شرکت آرمان تابش

تهیه و توزیع مصالح بصورت عمده از قبیل :

شن ۴/۳ - شن ۸/۳ - بیس - انواع ماسه - ماسه بادی - کوپال

تحویل در :

اهواز _ ماهشهر _ بندر امام خمینی _ منطقه ویژه پتروشیمی _ مجتمع بندری امام خمینی _ آبادان و خرمشهر

تلفن 09168006003

لازم به ذکر است مصالح شن و ماسه از نوع رودخانه ای و با کیفیت بالا میباشند .

خصوصيات فيزيكي شن و ماسه::
با توجه به اينكه شن و ماسه قسمت اصلي ساختن يك سازه بتوني را تشكيل مي‌دهند و با توجه به مقاومت ساختمانهاي بتوني در مقابل عوامل جوي و عمري طولاني‌تر آن نسبت به ساختمانهاي فلزي و آجري و همچنين با توجه به امكان سريع و ارزان و آسان مصالحي كه براي ساختن ساختمانهاي بتوني مصرف مي‌شود كه عمده آن شن وماسه مي‌باشد جا دارد در مورد شن و ماسه مطالعات بيشتري صورت بگيرد.
صمناٌ بايد توجه نمود كه جنس و خصوصيات مختلف شن و ماسه در هر ناحيه متفاوت مي‌باشد بدين دليل مطالعات انجام شده ساير كشورها بطور كامل و دقيق براي ما قابل استفاده نيست چه بسا براي مملكت پهناوري مثل ايران جا دارد كه شن و ماسه و حتي سنگ و خاك هر ناحيه بطور جدا گانه مورد مطالعه قرار گرفته و مشخصات معيني براي آن تهيه شود. مخصوصاٌ رفتار آنها در بتون روشن گردد.

محلهاي مصرف شن وماسه در ساختمان :
علاوه بر مصرف شن وماسه در ساختمانهاي بتوني كه اصلي‌ترين و مهم‌ترين محل مصرف شن و ماسه است اين مصالح در نقاط مختلف كليه ساختمانها مورد مصرف دارد.
از جمله در پي سازي قريب به اتفاق ساختمانها كه از دو طبقه بيشتر است از بتون استفاده مي‌گردد كه بايد در ساختن بتون شن و ماسه مصرف شود. همچنين در ساختمان‌هاي آجري براي چيدن ماسه سيمان استفاده مي‌كنيم.
همچنين براي دانه بندي كف فضاهايي كه روي زمين ساخته مي‌شود ( هم كف يا زير زمين) براي آنكه از نفوذ رطوبت به سطح جلوگيري شود از شن با ابعاد مختلف استفاده مي‌گردد و علاوه بر اينها براي محفوظ نگاهداشتن لوله‌هاي تأسيسات كه در ايران معمولاٌ از كف ساختمان عبور مي‌كند علاوه بر ضد زنگ – پشم نايلون پيچي روي لوله‌ها را با يك ماسه غير آهكي مي‌پوشاند تا مواد آهكي كه احتمالاٌ در پوكه يا ملات وجود دارد روي آن اثر نكند.

ابعاد شن و ماسه :
به تدريج كه بشر احتياج به مصرف سنگ با ابعاد مختلف آن پيدا كرد سعي نمود براي تميز دادن آنها از يكديگر براي اندازه‌هاي مختلف آن اسمهاي جداگانه‌اي را انتخاب كند. مثلاٌ براي دانه‌هاي بسيار ريز ماسه بادي و براي دانه درشت تر ماسه و همينطور براي دانه‌هاي درشت تر شن و قلوه سنگ، پاره سنگ تخته سنگ صخره وغيره را انتخاب نمود. در صنعت ساختمان به دانه‌هاي سنگي كه قطر آن در حدود دو ميلمتر يا كوچكتر باشد ماسه مي‌گويند وبه دانه‌هاي سنگي كه با قطر 2 ميليمتر بزرگتر باشد شن نخودي و به دانه‌هاي بزگتر از شش ميليمتر شن مي‌گويند. بطور كلي بهترين دانه بندي براي ماسه‌ها آنست كه قطر 33% دانه‌هاي آن بين 8% ميليمترتا 5 /0 و 33 % دانه‌هاي آن بين نيم ميليمتر تا يك ميليمتر و بقيه دانه‌هاي آن بين يك ميليمتر تا دو ميليمتر باشد.

منابع تهيه شن و ماسه:
شن و ماسه براي كارهاي شاختماني به دو گونه تهيه مي‌شود:
1-شن . ماسه طبيعي
2-شن و ماسه شكسته

شن و ماسه طبيعي
هر سال پس از فصل بارندگي طغيان رودخانه‌ها مقدار زيادي شن و ماسه در بستر رودخانه باقي مي‌ماند كه پس از كم شدن آب رودخانه‌ها اين منابع در دسترس قرار مي‌گيرد و اين ماسه‌ها را پس از شستن و سرند كردن مورد استفاده قرار مي‌دهند.
يكي ديگر از منابع طبيعي شن و ماسه ذخاير ماسه كوهي مي‌باشد كه در سازندهاي زمين شناسي كه قبلاٌ بستر رودخانه‌هاي قديمي بوده يا بخشي از ساحل درياهاي قديمي بوده كه در طول تغييرات زمين شناسي بصورت ذخايري از ماسه كوهي در برخي نقاط در ارتفاعات قرار گرفته‌اند مانند ذخاير ماسه كوهي واقع در بخش بستري سازند آغاجاري در خوزستان تكه سنگهاي درشت را بعد از تعيين جنس آن در سنگ شكنهاي مختلف شكسته و خرد مي‌ماند آنگاه آن را بوسيله الكهاي مخصوص دانه بندي نموده و آن را به مصرف مي‌رسانند.

