمده است.

در ورودی حمام در گوشه جنوب غربی حمام قرار گرفته است و به وسیله دالان کوتاهی به رختکن مربوط می شود، در چهار سمت رختکن چهار ایوان تعبیه شده است در پای هر یک از ایوانها سه محفظه کوچک تعبیه شده که اختصاص به کفش ها دارد.

در وسط صحن رختکن یک حوض هشت ضلعی دیده می شود که پاشویه های آن کمی از سطح زمین بلند تر است و یک فواره سنگی در وسط حوض دیده می شود. سقف رختکن از

 

 

یک عرق چین آجری ساده تشکیل شده است که در گوشه های آن ترنجهای آهکبری بسیار زیبایی نصب شده است. در گوشه شمال غربی رختکن دالان نسبتاً طولانی است که به صحن گرمخانه حمام مربوط می شود جالب ترین قسمت حمام چهار ستون سنگی یکپارچه داخل

گرمخانه آن است که دارای تزیینات بسیار جالبی می باشد که ستونهای مذکور از ته ستون، ستون و سرستون تشکیل شده است.

در گرمخانه حمام 3 مخزن آب وجود دارد که ازآب آنها برای استحمام استفاده می شده است. در کف خزینه وسط دیگی مسی قرار دارد که برای گرم کردن آب آن استفاده می شده است و از طریق انباری که در پشت حمام قرار دارد هیزم زیر آن قرار می دادند.

در کف حمام دالان هایی وجود دارد که در اصطلاح به آنها گربه رو می گویند و کاربرد آنها انتقال گرمای حاصل از آتش زیر دیگ آب گرم بوده است.

پیوند مرتبط:

عکسها: http://www.shirazcity.org

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:24
0 نظر

واژه ارسی در معماری

ارسی در لغت به پنجره های بالا رویی که بطور عمودی بالا روند معنا شده است.
ارسی ها در خانه ها بیشتر در بخش پذیرائی ساختمان استفاده می شده است.

در تعدادی از خانه ها نیز ارسی برای تقسیم فضای داخلی خانه و میان دو اتاق

استفاده می شده است که به آن ارسی میان در می گویند.
یک پنجره ارسی ممکن بر اساس تعداد درک ها یا لنگه ها یا چشمه های آن یک درکی،سه درکی،چهار درکی، پنج درکی، هفت درکی، نه درکی و ... نامگذاری شوند.

بخش پائینی ارسی چشمه یا درک و بخش بالای آن به پاتاق مشهور است.

پاتاق ممکن است هلالی یا مستطیل شکل باشد.گیره های کوچکی نیز در کناره

این درها وجود دارد که به چفته ریزه موسوم است.کاربرد این چفته ها نگهداری

درک ها بعد از بالا رفتن است. البته شایان ذکر است به بخش اصلی ارسی که درک ها روی آن بالا می روند و چفته ریزه روی آن نصب می شود وادار میگویند

که به نوعی نقش چهار چوب را بازی می کنند.در بعضی ارسی ها بخشی به عنوان پاشنه نیز وجود دارد.
از استادان این هنر استاد حسن عشاقی متولد 1302 اصفهان-درودگر و گره ساز-

از کارهای مهم وی میتوان به پنجره های کاخ چهلستون ،هشت بهشت و عالی قاپو اشاره کرد.
با بهره گیری از تاریخ معماری می توان گفت، در قرن هشتم هجری نمونه های

فراوانی ازرسم عناصر هندسی، گل و بته بر روی لوازم چوبی مانند منبر،

درب امامزاده ها، صندوق مزار و رحل قرآن خلق شد. از اوایل قرن نهم هجری

نیز این هنر رونق دیگری یافت و صنعتگران از مشبک و گره چینی در ساخت

پنجره های منازل و کاخ ها استفاده کردند، همچنین از دوران صفویه به بعد هم

با تعبیه شیشه های رنگی در چوب های مشبک ارسی ها ساخته شد. 

در حال حاضر ارسی و گره چینی که یادگاری از زمان قدیم است در اغلب

نقاط کشور مشاهده می شود و نمایی منحصر به فرد و متفاوت برای خانه های

قدیمی ساخته است. تقارن کامل در شکل، فرم و رنگ که از طرح های اسلیمی

نشأت گرفته و با تکه های کوچک چوب به شکل ستاره های چندپر پیاده شده،

ویژگی مشترک پنجره های مشبک گره چینی در سرتاسر ایران زمین به شمار

می آید که در ارسی ها شیشه های الوان به رنگ های زرد، سبز، قرمز و آبی

به آن اضافه شده است. در شمال ایران نیز ساخت ارسی مانند دیگر نقاط کشور

مرسوم بوده است با این تفاوت که به دلیل رطوب هوای شمال از چوب درخت

آزاد یا ازدار که مقاوم است و دوام بیشتری دارد استفاده می شد ولی در مقابل در

مناطق خشک جنوبی و مرکزی کشور از چوب چنار برای کار گره چینی استفاده می کردند. 
اما پنجره های گره چینی شده و ارسی ها چه ویژگی های داشته است 
رضا قاسم آبادی، کارشناس مرمت سازمان میراث فرهنگی استان گلستان

یکی از آن افرادی است که مرمت ارسی ها را انجام می دهد، وی که با پشتکار

و تلاش خویش توانسته قطعات آسیب دیده ارسی ها را جدا و سپس دوباره

بازسازی و مونتاژ کند درباره پنجره های گره چینی و ارسی در این استان

می گوید به نظر می رسد نصب ارسی ها بسته به زمستان نشین و یا تابستان نشین

بودن اتاق ها فرق داشته است. 
وی می افزاید: در اتاق های تابستان نشین ارسی ها که بالای درب اتاق ها

نصب می شد نقش بادخور را ایفا می کرد. این پنجره های مشبک در هوای گرم،

باد ملایم و مطبوع را با کوران هوا به داخل اتاق هدایت می کرد و به همین سبب

ارسی ها در اتاق های تابستانی شیشه نداشتند، درحالی که در اتاق های

زمستان نشین شیشه دار بودند و شیشه به کار رفته در این گونه ارسی ها

دست ساز و به سبب کمبود شیشه در آن زمان بسیار گران بوده و آن طور که

ما اطلاع پیدا کردیم خمیر شیشه ها در این منطقه از روسیه وارد شده است. 
قاسم آبادی درباره چند رنگ بودن شیشه ارسی ها هم می گوید علاوه بر

انعکاس رنگارنگ و تلطیف نور به داخل اتاق ها، شیشه های رنگی سبب

می شود خزندگانی همچون مارمولک و مار احساس وحشت کنند و وارد اتاق

نشوند که این را از ویژگی های جالب درباره ارسی ها می توان برشمرد. 
وی از ویژگی های ساخت ارسی هم می گوید: در ساخت این پنجره های چوبی

از میخ استفاده نمی شود و اگر هم استفاده شده میخ ها چوبی بوده است.

برای محکم کردن ارسی ها که تکه هایی چوب آن را تشکیل داده اند

چفت و بست یا همان زبانه نر و مادگی استفاده می شد و با اینکه هیچ وسیله

وصل کننده دیگری مانند چسب هم به قطعات ارسی ها زده نمی شد اما بسیار

محکم ساخته شده اند. 
قاسم آبادی درباره وضع دست ساخته های چوبی گره چینی در منطقه می گوید:

ساخت گره چینی دیگر منسوخ شده و هیچ کس آنها را سفارش نمی دهد به علاوه اینکه در شمال کشور استادکاری هم باقی نمانده اما مرمت آثار باقی مانده در

خانه های قدیمی، یکی از اقداماتی است که برای حفظ گره چینی ها از سوی

سازمان میراث فرهنگی انجام می گیرد. 
وی با اشاره به اینکه در خانه های قدیمی منطقه، نورگیرهایی که با گره چینی

ساخته شده هنوز وجود دارد می افزاید: خیلی از ارسی های قدیمی هم اکنون

از بین رفته و درباره تعدادی هم که باقی مانده همکاری خود مردم برای حفظ

آنها نیاز است. 
با وجود اینکه ساخت پنجره های مشبک گره چینی شده دیگر رواج ندارد اما به

گفته این کارشناس می توان از آنها در دکوراسیون داخلی خانه ها در اتاق های

پذیرایی یا نورگیرها استفاده کرد، همچنین می توان از آنها در اماکن تجاری و

خدماتی مانند سفره خانه ها، رستوران ها و هتل بهره برد. 
حسین دباغ، کارشناس مرمت سازمان میراث فرهنگی استان گلستان نیز درباره

ارسی ها می گوید این دست ساخته های چوبی زیبا در سطح این استان در فضاهای

مهم خانه های قدیمی که دارای تزئینات بوده و مساحت بیشتری داشته نظیر

میهمان نشین ها و تالارها مشاهده می شود. 
به گفته وی درباره ارسی های که در گلستان ساخته شده هیچگونه

مطالعات جامعی تاکنون انجام نگرفته و در نتیجه نمی توان به طور دقیق

درباره آنها اظهار نظر کرد، به همین سبب درباره تفاوت های احتمالی آنها نیز

با دیگر نقاط کشور نظیر استان اصفهان و کردستان که مهد ساخت ارسی است

نمی توان مقایسه ای انجام داد. 
دباغ ادامه می دهد بسیاری از پنجره های ارسی و گره چینی قدیمی در

استان اکنون خراب شده یا از میان رفته است، علاوه برآن تعدادی از سوی

مالکان برای کار تزئینات داخلی منازل گرانقیمت فروخته شده و درباره برخی نیز

ازسوی مالکان بناهای قدیمی اجازه دسترسی به آنها داده نمی شود البته

مواردی هم بوده که مردم منطقه ارسی های با ارزش را برای استفاده خصوصاً

در اماکن مقدس اهدا کرده اند. 

اصفهان
Description: http://img4up.com/up2/90225404393075065243.gif


Description: http://img4up.com/up2/96262797416790610212.jpg

حسینیه امینی ها قزوین

Description: http://img4up.com/up2/00290168545833182281.jpg
باغ دولت آباد یزد

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:23
0 نظر

ارسی ترکیب گره سازی است و شیشه بری و قواره بری ....

ارسی ترکیب  گره سازی است و شیشه بری و قواره بری ....

طرحی روی کاغذ رسم می شود و برای هر قسمت تعیین رنگ می شود و شماره گذاری و تعیین جهت متناسب با بافت شیشه خام  و با رعایت فاصله بین شیشه ها که لحیم قلعی آن را پر میکند طرح روی شیشه رنگی چسبانده می شود و با قلم الماسه می برند و با چرخ سنباده لبه ها صاف می شود و دور لبه ها با نوار مسی قاب شده و کنار هم بر اساس الگوی اولیه چیده شده و با نوار لحیم و هویه داغ شیشه ها به هم وصل می شوند .

 طرحها بیشتر هندسی هستند . گره های چینی و طرحهای  اسلیمی .بعضی گمان دارند که این  صنعت از روسیه به ایران وارد شده حال آنکه بر اساس  شواهد در بناها و نقاشیهای به جا مانده از قبل از صفویه ارسی سازی در ایران رواج داشته و استاد  "  اکبر حلی "  که معمار سنتی هستند نیز اعتقاد دارند که در کاشان و اصفهان به کفش راحتی ارسی می گویند و چون دربهای ارسی به راحتی بالا و پایین می رفته این نام به آنها اطلاق شده است .

 و همچنین در فرهنگ عمید آمده است که ارسی به معنای در اتاقی است که رو به حیاط باز می شود  .

در قرن هشتم هجری نمونه های فراوانی از رسم عناصر هندسی و گل و بته روی لوازم چوبی مانند منبر و دربهای امامزاده ها و صندوق مزار و رحل قرآن انجام شده و از اوایل قرن نهم هجری صنعتگران از مشبک و گره چینی در ساخت پنجره های منازل و کاخها استفاده کردند و بعد از صفویه شیشه های رنگی در میان چوبهای مشبک قرار گرفت .

 و علاوه بر پنجره دربهای بالا رونده ای ساخته شد که با چارچوبهای مخصوص در مقابل منبع نور قرار می گیرند.

استاد " اکبر حلی " ،  ارسی را  از تزئینات ارزشمند بنا دانسته که هم در زیبا سازی ساختمان نقش مهمی دارد و هم به دلیل ویژگی کاربردی از جمله سهولت در بالا و پایین رفتن به صورت تمام تنه و نیم تنه و حالت تاشو نسبت به دربهای دیگر کمتر تاب بر می دارد و وقتی ارسی بین دو جداره قرار می گیرد کاملا جزب شده و مانع از ورود گرما و سرما می شود .

 رنگهای به کار رفته در شیشه های ارسی علاوه بر زیبائی خیره کننده و تلالو خاصی که در فضای اتاق ایجاد می کنند بوسیله شکستن خط تابش نور خورشید نقش بسزائی در کاهش دما دارند و  رنگ قرمزش برانگیزاننده و سبزش نشاط آور و آبی اش آرامش دهنده و زردش باعث دفع حشرات و پشه ها است  . البته آقای " طاها محمد " مرمتگر ارسی ساز سنندجی معتقد است که ارسی نیاز به فضائی وسیع دارد و شاید به همین علت در بناهای کوچک امروزی  امکان استفاده اش نیست و  ساختش نیز به زمان و هزیته بالائی احتیاج دارد .

 در اتاق های تابستان نشین ارسی ها که بالای درب اتاق ها نصب می شد نقش بادخور را ایفا می کرد. در ساخت این پنجره های چوبی از میخ استفاده نمی شود و اگر هم استفاده شده میخ ها چوبی بوده است. برای محکم کردن ارسی ها که تکه هایی چوب آن را تشکیل داده اند چفت و بست یا همان زبانه نر و مادگی استفاده می شد و با اینکه هیچ وسیله وصل کننده دیگری مانند چسب هم به قطعات ارسی ها زده نمی شد اما بسیار محکم ساخته شده اند.  هنوز نشانه هایی از استاد کاران این رشته در سنندج و کاشان و اصفهان هستند ولی آنقدر کم که گمان است شاید بزودی این صنعت زیبا و تاریخی به بوته فراموشی سپرده شود . یکی از بزرگترین ارسی های ایران در منزل مشیر دیوان و موزه سنندج است که  از 42 هزار گره یا قطعه چوب و شیشه  تشکیل شده است .

گره چینی
 در اصطلاح هنری گره چینی عبارت است از مجموعه ای از ‏شکلهای هندسی که با نظم و ترتیب هماهنگ وقرینه در ‏کنار هم چیده شده اند. ودر تعریف دیگر گره چینی ‏عبارت است از یک ترکیب هماهنگ از شکلهای هندسی به هم ‏پیچیده وموزون که با استفاده از خطهای راست شکل ‏گرفته است، یاگره اسلوب بسیار منظم از نقوش هندسی، ‏با مجموعه ای خاص از عناصر قابل تعریف ریاضی است. ‏اصل موضوع نوع خاص هندسه است که در گره به کار می ‏رود.‏ کاربرد هنر گره نامحدود و متنوع است و اساتید از این ‏هنر در زیبا سازی بنائی ودرودگری بهره بسیار گرفته و ‏از این نظر به اوج کمال رسیده اند نقشهایی که در ‏هنرهای سنتی به کار می روند گره تزئینی و نقشهایی که ‏در معماری کاربرد داردبه گره بنایی و نقشهایی که ‏روی چوب زده می شود به گره درودگری معروف است که از ‏گره درودگری در زینت بخشی دروپنجره های چوبی استفاده ‏می شود.‏

 گره چینی آلت و لقط (توپر): نوعی گره چینی است که در آن ‏بین آلتها قطعات چوبی موسوم به لقط نصب می شود و ‏کاربرد بیشتر آن در درهای چوبی است.                                                                                                               
 ‏ آلت‏ لقط گره چینی مشبک: در حالتی که هوا و نور از بین آلتها ‏عبور نماید گره چینی مشبک ‏ می گویند.                                                                                                                                                      

         

         

                        

                      
ارسی: هنری است متشکل از هنرهای مهم نجاری( ‏درودگری ) گره سازی ، شیشه بری ، طراحی سنتی ، ‏قواره بری و غیره.      
-‏ در نوع زیر بین آلتها شیشه رنگی نصب می شودکه به ‏آن گره چینی شیشه دار نیز می گویند.‏‎                        

         

دروپنجره های ارسی با شیشه های رنگی در عین حال که ‏حفاظ مناسبی برای آفتاب گرم تابان ایران به حساب ‏می آید نور را نیز در رنگهای متعدد و متنوع منعکس ‏می کندو خود این تنوع جلوه ای خاص به تزئینات بنا ‏می دهدو فضایی آرام ودلنشین را برای کار و استراحت ‏به وجود می آورد و اشعه آفتاب را به خوبی کنترل می ‏کرد وهمچنین مانع دید ناشناسان از محیط محارم می شد.‏ و نیز شیشه های رنگی پنجره های ارسی با ایجاد ‏نورهای رنگارنگ باعث دورشدن حشرات مزاحم از ‏اتاقها بود.‏ ‏-‏ بیشتر رنگهای استفاده شده در شیشه های ارسی ‏رنگهای لاجوردی،قرمز،سبزوزردهستند که هرکدام به ‏تنهایی یک تاثیر روانشناختی مجزایی دارند.‏                                            

          عناصر تشکیل دهنده گره:
‏1-‏ آلت: آلت درگره بیشتر عامل ایستایی گره است و ‏آن خود به دلیل داشتن کم و زبانه ای است که‎ ‎باعث ‏اتصال قطعات آلت به لقط یا آلت به آلت درگره می ‏شود.
‏2-‏ لقط: نقوش یا اشکال به وجود آمده از کنار هم ‏چیدن آلتها را لقط می گویند و لقطهای موجود در ‏گره سازی همان طور که گفته شد می توانند از چوب ‏یا شیشه باشند.

روش تولید: بطورکلی گره چینی با چوب بادوشیوه به کار ‏گرفته می شود: گره مشبک و گره آلت و لقط مراحل ساخت در هردو شیوه تقریبا یکسان و بدین ‏ترتیب است‎ ‎‏:
1-تعیین اندازه کار
2-طراحی و رسم گره مورد نظر بر اساس اندازه ‏کار.
3-الگوبرداری از قسمتهای مورد نیاز گره رسم ‏شده.
4-ساخت چارچوب مورد نظر
5-برش چوب آلتها براساس ضخامت بند رسم شده
6-ابزار زنی آلتها
7- برش لقطها و پخ زدن آنها (درگره چینی توپر)‏
8- چیدن گره و درگیر نمودن اتصالات.
                       

