کارآیی بتن تازه قسمت سوم - شرح آزمون (بخش دوم )

آزمون جریان

آزمونی است که نشان از کیفیت بتن با توجه به کارآیی و انسجام آن می‌دهد و برای بتن با کارایی بالا یا بسیار بالا مورد استفاده واقع می‌شود و بر اساس آن یک توده استاندارد بتن در معرض لرزش عمودی قرار می‌‌گیرد.

آزمون آزمایشگاهی مشابه با نام آزمون میز جریانFlow Table Test  در سال ۱۹۳۳مطابق با BS 1881:105:1984 در کشور آلمان به ثبت رسید که این تست نیز برای بتن با کارآیی بالا و بسیار بالا است که میزان ریزش بتن را نشان می‌دهد.

◄وسایل مورد نیار برای تست جریان:

جدول جریان، قالب، مقیاس، ماله

◄شرح آزمون میز جریان:

آزمون میز جریان بهترین روش برای تست کارآیی بتن‌هایی می‌باشد که در آن‌ها از فوق روان‌کننده‌ها استفاده گردیده‌است.

در این آزمون از یک ظرف و یا مخروط فلزی که بر روی مرکز یک تخته ثابت گردیده است استفاده می‌شود. قطر بالایی مخروط ۱۳۰ میلی‌متر و قطر پایینی آن ۲۰۰ میلی‌متر و ارتفاع آن نیز ۲۰۰ میلی‌متر می‌باشد و بتن داخل مخروط ریخته می‌شود بعد از ریختن بتن، مخروط به ‌آرامی بالا کشیده می‌شود و اجازه می‌دهد بتن تحت تاثیر وزن خود پخش گردد پس از آنکه جریان بتن متوقف گردید جریان را از دو جهت اندازه‌گیری نموده و مقدار متوسط بدست آمده از دو قطر عمودی و افقی نشان‌دهنده جریان بتن در میلی‌متر است.

◄◄شرح آزمون جریان:

ذرات ریز و گرد و غبار باید از تمام سطوح خارجی و داخلی دستگاه پاک شود سپس در این‌جا نیز مخروط با قطر بالایی ۱۳۰ میلی‌متر و قطر پایینی ۲۰۰ میلی‌متر و هم‌چنین ارتفاع ۲۰۰ میلی‌متر در قسمت مشخص شده یا مرکز میز ویبره به ابعاد ۳۶۰*۲۶۰ میلی‌متر قرار می‌گیرد. پس از آن بتن طی دو مرحله داخل قیف ریخته می‌شود و هر بار با میله استاندارد با زدن ۲۵ ضربه بتن را متراکم می‌نمایند چنانچه بتن اضافی بر روی میز بریزد یاید سطح میز کاملا از بتن تمیز شود و با بالا آوردن مخروط اجازه داده می‌شود تا بتن تحت تاثیر نیروی وزن خود پخش گردد. پس از آن میز از ارتفاع ۱۲.۵ میلی‌متر، ۵ مرتبه بالا رفته و رها می‌شود و هر مرحله ۱۵ ثانیه به ‌طول می‌انجامد. در انتها در شش جهت قطر جریان بتن اندازه‌گیری شده و میانگین بدست آمده نماینده جریان بتن است.

◄استانداردهای در دسترس برای تست جریان:

IS 1199-1959

ASTM C 124-39  مورد تائید سال ۱۹۶۶

نتیجه پیشنهادی آزمون تست جریان برای تعیین کارایی مطابق با نظریه M.S.Shetty (تئوری و عملکرد فناوری بتن ) به شرح زیر است:

رنج تست جریان می‌تواند بین ۰ تا ۱۵۰ درصد باشد

تست Vee Bee

این آزمون یک تست مناسب برای کارآیی بتن تازه به‌طور غیرمستقیم با استفاده از یک کانومترومتر Vee Bee می‌باشد.

این روش معمولا برای بتن خشک استفاده می‌شود و برای بتن بسیار مرطوب مناسب نمی‌باشد و تا حدودی می‌توان گفت که سازگاری بتن را تعیین می‌نماید.