آزمایش تعیین هم ارزی (ارزش ماسه ای SE)

هدف :

این آزمایش به منظور تعیین سریع نسبت ذرات ریز یا مواد رس گونه در خاکها یا مصالح دانه بندی شده بکار برده میشود .

وسایل مورد نیاز :

Ø استوانه پلاستیکی مدرج :این استوانه 15-3 اینچ مدرج شده .

Ø لوله لاستیکی و مسی متصل به آن

Ø میله وزنه دار

Ø سیفون : منبع محلول بهتر است1+36 اینچ برابر بالاتر از سطح میز قرارگیرد تا محلول براحتی در داخل استوانه پلاستیکی جاری گردد.

Ø پیمانه نمونه گیر : استوانه فلزی است بقطر داخلی 2 اینچ (57 میلیمتر )و گنجایش 5±85 میلیمتر .

Ø قیف دهانه گشاد :به قطر 4 اینچ (100 میلیمتر )

Ø تکاندهنده مکانیکی :که به دلیل کمبود امکانات از دست به عنوان تکان دهنده استفاده می کنیم .(90 ضربه در 30 ثانیه)

Ø محلول استوک : که این محلول بایدشامل مواد شیمیایی زیر باشد :

کلرو کلسیم خشک :454 گرم

گلیسرین : 2050 گرم

آلدهید فرمیک 40 درصد وزن حجمی :47 گرم

روش آزمایش :

پیمانه نمونه گیر را از خاک پر کرده و با کوبیدن ته پیمانه به میز حداکثر مقدار ممکنه از نمونه خاک را داخل آن نمائید ،مقدار زیادی نمونه خاک را به وسیله خط کش یا کاردک از روی دهانه پیمانه بردارید.

با سیفون کردن ،محلول استوک را به داخل استوانه پلاستیکی بریزیدتا ارتفاع محلول در استئانه به 0.1±4 اینچ برسد .نمونه آماده شده را با استفاده از قیف (برای جلوگیری از ریزش )به داخل استوانه پلاستیکی وارد کنید .جهت خارج کردن هوای موجود در استوانه ،ته آنرا چندین با به کف دست بزنید تا کلیه حبابهای هوای موجود خارج شود.استوانه با محتویاتش بمدت 1±10 دقیقه بر روی میز بحال خود باقی می مانددر پایان 10 دقیقه ،با سر وته کردن استوانه نمونه خاک داخل آن کاملا به هم میخورد و شل میگردد.

روش تماندادن دستی :استوانه پلاستیکی را با دو دست بطور افقی نگهدارید .سپس با حرکت افقی استوانه تعداد 90 تکان رفت و برگشت یک حرکت بمدت 30 ثانیه انجام دهید .بطوریکه فاصله رفت و برگشت آن 1+9 اینچ باشد .یک تکان رفت وبرگشتی یک حرکت کامل رفت باضافه یک حرکت کامل برگشت میباشد .

پس از تکان دادن استوانه را روی میز قرار داده سر پلاستیکی آنرا بر دارید ،ریختن محلول استوک در استوانه بوسیله لوله مسی وصل شده به لوله لاستیکی انجام میشود.

لوله مسی راتا ته استوانه فرو برده و پس از باز کردن گیره اجازه دهید که محلول از منبع به داخل استوانه هدایت شود ،با چرخاندن آرام و حرکت از بالا به پائین لوله مسی کلیه مصالح که به جداراستوانه چسبیده و همچنین ذرات ریز نمونه خاک شسته و بطرف بالا رانده میشوند،البته در این هنگام مایع در داخل استوانه بالا میرود ،این عمل باید طوری انجام گیرد که پس از خارج کردن لوله مسی از داخل محلول و بستن شیر مربوطه حجم کل مایع دقیقا 15 اینچ برسد.استوانه محتوی محلول برروی میز برای مدت 20 دقیقه ±15 ثانیه بحال خود باقی می ماند ،زمانی که استوانه را برروی میز قرار دادید ،ابتدای زمان آزمایش بحساب میاید .در انتهای 20 دقیقه که نمونه بهم خورده به مرور رسوب نموده سطح بالائی کلیه مصالح را یاداشت نموده که این عدد به عنوان" عدد رس " خوانده می شود برای تعیین مقدار ماسه ،میله وزنه دار را به آرامی در حالیکه سر نشانه با بدنه داخلی استوانه تماس دارد بطرف پائین حرکت دهید .هنگامیکه میله نشانه دار به وسیله وزنه سر آن برروی ماسه نشست دقیقا ارتفاعی را که نوک نشانه بر روی دیواره داخلی استوانه نشان داد بخوانید ،مقدار 10 اینچ از ارتفاع محل نشانه کم کنید تا مقدار ماسه مشخص شود .

