تعیین مقاومت فشاری ملات ماسه استاندارد سیمان پرتلند

تعیین مقاومت فشاری ملات ماسه استاندارد سیمان پرتلند

مقدمه :

سیمان به عنوان یکی از اصلی ترین موادی که در ساخت بتن مصرف می شود ، باید دارای خصوصیات ویژه ای باشد که در استانداردها به آن اشاره شده است. استفاده از سیمان به صورت ملات آب و سیمان برای انجام آزمایش به علت وجود خاصیت جمع شدگی سیمان در قالب مشکل است و بعضا جواب مناسبی نمی دهد. لذا از ماسه استاندارد استفاده می کنیم. بدین ترتیب که ملاتی از سیمان ، آب و ماسه استاندارد تهیه می کنیم و آن را مورد آزمایش قرار می دهیم.

نسبت ملات در استاندارد ASTM بدین شرح است :

1 به 2.75 ماسه استاندارد.

آب به سیمان : 0.485

نمونه ها باید در قالب مکعبی با ابعاد 50 میلی متر ریخته شوند.

ماسه استاندارد :

بر لزوم استفاده از ماسه استاندارد قبلا توضیحاتی داده شد. ماسه استاندارد باید عاری از ناخالصی های آلی بوده و کوارتزی ، به رنگ خاکستری کمرنگ یا کرم کمرنگ یا سفید باشد.

ماسه استاندارد ASTM ، ماسه اتاوا می باشد که ماسه ای سیلیسی است. به علت قیمت گران و همچنین عدم نیاز به دقت زیاد ، از ماسه های مشابه استفاده می کنیم.

هدف از انجام آزمایش :

تعیین مقاومت یک نمونه ملات ساخته شده با ماسه استاندارد و سیمان

وسایل مورد نیاز :

دستگاه مخلوط کن ، دستگاه میز جریان ، ترازو ، قالب مکعبی ، استوانه مدرج ، کاردک و کمچه ، سینی فلزی

دستگاه میز جریان :

در این آزمایش برای تعیین مقدار جریان ملات از میز جریان استفاده می شود.

میز جریان از صفحه ای مدرج به قطر 254 میلیمتر ساخته شده است . بر روی سطح فوقانی شش خط در امتداد قطرهای آ« وجود دارد. با چرخاندن دسته ، میز به بالا برده می شود و ناگهان به پایین رها می شود. قالب میز جریان یک مخروط ناقص است که ارتفاع آن 50.8 میلیمتر و قطر دهانه پایین آن 101.6 میلیمتر و قطر دهانه فوقانی آن برابر 69.9 میلیمتر می باشد.

روش انجام آزمایش :

250 گرم سیمان بر میداریم. با نسبت 2.75 ماسه به آن اضافه می کنیم. برای بار اول مقدار 125 cc آب به ملات اضافه می کنیم . مواد را به ترتیب درون دستگاه مخلوط کن می ریزیم و مخلوط می کنیم. بعد از اتمام اختلاط ، ملات را درون قالب مخروط ناقص می ریزیم و بر روی میز جریان قرار می دهیم. در مدت 15 ثانیه ، تعداد 15 15 ضربه را به میز جریان وارد می کنیم. و قطر ملات پخش شده را اندازه می گیریم. مقدار متوسط اندازه گیری را برابر D در نظر می گیریم. اگر قطر داخلی مخروط در دهانه پایینی را d در نظر بگیریم ، در این صورت میزان جریان ملات (F ) برابر است با :

اگر در محدوده ی مورد نظر قرار گرفت که هیچ وگرنه مقدار آب را زیاد می کنیم تا به محدوده ی مورد نظر برسد.

ریختن ملات در قالب :

قالب را تمیز می کنیم و روغن می زنیم و ملات را در سه لایه و هر لایه 15 ضربه درون قالب می ریزیم. سپس سطح فوقانی را با کاردک تمیز می کنیم و صاف می کنیم. بعد از یک روز ، نمونه ها را از قالب باز می کنیم و درون ظرف پر از آب قرار می دهیم. بعد از 7 روز نمونه ها را به صورت فشاری می شکنیم و نتایج را یادداشت می کنیم.

