صفحه اصلی  »  اجرای سازه  »  معرفی انواع آزمایش های بتن (بتن تازه – بتن سخت شده) و نحوه اجرای آن

معرفی انواع آزمایش های بتن (بتن تازه – بتن سخت شده) و نحوه اجرای آن

آزمایش بتن چیست؟ تست بتن به چه منظور انجام می شود؟ مراحل انجام آزمایش های بتن تازه و بتن سخت شده چگونه است؟

بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی بوده که عمدتا از ترکیب آب، سیمان، سنگ‌دانه و مواد افزودنی و طی واکنش هیدراتاسیون حاصل می­شود. خصوصیات بتن مورداستفاده در هر سازه باید مطابق با استانداردهای ساخت آن سازه باشد تا اشکالات اجرایی سازه را به حداقل برساند.

بنابراین اجرای سازه‌های بتنی و بتن‌ریزی برای تأمین کیفیت و دوام موردنیاز، باید در مراحل مختلف مورد آزمایش قرار گیرد. ما در این مقاله کاربردی برخی از آزمایش‌های مهم بتن از جمله آزمایش های مرتبط با اجزای تشکیل دهنده بتن، مراحل آزمایش بر روی بتن تازه و بتن سخت شده را شرح می‌دهیم.

⌛ آخرین به روز رسانی: 11 اسفند 1400

📕 تغییرات به روز رسانی: انتشار جدید

 

در این مقاله چه می‌آموزیم؟

1. مقدمه و طبقه بندی

آزمایش‌های بتن وسیله­ ای برای اطمینان پیدا کردن از انطباق بتن تولید و اجراشده با بتن طراحی‌شده می­ باشد و می‌توان آن‌ها را به 5 بخش کلی به شرح زیر تقسیم بندی کرد:

  1. آزمایش­ های قبل از اختلاط بتن که کیفیت مصالح مصرفی (سیمان، سنگ‌دانه‌ها و آب و…) را بررسی می­نماید.
  2. آزمایش­ های مربوط به بتن تازه و بتن سخت شده که کیفیت بتن تولیدشده را بررسی می­ نماید؛ مانند آزمایش اندازه­ گیری مقاومت فشاری، آزمایش روانی
  3. آزمایش­ های مربوط به بررسی دوام و کارایی بتن
  4. آزمایش­ های خاصی که به دلیل شرایط خاص اجرا لزوم پیدا می­کند (مانند بتن ساخته‌شده برای پمپ کردن و یا بتن‌ریزی در زیرآب)
  5. آزمایش­ های مرتبط با اجرا و عمل‌آوری

2. بررسی آزمایش ­های مرتبط با مصالح تشکیل‌دهنده بتن

1.2. سیمان پرتلند

سیمان فرآورده‌ای شیمیایی بوده که از ترکیب مصالح آهکی، رس و اکسیدهای معدنی ساخته شده، و دارای خاصیت چسبندگی است؛ و در اثر تماس با آب سفت می‌شود. سیمان در بتن نیز نقش چسباننده دانه‌های سنگی را داشته و در برابر آب و رطوبت دوام بالایی دارد. سیمان پرتلند نیز نوع پرمصرف سیمان بوده، که از خاک رس و آهک هیدرولیک به دست می­ آید.

1.1.2. آزمایش تعیین چگالی سیمان هیدرولیکی

هدف از انجام این آزمایش، تعیین چگالی سیمان هیدرولیکی مورد استفاده در بتن است. وسایل مورد نیاز این آزمایش به شرح زیر است:

 

آزمایش های بتن

 

1.1.1.2. روش آزمایش
  1. ابتدا بالن لوشاتلیه را با نفت سفید خالص (بدون آب) تا درجه‌ای بین 0 و 1 میلی‌لیتر در ساقه بالن پر نمایید. پس از آن که نفت افزوده شد، سپس باید قسمت بالایی بالن رادر بالای سطح مایع خشک کرده و بالن را در حمام آب با دمای23±2 سانتی گراد غوطه‌ور کرده و اولین قرائت را ثبت کنید.
  2. سپس مقداری سیمان حدود 64 گرم را وزن نموده و با دمایی برابر دمای مایع داخل بالن و با استفاده از قیف به داخل بالن بریزید، دقت کنید که سیمان به اطراف پاشیده نشود چون کوچک‌ترین ذره‌ی سیمان درنتیجه‌ی آزمون تأثیر می‌گذارد. برای جلوگیری از چسبیدن سیمان به بدنه بالن از دستگاه لرزاننده استفاده کنید. درپوش بالن را گذاشته و آن را به‌صورت مایل تکان دهید تا حباب هوای آن خارج شود. بالن را در حمام آب غوطه‌ور کنید و حجم ثانویه را یادداشت کنید.

نکته: تغییرات دمای بالن طی انجام آزمایش باید بین اولین و آخرین قرائت بیش از 0.2 درجه سانتی گراد نشود؛ درنتیجه باید بالن را در ظرفی با دمای ثابت قرار داد.

2.1.1.2. فرمول محاسبه چگالی سیمان با بالون لوشاتلیه
✔️ (p) یا همان چگالی به وزن مخصوص ویژه سیمان نیز طبق فرمول زیر محاسبه می­شود:

 

تست بتن به چه منظور انجام می شود

شکل 1 بالون لوشاتلیه

 

2.1.2. آزمایش تعیین غلظت نرمال خمیر سیمان

خمیر نرمال سیمان به خمیری از سیمان گفته می‌شود که سوزن ویکات طی 30 ثانیه بتواند به‌اندازه 10mm در آن نفوذ کند. هدف این آزمایش تعیین نسبت آب به سیمان لازم جهت دستیابی به غلظت استاندارد و نهایتاً استفاده از خمیر حاصل‌شده جهت تعیین زمان‌گیرش اولیه و نهایی سیمان می‌باشد.

 

آزمایش بتن چیست؟

شکل 2 دستگاه ویکات

1.2.1.2. روش انجام آزمایش
  1. ابتدا میزان 650 گرم سیمان وزن می­شود
  2. سپس به مقدار مشخصی آب معمولاً 25 درصد وزن سیمان  به داخل کاسه میکسر افزوده می­شود.
  3. سپس سیمان به آب افزوده‌شده و طبق روش ASTM C305 با یکدیگر مخلوط می‌گردند.
  4. سپس دستکش‌ها را مرطوب نموده و مقداری به‌اندازه یک‌کف‌دست از خمیر جدا می‌کنیم؛ خمیر شش مرتبه از فاصله 15 سانتی متری بین دودست پرتاب‌شده تا یک خمیر توپی شکل بدون تخلخل ایجاد شود.
  5. سپس خمیر را از سمت قاعده بزرگ‌تر مخروط ناقص دستگاه ویکات وارد کرده و مخروط روی صفحه شیشه‌ای تمیز قرار داده می­شود.
  6. سطح مخروط با استفاده از کاردک صاف‌شده و وسط قاعده بالایی زیر سوزن دستگاه ویکات قرار داده می­شود.
  7. سوزن روی سطح خمیر مماس شده و رها می­گردد. بلافاصله کرنومتر روشن‌شده و میزان نفوذ در مدت 30 ثانیه ثبت می‌شود.
  8. اگر میزان نفوذ سوزن در سیمان خارج از محدوده مذکور باشد، باید آزمایش با نسبت دیگری از آب و سیمان انجام شود.
  9. این آزمایش به‌صورت سعی و خطا تا رسیدن به خمیر نرمال تکرار می‌شود.
✔️ فرمول محاسبه غلظت خمیر نرمال به صورت زیراست:

gc=ww/wc

  • غلظت خمیر نرمال(gc)
  • وزن آب در مخلوط (ww)
  • وزن سیمان در مخلوط(wc)

3.1.2. آزمایش تعیین زمان‌ گیرش سیمان با استفاده از سوزن ویکات

هدف از انجام این آزمایش تعیین زمان‌گیرش اولیه و نهایی سیمان می باشد. اهمیت این آزمایش از جهت کنترل عدم وجود گیرش-های غیر نرمال و خارج از محدوده‌های مجاز در مورد سیمان می باشد.