محاسبات:

h2 :عدد ماسه *100 SE = :h1عدد رس

نتیجه:

v با توجه به SE های به دست آمده ،چون بالای 70 % است مناسب برای بتن ریزی می باشد.

بيندر

بيندر بتن آسفالتي مي باشد كه با سنگ شكسته از مصالح رودخانه اي يا كوهي تهيه مي شود و مصالح سنگي آن داراي دانه بندي 25-0 ميلي متر و 19-0 ميلي متر مي باشد بيندر بصورت يك لايه طبق ابعاد و ضخامت هايي كه در نقشه مشخص شده بر روي سطوح آماده شده راه پخش مي گردد البته در مواردي كه ضخامت قشر آسفالت زياد باشد با توجه به دانه بندي انتخاب شده ممكن است در يك لايه يا بيشتر اجرا شود.ضمناً لايه بيندر بر اساس طراحي روسازي جاده محاسبه و مشخص مي گردد.

توپكا

بتن آسفالتي است كه از مصالح رودخانه اي يا مصالح سنگ كوهي تهيه مي شود و مصالح سنگي آن داراي دانه بندي 19-0 ميلي متر مي باشد و جهت پوشش لايه نهائي بتن آسفالت بكار مي رود كه به آن اصطلاحاً رويه مي گويند و ضخامت اين لايه را بر اساس طراحي روسازي جاده محاسبه و مشخص مي گردد.

بيس

بيس قشري است كه مصالح سنگي و يا مخلوطي از مصالح سگي و مواد چسبيده با مشخصات فني معين و به ضخامت محاسبه شده مي باشد كه بر روي بستر 50-0 ميلي متر و 38-0 ميلي متر و 25-0 ميلي متر مي باشد كه حداقل 50% مصالح ماندهروي الك شماره 4 بايد شكسته و ارزش ماسه اي آن بيشتر از 35 باشد اين قشر بايد قابليت تحمل بار محوري و همچنين زهكشي راه را داشته باشد.

ساب بيس

ساب بيس قشري از مصالح سنگي با مشخصات فني معين و به ضخامت محاسبه شده مي باشد كه بر روي بستر روسازي راه بمنظور تحمل بارهاي وارده از جانب قشر اساس قرار مي گيرد اين قشر معمولاً ااولين لايه از ساختمان روسازي را تشكيل مي دهد.
و ضخامت آن نيز بر اساس طراحي روسازي راه محاسبه و تعيين مي گردد.مصالح آن داراي دانه بندي 50-0 ميلي متر و 48-0 ميلي متر و 25-0 ميلي متر مي باشد.

ردايلينگ

به نوعي قير پاشي سطح راههاي شني اطلاق مي گردد كه بمنظور تحكيم و تثبيت سطح شني راه و نيز غبار نشاني بكار برده مي شود راههاي شني كه به اين روش قير پاشي مي شوند پس از مدتي سطح شني آنها مبدل به يك سطح پايدار گرديده كه در برابر نفوذ آب مقاوم مي باشد قيرهاي مورد مصرف آن عبارتند از 70-mc و 250-mc و 70-sc و 250-sc

          دانه بندی ماسه :       

ارزش ماسه ای: %95

مدول نرمی ماسه: 2.48

آیا مصالح شکسته و تیز گوشه در بتن باعث افزایش مقاومت فشاری می شود یا باعث کاهش مقاومت فشاری ؟

جواب:

با توجه به تیز گوشه بودن و حالت زبری که دارد در نگاه اول و طبق  مباحث موجود در کتابهای طرح اختلاط  باعث درگیر شدن بیشتر مصالح  تیز گوشه با ملات سیمان گشته و مقاومت بتن را افزایش می دهد

اگر از یک مهندس عمران سوال شود قطعاً این جواب را خواهد داد  اما اگر از یک مسئول آزمایشگاه  بتن سوال شود نظرش عکس این می باشد زیرا در آزمایشات متوالی به این نتیجه رسیده که استفاده از مصالح شکسته ریز دانه یا درشت دانه باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می شود .

اما چگونه می توان این مورد را تحلیل کرد و دلیل کاهش مقاومت چیست؟

۱ - آیا بدلیل وجود خاک و یا پودر سنگ حاصل از شکسته شدن سنگها می باشد ؟

۲- آیا بدلیل وزن مخصوص پایین سنگدانه ها می باشد ؟

۳- آیا بدلیل تورم حاصل از رطوبت بیش از اندازه ماسه شکسته می باشد؟

۴- آیا بدلیل وجود دانه های پولکی و سوزنی سنگدانه می باشد ؟

و بسیاری از آیا و اما های دیگر

اما دلیل اصلی پایین آمدن مقاومت فشاری به تمام  این موارد مربوط است  ونکته اصلی اینست که هر چه سنگدانه شکسته تر باشد دارای  خلل و فرجهای بیشتری است و همین امر باعث می شود که وزن مخصوص سنگدانه نسبت به نوع طبیعی خود دارای وزن مخصوص کمتری باشد و بین دانه های ریز دانه فضای خالی بیشتری وجود داشته باشد و این فضای خالی با ملات سیمان پر می شود پس ما به سیمان بیشتری جهت پر کردن این فضا نیاز داریم اگر این فضا را کاملا پر کنیم بله آنگاه نظر مهندسین عمران صحیح است در صورتی که برای طرح اختلاط به این مورد توجهی نمی شود و معیار سنجش بتن اسلامپ میباشد که با توجه به این نکته اسلامپ بدست آمده حاصل از استفاده سنگدانه شکسته نمی تواند معیار قابل قبولی جهت تحلیل بتن باشد

