آزمایش تعيين وزن مخصو ص سيمان برای دانشجویان عمران
تعيين وزن مخصو ص سيمان
آزمايش شماره 1
مواد و ابزار مورد نياز:
ü ترازو
ü مزور 100 سي سي
ü الكل،اتر ويا نفت سفيد به مقدار 70 سي سي
ü سيمان
E سيمان يكي از اصلي ترين تركيبات تشكيل دهنده بتن است ، به همين جهت ميزان سيمان و تركيب تشكيل دهنده آن نقش مهم و اساسيي در افزايش مقاومت و سلامت بتن دارد و به همين جهت دانستن خواص فيزيكي و شيميايي سيمان براي ساخت بتن اهميت پيدا مي كند.
نحوه آزمايش: پس از توزين سيمان و جدا كردن 64gr سيمان آن را در داخل استوانه مدرجي كه قبلا به ميزان 70 c.c الكل داخل آن ريخته ايم مي ريزم و سيمان و الكل را باهم مخلوط مي كنيم تفاوت حجم حاصله از حجم الكل (70 سي سي) ميزان حجم الكل را بدست مي آوريم حال بادانستن جرم و حجم سيمان مي توانيم به وسيله فرمول r=m/v وزن مخصوص نمومهً سيمان را بدست مي آوريم.
|
وزن ظرف |
169.4 gr |
|
وزن نمونه سيمان |
64 gr |
|
حجم الكل |
70 c.c. |
|
حجم سيمان و الكل |
92 c.c. |
|
حجم سيمان |
92-70=22 c.c. |
r=m/v=64/22=2.91 gr/cm3
تعيين وزن مخصو ص سيمان
آزمايش شماره 2
مواد و ابزار مورد نياز:
ü ترازو
ü ظرف استوانه اي CT13
ü كوليس
ü سيمان
نحوه آزمايش: ابتدا ابعاد(قطر و ارتفاع) استوانه را به وسيله كوليس اندازه گرفته و به وسيله آنها حجم استوانه را محاسبه مي كنيم. سپس استوانه را به وسيله سيمان پر مي كنيم حال به وسيله ترازو وزن مجموعه را بدست مي آوريم و سپس با معلوم بودن وزن و حجم سيمان با تقسيم وزن بر حجم وزن واحد حجم سيمان (وزن حجمي) سيمان را بدست مي آوريم.
M بايد توجه شود كه در اين آزمايش از وزن استوانه صرف نظر شده در غير اينصورت مي توانستيم وزن استوانه خالي را بدست آورديم و از وزن مجموع استوانه و سيمان كم كنيم.
r=m/v
|
قطر ظرف استوانه اي (D=2r) |
15.45 cm |
|
ارتفاع ظرف استوانه اي |
15.65 cm |
|
حجم ظرف استوانه اي (حجم سيمان) |
2934.007 cm3 |
|
وزن سيمان و ظرف |
3583 gr |
|
جرم واحد حجم سيمان |
r=1.2212 gr/cm3 |
نمونه برداري
آزمايش شماره 3
مواد و ابزار مورد نياز:
ü دستگاه سمپل اسليتر (جعبه تقسيم)
ü مصالح سنگي (ماسه،شن)
E براي آزمايش بر روي پاره اي از خواص مصالح سنگي مانند شكل، اندازه، بافت سطحي و ميزان جذب آب مصالح نمونه انتخاب شده براي آزمايش بايد جوابگوي مصالح در مقياس كلي آن باشد يعني مقياس كوچكي از كل مصالح بوده تا بتوانيم نتايج حاصله را براي كل مصالح استفاده كنيم.
M بايد توجه داشته باشيم كه مصالح دپو شده داراي دانه بندي يكساني نمي باشند و ذرات درشت تر در رو و مصالح ريزتر به زير مي روند براي همين منظور براي نمونه برداري از مصالح ، از قسمتهاي مختلف آن نمونه برداري مي شود.