◄وسایل مورد نیار برای تست Vee Bee

جهت این تست از کانسومترسنجVee Bee  استفاده می‌شود که از اجزای زیر تشکیل گردیده است:

میز ارتعاش

مخروط فلزی

قالب استوانه‌آی

میله آهنی استاندارد

زمان‌سنج

◄شرح آزمون:

در این روش نمونه تحت لرزش‌های سینوسی قرار می‌گیرد. مخروط فلزی را داخل استوانه قرار داده، داخل مخروط را از بتن پر می‌نمایند و بتن باید طی چهار مرحله ریخته شود به طوری که هر بار یک چهارم از حجم مخروط را پر نماید. هر لایه بتن توسط میله استاندارد با ۲۵ ضربه متراکم می‌گردد سپس سطح بتن توسط ماله تراز می‌شود. سپس دیسک شیشه‌ای شفاف که به بازوی چرخاننده متصل است را بر روی سطح بالایی مخروط قرار داده و عدد را قرائت می‌نمایند. حالا مخروط را به ‌آرامی بالا آورده و بتن داخل ظرف استوانه‌ای قرار می‌گیرد و مجددا دیسک شیشه‌ای شفاف را به ‌آرامی بر روی سطح بتن قرار داده و عدد به‌دست آمده را قرائت می‌نمایند. تفاوت دو عدد بدست آمده میزان اسلامپ را تعیین می‌نماید.

برای بدست آوردن درجه Vee Bee لازم است با روشن کردن ویبراتور اجازه داده شود تا بتن در مخروط کاملا پخش شود. عمل ویبره تا زمانی‌که شکل بتن از حالت مخروطی به استوانه‌ای تغییر کند ادامه می‌یابد. این لرزش‌ها باید به‌طور یکنواخت در کل لایه اعمال شود، طول زمان توسط کرنومتر اندازه‌گیری می‌گردد و زمان لازم برای تغییر شکل بتن به‌عنوان درجه Vee Bee شناخته می‌شود.

◄ استانداردهای در دسترس برای تست Vee Bee:

IS 1199-1959

ACI 211.3-75 ( اصلاح شده در سال ۱۹۸۷ )

BS EN 12350-3:2009

◄نتایج پیشنهادی تست سنجش روانی Vee Bee  برای تعیین کارایی مطابق با استاندارد  IS 1199:1959(‌روش نمونه‌گیری و تجزیه و تحلیل بتن) به شرح زیر است:

الف- اگر تست حداکثر ۱۰-۱۵-۲۰ ثانیه به طول انجامد: بتن به عنوان یک قوام بسیار خشک در نظر گرفته می‌شود.

ب- اگر تست حداکثر ۵-۷-۱۰ ثانیه به طول انجامد: بتن به عنوان یک قوام خشک در نظر گرفته می‌شود.

ج- اگر تست حداکثر ۳-۴-۵ ثانیه به طول انجامد: بتن در قوام پلاستیک در نظر گرفته می‌شود.

د- اگر تست حداکثر ۱-۲-۳ ثانیه به طول انجامد: بتن در قوام نیمه سیال در نظر گرفته می‌شود.

تست گلوله کلی Kelly Ball Test

این تست توسط J.W Kelly  ارارائه گردیده است به همین خاطر به عنوان تست توپ کلی شناخته می‌شود. این آزمون یک تست میدانی ساده و ارزان می‌باشد که می ‌تواند کارآیی بتن تازه را با آزمونی شبیه تست سقوط بتن اندازه‌گیری نماید و تست دقیق و سریع‌تری نسبت به آزمون اسلامپ می‌باشد و در این آزمون به‌ دلیل سرعت انجام آزمایش، خطاهای انسانی کمتر می‌باشد. این تست را می‌توان بر روی بتنی که در قالب ریخته شده قبل از هر گونه عملیات و یا در ظروف مناسب مانند انواع لگن، قیف و چرخ‌دستی‌ها در محل کارانجام داد. این آزمون در صورت استفاده از سنگدانه‌های درشت ممکن نتایج دقیقی ارائه ندهد و به‌ همین خاطر استفاده گسترده‌ای ندارد.