اگر بطور واضح  وزبان ساده بخواهیم بگوییم اسلامپ ۱۷  بااستفاده از سنگدانه طبیعی برابر است با اسلامپ ۷ بتن تهیه شده با سنگدانه شکسته

همچنین ضریب نرمی ماسه عامل مهم دیگری می باشد جهت تعیین اسلامپ واقعی و مقدار آب مورد استفاده در بتن

در کارخانه ایستا بتن و با توجه به نمونه های آزمایش شده به این نتیجه رسیدیم که ماسه شکسته کارخانه های زرنام و سعیدیه در طرح اختلاطهای با عیار ۳۳۰ کیلو سیمان و اسلامپ ۷ حدود ۲۰ لیتر بیشتر آب استفاده می کند و این عامل باعث بالا رفتن نسبت آب به سیمان گشته و همین امر باعث کاهش مقاومت میشود .

همچنین ماسه های طبیعی کارخانه های فوق جهت رسیدن به اسلامپ مورد نظر آب کمتری نسبت به فرمولهای طرح اختلاط نیاز دارد

 با دانستن این موارد می توان یک طرح اختلاط  و یا بتن تولید شده را بررسی کرد که مقاومت ۲۸  روزه آن چه مقدار می باشد

البته استفاده از جدول طلایی که قبلا در این وبلاگ درج شده لازم می باشد

مثال:

طرح اختلاطی با فرمول زیر تهیه شده مقاومت ۲۸ روزه آنرا پیش بینی نمایید

۱- سیمان(تیپ ۲) =  ۳۳۰ کیلوگرم

۲- شن (با اندازه اسمی ۱۹ میلیمتر )= ۷۵۰ کیلوگرم

۳- ماسه طبیعی زرنام  با مدول نرمی ۴ = ۵۰۰ کیلو گرم

۴- ماسه شکسته زرنام با مدول نرمی ۴= ۶۵۰ کیلو گرم

۵- اسلامپ بدست آمده ۷۰ میلیمتر

از اسلامپ بدست آمده متوجه میشویم که آب مصرفی ۲۰۵ لیتر می باشد  این مقدار با احتساب درصد های رطوبت شن و ماسه نیز می باشد  ولی نکته اصلی همین جاست که با استفاده ماسه شکسته و ماسه طبیعی با مقادیر متفاوت مقدار آب مصرفی ۲۱۳ می باشد  واز تقسیم  عدد ۲۱۳ به مقدار سیمان ۲۱۳/۳۳۰ =۰.۶۴ 

با مشخص شدن نسبت آبه به سیمان می توان از جدول با درونیابی مقاومت ۲۸ روزه طرح را بدست آورد

مقاومت 28 روزه طرح اختلاط 287 میباشد.

اگر مقاومت 28 روزه 300 مد نظر باشد  باید نسبت آب به سیمان به عدد ۰.۶۲ برسد یکی از را ه حلهای زیر باید مورد استفاده قرار گیرد

۱- مقدار سیمان به ۳۴۳ کیلو افزایش یابد.

۲- اسلامپ به عدد ۵۰ میلیمتر برسد

۳- مقدار ماسه شکسته ۳۵۰ کیلو گرم و ماسه طبیعی ۸۰۰ کیلو گرم تغییر یابد

از این سه راه باید بررسی شود که کدام مورد از لحاظ اقتصادی و اجرایی قابل قبول می باشد.

دانه بندي ماسه: مناسب ترين دانه بندي ماسه، به نوع مصرف و مقدار سيمان بتن و حداكثر درشتي و مصالح درشت دانه بستگي دارد. اصولا مقدار ذرات ريزتر از mm 0.6 تاثير قابل ملاحظه اي بر كارايي مخلوط دارند و شاخص نسبتا مطمئني براي كل سطح مخصوص ماسه مي باشند.

قاعدتا مقدار ماسه در مخلوط بتن بايد كم باشد زيرا افزايش 10 تا 15 درصد دانه هاي كوچكتر از mm 0.15 در سنگدانه ها، باعث تقريبا 10% كاهش مقاومت فشاري بتن مي گردد.

از موارد ديگر كاربرددانه بندي ماسه مي توان از نتايج آزمايش به منظور تطبيق توزيع اندازه دانه ها با مشخصات لازم براي مصالح سنگي، همچنين تهيه اطلاعات لازم براي كنترل و تصحيح دانه بندي سنگدانه هاي مختلف نام برد.

بدون نرمي(FM) : تعيين كننده ي ريزي و درشتي دانه هاست. هر چه دانه هاي سنگي درشت تر باشد مدول نرمي آنها بيشتر است. همچنين ريزدانه ها مدول نرمي كمتري دارند.

