سنگدانه های بتن

سنگدانه های بتن (INSO 302 )

سنگدانه های بتن (Concrete Aggregates) به دو دسته درشت دانه و ریز دانه تقسیم می شوند. سنگدانه ها در بتن نقش پر کننده را ایفا می کنند اما در میزان مقاومت فشاری، کارآیی و دیگر خصوصیات بتن نیز تأثیر گذار هستند. سنگدانه ها یکی از اجزای مهم تشکیل دهنده بتن هستند زیرا درصد استفاده، دانه بندی، بافت، شکل و مشخصات دیگر آنها می توانند میزان کیفیت مخلوط بتنی را مشخص کنند.

استاندارد INSO 302  ویژگی های ضروری سنگدانه ها برای استفاده در بتن و روش های آزمون مرتبط با این استاندارد را ارائه می دهد

انواع آزمون های سنگدانه :

• دانه بندی سنگدانه های ریز و درشت (INSO 4977 )

 در این آزمون یک نمونه از سنگدانه خشک با جرم معلوم با عبور از میان یک سری از الک ها ، به ترتیب اندازه چشمه از بزرگ به کوچک، جدا می شوند تا توزیع اندازه دانه ها تعیین گردد.

برای انجام آزمایش دانه بندی سنگدانه به ۴ عنصر اصلی نیاز است؛ از جمله این عناصر می‌توان به ترازو، الک، لرزاننده مکانیکی الک و همین‌طور گرمخانه اشاره کرد. 

– تعیین مواد ریز تر از الک 75 میکرومتر(INSO 446 )

وسایل مورد نیاز: ترازو، الک ها، ظروف، گرمخانه

مواد ریزتر از الک 75 میکرومتر با روش الک کردن مرطوب به صورت موثرتر و کامل تری نسبت به روش الک کردن خشک، از دانه های بزرگتر جدا می شوند.

برای انجام آزمون یک نمونه از سنگدانه با یکی از روش های استفاده از آب معمولی یا آب دارای یک عامل ترکننده که از قبل مشخص شده است شسته می شود. سرریز آب شست و شو، شامل مواد معلق و حل شده، از میان یک الک 75 میکرومتر ( نمره 200) عبور داده می شود. افت جرم ناشی از شست و شو بر حسب درصد مواد ریزتر از الک 75 میکرومتر به روش شست و شو گزارش می شود.

–  تعیین کلوخه های رسی و دانه های سست (INSO 4978 )

هدف از این آزمایش تعیین مقدار تقریبی کلوخه های رسی و دانه های سست در سنگدانه است.

برای انجام این آزمون وسایلی از جمله ظروف زنگ نزن،  ترازو ها  ،الک ها و گرمخانه نیاز می باشد.

روش اجرای آزمون :

سنگدانه را تا رسیدن به جرم ثابت خشک و مقدار معینی از آن را برداشته و وزن میکنیم.

آزمونه رابه مدت 4±24 ساعت در ظرفی غرقاب کرده تا خیس بخورد. هریک از دانه ها را به طور جداگانه بین انگشت شست و انگشت اشاره فشار داده تا حدامکان به دانه های کوچکتری خرد شوند. هر دانه ای که بتوان آنرا با انگشت ها شکست و به دانه های ریز قابل خروج با الک کردن به روش تر تبدیل نمود را به عنوان کلوخه ها رسی یا دانه های سست طبقه بندی میکنیم.

–  فضای خالی سنگدانه ریز غیر متراکم (INSO 17221 )

در یک دانه بندی مشخص، درصد فضای خالی می تواند نشانه ای از زاویه داری، کروی بودن و بافت سطحی سنگدانه های ریز در مقایسه با سنگدانه های ریز دیگر باشد. وقتی میزان فضای خالی بر مبنای دانه بندی موجود سنگدانه ریز اندازه گیری شود، می تواند شاخصی از آن سنگدانه ریز بر کارایی مخلوط مورد استفاده باشد.