1.3.1.2. الزامات آیین‌نامه (ASTM C150 و استاندارد ملی ایران 389)

در مورد تمام تیپ‌های سیمان زمان‌گیرش اولیه باید حداقل برابر 45 دقیقه بوده و زمان‌گیرش نهایی باید حداکثر برابر 6 ساعت باشد.

تعریف زمان‌گیرش اولیه: به لحظه‌ای گفته می شود که سوزن 1 میلی‌متری ویکات طی 30 ثانیه بتواند نهایتاً 25mm±1mm در خمیر نرمال سیمان نفوذ کند.

تعریف زمان‌گیرش نهایی: به لحظه‌ای گفته می شود که سوزن 1 میلی‌متری ویکات طی 30 ثانیه نتواند نفوذ محسوسی در خمیر سیمان کند.

 

دستگاه ویکات برای انجام آزمایش بتن

شکل 3 دستگاه ویکات

 

2.3.1.2. شرح آزمایش
  1. ابتدا مقداری خمیر نرمال از سیمان موردنظر تهیه و قالب‌گیری می کنیم.
  2. از لحظه اختلاط آب با سیمان کرنومتر را روشن می‌کنیم.
  3. نمونه خمیر را وارد مخروط نموده و به مدت 30 دقیقه داخل محفظه مرطوب باقی می‌گذاریم.
  4. سپس سوزن ویکات را در این لحظه و در هر 15 دقیقه روی خمیر مماس نموده و رها می‌کنیم.
  5. در هر بار آزمایش میزان نفوذ را ثبت می‌کنیم.
  6. این آزمایش را تا نفوذ 25 میلی‌متر ادامه داده و طبق تعریف زمانی که میران نفوذ به 25mm±1mm رسید، لحظه گیرش اولیه می باشد.
  7. پس از ثبت این لحظه، میزان نفوذ را هر 30 دقیقه یکبار ثبت می‌کنیم تا زمانی که سوزن در خمیر نفوذ نکند؛ که این لحظه نیز گیرش نهایی می باشد.

نکات:

  • محل نفوذ سوزن در هر بار قرائت باید حداقل 10 میلی‌متر از جدار مخروط و 5 میلی‌متر از محل نفوذ قبلی فاصله داشته باشد.
  • در فواصل زمانی بین هر قرائت خمیر سیمان باید در محیط مرطوب نگهداری شود.

 

تست بتن

شکل 4 نفوذ سوزن در قالب سیمان

 

4.1.2. آزمایش سلامت سیمان

سیمان ناسالم به سیمانی گفته می‌شود که دارای خاصیت انبساط ناشی از فعل‌و انفعالات آهکی (آهک آزاد در کلینکر) و منیزیم آزاد و سولفات کلسیم است و همچنین لازم است در خمیر سیمان بعد از گیرش تغییرات حجمی چندانی به وجود نیاید. بدین منظور استاندارد ملی ایران شماره 391 آزمایش تعیین انبساط به روش اتوکلاو را شرح داده است.

1.4.1.2. وسایل انجام آزمایش

وسایل موردنیاز برای این آزمایش مطابق استاندارد 391، به شرح زیر است:

 

آزمایش سلامت سیمان

 

2.4.1.2. روش انجام آزمایش

مطابق استاندارد391 به صورت زیر است:

 

آزمایش سلامت سیمان مطابق استاندارد 391

 

3.4.1.2. محاسبه

روش محاسبه مطابق استاندارد391 به صورت زیر است:

 

سلامت سیمان چیست

 

5.1.2. آزمایش نرمی سیمان:

نرمی سیمان یکی از عوامل موثر در میزان هیدراتاسیون می باشد؛ در واقع هرچه قدر ذرات سیمان ریزتر باشد، میزان هیدراتاسیون افزایش یافته و روندگیرش سریع تر صورت می گیرد. این آزمایش به دو روش زیر انجام می شود:

الف- تعیین درجه نرمی سیمان از طریق بتن باقی مانده سیمان بر روی الک
ب- تعیین درجه نرمی سیمان از طریق دستگاه هوا تراوی (نفوذپذیری)

1.5.1.2. تعیین درجه نرمی سیمان از طریق بتن باقی مانده سیمان بر روی الک

هدف از انجام این آزمایش تعیین میزان نرمی سیمان با استفاده از بتن باقی مانده بر روی الک می باشد که در ادامه این روش را شرح می دهیم.

 

وسایل مورد نیاز برا انجام آزمایش تعیین درجه نرمی سیمان

 

▪️ روش انجام آزمایش

  1. ابتدا 100 گرم سیمان را که در دستگاه گرم کن و در دمای 5±105 درجه سانتی گراد قرار داده و سپس آن را وزن می کنیم.
  2. سپس سیمان را در محیط خشک و به دور از رطوبت تا درجه حرارت اتاق خنک کرده و سپس تمام آن را در داخل الک 90 میکرونی ریخته و در نهایت آن را به مدت 25 دقیقه به صورت توضیح زیر الک می‌کنیم.
  3. الک کردن به این صورت انجام می‌گردد که با یک دست الک را محکم و به صورت کمی مایل نگه می‌دارند و سپس به وسیله دست دیگر ضربه‌هایی به الک وارد نموده و این ضربات را به میزان 125 بار در دقیقه تکرارمی کنیم و بعد از هر 25 بار یکدفعه آن را به صورت افقی نگه دارید و با گرداندن 90 درجه چند ضربه ملایم به قید الک بزنید بعد از هر 10 تا 20 دقیقه یک بار سطح زیرین الک را با برس نرم برای باز کردن چشمه‌های الک پاک کنید. بعد از 25 دقیقه الک کردن باقیمانده روی الک را با کج کردن و ضربه زدن روی ظرفی جمع آوری و توزین کنید.
  4. پس از اتمام کار الک کردن، باقی مانده را دوباره الک کرده تا اینکه مطمئن شوید در عرض 2 دقیقه الک کردن کمتر از 0.1 گرم از آن الک می‌گذرد.
  5. وزن باقی مانده روی الک برحسب درصد وزنی زبری وتا حدود 0.5 تقریب گزارش شود.
  6. برای کنترل صحت آزمایش یک بار دیگر آزمایش را با 100 گرم سیمان تجدید کنید. نتیجه آزمایش دوم نباید بیش از 1 درصد با نتیجه آزمایش اول فرق داشته باشد. در صورت اختلاف بیشتر بود برای سومین بار آزمایش را تکرار کنید و متوسط نتیجه سه آزمایش را گزارش کنید.
2.5.1.2. تعیین درجه نرمی سیمان از طریق دستگاه هوا تراوی (نفوذپذیری)

استاندارد ملی ایران شماره 390 به طور کامل این روش را شرح داده است. هدف از تدوین این استاندارد تعیین نرمی سیمان هیدرولیکی با استفاده از دستگته بلین می باشد.

▪️ وسایل انجام آزمایش

طبق استاندارد 390 وسایل آزمایش به شرح زیر می باشد:

 

تعیین درجه نرمی سیمان از طریق دستگاه هوا تراوی

شکل 5دستگاه نفوذپذیری هوا(بلین)

 

آزمایش تعیین درجه نرمی سیمان

 

▪️ واسنجی دستگاه

طبق استاندارد 390 واسنجی دستگاه به شرح زیر می باشد:

 

درجه نرمی سیمان

 

▪️ رروش انجام آزمایش:

طبق استاندارد 390 روش انجام آزمایش به شرح زیر می باشد:

 

روش انجام آزمایش تعیین نرمی سیمان

 

▪️ روش محاسبه

طبق استاندارد 390 روش محاسبه به شرح زیر می باشد:

 

روش محاسبه تعیین درجه نرمی سیمان

 

2.2. سنگ‌دانه‌های مصرفی

سنگ‌دانه‌ها حدود 60 الی 75 درصد از حجم بتن را تشکیل می دهند؛ بنابراین کیفیت سنگ‌دانه‌ها و نوع دانه‌بندی آن ها بر مقاومت بتن تأثیر بسیاری دارد.