بافت سطحي: سنگدانه ها، به وي‍ه در مورد سنگدانه هاي ريز ( ماسه) ، بر ژيوستگي آن با خمير سيمان و همچنين بر مقدار آب لازم براي مخلوط تاثير مي گذارد. شكل و بافت سنگدانه هاي ريز ( ماسه) تاثير چشمگيري بر آب لازم براي مخلوط بتني كه با آن ساخته مي شود، خواهد داشت. منجر به نشان داده است كه ماسه بسيار ريزدانه و ماسه بسيار درشت دانه، مناسب بتن نمي باشد. زيرا اولا از لحاظ اقتصادي با صرفه نيست، و دوما مخلوطي مي سازد كه داراي كارايي لازم نبوده و سطح بتن، زبر در مي آيد. در بتنهايي كم سيمان و يا بتنهايي كه شن آنها ريز است از نظر كارژذيري ( كارايي) بتن، دانه بندي و مصالح ريزدانه را چنان بايد انتخاب كرد كه درصد مواد رد شده از الك، يا حداكثر پيشنهادي آيين نامه بخواند( حد پايين محدوده استاندارد) و در بتنهايپر سيمان و يا بتنهايي با شن درشت دانه از نظر صرفه جويي در مصرف سيمان حد بالاي دانه بندي استاندارد براي ريز دانه مطلوب مي باشد.

هدف آزمايش:

تعيين وي‍ژگيهاي دانه بندي مصالح سنگي ريزدانه ( ماسه) كه در بتن و بتن مسلح به كار برده مي شود.

وسايل آزمايش:

1- ترازوي ديجيتال

2- الكها با شماره هاي 8/3،4،8،16،30،50^100 زير الكي و درب.

3- لرزانده ي مكانيكي

مصالح آزمايش:

1- ماسه

شرح آزمايش:

ابتدا بايد يك نمونه از ماسه را برداشته ( نمونه بايد از ارتفاع متوسط توده ماسه برداشته شود بطوريكه هنگام برداشت دانه ها از ظرف بيرون نريزد و بايد از لحاظ توزيع دانه ها، نماينده ي كل دپوي ماسه باشد).

نمونه ي ماسه انتخاب شده 1 كيلوگرم مي باشد كه در اين مرحله بايد به طور قائم و يا قائم و جانبي لرزش را به الك انتقال دهد. بدين طريق دانه ها در روي الك به بالا و پايين پريده و مي غلطند تا در جهت هاي مختلف روي الك قرار گيرند.

دور دستگاه را بر روي 150 دور در دقيقه تنظيم كرده و دستگاه را به مدت كمتر از 10 دقيقه راه اندازي مي كنيم.

بايد دقت كرد كه بعد از اتمام عمل لرزاندن الكها به صورت مكانيكي براي اطمينان بيشتر توصيه مي شود كه قبل از توزين مصالح باقيمانده هر الك، با قرار دادن زير الك و در پوش، مجددا آنرا با دست در جهات گوناگون بلرزانيم تا عمل الك كردن به خوبي انجام گيرد.

در مرحله ي بعد هر الك را جدا كرده و مصالح بايمانده روي آنرا وزن مي كنيم.

* بر طبق بند 5-7 اساندارد شماره ي 4977 ايران، وزن كل مواد بعد از الك كردن بايد با وزن اوليه نمونه كنترل شود و در صورتي كه اختلاف اين دو بيش از 0.3 درصد باشد، نتايج قابل قبول نيست.

* بر طبق بند 4/9/1 استاندارد شماره 1599 ايران مانده هاي روي الك ها و رد شده آخري را بايد با تقريب 0.1 درصد نسبت به جرم بار توزين نمود. مجموع اين جرمها با جرم بار نبايد اختلافي بيش از 2 درصد نسبت به جرم بار داشته باشد.

اعداد بدست آمده در آزمايش در قسمت پشت عمليات و محاسبات و هم چنين جدول و منحني دانه بندي ماسه شرح داده مي شود.

اساندارد هاي ASTM و ايران يك منحني دانه بندي را معرفي نموده اند.

ثبت عمليات و محاسبات:

الكها با شماره ها ومقدار مصالح روي هر الك ذكر شده:

0g

4 130g

8 325g

16 210g

30 145g

50 65g

100 85g

زير الكي 35g

مقايسه اعداد و منحني با استاندارد:

طبق استاندار محدوده ي مجاز براي منحني دانه بندي ماسه بين دو منحني رسم شده در شكل مي باشد.( استاندارد ايران – شماره 300) كه با توجه به اعداد و ارقام بدست آمده منحني نمونه ي ماسه ي ما در محدوده ي مجاز قرار گرفته است.

مدول نرمي يا ضريب نرمي ( FM):

FM=

عبارت است از مجموع درصدهاي تجمعي باقيمانده روي الكها استاندارد ( منهاي زير الك) تقسيم بر صد گفته مي شود. هر چه دانه ها درشتر، مدول نرمي آنها نيز بيشتر است.

اين اعداد را مي توان با تقسيم كردن عدد درصد انباشته باقيمانده روي الكها بر صد بدست آورد.( مندرج در منحني دانه بندي ماسه).