                      
انواع اتصالات درگره چینی:‏
‏1-‏ اتصال کم و زبانه: که در این اتصال با ساختن کم ‏در کلاف و زبانه در آلت انجام می گیرد. برای ‏استحکام اتصال،کم وزبانه رابه چسب مناسب آغشته ‏کرده وبه یکدیگراتصال میدهند.                                           
‏2-‏ اتصال کند: در این اتصال یک طرف قید آلت به ‏اندازه چند میلی متر زبانه شده در کلاف نیز به ‏همان اندازه سادگی ( فرورفتگی) در می آورند و پس ‏از آغشته کردن سادگی و زبانه به چسب هردو را ‏سوار و جفت می کنند سپس در همان محل اتصال آن را ‏پیچ می کنند این نوع اتصال از استحکام کمتری ‏نسبت با اتصال کم و زبانه برخوردار است اما ‏انتخاب نوع اتصال بستگی کامل به نوع و شرایط ‏استفاده از کار را دارد.                                                              

                                                                          

         
3-‏ اتصال نیم و نیم: ساده ترین نوع اتصال گونه ای ‏است که در آن هرقید دارای یک فاق است و ارتفاع ‏فاقها نصف ضخامت تخته می باشد که در ساخت قاب ‏کاربرد زیادی دارد.

 
‏4-‏ اتصال قلیف و کنشکاف: این نوع اتصال بیشتر در ‏کارهایی انجام می شود که خواسته باشند از پهلو ‏چوبها را به هم بچسبانند ودرطول چوبها شکافی ‏ایجادکرده وزبانه مورد نظر نیز جداگانه تهیه می ‏شود و داخل هردو چوب قرار می گیردوبا گیره(پیچ ‏دست) و چسب آنها را به هم می چسبانند.‏ ‏ در اتصال گوشه ای نیز می توان سر هر قید یاآلت را ‏فاق یا کم زد و زبانه ای جداگانه از همان گونه به ‏طور مشترک بین آنها قرار داد و زمانی کاربرد دارد که ‏چند آلت در یک نقطه به هم می رسند.

                                                  

          ‏5-‏ اتصال دوبل: برای ایجاد این نوع اتصال هردو چوب ‏مورد نظر سوراخ می شود بطوریکه دوسوراخ دقیقا ‏روبروی هم قرار می گیرندوبین آنها میخ چوبی یا ‏دوبل جاسازی می شود طول دوبل باید تقریبا به ‏میزان دوبرابر ضخامت وقطر آن 3/2 یا 5/3 ضخامت ‏چوب باشد.

 

6- اتصال انگشتی
 

                                                                    

         
‏7-‏ اتصال دم چلچله

                                                                                            

 

 

کارکردارسی

سطح مشبک پنجره های ارسی چندین کارکرد دارد :

1 – تامین نور فضای درونی

هر فضای ساخته شده توسط عناصری مانند دیوار ، سقف وپنجره از فضای باز وطبیعی متمایز وجدا می شود وحد واندازه این تمایز ومحصور بودن ، همیشه به یک مقدار نیست . از این لحاظ می توان انواع فضاهای ساخته شده را به سه گروه تقسیم بندی کرد :

فضاهای بسته،فضاهای نیمه بسته وفضاهای نیمه باز :

فضای نیمه بسته نوعی از فضاهایی هستند که به طور متوسط یک جعبه از آنها توسط ردیفی از درها ، پنجره ها با فضای باز مرتبط هستند وگشوده شدن آنها در مواقع مناسب می تواند ارتباط نسبتا ً گسترده ای بین فضای ساخته شده وفضای باز پدید آورد . در برخی از انواع فضاهای ساخته شده که بازشوهایی بازتر است .این فضا ها که غالبا در کنار فضای باز طراحی وساخته می شود متناسب با موفقیت وکارکردشان از نور کافی برخوردار می شدند .

2 – در معرض دید قرار دادن فضای بیرونی

فراهم آوردن امکان بهره گیری از منظره یا منظره های مصنوعی وطبیعی واقع در بیرون فضاهای بسته را می توان به عنوان یکی دیگر از کارکرده های مهم پنجره ارسی مورد توجه قرار داد .زندگی در فضای بسته ای که مسئله نور وتهویه آن به نحوی حل شده باشد اما فاقد دید ومنظره مناسب باشد ناخوشایند بوده وزیستن در آن برای مدت طولانی بسیار دشوار ومشکل آفرین خواهد بود،به همین سبب همواره در بنای درون گرا که حیاط ، منظره بنا را شکل می داده است ، آن را به بهترین شکل طراحی واحداث می کردند تا یک چشم انداز مناسب نیز کارکرد داشته باشد . همچنین در بناهای درون گرا غالبا ً مهم ترین بخش از فضای باز در انواع واحد های معماری را که منظره بنا را تشکیل می داده با انواع پنجره های ارسی به گونه ای دلپذیر می آراستند . از این خاصیت نیز در طراحی باغ ها، بسیار استفاده می شده است

3 – کاهش شدت تابش نور آفتاب وگرما

پهنه وسیع دید حیاط از لابه لای تکه بندی های چوبی وشیشه های رنگی، منظره بدیع گیاهان از پس شیشه های رنگی وتجزیه نور خورشید به رنگ های گوناگون بر روی سطوح اتاق منظره منحصر به فرد را به اتاق ارسی می دهد،نفوذ نور خورشید به قلب اتاق در زمستان وشکست نور خورشید به وسیله تکه بندی های چوبی وایجاد سایه در فصل تابستان ، خاصیت ویژه ای به اتاقهای ارسی داده است که بتواند در ضلع های مختلف حیاط قرار بگیرد به همین دلیل انواع واقسام اتاقها از جمله تالار وبادگیر در بسیاری از مواقع با نمای ارسی آراسته شده است .

4 – ایجاد زیبایی در نمای ساختمان

کارکرد دیگر پنجره ارسی ایجاد زیبایی در نمای ساختمان می باشد .پنجره ارسی تنها برای تامین عوامل ذکر شده مورد توجه قرار نداشت ، بلکه مانند بسیاری از عناصر معماری نقشی مهم در تزئین وزیباسازی بنا ایفا می کرد به نحوی که در بسیاری از انواع فضاهای معماری، کاخ ها ، باغ ها وخانه های ثروتمندان به صورت مهم ترین عامل در طراحی وتزئین نمای درونی وبیرونی به کار می رفت به همین سبب ، شکل ، اندازه ، رنگ بندی ، موقعیت ، وسازماندهی آن در نما با دقت مورد توجه قرار داشت .

5 – حفظ حریم ومحرمیت فضای بیرونی

یکی دیگر از کارکردهای مهم این نوع پنجره ها حفظ حریم ومحرمیت فضای درون اتاقها وتالارها نسبت به فضای بیرونی است زیرا شبکه ریز این پنجره ها غالبا ًموجب می شد که کسی به سادگی نتواند از بیرون، فضای درونی را ببیند . از این کارکرد در فضای درونی خانه نیز استفاده می شد.

6 – دور کردن حشرات مزاحم

بر اثر تجربه گذشتگان وکسانی که از پنجره ارسی در خانه هایشان استفاده می کردند، ثابت شده که شیشه های رنگی پنجره های ارسی با ایجاد نورهای رنگارنگ باعث درو شدن وخارج شدن حشرات مزاحم از فضای درونی اتاق های دارای پنجره های ارسی می شدند که این مورد می توانست یکی از مهم ترین خاصیت های این نوع پنجره ها در فضای معماری ایرانی باشد .

اثرات ودلایل استفاده از پنجره های ارسی

الف) نور: همانطور که در بخش کارکردهای پنجره ها ارسی ذکر شد، این نوع پنجره ها باعث می شوند نورخورشید به اندازه کافی وارد فضای اتاق شود ، نه خیلی زیاد ونه خیلی کم .نور خوشید به جهان ما حیات بخشده وباعث تندرستی انسان است. کمبود آن (نبود ویتامین D)  باعث نرمی استخوان در کودکان می شود، همچنین طبق تجربیات پزشکی باعث درمان افسردگی (نور درمانی ) در این نوع بیماران می شود . بود ونبود نور بر هر دقیقه از زندگی ما اثر می گذارد . نحوه رشد وتکامل ما، تندرستی ، خوابیدن وغذا خوردن ، روابط، حتی خوی وعادات ما وبالاخره طول عمر ما همه زیر نفوذ مقدار نوری هستند که دریافت می کنیم . البته باید ذکر کنم که زیادی این نور نیز مضراتی مانند سرطان پوست وکم شدن آب بدن وغیره دارد، که در معماری سنتی ایران به همه این سود وزیان ها توجه شده وبا ایجاد واستفاده از این نوع پنجره ها مقدار مناسب نور ورودی به فضای درونی را کنترل می کرد.نور خورشید از رنگین کمان رنگ ها تشکیل شده است و همین پنجره هابه وسیله شیشه های رنگارنگ خود نور خورشید را درفضای درونی اتاق دوباره به رنگ های مختلفی مانند رنگین کمان تبدیل کرده ومنظره زیبا ودل انگیزی را بوجود می آورد .

ب ) روانشناسی رنگ ها

بیشتر رنگ های استفاده شده در شیشه های ارسی رنگ های لاجوردی، قرمر ، سبز وزرد هستند وهر کدام به تنهایی، تاثیر روان شناختی مجزایی دارند.

-  رنگ لاجوردی (آبی تیره )یک نیاز بیولوژیکی برای انسان است ، از نظر روانشناسی به معنای آرمش است واز دیدگاه فیزیولوژیکی معنای خوشنودی را می دهد، یعنی خشنودی از وضعیت وآرامش همراه با لذت بردن از آن، ایجاد تقدس وپاکی،احساس ثبات، یکپارچگی وامنیت ، نمایانگر حقیقت واعتماد ، عشق وایثار وفداکاری، مظهر ابدیت ، بی انتها ونشانه سنت وارزش های پایدار بوده لذا به ابدی کردن گذشته تمایل دارد .

-  رنگ سبز دارای صفات روحی، اراده در انجام کار ، پشت کار ،استقامت، ایجاد نورزایی وجوانی وسرزندگی ورشد ومحتوای عاطفی آن همراه با ایجاد غرور است .

- رنگ قرمز بیانگر نیروی حیاتی،فعالیت عصبی وغددی بوده ،لذا معنای آرزو وتمام اشکال میل واشتیاق را دارد. قرمز یعنی لزوم بدست آوردن نتایج مورد نظر وکسب کامیابی،قرمز نشانگر آرزو برای تمام چیزهایی است که شدت زندگی وکمال تجربه را در پوشش خود دارد،رنگ قرمز انگیزه ای است برای فعالیت شدید ، ورزش ، پیکار ، رقابت . قرمز یعنی تاثیر اراده یا قدرت اراده در حالی که رنگ سبز مظهر انعطاف پذیری اراده می باشد واینها در کنار هم یکدیگر را تعدیل می کنند .

-  رنگ زرد باعث روشنی وشادمانی می شود،صفات آن عبارتند از روشنی، بازتاب ، کیفیت درخشان وشادمانی زودگذر،زرد نمایانگر توسعه طلبی بلامانع ، سهل گرفتن یا تسکین خاطر است، از سوی دیگر رنگ زرد سبک تر وغلظت کمتری در مقایسه با رنگ قرمز دارد لذا به جای اینکه محرک باشد بیشتر جنبه تلفیقی دارد .

ج ) زیبایی

سطح پنجره های ارسی رابا استفاده از انواع نقش های گوناگون گره سازی وبا شیشه های رنگی وساده می آراستند وترکیب بدیعی پدید می آوردند و اینگونه هماهنگی بین این شبکه های هندسی ونورهای رنگی باعث ایجاد زیبایی دلپذیری می شد. تناسب نظم هندسی و رنگ به قول ابن هیثم دو عنصر از سه عنصر ممتازی هستند که بیشترین قابلیت را در ایجاد زیبایی بصری دارند ، سخت به عنصر سوم یعنی نور وابسته اند و نور منبع نهایی زیبایی بصری ولازمه دیدن است . وقتی طرحها و شیشه های رنگی با توجه به تناسب سامان یابد ، ارزش زیبایی افزایش چشمگیری پیدا می کند،زیرا طرحها ورنگ های درخشان وناب وقتی که نظمی یک دست داشته باشند نیکوترند تا آن که فاقد نظم باشند و این زیبایی ونظم با همان گره چینی های هندسی به تکامل می رسند .

د) نقش هندسی در ارسی

ناپسند دانستن تقلید از نقش ها وصورت های انسانی وحیوانی در نقاشی وسایر هنرهای تصویری وتجسمی به تدریج موجب شد که تقلید از طبیعت در فرهنگ بسیاری از هنرهای اسلامی چندان مورد توجه قرار نگیرد وجایگاه والایی نیابد، به همین جهت هنرمندان به ترکیب های هندسی وانتزاعی توجه بسیار کردند. یکی از ویژگیهای ترکیبهای انتزاعی وبه خصوص ترکیبهای هندسی، امکان خلق آثار بی شمار و گوناگون است که سبک، شیوه وحوزه فرهنگی آن غالبأ نه تنها به هنرمندی خاص یا ناحیه ای مشخص، محدود ومنحصر نمی شد بلکه به زمان ودوره خاصی نیز تعلق ندارد واز این لحاظ امکان خلق آثار ماندگار در این گستره یافت می شود .

ازهندسه در ساده ترین شکل برای طراحی وساخت انواع پنجره ها استفاده می شد . اما در برخی از انواع پنجره ها به ویژه پنجره های ارسی، کاربرد آن را در بهترین حالت ممکن می توان مشاهده کرد، برای بدست آوردن نقش های هندسی بطور معمول نخست از ساده ترین شکل های هندسی مانند مربع ، دایره ومثلث استفاده می شد . ویژگیهای هندسی هر یک از اشکال ، نقش موثری در کاربرد آن داشت .

مربع : یکی از اشکالی بوده که کاربرد فراوان در هنرهای انتزاعی داشت، وجود چهار ضلع وزاویه مساوی وقابلیت تقسیم هر مربع به شمار زیادی مربع دیگر به سادگی وسهولت ونیز امکان محیط یا محیط کردن دایره در آن ومانند آن سبب شد که از آن هم به عنوان یک شکل خاص و هم در ترکیب در سایر شکل ها و نیز به عنوان شکل زمینه وپایه در طرح استفاده کنند .

دایره : دایره نیز از جمله شکلهایی بود که اهمیت فراوانی در طراحی انواع نقش های هندسی داشت وافزون بر کاربرد آن به تنهایی به عنوان یک شکل نهایی یا در ترکیب با سایر شکل ها از آن به عنوان یک نقش زمینه برای طراحی وترکیب انواع طرح ها استفاده های بی شماری می شد . بسیار ی از ویژگیهای هندسی دایره موجب شد در بیشتر نقش های مبنا وپایه شرکت داشته باشد،سهولت ترسیم آن با کمک یک ریسمان ونیز سادگی آن به شش قسمت از طریق شعاع آن وهمچنین تقسیم آن به بخشهای مساوی کوچک تر با استفاده از نقاط هندسی موجب شد که از آن به عنوان یکی از مهمترین شکلهای هندسی استفاده کنند. امکان استفاده از شعاع دایره برای تقسیم محیط آن به 24 ، 12 ، 6 موجب اهمیت یافتن بعضی از این اعداد در طبقه وتقسیم بندی بعضی از پدیده های طبیعی واجتماعی شد،چنان که تقسیم سال به دوازده ماه یا شمارش برخی از کالاها یا واحد جین یا دو جین وغیره را می توان از نمونه های آن به شمار آورد. غالبأ برای هر گونه نوآوری در طرح های  هندسی، نخست سطح مورد نظر به تعدادی شکل هندسی پایه یا مبنا تقسیم می شد، برای دستیابی به این منظور نیز بیشتر از شکل دایره ومربع استفاده می شد ، سپس با بهره برداری از نقاط مهم هندسی آنها ،شکل های اصلی یا شکل های مطلوب به دست می آمد.

به این ترتیب در ساده ترین حالت، ترکیبی از شکلهای هندسی پدید می آید که در هنرهای گوناگون با توجه به امکانات متنوع در دسترس ، از جمله به کارگیری مصالح مختلف، رنگ های گوناگون و سایر روش ها بر غنا وارزش هنری ترکیبهای پدید آمده افزوده می شد.

در حال حاضر ارسی و گره چینی که یادگاری از زمان قدیم است در اغلب نقاط کشور مشاهده می شود و نمایی منحصر به فرد و متفاوت برای خانه های قدیمی ساخته است. تقارن کامل در شکل، فرم و رنگ که از طرح های اسلیمی نشأت گرفته و با تکه های کوچک چوب به شکل ستاره های چندپر پیاده شده، ویژگی مشترک پنجره های مشبک گره چینی در سرتاسر ایران زمین به شمار می آید که در ارسی ها شیشه های رنگی به رنگ های زرد، سبز، قرمز و آبی به آن اضافه شده است. در شمال ایران نیز ساخت ارسی مانند دیگر نقاط کشور مرسوم بوده ، با این تفاوت که به دلیل رطوب هوای شمال از چوب درخت آزاد یا ازدار که دوام بیشتری دارد استفاده می شد ولی در مقابل در مناطق خشک جنوبی و مرکزی کشور از چوب چنار برای کار گره چینی استفاده می کردند.

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:22
0 نظر

آرسنیک در خاک

آرسنیک در خاک:

چکیده:
توسعه فعالیت های صنعتی در دنیا، به ویژه در چند دهه اخیر، به گسترش آلودگی های زیست محیطی منجر شده است. آلودگی خاک همواره یکی از خطرناک ترین تهدیدات زیست محیطی برای زندگی بشر، گونه های جانوری و گیاهی به شمار می رود. فلزات سنگین هم چون آرسنیک از جمله عناصر بالقوه خطرناک در ایجاد آلودگی خاک محسوب می شوند. این مواد به طرق گوناگون به بدن انسان وارد می شوند و تاثیرات شدیدی را ایجاد می کنند. آرسنیک یک شبه فلز سمی و غیر ضروری برای گیاه است که در طبیعت همراه با عناصر دیگری مانند طلا، آنتیموان، مس و جیوه یافت می‎شود. سنگ‎های مادری غنی از آرسنیک و آتشفشان ها از منابع طبیعی و استخراج معادن، سوزاندن زغال سنگ و استفاده از حشره‎کش‎ها و علف‎کش‎های با ترکیبات آرسنیکی منابع مهم مصنوعی تولید آرسنیک در آب و خاک می‎باشند. انسان از طریق آلودگی آب آشامیدنی و مصرف مواد غذایی تهیه شده از خاک‎های آلوده به آرسنیک در معرض ابتلای به آن قرار می‎گیرد. آرسنیک یکی از سموم مهم محیطی است که توانایی تجمع در گیاهان و جانوران را داشته و از طریق زنجیره غذایی به انسان منتقل می شود. مسمومیت به آرسنیک باعث ایجاد اختلالات جسمی مانند ضعف عضلانی، ایجاد تومور های بدخیم و مختل شدن خون رسانی به اندام ها در انسان می شود. شرایط زمین شناسی، ساختاری و زیست محیطی تاثیر به سزایی در آزادسازی آرسنیک و در دسترس قرارگرفتن آن دارد. عوامل دیگری مانند pH، فعالیتهای میکروبی، پتانسیل احیاء، نوع کانی و نحوه تشکیل آن نیز در این امر بسیار مؤثر می باشند.