1.2.2. آزمایش دانه بندی

دانه‌بندی یعنی نحوه توزیع دانه ها ازنظر ابعاد که توسط منحنی دانه‌بندی مشخص می شود. منحنی دانه‌بندی نیز عبارت است از یک منحنی که نحوه توزیع دانه ها را ازنظر ابعاد را سنجیده و نشان می‌دهد. جهت تنظیم منحنی دانه‌بندی ابتدا شن و ماسه یا مخلوطی از هر دو را از الک های استاندارد عبور می دهند. تعداد الک های استاندارد معمولاً 9 عدد بوده که 5 الک در محدوده ماسه، یک الک مرز شن و ماسه و 3 الک در محدوده شن است. الک نمره 4 مرز بین شن و ماسه بوده که بعد شبکه های آن 4.75 میلیمتر است. سنگ‌دانه‌های بزرگ‌تر از 4.75 میلی‌متر سنگ‌دانه درشت یا شن بوده و سنگ‌دانه‌های ریزتر از 4.75 میلی‌متر سنگ‌دانه ریز یا ماسه است.

 

وسایل مورد نیاز برای آزمایش دانه بندی بتن

 

الک های در محدوده ماسه به شرح زیر هستند:

 

آزمایش بتن چیست؟

 

الک های در محدوده شن به شرح زیر است:

 

آزمایش بتن چیست؟

 

1.1.2.2. شرح آزمایش دانه‌بندی

 ابتدا مجموعه­ ای از دانه­ ها را وزن کرده و از روی الک­ های استاندارد عبور می­دهند، سپس وزن دانه‌های مانده روی هر الک را اندازه‌گیری کرده و درصد آن­ها را نسبت به وزن کل محاسبه می­ نمایند. مجموع درصدهای مانده روی الک موردنظر و الک‌های بالاتر را از 100 کم نموده تا درصد رد شده از الک موردنظر به دست آید. سپس بر اساس اندازه الک و درصد دانه‌های رد شده از الک­ ها منحنی را رسم می­نمایند.

 

آزمایش دانه بندی بتن چیست

شکل 6 آزمایش دانه‌بندی

 

نمونه منحنی دانه‌بندی

شکل 7 نمونه منحنی دانه‌بندی

 

با توجه به شکل منحنی‌های دانه بندی، آن‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

الف) منحنی دانه‌بندی گسسته

ب) منحنی دانه‌بندی پیوسته

یک منحنی دانه‌بندی در صورتی پیوسته محسوب می­شود که دارای دو خصوصیت زیر باشد:

  • تمام ابعاد استاندارد دردانه‌ها موجود باشد.
  • بعضی از ابعاد نسبت به سایر ابعاد به میزان چشمگیری بیشتر یا کمتر نباشد.

یک منحنی دانه‌بندی نیز در صورتی گسسته محسوب می­شود که دارای یکی از شرایط زیر می‌باشد:

  • یک یا چند گروه از دانه‌ها در منحنی دامنه بندی وجود ندارند در این حالت در منحنی دانه‌بندی در محدوده الک موردنظر یک خط افقی ایجاد می‌شود.
  • مقدار برخی دانه بسیار بیشتر و یا بسیار کم‌تر از مقادیر دیگر می‌باشد در این حالت در منحنی دانه‌بندی در برخی نواحی شیب‌های زیاد و در برخی قسمت‌های دیگر شیب کم ایجاد می‌شود.

 

❓ در ساخت بتن استفاده از مصالح با دانه‌بندی پیوسته بهتر است یا گسسته؟

در ساخت بتن استفاده از مصالح با دانه‌بندی پیوسته بهتر است؛ زیرا استفاده از دانه‌بندی پیوسته باعث ایجاد بتن متراکم­تر و قوی­تر و مصرف کمتر سیمان می­شود؛ چراکه این نوع دانه‌بندی، دانه‌های ریزتر فضای بین دانه‌های درشت‌تر را پر می‌کنند و باعث تراکم بیشتر بتن می­شود.

 

2.1.2.2. اثر دانه‌بندی سنگ‌دانه‌های بتن در پدید آمدن خواص مختلف بتن

به‌طورکلی حالات زیر برای دانه‌بندی سنگ‌دانه‌های بتن پیش می­ آید:

  1. دردانه بندی یکنواخت همه ذرات دارای اندازه تقریباً یکسان هستند. در این حالت فضای خالی قابل‌توجه بین ذرات وجود دارد که باعث افزایش مصرف سیمان جهت پر کردن فضای خالی بین ذرات می­شود. (UNIFORM)
  2. دردانه بندی پیوسته اندازه ذرات بسیار متنوع است. در این حالت فضای خالی بین سنگ‌دانه‌های درشت با سنگ‌دانه‌های ریز پر می‌شود؛ که مصرف سیمان در این حالت کم می­شود. (WELL GRADED)
  3. در دانه‌بندی ناقص یا گسسته برخی از اندازه‌های دانه‌ها در مخلوط موجود نیست. این دانه‌بندی بیشتر در بتن‌های تزئینی برای حصول نمای یکنواخت استفاده می‌شود. (GAP GRADED)

2.2.2. اندازه­ گیری مواد زیان‌آور در سنگ‌دانه‌های ریز و درشت

مواد زیان‌آور سنگ‌دانه‌ها، عموماً ناخالصی‌هایی هستند که ممکن است در فعل‌وانفعالات و هیدراتاسیون سیمان تأثیر بگذارند و یا به‌صورت پوششی از ایجاد چسبندگی بین دانه‌ها خمیر سیمان جلوگیری کنند. ناخالصی­ ها ممکن است حاصل از مواد آلی بوده که در اثر پوسیدگی مواد نباتی موجود در سنگ‌دانه‌ها و به‌خصوص در ماسه یافت می‌شوند و با شستن به‌راحتی از آن جدا می‌شوند که تأثیر این ناخالصی در آزمایشی به نام تشخیص رنگ که در ASTM آمده کنترل می‌گردند؛ و گاهی ناخالصی‌ها به علت وجود ناخالصی‌های نمکی است، به‌خصوص در مورد ماسه‌ای که از دریا جمع‌آوری‌شده و دارای نمک است و با شستن توسط آب از دانه‌ها جدا می‌شود. ولی ماسه سواحل با آب دریا شسته شده دارای نمک‌های مضر برای بتن می‌باشد؛ که از مضرات آن جذب آب‌نمک‌های موجود در سنگ‌دانه‌ها و درنتیجه تشکیل شوره در سطح بتن است.

3.2.2. بررسی افت وزن تحت شرایط فیزیکی و شیمیایی

1.3.2.2. متورم شدن ماسه

تورم عبارت است از افزایش در حجم جرم معینی از ماسه در اثر لایه‌نازکی از آب که ذرات را دور از یکدیگر نگه می‌دارد. مقدار رطوبت ماسه به اندازه ذرات ماسه و نرمی آن‌ها بستگی دارد. هر چه ماسه ریزدانه‌تر باشد، تورم بیشتری خواهد داشت. تورم ماسه با رطوبت 10 درصد حدود 40 درصد است. انبساط حجمی ظاهری ماسه را ری کردن ماسه نیز می‌گویند.

2.3.2.2. مقاومت دانه‌های سنگی در برابر سایش

این ویژگی در مورد بتن‌هایی مطرح است که در سطوح پرترافیک مانند راه‌های بتنی و کفه‌ای ساختمانی به‌کاررفته‌اند. این ویژگی توسط آزمایش لوس‌آنجلس اندازه‌گیری می‌شود.

آزمایش لس آنجلس

این آزمایش در استاندارد ملی ایران شماره 448 به طور کامل شرح داده شده است. هدف از تدوین این استاندارد، تعیین روشی برای آزمون سنگدانه درشت با اندازه کوچکتر از 37.5 میلی متر از نظر مقاومت در برابر سایش و ضربه با استفاده از دستگاه لس آنجلس است.