نمونه برداري به دو روش انجام ميشود كه عبارتند از:
× روش آزمايشگاهي
× روش كارگاهي
نمونه برداري به روش كارگاهي :
روش نمونه برداري: مقداري ماسه را به عنوان نمونه انتخاب مي كنيم و بر روي سطح صافي آن را پخش كرده و بصورت دايره اي درمي آوريم. سپس اين دايره را به چهار قسمت تقسيم مي كنيم و دو قسمت روبروي هم را برداشته و دو قسمت ديگر را كنار مي گذاريم و مصالح باقيمانده را مجددا بصورت دايره در مي آوريم و عمل بالا را تا جايي ادامه مي دهيم كه مقدار مصالح باقيمانده به اندازه ميزان مصالح مورد نياز برسد.
E مقدار 1800 گرم ماسه به وسيله ظرفي كه قبلا وزن كرده ايم را به روش فوق نمونه برداري مي كنيم تا به وسيله آن مدول نرمي ماسه را بدست آوريم.
نمونه برداري
ادامه آزمايش شماره 3
نمونه برداري به روش آزمايشگاهي :
روش نمونه برداري: مقداري شن بادامي شكسته را انتخاب مي كنيم و سپس آن را در داخل دستگاه سمپل اسپليتر (جعبه تقسيم) مي ريزيم. اين دستگاه از يكسري قيفهاي دوطرفه تشكيل شده است كه مصالح را به داخل ظرفهاي موجود در زير دستگاه هدايت مي كند (اين دو نمونه تقريبا هم وزن مي باشند).
اين آزمايش را براي نمونه شن نخودي نيز عينا تكرار مي كنيم.
دانه بندي نمونه هاي مختلف خاك
آزمايش شماره 4
مواد و ابزار مورد نياز:
ü سري الك ها
ü مصالح سنگي (ماسه،شن)
ü ترازو با دقت 1/0 گرم
ü دستگاه Shaker
ü گرمخانه Oven
نحوه آزمايش: ابتدا 5/1 كيلوگرم مصالح خشك را برمي داريم(حتما بايد مصالح خشك باشد تا بتوانيم درصد موجود دانه ها را در كل مصالح به درستي تعيين كنيم) به همين جهت مصالح را به مدت 24 ساعت در داخل OVEN در دماي تقريبي 30 درجه سانتيگراد قرار مي دهيم.
پس از خشك شدن مصالح الكهاي مورد نياز (با توجه به نوع مصالح و ريزي و درشتي مصالح) را انتخاب مي كنيم و آنها را پس از تميز كردن بترتيب پشت سرهم وصل مي كنيم (بزرگترين الك از نظر قطر منافذ در بالا و ريزترين الك در پايين قرار مي دهيم) و زير آخرين الك نيز ته الك را قرار مي دهيم .سپس مصالح را از بالا داخل الكها مي ريزيم و سر الك را بر روي آن قرار مي دهيم.
سپس سري الكها را بر روي دستگاه Shaker قرار مي دهيم و سپس مدت زمان الك كردن (تكان دادن) را به وسيله عقربه دستگاه تنظيم مي كنيم ( بين 5 تا 10 دقيقه كه هرچه مصالح ريز دانه تر باشند اين زمان بيشتر است) و آن را روشن مي كنيم.
پس از پايان الك كردن و خاموش شدن دستگاه الكها را از هم جدا مي كنيم و وزن تك تك آنها را حساب مي كنيم و وزن الك خالي را از آن كم مي كنيم.
نتايج بدست آمده از اين آزمايش و نمودارهاي دانه بندي به شكل زير مي باشند.