 

 

مقدمه:

آرسنیک یکی از مهم ترین عناصر کمی و سرطان زا می باشد. آرسنیک در خاک و آبهای سطحی و زیرزمینی بسیاری از کشورها مشاهده شده است. در کشور ما نیز آلودگی منابع خاک به آرسنیک در مناطقی از استان های کردستان و آذربایجان گزارش شده است. آلودگی منطقه چلپو کاشمر (واقع در شمال استان خراسان) نیز در مطالعاتی که محققین در سال های گذشته انجام داده اند به اثبات رسیده است. هدف از انجام این تحقیق بررسی امکان گیاه پالایی آرسنیک توسط گیاه نی (Phragmites australis) بود. بدین منظور در قدم اول آرسنیک در خاک و قسمت های مختلف گیاه (ساقه، برگ، ریشه و ریزوم) در پنج ایستگاه واقع در منطقه آلوده چلپو اندازه گیری گردید. سپس به منظور بررسی پاسخهای فیزیولوژیکی گیاه نی در برابر بیش انباشت آرسنیک میزان عناصر فسفر، سدیم، پتاسیم، آهن، کلسیم، منگنز، منیزیم و روی و کلروفیل a، کلروفیل b و کارتنوئیدها و آنزیم های آنتی اکسیدان کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گوآیکول پراکسیداز و محتوای پراکسید هیدروژن در ریشه و بخش هوایی گیاهان آلوده به آرسنیک و گیاهان شاهد اندازه گیری شد. نتایج حاصل از این تحقیق در فاز اول حاکی از غلظت بالای آرسنیک محلول در خاک و گیاهان نی می باشد. میزان پتاسیم، آهن، کلسیم و منگنز در بخش هوایی و آهن در بخش هوایی و ریشه گیاهان آلوده به آرسنیک نسبت به گیاهان شاهد به صورت معنی داری افزایش یافت (05/0>P). افزایش 85/6 و 5/3 برابری آهن به ترتیب در بخش هوایی و ریشه های گیاه نی همگام با افزایش بیش انباشت آرسنیک در ایستگاههای مختلف مشاهده شد. میزان فسفر، سدیم، منیزیم و روی در بخش هوایی و ریشه و پتاسیم، کلسیم و منگنز در ریشه گیاهان آلوده به آرسنیک کاهش یافت. عدم وجود کلروز و نکروز بافتی در برگهای گیاهان آلوده به آرسنیک و افزایش 72/2 برابری کلروفیل b ، نسبت بین کلروفیل a به b  و افزایش 33 برابری کاروتنوئیدها در این گیاهان نسبت به گیاهان شاهد نشان داده شده است. همچنین میزان آنزیم های آنتی اکسیدان کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گوآیکول پراکسیداز و محتوای پراکسید هیدروژن در ریشه و بخش هوایی گیاهان آلوده به آرسنیک به صورت معنی داری افزایش یافت. نتایج حاصل از آزمایشات مختلف حاکی از افزایش پاسخ های فیزیولوژیکی در ایجاد سازگاری به آرسنیک در ریشه و قسمت های هوایی گیاهان آلوده به آرسنیک و به دنبال آن بردباری این گیاه به آرسنیک می باشد. در نتیجه می توان این گیاه را گونه ای بردبار به آرسنیک معرفی کرد. کشت نی در مقیاس گسترده می تواند باعث جذب میزان بالایی از آرسنیک در نواحی آلوده و به دنبال آن پاکسازی محیط از آرسنیک شود.

آرسنیک یکی از سمی ترین عناصر موجود است. علیرغم اثرات سمی این عنصر، مقدار آرسنیک غیرآلی طبیعی موجود در زمین اندک است. آرسنیک از طریق غذا، آب و هوا وارد بدن انسان می شود. تماس پوستی با خاک یا آب آلوده به آرسنیک هم باعث ورود آرسنیک به بدن انسان می شود. میزان آرسنیک موجود در غذا بسیار کم است و به علت سمیت به غذا افزوده نمی شود. اما ممکن است میزان آرسنیک موجود در ماهی و غذاهای دریایی بالا باشد زیرا ماهی از آبی که در آن زنئگی می کند، آرسنیک را جذب می کند. خوشبختانه این شکل از آرسنیک آلی بی خطر است اما ماهی هایی که مقدار زیادی آرسنیک غیرآلی دارند، برای سلامتی انسان مضر هستند.

علامت اختصاری عنصر

بیماریهاکراتوسیز

بلک فوت

اثرات آرسنیک بر روی سلامتی:

آرسنیک یکی از سمی ترین عناصر موجود است. علیرغم اثرات سمی این عنصر، مقدار آرسنیک غیرآلی طبیعی موجود در زمین اندک است. آرسنیک از طریق غذا، آب و هوا وارد بدن انسان می شود. تماس پوستی با خاک یا آب آلوده به آرسنیک هم باعث ورود آرسنیک به بدن انسان می شود. میزان آرسنیک موجود در غذا بسیار کم است و به علت سمیت به غذا افزوده نمی شود. اما ممکن است میزان آرسنیک موجود در ماهی و غذاهای دریایی بالا باشد زیرا ماهی از آبی که در آن زنئگی می کند، آرسنیک را جذب می کند. خوشبختانه این شکل از آرسنیک آلی بی خطر است اما ماهی هایی که مقدار زیادی آرسنیک غیرآلی دارند، برای سلامتی انسان مضر هستند.

خطر آلودگی با آرسنیک در اشخاص زیر بیشتر است: افرادی که با آرسنیک کار می کنند، کسانی که زیاد شراب می نوشند، کسانی که در مزارعی کار می کنند که در آنجا کودهای آرسنیک دار مصرف می شود.

قرار گرفتن در معرض آرسنیک غیرآلی، سبب ایجاد عوارض مختلفی مانند سوزش معده و روده، کاهش تولید سلولهای قرمز و سفید خون، تغییر پوست و سوزش ریه می شود. جذب مقدار زیادی آرسنیک غیرآلی احتمال بروز سرطان و به ویژه سرطان پوست، سرطان ریه، کبد و غدد لنفاوی را افزایش می دهد.

قرار گرفتن در معرض آرسنیک غیرآلی، سبب نازایی و سقط جنین در زنان می شود و در زنان و مردان باعث ناراحتیهای پوستی، کاهش مقاومت در برابر ویروسها، ایست قلبی و آسیب مغز می شود. آرسنیک غیرآلی به DNA هم آسیب می رساند.

آرسنیک آلی هم باعث سزطان می شود اما به DNAآسیب نمی رساند. اما دوز بالای آن باعث صدمات عصبی و ناراحتی معده می شود.

اثرات زیست محیطی آرسنیک:

آرسنیک به طور طبیعی به مقدار کم در زمین وجود دارد. آرسنیک در خاک و کانیها وجود دارد و می تواند از طریق گرد و غبار یا رواناب، وارد هوا و آب هم شود.

تبدیل آرسنیک به حالت محلول یا گازی بسیار مشکل است. آرسنیک ماده ای است که به طور طبیعی متحرک است و احتمال تمرکز مقدار زیادی از آن در یک محل کم است. این ویژگی بسیار خوب است اما نکته منفی آن این است که آلودگی آرسنیک گسترده است زیرا به راحتی منتشر می شود. هنگامی که آرسنیک غیرمتحرک باشد، نمی تواند به آسانی حرکت کند. به علت فعالیتهای بشری و عمدتا معدنکاری، آرسنیکهای آرسنیکهایی که در شرایط طبیعی غیر متحرک هستند متحرک شده و در بسیاری از جاهایی که در شرایط طبیعی وجود نداشتند هم یافت می شوند.

چرخه آرسنیک در اثردخالتهای بشری گستره تر شده است و به همین علت مقدار آرسنیک در محیط زیست و جانداران زنده کاهش یافته است. عمدتا آرسنیک توسط صنایع تولید کننده مس منتشر می شود اما در حین تولید سرب و روی و فعالیتهای کشاورزی هم پراکنده می شود. آرسنیک وقتی وارد محیط زیست شد، تجزیه نمی شود بنابراین این مقدار آرسنیک اضافی که در اثر فعالیتهای انسانی وارد محیط می شود، منتشر شده و در بسیاری جاها، باعث بیماری انسانها و جانوران می شود.

گیاهان آرسنیک را به آسانی جذب می کنند بنابراین ممکن است غلظت آرسنیک در غذا بالا باشد. غلظت بالا و خطرناک آرسنیک غیرآلی که در حال حاضر در آبهای سطحی موجود است، احتمال تغییرات ژنتیکی در ماهیها را افزایش می دهد. در این شرایط آرسنیک دربدن جانداران گیاهخوار آب شیرین تجمع می یابد. پرندگان ماهی هایی را می خورند که در بدن آنها آرسنیک زیادی وجود دارد و وقتی این ماهی در بدن آنها تجزیه می شود، در اثر سم آرسنیک می میرند.

 

 

آرسنیک در آب آشامیدنی:

آرسنیک شبه فلزی است خاکستری، نقره ای، زرد، بدون بو و مزه. در نقاط مختلف دنیا جمعیتی که آب غنی از آرسنیک را می نوشند. مخاطرات بهداشتی شدیدی مشاهده شده است. آب آشامیدنی از نظر آرسنیک تهدید جدی برای بهداشت عمومی است.

منابع آرسنیک:

      آرسنیک ممکن است در آبی که از میان صخره های غنی از آرسنیک جریان دارد یافت

      آرسنیک به طور وسیع در قشر خاک وجود دارد.

      آرسنیک از طریق حل شدن مواد و سنگ های معدنی وارد آب می شود و به ویژه درمناطقی که فرسایش خاک از صخره ها زیاد است در آب های زیرزمینی متراکم می گردد.

      در برخی مناطق فاضلاب های صنعتی باعث توزیع آرسنیک در آب می شوند.

         آرسنیک به طور تجاری در ساختن آلیاژ و مواد نگهدارنده چوب به کار می رود.

      احتراق سوخت های فسیلی منبعی از آرسنیک است که آلودگی را در هوا منتشر می کند.

      آرسنیک معدنی می تواند از راه های مختلف وارد محیط شود اما آرسنیت سه ظرفیتی و ارسنات پنج ظرفیتی در آب های طبیعی و همچنین در آب های آشامیدنی بیشتر یافت میشود.

      آرسنیک آلی به وفور در غذاهای دریایی یافت می شوند که خطرات آن برای سلامتیبسیار کمتر است و به سهولت توسط بدن دفع می شوند.

اطلاعات اولیه: آرسنیک ، عنصر شیمیاییاست که در جدول تناوبی با علامت As مشخص است و دارایعدد اتمی 33  می‌باشد. آرسنیک ، شبه فلز سمی معروفی است که به سه شکل زرد ِ سیاه وخاکستری یافت می‌شود. آرسنیک و ترکیبات آن ، بعنوان آفت‌کش مورد استفاده قرار می‌گیرند: علف کش ، حشره کش و آلیاﮊهای مختلف.

آرسنیک یک عنصر جامد پودری به رنگ خاکستری می باشد که در سال 1250 توسط Alberts Magna کشف شد . آرسنیک ماده سرطان زایی است که اگر تنفس شود بر روی ششها تـأ ثیر می گذارد همچنین بر روی پوست و جگر نیز اثرات مخربی می گذارد .

عنصر آرسنیک در حالت جامد به دو رنگ زرد و خاکستری یا فلزی با وزن مخصوص به ترتیب 1.97 و 5.73 یافت می شود. این عنصر در سال 1250 توسط Albertus Magnus به دست آمد. در سال 1649 Schroeder دو روش برای استحصال این عنصر کشف کرد. آرسنوپیریت مهمترین ترکیب این عنصر است که توسط گرما از سولفیدهای آهندار به دست می آید.

این عنصر به رنگ فولاد خاکستری، خیلی شکننده، بلورین، جامد شبه فلزی است. در هوا تیره می شود. در اثر گرما به سرعت اکسید می شود و به اکسید آرسنیک که بوی سیر می دهد تبدیل می شود. آرسنیک و دیگر ترکیبات آرسنیک سمی هستند.

موارد استفاده این عنصر در آتش بازی و برای گلوله سربی مو رد استفاده قرار می گیرد. مهمترین ترکیبات آرسنیک شامل آرسنیک سفید، سولفید، آرسنات کلسیم و آرسنات سرب است. این سه ترکیب در حشره کشها و سموم کشاورزی و مواد سمی کاربرد دارد. آرسنیک همچنین برای ساخت دستگاههایی مثل ترانزیستور نیز کاربرد دارد. آرسنیک گالیم برای موارد لیزری الکتریکی نور همدوس کاربرد دارد.

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر آرسنیک:

فرم هاى بیمارى زاى عنصر:

سمیت بیشتر آرسنیک غیرآلى مانند گاز آرسین، ترى اکسید آرسنیک سه ظرفیتى.

منشا آلودگى:

کشاورزى- آفت کش ها، علف کش ها، خشک کننده هاى گیاهان، کودهاى فسفاته؛ صنعتى- فراورى مس، سرب، طلا و سایر فلزات غیرآهنى، شیشه، میکروالکترونیک، حفاظت چوب، ردیاب هاى نیمه رسانا، باطرى ها، مواد رنگى، تاکسى درمى و دباغى، فاضلاب نیروگاه ها، سوخت و سوزهاى فسیلى؛ پزشکى- داروهایى مانند محلول فاولر و داروهاى گیاهى چینى؛ دامپزشکى- داروهاى دامپزشکى (آرسانیلیک اسید) و افزودنى هاى غذایى. 

حد مجاز (مرجع استاندارد):

آب آشامیدنى- سازمان جهانى بهداشت: 10میکروگرم بر لیتر

هوا- مرکز سلامت و امنیت شغلى: 0.01 میلى گرم بر متر مکعب

دستگاه هاى اندازه گیرى عنصر:

آرسنیک در محلول آبى- ولتامترى عارى سازى آندى

در ﺟﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺑﺎروری ذاﺗﯽ ﺧﺎک ﮐﻢ اﺳـﺖ، اﻏﻠـﺐ ﮐﺸﺎورزان ﺗﻤﺎﯾـﻞ ﺑـﻪ اﻓـﺰاﯾﺶ ﻣـﺼﺮف ﮐـﻮد در ﭼﻨـﺪﯾﻦ ﻧﻮﺑﺖ دارﻧﺪ (1). دﻓﻊ زﺑﺎﻟﻪ ﻫﺎی ﺷﻬﺮی و ﺻﻨﻌﺘﯽ، ﮔﺎزﻫـﺎی ﺧﺮوﺟﯽ ﺧﻮدرو، ﻓﻌ ﺎﻟﯿﺖﻫﺎی ﻣﻌﺎدن و ﺷﯿﻮه ﻫﺎی ﮐﺸﺎورزی آلودگی آب و خاک به آرسنیک، از جمله مهمترین مسائل زیست - محیطی محسوب می شود، چرا که سمیت این عناصر بالا بوده و حتی در غلظت های بسیار پایین نیز می تواند سلامتی انسان را به مخاطره بیندازد. استفاده از لجن فاضلاب به عنوان کود، امروزه رواج یافته است که امکان ایجاد سمیت و ماندگاری فلزات سنگین در خاک را به وجود می آورد. این امر باعث نگرانی محققین گردیده است. در این راستا، تحقیقی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان، واقع در لورک نجف آباد انجام گردید. در این تحقیق طی یک برنامه 6 ساله، به بررسی اثرات تعداد دفعات کوددهی لجن فاضلاب بر غلظت عناصر سنگین از جمله آرسنیک پرداخته شد. نمونه برداری در مرداد ماه 1385 در پنج عمق 20-0، 40-20، 60-40، 80-60 و 100-80 انجام گردید. نتایج نشان داد که غلظت آرسنیک (متوسط 32.26 میلی گرم در کیلوگرم) در تیماری که 6 سال متوالی، هر سال 100 تن لجن در هکتار دریافت کرده بود، بیشترین مقدار را در بین سطوح مختلف لجن داشت. در بررسی روند غلظت آرسنیک نسبت به عمق، می توان عنوان کرد که مقدار غلظت آن در تمامی تیمارها با افزایش عمق، کاهش یافت که مطابق با بسیاری از تحقیقاتی است که روند کاهشی غلظت فلزات سنگین بویژه آرسنیک را به عمق گزارش کردند. به طور کلی از عمق 60 سانتی متری به پایین، اختلاف معنی داری در بین غلظت های آرسنیک، در بین سطوح مختلف لجن حتی با تیمار شاهد دیده نشد. مقایسه آرسنیک در بالاترین سطح کاربرد لجن نشان داد که غلظت آن بیشتر از حد مجاز می باشد. میانگین حد مجاز آرسنیک در خاک 20 میلی گرم در کیلوگرم است.

نگرشی برآرسنیک در محیط زیست

آرسنیک (ARSENIC) واﮊه یونانی Arsenikon که آرسن در یونان به معنی مرد یا قوی است ) در دوران بسیار کهن شناخته شده است . از این عنصر برای قتل استفاده شده است. علایم مسمومیت با این عنصر تا قبل از آزمایش مارش تا حدی نا مشخص بود. “آلبرتوس مگنوس” را اولین کسی می دانند که در سال ۱۲۵۰ این عنصر را جدا کرد . “جوان شرودر” در سال ۱۶۴۹ دو روش برای تهیه آرسنیک منتشر کرد.