  • وسایل موردنیاز

وسایل مورد نیاز این آزمایش طبق استاندارد 448 به شرح زیر است:

 

آزمایش مقاومت دانه‌های سنگی در برابر سایش

 

  • روش انجام آزمایش

روش انجام آزمایش نیز طبق استاندارد448 به شرح زیر است:

 

روش انجام آزمایش مقاومت دانه‌های سنگی در برابر سایش

  

  • روش محاسبه

روش محاسبه نیز طبق استاندارد448 به شرح زیر است:

 

روش محاسبه مقاومت دانه‌های سنگی در برابر سایش

 

3.3.2.2. مقاومت دانه‌های سنگی در برابر یخ‌زدگی

مقامت مصالح سنگی در برابر یخ‌زدگی به پولکی( دانه هایی که مقاومتشان نسبت به دو بعد دیگرشان کم است)، نم‌گیری و درصد خلل آن‌ها بستگی دارد. برای بتنی که در هوای آزاد است این ویژگی مهم است. تمام سنگ‌دانه‌ها حتی سنگ‌دانه‌های سخت مثل گرانیت خلل و فرجی دارند که اگر در مجاورت آب قرار گیرند این سوراخ‌ها از آب پر می‌شوند و اگر در این وضعیت در معرض یخبندان قرار گیرند، آب درون این حفره‌ها منجمد شده و اضافه حجم پیدا می‌کنند که این اضافه حجم ممکن است باعث ترکیدن و متلاشی شدن سنگ‌دانه‌ها شود این مسئله برای سنگ‌دانه‌های درشت و سنگ‌دانه‌هایی که در معرض تر و خشک شدن‌های متوالی هستند شدیدتر می‌باشد.

3.2. آب

در بیشتر استانداردها، آب مناسب برای ساخت بتن، آب آشامیدنی می­باشد. به‌طورکلی آب مناسب برای بتن باید فاقد بو و مزه بوده و PH آن، بین 6 تا 8 باشد. ازنظر تئوری مقدار آب لازم برای بتن باید در حدود 20 تا 25 درصد وزن سیمان باشد، ولی در عمل برای رسیدن به کارایی لازم می­توان آب مصرفی را تا حدود 30 تا 55 درصد افزایش داد. آب اضافی موجود در بتن باعث می‌شود پس از تبخیر آن، فضای خالی به وجود آمده و مقاومت بتن کاهش یابد؛ که با استفاده از روان کننده، می­توان نسبت آب به سیمان را افزایش داد.

گاهی اوقات ناچار می­شویم که از آب دریا استفاده کنیم؛ وجود جلبک در آب دریا باعث ایجاد حباب در بتن و درنتیجه کاهش مقاومت بتن می­شود؛ همچنین وجود املاح در آب دریا مقاومت اولیه را بالا می‌برد ولی مقاومت درازمدت را معمولاً پایین می­ آورد. به‌طورکلی چنانچه ناچار به استفاده از آب غیر آشامیدنی باشیم، باید مقاومت نمونه مکعبی از بتن به‌دست‌آمده با این آب، حداقل برابر 90 درصد مقاومت نمونه مکعبی مشابه ساخته‌شده با آب مقطر باشد.

 

3. بررسی آزمایش ­های مربوط به بتن تازه

بتن تازه بتنی است که تازه ریخته شده و دارای خاصیت روانی می­باشد. در ادامه ما به بررسی آزمایش‌هایی می‌پردازیم که برای تعیین کیفیت و کارایی بتن ساخته شده ما لازم می‌باشند.

1.3. آزمایش استاندارد برای تعیین چگالی (وزن مخصوص)، بازدهی و مقدار حباب هوای بتن

این آزمایش در استاندارد ملی ایران شماره 3821 به طور کامل شرح داده شده است. هدف از تدوین این استاندارد، تعیین وزن مخصوص بتن تازه و دستیابی به فرمول محاسبه بازدهی و مقدار هوای موجود در بتن به روش تراکم است.

1.1.3. روش انجام آزمایش

روش تراکم باید بر اساس اسلامپ (مقدار کارایی و روانی بتن) موردنیاز تعیین شود؛ مگر آن­که روش تراکم در ویژگی­ها قیدشده باشد. روش‌های تراکم به دو روش میله زدن و لرزش درونی تقسیم می­شوند. بتن‌های دارای اسلامپ بیشتر از 75 میلی‌متر باید با میله زدن، با اسلامپ بین 25 تا 75 میلی‌متر با میله زدن با لرزش درونی، و بتن‌های با اسلامپ کمتر از 25 میلی‌متر به‌وسیله لرزش درونی متراکم می­شوند.

قبل از ریختن بتن در پیمانه ابتدا داخل آن مرطوب شده و آب اضافی کف آن دور ریخته شود. سپس بتن را با استفاده از بیلچه، داخل پیمانه بریزید. باید ریختن بتن در پیمانه به‌صورت دورانی انجام شود تا اطمینان حاصل گردد که توزیع بتن با حداقل جدایش صورت گرفته است. سپس لایه‌های بتن را به یکی از روش‌های زیر متراکم کنید تا پیمانه پر شود:

  • تراکم به روش میله زدن: بتن را بایستی در سه لایه با حجم یکسان، داخل پیمانه ریخت. چنانچه از پیمانه‌ای با ظرفیت اسمی 14 لیتر و یا کمتر استفاده شود، هر لایه با 25 ضربه و چنانچه از پیمانه‌ای با ظرفیت اسمی 28 لیتر استفاده شود، هر لایه را باید با 50 ضربه متراکم نمود. برای پیمانه‌های بزرگ‌تر نیز یک ضربه به ازای هر 20cm2 وارد شود. هر لایه به تعداد موردنیاز و به‌صورت یکنواخت، با سرگرد میله، میله زنی شود. لایه زیرین در سرتاسر عمق، میله زنی شده و باید دقت شود که آسیبی به کف پیمانه وارد نشود. برای دولایه بالایی نیز، میله باید حدود 25 میلی‌متر در لایه زیرین نفوذ نماید. پس از میله زدن هر لایه، به آهستگی کناره‌های پیمانه با استفاده از یک چکش چوبی یا لاستیکی مناسب، 10 تا 15 بار ضربه زده شود؛ تا فضای که توسط میله زدن ایجادشده، پر و حباب هوای محبوس شده، خارج شود. درنهایت لایه آخر بتن باید طوری ریخته شود که پیمانه بیش‌ازحد پر و سرریز نشود.

 

آزمایش های بتن تازه

شکل 8 تراکم به روش میله زدن

 

  • تراکم به روش لرزش درونی: در این روش باید پیمانه را با دولایه تقریباً مساوی پرکرده و آن را مرتعش نمود. قبل از لرزش هر لایه تمام بتن آن لایه را در ظرف پیمانه ریخته، سپس لرزاننده را در سه محل مختلف هر لایه قرار داده شود. هنگام لرزش لایه زیرین، لرزاننده نباید تماسی با ته پیمانه و یا جداره‌های اطراف آن پیدا نماید. زمانی که لایه نهایی متراکم می­شود، لرزاننده باید 25mm در داخل لایه زیرین نفوذ نماید. در زمان خارج نمودن لرزاننده، باید دقت گردد که هیچ‌گونه حباب هوا در آزمونه ایجاد نشود. زمان لازم برای لرزش بستگی به روانی بتن و عملکرد لرزاننده دارد. لرزش را باید تا زمانی ادامه داد که بتن به نحو مناسبی متراکم شده باشد. برای یک نوع بتن نباید لرزاننده، پیمانه و زمان لرزش تغییر کند.

 

آزمایش بتن تازه چه اهمیتی دارد؟

شکل 9 تراکم بتن با لرزاننده

 

در پایان تراکم مقدار بتن در پیمانه نباید بیشتر یا کمتر از گنجایش ظرف باشد. مقدار بهینه بتن معمولاً به ارتفاع تقریباً 3 میلی‌متر از سطح بالایی پیمانه، بالاتر است. کمبود بتن در پیمانه را می­توان با افزودن مقدار کمی بتن اصلاح نمود. اگر در پایان تراکم مقداری بتن اضافی در پیمانه مشاهده شود، باید آن را بعد از تراکم و قبل از صاف کردن خارج نمود. سپس بعد از تراکم سطح بالایی بتن را با استفاده از صفحه صاف کننده، به‌طور دقیق صاف می­شود. نهایتاً پس از صاف کردن تمام بتن اضافی را از سطح خارجی پیمانه تمیز نموده و وزن خالص بتن در پیمانه توزین می‌شود.