نتایج آزمایش :

محدوده ی مورد نظر برای پذیرش F :  باید بین 60 تا 70 باشد .

مرتبه اول :

125cc آب

ابعاد :

116.36و121.86 و 119.14    در نتیجه قطر میانگین : 119.12

F=19.12%

مرتبه دوم :

140 cc آب

ابعاد :

128.6 و 130 و 128.10  در نتیجه قطر میانگین : 128.9

F=28.9%

مرتبه سوم :

160 cc آب  

ابعاد :

163.80 و 165.14 و 167.18  در نتیجه قطر میانگین : 165.37

ü     F=65.37%

نتایج مقاومت فشاری نمونه ها بعد از 7 روز :

مقاومت	نیرو	عرض	طول
67.56	17.1	51.00	50.88	نمونه 1
69.25	17.8	50.80	51.58	نمونه 2
75.6	19.4	51.45	50.9	نمونه 3

سئوالات مطرح شده :

1-    کاربرد آزمایش چیست ؟

اولا برای اینکه بفهمیم سیمانی که قرار است از آن برای ساختن بتن استفاده کنیم استاندارداست یا خیر. با انجام این آزمایش مقاومت فشاری بدست آمده را با مقدار استاندارد مقایسه می کنیم. اگر نتایج پایین تر از حد انتظار باشند یا سیمان فاسد شده است یا دچار مشکل می باشد.  ضمنا مقاومت ملات استاندارد می تواند تا حدی معرف مقاومت نهایی بتن باشد. لذا اگر قبل از ساخت بتن این آزمایش را انجام دهیم و نتیجه مورد قبولی بگیریم ، می توانیم امیدوار باشیم که بتن ما نیز مقاومت مطلوب را خواهد داشت.

2-    ماسه استاندارد را تعریف کنید .

همانطور که در ضمن گزارش آمد ، ملات سیمان با سیمان وآب ، به تنهایی نمی تواند مورد آزمایش قرار گیرد ، لذا باید از ماسه ی استاندارد که در سطح استانداردهای بین المللی شناخته شده است استفاده نمود. برای انجام این آزمایش طبق استاندارد ASTM ، از ماسه ی سیلیسی استاندارد معروف به ماسه اتاوا استفاده می شود.. کانی های تشکیل دهنده ی این ماسه در مراجع ذکر شده است.

3-    اندازه جریان را تعریف کنید.

اندازه جریان نسبت قطر ملات پخش شده به قطر دهانه قالب می باشد ، که به نحوی میزان روانی ملات را نشان می دهد . اندازه ی آن از رابطه زیر محاسبه می شود :

که در این رابطه D قطر متوسط ملات پخش شده است و d اندازه ی قطر دهانه قالب می باشد.

در استاندارد ASTM ، F باید بین 100 الی 115 باشد.

4-    آب متعارف در این آزمایش چیست ؟ آنرا تعریف کنید.

مقدار آب متعارف ، همان مقدار آبی است که بعد از زدن به سیمان و ماسه و مخلوط کردن آنها ، و انجام آزمایش میز جریان ،  مقدار F در محدوده ی استاندارد قرار بگیرد. به عبارت دیگر ، مقدار آبی است که با توجه به نوع سیمان مورد نیاز است تا روانی ملات در محدوده ی استاندارد قرار گیرد .

5-    رابطه بین نتایج این آزمایش و نتایج آزمایش های فشاری بر روی بتن 28 روزه چیست ؟

همانطور که قبلا اشاره شد ، سختی سیمان به عنوان یکی از اصلی ترین مواد سازنده بتن ، بر روی مقاومت کلی بتن تاثیر می گذارد. لذا اگر نتایج این آزمایش در حد مطلوب باشد ، می توان امیدوار بود که نتایج مقاومت فشاری بتن در 28 روز نیز مورد قبول قرار خواهد گرفت. وگرنه اگر نتایج این آزمایش مناسب نباشد ، بسیار بعید است که بتوان با این سیمان بتنی ساخت که مقاومت مورد انتظار را برآورده کند. به سخن دیگر یک آزمایش مفید است که می تواند روند کار در کارگاه را تضمین کند.