سنگدانه ها به عنوان پركننده بتن در نظر گرفته مي شود . معمولا 60 الي 80 درصد حجم بتن را تشكيل مي دهند. سنگدانه ها بايد عاري از مواد شيميايي باشند و سطح سنگدانه ها از رس، لاي، گردو خاك كه در چسبندگي دانه ها با خمير سيمان تاثير منفي دارد پوشيده نشده باشد.

بسياري از اين مواد را مي توان با شستن خارج كرد. اغلب خاك رس به صورت پوشش بر روي سطح سنگدانه ها موجود مي باشد، كه سبب عدم چسبندگي بين خمير سيمان و سنگدانه ها مي شود، لذا اثر جدي بر روي مقاومت و دوام بتن مي گذارد.

نتايج آزمايشات نشان مي دهد كه بعد از شستن ماسه هاي حاوي رس در مقاومت ملات و بتن به مقدار 20 الي 30 درصد افزايش مقا.مت حاصل مي شود. دو نوع ديگر مواد ريزدانه مانند لاي و گردو خاك ( ذرات لاي داراي اندازه ي بين 2 الي 60 ميكرون مي باشد) مي توانند بر روي سنگدانه ها به صورت پوشش و يا به صورت آزاد وجود داشته باشند. اين مسئله به نوعي باعث كاهش مقاومت بتن مي گردد. از طرف ديگر اينگونه مواد زيان آور در بتن در بعضي شرايط محيطي موجب تغييرات جمعي زياد و در نتيجه گسيختگي سطح بتن مي شود.

هدف:

تعيين خاك رس لاي و گرد و خاك( ذرات كوچكتر از 0.75 ميكرون)

وسايل آزمايش:

1- تراز و ديجيتال

2- الك به شماره هاي 200 الي 16

3- ظرف يا پيمانه

4- خشك كن ( اون) با قدرت توليد حرارت 5 105 درجه سانتي گراد

وزن خالص ماسه پس از شستشو به همراه سيني پس از خشك شدن = 1460 g

A=

A: درصد مواد كوچكتر از 0.075 ميلي متر

: وزن اوليه

: وزن سنگدانه هاي خشك شدن پس از شستشو

A=

مقايسه اعداد با استاندارد:

آيين نامه 92:BS882 محدويتهاي زير ار براي حداكثر مقدار مواد كوچكتر از 75 ميكرون( الك نكره 200 در سيستم BS,ASTM ) را اعلام نموده است.

* در سنگدانه هاي ريز 4 درصد، وقتي كه كل سنگدانه هاي آن خرد شده باشند، به 16 درصد افزايش مي يابد.

آيين نامه ASTMC33:93 درصد ذرات كوچكتر از 75 ميكرون را براي سنگدانه هاي ريز( ماسه) ، وقتي بتن در معرض سايش قرار مي گيرد 3 درصد و براي ساير بتنها 5 درصد و براي سنگدانه هاي درشت ( بتن) 1 درصد در نشر مي گيرد.

خواص عمومي ماسه‌هاي قالبگيري

1- استحكام ماسه در حالت تر و خشك

2- استحكام حرارتي

3- قابليت عبور گاز

4- قابليت شكل گيري

5- ديرگدازي

6- پايداري در مقابل حرارت

7- قابليت فروريزي

8- تركيب شيميايي

آزمايشات مربوط به مواد قالبگيري

1- آزمايش دانه‌بندي ماسه و نحوه توزيع ذرات آن

2- آزمايش استحكام تر و خشك

3- قابليت عبور گاز

4- آزمايش استحكام داغ

5- آزمايش تعيين نقطه زينتر

6- آزمايش تعيين مقدار CaO (مزاحمترين اكسيد در ماسه )

7- آزمايش تعيين مواد قابل احتراق

8- تعيين مقدار خاك رس

1- دانه‌بندي ذرات ماسه

منظور از دانه‌بندي ذرات ماسه، تعيين درصد اندازه‌هاي مختلف ماسه و نحوه توزيع آنها است. اندازه ذرات بوسيله « عدد ريزي » نشان داده مي‌شود. براي اين کار از يك دستگاه ويبره با تعدادي الكِ روي هم قرارگرفته و با مش معين استفاده مي‌شود. الك‌هاداراي قطر mm 280 و تعداد سوراخ معين در طول يك اينچ (مِش) هستند. سري الك‌ها به گونه‌اي است كه مساحت سوراخ هر الك، 2 برابر مساحت الك زير آن مي‌باشد.

جهت آزمايش، 100 گرم نمونه ماسه بدون رطوبت و خاك را در الك بالائي ريخته و در مدت زمان معيني حدود

15 – 10 دقيقه با دستگاه مي لرزانند سپس مقدار ماسه باقيمانده روي هر الك را وزن نموده و به صورت درصدي از وزن ماسه اوليه گزارش مي‌کنند. درصد ماسه باقيمانده روي هر الك را در ضريب آن الك ضرب نموده و بعد تمام اين حاصل‌ضرب ها را جمع مي‌کنند. عدد ريزي از تقسيم مجموع حاصلضربها به مجموع درصد ماسه الكها بدست مي‌آيد.