◄شرح آزمون:

در این آزمون که به آن آزمایش نفوذ توپی هم گفته می‌شود از یک استوانه فلزی به جرم ۱۳.۵ کیلوگرم، قطر ۱۵۰ میلی‌متر و ارتفاع ۱۱۶ میلی‌متر که انتهای آن به صوت نیم‌کره شکل داده شده است استفاده می‌شود. به این صورت‌ که دستگاه با استفاده از هندل برروی سطح صاف بتن تازه قرار داده می‌شود، به‌گونه‌ای که مرکز گلوله فلزی حداقل در فاصله ۲۲۵ میلی‌متر از هر لبه ظرف قرار گیرد. سطح بتن باید مسطح بوده و به ‌اندازه‌ای گسترده باشد تا دستگاه به صورت کامل در آن قرار گیرد و عمق بتن باید حداقل ۲۰۰ میلی‌متر باشد. عمق نفوذ آن را با آزاد کردن دسته به ‌طوری‌که به‌ آرامی رها شود اندازه‌گیری می‌نمایند؛ به ‌عبارتی عمق نفوذ از طریق نیم‌کره فلزی مشخص می‌شود. این عمل باید حداقل سه بار تکرار شود و مقادیر گزارش شده باید میانگین حداقل سه آزمایش نفوذ باشند.

این روش را با قراردادن دستگاه در نقاط مختلف یک نمونه آزمایشی می‌توان تکرار کرد که دامنه تغییرات ظاهرا ناشی از اختلاف در نسبت‌های اختلاط، اندازه، نوع سنگدانه‌ها و شرایط آزمون می‌باشد. کارآیی بتن در این روش از میانگین قرائت‌های خوانده شده از میزان نفوذ گلوله مشخص می‌گردد.

◄وسایل مورد نیار برای تست گلوله کلی:

نیمکره فلزی

مقیاس اندازه‌گیری

هندل

قاب

◄ استانداردهای در دسترس برای تست گلوله کلی:

تنها یک دستورالعمل استاندارد برای انجام تست توپ کلی موجود است

ASTM C360-92  جهت تست نفوذ توپ

◄نتایج پیشنهادی تست گلوله کلی

نسبت اسلامپ به عمق نفوذ توپی معمولا بین ۳/۱ و ۲ گزارش شده است و در صورت عدم دسترسی به اطلاعات کارگاهی جهت مقایسه نسبت اسلامپ به عمق نفوذ را می‌توان به‌طور تقریبی ۶۷/۱ در نظر گرفت.

معمولا هر نفوذ بادقت ۲۵/۶ قرائت می‌گردد.

علاوه بر آزمون‌های  استاندارد فوق دو آزمون دیگر برای ارزیابی کارآیی بتن پیشنهاد می‌گردند که عبارتند از :

۱-تست ماله

۲-تست آب ‌انداختن

تست ماله:

این آزمون عبارت از ماله‌کشی مخلوط بتونی و مشاهده رفتار مخلوط تحت این عمل می‌باشد. در این حالت  نتیجه‌گیری به‌صورت چشمی می‌باشد و وضعیت ظاهری پس از ماله‌کشی امکان لزوم تغییرات در نسبت‌های اختلاط را مشخص می‌نماید.

◄وسایل مورد نیاز:

کفچه یا ماله

ظرف مناسب جهت ماله‌کشی

◄شرح آزمون:

هر گاه هنگام ماله کشی سبک خلل و فرج بین سنگدانه‌های درشت توسط ملات پر شود و ملات اضافی نیز مشاهده نشود می‌توان گفت مخلوط بتونی کارایی لازم را دارد. به عبارتی حداکثر سیلان بتن در ازای مقدار مشخص سیمان می‌باشد به زبان ساده‌تر این بتن شامل مقدار کافی از ملات می‌باشد.

چنانچه ملات برای پرکردن فضاهای خالی بین سنگدانه‌ها کافی نباشد بتن‌ریزی مشکل بوده حتی در حالت سخت‌شده نیز بتنی متخلخل و به ‌اصلاح با ظاهری کرمو خواهیم داشت در نتیجه این بتن کارآیی لازم را نخواهد داشت.

