گروه صنعتی پی خاک سنگ

آزمایش تعیین مقاومت فشاری ملاتهای سیمان هیدرولیکی

آزمایش تعیین مقاومت فشاری ملاتهای سیمان هیدرولیکی

استاندارد: ASTM C109

1. هدف آزمایش مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک

این روش آزمایش برای تعیین مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک با استفاده از نمونه های مکعبی 2 اینچی یا 50 میلی متری در نظر گرفته شده است.

2. استاندارد ASTM

ASTM C230 – مشخصات لازم برای صفحه فلو که در آزمایشات سیمان هیدرولیک به کار میرود.
ASTM C305 – دستورالعمل برای مخلوط کردن مکانیکی خمیر و ملات سیمان هیدرولیک با غلظت خمیری.
ASTM C349 – روش آزمایش برای مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک با استفاده از قطعات شکسته شده مقاومت خمشی.
ASTM C670 – دستورالعمل برای تهیه گزارشات دقیق آزمایشات مصالح ساختمانی.
ASTM C778 – مشخصات لازم برای شن استاندارد.
ASTM C1005 – مشخصات لازم برای وزنه ها و وسائل سنجش وزن که در آزمایشات فیزیکی سیمان هیدرولیک بکار میرود.

3. خلاصه روش آزمایش مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک

ملات مورد استفاده شامل 1 قسمت سیمان 2.75 قسمت شن استاندارد است (نسبت وزنی می باشد). سیمان پرتلند و پرتلند هوازا با نسبت آب به سیمان تعیین شده، مطابق فوق مخلوط می گردند. مقدار آب برای انواع دیگر سیمان مقداری است که بتواند فلوی 110±5 میلیمتر در 25 ضربه صفحه فلو ایجاد نماید. نمونه های مکعبی 2 اینچی یا 50 میلی متری در دو لایه ضربه می خورند. مکعب ها یک روز در قالب و بعد تا زمان آزمایش، در آب آهک عمل می آید.

4. اهمیت و کاربرد

این روش آزمایش وسیله ای برای تعیین مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک و انواع دیگر ملات می باشد و نتایج بدست آمده می تواند برای رد یا قبول سیمان با مشخصات استاندارد مقایسه شود. بعلاوه، توسط آزمایشات و مشخصات متعدد دیگری به این روش رجوع داده می شود.

5. دستگاه مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک

1-5- وزنه ها و ترازو (لینک صفحه فروش) بر طبق مشخصات C1005 می باشد. وسائل اندازه گیری وزن باید تا 2000 گرم صحت داشته باشند.
2-5- مزور شیشه‌ای؛ مزور شیشه‌ای با گنجایش استفاده می شود بطوریکه بتوان حجم مورد نظر آب را در یک نوبت توسط آن ها برداشت. حجم آنها، که روی ظرف نوشته شده است در می باشد. انحراف مجاز این ظروف 2± میلی متر می باشد. درجه بندی آن ها باید حداقل تا 5 میلی متر تقسیم شده باشد، به استثناء 10 میلی متر اول (از پائین) برای ظروف 250 میلی لیتری و 25 میلی متری اول (از پائین) برای ظروف 500 میلی متری که حذف می شوند. خطوط اصلی درجه بندی ها باید بصورت دایره کامل و شماره گذاری شده باشند. درجه بندی های کوچک باید و در مورد متوسط   دور ظرف امتداد داشته باشد.