وسایل مورد نیاز برای آزمون فضای خالی غیر متراکم: استوانه قائم با ظرفیت حدود mL  100، قیف پایه قیف، صفحه شیشه ای، تابه، کاردک فلزی و ترازو 

وسایل مورد نیاز برای آزمون چگالی : پیکنومتر یا بالن، قالب و کوبه برای آزمون رطوبت سطحی، گرمخانه

روش اجرای آزمون :

ظرف استوانه ای واسنجی شده به حجم نامی mL  100 به وسیله سنگدانه ریز با دانه بندی مشخص که می تواند از دردن قیف به صورت آزادانه از ارتفاع ثابت، درون ظرف وارد شود پر می شود.  روی سنگدانه ریز ریخته شده درون ظرف استوانه ای صاف می شود و وزن آن توسط ترازو تعیین می شود. میزان فضای خالی غیر متراکم بر مبنای اختلاف بین حجم ظرف استوانه ای و حجم مطلق سنگدانه ریز درون ظرف استوانه ای، محاسبه می شود. میزان فضای خالی غیر متراکم با استفاده از چگالی نسبی خشک (وزن مخصوص) سنگدانه ریز  INSO4980 محاسبه میشود .

–  مقاومت سنگدانه درشت کوچک اندازه در برابر سایش و ضربه در دستگاه لس آنجلس (INSO 448 )

وسایل مورد نیاز شامل دستگاه لس آنجلس، الک ها ، ترازو، بار سایش ( گوی های فولادی) می باشد.

این آزمون معیاری از تعیین مقاومت سنگدانه معدنی با دانه بندی استاندارد در برابر ترکیبی از عوامل سایش یا فرسایش، ضربه و آسیاب شدگی در یک جام فولادی گردان با تعداد مشخصی از گوی های فولادی است، تعداد گوی ها به دانه بندی آزمونه بستگی دارد.

بر اثر چرخش جام، نمونه و گوی ها به وسیله لبه های فولادی بالا برده شده و با سقوط به سمت مخالف، ضربه ای با اثر خردکنندگی به وجود می آید. سپس محتویات درون استوانه به همراه عمل چرخش، ضربه  و کوبش می غلطند تا اینکه لبه ها، گوی های فلزی و مصالح را بالا برده و چرخه دوباره تکرار شود. بعد از تعداد چرخش معین محتویات جام را خالی کرده و بخش سنگدانه را برای تعیین افت وزنی مصالح، الک میکنند.

–  دانه های پهن، دانه های دراز  و دانه های هم پهن و هم دراز در سنگدانه درشت (INSO 11269 )

وسایل مورد نیاز شامل کولیس تناسبی و ترازو می باشد.

نمونه سنگدانه مورد آزمون را طبق استاندارد ملی 4977 الک کرده و با توجه به الزام استاندارد ویژگی، مصالح مانده روی الک mm  9.5 یا mm  4.75 را استفاده میکنیم. هر کدام از دانه های هر بخش اندازه را به وسیله دستگاه کولیس تناسبی، که در حالت نسبت 1 به 3 بسته می شود، آزمون می کنیم. اگر دانه به عنوان پهن تعیین شود و دراز نباشد در گروه « دانه های پهن » قرار می گیرد، اگر دانه به عنوان دراز تعیین شود و پهن نباشد، در گروه « دانه های دراز » قرار می گیرد، در برخی حالت ها یک دانه ممکن است هر دو معیار دانه پهن و دانه دراز را برآورده نماید که در این حالت در گروه « دانه های هم پهن و هم دراز » قرار میگیرد.

–  تعیین درصد شکستگی سنگدانه های درشت (INSO 11568 )

وسایل مورد نیاز : الک ها، ترازو، گرمخانه، لرزاننده و ظرف نمونه

برای انجام این آزمون سنگدانه را به گونه ای نگه داشته که وجوه آن مستقیما در معرض دیدی قرار بگیرد. اگر مساحت تصویر سطح وجه موردنظر ( مساحت وجه مورد نظر هنگامی که از روبرو به آن نگاه میکنیم) حداقل به اندازه یک چهارم مساحت بزرگترین تصویر سطح مقطع سنگدانه باشد ( حداکثر سطح مقطع عرضی یا مساحت بزرگترین وجه سنگدانه) و دارای لبه های تیز و یا اندکی ساییده باشد، آن وجه را یک وجه شکسته در نظر میگیریم.