عدد ريزي به تنهايي نمي‌تواند نحوه توزيع ذرات ماسه را نشان دهد. براي بررسي كامل نتايج، درصد ذرات باقيمانده روي هر الك و نيز مجموع درصد باقيمانده ذرات تا هر الك به صورت نمودار ترسيم ميگردد كه اين منحني‌ها، نحوه توزيع و درصد ذرات بزرگتر از مش هر الك را نشان ميدهند. نحوه توزيع ذرات مختلف موجود در يک ماسه ويژگي‌هاي ماسه را بهتر معرفي مي‌کند. 80-75 درصد يک ماسه با تراکم خوب، روي 3 تا 4 الك مياني قرار ميگيرد.

نبايد دو برآمدگي در نمودار توزيع ماسه روي الك ها وجود داشته باشد.

اهميت عدد ريزي در تأثير زياد آن روي سطح نهايي قطعه و خواصي نظير استحكام و نفوذپذيري است همچنين عدد ريزي اثر قابل توجهي بر هزينه آماده سازي مخلوط ماسه هنگام تعيين ميزان چسب و ساير افزودنيها و رطوبت دارد.

ذرات ناهمگن باعث افزايش مقاومت ماسه مي‌گردند.درادامه نحوه تعيين عدد ريزي يك نمونه ماسه آمده است:

عدد ريزي از تقسيم مجموع حاصل ضربها (8816) بر مجموع درصد ماسه باقيمانده (98.36) بدست مي‌آيد. (89.63).

۲- استحکام

آزمايش استحکام براي تعيين استحکام هاي فشاري، کششي و برشي ماسه در حالتهاي تر و خشك انجام مي‌گيرد. نمونه استاندارد ماسه براي استحكام فشاري و برشي، استوانه‌اي با قطر و ارتفاع 2 اينچ است كه به وسيله کوبه استاندارد آماده مي شود. نمونه در دستگاه تعيين استحكام مجهز به فك ( نگهدارنده) مخصوص آزمايش قرار گرفته و نيرو جهت اعمال تنش تا شكست نمونه اعمال ميگردد. نيروي لازم براي شکست روي يک نمايشگر نشان داده مي‌شود كه مقدار استحكام (تنش) از روي آن قابل محاسبه خواهد بود. ميزان رطوبت، كوبش، چسب، نوع و شكل ماسه عوامل مؤثر بر استحكام به شمار مي‌روند. ذرات ناهمگن باعث افزايش استحكام ماسه مي‌شوند.

3- ميزان تغيير شکل (كاهش طول) و چقرمگي

تغيير شکل مومسان كه پلاستيسيته نيز ناميده مي شود، با كاهش طول ماسه در آزمايش استحكام فشاري تر قبل از شكست نمونه تعيين مي‌گردد. كاهش طول زياد موجب افزايش مقاومت قالب در برابر فشار هيدرواستاتيك ناشي از ورود مذاب خواهد شد.

در روش ديگر ميزان تغيير شكل بر اساس تغيير طول يك نمونه ماسه بر اثر 5 ضربه كوبه تعيين مي‌گردد. اگر ماسه قابليت جاري شدن بالايي را داشته باشد پس از 4 ضربه به چگالي نهايي مي‌رسد. در اين روش اختلاف ارتفاع نمونه بين ضربه‌هاي 4 و 5 تعيين ميگردد و هر 001/0 اينچ (0254/0 ميليمتر) كاهش ارتفاع به منزله يك واحد خواهد بود. واحد تغيير ارتفاع از عدد 100 كسر شده و نتيجه به عنوان قابليت جاري شدن محسوب مي‌گردد.

چقرمگي يك كميت وابسته به تغيير شکل در استحكام فشاري تر است و معياري جهت كيفيت مخلوط ماسه به شمار ميرود.

عدد چقرمگي ماسه = ميزان كاهش طول(mm) × استكام فشاري تر(Kg/mm²)

4- آزمايش شاتر

اين آزمايش نيز بيانگر چقرمگي ماسه است و به صورت عدد شاتر مشخص مي شود. در اين آزمايش نمونه استاندارد ماسه‌اي را از ارتفاع معيني (cm 188) رها مي‌کنند تا روي يک سطح فولادي افتاده و خرد شود سپس تمام ذرات ريز و درشت حاصل را روي يک توري با مش mm12 مي‌گذارند. نسبت وزن مواد باقيمانده روي توري به وزن کل نمونه را به نام عدد شاتر قرار مي‌دهند.

5- تراکم پذيري

اين آزمايش درصد كاهش ارتفاع ماسه دراستوانه مخصوص دستگاه با ارتفاع ثابت در اثر سه كوبش اندازه‌گيري مي‌كند. استوانه مخصوص را ازمخلوط ماسه به صورت آزاد و سست پر نموده و با سه كوبش يا فشاري حدود Kg/cm2 10 متراكم مي‌كنند. درصد كاهش ارتفاع ماسه را تراكم پذيري مي‌گويند. تراكم پذيري به ميزان آب موجود در ماسه و دماي آن بستگي دارد.

تراکم پذيري زياد باعث ايجاد حفراتي (بصورت چروك) روي سطوح عمود قالب و تراکم پذيري کم نيز موجب ترد و خرد شوندگي لبه‌هاي قالب و ماسه شويي ميگردد.