 آرسوپیزیت ( سنگ آرسنیک) که میس پیکل Mispickel هم نامیده می‌شود، سولفوری است که بر اثر حرارت ، بیشترِین مقدار آرسنیک از آن جدا می‌شود. مهمترین ترکیبات آرسنیک عبارت است از: آرسنیک سفید ، سولفید آرسنیک ، گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب.
از گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب به عنوان سموم و حشره کشها در کشاورزی استفاده می‌شود .این عنصر گاهی به صورت خالص یافت می‌شود، ولی معمولا” به صورت ترکیب با نقره ، کبالت ، نیکل ، آهن ، آنتیموان یا سولفور وجود دارد.

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر آرسنیک:

آرسنیک از نظر شیمیایی شبیه فسفر است، تا حدی که در واکنشهای بیوشیمیایی می‌تواند جایگزین آن شود. لذا سمی می‌باشد. فرم هاى بیمارى زاى این عنصربیشتر به صورت آرسنیک غیرآلى مانند گاز آرسین، ترى اکسید آرسنیک سه ظرفیتى می باشد .وقتی به آرسنیک حرارت داده شود، به صورت اکسید در می‌آید که بوی آن مانند سیر است. آرسنیک و ترکیبات آن همچنین می‌توانند بر اثر حرارت به گاز تبدیل شوند. این عنصر به دو صورت جامد وجود دارد: زرد و خاکستری فلز مانند.

 منشا آلودگى:

کشاورزى- آفت کش ها، علف کش ها، خشک کننده هاى گیاهان، کودهاى فسفاته؛ صنعتى- فرآورى مس، سرب، طلا و سایر فلزات غیرآهنى، شیشه، میکروالکترونیک، حفاظت چوب، ردیاب هاى نیمه رسانا، باطرى ها، مواد رنگى، تاکسى درمى و دباغى، فاضلاب نیروگاه ها ی اتمی ، سوخت و سوزهاى فسیلى؛ پزشکى- داروهایى مانند محلول فاولر و داروهاى گیاهى چینى؛ دامپزشکى- داروهاى دامپزشکى (آرسانیلیک اسید) و افزودنى هاى غذایى.

در قرن بیستم ، آرسنِت سرب به عنوان یک آفت کش برای درختان میوه به‌خوبی مورد استفاده قرار گرفت، ( البته به صورت یک نروتوکسیک عمل می کند) و آرسنیت مس در قرن نوزدهم به عنوان عامل رنگ کننده در شیرینی‌‌ها به کار می رفت.در سموم کشاورزی و حشره کش های مختلف استفاده می‌شود.آرسنید گالیم یک نیمه رسانای مهمی است که در IC ها بکار می‌رود. مدارهایی که از این ترکیب ساخته شده‌اند، نسبت به نوع سیلیکونی بسیار سریعتر هستند ( البته گرانتر هم می‌باشند ). آرسنید گالیم بر خلاف سیلیکون آن band gap مستقیم است. پس می‌تواند در دیودهای لیزری و LED ها برای تبدیل مستقیم الکتریسیته به نور به کار رود. تری‌اکسید آرسنیک در خون شناسی برای درمان بیماران سرطان خون حاد که در برابر ATRA درمانی مقاومت نشان می‌دهند، به کار می‌رود. در برنز پوش کردن و ساخت مواد آتش بازی و ترقه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 حد مجاز (مرجع استاندارد):

آب آشامیدنى از نظر سازمان جهانى بهداشت: 10میکروگرم بر لیترمی باشد.

هوا از نظر مرکز سلامت و امنیت شغلى: 0.01 میلى گرم بر متر مکعب می باشد.

عوارض جانبی آرسنیک:

گرد و غبار و ذرات ترکیبات معدنی آرسنیک بیشتر روی پوست و مخاط تاثیر می‌گذارد. سوراخ‌شدن تیغه بینی، بین کارگرانی که با آرسنیک سر و کار دارند، شایع است و حتی مواردی از مسمویت بین کارگران نقاش نیز دیده شده است. تعدادی از ترکیبات آرسنیک ، بسیار سمی هستند . تری کلرو آرسنیک مایع به‌شدت قابل احتراق و تاول‌زاست و اگر از راه پوست جذب شود، می‌تواند خطرات زیادی به همراه داشته باشد. مصرف آرسنیک در ساختن رنگ‌هایی که در کاغذ دیواری مصرف دارد نیز موجب مسمومیت‌های زیادی در بین کارگران این صنعت شده است. آرسینات سرب که خود حشره‌کش معمولی است و به‌صورت اسپری مصرف می‌شود، اغلب برای کارگران سمپاش و حتی درختان خطرهای زیادی دارد.
کارگران داروسازی برای تهیه ترکیبات دارویی که دارای آرسفنامین و سایر ترکیبات مربوط هستند هم در خطر آلودگی با این ماده قرار دارند. کارگرانی که در ریخته‌گری و ذوب فلزات دارای ارسنیک کار می‌کنند نیز بیش از سایر کارگران در معرض مسمومیت مزمن و حاد با این فلز قرار دارند. این افراد معمولا علایم و عوارضی نظیر درماتیت، سوراخ‌شدن جدار بینی، فارنژیت و ورم ملتحمه دارند.
آرسنیک یکی از سمی ترین عناصر موجود است. علیرغم اثرات سمی این عنصر، مقدار آرسنیک غیرآلی طبیعی موجود در زمین اندک است. آرسنیک از طریق غذا، آب و هوا وارد بدن انسان می شود. تماس پوستی با خاک یا آب آلوده به آرسنیک هم باعث ورود آرسنیک به بدن انسان می شود. میزان آرسنیک موجود در غذا بسیار کم است و به علت سمیت به غذا افزوده نمی شود. اما ممکن است میزان آرسنیک موجود در ماهی و غذاهای دریایی بالا باشد زیرا ماهی از آبی که در آن زندگی می کند، آرسنیک را جذب می کند. خوشبختانه این شکل از آرسنیک آلی بی خطر است اما ماهی هایی که مقدار زیادی آرسنیک غیرآلی دارند، برای سلامتی انسان مضر هستند. 
خطر آلودگی با آرسنیک در اشخاص زیر بیشتر است: افرادی که با آرسنیک کار می کنند، کسانی که زیاد شراب می نوشند، کسانی که در مزارعی کار می کنند که در آنجا کودهای آرسنیک دار مصرف می شود. 
قرار گرفتن در معرض آرسنیک غیرآلی، سبب ایجاد عوارض مختلفی مانند سوزش معده و روده، کاهش تولید سلولهای قرمز و سفید خون، تغییر پوست و سوزش ریه می شود. جذب مقدار زیادی آرسنیک غیرآلی احتمال بروز سرطان و به ویژه سرطان پوست، سرطان ریه، کبد و غدد لنفاوی را افزایش می دهد. 
قرار گرفتن در معرض آرسنیک غیرآلی، سبب نازایی و سقط جنین در زنان می شود و در زنان و مردان باعث ناراحتیهای پوستی، کاهش مقاومت در برابر ویروسها، ایست قلبی و آسیب مغز می شود.

اهمیت آرسنیک به دلیل ایجاد اختلال در سنتز DNA و RNA می باشد که در نتیجه آن سرطان حاصل می گردد. افزایش تولد کودکان استثنائی ، تولد با وزن کم ، تولد کودکان ناهنجار و به دنیا آمدن نوزادان مرده به علت ورود ترکیبات آرسنیک دار مشاهده می شود . مسمومیت مزمن آرسنیک بعد از یک دوره طولانی ( بین 5 تا 20 روز ) در معرض قرار داشتن آرسنیک به وجود می آید که علائم مسمومیت حاد بلافاصله ظاهر می شود که شامل : تهوع ، درد در دستگاه گوارشی و اسهال می باشد . قرار داشتن در معرض آرسنیک حتی در مقادیر کم ( 0.05 میلی گرم در لیتر ) خطر ابتلا به سرطان پوست ، ریه ، مجاری ادراری ، مثانه و کلیه را افزایش می دهد .

مسمومیت مزمن با ارسنیک بیشتر در اثر استنشاق گرد و غبار یا بخارات حاوی ارسنیک، پس از مدت طولانی ایجاد می‌شود، عوارض آن نامشخص و نامحدود است و ممکن است با بیماری‌های مزمن ناتوان‌کننده از قبیل کارسینوما اشتباه شود. ناراحتی عمومی، کم‌شدن وزن، درد معده، استفراغ و ضعف، از عوارض این نوع مسمومیت است. گاهی رنگ پوست زرد و گاهی برنزه می‌شود و گاهی هم دست‌ها و پاها خواب می‌روند و کم قدرت می‌شوند.
یکی از خطرناک‌ترین ترکیبات ارسنیک که اثرات حاد و کشنده دارد، ارسین است که از ترکیب ارسنیک و هیدروژن حاصل می‌شود. تعداد زیادی از فلزات، مانند روی و آهن مقداری ناخالصی ارسنیک دارند و اگر این فلزات به‌صورت پودر با اسید کلریدریک مجاور شوند، گاز آرسین ایجاد خواهد شد. آرسین، بویی مثل بوی سیر دارد. عوارض مسمومیت با این گاز معمولا چند ساعت بعد از تماس با آن خود را نشان خواهند داد؛ شخص دچار ناراحتی عمومی، ضعف و سپس دردهای شدید معده می‌شود. این‌گونه عوارض اگر همراه با ادرار تیره رنگ و خونی باشد، نشان‌دهنده این است که سم به محض ورود به ریه، وارد جریان خون و با گلبول‌های قرمز ترکیب شده و شخص را به یرقان مبتلا کرده است. در موارد حاد و شدید هم ممکن است باعث توقف سیستم تنفس فرد و خفگی او شود.

منابع آرسنیک:

 آرسنیک ممکن است در آبی که از میان صخره های غنی از آرسنیک جریان دارد یافت شود.

آرسنیک به طور وسیع در قشر خاک وجود دارد.

آرسنیک از طریق حل شدن مواد و سنگ های معدنی وارد آب می شود و به ویژه درمناطقی که فرسایش خاک از صخره ها زیاد است در آب های زیرزمینی متراکم می گردد.

در برخی مناطق فاضلاب های صنعتی باعث توزیع آرسنیک در آب می شوند.

آرسنیک به طور تجاری در ساختن آلیاژ و مواد نگهدارنده چوب به کار می رود.

احتراق سوخت های فسیلی منبعی از آرسنیک است که آلودگی را در هوا منتشر می کند.

آرسنیک معدنی می تواند از راه های مختلف وارد محیط شود اما آرسنیت سه ظرفیتی و ارسنات پنج ظرفیتی در آب های طبیعی و همچنین در آب های آشامیدنی بیشتر یافت می شود.

  اثرات زیست محیطی آرسنیک:

آرسنیک به طور طبیعی به مقدار کم در زمین وجود دارد. آرسنیک در خاک و کانیها وجود دارد و می تواند از طریق گرد و غبار یا رواناب، وارد هوا و آب هم شود. 
تبدیل آرسنیک به حالت محلول یا گازی بسیار مشکل است. آرسنیک ماده ای است که به طور طبیعی متحرک است و احتمال تمرکز مقدار زیادی از آن در یک محل کم است. این ویژگی بسیار خوب است اما نکته منفی آن این است که آلودگی آرسنیک گسترده است زیرا به راحتی منتشر می شود. هنگامی که آرسنیک غیرمتحرک باشد، نمی تواند به آسانی حرکت کند. به علت فعالیت های بشری و عمدتا معدنکاری، آرسنیکهایی که در شرایط طبیعی غیر متحرک هستند متحرک شده و در بسیاری از جاهایی که در شرایط طبیعی وجود نداشتند هم یافت می شوند.
چرخه آرسنیک در اثردخالت های بشری گستره تر شده است و به همین علت مقدار آرسنیک در محیط زیست و جانداران زنده کاهش یافته است. عمدتا آرسنیک توسط صنایع تولید کننده مس منتشر می شود اما در حین تولید سرب و روی و فعالیت های کشاورزی هم پراکنده می شود. آرسنیک وقتی وارد محیط زیست شد، تجزیه نمی شود بنابراین این مقدار آرسنیک اضافی که در اثر فعالیت های انسانی وارد محیط می شود، منتشر شده و در بسیاری جاها، باعث بیماری انسانها و جانوران می شود. 
گیاهان آرسنیک را به آسانی جذب می کنند بنابراین ممکن است غلظت آرسنیک در غذا بالا باشد. غلظت بالا و خطرناک آرسنیک غیرآلی که در حال حاضر در آبهای سطحی موجود است، احتمال تغییرات ژنتیکی در ماهیها را افزایش می دهد. در این شرایط آرسنیک دربدن جانداران گیاهخوار آب شیرین تجمع می یابد. پرندگان ماهی هایی را می خورند که در بدن آنها آرسنیک زیادی وجود دارد و وقتی این ماهی در بدن آنها تجزیه می شود، در اثر سم آرسنیک می میرند.

مادران باردار و کودکان باید نسبت به مصرف مواد غذایی احتیاط بیشتری داشته باشند،و اما در صورت مصرف ناآگاهانه مواد غذایی آلوده به فلزات سنگین و آرسنیک چند سال پس از مصرف شان عوارض آن مشخص می شود.

مصرف آب و مواد غذایی آلوده به آرسنیک یکی از علل شناخته شده افزایش خطر دیابت نوع دو است. در آمریکا ۱۳ میلیون نفر آب لوله کشی مصرف می کنند که مقدار آرسنیک آن بیشتر از استاندارد ۱۰میکروگرم در لیتر آرسنیک غیرآلی سازمان حفاظت محیط زیست است.
تحقیقات قبلی ارتباط میان مصرف میزان بالای آرسنیک غیرآلی در ذخایر آب عمومی یا محیط کار را با ابتلا به دیابت نوع دوم اثبات کرده است، اما اطلاعات چندانی در مورد تاثیر مقادیر پایین آرسنیک وجود ندارد.
پژوهشگری از دانشکده بهداشت عمومی جانز هاپکینز بلومبرگ در بالتیمور و همکارانش ۷۸۸ فرد بالای ۲۰ سال را بررسی کردند. مقدار آرسنیک در ادرار این افراد آزمایش شد. محققان دریافتند ۷/۷ درصد از شرکت کنندگان به دیابت نوع دوم مبتلا هستند که پس از در نظر گرفتن سایر عوامل خطر در بروز دیابت مشخص شد که میزان آرسنیک در ادرار این افراد ۲۶ درصد بیشتر از افراد غیرمبتلا به دیابت است.
این مطالعه نشان داد ۲۰ درصد از شرکت کنندگانی که بالاترین میزان آرسنیک (۵/۱۶ میکروگرم در لیتر) را در ادرار خود داشتند ۶/۳ درصد بیشتر از کسانی که کمترین میزان آرسنیک (۳ میکروگرم در لیتر) را در ادرارشان داشتند به دیابت نوع دوم مبتلا شدند.
محققان به این نتیجه رسیدند که آرسنیک می تواند بر عوامل ژنتیکی که در حساسیت انسولین و سایر فرایندها دخالت دارد تاثیر بگذارد و یا در آسیب سلولی مرتبط با اکسیژن ، التهاب و مرگ سلولی نیز که با دیابت مرتبط است، نقش داشته باشد.پژوهشگران می گویند با توجه به فراوانی آرسنیک غیرآلی در آب آشامیدنی سراسر جهان ، روشن شدن نقش آرسنیک در همه گیری دیابت یک اولویت تحقیقات بهداشت عمومی است که کاربردهای بالقوه ای در پیشگیری و مهار دیابت دارد. مطالعات نشان می دهد که تراکم بالای آرسنیک در خاک و آب مورد استفاده برای آبیاری باعث ایجاد مقادیر زیاد آرسنیک در محصولات می شود که باعث تحمیل دغدغه ای دیگر در موضوع ناامنی غذایی می‌شود.گزارشات حاکی از آن است که در حال حاضر آبهای زیرزمینی 12 کشور آسیایی حاوی مقادیر زیادی آرسنیک هستند."مشکل وجود مقادیر بالای آرسنیک در محصولات، به ویژه برنج، نیازمند اقدامی فوری جهت توسعه استفاده از سیستم های آبیاری و کشاورزی بهبود یافته که باعث کاهش چشمگیر در میزان آلودگی به این ماده سمی می شود، است."

"برنج آلوده به آرسنیک زمانی که با آب آلوده به این ماده مصرف شود می تواند سلامتی انسان را به خطر بیاندازد. ضمنا پراکندگی گسترده این ماده در خاک، به عنوان مثال در بنگلادش، حاصلخیزی خاک را پایین می آورد و باعث سمی شدن برنج می شود."

 ورود آرسنیک به زنجیره غذایی

 آرسنیک عمدتا از طریق آب آلوده وارد زنجیره غذایی می شود.

میلیون ها چاه لوله کشی شده کم عمق در آسیا وجود دارد که این آب آلوده را از سفره های زیرزمینی استخراج می کند و در اختیار مردم قرار می دهد که بر اساس برآوردها این عمل سالانه یک میلیون کیلوگرم از این ماده سمی را وارد زمین های مزروعی، به ویژه شالیزارهای بنگلادش وهند می کند. این در حالیست که برنج به عنوان یک محصول پرمصرف در بنگلادش و هند به مقدار زیادی به مصرف می رسد.

برنج های وارداتی ایران متاسفانه درگیر آلودگی به ارسنیک هستند«نتایج آزمون انجام شده در موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی روی 23 نوع برنج اعم از وارداتی و داخلی نشان می‌دهد متاسفانه 13 نوع برنج خارجی به فلزات سنگین و سمی کادمیوم، سرب و آرسنیک آلوده بوده، اما برنج داخلی از این آزمون سرافراز بیرون آمده است.»
«طبق استاندارد بین المللی کدکس غذایی میزان وجود سرب، کادمیوم و آرسینک در برنج باید صفر باشد ، در حالی که در نمونه‌های آزمون شده برنج پنج تا شش برابر استاندارد، آلودگی به سرب وجود داشته و در یک نمونه دیگر تا حدود 10 برابر آلودگی به سرب این فلز سمی مشاهده شده است.»