برای محاسبه درصد ذرات شکسته از جرم ذرات شکسته استفاده میکنیم.

–  آزمون تعیین نمک های کلریدی محلول در آب به روش ولهارد (INSO 19038-1 )

تجهیزات عمومی برای انجام آزمون های شیمیایی شامل گرمخانه، ترازو، کوره الکتریکی، بشر، ارلن، قیف، کاغذ صافی، پیپت، استوانه های مدرج، بورت، دسیکاتور میباشد.

مشخصه این آزمون سنگدانه، خارج کردن یون کلرید به روش استخراج با آب می باشد. تجزیه عصاره ( محلول حاصل از استخراج ) مبتنی بر تیتراسیون ولهارد است. در این روش مقداری محلول نقره نیترات اضافی به محلول کلرید افزوده می شود و بخش واکنش نداده با محلول استاندارد تیوسیانات، در حضور محلول سولفات آهن آمونیوم به عنوان شناساگر، تیتر می شود.

–  آزمون تعیین سولفات های محلول در آب (INSO 19038-1 )

در این آزمایش یک آزمونه سنگدانه با آب در دمای اتاق عصاره گیری می شود تا یون های سولفات محلول در آب خارج شود. مقدار سولفات محلول در آب با رسوب در یک محلول باریم کلرید با pH بین 1 تا 1.5، در نقطه جوش تعیین می شود.

–  آزمون ناخالصی های آلی سنگدانه های ریزمورد مصرف در بتن (INSO 4979 )

وسایل مورد نیاز آزمون شامل بطری های شیشه ای، محلول رنگی استاندارد، محلول واکنشگر (سدیم هیدروکسید 3 درصد) می باشد.

کاربرد اصلی این آزمایش، آگاه نمودن از امکان وجود مقادیر زیان آور ناخالصی های آلی است. در صورتی که نمونه آزمون شده با این روش رنگی تیره تر از رنگ محلول استاندارد ایجاد کند نشانگر وجود ناخالصی های آلی می باشد.

–  آزمون سلامت سنگدانه با استفاده از محلول سولفات سدیم یا منیزیم (INSO 449 )

وسایل مورد نیاز آزمون شامل محلول اشباع سولفات سدیم یا سولفات منیزیم، ظروف آزمونسامانه ثبت و کنترل درجه حرارت، ترازو،گرمخانه، دستگاه اندازه گیری وزن مخصوص می باشد.

این روش با غوطه ور کردن متوالی نمونه در محلول اشباع سدیم یا منیزیم انجام می گیرد. سپس نمونه به منظور آب زدایی تمام یا بخشی از نمک های رسوب کرده در خلل و فرج سنگدانه در گرمخانه خشک می شود. نیروی انبساط داخلی نتیجه تبلور نمک در اثر غوطه وری مکرر است و مشابه انبساط حاصل از یخ زدگی آب در سنگدانه می باشد.

–  آزمون ذرات سبک (INSO 4984 )

وسایل مورد نیاز آزمون شامل ترازو، ظروف آزمایشگاهی، صافی(توری)، الک 300 میکرومتر، آون، هیدرومتر، مایع سنگین

در این آزمون برای جداسازی ذرات که ممکن است به عنوان زغالسنگ و لیگنیت طبقه بندی شده باشند، از یک مایع سنگین با وزن مخصوص 0/2 استفده می شود. مایعات سنگین تری باید برای بررسی درصد ذرات سبک دیگر مانند سنگ آتش زنه و سنگ رسی با وزن مخصوص کمتر از 40/2 ، استفاده شود.