2.1.3. روش محاسبه

روش محاسبه وزن مخصوص، بازدهی و مقدار هوای بتن با توجه به استاندارد ملی 3821 به‌صورت زیر است:

 

بررسی آزمایش ­های مربوط به بتن تازه

 

2.3. آزمایش استاندارد برای تعیین مقدار حباب هوای بتن تازه به روش فشاری

آزمایش درصد هوای بتن معمولاً در مواردی انجام می‌شود که از مواد حباب‌زا برای تولید حباب ریز هوا در بتن (هوای عمدی) استفاده‌شده است. هرچند در سایر موارد نیز می‌تواند برای تعیین درصد هوای غیرعمدی (ناخواسته) اقدام کرد. همچنین گاها آزمایش هواسنجی بتن جهت کنترل یکنواختی بتن انجام می‌شود.

تعیین مقدار هوای موجود در بتن تازه مخلوط شده به روش فشاری از سری آزمایش‌های بتن تازه با استفاده از دستگاه تعیین درصد هوای بتن نوع (A) را در این مقاله مطابق استاندارد ملی ایران شماره ۱۵۹۰۴، تشریح می‌نماییم.

این استاندارد برای بتن‌ها و ملات هایی که سنگ‌دانه‌های آن نسبتاً متراکم بوده و ضریب تصحیح سنگ‌دانه به‌طور رضایت بخشی طبق شیوه شرح داده‌شده دربند 6 استاندارد ملی ایران شماره ۱۵۹۰۴ قابل‌تعیین باشد، کاربرد داشته و البته این استاندارد برای بتن‌های ساخته‌شده با سنگ‌های سبک، سرباره کوره آهن گداری هوا سرد شده، یا سنگ‌دانه‌های با تخلخل زیاد کاربرد ندارد. توصیه آیین­ نامه این است که در چنین مواردی استاندارد ASTM C173/C173M به‌کاربرده شود.

همچنین این استاندارد برای بتن‌های سفت و مخلوط‌های خشک مانند بتن‌هایی که به‌طورمعمول در تولید لوله و قطعات بنایی بتنی استفاده می‌شود کاربرد ندارد.

درصد هوای بتن تازه با سه روش فشاری، حجمی و وزنی اندازه‌گیری می‌شود. در ایران معمولاً از روش فشاری مطابق با استاندارد ملی ایران شماره ۱۵۹۰۴ با شیوه A یا B که تفاوت آن‌ها در دستگاه هواسنج مورداستفاده است، جهت انجام آزمایش هواسنجی بتن استفاده می‌کنند.

اساس کار دستگاه فشارسنج نوع A، مشتمل بر واردکردن آب تا ارتفاع از پیش تعیین‌شده بر روی یک نمونه بتن با حجم معلوم و اعمال فشار هوای از پیش تعیین‌شده، بر روی آب است. این فرایند مشتمل بر کاهش حجم هوا در نمونه بتنی از طریق مشاهده پایین آمدن سطح آب، تحت‌فشار هوای وارده است. مقدار اخیر (افت آب) برحسب درصد هوا واسنجی شده و به‌عنوان درصد هوا در نمونه بتن بیان می‌شود.

 

آزمایش استاندارد برای تعیین مقدار حباب هوای بتن تازه به روش فشاری

شکل 9 فشارسنج نوع A

 

در هواسنج نوع B، اساس کار مشتمل بر این است که حجم معنی از هوا، تحت‌فشار معلوم در یک محفظه نفوذناپذیر محتوی نمونه بتن با حجم هوای نامعلوم وارد می‌شود و به تعادل می­رسد، نشانگر فشارسنج که برحسب درصد هوا در فشار تعادل، واسنجی شده است درصد هوای بتن را نشان می‌دهد. فشار آزمون بین 50 کیلو پاسکال تا 205 کیلو پاسکال رضایت‌بخش گزارش‌شده است.

 

آزمایش استاندارد برای تعیین مقدار حباب هوای بتن تازه

شکل 10 فشارسنج نوع B

 

1.2.3. وسایل موردنیاز آزمایش هواسنجی بتن به روش فشاری

وسایل موردنیاز این آزمایش غیر از دستگاه هواسنج عبارت است از:

  • ظرف اندازه‌گیری
  • مجموعه درپوش
  • ظرف واسنجی
  • فنر مارپیچ
  • لوله پاشش
  • کمچه
  • میله کوبش
  • چکش لاستیکی
  • تیغه صاف کننده
  • صفحه صاف کننده
  • قیف
  • پیمانه آب
  • لرزاننده

که مطابق با بند 4 استاندارد ملی ایران شماره ۱۵۹۰۴، توضیح هرکدام بیان‌شده است.

2.2.3. آماده‌سازی آزمون بتن

مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 15904:

 

نحوه آماده سازی آزمونه بتن

 

3.2.3. روش اجرایی تعیین مقدار هوای بتن

1.3.2.3. جاده ی نمونه

بتن را مطابق قسمت قبل، آماده می‌کنیم. سطوح داخل ظرف را اندازه گری را مرطوب و آن را بر روی سطح هموار تراز و محکم قرار می‌دهیم. با استفاده از سرتاس (بند 4-17 استاندارد ملی ایران شماره 15904)، بتن را مطابق با روش اجرایی در قسمت بعد (تراکم با کوبه یا تراکم با لرزاندن) در لایه‌های موردنیاز در درون ظرف اندازه‌گیری جای دهید. سرتاس را حین جادهی بتن در ظرف در اطراف محیط ظرف بگردانید تا از جای‌دهی بتن با کمترین مقدار جداشدگی اطمینان حاصل شود.

2.3.2.3. تراکم با کوبه

مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 15904:

 

روش اجرایی تعیین مقدار هوای بتن

3.3.2.3. تراکم با لرزاندن

مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 15904:

 

روش تراکم سازی بتن

4.3.2.3. صاف کردن

مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 15904:

 

نحوه صاف کردن و تراز کردن بتن

4.2.3. روش اجرایی-هواسنج نوع A

1.4.2.3. آماده‌سازی برای آزمون

مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 15904:

 

روش اجرایی-هواسنج نوع A

 

2.4.2.3. سطح درپوش

سطح داخلی مجموعه درپوش باید همواره تمیز و عاری از روغن یا گریس نگه‌داشته شود. این سطح باید مرطوب باشد تا از چسبیدن حباب‌های هوا به آن جلوگیری شود، زیرا جدا نمودن این حباب‌ها پس از سوار کردن دستگاه مشکل ساز است.

3.4.2.3. روش اجرایی آزمون

مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 15904:

 

روش اجرایی تست بتن

 

4.4.2.3. آزمون وارسی

گام‌های مشخص‌شده در قسمت قبل را بدون اضافه نمودن آب برای سطح نمودن آن تا علامت صفر تکرار کنید. دومرتبه تعیین متوالی مقدار هوای ظاهری باید بین 0/2 درصد هوای موجود با یکدیگر اختلاف داشته باشند و میانگین آن‌ها معادل A1 خواهد بود که در محاسبات مقدار هوا، As، طبق بند 9 این استاندارد استفاده گردد.

در مواقعی که هوا از محدوده مندرج شده در هواسنج فراتر می‌رود و شرایط فشار آزمون، P، نیز اعمال گردیده است، فشار آزمون را با فشار جایگزین دیگری، P1 (فشار آزمون جایگزین، برحسب کیلو پاسکال)، کاهش دهید و گام‌های مشخص‌شده سطح درپوش و روش اجرایی آزمون (بندهای 8-2-2 و 8-2-3 استاندارد ملی ایران شماره 15904) را تکرار کنید.