سابقه و هدف: کود شیمیایی یکی از منابع آلاینده فلزات سنگین برای خاک و آب زیرزمینی می‌باشد. هدف از این مطالعه تعیین میزان آرسنیک، کادمیوم و سرب در خاک شالیزاری و آب زیرزمینی و ارتباط آن با کود شیمیایی در شهرستان قائم‌شهر می‌باشد. مواد و روش ها: به‌طور تصادفی20 نمونه قبل و 20 نمونه بعد از کوددهی از خاک (عمق cm30-0) و آب زیرزمینی در بهار و تابستان 1389 نمونه‌برداری گردید و3 نمونه مرکب از 3 کود پرمصرف هم تهیه شد آنگاه پس از نمونه‌های خاک (هضم با اسید نیتریک، اسید هیدروکلراید، آب اکسیژنه)، نمونه‌های آب (صاف‌کردن) و نمونه‌های کود (هضم بااسید نیتریک) عصاره‌گیری شد و غلظت آرسنیک ، کادمیوم  و سرب  آب، عصاره خاک و کود توسط دستگاه ICP-OES (ساخت آلمان) اندازه‌گیری شد. یافته ها: با توجه به نتایج به دست آمده غلظت فلزات سنگین در آب صفر و در خاک پایین‌تر از استاندارد جهانی بوده است. تنها در کود سوپرفسفات تریپل غلظت بیشتر از مقدار استاندارد بوده است. از بین سه کود مصرفی تنها رابطه معنی‌دار بین میزان کود مصرفی پتاس با غلظت کادمیوم در خاک مشاهده شد. استنتاج: با توجه به بیشتر بودن غلظت کادمیوم در کود فسفاته به نظر می‌رسید که در مزارعی که کود پتاس بیشتری استفاده شده مقدار کود فسفات کمتری استفاده شود ولی با توجه به ارتباط مثبت بین کود فسفاته و کود پتاس  علت این امر همچنان نامشخص است. با توجه به غلظت فلزات سنگین در آب (صفر)، هیچ‌گونه رابطه‌ی بین مقدار فلزات سنگین در خاک با آب و مقدار فلزات سنگین کود با آب مشاهده نشد.

در سال‎های اخیر، مطالعه مسایل آلودگی خاک در اطراف معادن و کارخانجات ذوب، توجه جدی متخصصان محیط زیست را به خود معطوف کرده است. در کشور ایران، با توجه به توسعه معادن، بررسی مسایل زیست محیطی امری ضروری به نظر می‎رسد. هدف اصلی این پژوهش، انجام مطالعات آماری و زمین‌آماری جهت ارزیابی و تهیه نقشه پراکنش عناصر آرسنیک و سلنیوم در خاک های اطراف معدن مس سرچشمه می‎باشد. جهت بررسی میزان تمرکز عناصر فلزی سنگین، مسیر نمونه‎برداری در سه جهت متفاوت انتخاب شد. از منطقه‎ای به مرکزیت دودکش‎های کارخانه ذوب مجتمع مس سرچشمه به شعاع 6 کیلومتر، تعداد 120 نمونه خاک از خاک‌های سطحی حداکثر تا عمق 30 سانتیمتری از مناطق بکر جمع آوری شد و بعد از آنالیز به روش پلاسمای القایی- اسپکتروسکوپی جرمی  مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. در ابتدا، با توجه به توزیع داده‎ها، آنالیزهای آماری صورت گرفت. سپس از ابزار واریوگرام برای توجیه تغییر‎پذیری همه جهته استفاده شد و توسط روش تعیین اعتبار کریجینگ جک-نایف، پارامترهای مدل واریوگرام برازش داده شده، تعیین اعتبار شدند. با استفاده از تخمینگر کریجینگ معمولی مناطق آلوده به عنصر آرسنیک و سلنیوم مورد شناسایی قرار گرفت. با توجه به نقشه‎های ارایه شده، این نتیجه حاصل شد که احتمال تجمع عنصر آرسنیک در اطراف دودکش‎ها بیش از سایر نقاط می‎باشد و جهت وزش باد غالب در این مجتمع به سمت رفسنجان می‎باشد. همچنین در مورد سلنیوم، نتایج نشان داد که بر عکس آرسنیک، جهت وزش باد تاثیری بر پراکنش آن نداشته و مقدار نشان داده شده به خصوصیت زمین‌شناسی منطقه مورد مطالعه مربوط می شود.

آرسنیک در خاک های کشاورزی
   - فرم های آرسنیک موجود در خاک
   ترکیب و رفتار آرسنیک در خاک های آب گرفته- همچون شالیزارها- و خاک هایی که زیر آب نمی باشند، متفاوت است. آرسنات (AsV) از فرم های غیرآلی آرسنیک در خاک هایی بوده که زیر آب قرار ندارند و آرسنیت  از دیگر فرم های غیرآلی آرسنیک و موجود در خاک های آب گرفته می باشد

اسید منو متیل آرسنیک  و اسید دی متیل آرسنیک  معمولترین فرم های آلی آرسنیک در خاک می باشند، اما حضور طبیعی آنها در مقایسه با آرسنیک غیرآلی کمتر است.
   فرم های غیرآلی آرسنیک در خاک عمدتاً با فرآیندهای اکسایش و کاهش کنترل می شوند فرم تحت شرایط هوازی (اکسایش) و تحت شرایط بی هوازی (احیاء کنندگی(

تغییر در ویژگی های اجزای تشکیل دهنده ی محیط به طوری که عملکرد طبیعی و تعادل زیستی آنها مختل گردد و به طور مستقیم یاغیرمستقیم منافع و حیات موجودات زنده را به مخاطره اندازد، آلودگی محیط زیست گفته می شود. هدف از این مطالعه بررسی وضعیت آلودگی خاک به فلزات سنگین کروم، مس، نیکل و روی در شهرستان نهاوند واقع در استان همدان با استفاده از شاخص های مختلف آلودگیمی باشد. جهت انجام مطالعه تعداد 39 نمونه خاک از منطقه مورد مطالعه به صورت سیستماتیک برداشت شد و غلظت فلزات کروم، مس،نیکل و روی با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر انداز هگیری شد. شاخص های زمین انباشتگی، فاکتور آلودگی و شاخص جامع فاکتور آلودگی جهت تعیین میزان آلودگی منطقه مورد مطالعه مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج مطالعه نشان داد که غلظت کروم در منطقه مورد مطالعه بیشتر از حداکثر غلظت قابل قبول برای کشورهای لهستان، استرالیا و کانادا م یباشد. میزان شاخص زمین انباشتگی برای همه فلزات بین 0 تا1 به دست آمد، در نتیجه غلظت فلزات در خاک به منشأ طبیعی آنها ارتباط داده شد. مقادیر شاخص فاکتور آلودگی نشان داد که اکثر نمون هها10 درصد از / در طبقه بدون آلودگی تا آلودگی متوسط قرار دارند، و فاکتور آلودگی برای فلز کروم بیشترین مقدار را داشت به طوری که 26داده ها در طبقه آلودگی متوسط تا قوی قرار داشت. تجزیه و تحلیل نقشه پهن هبندی شاخص جامع فاکتور آلودگی نشان داد که عناصر کروم،مس، نیکل و روی منشأ زمین شناسی و کشاورزی دارند. در حقیقت این فلزات به طور طبیعی در خاک وجود دارند اما فعالیت های انسان سبب تجمع بیشتر این فلزات در خاک شده است.

بررسی توزیع غلظت فلزات سنگین جهت پایش آلودگی خاک و حفظ کیفیت محیط زیست ضروری است. این

تحقیق با هدف تهیه نقشه توزیع مکانی غلظت فلزات سنگین مس، کروم،آرسنیک و آنتیموان در استان همدان به وسعت 19546 کیلومتر مربع انجام شد. بدین منظور با استفاده از روش نمون هبرداری سیستماتیک تصادفی طبقه سانتیمتری) جمع آوری گردید و غلظت کل این فلزات، خصوصیات - بندی شده 286 نمونه خاک سطحی ( 20ماده آلی، در صد رس، سیلت و شن در آنها انداز هگیری شد. نقشه پهنه بندی غلظت فلزات ،pH خاک شامل آنتیموان، مس و کروم با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل نمایی و فلز آرسنیک با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل کروی، تهیه شد. تجزیه و تحلیل نقشه پهنه بندی فلزات سنگین مورد مطالعه ونقشه های کاربری اراضی و زمین شناسی منطقه، نشان داد عناصر آرسنیک، آنتیموان، مس و کروم عمدتا منشأ زمین شناسی دارند.

طی سالهای اخیر و در نتیجه اجرای بعضی برنامه های توسعه اقتصادی، صنعتی، کشاورزی و خدماتی در مناطق مختلف جهان، تعادل و توازن طبیعت در مواردی برهم خورده است که این امر عوارضی را در مقیاسهای محلی یا منطقه ای و حتی جهانی به همراه داشته است (ت ائبی واسحاقی، 1380 ). آلودگی محیط زیست از جمله آلودگی خاک یکی از عوارض مهم به هم خوردن تعادل و توازن طبعیت می باشد . مهمترین آلاینده های خاک شامل فلزات سنگین، بارش های اسیدی و مواد آلی می باشند که از این میان فلزات سنگین به واسطه غیر قابل تجزیه بودن، سمیت زیاد، اثرات تجمعی و سرطان زایی مورد توجه می باشند(میکو وهمکاران، 2006 ) فلزات سنگین به فلزاتی گفته میشود که دارای چگالی نسبتا بالا بوده و در غلظت های.( کم سمی باشند (عرفان منش و افیونی 1379هرچند این عناصر به طور طبیعی دارای غلظت کمی در

خاک موجود هستند اما پراکنش جغرافیایی آنها چه به صورت طبیعی و چه از طریق فعالیت های انسانی مشکلات ومسائلی را در بر خواهد داشت.با وجود اهمیت فلزات سنگین، در بسیاری ازاستان های کشور اطلاعات کمی از نحوه توزیع این عناصر در خاک وجود دارد.

سلامتی اولیه ی انسان ها در هر جامعه مرهون سه عامل اصلی آب ، خاک و هواست . پدیده ها و

فرآیندهای مختلف در دوره های گوناگون زمین شناسی حادث شده و مزایا و مضراتی را باعث شده

است . از مضرات می توان به آلودگی های بالقوه و طبیعی لایه های مختلف زمین اشاره کرد که علاوه

بر ایجاد آلودگی های خاک ، آب را نیز از نظر وجود حداقل شرایط کیفی در بخش های مختلف شرب ،

صنعت و کشاورزی غیرقابل استفاده می نماید. خاک یکی از منابع زمینی محسوب می شود که در محیط زیست انسان وجود دارد و به آسانی دردسترس قرار دارد و به لحاظ ویژگی های خاص خود در معرض آلودگیست. خاک ها علاوه بر ویژگی های متعددی که دارند ، به عنوان تمیز کننده ی محیط زمین نیز به شمار می روند گرچه خاک مهم ترین وگسترده ترین ماده ی پاک کننده ی آب ها و بازیافت کننده ی ضایعات است ، اما ظرفیت محدودی دارد .

بسیاری از مواد سمی و آلاینده که به خاک افزوده می شوند ، ممکن است از نظر تمرکز،افزایش یابند

و در نهایت به صورت تهدیدی جدی برای محیط زیست درآیند .

آلودگی عبارت است از اضافه کردن چیزی به هوا ، آب یا خاک که موجب نامطلوب شدن استفاده از آن

ها گردد . احتمالا تمام فعالیت ها دارای پتانسیل آلوده کردن محیط می باشند و آلودگی ،همواره

واقعیتی است که در استفاده از منابع در میان بوده است . اما طبیعت قادر به پذیرش میزان متعارفی از

آلودگی است .

مهمترین جنبه های فعالیت های خاک شناسی مرتبط با رفتارعناصر کمیاب یکی هوازدگی است که

سبب آزادسازی فلزات از مواد مادری شده و دیگری تغییر مکان و تجمع مواد جاذب مانند کانی های

رسی، اکسیدها وماده ی آلی هستند که این مواد توسط فرایندهایی همچون آبشویی، جابجایی توسط باد و باران، شورشدگی، آهکی شدن، خاکزایی، تشکیل خاک رس، موادآلی و غیره کنترل  می شود.

شناسایی عامل اصلی آلودگی ها و ارائه و اجرای طرح های حفاظتی ، سرآغازی جهت برنامه ریزی

های توسعه کشور تلقی می شود .

آرسنیک

As آرسنیک در محیط زیست در حالت ھای مختلف اکسیداسیون و در شکل گونه ھای مختلف مانند

ترکیب و رفتار آرسنیک در خاک ھای آب گرفته (همچون شالیزارھا ) و خاک ھایی که زیر آب نمی

از فرم های غیرآلی آرسنیک در خاک هایی بوده که زیر آب قرار  باشند ، متفاوت است . آرسنات

از دیگر فرم های غیرآلی آرسنیک و موجود در خاک های آب گرفته می باشد . ندارند و آرسنیت هم سمی تر است و ھم در خاک تحرک بیشتری دارد . هیدروکسید آھن عموما As+ نسبت به  As+3 نقش مهمی در کنترل تمرکز آرسنیک در خاک ها و محلول های خاکی ایفا می کند . اشکال آنیونی AsO- آرسنیک 2 , HAsO-2H2AsO 4 و -2As 3 در محلول ھای خاکی غالب هستند ، هر چند کاتیون های +3انواع کاتیونی آرسنیک ، به . (Kabata-Pendias and Sadurski نیز می توانند رخ دهند . ( 2004 As+ و 5می توانند نسبتا به آسانی به درون کانی های رسی و اکسی/ هیدروکسید های As+ و 5 As+ ویژه 3آهن و منگنز ، جذب شوند؛ به همان خوبی نیز توسط ترکیبات آلی  که می تواند به نسبت زیادی رفتار(Bhattacharya et al .2002b) . آرسنیک را در خاک کنترل کند، جذب می شوند مقدار آرسنیک در پوسته ی زمین بین ٠٫۵ تا ٢٫۵ میلیگرم بر کیلوگرم است و در رسوبات رسی مقدار آن(Nordstrom 2000;Bhattacharya et al.2002a). بالای ١٣ میلی گرم بر کیلوگرم وجود دارد

مقدار عمومی آرسنیک در خاک در سال ھای اخیر ، ۵٫٠ میلی گرم بر گیلوگرم تخمین زده شده است .

نمونه های عالی خاک از سوئد ، مقداری بین ٠٫۴ تا ١٠٫۵ میلی گرم بر کیلوگرم (1992).

میزان آرسنیک در خاک (2001a). ( آرسنیک دارند . ( به طور میانگین ٣٫٩ میلی گرم بر کیلوگرم های لهستان بین ٠٫٩ تا ٣٫۴ میلی گرم بر کیلوگرم می باشد . ( با بالاترین مقدار در خاک ھای حاصل ازشیل ها  . اگر چه تمرکر آرسنیک بالای ۶۵٠ میلی گرم بر کیلوگرم نیز برای خاک ھای آلوده ی برخی مناطق صنعتی لهستان گزارش شده است .

در دیگر نواحی در اروپا ، تمرکز آرسنیک در خاک ، بیشتر می باشد و مقداری از ١٠٠ تا ١١۵ میلی گرم بر کیلوگرم دارد .

 

ارزیابی اثرات زیست محیطی آرسنیک و فلزات سنگین

جهت تعیین میزان آلایندگی خاک به عناصر سنگین در یک منطقه، بایستی میزان غلظت عناصر در آن

منطقه با یک استاندارد شناخته شده مقایسه شود .

بهترین نوع مقایسه، مقایسه با استانداردهای موجود برای همان منطقه می باشد زیرا شرایط زمین

شناسی و اقلیمی گوناگون در نقاط مختلف دنیا، غلظت های متفاوتی را ایجاد می کند. علاوه بر

استانداردهای ذکر شده، معیارهایی هم برای بررسی درجه آلودگی خاک ارائه شده است که می توان

بر اساس آنها به وجود یا عدم وجود آلودگی خاک پی برد .از جمله این معیارها می توان به فاکتور غنی

اشاره نمود . و شاخص زمین انباشتگی  شدگی در ادامه دو معیار فوق معرفی و بررسی می شود و سپس از استاندارد های بانک . (1979)

اطلاعات محیط زیست ایران برای تعیین کیفیت خاک منطقه استفاده می شود .

آلودگی خاک در ایران:
خاکهای ایران به آن حد که خاکهای کشورهای صنعتی و پیشرفته از لحاظ کشاورزی آلوده است، هنوز آلوده نشده است.
اما پیشرفت سریع تکنولوژی و توسعه روزافزون کارخانه‌ها و مؤسسات صنعتی و همچنین مصرف زیاد کود شیمیایی و سموم دفع آفات و دیگر مواد شیمیایی در کشاورزی در دهه اخیر امکانات زیادی را برای آلوده إن خاکهای ایران فراهم کرده است.
آمار نشان میدهد که هم تولید کود شیماییی در داخل مملکت و هم واردات آن از خارج سال به سال بیشتر و مصرف انها هم بیشتر شده است.
با تأسیس شرکتهای سهامی زراعی و شرکتهای تعاونی روستایی و مجتمع‌ها و شرکتهای کشت و صنعت و توجه زیاد به بالا بردن سطح تولیدات کشاورزی، مصرف کودهای شیمیایی و سموم حشره‌کش و علف کش روزبه روز بیشتر شده است، در نتیجه واردات این مواد شیمیایی نیز همه ساله افزایش یافته است.
اینها از جمله مواردی است که در کشاورزی مصرف می‌شود و از این طریق باعث آلودگی خاک می‌شود.
اما خاک به طریق دیگر نیز در ایران آلوده می‌شود و آن از طریق مصرف سموم در حفظ بهداشت مانند آئروسل‌هاست که اگر این سموم را هم به حساب بیاوریم سالانه حدود 3 تا 10 هزار تن مواد سمی در خاک، آب و هوای مملکت ما وارد می‌شود.
بعضی از این سموم آنقدر خطرناک و کشنده است که اگر یک میلیونیوم انها وارد بدن بعضی موجودات زنده بشود باعث مرگ آنها می‌شود.
با توجه به این موضوع می توان آلودگی محیط توسط این سموم پی برد.
آلودگی خاک از طریق کود شیمیایی در ایران بیشتر مربوط به مصرف بی‌رویه و نابجایی آنهاست به این معنی که آن کودی که فی‌المثل در منطقه شمال که مرطوب و خاکهای آن اسیدی است مصرف می‌شود، عین آن هم در منطقه جنوب و جنوب شرقی که خشک و خاکهای آن اغلب شور و حتی قلیائی است، به زمین داده می‌شود.
مصرف زیاد کود شیمیایی در بعضی از نقاط هم در منطقه مرطوب و هم در منطقه خشک کشور به خاک و موجودات زنده آن لطمه وارد آورده است.
از وقتی که مصرف کود شیمایی در شمال (سواحل دریا مازندران) معمول شده قورباغه‌ها بسرعت از بین رفتند. با از بین رفتن قورباغه‌ها نوعی حشره‌ها که خوشه برنج را می‌خورند، روزبه روز زیادتر شده‌اند به طوریکه محصول برنج از نقاط شمال دچار آفت می‌شود.
فاضلابها و زباله‌های شهری و صنعتی نیز تا اندازه‌ای موجب آلودگی خاکها در ایران شده ایت بویژه در اطراف شهر تهران و دیگر شهر‌های بزرگ مملکت.
در ایران دفع زباله‌ و فاضلابهای شهری و صنعتی هنوز یک روش بهداشتی یا یک روشی که مانع از آلودگی خاک شود وجود ندارد.
روی همین اصل همان طور که می‌بینیم زباله‌ها را در رودخانه‌ها یا در زمینهای اطراف شهر می‌ریزند و یا حداکثر آنها را در یک محلی دور از شهر، در زیر لایه‌ای از خاک دفن می‌کنند.
فاضلابها هم در جویهای خیابانها جاری است که پس از طی مسافتی به زمینهای اطراف شهر می‌ریزد و باعث آلودگی خاک می‌شود.
در تهران شهرداری برای جلوگیری از آلودگی محیط و تبدیل زباله به کمپوست یک کارخانه کمپوست سازی در تهران تأسیس کرد که متأسفانه این کارخانه به علل نقص فنی (ناتوانی در تولید کود) و غیره به کار نیفتاد و از آن استفاده نمی‌شود.
طبق اظهارات مقامات شهرداری قرار است در چهار نقطه تهران چهار کارخانه کمپوست سازی دیگر تأسیس شود.
فاضلابها و همچنین زباله‌هایی که به رودخانه‌ها ریخته می‌شود، اغلب باعث آلودگی آبها نیز شده است.