دستگاه مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک

3-5- قالب مقاومت فشاری سیمان؛ این قالب ها باید دقیقا مناسب نمونه های 2 اینچی یا 50 میلی متری باشند. قالب ها نباید بیش از 3 خانه داشته باشند و هر قالب باید فقط از دو قطعه تشکیل شده باشد. این دو قطعه وقتی سوار می شوند باید یکدیگر را بصورت ثابت و محکم نگهدارند. قالب ها از جنس فلز سخت ساخته شده اند و نباید توسط ملات خورده شوند. جدار آنها باید به اندازه ای ضخیم باشد که پیچ و تاب برندارد. سطوح داخلی قالب ها باید مسطح باشند که انحراف مجاز آن برای قالب های جدید 0.025 میلی متر و برای قالب های مورد استفاده 0.05 میلی متر است. فاصله سطوح مقابل در قالب های جدید 13/±0 50 میلی متر و در قالب های مورد استفاده 0.50±50 میلی متر است. ارتفاع آنها، که در هر خانه، جداگانه باید اندازه گیری شود، برای قالب های مورد استفاده میلیمتر می باشد. زاویه بین سطوح مجاور داخلی و بین سطوح مجاور داخلی و بالا و پائین باید 0.50±90 باشد که این زاویه در یک فاصله مختصر از محل تقاطع سطوح داخلی، اندازه گیری می شود.
4-5- مخلوط کن ملات ماسه سیمان، جام و پره بر طبق مشخصات C 305 است.
5-5-صفحه فلو و قالب آن بر طبق مشخصات C 230 است.
6-5- چکش مخصوص، برای ضربه زدن بر روی ملات بکار می رود و از ماده غیر جاذب، غیر شکننده و مقاوم در مقابل سائیدگی مانند یک ترکیب لاستیکی ساخته شده است و یا از چوب درخت بلوط که اعمال مخصوص برای غیر جاذب کردن روی آن انجام شده است، ساخته شده است.
7-5- ماله، دارای تیغه استیل به طول 10 تا 15 سانتیمتر و لبه صاف است.
8-5- جک ملات شکن می تواند از نوع هیدرولیکی یا پیچی باشد. فاصله بین دو سطحی که نمونه را در بر می گیرد باید به مقدار کافی باز (کم یا زیاد) شود. باری که برای هر نمونه بکار می رود باید با دقت 1 ± درصد مشخص شود.

6. مصالح مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک

شن استاندارد درجه بندی شده:
شنی که برای ساختن نمونه های آزمایش مصرف می شود، سیلیس طبیعی می باشد و بر طبق مشخصات لازم برای شن درجه بندی شده در C 778 می باشد.
تفکیک شن درجه بندی شده- شن مذکور باید به طریقی حمل شود که از تفکیک و بهم خوردن آن جلوگیری شود زیرا دگرگونی در درجه بندی شن باعث اختلاف در غلظت ملات می شود. هنگام خالی کردن ظرف یا کیسه شن باید دقت کرد تا دانه های درشت تحت نیروی ثقل از دانه های ریز جدا نشوند گنجایش ظروف حمل شن باید به اندازه ای باشد که امکان احتیاط های لازم را بدهد. شن را نباید تحت نیروی ثقل خالی کرد.

7. درجه حرارت و رطوبت

درجه حرارت هوا در مجاورت مصالح، قالب ها و پایه آنها و جام باید  باشد و در مورد آب مخلوط، محفظه با اطاق رطوبت و تانک آب نگهداری نمونه ها باید باشد. رطوبت نسبی آزمایشگاه حداقل 50% می باشد. محفظه یا اطاق رطوبت باید جای مناسب برای قراردادن نمونه ها داشته باشد و رطوبت نسبی آنها حداقل 95% باشد.

8. نمونه های آزمایش مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک

حداقل سه نمونه برای هر دوره (28،7،3 روزه) بسازید.

9. آماده نمودن قالب های نمونه

سطوح داخلی قالب ها را با لایه نازکی از یک روغن معدنی سبک و سطوح در تماس دو نیمه قالب را با لایه نازکی از یک روغن معدنی سنگین بپوشانید. بعد از سوار کردن دو نیمه قالب، اضافه روغن را از سطوح داخلی و کف قالب بردارید. قالب ها را روی صفحات پایه قراردهید. این صفحات باید مسطح و غیر جاذب و پوشیده به لایه نازکی از یک روغن معدنی باشند. مخلوطی از 3 قسمت پارافین و 5 قسمت روزین (نسبت وزنی) با موم میکروکریستالین را حرارت دهید. بعد آنرا در خطوط خارجی محل تماس قالب و پایه بریزید تا آب بندی شود.
پاک کردن قالب از مخلوط پارافین و روزین مشکل می باشد. می توانید به جای آن از پارافین تنها استفاده نمائید. برای این کار ابتداء قالب و پایه را کمی گرم کنید. سپس آنها را توسط پارافین، آب بندی نمائید و هنگام استفاده مجددا قالب و پایه را به حرارت تعیین شده برای آزمایش برسانید.