5.2.3. محاسبات آزمایش تعیین مقدار هوای بتن

1.5.2.3. مقدار هوای نمونه آزمایش‌شده

مطابق بند زیر از استاندارد ملی ایران شماره 15904، مقدار هوای بتن در ظرف اندازه‌گیری از رابطه زیر به دست می‌آید:

 

محاسبه درصد هوای بتن

 

2.5.2.3. مقدار هوای کل مخلوط

در مواقعی که نمونه بتن دارای سنگ‌دانه بزرگ‌تر از 37/5 میلی­متر بوده و نمونه پس از الک نمودن بتن تازه، بر روی الک 37/5 میلی­متر و جداسازی ذرات درشت، مورد آزمایش قرارگرفته باشد، مقدار هوای کل مخلوط به شرح زیر است:

At=100 AsVc/(100Vt– AsVa)

 

محاسبه مقدار هوای بتن

 

3.5.2.3. مقدار هوای بخش ملات

جهت به دست آوردن مقدار هوای بخش ملات، می‌توان از رابطه زیر استفاده نمود:

Am=100 AsVc/[100Vm– As(Vs –Vm)

 

فرمول محاسبه مقدار هوای بتن

 

3.3. آزمایش استاندارد برای تعیین اسلامپ بتن سیمان هیدرولیکی

مهم­ترین مسئله در بتن تازه، میزان کارایی آن است؛ هر چه ریختن و کار کردن با بتن تازه، ساده‌تر باشد، بتن از کارایی بیشتری برخوردار بوده و هرچه کار کردن با بتن سخت‌تر باشد، کارایی آن پایین‌تر است. آزمایشی که برای مشخص کردن درجه کارایی به کار می­رود، آزمایش اسلامپ می­باشد؛ که مطابق گام بندی زیر است:

 

وسایل مورد نیاز برای انجام آزمایش بتن

 

1.3.3. روش انجام آزمایش

  • در این آزمایش از یک مخروط ناقص به ارتفاع 30 سانتیمتر استفاده می‌شود.

 

مخروط ناقص آزمایش اسلامپ

شکل 10 مخروط ناقص آزمایش اسلامپ

 

وسایل انجام آزمایش اسلامپ

شکل 11 وسایل انجام آزمایش اسلامپ

 

  • بتن تازه را در 3 لایه در مخروط جای می‌دهند و با میله یا وسیله‌ای به نام کوبه به قطر 16 میلی‌متر با انتهای گرد شده با 25 ضربه متراکم می‌شود.
  • سپس سطح آن را صاف‌کرده و مخروط را به سمت بالا حرکت می­دهند و بتن پس از بیرون آمدن از قالب مخروط مقداری افت می‌کند میزان این افت را برحسب سانتی‌متر کارایی بتن می‌نامند که میزان افت عددی بین 0 تا 30 سانتیمتر است.

 

روش اندازه‌گیری اسلامپ بتن

شکل 12 روش اندازه‌گیری اسلامپ

 

شرح آزمایش اسلامپ بتن

شکل 13 تصویر اجرایی اندازه‌گیری اسلامپ

 

معمولاً برای کارهای بتن‌آرمه عدد اسلامپ بین (5-10cm) انتخاب می­شود؛ عدد اسلامپ برای کارهای عادی بتنی  بتن بدون آرماتور یا با آرماتور کم، در محدوده (2-5cm) انتخاب می­شود. در حالتی که تراکم آرماتور زیاد باشد یا از پمپ برای بتن‌ریزی استفاده شود، اسلامپ (10-12cm) مورداستفاده قرار می­گیرد. هرچه اسلامپ کمتری انتخاب شود، خواص مطلوب بتن در بتن سخت شده، بهتر خواهد بود.

4.3. آزمایش استاندارد برای تعیین میزان آب انداختگی بتن

آب انداختن بتن در حقیقت نوعی جدایی در بتن می‌باشد که در آن قسمتی از آب مخروط به بالا و سطح بتن آمده و از دانه‌ها جدا می‌شود در حقیقت علت آن عدم توانایی ذرات جامد در نگه‌داشتن همه‌ی آب مخروط بین خود و جلوگیری از ته‌نشین شدن آن‌ها می‌باشد. استاندارد ملی شماره 3820، تحت عنوان آب انداختن بتن، به تعیین مقادیر نسبی آب که در سطح یک نمونه بتن تازه اختلاط جمع می­شود، می‌پردازد.

این استاندارد، روش­هایی را برای تعیین اثر متغیرهایی مانند نسبت اجزاء سازنده، عمل‌آوری، محیط یا سایر عوامل روی آب انداختن بتن ارائه می‌کند. همچنین برای تعیین انطباق محصول یا نحوه عمل‌آوری با الزامات مربوط به اثر آن روی آب انداختن بتن کاربرد دارد.

در این روش، یک نمونه با میله‌زنی متراکم شده و بدون هیچ­گونه اختلال دیگری در شرایط شبیه‌سازی‌شده با بتنی که پس از ریختن تحت لرزش ­های تناوبی دیگری نیست، مورد آزمایش قرار می‌گیرد.

1.4.3. وسایل موردنیاز آزمایش آب انداختگی بتن

وسایل موردنیاز برای این آزمایش مطابق استاندارد 3820، به شرح زیر است:

 

وسایل موردنیاز آزمایش آب انداختگی بتن

 

مطابق با استاندارد 3820، آزمونه‌های موردنیاز این آزمایش به شرح زیر است:

 

آزمایش آب انداختن بتن

 

2.4.3. روش اجرای آزمون

مطابق با استاندارد 3820، روش اجرای آزمون آب انداختگی بتن به شرح زیر است:

 

روش اجرای آزمایش بتن

 

3.4.3. روش محاسبه

مطابق با استاندارد 3820، حجم آب جمع شده در سطح بتن و در واحد سطح آن (V) از رابطه زیر به دست می­ آید:

 

روش محاسبه حجم آب جمع شده در سطح بتن

 

همچنین مقدار آب جمع شده در سطح بتن برحسب درصدی از مقدار خالص آب اختلاط موجود در آزمونه را از رابطه زیر می‌توان به دست آورد:

 

محاسبه درصد آب انداختن بتن

 

4. بررسی آزمایش­ های مربوط به بتن سخت شده

پس از ریختن بتن، باگذشت زمان، بتن تازه به بتن سخت شده تبدیل می­گردد؛ که در ادامه آزمایش‌های مربوط به بتن سخت شده را شرح می­دهیم:

1.4. آزمایش وزن مخصوص بتن سخت شده

استاندارد ملی ایران شماره 15427، جهت تعیین چگالی، درصد جذب و درصد حفرات در بتن سخت شده است.

این استاندارد در توسعه داده ­های موردنیاز جهت تبدیل جرم و حجم در بتن مناسب و مفید است؛ و همچنین برای مشخص کردن تطابق بین ویژگی­ های بتن و نشان دادن تفاوت بین قسمت­ های مختلف بتن ازنظر وزن آن کاربرد دارد.

در این استاندارد جذب آب حجمی بتن در حالت اشباع‌شده به دست می­آید و مستقل از نسبت حجم به سطح است.

1.1.4. وسایل موردنیاز آزمایش وزن مخصوص بتن سخت شده

مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 15427، وسایل موردنیاز جهت آزمایش به شرح زیر است:

 

آزمایش وزن مخصوص بتن سخت شده

 

2.1.4. آزمونه تعیین وزن مخصوص بتن سخت شده

مطابق با استاندارد 15427، این آزمون به شرح زیر است:

 

آزمایش های بتن سخت شده

 

3.1.4. روش اجرای آزمون

مطابق با استاندارد 15427، روش اجرای آزمون به شرح زیر است:

 

روش های اجرای بتن سخت شده

 

4.1.4. روش محاسبه

روش های محاسبه آزمایش بتن سخت شده

 

همچنین می‌توان با مراجعه به این استاندارد، روش حل یک مثال را مشاهده کنید.

2.4. آزمایش استاندارد برای تعیین مقاومت کششی دونیم شدگی نمونه‌های استوانه ­ایی بتن

هدف از تدوین این استاندارد، تعیین مقاومت کششی بتن به روش دونیم کردن آزمونه‌های استوانه‌ای قالب‌گیری شده یا مغزه گیری شده است. در حالت کلی مقاومت کششی بتن به روش دونیم کردن بزرگ‌تر از مقاومت کششی مستقیم و کوچک‌تر از مقاومت خمشی است. تعیین مقاومت کششی بتن به روش دونیم کردن برای طراحی اعضای سازه‌ای بتنی سبک‌وزن کاربرد دارد تا مقاومت برشی بتن ارزیابی‌شده و طول گیرایی میلگرد داخل بتن تعیین شود.