توصیه هاوپیشنهادها:
پیشنهادها و اقداماتی در زمینه جلوگیری از آلودگی مبارزه با آلودگی خاک در کشور‌های در حال توسعه آیانتر از کشورهای صنعتی و پیشرفته از لحاظ کشاورزی است زیرا کشورهای در حال توسعه هنوز در مرحله ابتدایی از صنعتی شدن هستند و کود شیمیایی و سموم نباتی و امثال اینها به آن میزان که در کشورهای توسعه یافته مصرف می‌شود، در آنها مورد استعمال پیدا نکرده است.
از این جهت مسأله آلودگی آن طور که در کشورهای پیشرفته، مهم و بغرنج شده است، در کشورهای در حال توسعه هنوز چندان خطرناک نشده و قابل پیشگیری است.
بنابراین در این گونه کشورها، که کشور ما هم جزء آنهاست مسؤلان امور باید قبل از هر نوع اقدام در جهت بالا بردن سطح تولیدات کشاورزی و صنعتی و گسترش شهرها کلیه جوانب امر را در نظر بگیرند و با شناخت کامل شرایط محیطی و عناصر و عوامل آلوده کننده، راه و روشی را انتخاب کنند که متناسب با شرایط محیطی و اجتماعی آن محل یا آن منطقه باشد تا حتی المکان از آلودگی جلوگیری بعمل آید. 
به عنوان مثال، موارد ذیل را می‌توان نام برد:
در مورد استعمال کود و تقویت خاک
برای تقویت خاک و افزایش محصول تا آن حد که ممکن است از کود حیوانی استفاده شود زیرا همان طور که قبلاً ذکر شد کود حیوانی یا کود طویله هم حاوی مواد غذایی برای گیاه اسن و هم با دارا بودن ماده آلی یا هوموس خاک را حفظ می‌کند و خواص آن را بهبود می‌بخشد.
متأسفانه در کشور ما قسمت اعظم کودهای حیوانی به زمین داده نمی‌شود و به عنوان ماده سوختنی مورد استفاده قرار می‌گیرد و مقداری هم در کشاورزی به اصطلاح برای تقویت خاک و گیاه مصرف می‌شود.
آنقدر در هوای آزاد و آفتاب سوزان می‌ماند، خلاصه در شرایط نامساعد تهیه و نگهداری می‌شود که بسیاری از خواص مفید و مؤثرش را از دست می‌دهد.به همین علت است که کودهای حیوانی ما دارای مواد غذایی کافی نیست و با آن نمی‌توان به حداکثر محصول دست یافت.در مواردی که کود حیوانی دارای مواد غذایی کافی نیست می‌توان با افزودن کد شیمیایی مناسب، جبران این کمبود را کرد.به عبارت دیگر در اکثر موارد دادن کود حیوانی با افزودن کود شیمیایی به آن، یک کود کامل می‌شود که هم مواد غذای مورد نیاز گیاه در آن موجود است و هم با دارا بودن مواد آلی خواص فیزیکی خاک بهبود می‌بخشد و خاک را در مقابل اثر آلوده کننده کود شیمیایی حفظ می‌کند.
در شرایطی که کود حیئانی لازم در دسترس نباشد، باز هم نباید همیشه فقط کود شیمیایی خالص به زمین داد.در این مورد توصیه می‌شود از کاه به عنوان مواد آلی استفاده شود آنگاه با افزودن کود شیمیایی مناسب یک کود کامل از آنها بوجود آورد که در آن هم ماده آلی وجود دارد و هم ماده معدنی (مواد غذایی).
نوع کودی که انتخاب می‌شود باید از جمله متناسب با شرایط محیطی و نوع گیاه باشد تا حتی المکان از اثر آلوده کننده آن کاسته شود.
معمولاً به ازاء هر 100 کیلوگرم کاه، بسته به شرایط موجود، از 5/0 ال 1 کیلوگرم ازت به آن اضافه می‌کنند.
خلاصه در مواقع و شرایطی که تنها کود شیمیایی مصرف می‌شود، باید از نوع یا انواعی انتخای گردد که متناسب با نوع محصول و خاک و شرایط آب و هوایی آن محل باشد تا به این طریق اثر آلوده کننده ”ن به حداقل کاهش یابد.به عنوان مثال در مناطق خشک کودهایی داده بشود که حتی المقدور تمام آنها توسط گیاه جذب گردد و چیزی از آنها در خاک باقی نماند که باعث بالا رفتن درجه شوری خاک سود یا از نوعی نباشد که املاح خاک را افزایش دهد و خلاصه از لحاظ فزیولوژیکی دارای خواص اسیدی باشد تا مانع از بالا رفتن (پ .هاش) خاک گردد.بعکی در مناطق مرطوب کودهایی مصرف شود که(پ .هاش) خام را بالا برد و مانع از بیشتر اسیدی شدن آن گردد.برای تقویت خاک و افزایش محصولات کشاورزی راههای دیگری هم وجود دارد از آن جمله کاشتن گیاهان آباد کننده (کود سبز) مانند شنبلیله، شبدر و غیره را می‌توان نام برد که (در فصل اول) در این باره توضیح داده شده است.به این ترتیب ملاحظه می‌شود که برای جلوگیری از آلودگی نباید هر نوع کودی را به هر نوع محصولی و در هر شرایطی به هر نوع زمینی، آنهم به میزان دلخواه داد.بلکه باید با خواص کود و خاک و آب و شرایط آب و هوایی و محل و تقاضای گیاه نسبت به کود و غیره….آشنا بود تا بر این اساس بهترین نوع کومد انتخاب و در مساعدترین شرایط استعمال گردد.برای این منظور باید قبل از هر چیز سطح دانش کشاورزان را بالا برد و آنان را از این مسائل و عواقب شوم آن آگاه ساخت.
راه حل منطقی و ساده
بنیاد دفاع از سلامتی محیط زیست بر آن است که ارزانترین و راحت ترین راه برای جلوگیری از غرق شدن انسانها در انبوه زباله‌ها این اسن که زباله کمتری تولید کنیم و یا با کاربرد شیوه‌های بازیابی، از مقداری از این زباله‌ها دوباره استفاده کنیم.به گفته کارشناسان انجمن مبارزه و چاره‌جویی برای کاهش مقدار زباله در انگلستان، تولید زباله یک مسئله شخصی و منطقه‌ای نیست.بلکه آثار زیانبار و ویرانگر سایر مناطق جهان را هم در بر می‌گیرد، کما اینکه زباله هایی که در اروپا بیرون ریخته می‌شود بر مقدار بار ش باران بر جنگلهای برزیل تأثیر می‌گذارد.
با توجه به این واقعیت انکار نا پذیر کارشناسان می‌گویند:
اگر روند کنونی ادامه یابد دیری نخواهد کسید که کشورها و زمین‌ ما به یک زباله دانی عظیم تبدیل خواهد شد.
صرفه جویی در مصرف آب و انرژی:
نجات کره زمین
بعد از بحران جهانی نفت در سال 1970 که کشور‌های عرب صادر کننده نفت از صدور نفت به کشورهای غربی خودداری کردند، ساکنان این کشورها لزوم اتکای کمتر به نفت وارداتی و نیز ضرورت صرفه‌جویی در مصرف فرآورده‌های نفتی را عملاً احساس کردند، از این رو برخی بر این باورند که در جهانی که با ازدیاد جمعیت و کمبود تدریجی منابع نفتی به سوی بحران فاجعه پیش می‌رود، پیدایش یک بحران جدید در زمینه عرضه نفت احتمال ضعیفی نیست.
از سوی دیگر مصرف کمتر فرآورده‌های نفتی به خودی خود می‌تواند باعث کمک به اقتصاد خانواده شود.
و اما در این محاسبات در واقع مسائل اقتصادی و سیاسی بیشتر مورد توجه قرار گرفته و در نتیجه به موضوع بسیار مهم سلامتی محیط زیست توجه نشده است.
به گفته صاحب نظران، مصرف انرژی و آب بیش از آنکه موضوعاتی اقتصادی باشند، مضامین و مقولاتی اکولوژیک، محسوب می‌شوند کما اینکه شما روزی در کنار شهر‌ها و دامنه کوه‌ها، راهپیمایی کنید، عوارض سوء فاجعه آلودگی محیط زیست را به چشم خود می‌بینید از این رو اگر شما مقدار کمتری مواد نفتی چوب یا ذغال سنگ بسوزانید مقدار کمتری اکسید و کربن و سایر گازهایی که در پدیده معروف به پدیده گلخانه‌ای، تأثیر دارند به هوا وارد می‌شود و در نتیجه از سرعت ویرانگر و مرگبار شدن کره زمین کاسته می‌شود.
در کشورهایی که در نیروگاهها از ذغال سنگ استفاده می‌کنند مصرف بیشتر الکتریسینه باعث میشود که با استخراج زیادتر معادن آسیب بیشتری به محیط زیست وارد شود.
زیرا بر اثر دود و گازهایی که از احتراق ذغال سنگ به فضا فرستاده می‌شود باران اسیدی بیشتری به زمین بر می‌گردد و در نتیجه به مقدار آلودگی هوا اضافه می ‌شود.
اما اگر الکتریسیته کمتری در جهان مصرف شود نیاز کمتری به ایجاد نیروگاههای اتمی پدید می‌آید، در این شرایط نیاز کمتری به استخراج پر عارضه اورانیوم وجود دارد و زباله‌های رادیواکتیو کمتری به وجود می‌آید و نیز احتمال رخ دادن حوادثی چون حادثه نیروگاه اتمی (چرنوبیل) که منطقه وسیعی را در اروپا آلوده کرد کمتر خواهد شد.
هر چه بیشتر از مقدار مصرف سوختهای فسیلی کاسته شود، اسموک کمتری در هوا پدید می‌آید و از سرعت تشکیل پدیده گلخانه‌ای کاسته می‌شود.
هر قدر نیاز کمتری به استخراج نفت باشد، با کاهش عملیات استخراج، حیات وحش و آرامش وحوش کمتر صدمه می‌بینند.
حال آنکه در جریان استخراج، لوله‌کشی، تصفیه، حمل و نقل، انبار کردن، توزیع و مصرف این مواد به محیط زیست صدمه می‌رسد.

 

فهرست منابع

بی نام. 1385 . سالنامه آماری استان همدان. معاونت برنامه ریزی دفتر آمار و اطلاعات، استانداری همدان.

دبیری، م. 1375 . آلودگی محیط زیست، چاپ اول، نشر اتحاد، 399 صفحه.

شهبازی، ع. 1390 . ارزیابی اثر فعالی تهای کشاورزی بر تجمع فلزات سنگین در برخی از خاک های کشاورزی استان همدان، پایان نامه کارشناسی ارشد محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان.

عرفا ن منش، م.؛ م. افیونی. 1379 . آلودگی محیط زیست: آب، خاک، هوا، چاپ چهارم، نشر ارکان.

وهاب زاده، ع. 1372 . مبانی محیط زیست، چاپ اول، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.

پایان نامه کارشناسی ارشد محیط زیست، .GIS و RS خداکرمی، ل. 1388 . ارزیابی منابع آلودگی های غیرنقطه ای کشاورزی با استفاده ازدانشکده منابع طبیعی دانشگاه صنعتی اصفهان.

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:22
0 نظر

معرفی رشته ی مهندسی معماری

معرفی رشته ی مهندسی معماری

هدف
رشته معماری دارای دو جنبه هنری و فنی است که درسهای طراحی، زیبایی شناسی و نحوه زیبا کردن حجم‌ها ، نماها و پلان‌ها به هنر بر می‌گردد و دروسی مثل سازه‌های بتنی و فلزی، مقاومت مصالح، ایستایی، تاسیسات مکانیکی و الکتریکی به جنبه‌ فنی این رشته مربوط می‌شود.
در این رشته دروس هنری اهمیت بیشتری داشته و دروس علمی و فنی در راستای دروس هنری است. برای مثال یک معمار در طراحی خانه باید فضای آرامش‌بخشی را ایجاد کند تا باعث اضطراب ، خستگی و دلتنگی نگردد. کاری که بیش از رعایت اصول فیزیکی مثل نور و صوت، نیاز به آشنایی با اصول زیبایی‌شناسی دارد.
ماهیت
معماری ترکیب، طراحی و پدیدآوردن فضای زیست انسان در طبیعت است؛ که این فضا می‌تواند مسجد، بیمارستان، مسکن، مدرسه و یا هر فضای دیگری باشد که شهر را به وجود می‌آورد.
دوره کارشناسی مهندسی معماری دوره‌ای است حرفه‌ای که پرورش استعداد خلاقه، انتقال دانشها و مهارتهای عمومی حرفه معماری و حصول کارآیی عمومی در این رشته را هدف قرار می‌دهد. در راستای هدف فوق سعی شده است که در برنامه‌ریزی این دوره حداکثر بهای ممکن به پروژه‌های طراحی معماری و دروس فنی و نظری پیرامون آن داده شود.
دوره کارشناسی معماری حداقل چهارسال به طول می‌انجامد. پیش از شروع دوره، یک نیمسال به عنوان پیش نیاز ارائه می‌گردد که جزو سنوات تحصیلی به حساب نمی‌آید ولی 8 واحد آن جز واحدهای دوره محسوب می‌گردد. فارغ‌التحصیلان دوره کارشناسی مهندسی معماری می‌توانند در دوره کارشناسی ارشد ناپیوسته ادامه تحصیل دهند.
تعداد کل واحدهای درسی دوره 140 واحد است و فارغ‌التحصیلان این دوره قادر به ایفای نقش در زمینه‌های زیر خواهند بود:
1 - طراحی (تک بنا یا مجموعه زیستی کوچک) ، از طرحهای اولیه تا مراحل اجرایی کار و طراحی اجزاء و عناصر تشکیل دهنده بنا که این زمینه وظیفه محوری کار معمار را تشکیل می‌دهد.
2 - همکاری با گروه مهندسان مشاوره معماری در جهت توسعه طرحها و تهیه نقشه‌های معماری مراحل یک و دو. 
3- نظارت بر صحت انجام کار در عملیات اجرایی ساختمانی.
4 - مشارکت در مدیریت اجرایی پروژه‌های معماری.
5 - عضویت در کادر فنی شهرداریها و سازمانهای مشابه.
6 - تدریس در دوره‌های کاردانی و همینطور دبیرستانهای فنی حرفه‌ای و کار دانش آموزش و پرورش .
 