درصد جذب آب
آزمايش شماره 5
مواد و ابزار مورد نياز:
ü سري الك ها
ü مصالح سنگي (ماسه،شن)
ü ترازو با دقت 1/0 گرم
ü كاغذ خشك كن يا حوله
ü گرمخانه Oven
|
وزن نمونه خشك - وزن نمونه اشباع با سطح خشك |
|
وزن نمونه خشك |
|
= درصد جذب آب |
آزمايش فوق را عينا براي ماسه و شن بادامي انجام مي دهيم كه نتايج آن به شرح زير است:
|
|
وزن نمونه اشباع |
وزن نمونه خشك |
درصد جذب آب |
|
شن نخودي |
300 gr |
296.3 gr |
1.25% |
|
شن بادامي |
55.9 gr |
55.4 gr |
0.9% |
|
ماسه |
|
|
|
تعيين وزن مخصوص ظاهري به روش پيكنومتر
آزمايش شماره 6
مواد و ابزار مورد نياز:
ü پيكنومتر
ü مصالح سنگي (ماسه،شن)
ü ترازو با دقت 1/0 گرم
ü كاغذ خشك كن يا حوله
ü گرمخانه Oven
ü سيني
نحوه آزمايش: مقداري شن نخودي را در داخل آب به مدت 24 ساعت قرار مي دهيم پس از آن مصالح را از آب خارج مي كنيم و سطح دانه ها را بلافاصله پس از خارج كردن از آب به وسيله حوله خشك مي كنيم تا سطح دانه ها براق شود سپس 300 گرم از مصالح را وزن كرده و داخل ظرفي مي ريزيم و داخل گرمخانه(OVEN) قرار مي دهيم و به مدت 24 ساعت نيز در داخل OVEN و در دماي 110± 5°C قرار مي دهيم و پس از اين زمان مصالح را از داخل OVEN در آورده و مجددا آن را وزن مي كنيم . پس از توزين مصالح آنها را درون پيكنومتر مي ريزيم سپس پيكنومتر را از آب پر مي كنيم تا مجموع حجم آب و مصالح به 1000 سي سي برسد.بهتر است در اين زمان پيكنومتر را سر و ته كنيم تا در اثر سر و ته كردن دانه هاي هواي محبوس زير سنگدانه ها آزاد شده و به سطح آب بيايند و سپس دوباره با افزودن مقداري آب حجم مجموعه را به 1000 سي سي برسانيم.
وزن مخصوص مصالح به روش زير بدست مي آيد:
|
وزن نمونه اشباع |
|
وزن مجموع پيكنومتر و آب و مصالح – وزن پيكنومتر پر از آب + وزن نمونه اشباع باسطح خشك
|
|
= وزن مخصوص ظاهري
|
تعيين وزن مخصوص ظاهري به روش دونگان
آزمايش شماره 7
مواد و ابزار مورد نياز:
ü دستگاه دونگان
ü مصالح سنگي (ماسه،شن)
ü ترازو با دقت 1/0 گرم
ü كاغذ خشك كن يا حوله
ü گرمخانه Oven
ü سيني
ü جعبه وزنه
ü مخزن شناوري
E اساس كار در روش دونگان برپايه قانون ارشميدس ميباشد. يعني به قسمت غوطه ور شده هر جسم در سيال نيرويي برابر وزن سيال جابجا هم حجم قسمت غوطه ور جسم شده در جهت بالا (كاهش وزن) از طرف سيال به جسم وارد مي شود حال اگر سيال مورد آزمايش ما آب باشد چون مي دانيم چگالي آب يك گرم بر سانتيمتر مربع مي باشد حجم مصالح مورد آزمايش از نظر عددي با وزن آب جابجا شده (اختلاف وزن مصالح در حالت عادي و در داخل آب) برابر مي باشند.
نحوه آزمايش: مقداري شن نخودي را در داخل آب به مدت 24 ساعت قرار مي دهيم پس از آن مصالح را از آب خارج مي كنيم و سطح دانه ها را بلافاصله پس از خارج كردن از آب به وسيله حوله خشك مي كنيم تا سطح دانه ها براق شود سپس 100 گرم از مصالح را وزن كرده پس از توزين مصالح را درون دستگاه دونگان قرار مي دهيم (داخل كفه اي داخل آب قرار مي گيرد) و در كفه ديگر آنقدر سنگ قرار ميدهيم تا دو كفه دستگاه به حالت تعادل در آيد.
حا با توجه به اينكه جرم حجمي آب يك گرم بر سانتي متر مربع مي باشد مي توانيم اختلاف وزن واقعي مصالح (100 گرم) و وزن، وزنه هائي كه روي كفه دستگاه قرار دارد را معادل با حجم مصالح مورد آزمايش در نظر گرفت.