10. روش آزمایش مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک

1-10- نسبت مواد در ملات استاندارد، عبارتست از نسبت وزنی یک قسمت سیمان پرتلند 0.485 و برای تمام انواع سیمان پرتلند هوازا 0.460 می باشد. آب لازم برای انواع دیگر سیمان مقداری است که بتواند فلوی 5±110 طبق ردیف 3-10 ایجاد نمائید.
نسبت مواد لازم برای تهیه یک پیمانه ملات که شش یا نه نمونه بتوانیم از آن تهیه نمائیم به قرار زیر است:
تعداد نمونه ها 6 9
وزن سیمان، گرم 500 740
وزن شن، گرم 1375 2035
حجم آب، میلی لیتر
برای سیمان پرتلند (0.485) 242 359
برای سیمان پرتلند هوازا (0.460) 230 340
برای انواع دیگر سیمان (5±110) ….. …..
2-10- تهیه ملات:
طبق دستور العمل C 305 ، مواد را با هم مخلوط کنید.
3-10- تعیین فلو:
با دقت صفحه فلو را تمیز و خشک نمائید و قالب آنرا در مرکز آن صفحه قرار دهید یک لایه ملات را به ضخامت حدود 2.5 سانتیمتر در قالب بریزید و با چکش مخصوص، 20 ضربه به سطح آن بزنید. ضربه ها را به نحوی وارد نمائید تا مطمئن شوید که ملات بطور یکنواخت آن را پر کرده است. سپس بقیه فضای خالی قالب را از ملات پر سازید و مانند بار اول به سطح ضربه بزنید. اضافه ملات را ببرید تا سطح آن صاف شود. با یک ماله دارای لبه راست، با حرکت اره مانند و تقریبا عمود بر سطح قالب، ملات را با بالای قالب تراز نمائید. صفحه فلوسنج را مجددا تمیز و خشک نمائید. به خصوص آبی را که از اطراف قالب خارج شده است، خشک نمائید. اعمال مربوط به قالب گیری را در 1 دقیقه انجام دهید (1 دقیقه از هنگام تکمیل مخلوط در جام حساب میشود) سپس قالب را از دور ملات بردارید و فلوسنج را روشن نمائید تا طی 15 ثانیه، از یک ارتفاع 12.7 میلی متر، 25 ضربه بزند. فلو، نتیجه افزایش قطر پایه توده ملات است که این قطر عبارتست از معدل حداقل 4 قطر که به فواصل تقریبا مساوی، اندازه گیری شده اند. ملات های آزمایشی را با درصد های مختلف آب بسازید تا به فلوی 5 ±110 میلیمتر برسید. هر آزمایش را با ملات تازه انجام دهید.
4-10- قالب گیری نمونه های آزمایش:
1-4-10- در مورد سیمانهای پرتلند و پرتلند هوازا ملات، بدون درپوش 90 ثانیه داخل جام بماند که در 15 ثانیه آخر آن، ملاتی را که به دور جام چسبیده است به سرعت به طرف پائین بتراشید سپس مخلوط کن را به مدت 15 ثانیه روی دور متوسط روشن نمائید در این موقع مخلوط کردن کامل است پره را در بیاورید و به داخل جام تکان دهید تا ملات چسبیده جدا شود.
2-4-10- در مورد سیمانهای غیرپرتلند و غیرپرتلند هوازا و با سیمان های هوازا که برای آنها فلو خواسته شده است، بلافاصله پس از تعیین فلو ملات را به جام برگردانید و ملات چسبیده به دیوار آنرا سریعا بطرف پائین بتراشید سپس مخلوط کن را به مدت 15 ثانیه روی دور متوسط روش نمائید. در این موقع، مخلوط کن کامل است بعد پره را در آورید و داخل جام تکان دهید.
3-4-10- هنگامیکه بعد از تهیه یک پیمانه ملات، پیمانه دیگری از همان ملات مورد نیاز است، آزمایش فلو را می توانید برای دومی حذف نمائید و به مدت 90 ثانیه ملات را بدون سرپوش در جام بگذارید بماند. در15 ثانیه آخر از آن، ملات جسپیده به دیوار جام را بطرف پائین بتراشید و بعد مخلوط کن را به مدت 15 ثانیه روی دور متوسط روشن نمائید.
4-4-10- بعد از حداکثر 1/22 دقیقه از زمان مخلوط کن اولیه، قالب های نمونه را تا حدود نصف ارتفاع آن را از ملات پر نمائید و به هر خانه توسط چکش مخلوط، 32 ضربه در مدت 10 ثانیه ضربه بزنید. این ضربه ها را در 4 دور وارد نمائید بطوریکه هر دور شامل 8 ضربه مجاور هم بر روی سطح ملات و برطبق شکل 1 باشد. پس از آن که به تمام خانه های یک قالب ضربه زدید، آنها را با بقیه ملات پر نمائید و مانند لایه اول به آنها ضربه بزنید پس از هر دور، اضافه ملات را که از بالای قالب سر رفته است با دست و چکش مخصوص به جای خود برگردانید. (قبل از پرکردن و ضربه زدن به تمام خانه های یک قالب، لایه دوم را شروع نکنید) در پایان کار لایه دوم، سطح آن باید کمی سر پر باشد. ملات را که سر رفته است توسط ماله به وسط قالب بیاورید و بوسیله کف ماله در حالیکه یک زاویه جزئی با سطح ملات دارد، روی آن بکشید تا سطح ملات صاف شود. این عمل را یکباره در عرض هر مکعب و بار دیگر در طول قالب انجام دهید. توسط لبه ماله با حرکت اره مانند و تقریبا عمود بر سطح قالب بر روی آن بکشید تا ملات با بالای قالب هم سطح شود.
5-10- نگهداری نمونه های آزمایش- بلافاصله پس از قالب گیری، قالب محتوی نمونه و سطح زیر آنرا در محفظه رطوبت قراردهید بطوریکه سطح بالای نمونه در معرض هوای محفظه قرار دارد و از چکیدن آب بر روی آن نیز جلوگیری می شود. نمونه ها باید 24 ساعت در محفظه رطوبت بمانند. پس از این مدت، غیر از آنهایی که 24 ساعته آزمایش می شوند بقیه را در تانک آب قرار دهید و آب را در صورت لزوم، با تعویض آن، تمیز نگهدارید.
6-10- تعیین مقاومت فشاری:
نمونه ها را بلافاصله پس از خروج از محفظه رطوبت (در مورد نمونه های 24 ساعته) و از تانک آب (در مورد سایر نمونه ها)، آزمایش نمائید. نمونه ها باید پس از مدت زمان معین با در نظر گرفتن تاخیر مجاز طبق جدول زیر، آزمایش شوند:

اگر بیش از یک نمونه 24 ساعته از محفظه خارج می نمائید. آنها را در یک پارچه مرطوب نگه دارید تا نوبت آزمایش هر یک فرا رسد و اگر بیش از یک نمونه از تانک آب بیرون میاورید آنها را در یک ظرف آب 23 درجه در عمق کافی قراردهید تا آزمایش شوند.
هر نمونه را خشک نمائید و دانه های شن یا پوسته هایی را که از سطوح آن خارج شده اند جدا نمائید. جدا کردن دانه شن یا پوسته فقط در مورد دو سطحی که در تماس با دستگاه قرار می گیرد، کافی است. صاف بودن “دو سطح” مذکور را بوسیله یک جسم کاملا صاف، بسائید و اگر مقدور نبود، کنار بگذارید.
سطوح نمونه – اگر سطح نمونه به درستی مسطح نباشد، اعدادی که بدست می آورید کمتر از مقدار واقعی خواهد بود. بنابرین قالب ها باید با دقت زیاد، تمیز و نگهداری شوند که در غیر این صورت در سطوح نمونه بی نظمی رخ خواهد داد. وسائلی که برای تمیز کردن قالب بکار می برید باید نرم تر از فلز قالب باشد تا از فرسایش جلوگیری نماید اگر لازم است نمونه را بسائید، می توانید آن را روی یک ورقه سنباده نرم یا یک پارچه چسبیده به سطح صاف، بمالید. برای مالیدن نمونه، یک نیروی ملایم اعمال نمائید. آنچه درمورد سائیدن نمونه به منظور مسطح کردن ذکر گردیده برای ناصافی کمتر از چند صدم میلی متر است. برای ناصافی بیش از حد ذکر شده بهتر است نمونه را کنار بگذارید.
بار باید به صفحات جانبی (صفحاتی که در قالب محصور بوده اند) اعمال شود در نتیجه، سطح بالایی آن که در معرض هوا قرار داشته است در مقابل آزمایش کننده قرار می گیرد. نمونه را با دقت در زیر مرکز سطح بالایی دستگاه (که نیرو اعمال میکند) قراردهید. پیش از آزمایش هر نمونه، باید جسم وارد کننده بار مورد رسیدگی قرار گیرد تا معلوم شود که آزاد است بین دو نمونه و دو سطحی که آنرا در برمیگیرد، جسمی قرار ندهید. بار ابتدایی که اعمال می کنید به مقدار نصف حداکثر باری باشد که فکر می کنید برای شکستن نمونه لازم است، البته بار را بیش از 3000 پوند (13.3 کیلو نیوتن) در نظر بگیرید و با یک سرعت مناسب وارد نمائید. به هر صورت بار اولیه که برای شکستن نمونه بکار می برید، کمتر از 1500 پوند نباشد. سرعت بار دادن را طوری تنظیم نمائید که باقیمانده باری (یا تمام بار در صورتیکه فکر می کنید تمام بار کمتر از 3000 پوند باشد)که بکار می برید بدون انقطاع در زمان حداقل 20 ثانیه و حداکثر 80 ثانیه از زمان شروع باردادن، نمونه شکسته شود. در طول زمان بار دادن، هیچ گونه تنظیم کنترلهای دستگاه تنظیم ننمائید. بهتر است یک لایه نازک از یک روغن معدنی سبک با کیفیت خوب به محل اتصال سطح بالایی در برگیرنده نمونه بزنید.