توانایی‌های مورد نیاز و قابل توصیه
دانشجوی این رشته علاوه بر توانمندی در طراحی و قدرت تجسم و خلاقیت، لازم است که در درس ریاضی بخصوص در هندسه قوی باشد چون برای آموزش فن و تکنیک معماری باید دروسی مثل هندسه کاربردی ، هندسه مناظر و ریاضیات و آمار را مطالعه کرد.
دانشجوی معماری باید اطلاعات عمومی خوبی در زمینه تاریخ بخصوص تاریخ معماری ایران و جهان ، جغرافیا ، اقلیم‌شناسی ، روانشناسی ، مردم‌شناسی و اقتصاد داشته باشد. چون معماری برای رونق و شکوفایی خویش از تمامی این علوم استفاده می‌کند.
همچنین دانشجوی رشته معماری باید بتواند به زبان معماری مطلبش را روی کاغذ بیاورد. یعنی از یک سو ذهنی قوی و خلاق داشته و از قدرت تجسم خوبی برخوردار باشد و از سوی دیگر طراحی چیره دست باشد تا بتواند به زبان معماری که همان طراحی بناها و فضاهای زندگی است، سخن بگوید.
معماری بیش از آنکه علم و تکنیک باشد، ذوق و سلیقه و استعداد است و معمار کسی است که طرحهای فردی‌اش با نقاشی و مجسمه‌سازی رقابت کند و در واقع بتواند مجسمه‌ای کاربردپذیر بسازد. به همین دلیل می‌توان گفت که معمار یک هنرمند است و باید مانند هر هنرمند دیگری چشم، ذهن و دستی توانا داشته باشد تا بتواند به یاری چشم و با تکیه بر ذخیره فرهنگی خود بخوبی ببیند و سپس با ذهنی پویا آنچه را که دیده است به تحلیل کشیده و با احساس و عاطفه درآمیزد و در نهایت به یاری دست و با کمک گرفتن از دانش های فنی و تکنیکی طرحی نو را خلق کند.
با توجه به دروس خاص این رشته و نیاز به عکسبرداری، تهیه نقشه و ... به نظر می‌رسد در مقاطعی هزینه تحصیل در این رشته بالا باشد.
نکات تکمیلی
رشته معماری تا سال 78 در مقطع کارشناسی ارشد پیوسته دانشجو می‌پذیرفت و دانشجویان در طی شش سال، اطلاعات علمی و هنری لازم را برای طراحی یک بنا آموزش می‌دیدند و در نهایت پس از فارغ‌التحصیلی می‌توانستنداز طراحی یک کیوسک گل‌فروشی گرفته تا طراحی مجتمع‌های مسکونی، تالارها و مجتمع‌های ورزشی را برعهده بگیرند و یا به کارهای جنبی این رشته بپردازند. اما از سال 78 این رشته مانند سایر رشته‌های مهندسی در مقطع کارشناسی دانشجو می‌پذیرد و دانشجویان پس از فارغ‌التحصیل شدن در صورت علاقه‌مندی می‌توانند در آزمون کارشناسی ارشد شرکت کنند.
به عبارت دیگر طول دوره رشته معماری از 6 سال به 4 سال کاهش یافته و در نتیجه تعدادی از دروس این رشته که شامل دروس هنری پیشرفته و تخصصی می‌شود، از مقطع کارشناسی حذف شده است.
حال سوال اینجا است که آیا فرصت‌های شغلی فارغ‌التحصیل مهندسی معماری با مدرک کارشناسی با فارغ‌التحصیل مهندسی معماری که دارای مدرک کارشناسی ارشد است، متفاوت می‌باشد؟
متاسفانه در آزمون سراسری از داوطلبان رشته معماری ، آزمون تخصصی معماری گرفته نمی‌شود و به همین دلیل بعضی از دانشجویان پس از ورود به دانشگاه تازه متوجه می‌شوند که به رشته معماری علاقه‌ای ندارند و در نهایت پس از 6 سال تحصیل نمی‌توانند به عنوان یک معمار هنرمند وارد بازار کار شوند. اما در حال حاضر دانشجو می‌تواند پس از پایان دوره لیسانس در صورت علاقه‌مندی در یکی از گرایشهای شهرسازی، مرمت و احیاء بناها ، معماری منظر و یا معماری تخصصی ادامه تحصیل دهد و یا این که زودتر وارد بازار کار شده و به عنوان معمار فنی به طراحی تک‌بناها یا مجموعه‌های زیستی کوچک پرداخته و یا ناظر اجرای طرح و سرپرست دفاتر مشاوره باشد.
وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر
امکان ادامه تحصیل در این رشته با توجه به اینکه از سال 78 ، در مقطع کارشناسی ارشد به کارشناسی تبدیل شده است، در مقطع کارشناسی ارشد در گرایشهای : برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ای ، طراحی شهری، معماری منظر، مرمت و احیاء بناها و بافتهای تاریخی میسر است.
رشته‌های مشابه و نزدیک به این رشته
تا حدودی مهندسی عمران نزدیک به این رشته می‌باشد.
مهندس عمران با منطق صحبت می‌کند اما مهندس معمار از فرهنگ، هویت و زیبایی سخن می‌گوید، به عبارت دیگر معماری در طراحی یک بنا علاوه بر رعایت اصول فنی به جامعه‌شناسی، مردم‌شناسی ، روانشناسی و زیبایی شناسی توجه دارد در حالی که مهندس عمران در طراحی یک بنا تنها به ایستایی و مقاومت آن توجه می‌کند. به همین دلیل اگر فضاهای زیست تنها توسط مهندس عمران ساخته شود، شاهد نابه‌هنجاری‌هایی خواهیم بود که موجب اضطراب ، نگرانی و آلودگی صوتی خواهد شد.
آینده شغلی و بازار کار
با توجه به این که در سطح کارشناسی به جنبه‌های فنی معماری توجه بیشتری می‌شود ، در نتیجه فارغ‌التحصیل این رشته می‌تواند به ساختمان سازی (طراحی فنی ساختمانهای مختلف) بپردازد اما فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد چون جنبه‌های هنری معماری را آموزش دیده است، بیشتر به هنر معماری می‌پردازد. در یک مثال می‌توان گفت که نوع کار لیسانس و فوق لیسانس معماری مثل نوع کار پزشک عمومی و پزشک متخصص است. یعنی لیسانس معماری به کلیات معماری می‌پردازد و فوق لیسانس معماری به صورت تخصصی در این رشته فعالیت می‌کند.
اگر یک مهندس معماری بخواهد فقط در تهران یا در شهرهای بزرگ کار کند فرصتهای شغلی فراوانی برایش وجود ندارد. اما در شهرهای کوچک کمبود مهندس معماری کاملا احساس می‌شود تا جایی که در بعضی از شهرها کار یک مهندس معماری را تکنسین عمران انجام می‌دهد.
در حال حاضر دانشجو می‌تواند پس از پایان دوره لیسانس در صورت علاقه‌مندی در یکی از گرایشهای شهرسازی ، مرمت و احیاء بناها، معماری منظر و یا معماری تخصصی ادامه تحصیل دهد و یا این که زودتر وارد بازار کار شده و به عنوان معمار فنی به طراحی تک بناها یا مجموعه‌های زیستی کوچک پرداخته و یا ناظر اجرای طرح و سرپرست دفاتر مشاوره باشد.
مهندس معمار علاوه بر طراحی بناها می‌تواند به طراحی و ساخت ماکت و طراحی معماری داخلی بپردازد و یا به عنوان ناظر ساخت فعالیت کند. در ضمن فارغ‌التحصیل معماری آمادگی کار در رشته‌های مرتبط با معماری مثل طراحی صحنه و یا طراحی صنعتی را نیز دارد.

وضعیت نیاز کشور به این رشته در حال حاضر
مطابق موارد گفته شده در قسمت  آینده ‌شغلی ،  بازار کار و درآمد به نظر می‌رسد در شهرهایی غیر از تهران و حتی روستاها و شهرستانها امکان کاربرای فارغ‌التحصیلان به راحتی میسر باشد و در این مورد احساس نیاز می‌شود.

 

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:21
0 نظر

ساخت فضای آموزشی با بهره گیری از معماری

1-             بیان مسئله: ساخت فضای آموزشی با بهره گیری از معماری

2-            هدف مسئله:

1- طراحی اصولی  شکل کلی فضای معماری

معماری تنها هنری است که ما را در بر گرفته است و انسانها بیش از آنکه بر فضا تاثیر بگذارند , از آن تاثیر می پذیرند.از این رو شکل کلی فضای معماری اهمیتی خاص دارد.یک فضای  نا منظم و تکراری , بی نظمی و ناهنجاری را القاء می کند و یک ساختمان حجیم , قدرت و پول را به رخ می کشد.فضایی هندسی و منظم , نظم را القاء می کند.سابقآ فضای هندسی در معماری آنچنان اهمیت داشته است که مهندس باشی با بهره وری از علم هندسه و نجوم , فرای حضور معمار باشی و ناظر باشی وظیفه طراحی بسیاری از عناصر, از جمله شکل کلی فضای معماری را بعهده داشته است.روش معماران گذشته ایرانی در راستای آن بوده است تا از جذابیت فرم کاسته شود و به غنای فضا افزوده شود.

 ۲.ساختن فضای آموزشی با عملکرد بالا

ضرورت به تفکر واداشتن کودکان در کتابخانه ها قلب یاد گیری خواهد بود.در کشورهای پیشرفته امروزی , نقش کتابخانه و نسبت و رابطه کتابخانه را با آموزش و پرورش را , از لحاظ تکنولوژی و جامعه شناسی مورد بررسی قرار دادند و سپس بر تعریف معینی از این کلمه در میان اقشار جامعه پرداخته اند و سپس صراحتآ هدف و روش های یاد گیری در کتابخانه را مورده تحلیل و ارزیابی قرار دادند. و به وضوح دریافته اند که کتابخانه ها که تنها ۵ درصد از فضای فیزیکی را اشغال میکنند , تاثیر ۱۰۰ درصد دارند و این درجه بزرگی از عملکرد است. هدف اولیه آنها ایجاد مدلی قابل اطلاق به دیگر مدارس است و نه ایجاد جعبه یا اتاق و یا قفسه ای جهت کتابها , بلکه آنها در ایجاد فضایی که در ارتباط  پیوسته میان مدرسه و کتابخانه باشد میکوشند.آنها در اولین قدم کتابخانه را از طبقه ای که در انزوا قرار گرفته بود و همچنین مطالعه را که در حاشیه قرار داشت به کلاسهای درس منتقل کردند و بدین ترتیب به مطالعه و یادگیری به عنوان دو اصل متعامل تاکید ورزیدند.

۳.ارائه آموزشهای غیر مستقیم و گروهی با ایجاد کارگاه های جنبی

معماران در بررسیهای جامعه شناختی و روانشناختی در یافتند با ایجاد کارگاه های جنبی آموزشی در کتابخانه , در زمینه های فراگیری کار با رایانه و  فراهم کردن سرگرمیها و هرآنچه در ایجاد تحولی آزادانه در رشد و تحول شخصیت کودک و شناسایی استعداد های آنها موثر می باشد , خواهند توانست فضائی فعال و پویا را ایجاد نمایند.در این چنین محیط هائی اغلب آموزشها به طورغیرمستقیم و به صورت آموزشهای گروهی به کودک داده میشود.آنچنانکه مکانهایی با چنین مشخصاتی خواهند توانست پذیرای کودکان برای فعالیتهای ذسته جمعی و گروهی باشد.بدین طریق مدرسه به عنوان محیطی جهت ایجاد کنش در دانش آموزان نسبت به مفهوم پژوهش خواهد توانست محیطی فعال , به رشد رسیده و پویا را ایجاد نمائید.

۴. ایجاد فضایی مطلوب و منطبق با شرایط جسمی و روانی دانش آموزان

 فضاهای مرتبط با فعالیت آنان باید دارای شرایط مناسب و مطلوب برای رشد فیزیکی , ذهنی , عاطفی و اجتماعی آنان باشد.تحقق این امر از طریق بکارگیری ضوابط طراحی معماری ای که منطبق با شرایط جسمی و روانی کودک باشد , امکان پذیر است.اهداف اساسی طراحی و مناسب سازی فضاهای  کودکان را می توان به ترتیب زیر برشمرد:

3- بررسی سابقه موضوع: با توجه به اطلاعاتی که بدست آورده شده در ایران فضای آموزشی که با در نظر گرفتن معماری و تاثیر آن بر کودکان و نوع آموزش وجود ندارد.

 

 

4- خلاصه راهکارها :

 ۱-۴محیط دلپذیر:

استادمحمد تقی جعفری در کتاب زیبایی هنر از دیدگاه اسلام می گوید: (( دلپذیری و جذابیت هر پدیده , نتیجه فرایندی است بین معیارهای وجودی فرد با عینیت واقع در محیط , که حاصل آن ایجاد تمایل و احساس وابستگی با پدیده مورد نظر است.))

 نقاشیهای کودکان نشان میدهد که کودکان در تصوراتشان , فضا را چگونه می بینند.آنها بطور دقیق و کامل ,  ( بعنوان کاربر ) فضا را قبول کرده و آن را با جزئیات در ترسیماتشان بیان می کنند , که باعث تعجب است.

۲-۴ وضوح و خوانایی : 

از دیگر شرایط دلپذیری محیط , تامین وضوح و خوانایی است.کوین لینچ می گوید : تصویری شایسته از محیط به شخص نوعی احساس امنیت می دهد.وی همچنین غرض از داشتن تصویر روشن از محیط را چنین عنوان می کند که فرد بتواند به آسانی اجزای محیط را بشناسد و آنها را در ذهن خود , در قالبی به هم پیوسته ارتباط دهد.در واقع , سامان یافتگی و امنیت روانی حاصل از این دو فرایند است که احساس  دلپذیری را در محیط ایجاد می کند.

۳-۴در نظر گرفتن فضای بازی :

بازی یکی از مهم ترین عوامل در شکوفایی و بالندگی جسم و روان کودکان است.بزرگترین بخش های بازی های انفرادی و گروهی کودکان باید در فضاهای باز صورت گیرد , زیرا این فضاها اولین مکان برخورد مستقل کودک با جهان خارج از خانه است.برنامه ریزی و طراحی زمین بازی باید پاسخگوی نیازهای کودکان و نوجوان در دوره های گوناگون رشد باشد.از دیدگاه برخی روان شناسان , ماهیت دوران کودکی , بازی و اکتشاف است.اما این دو فعالیت باید در محیطی امن صورت گیرد که این کار با تمهیداتی در طراحی فضاها امکان پذیر خواهد بود.محیط خارجی به طور طبیعی تحریکات حسی را ایجاد می کند.کودکان محیط پیرامون خود را با جزئیات درک می کنند.رنگ ها , بافت ها , شکل هل و در نهایت طرح زمین بازی , کودک را برای ایجاد ارتباط با محیط و فراگیری بیشتر ترغیب می کند.

۴-۴تنوع :

تنوع و غنی بودن محیط , که تمرینی در جهت کاربرد و حواس گوناگون مانند بینایی , شنوایی , و لامسه است و از این طریق ایجاد تنوع در رنگ , صدا , بافت و....تامین می شود.

۵-۴مشخص کردن محدوده ها به وسیله کف سازی :

 کفسازی مشخص , روش موثری برای تعیین یا ایجاد ارتباط بین سطوح مختلف یک سایت است.مثلآ یک محوطه ورودی برخوردار از نوع کفسازی , که متشکل از الگوی خاص و مصالح معینی باشد , به فضاهایی که در تقابل این محوطه قرار می گیرند وحدت و هویت خواهد بخشید و در ایجاد احساس قلمرو در کودکان سهیم خواهد شد.در ضمن بر میزان تنوع و مطلوبیت بصری محیط نیز خواهد افزود.

۶-۴طراحی جزئیات فضاها با توجه به الگوهای رفتاری کودکان : 

لازم است شعاع حرکت و حیطه طبیعی تحرک گروه های مختلف سنی بررسی شود و طراحی جزئیات فضاها متناسب با توانایی های جسمی و ویژگیهای روانی و هماهنگ با الگوهای حرکتی و رفتاری آنان طراحی شود.

۷-۴ایجاد حس کنجکاوی و خلاقیت :

آنچه مسلم است، معماری حس کنجکاوی و خلاقیت را برمیانگیزد.با انتخاب هوشمندانه و استفاده از ابزارهای مشخصی همچون مصالح ، فرم ، بافت می  توان به غنای فضا افزود .

 

 

 

۸-۴رعایت عوامل زیبائی شناسی :

عوامل زیبائی شناسی در آن باید طوری طراحی شوند که کودک را به آموزش ترغیب کند.از این رو باید محیطی شاد و سرشار از انرژی را , با توجه به هر گروه سنی , توسط  رنگها و حجمها پدید آوریم.

۹-۴رعایت قیاس و مبلمان :

طراحی فضا ی منطبق با شرایط کودکان به طور قطع بستگی به شناخت کافی از ویژگی های رشد آنان دارد.خصوصیات جسمی و روانی کودکان در مراحل مختلف رشد , اساس برنامه ریزی فضا و طراحی برای آنان است.اندازه میز و صندلی , کمد های اسباب بازی و نیز ارتفاع مناسب دستگیره درها , دستشوئی ها , شیر ها و .. ضروری است.اگر فضا و عناصر آن متناسب با اندازه های کودکان باشد (از جمله : قطعات متنوع مبلمان , نیمکت , میز و صندلی , تابلوها , قفسه ها و غیره), آن ها به سادگی می توانند از فضا ها و وسایل مربوط به خود استفاده کنند.به همین سبب کودکان اثاثیه و مبلمانی هایی را که با مقیاس و در حد و اندازه آنان ساخته می شود و در تقابل و مرتبه چشمانش است را بیشتر دوست میدارند , بطوریکه دیگر مجبور نیستند برای استفاده ازآنها  قد بکشند.

۱۰-۴همسازی با اقلیم منطقه :

جهت همسازی با اقلیم منطقه می بایست با مطالعه در عوامل اقلیمی و فرهنگی و اقتصادی آن منطقه , از طریق برداشت جذابیت های طبیعی و الگوهای شهری  همان منطقه ,  خرده فرهنگ های محلی را لحاظ کرد.این امر باعث می شود دانش آموزان از لحاظ فکری , فرهنگی , اقتصادی و سیاسی ارتباط عمیقتری با پیرامون خود و به دنبال آن با محیط آموزشی به دست آورند.

 

استفاده از افراد

در مرحله تحقیق

1-               گروهی از معماران

2-               گروهی از روان شناسان کودکان

3-               گروهی از مهندسین عمران

در مرحله طراحی

1-               گروهی از معماران طراح

2-               گروهی از مهندسان عمران در بخش سازه فضا

در مرحله اجرایی طرح

1- برای ساخت این فضا می توان از اداره آموزش و پرورش کمک گرفته شود.

2 مهندسین معمار و عمران

رویائی برای احیاء فضاهای آموزشی

معماران سقف را به صورتی طراحی کردند که نمادی از آسمان با ابرهایش باشد و با تشبیه ملزومات نورپردازی و روشنائی به کتابهایی که در حال بال زدن میباشند حسی از کوشش و فعالیت را در فضا القاء کردند.

 از آنجا که معماری یک فرایند فرهنگی بسیار تاثیر گذار بر ذهنیت جوامع بشری است , پیچیده گیهای منحصر به فردی دارد. این پیچیده گیها در جوامعی که چالشهای تاریخی , فرهنگی زیادی پشت سر گذاشته اند , از شدت و اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.معماران که بنا به تعریف متفکران و فرهنگسازان , پیشگامان جامعه هستند , نقش ویژه ای در حرکت تمدن سازی اینگونه جوامع بعهده دارند.اگر پنداریم که معماری , خود قابلیت دگرگونی اجتماعی را دارا می باشد , با برانداختن کنش های متقابل اجتماعی و ایجاد کنش و واکنش و تعاملی صحیح و مستمر ما بین سه اصل انسان , معماری , فرهنگ خواهیم توانست با وارونه کردن فضاهای منفی قلمروئی به رشد رسیده را تعریف نمائیم.به بیان دیگر معماری نوعی دگرگونی متعالی اندیشه هاست و هنر طبیعت و هنر زائیده دست بشری تلاشی عظیم برای رسیدن به بیانی پایدار است که بتواند دغدغه های جاوید شدن و ماندگاری را پاسخ دهد.

