آزمایش بتن تازه از نظر کارایی چگونه انجام می شود؟
کارایی، یک اصطلاح کلی است که به منظور توصیف سهولت اختلاط، جانمایی، تحکیم و پرداخت بتن تازه مورد استفاده قرار می گیرد.
این ویژگی، به طور مستقیم بر روی مقاومت، کیفیت، ظاهر و حتی هزینه نیروی انسانی مورد نیاز برای بتن ریزی و پرداخت تأثیر می گذارد. به همین دلیل، آزمایش های مربوط به کارایی معمولا بر روی تمام بتن ها اجرا می شوند.
از آزمایش های موجود برای ارزیابی کارایی بتن تازه می توان به موارد زیر اشاره کرد:
آزمایش اسلامپ بتن چگونه انجام می شود؟
زمایش اسلامپ، یکی از پرکاربردترین و شناخته شده ترین آزمایش های بتن تازه است. اسلامپ، معیاری است که به منظور ارزیابی یکنواختی کیفیت بتن تازه از نظر جریان پذیری یا روانی (یکی از ویژگی های مرتبط با کارایی) مورد استفاده قرار می گیرد.
این آزمایش بتن در محیط آزمایشگاه یا کارگاه و مطابق با استاندارد 2-3203 ایران یا استاندارد DIN EN 12305 اجرا می شود.
به منظور اجرای آزمایش اسلامپ بتن، تجهیزاتی نظیر مخروط اسلامپ، میله کوبشی (کوبه)، صفحه پایه، خط کش فلزی، سرتاس، برس، پارچه مرطوب، قیف، بیلچه، ظرف اختلاط و زمان سنج مورد استفاده قرار می گیرند.
اجرای این آزمایش بتن طی 9 مرحله و با تمیزکاری قالب، آماده سازی (جانمایی) قالب بر روی صفحه، ریختن نمونه بتن تازه در سه لایه، تراکم هر لایه توسط میله کوبشی، تمیزکاری روی قالب (صاف کردن سطح بتن بیرون زده از بالای مخروط)، بیرون کشیدن قالب، بررسی کیفیت اولیه نمونه، اندازه گیری اسلامپ توسط خط کش و ثبت عدد اسلامپ صورت می گیرد.
پس از اجرای آزمایش اسلامپ بتن، احتمال رخ دادن چهار حالت برای نمونه وجود دارد:
آزمایش کی اسلامپ چیست و چگونه اجرا می شود؟
کی اسلامپ، یک روش سریع برای اندازه گیری روانی و تراکم بتن تازه است. این روش به طور مستقیم، توسط یک وسیله مخصوص و مطابق با استاندارد ASTM C1890 اجرا می شود.
کی اسلامپ از سرعت اجرای بالایی برخوردار است و می تواند در مدت کمتر از یک دقیقه، عدد اسلامپ بتن تازه را مشخص کند. این آزمایش بتن به منظور تعیین کارایی نسبی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
وسیله مورد استفاده در آزمایش کی اسلامپ، از فولاد با روکش کروم، آلومینیوم و پلاستیک ساخته می شود. بخش های مختلف این وسیله در تصویر زیر نمایش داده شده اند.
روند اجرای آزمایش کی اسلامپ به صورت زیر است:
با توجه به عدد اسلامپ به دست آمده از این آزمایش و جدول زیر، می توان کارایی بتن تازه برای کاربرد مورد نظر را بررسی کرد.
سازه یا محل استفاده بتن و محدوده اسلامپ پیشنهادی بر حسب میلی متر
آزمایش ضریب تراکم چگونه انجام می شود؟
در آزمایش ضریب تراکم، با رها کردن بتن از یک ارتفاع استاندارد، میزان تراکم حاصل از انجام مقدار مشخصی کار بر روی بتن تعیین می شود.
آزمایش ضریب تراکم برای اجرا در محیط آزمایشگاه طراحی شده است. با این وجود، در صورت فراهم بودن شرایط می توان آن را در محل پروژه نیز اجرا کرد. دقت و حساسیت این آزمایش بتن از آزمایش اسلامپ بیشتر است.
به همین دلیل، اجرای آن بر روی بتن هایی با کارایی پایین یا بتن های خشک (تراکم با ویبراسیون) مناسب است.
اجزای تشکیل دهنده دستگاه آزمایش ضریب تراکم عبارت هستند از:
از استانداردهای موجود برای اجرای آزمایش ضریب تراکم می توان به موارد زیر اشاره کرد:
فرآیند اجرای آزمایش ضریب تراکم به صورت زیر است:
پس از انجام مراحل بالا، ضریب تراکم از تقسیم وزن بتن نسبتا متراکم بر بتن کاملا مترکم به دست می آید.
توجه داشته باشید که به منظور محاسبه این ضریب باید وزن قالب استوانه ای را از صورت و مخرج کم کنید. در این آزمایش، کیفیت بتن از نظر کارایی مطابق با جدول زیر بررسی می شود.
