دانلود رایگان مقالات عمران و معماری

روش تعیین درصد رطوبت کلی سنگدانه ها و درصد جذب آب

هدف:

-تعیین میزان آبی که در حالت طبیعی با توجه به شرایط محیطی در سنگدانه ها موجود است

-تعیین درصد رطوبت دانه ها بر پایه حالت اشباع با سطح خشک

پیش درآمد:

سنگدانه های مورد مصرف در بتون باید از داخل اشباع واز خارج خشک باشندتا آب سطحی روی سنگدانه ها در مخلوط بتون تاثیر نگذارد.آب سطحی را بر حسب درصدی از وزن سنگدانه ها بیان می کنند که به آن مقدار رطوبت گویند و هرچه سنگدانه ها ریزتر باشد ،این مقدار آب بیشتر است .مقدار رطوبت سنگدانه ها را می توان با رطوبت سنج توزین کرد.به طور کلی شرایط رطوبتی دانه ها به صورت زیر مشخص می شود :                                                                                                                

       1-خشک شده در اون-کاملا آب جذب می کند.        

       2-خشک شده در هوا-سطح دانه ها خشک بوده،اما حاوی رطوبت داخلی است.بنابراین تا حدودی آب جذب      می کند .این مقدار را رطوبت موثر گویند.  

      3-اشباع با سطح خشک-آبی از مخلوط بتون جذب نمی کند وآبی به آن پس نمی دهد

4-خیس یا تر-شامل مقدار رطوبتی اضافه در سطح است

رطوبت آزاد یعنی مقدار رطوبتی که دانه های سنگی به خود میگیرند تا از حالت 3 به حالت 4 برسند.

الف:درصد رطوبت:

اگر سنگدانه ها دارای رطوبت ظاهری باشند باید وزن آب اضافه شده به مخلوط بتن کم شودو وزن سنگدانه ها به میزان معادل رطوبت ظاهری آنها افزایش یابد.یعنی میتوان گفت که آب ریخته شده به مخلوط کن میتواند تنها منبع آب بتن نباشد.

همچنین درصد بالای رطوبت ماسه موجب ایجاد اثری بنام تورم ماسه میباشد.این مقدار تورم به درصد رطوبت موجود در ماسه و نرمی ذرات آن بستگی دارد.

ب:درصد جذب آب:

جذب آب طبق استاندارد شماره 4983 ایران این چنین تعریف شده است"افزایش وزن سنگدانه ها بر اثر آبی که در منافذ آنها موجود است و به صورت درصدی از از وزن خشک سنگدانه ها بیان میشود.

سنگدانه زمانی خشک نامیده میشود که به مدت کافی در دمای حدود 110 درجه سانتیگراد قرار گیرد تا تمام آب غیر ترکیبی بر اثر تبخیر از آنها خارج شود."

تخلخل ،نفوذ پذیری و جذب آب سنگدانه ها بروی چسبندگی بین آنها و خمیر سیمان،مقاومت بتون در برابر یخ زدگی وآب شدن ،پایداری شیمیایی بتون،مقاومت به سایش و وزن مخصوص ظاهری تاثیر می گذارد.میزان جذب آب سنگدانه ها بر کارایی بتون موثر است زیرا اگر جذب آب زیاد باشد،آب مخلوط بتون را جذب می کند.

شناخت میزان واقعی جذب آب دانه ها در کنترل آب مورد نیاز مخلوط و نسبت آب به سیمان با اهمیت است.

طبق دستور تمامی آیین نامه های بتن برای ساخت بتن باید تمامی سنگدانه ها در حالت SSD باشند.

میزان و نوع خلل و فرج سنگدانه ها در اندازه های متغیری وجود دارد  ولی حتی کوچکترین آنها از اندازه حفرات ژلی داخل خمیر سیمان بزرگتر است.میزان و سرعت نفوذ آب در سنگ دانه های به اندازه حفره ها و پیوستگی حفره ها به یکدیگر و حجم آنها بستگی دارد.

همچنین جذب آب سنگدانه ها باعث کم شدن کارایی بتن به مرور زمان میگردد ولی بعد از حدود 15 دقیقه این افت در کارایی کم خواهد شد.

عموما مقدار جذب آب سنگدانه ها متناسب با اندازه و جنس آنها در حالت SSD بین 0.2 تا 4.5 درصد باشد.

وسایل مورد نیاز :

ترازو با حساسیت 0.1 گرم یا کمتر

کوره با قدرت تولید 110 درجه سانتیگراد

ظرف نمونه بطوریکه گنجایش آن بیشتر از حجم نمونه باشد

همزن که میتواند یک قاشق فلزی یا کاردک مناسب باشد

قالب:که باید به شکل مخروط ناقص باشد.

کوبه:میله ای ست فلزی به وزن 340 گرم

روش نمونه برداری:نمونه باید نمایشگر مقدار رطوبت دپوی مورد نظر باشد و از آنچه در جدول زیر است کمتر نباشد:

شرح کار:

 حدود 1 کیلوگرم ماسه با استفاده از روش 4قسمت کردن بر میداریم.

 ظرف مناسبی را با دقت 0.1 گرم وزن کرده (A) و مصالح را درون آن قرار میدهیم و تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 110 خشک کرده  و با دقت 0.1 گرم وزن کرده (C) و پس از اینکه نمونه سرد شد آنرا به مدت 24 ساعت در آب میگذاریم.بعد از گذشت 24 ساعت و اشباع شدن سنگدانه ها آب اضافی موجود در ظرف را به آرامی خالی میکنیم.سپس سنگدانه ها را روی یک سطح صاف پهن کرده و با جریان باد گرم آنهارا خشک میکنیم.