1.2.4. اصول آزمایش

اصول این آزمایش با توجه به استاندارد ملی ایران 6047 به‌صورت زیر است:

 

آزمایش مقاومت کششی بتن

 

2.2.4. وسایل آزمایش

وسایل انجام این آزمایش با توجه به استاندارد ملی ایران 6047 به‌صورت زیر است:

 

آزمایش بتن برای تعیین مقاومت کششی

 

3.2.4. آزمونه این آزمایش

مطابق با استاندارد 6047، آزمونه‌های موردنیاز این آزمایش به شرح زیر است:

 

معیار ارزیابی بتن سخت شده

 

4.2.4. روش اجرای آزمایش

روش اجرای این آزمایش طبق استاندارد ملی 6047 مطابق گام بندی زیر است:

 

روش اجرای آزمایش بتن سخت شده

 

آزمایش های بتن سخت شده

شکل 14 نماهای کلی وسیله‌ای مناسب برای نشان‌گذاری قطرهای انتهایی که برای هم‌محور کردن آزمونه در دستگاه آزمون به کار می­رود.

 

آزمایش های بتن سازه

شکل 15 جزییات نقشه فنی وسیله‌ای مناسب برای نشان‌گذاری قطرهای انتهایی که برای هم‌محور کردن آزمونه در دستگاه آزمون به کار می‌رود.

 

الگوی راهنما برای هم‌محور کردن استوانه بتنی و نوارهای تکیه‌گاهی

شکل 16 الگوی راهنما برای هم‌محور کردن استوانه بتنی و نوارهای تکیه‌گاهی

 

آزمایش های بتن

شکل 17 جزییات نقشه فنی الگوی مناسب برای هم‌محور کردن استوانه با ابعاد 150mm 300mm

 

آزمایش مقاومت کششی بتن

شکل 18 جاگذاری آزمونه در دستگاه آزمون برای تعیین مقاومت کششی دونیم شدن

 

5.2.4. محاسبه

محاسبات این آزمایش طبق استاندارد 6047 به‌صورت زیر است:

 

روش محاسبه مقاومت کششی بتن

 

3.4. آزمایش استاندارد برای تعیین مقاومت فشاری نمونه‌های استوانه ­ایی بتن

آزمایش مقاومت فشاری در روش ASTM روی نمونه‌های استوانه‌ای 300 × 150 میلی‌متر و درروش BS روی نمونه‌های مکعبی با اضلاع 150 و یا 200 میلی‌متری انجام می‌شود مراحل این آزمایش به شرح زیر است:

  1. ابتدا جهت جلوگیری از چسبندگی بتن به جداره قالب استوانه‌ای، باید یک‌لایه نازک روغن معدنی به جدارهای داخلی قالب مالیده شود.

 

آزمایش استاندارد برای تعیین مقاومت فشاری نمونه‌های استوانه ­ایی بتن

شکل 19 قالب استوانه‌ای

 

  1. سپس بتن را در چندلایه داخل قالب ریخته و متراکم شود. تراکم بتن‌های با اسلامپ بالا در سه لایه و با زدن 25 ضربه به هر لایه توسط یک میله‌گرد به قطر 16 میلی‌متر انجام می‌شود. تراکم بتن‌های با اسلامپ پایین در دولایه و با ویبره های داخلی و خارجی انجام می‌شود.
  2. در آزمایشگاه به‌منظور جلوگیری از کاهش رطوبت نمونه‌های قالب‌گیری شده، آن‌ها را به مدتی در بازه 20 ساعت الی 48 ساعت در دمای ±1.7 23 درجه سانتی‌گراد نگهداری می‌کنند.
  3. سپس نمونه‌های از قالب بازشده را تا زمان رسیدن به زمان آزمایش، در رطوبت کامل نگهداری می‌کنند. با نگهداری نمونه در شرایط استاندارد مقاومت بالایی در این نمونه‌ها ایجاد می‌شود.
  4. با توجه به دستورالعمل ASTM C39-83b مقاومت فشاری نمونه استوانه تحت سرعت بارگذاری ثابتی در بازه 15 تا 0.34 مگاپاسکال در ثانیه برای دستگاه‌های آزمایش هیدرولیکی و یا با سرعت تغییر شکل 1.3 میلی‌متر در دقیقه، برای دستگاه‌های مکانیکی، تعیین می‌شود. نهایتاً با تقسیم کردن بیشینه نیروی ثبت‌شده بر سطح مقطع نمونه، مقاومت فشاری حاصل می­شود .

 

آزمایش مقاومت فشاری نمونه استوانه‌ای

شکل 20 آزمایش مقاومت فشاری نمونه استوانه‌ای

 

  1. بعد از پرداخت کردن سطح بالای نمونه توسط ماله، چنانچه باید نمونه پس از 7 روز یا بیشتر شکسته شود، باید در دمای 5 ± 20 درجه سانتی‌گراد نگهداری شود و چنانچه زمان انجام آزمایش مقاومت فشاری بتن کمتر از 7 روز باشد نمونه باید در دمای 2 ± 20 درجه سانتی‌گراد نگهداری شود. همچنین بهتر است که رطوبت نسبی کمتر از 90 درصد نباشد، اما نگهداری نمونه زیرپوشش‌های مرطوب نیز مجاز است.
  2. همچنین نمونه‌های مکعبی بعد از گذشت 24 ساعت از قالب خارج می­شوند. معمول‌ترین سن زمان انجام آزمایش 28 روزه می‌باشد اما ممکن است آزمایش‌های دیگری در سنین 3 و 7 روزه و در موارد کمتری در سنین 1، 2 و 14 روز و همچنین 13 و 26 هفته و یک سال انجام شود. بهتر است که نمونه به صورتی زیر دستگاه آزمایشگاه قرار داده شود که جهت بار عمود برجهت بتن‌ریزی نمونه در قالب، اعمال شود.

4.4. آزمایش استاندارد برای تعیین مقاومت خمشی بتن

استاندارد ملی به شماره 490، جهت تعیین مقاومت خمشی بتن با استفاده از یک میله سه‌شاخه برای بارگذاری در وسط آن تدوین‌شده است.

تعیین مقاومت خمشی آزمون­ ها، باید طبق روش آزمون بند 2-2 یا 2-3 یا 2-4 باشد. نتایج محاسبه و گزارش‌شده به‌عنوان قدر مطلق گسیختگی اعلام می‌شود. تعیین توانایی مقاومت در برابر انعطاف‌پذیری برحسب اختلاف در اندازه آزمون­ها، چگونگی تهیه، شرایط رطوبت، حفاظت آن و هم‌چنین اندازه­ی میله­ های به‌کار رفته شده، متغیر خواهد بود.

نتایج این آزمون می‌تواند برای تعیین مشخصات، مورد تائید قرار گیرد یا زمینه ­ای برای نسبت اختلاط و کارایی عملیات جایگزینی برای آزمون بتن در ساختار سنگ‌فرش‌ها و آسفالت خیابان­ ها باشد.

1.4.4. وسایل موردنیاز آزمون تعیین مقاومت خمشی بتن

 

وسایل موردنیاز آزمون تعیین مقاومت خمشی بتن

2.4.4. آزمون تعیین مقاومت خمشی بتن

مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 490، این آزمون به شرح زیر است:

 

 

 

3.4.4. روش انجام آزمون تعیین مقاومت خمشی بتن

مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 490، روش اجرای این آزمون به شرح زیر است:

 

روش انجام آزمون تعیین مقاومت خمشی بتن

4.4.4. اندازه‌گیری آزمونه پس از آزمون تعیین مقاومت خمشی بتن

مطابق استاندارد ملی ایران شماره 490، اندازه‌گیری آزمونه به شرح زیر است:

 

اندازه‌گیری آزمونه پس از آزمون تعیین مقاومت خمشی بتن

5.4.4. محاسبات آزمون تعیین مقاومت خمشی بتن

مطابق با استاندارد ملی ایران شماره 490، محاسبات آزمون به شرح زیر است:

 

محاسبات آزمون تعیین مقاومت خمشی بتن

 

5.4. آزمایش استاندارد برای تعیین مدول الاستیسیته استاتیکی و نسبت پواسون بتن در فشار

هدف از تدوین این استاندارد تعیین مدول ارتجاعی و ضریب پواسون بتن تحت تنش طولی است. آزمونه‌ها در قالب‌های استوانه‌ای و یا به‌وسیله مغزه گیری تهیه می­شوند.