11- محاسبه مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک

حداکثر باری را که دستگاه نشان داد، ثبت نمائید و مقدار آن را بر حسب پوند براینچ مربع یا پاسکال محاسبه نمائید. اگر سطح مقطع نمونه بیش از 5/1% از مقدار اسمی آن تفاوت دارد، مقدار واقعی آن را در محاسبه بکار ببرید. مقاومت فشاری تمام نمونه های قابل قبول (بخش 12 را ملاحظه نمائید) که از یک نمونه سیمان ساخته شده و با هم آزمایش است را معدل گیری و تا عدد 10 گرد نمائید.

12- نمونه های معیوب و تکرار آزمایشات

نمونه هایی را که آشکارا معیوب هستند یا مقاومت آنها بیش از 10% از معدل همان دوره، تفاوت دارد، کنار بگذارید. پس از رد کردن بعضی از نمونه ها اگر کمتر از دو نمونه باقی ماند، آزمایش را تکرار نمائید. مقاومت واقعی بستگی به رعایت تمام دستورالعمل ها و مشخصات خواسته شده دارد. نتایج نامنظم در اعداد، دلیل بر آن است که بعضی از موارد مذکور به دقت رعایت نشده است، به عنوان مثال آنچه در بخش 10-6 ذکر گردید. قراردادن نمونه در زیر دستگاه بطور نادرست، نتایج کمتر از مقدار واقعی نشان خواهد داد.

