آزمایش بتن خودتراکم

آزماش‏های بتن تازه

۱-آزمایش جریان اسلامپ مطابق با استاندارد ISISIR 11270

منظور از جریان اسلامپ این است که بتن تحت اثر وزن خود بدون هیچ مانعی، در سطح افقی بصورت آزادانه حرکت کند. وسایل مورد نیاز برای انجام این آزمایش عبارت است از: ۱- مخروط ناقص: که دارای  ابعاد به قطر کوچک ۱۰۰ میلیمتر و قطر بزرگ ۲۰۰ میلیمتر و ارتفاع ۳۰۰ میلیمتر می‏باشد (شکل ۱). ۲- صفحه غیر جاذب: دارای قطر حداقل برابر با ۹۱۵ میلیمتر است. ۳- متر یا خط‏کش به طول تقریبی ۱۰۰۰ میلیمتر. ۴- ماله یا کمچه و غیره. روش انجام آزمایش به این صورت است که آزمون باید روی سطحی صاف، تراز و غیرجاذب انجام گردد. سطح کار باید مرطوب گردد و در هنگام انجام آزمون، آب اضافی روی سطح کار وجود نداشته باشد. سطح کار در معرض ارتعاش یا دست‏خوردگی قرار نگیرد. برای پر کردن قالب ۲ روش وجود دارد، پر کردن به روش راست و پر کردن به روش وارونه. قالب در مرکز صفحه سطح کار قرار می‏گیرد، قبل از ریختن بتن در قالب، باید قالب را نیز مرطوب نمود. بعد از ریختن  بتن در قالب، قالب در مدت ۱ ± ۳ ثانیه به طور پیوسته و بدون حرکت جانبی یا پیچشی، بالا آورده می‏شود. پس از توقف حرکت جریان بتن، بزرگترین قطر حاصل از پخش‏شدگی بتن اندازه‏گیری می‏گردد، که در صورت مشاهده هاله اطراف پخش‏شدگی بتن، آن نیز باید به عنوان بخشی از قطر پخش‏شدگی لحاظ شود. ضمناً تعریف هاله به این صورت است که، حلقه خمیر سیمان یا ملات که پس از برداشتن قالب، به طور واضح از سنگدانه درشت جدا شده و در اطراف محیط بیرونی بتن پس از جریان پیدا کردن از درون قالب مشاهده می‏شود، هاله نام دارد. قطر بعدی نیز باید با زاویه تقریبا عمود بر  قطر اول اندازه‏گیری گردد. در صورتی که دو قطر اندازه‏گیری شده بیش از ۵۰ میلیمتر با یکدیگر اختلاف داشته باشند، آزمون نامعتبر بوده و باید تکرار شود. قطرها باید با دقت ۵ میلیمتر گزارش داده شود. میانگین دو قطر به عنوان جریان اسلامپ در نظر گرفته می‏شود (شکل ۲).

۲-آزمایش حلقه J مطابق با استاندارد ISISIR 11271

این آزمایش یکی از موارد آزمایش بتن خودتراکم است و بسیار نقش مهمی دارد در این مبحث و در واقع شبیه‏ سازی عبور بتن از میان موانع، بخصوص آرماتورهای متراکم موجود در قالب است. با انجام این آزمایش می‏توان ویژگی قابلیت عبور بتن تازه را تعیین نمود. منظور از قابلیت عبور یعنی قابلیت جریان یافتن بتن خودتراکم تحت وزن خودش (بدون ارتعاش) و قابلیت پر کردن کامل تمامی فضاهای خالی در قالب‏بندی‏هایی با تراکم زیاد آرماتور یا سایر موانع، می‏باشد. حلقهJ وسیله‏ای متشکل از یک حلقه صلب که روی 16 میله به قطر 16 میلیمتر نگه داشته شده است، که این میله‏ها در فواصل مسای روی دایره‏ای به قطر 300 میلیمتر با فاصله 100 میلیمتر از یک سطح صاف قرار گرفته است. خلاصه روش آزمون به این صورت است که یک نمونه بتن تازه مخلوط شده در مخروطی راست یا وارونه. به طور هم مرکز با حلقه J ریخته می‏شود. بتن در یک مرحله و بدون اعمال ضربه یا ارتعاش در قالب ریخته می‏شود. سپس قالب برداشته شده و اجازه داده می‏شود تا بتن مابین حلقه J پخش شود (شکل 3). پس از توقف پخش شدگی، بزرگترین قطر حاصل از پخش‏شدگی بتن اندازه‏گیری می‏گردد، که در صورت مشاهده هاله اطراف پخش‏شدگی بتن، آن نیز باید به عنوان بخشی از قطر پخش‏شدگی لحاظ شود.