این عمل را تا زمانیکه سنگدانه های ریز جاری شوند ادامه میدهیم.

سپس با استفاده از آزمایش مخروط میتوان وجود و یا عدم وجود رطوبت سطحی سنگدانه ها را تعیین میکنیم.

آزمایش مخروط برای تعیین رطوبت سطحی به این ترتیب است که قالب مخروطی را از طرف قطر بزرگتر روی یک سطح صاف غیر جاذب رطوبت قرار میدهیم.سپس قسمتی از سنگدانه های ریز نسبتا خشک را بطور سست در قالب ریخته تا از قالب سرریز گردد و قدری روی آن انباشته شود.با کوبه سنگدانه های ریز را 25 ضربه میزنیم.سپس ماسه سست را از روی کف کنار زده و قالب را بطور عمودی بالا میکشیم.اگر هنوز رطوبت سطحی وجود داشته باشد ماسه نمیریزد.ولی اگر کمی ریزش کند  مشخص میشود که به شرایط اشباع رسیده ایم.

 حال از فرمول روبرو درصد جذب آب را محاسبه میکنیم:

که در آن

C = وزن ظرف  و نمونه خشک شده

A = وزن ظرف

D = وزن ظرف و نمونه در حالت اشباع

E = مقدار درصد جذب آب نمونه بر حسب درصد

روش آزمایش درصد جذب آب برای شن:

ظرفی را انتخاب و با دقت  0.5 گرم وزن میکنیم (A) و آزمونه را در ظرف قرار داده و تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 110 درجه سانتیگراد خشک میکنیم وسپس با دقت 0.5 گرم  وزن کنید(C).سپس به مدت 1 تا 3 ساعت در دمای محیط سرد میکنیم.سپس آنرا 24 ساعت درون آب قرار داده  و سپس بیرون آورده و سطح آنرا خشک میکنیم.همچنین میتوان با جریان باد گرم نیز آنهارا خشک کرد.نمونه اشباع را وزن کرده (D) و با استفاده از فرمول قبل آنرا محاسبه میکنیم.

روش آزمایش درصد رطوبت برای سنگدانه ها بر اساس بند 5 استاندارد شماره 4983 ایران:

ظرف مناسبی را با دقت 0.1 گرم وزن کرده (A) و آزمونه را درون آن قرار میدهیم و مجددا با دقت 0.1 درصد وزن نمایید (B).نمونه را درون ظرف ریخته و کاملا در آون خشک میکنیم.این خشک کردن تا زمانی ادامه می یابد که افزایش گرما نتواند بیش از 0.1 درصد وزن نمونه را کاهش دهد.آنرا سپس سرد و  با دقت 0.1 درصد وزن نمایید.

=مقدار رطوبت کلی نمونه P

=وزن ظرفA

=وزن ظرف و نمونه در حالت مرطوبB

=وزن ظرف و نمونه خشک شدهC

روش آزمایش درصد رطوبت برای سنگدانه های ریز بر اساس استاندارد شماره 611 ایران:

هدف از این آزمایش تعیین مقدار رطوبت سطحی در سنگدانه های ریز در کارگاه از طریق جابجایی در آب میباشد.

وسایل مورد نیاز:

یک مخزن ترجیحا شیشه ای انتخاب کرده که میتواند یک پیکومتر باشد.یک نمونه نماینده از سنگدانه های ریز برای آزمون رطوبت سطحی انتخاب کنید.وزن آن باید بیشتر از 200 گرم باشد.

روش آزمون:

مقدار آب سطحی را از طریق وزن اندازه میگیریم.آزمون را در محدودۀ دمایی 18 تا 29 درجه سلسیوس انجام میدهیم.

تعیین رطوبت سطحی به روش وزنی:

وزن مخزن را هنگامیکه تا نشانه پر از آب شده است بر حسب گرم تعیین کنید.

ارتفاع آب باید به گونه ای باشد که ارتفاع آب و سنگدانه از نشانه اولیه بالاتر نرود.

سنگدانه های ریز وزن شده را به بداخل مخزن میریزیم و حبابهای تشکیل شده را خارج میکنیم.مخزن را تا نشانه پرو وزن میکنیم.وزن آب ابجا شده را از این طریق بدست می آوریم:

 W(d)=W©+W(s)-w         

وزن آب جایجا شده = W(d)

وزن مخزن پر شده تا نشانه=W©

وزن نمونه=W(S)

وزن مخزن پر شده با آب تا نشانه=W

درصد رطوبت سطحی سنگدانه های ریز اشباع شده از آب با سطح خشک:

P=[(W(d)-V(d)/(W(s)-W(d)]

=درصد رطوبت سطحی سنگدانه های ریز اشباع از آب با سطح خشکP

وزن آزمونه تقسیم بر وزن مخصوص کلی سنگدانه های ریز=V(d)

=وزن آب جابجا شدهW(d)

=وزن آزمونه W(s)

درصد رطوبت سطحی سنگدانه های خشک:

P(d)=p[1+(p(a)/100)]

p(d)=رطوبت سطحی سنگدانه های خشک

p(َa)= درصد جذب سنگدانه های ریز

مقدار رطوبت کلی سنگدانه های خشک از مجوع رطوبت سطحی و جذب به دست می آید