13- دقت
گزارشات دقیق برای این روش آزمایش در جدول زیر فهرست شده است، آنها براساس نتایجی است که بر روی یک نمونه مرجع و همچنین در یک آزمایشگاه مرجع انجام شده است. تفاوت مهم از نظر دقت، بین معدل دو مکعب و سه مکعب مشاهده نشده است.
این گزاراشات دقیق در مورد ملات سیمان هایی است که در زمان های معین طبق جدول آزمایش شده اند: حدود مناسب (طبق 150 C) گاهی اوقات برای آزمایشاتی که زود آنجام می شوند (مثل 1 و 3 روزه) کمی بیشتر نشان می دهند و برای آزمایشاتی که دیرتر انجام می شوند (مثل 28 روزه) کمی کمتر نشان می دهند. به عبارت دیگر گاهی اوقات مقاومت نمونه های کم عمر قدری کمتر از مقدار واقعی نشان می دهد.

                                                                                      ((جدول دقت))

مقاومت فشاری ملات سیمان هیدرولیک

مراحل مخلوط کردن ملات از ابتدا تا قالب گیری:
1-جام و پره را که قبلا تمیز و خشک نموده اید در جای خود در مخلوط کن قراردهید.
2-آب لازم را داخل جام بریزید و سیمان را یک دفعه به آن اضافه نمائید.
3-بلافاصله دستگاه را روی دور 1 (5±140 دور در دقیقه) به مدت 30 ثانیه روشن نمائید.
4-در پایان مدت فوق، در حالیکه دستگاه روی دور 1 روشن است، شن استاندارد وزن شده را با سرعت یکنواخت طی مدت 30 ثانیه به مخلوط اضافه نمائید.
5-پس از مدت فوق، دستگاه را بمدت 30 ثانیه روی دور 2 (10±285 دور در دقیقه) بگذارید.
6-بعد از مدت فوق، دستگاه را 90 ثانیه خاموش نمائید. در 15 ثانیه اول مدت ذکر شده، آنچه از ملات را که به دیوار جام چسبیده است به طرف پائین بتراشید و بقیه مدت روی آن سرپوش بگذارید.
7-پس از مدت فوق، دستگاه را 60 ثانیه روی دور 2 روشن نمائید. پس از پایان کار مانند زیر عمل نمائید:
-در مورد سیمانهای پرتلند و هوازا، ملات را 90 ثانیه بدون درپوش، ساکن بگذارید ولی در 15 ثانیه آخر از مدت ذکر شده، ملات چسبیده به دیوار جام را به سرعت به طرف پائین بتراشید و بعد از مدت 15 ثانیه دستگاه را روی دور 2 روشن نمائید. در این موقع ملات آماده قالب ریزی است.
-در مورد سیمان های غیر پرتلند و غیر پرتلند هوازا و یا سیمان های پرتلند و پرتلند هوازا که برای آنها تعیین فلو لازم شده است، بلافاصله پس از تعیین فلو، ملات را از صفحه فلو به جام مخلوط کن برگردانید و ملات چسبیده به آنرا به سرعت به طرف پائین بتراشید و بعد به مدت 15 ثانیه دستگاه را روی دور 2 روشن نمائید. در پایان این مدت پره را در داخل جام تکان دهید. در این هنگام ملات آماده قالب گیری است.
-اگر بلافاصله پس از تهیه یک پیمانه ملات، پیمانه دیگری نیز لازم شد میتوانید آزمایش فلو را حذف نمائید و پس از پایان مخلوط کردن (ردیف 7) ملات را 90 ثانیه در جام و بدون سرپوش، ساکن بگذارید فقط در 15 ثانیه آخر ملات چسبیده جام را به سرعت بطرف پائین بتراشید و بعد دستگاه را 15 ثانیه روی دور 2 روشن نمائید. پره را درآورید و داخل جام تکان دهید. ملات در این هنگام آماده قالب گیری است.

همانگونه که ملاحظه می شود دوره های 1 با 3 و دورهای 2 با 4 مجاور یکدیگرند. و همچنین دورهای 2 و 4 عمود بر دورهای 1 و 3 هستند.

نظرات

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

به این مطلب امتیاز دهید
4.5/5
این مطلب را به اشتراک بگذارید

فهرست مطالب

13