ضریب تراکم و میزان کارایی:
در مجموع، آزمایش ضریب تراکم، گزینه مناسب تری برای تعیین کارایی بتن است؛ چراکه این آزمایش بتن می تواند کارایی را در بازه بیشتری اندازه گیری کند.
آزمایش جریان چیست و چگونه انجام می شود؟
آزمایش جریان، معیاری برای اندازه گیری کیفیت بتن از نظر روانی و چسبندگی است. این آزمایش بتن در محیط آزمایشگاه و مطابق با استاندارد ASTM C124 اجرا می شود. آزمایش جریان، معمولا برای بتن هایی با کارایی بالا تا بسیار بالا مورد استفاده قرار می گیرد.
اجزای تشکیل دهنده دستگاه مورد استفاده در آزمایش جریان عبارت هستند از:
اجرای آزمایش جریان طی مراحل زیر صورت می گیرد:
پس از انجام مراحل بالا، عدد جریان بتن از رابطه زیر محاسبه می شود:
در صورتی که عدد جریان بین 0 تا 150 درصد باشد، نتیجه آزمایش قابل قبول خواهد بود.
آزمایش میز جریان چیست و چگونه اجرا می شود؟
«آزمایش میز جریان» (Flow Table Test)، آزمایشی مشابه با آزمایش جریان و در واقع، معادل برجای آن است.
آزمایش میز جریان، به منظور ارزیابی میزان رطوبت مورد نیاز برای انتقال بتن از محل ساخت به محل پروژه مورد استفاده قرار می گیرد. این آزمایش بتن بر روی نمونه های غیر قابل آزمایش با روش مخروط اسلامپ و مطابق استاندارد ASTM C230 اجرا می شود.
هنگام انتقال بتن تازه به محل پروژه، باید پیش از بتن ریزی به درون قالب، روانی آن را کنترل کرد. به منظور اجرای آزمایش میز جریان، از تجهیزات زیر استفاده می شود:
مراحل اجرای آزمایش میز جریان عبارت هستند از:
محاسبه عدد جریان و محدوده قابل قبول در این آزمایش مشابه آزمایش جریان است.
آزمایش وی بی چیست و چگونه انجام می شود؟
آزمایش وی بی، روشی برای ارزیابی کارایی بتن تازه از نظر قابلیت جابه جایی و تراکم پذیری است.
اجرای این آزمایش بر اساس استاندارد ASTM C1170 و با اندازه گیری نسبی کار مورد نیاز برای تغییر شکل حجم مشخصی از بتن، از یک شکل خاص (مخروطی) به شکل دیگر (استوانه ای)، صورت می گیرد.
به مدت زمان کار انجام شده برای ایجاد این تغییر شکل توسط فرآیند ویبراسیون، «شکل گیری» (Remolding) می گویند. زمان مورد نیاز برای شکل گیری کامل، معیاری از کارایی است که با عنوان زمان وی بی شناخته می شود.
دستگاه مورد استفاده برای اجرای آزمایش وی بی شامل موارد زیر می شود:
مراحل اجرای آزمایش وی بی عبارت هستند از:
عدد اسلامپ از تفاضل قرائت اولیه و نهایی به دست می آید. به علاوه، مدت زمان مورد نیاز برای تغییر شکل بتن از شکل مخروطی به استوانه ای با عنوان درجه وی بی شناخته می شود.
جدول زیر، میزان روانی بتن بر حسب درجه وی بی را نمایش می دهد.
روانی بتن و درجه وی بی بر حسب ثانیه:
آزمایش کلی بال چیست و چگونه اجرا می شود؟
آزمایش کلی بال، یک روش ساده و ارزان برای ارزیابی کارایی بتن تازه در محل پروژه است. این آزمایش به سنجش اسلامپ شباهت دارد اما دقت و سرعت اجرای آن بیشتر است.
دستگاه مورد استفاده برای اجرای آزمایش کلی بال از اجزای زیر تشکیل می شود:
دستورالعمل نحوه اجرای آزمایش کلی بال در استاندارد ASTM C360 با عنوان «آزمایش نفوذ گوی» (Ball Penetration Test) آورده شده است. به طور کلی مراحل اجرای این آزمایش به صورت زیر است:
مقایسه روش های اندازه گیری کارایی بتن تازه:
در بخش های قبلی، انواع آزمایش بتن تازه برای ارزیابی کارایی را معرفی کردیم. با توجه به نوع بتن و کاربرد مورد نظر، باید روش مناسب اندازه گیری کارایی را انتخاب کرد.
میزان کارایی و روش مناسب برای اندازه گیری:
نکته: آزمایش میز جریان، معادل آزمایش جریان و آزمایش کلی بال، معادل آزمایش اسلامپ است.