اکنون بیش از ۱۰۰ سال است که مفهوم آموزش و پرورش در مراکز اجتماعی هنوز به عنوان سر فصلی داغ مورد بحث است.آموزش و به تبع آن فضاهای آموزشی بیشترین اثر و نقش را بر ذهنیت و تمدن سازی این گونه جوامع به عهده دارند.فضاهای آموزشی و در عمده ترین بخش آن , مدارس دوره زمانی طولانی تری از عمر انسان ها را در خود جای می دهد.هدف یاداشت حاضر یافتن کالبدی جدید برای اصلاح فرایند آموزش و پرورش می باشد.فرایندی که جهت گیری آن به سوی رشد مسئولیت پذیری , کار پربار و تداوم در امر آموزش می باشد.هر چند آموزش پرورش , سیاستگذاریهایش تا کنون نتوانسته است شرایطی فراهم کند که موجب پرورش بیش از پیش استعداد های دانش آموزان شود.

امروز واژه انسان استادآموز جای خود را به انسان خودآموز و مسئولیت پذیر داده است . از این رو الگو و روشی که بدان نیاز داریم , نگارشی جدید و بهبود یافته نسبت به الگو های قدیمی نمی باشد بلکه نیاز ,  مفهومی کاملا متفاوت از آموزش خواهد بود و البته نظریاتی فراتر از تئوری. هدف ایجاد فضائی بهینه در امر آموزش و یادگیری می باشد.ماهیت فضا های آموزشی ,لازمه سر مشقی منحصر بفرد برای پژوهش و ایجاد کنش و واکنش صحیح جهت آموزش و پرورش می باشد.به شرط آنکه تعاملی صحیح و مستمر مابین سه اصل آموزش و پرورش , دانش آموز و فضای آموزشی بر قرار باشد. 

طراحی و معماری  مدارس امروزی , در سر تاسر دنیا بر اساس ۳ مورد , مسئولیت پذیری , کار پربار , یادگیری مادام العمر (تداوم ) انجام می گیرد. این امر در ساختن فضاهای آموزشی با عملکرد بالا , تنها بوسیله کنش در مفهوم پژوهش , مبنی بر برنامه های مراکز فراگیری و راهبردهای اجتماعی و اطلاعات کاربردی و عملی در این زمینه , میسر خواهد بود و در ادامه به اهم آن می پردازیم :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

آئین نامه بهداشت محیط مدارس

ایمنی و بهداشت محیط مدرسه که در فصل چهارم آیین نامه اجرایی مدارس به آن توجه شده ، از صول اولیه بهداشت مدارس است. بدون شک یکی از مؤلفه هایی که در آموزش و پرورش کودکان تأثیر اجتناب ناپذیر دارد محیط مادی و فیزیکی حاکم بر مدرسه است. محیط مدارس باید به گونه ای باشد تا از هر لحاظ به نیازهای جسمی ، روانی و اجتماعی دانش آموزان پاسخ دهد. در آموزش و پرورش نوین فضای فیزیکی به عنوان یک عامل زنده و پویا در انجام فعالیتهای آموزشی و تربیتی دانش آموزان تلقی می گردد. چنانچه در مدرسه آب سالم ، سرویسهای بهداشتی ، فضای کافی ، تجهیزات و وسایل مناسب و استاندارد ، سیستم صحیح جمع آوری زباله و فاضلاب وجود نداشته باشد و به طور کلی آسایش محیطی فراهم نشود، به طور قطع تلاشهای آموزشی و پرورشی معلمان و مربیان بازدهی مطلوب نخواهد داشت. در این راستا این آیین نامه جهت ایجاد هماهنگی و برخورداری مدارس از استانداردهای موجود به منظور ایجاد فضای فیزیکی مناسب برای تعلیم و تربیت نسلی پویا تهیه گردیده است.

آئین نامه بهداشت محیط مدارس

ماده 1: محلی که برای احداث مدرسه باید در نظر گرفته شود: باید در فاصله و موقعیت مناسبی نسبت به مراکز جمعیتی و نواحی مسکونی و آموزشی دیده در مالکیت آموزش و پرورش و داخل محدوده شهری یا روستا قرار داشته، و امکان دسترسی به تأسیساتی مانند آب ، برق ، تلفن و گاز داشته باشد. و براساس مطالعات اقلیمی منطقه در هنگام احداث ساختمان مدرسه ، رعایت نکات زیر ضروری است : با توجه به تعیین جهت وزش باد ، زمین انتخابی نباید در مسیر و مجاورت عوامل آلودگی زا مانند کارخانجات صنعتی ، شیمیایی ، محلهای دفن زباله ، فاضلاب شهری ، دامداری ، مرغداری ، دباغ خانه ها ، کشتارگاهها ، کوره های آجرپزی ، محل انباشت کود و سایر مراکزی که به نحوی ممکن است ایجاد دود ، بو و گرد و غبار نماید قرار داشته باشد. باید دقت شود تا محل احداث مدرسه در جوار بیمارستان، تیمارستان ، گورستان، زندان ، خطوط راه آهن، بزرگراهها ، فرودگاهها قرار نداشته و خارج از حریم کابلهای فشار قوی برق (هوایی یا زمینی) خطوط اصلی و فرعی گاز رسانی ، پستهای زمینی فشار قوی ، پمپ بنزین ، محل عرضه و فروش کپسولهای گاز ، انبارهای مواد محترقه ، منفجره ، ترکیبات شیمیایی مانند: کاغذ ، لاستیک ، چوب ، الیاف بافت و غیره بوده و در مسیر حوزه های آبریز فرعی و اصلی رودخانه قرار نداشته باشد.

 

روانشناسی در معماری مدارس

در زمینه اهمیت توجه به روانشناسی در معماری باید اشاره شود که عموم جامعه های انسانی در گذشته، فرهنگی منسجم و نوعی رابطه اجتماعی نسبتاً روشن با نهادها و ساختارهای اجتماعی داشتند، که در طول زمان چندان دگرگون نمی شد و به همین سبب آگاهی از دانش ها و تخصص های مربوط به بسیاری از هنرها، از جمله هنر معماری، طی روندی تجربی میسر بود...

معماران ورزیده حتی بدون آموزش های رسمی می توانستند پس از سپری کردن همه مراحل تجربی و کسب اطلاع از دانش های معمول و مرتبط با هنر معماری و دستیابی به مرتبه استادی، که غالبا طی فرآیندی طولانی صورت می پذیرفت، بر اطلاعات و تجربیات لازم و ضروری برای ابداع و خلاقیت دست یابند.

اما اینک بیشتر جامعه های انسانی از یک سو، در پی گسترش و افزایش انواع فعالیت ها و مهارت ها و نیز تعمیق و تخصصی شدن دانش ها و فنون و از سوی دیگر به ویژه به سبب گسترش ارتباطات فرهنگی، اقتصادی و فنی (بین تمدن ها، کشورها و جامعه های گوناگون) بسیاری از رشته های فنی و هنری به گونه ای توسعه یافته اند که مهارت در آنها بدون گذراندن دوره های تخصصی آموزشی غیرممکن یا بسیار دشوار شده است.
معماری نیز از آن گروه از هنرهاست که با موضوعی پیچیده، یعنی فضاهای زیست مواجه است که طراحی برخی از آنها مانند فضاهای شهری، عمومی، فرهنگی و مذهبی در بهترین صورت ممکن بدون توجه به برخی از دانش ها و تخصص های مرتبط با معماری به سادگی تحقق نمی پذیرد.

دانش روانشناسی به ویژه روانشناسی معماری و محیطی از جمله دانش هایی است که متاسفانه تاکنون به صورت تخصصی و حرفه ای در ایران مورد توجه قرار نگرفته است در حالی که اگرچه نه در همه انواع فضاهای معماری اما مطمئنا در طراحی برخی از انواع فضاها بسیار ضروری و لازم است.

این موضوع در سرفصل دروس معماری در دانشکده های معماری نیز جایی ندارد و در این صورت برخی از منابع جنبی می توانند در توجه به موضوع و جبران کمبود منابع سودمند واقع شوند زیرا فضاهای معماری برای انسان هایی ساخته می شوند که ضمن دارا بودن برخی ویژگی های مشترک، خصوصیاتی خاص و متمایز نیز دارند و افزون بر الگوهای رفتاری عمومی (مربوط به نحوه استفاده از فضا) الگوهایی خاص نیز دارند، درحالی که در طراحی بسیاری از انواع فضاهای معماری، کمتر به جنبه های روانشناسانه استفاده کنندگان از فضا توجه می شود. برای نمونه اگر فضای یک مهدکودک یا دبستان یا دبیرستان و سایر مراکز آموزشی، در طراحی مورد نظر قرار گیرد، کمتر ممکن است طراح به این مساله توجه کند که روحیه، رفتار و خصوصیات روانشناسانه کودکان کردستان، بلوچستان، آذربایجان، خراسان، فارس و سایر مناطق قومی، فرهنگی، اقلیمی ایران، لزوما یکسان نیست و این نکته در طراحی فضاهای معماری مدارس می تواند نقش مهمی داشته باشد.

 

بررسی اهمیت معماری ایرانی در ساخت مدارس

مدتی است بر معماری ایرانی در ساخت مدارس تاکید می شود. درباره این که چرا موضوع معماری ایرانی اهمیت دارد، کارشناسان معتقدند حجم بالای ساخت و ساز مدارس در کشور بر سیمای شهرها تاثیر بسزایی برجای می گذارد، بنابراین اگر معماری مدارس به سمت و سوی ایرانی بودن حرکت کند، چهره شهرها نیز رنگ و بوی ایرانی به خود می گیرد. برخی دیگر از کارشناسان هم براین باورند که ارزش های موجود در معماری ایرانی، برای دانش آموزانی که در مدارس ساخته شده با استفاده از این معماری تحصیل می کنند مایه آرامش است. البته در ساخت مدارس با معماری ایرانی باید تکنولوژی روز نیز مورد استفاده قرار گیرد. ضمن آن که پاسخ به نیازهای دانش آموزان در سنین مختلف و در نقاط مختلف شهری و روستایی کشور باید لحاظ شود. کارشناسان نظام تعلیم و تربیت نیز معتقدند مدرسه به عنوان مکانی که پایه های اجتماعی شدن و شکوفایی استعدادها در آن بنیان گذاشته می شود، اهمیت دارد، البته در این میان از پیوند عمیق بین فضای فیزیکی مدرسه و معماری آن با میزان یادگیری دانش آموزان نمی توان غفلت کرد. برهمین اساس در حال حاضر توجه به معماری ایرانی در ساخت مدارس از سوی متولیان ساخت مدرسه مورد توجه قرار گرفته است.

سیستم آموزشی ما دانش آموزان را غربی تربیت می کند

    مهندس محسن میرحیدر مشاور رئیس سازمان نوسازی مدارس در ستاد هویت بخشی و مقاوم سازی مدارس با بیان این مطلب که نفوذ علم و تکنولوژی غربی به ویژه در سال های گذشته اثرات سنگینی بر همه شؤون زندگی ما از جمله معماری شهری گذاشته است، می گوید: «هدف اصلی از تاکید بر استفاده از معماری ایرانی در ساخت مدارس، وجود ساخت و سازهای بسیار در امر مدرسه سازی و همین طور تنوع در ساخت آنهاست، چرا که تعداد بالای این ساختمان ها بر سیمای معماری شهر اثرگذار است. در واقع نفوذ علم و تکنولوژی غربی باعث شده معماری ما تحت تاثیر آن شکل و سیمای معماری کشورهای غرب را به خود بگیرد. به همین خاطر در سال های اخیر به سرعت از فرم ها و طرح های خارجی استفاده کرده ایم و این امر برای کشوری مثل ما که سابقه درخشانی در معماری دارد، همین طور توانایی انجام طرح ها، نوآوری ها و فرم های هماهنگ با شرایط جغرافیایی مناطق مختلف خودمان را دارد، چندان پسندیده نیست.»

    وی با تاکید بر این که همواره افزایش کمیت، کیفیت را تنزل می دهد، می گوید: «مقرر شده است ظرف مدت چهار سال ۵۰ هزار مدرسه مرمت، مقاوم سازی و یا از نو ساخته شود. به همین خاطر توجه به معماری این ۵۰ هزار مدرسه اهمیت ویژه ای پیدا می کند: چرا که اگر در طراحی و ساخت آنها اشتباهی رخ دهد به معنی ۵۰ هزار اشتباه در معماری شهری است. البته در این باره با محدودیت تعداد طراحان و پیمانکاران مدارس روبرو هستیم. اما با همه محدودیت ها قدم های مثبتی برای استفاده از معماری ایرانی در ساخت مدارس برداشته شده است.»

    میرحیدر با بیان این مطلب که در کنار اصلاح معماری مدارس باید نظام آموزشی نیز تغییر کند، می افزاید: «خلابرنامه ریزان آموزشی در کنار طراحان و معماران مدارس بشدت احساس می شود. البته سیستم آموزشی ما در مقایسه با آنچه که در دنیا به عنوان سیستم های پذیرفته شده مطرح می شود، دچار نقص است. معماری ایرانی مدارس برای اثرگذاری نیاز به اصلاح نظام آموزشی دارد. تیم آموزشی فعلی ما برگرفته از غرب است و خود به خود بچه ها را برای زندگی غربی تربیت می کند. در حالی که باید تعلیم و تربیت اسلامی که روح اسلامی نیز در آن جریان داشته باشد، مورد توجه قرار گیرد.»

   

 

 

 آرامش در مدرسه ایرانی

    «تامین امنیت روحی و جسمی دانش آموزان در مدرسه اهمیت بسیاری دارد. این امنیت در مدارس زیبا، کارا و ایستا با معماری ایرانی تامین می شود.» مهندس نسترن خسروی ، رئیس گروه معماری سازمان نوسازی مدارس کشور با بیان این مطلب می گوید: «مطالعه روی رشد جمعیت دانش آموزی بیانگر آن است که مدارس ما در گذشته پاسخگوی تعداد محدود جمعیت دانش آموزی بود اما در حال حاضر با توجه به رشد بالای این جمعیت در دهه های گذشته دیگر جوابگو نیست. بنابراین تامین فضای مورد نیاز با مؤلفه های ویژه خود اهمیت می یابد. به این معنی که فضای مدرسه باید متناسب با شرایط سنی و جنسی دانش آموزان باشد. خواسته ها، تفکرات و انرژی دانش آموزان ابتدایی با دانش آموزان دبیرستانی قابل مقایسه نیست. ارتفاع پله مدرسه ابتدایی باید متناسب با دانش آموزان مقطع ابتدایی و ارتفاع پله مدرسه دبیرستان متناسب با دانش آموزان دبیرستانی باشد.»

    وی با بیان این که بدترین زمین ها برای ساخت مدرسه در اختیار آموزش وپرورش قرار می گیرد، می افزاید: «معمولاً زمین های شیب دار و غیرقابل دسترس به امکانات و شرایط لازم به آموزش وپرورش اختصاص پیدا می کند. در حالی که باید زمین های خوب و مرغوب در اختیار قرار بگیرد تا مکان یابی درستی درباره آن شود. به طور مثال مدرسه ابتدایی در جایی نباشد که دانش آموز مجبور به عبور از بزرگراه ها و خیابان ها شود بلکه مدارس ابتدایی و همین طور مدارس راهنمایی تا حد امکان در مرکز محلات قرار بگیرد.»

    خسروی معتقد است: «معماری سنتی ایرانی ارزش هایی دارد که واجد ماندگاری است که باید این امر در ساخت مدارس لحاظ شود. در گذشته معماران ایرانی در طراحی فضاهای مختلف به جزئیات آن توجه و با آن ها زندگی می کردند اما در حال حاضر محدودیت زمان در ساخت مدارس، این امکان را از معماران گرفته است. درحالی که تاثیر فضای مدرسه بر دانش آموز غیرقابل انکار است. علاوه بر آن باید در ساخت مدارس از شاخص ها و ارزش های سنتی و ارزشی بهره گرفت و استفاده از تکنولوژی روز را نیز مدنظر قرار داد. البته زمانی که می گوییم استفاده از معماری ایرانی در ساخت مدارس به معنی آن نیست که این نوع معماری را در ظاهر بنا بتوان دید بلکه آرامشی که از آن به دست می آید نشان دهنده ایرانی بودن معماری آن است. بنابراین همان طور که در فرهنگ ما، انسان ارزشمند است باید به دانش آموز نیز به چشم یک انسان بنگریم. نگاه ارزشی به او باعث می شود خواسته ها و نیازهای او از جمله «مدرسه ایرانی» مورد توجه قرار گیرد.»

    لزوم استفاده از کارشناسان آموزشی در کنار معماران مدارس

    «تربیت به معنای پروراندن انسان، متعادل کردن ابعاد وجودی او، فعلیت بخشیدن به استعدادهای بالقوه اوست، اما مکانی که این تربیت معنی پیدا می کند و متبلور می شود، مدرسه است.» دکتر احمد صافی صاحبنظر در حوزه تعلیم و تربیت ضمن بیان این مطلب به رابطه تنگاتنگ فضای فیزیکی (مدرسه) و یادگیری دانش آموز اشاره می کند و می گوید: «معماران ما باید با زبان روان شناسی، علوم تربیتی و چگونگی یادگیری در حد ممکن آشنا باشند. ضمن آن که باید با حضور در مدارس مناطق مختلف کشور (مدرسه گردی) از نیازهای دانش آموزان و کارکنان مدرسه آگاهی پیدا کنند. بنابراین باید ترکیبی از روان شناسان و کارشناسان علوم تربیتی، مشاوران، تکنولوژیست ها و برنامه ریزان آموزشی و معماران مدارس برای ساخت مدرسه در کنار هم قرار گیرد. البته آشنایی آنها با فرهنگ و ادبیات ایرانی و اسلامی نیز اهمیت دارد، چرا که این امر به ثمربخش تر کردن فضای فیزیکی مدارس کمک می کند. نگاه اینچنینی به ساخت و معماری مدارس تحولی نو را در مدارس آینده و همین طور نظام آموزش و پرورش امکان پذیر می سازد.» وی معتقد است: «توجه به معماری همه مدارس باید مهم تلقی شود. البته این امر در مقاطع پیش دبستانی و ابتدایی بیشتر باید مورد توجه قرار گیرد.»

 


 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

پی نوشت :

معماری برای کودکان نوشته والتر کرونر , ترجمه احمد خوشنویس

ضوابط طراحی معماری مهد کودک , مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن

زیبایی هنر از دیدگاه اسلام , نوشته استادمحمد تقی جعفری

 رهنمودهای طراحی , نوشته شعله نوروزی , مجله صفه شماره ۳۹

طراحی اتاق کودک , همین نویسنده , مجله صنعت ساختمان داریس شماره 40

 

پنج‌شنبه 28 خرداد 1394 ساعت 01:21
0 نظر