تعيين وزن مخصوص ظاهري به روش دونگان
ادامه آزمايش شماره 7
سپس مصالح را از آب خارج مي كنيم و داخل ظرفي مي ريزيم و به مدت 24 ساعت در داخل گرمخانه(OVEN) و در در دماي 110± 5°C قرار مي دهيم پس از اين زمان مصالح را از داخل OVEN در آورده و مجددا آن را وزن مي كنيم . و با استفاده از فرمولهاي زير مي توانيم وزن مخصوص ظاهري ، وزن مخصوص توده اي و وزن مخصوص توده اي در حالت اشباع با سطح خشك مصالح را محاسبه نمود :
A : وزن نمونه خشك شده در OVEN
B : وزن نمونه اشباع با سطح خشك
C : وزن نمونه اشباع در آب
|
A |
|
B - C |
|
A |
|
A - C |
|
B |
|
B - C |
نتايج بدست آمده در اين آزمايش به شرح زير است:
|
|
شن نخودي |
شن بادامي |
ماسه 06 |
|
وزن مصالح مورد آزمايش (اشباع باسطح خشك) |
100 gr |
-- |
200 gr |
|
A |
98.9 gr |
-- |
196.8 gr |
|
B |
100 gr |
-- |
200 gr |
|
C |
62 gr |
-- |
126 gr |
|
حجم مصالح مورد آزمايش B-C |
38 gr |
-- |
74 gr |
|
وزن مخصوص |
98.9 gr |
-- |
-- |
محاسبه وزن واحد حجم مصالح
آزمايش شماره 8
مواد و ابزار مورد نياز:
ü مصالح سنگي
ü ترازو با دقت 1/0 گرم
ü كوليس
ü ظرف استوانه أي
E از آنجا كه معمولا %75 بتن را مصالح سنگي تشكيل مي دهند و نقش مهمي در خواص بتن مخصوصا مقاومت آن دارند محاسبه وزن حجمي آنها داراي اهميت ويژه اي مي باشد. دانستن خواص فيزيكي و شيميايي سيمان براي ساخت بتن اهميت پيدا مي كند.
مقدمه: وزن مخصوص مصالح به دو صورت وزن مخصوص متراكم و وزن مخصوص غيرمتراكم تعريف مي كنند. ولي از آنجاكه در بتن دوغاب (خميرساخته) شده از سيمان فضاهاي بين دانه هاي سنگي را پر مي كند همواره از وزن مخصوص غيرمتراكم مصالح استفاده مي كنيم و وزن مخصوص متراكم مصالح در عمل به كار نمي آيد.پس آزمايش براي اندازه گيري وزن واحد حجم غير متراكم مصالح انجام خواهد شد.
نحوه آزمايش : ابتدا ظرف استوانه ايي متناسب با مقدار مصالح مورد آزمايش انتخاب مي كنيم و ابعاد آن را (عمق و قطر داخلي ظرف) بوسيله كوليس اندازه مي گيريم. سپس ظرف را بوسيله ترازو وزن مي كنيم و مصالح مورد آزمايش را در ظرف تا اندازه اي مي ريزيم كه تا لبه ظرف كاملاً از مصالح پر شود و ظرف حاوي مصالح را دوباره وزن مي كنيم و با تفاضل وزن مجموعه و وزن ظرف، وزن مصالح را به دست مي آوريم و از آنجا كه حجم حجم غير متراكم مصالح برابر با حجم ظرف مي باشدحجم ظرف را بدست مي آوريم .
وزن حجمي غير متراكم مصالح مورد آزمايش از طريق فرمول زير محاسبه خواهد شد :
|
وزن مصالح |
|
گنجايش ظرف |
محاسبه وزن واحد حجم مصالح
ادامه آزمايش شماره 8
نتايج بدست آمده از اين آزمايش به شرح زير مي باشد:
|
نوع مصالح |
شن نخودي |
شن بادامي |
ماسه 0.6 |
|
قطرداخلي ظرف استوانه اي |
|
|
|
|
عمق ظرف استوانه اي |
|
|
|
|
حجم ظرف استوانه اي |
|
|
|
|
وزن ظرف استوانه اي |
|
|
|
|
وزن مصالح + وزن ظرف |
|
|
|
|
وزن مصالح |
|
|
|
|
حجم مصالح |
|
|
|
|
وزن واحد حجم مصالح |
|
|
|