مقدار تراكم پذيري به نوع مذاب و شرايط آن نيز بستگي دارد به عنوان مثال تراكم پذيري مخلوط ماسه براي ريخته‌گري فولاد بايد حدود 60- 50% باشد درحاليكه براي چدنها و فلزات غير آهني حدود 40 % كافيست.

امروزه کنترل تراکم پذيري با استفاده از دستگاه هاي ويژه با افزودن آب به طور خودكار، انجام ميگردد.

6- نفوذ پذيري

نفوذپذيري و استحکام دو ويژگي مهم ماسه به شمار مي روند و بايد حتي الامکان زياد باشند. اين دو کميت بستگي به شکل و اندازه دانه هاي ماسه و مقدار خاک آن دارند. به تجربه دريافته اند اگر عدد سختي ماسه از 85 بيشتر نباشد، حاصلضرب سختي در نفوذ پذيري مقداري ثابت خوهد بود و با داشتن يکي مي توان مقدار ديگري را به دست آورد .

نفوذپذيري، ميزان جاري شدن گازها از فضاي متخلخل ماسه قالبگيري است. نفوذ پذيري به‌صورت عددي عبارت است از حجم هواي عبور کرده برحسب سانتيمتر مكعب در يك دقيقه از سطح نمونه ماسه‌اي به اندازه 1 سانتيمتر مربع و ضخامت 1 سانتيمتر با فشار 1 گرم بر سانتيمتر مربع.

براي تعيين نفوذ پذيري از دستگاه ويژه‌اي استفاده مي‌شود. در اين دستگاه مقدار معيني هوا از درون نمونه ماسه عبور داده و زمان لازم براي عبور تمام هوا از نمونه اندازه گيري و از طريق رابطه زير عدد نفوذپذيري تعيين مي‌گردد:

عدد نفوذپذيري

V: حجم هوا برحسبcc

h: ارتفاع (ضخامت نمونه ) برحسب سانتيمتر

P : فشار هوا برحسب گرم برسانتيمترمربع

A : سطح مقطع برحسب سانتيمتر مربع

t : زمان برحسب دقيقه

رطوبت،چسب، نوع و شكل ذرات ماسه از عوامل مؤثر بر ميزان نفوذپذيري هستند.

7- تعيين رطوبت

به منظور تعيين ميزان رطوبت ماسه، نمونه را داخل يك خشك كن به مدت 2 ساعت در دماي C° 120- 105 قرار داده و سپس . نمونه را در يك دسيكاتور سرد نموده و توزين مي‌كنند. از روي اختلاف وزن ايجاده شده، درصد رطوبت ماسه را محاسبه مي‌گردد.

در روش غير استاندارد از راههاي سريعتري استفاده مي‌شود که يکي از آنها رطوبت سنج است. اساس كار اين دستگاه، انجام واکنش آب موجود در ماسه با کاربيد کلسيم و توليد گاز استيلن است. نمونه ماسه و کاربيد کلسيم را درون دستگاه مي‌ريزند سپس بوسيله دستگاه مخلوط مي شوند، فشار گاز استيلن ايجاد شده را روي مقياس برده و درصد رطوبت تعيين ميگردد. نتايج اين دستگاه‌ها دقيق نيست.

8- تعيين مواد قابل احتراق و مواد فرار

براي بهبود كيفيت سطحي قالب از پوشش يا پودر زغال استفاده مي‌شود. اين مواد حين ذوب‌ريزي مشتعل شده و عوارض ايجاد مي‌كنند. مقدار مواد قابل احتراق را مي‌توان با قراردادن يك نمونه ماسه در دماي C° 875 به مدت يک ساعت تعيين کرد. درصد وزن کاسته شده، ميزان مواد آلي را نشان مي‌دهد.

بقاياي رزين‌ها و وجود مواد آلي در ماسه باعث توليد گاز گرديده و از مرغوبيت ماسه مي‌کاهد.گازها و عناصر موجود در ماسه كه در دماي پايين تبخير ميشوند را مواد فرار مي‌نامند. يك نمونه ماسه را به مدت 7 دقيقه در دماي C°875 قرار داده و براساس كاهش وزن حاصل مقدار اين مواد تعيين مي‌گردد. درصد مواد فرار در يك مخلوط ماسه نبايد بيش از 2% باشد.

9- تعيين ميزان ديرگدازي

ماسه مورد استفاده در ريخته‌گري بايد تحمل درجه حرارت بالا را داشته باشد در غير اين صورت پديده زينتر شدن اتفاق مي‌افتد و عيوبي نظير ماسه سوزي و نفوذ مذاب به داخل قطعه رخ مي‌دهد.

ديرگدازي ماسه براساس دماي زينترآن تعيين مي‌گردد. منظور از زينتر شدن، ذوب سطحي ذرات ماسه و چسبيدن آنها به يكديگر است. براي اين منظور از PCE[1] استفاده مي‌شود. اين آزمايش براساس معيار 1528-1974 IS انجام مي‌گردد. وجود ناخالصيهايي نظير اكسيد آهن، فلدسپار، آهك نقطه زينتر ماسه را كاهش ميدهند.

10- مقدار ذرات نرم

منظور از ذرات نرم، ذراتي هستند که از الك با مش 150 عبور کنند. خواص ماسه کاملاً با محتويات نرم خود وابسته است و بايد زير 3% نگه داشته شود.