1.5.4. وسایل آزمایش

وسایل این آزمایش با توجه به استاندارد 525 به شرح زیر است:

 

آزمایش استاندارد برای تعیین مدول الاستیسیته بتن

شکل 21 دستگاه مناسب برای اندازه‌گیری تغییر شکل طولی

 

دستگاه مدول الاستیسیته بتن

شکل 22 نمودار جابه‌جایی

 

آزمایش تعیین مدول الاستیسیته بتن

شکل 23 ترکیب مناسبی از دستگاه اندازه‌گیری تغییر شکل طولی و عرضی

 

محاسبه مدول الاستیسیته بتن

2.5.4. آزمونه‌های این آزمایش

با توجه به استاندارد 525 نمونه‌های آزمونه به شرح زیر است:

 

نمونه های آزمون تعیین مدول الاستیسیته بتن

 

3.5.4. روش انجام آزمایش

روش انجام آزمایش نیز طبق استاندارد 525 به شرح زیر است:

 

روش انجام آزمایش مدول الاستیسیته بتن

4.5.4. روش محاسبه

روش محاسبه این آزمایش طبق استاندارد 525 به شرح زیر است:

 

روش محاسبه آزمایش مدول الاستیسیته بتن

6.4. آزمایش استاندارد برای تعیین سرعت عبور پالس از بتن

این آزمایش از دسته آزمون های غیرمخرب برای بتن سخت شده به حساب می­رود. از این آزمون­ ها می­توان با اعمال ضریب تصحیح مناسب، برای تخمین مقاومت موردنیاز استفاده کرد. یک پالس از ارتعاشات افقی توسط یک مبدل الکتروآکوستیک مماس با یک سطح از بتن تحت آزمون، تولید می­شود. بعد از طی یک مسیر مشخص در بتن، این پالس از ارتعاشات توسط یک مبدل ثانویه به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می­شود و زمان‌سنج‌های الکترونیکی، زمان عبور پالس را اندازه‌گیری می­کنند.

1.6.4. وسایل

وسایل انجام این آزمایش طبق استاندارد 3201 به شرح زیر است:

 

روش انجام آزمایش های بتن

2.6.4. روش انجام آزمایش

روش انجام آزمایش نیز مطابق استاندارد 3201 به شرح زیر است:

 

تست بتن به چه منظور انجام می شود

شکل 24 موقعیت مبدل‌ها

3.6.4. روش محاسبه

روش انجام محاسبات آزمایش های بتن

 

7.4. آزمایش استاندارد برای تعیین نمره برجهش بتن سخت شده

این آزمایش از دسته آزمون های غیرمخرب برای بتن سخت شده به حساب می­رود. از این آزمون­ ها می­توان با اعمال ضریب تصحیح مناسب، برای تخمین مقاومت موردنیاز استفاده کرد. آزمون نمره برجهش از روی چکش جهش خوانده می­شود؛ این عدد عبارت است از میزان انرژی بازگشتی به چکش بعد از ضربه زدن به سطح بتن.

1.7.4. وسایل

وسایل انجام این آزمایش طبق استاندارد ملی 3201 به شرح زیر است:

 

آزمایش های بتن سخت شده

شکل 25 چکش برجهنده

2.7.4. منطقه آزمون

منطقه آزمون نیز طبق استاندارد 3201 به شرح زیر است:

 

منطقه آزمون بتن

 

3.7.4. شرح آزمایش

شرح آزمایش طبق استاندارد 3201 به شرح زیر است:

 

محاسبات آزمایش های بتن

 

4.7.4. نتایج آزمون

تفسیر نتایج آزمایش بتن

 

8.4. آزمایش استاندارد برای تعیین پایداری بتن در برابر یخ زدن و ذوب شدن سریع

هدف از تدوین این استاندارد، ارائه دو روش مختلف برای تعیین مقاومت نمونه‌های بتنی، در برابر چرخه‌های سریع یخ زدن و ذوب شدن در آزمایشگاه است. روش اول یخ زدن و ذوب شدن سریع در آب و روش دوم یخ زدن سریع در هوا و ذوب شدن در آب می­باشد. هردو روش برای بررسی تغییرات خواص بتن در اثر مقاومت در برابر چرخه‌های یخ زدن و ذوب شدن به کار می­روند.

1.8.4. وسایل

وسایل انجام این آزمایش طبق استاندارد 19227 به شرح زیر است:

 

آزمایش های بتن در برابر یخ زدگی

 

2.8.4. آزمونه‌ها

مطابق با استاندارد 19227، آزمونه‌های موردنیاز این آزمایش به شرح زیر است:

 

آزمونه های مورد نیاز برای آزمایش بتن

 

3.8.4. روش انجام آزمایش

روش انجام آزمایش نیز طبق استاندارد 19227 به‌صورت زیر است:

 

روش انجام آزمایش بتن در برابر یخ زدگی

 

4.8.4. روش محاسبه

طبق استاندارد 19227 محاسبات این آزمایش به‌صورت زیر است:

 

روش محاسبه آزمایش های بتن

 

نتیجه‌گیری

امروزه به دلیل نیاز به شناخت رفتار ساختمان در برابر زلزله و یا به دلایل دیگر همچون تغییر کاربری، افزایش طبقات یک ساختمان بتنی و مقاوم‌سازی ساختمان به ارزیابی و ترمیم بتن نیاز داریم. به همین دلیل لازم است که آزمایش‌هایی که در این مقاله گفته شد انجام گیرد. به طور کلی بتن از مصالح بسیار پراهمیت و پرمصرف ماده ساختمانی به شمار می­رود؛ که در ساخت سازه­ هایی همچون ساختمان­ ها، پل­ ها­، راه­ ها، سدها و سازه های دیگر کاربرد دارد. در نتیجه باید با انجام آزمون­ هایی که استاندارد ملی تعیین کرده از سلامت بتن مورد استفاده در سازه­ ها اطمینان حاصل کرد.

منابع

  1. کتاب تکنولوژی بتن
  2. جزوه تکنولوژی بتن دکتر معینی پویا
  3. تکنولوژی بتن مهندس قلی زاده
  4. استاندارد ملی ایران شماره 389
  5. استاندارد ملی ایران شماره 3821
  6. استاندارد ملی ایران شماره 15904
  7. استاندارد ملی ایران شماره 3820
  8. استاندارد ملی ایران شماره 15427
  9. استاندارد ملی ایران شماره 6047
  10. استاندارد ملی ایران شماره 490
  11. استاندارد ملی ایران شماره 525
  12. استاندارد ملی ایران شماره 3201
  13. استاندارد ملی ایران شماره 19227
  14. استاندارد ملی ایران شماره 390
  15. استاندارد ملی ایران شماره 391
  16. استاندارد ملی ایران شماره 448
  17. azmanco.com

 

خرید لينک هاي دانلود

با عضویت بدون وارد کردن اطلاعات رایگان دریافت کنید.

دانلود و ذخیره فقط همین آموزش ( + عضو شوید و یا وارد شوید !)

دانلود سریع و رایگان

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 37,298 نفر

تفاوت خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه‌ها، نوآورانه و بروز بودن آن است. فقط تخفیف‌ها، جشنواره‌ها، تازه‌ترین‌های آموزشی و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیلتان ارسال می‌کنیم.

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل‌های تبلیغاتی متنفریم و خاطر شما را نخواهیم آزرد!

تولید کنندگان آموزش
با ارسال اولین دیدگاه، به بهبود این محتوا کمک کنید.
فرصت فوق‌العاده افزایش درآمد 3 برابری با مدرسین حرفه‌ای و باتجربه 

 تا 50% تخفیف ویژه 
دریافت تخفیف >> 
close-image
question