زمانی‌که ملات زیادتر از حد معمول باشد حالت پلاستیکی داشته و کارایی آن بالا می‌باشد و با وجود سطح صاف ممکن است متخلخل باشد و استفاده از این بتن به‌دلیل سیلان کم مقرون به‌صرفه نمی‌باشد.

تست آب انداختن

تمایل آب به سمت سطح بتن تازه ریخته شده را اصطلاحا آب انداختن گویند و بر اساس ASTM-C232  نیز می‌تواند آزمون گردد.

◄وسایل مورد نیاز:

ظرف به حجم ۵/۱۳ لیتر و ارتفاع ۲۵۰ میلی‌متر

پی پت مدرج برای اندازه‌گیری آب جمع شده بر روی بتن

     دماسنج

◄شرح آزمون:

مخلوط بتن را داخل ظرف استاندارد ریخته و بدون کمترین تحرک سطح بتن ماله‌کشی و تراز می‌گردد. هرگاه دمای بتن بین ۱۸ تا ۲۴ درجه سانتی‌گراد ثابت شد در فواصل زمانی مشخص آب جمع شده بر‌روی سطح را توسط پی‌پت کشیده و اندازه‌گیری می‌نماییم. سرعت آب انداختن و آب جمع شده را به‌ صورت درصدی از آب خالص نمونه آزمایشی می‌توان بیان نمود.

آب انداختن زمانی مطلوب است که کاهش میزان آب کاهش نسبت آب به سیمان را به‌دنبال داشته باشد اما مقدار آب انداختن زیاد ممکن است موجب شود بتن دارای نفوذپذیری بالا گردیده و میلگردهای فولادی را در معرض خوردگی قرار دهد.

مشکلات کاهش کارایی

بتن بخاطر نوع مخلوطی که دارد به سرعت روانی و کارآیی خود ر ازدست می‌دهد که این ویژگی به افت اسلامپ معروف است.

این پدیده به ویژه در هوای گرم و خشک همراه با وزش باد مشکل ساز می‌باشد؛ به‌خصوص زمانی‌که بتن فواصل طولانی را طی می‌کند. رعایت برخی نکات می‌تواند در کاهش میزان افت اسلامپ و به‌عبارتی افزایش کارایی آن بی‌تاثیر نباشد، در زیر به برخی از این موارد اشاره گردیده‌است:

-فاصله محل تولید تا تخیله بتن را به‌ حداقل برسانید و از ایجاد صف و انتظار تخلیه کامیون‌‌های حمل بتن اجتناب نمایید و از وسایلی استفاده کنید که به کار سرعت بدهند و از تاخیر پرهیز کنید.

-چنانچه سنگدانه خشک جاذب رطوبت مصرف می‌کنید قبل از استفاده آن‌ها را مرطوب نمایید.

-برای جذب کمتر آب بستر خشک کار را خیس و مرطوب نمایید.

-دمای بتن را کاهش دهید.

-زمان اختلاط را کوتاه نمایید.

-بتن‌ریزی را در طول شب انجام دهید.

-در محل کار سلیبان زده و در اطراف آن از بادشکن استفاده کنید.

-با پاشش آب به‌صورت اسپری محیط را مرطوب نگه داشته و دمای آن را کاهش دهید.

-از سیمان‌های زودگیر استفاده نکنید.

عدم کارآیی بتن

دلایل مختلفی برای عددم موفقیت در کارآیی بتن وجود دارد برخی از دلایل عمده در زیر ذکر شده است:

افزودن مقدار بیشتر از حد یا کمتر از حد مقدار واقعی مورد نیاز برای مخلوط بتن

بازرسی ضعیف حین تولید

استفاده از مصالح ضعیف

اختلاط نادرست در بچینگ ( محل تولید بتن)

کیفیت پایین عناصر بتنی مانند سیمان، سنگدانه، ماسه، آب و غیره

نکته طلایی در آزمون کارآیی بتن