این مطلب را هم مطالعه کنید: بتن ریزی در هوای سرد

ضمناً تعریف هاله به این صورت است که، حلقه خمیر سیمان یا ملات که پس از برداشتن قالب، به طور واضح از سنگدانه درشت جدا شده و در اطراف محیط بیرونی بتن پس از جریان پیدا کردن از درون قالب مشاهده می‏شود، هاله نام دارد. قطر بعدی نیز باید با زاویه تقریبا عمود بر  قطر اول اندازه‏گیری گردد. در صورتی که دو قطر اندازه‏گیری شده بیش از 50 میلیمتر با یکدیگر اختلاف داشته باشند، آزمون نامعتبر بوده و باید تکرار شود. در ادامه کار باید یک آزمون جریان اسلامپ بدون استفاده از حلقه J انجام گیرد. با توجه به نتایج بدست آمده، انسداد بتن را می‏توان بر اساس جدول شماره 1، ارزیابی نمود.

۳-آزمایش قیف V شکل و زمان ۵ دقیقه مطابق با استاندارد ISISIR 3203-9

آزمایش قیف v شکل  به منظور اندازه ‏گیری قابلیت پر کنندگی بتن و همچنین برای ارزیابی لزجت بتن خودتراکم مورد استفاده قرار می‏گیرد. هدف از این آزمایش، ارایه روشی برای تعیین زمان روانی بتن خودتراکم از قیف v شکل می‏باشد. قیف v شکل دارای ابعاد ورودی 515 در 75 میلیمتر و نازل خروجی دارای ابعاد 65 در 75 میلیمتر می‏باشد (شکل 4). قیف v مجهز به دریچه‏های کشویی یا مفصلی برای آب‏بندی و قابلیت باز کردن سریع در پایه آن و پشتیبانی شده با یک قاب به طوری که قسمت فوقانی قیف افقی بماند و دارای آزادی کافی در زیر دریچه‏ها برای قرار دادن در زیر ظرف می‏باشد. وسایل مورد نیاز  از جمله: زمان‏سنج با قابلیت اندازه گیری 1/0 ثانیه، ظرف دارای حداقل 12 لیتر برای انجام آزمایش مورد نیاز است. برای شروع آزمایش، قیف V باید به صورت متعادل روی زمین قرار داده شود. سپس سطح درونی قیف مرطوب می‏گردد. بتن بدون هرگونه متراکم کردن و ارتعاشی در داخل قیف ریخته می‏شود.

این مطلب را هم مطالعه کنید: آزمایش تعیین پتانسیل خوردگی آرماتور در بتن

بعد از زمان حدود 2 ± 10 ثانیه دریچه را به سرعت باز می‏کنیم تا بتن تحت وزن خود به بیرون جریان یابد. زمان سنج هنگامی متوقف می‏شود که بتوان نور را از بالای قیف، در دریچه تخلیه دید؛ آنگاه زمان تخلیه کامل ثبت می‏گردد. این زمان مربوط به آزمایش قیف V می باشد. قابل ذکر است تمام مراحل آزمایش باید در مدت زمان 5 دقیقه انجام گیرد. در ادامه کار برای انجام آزمایش T5minute، بدون اینکه سطح داخلی قیف، تمیز یا مرطوب شود دوباره از بتن پر شده و مدت 5 دقیقه در همان حالت باقی می‏ماند؛ آنگاه دوباره آزمایش فوق انجام می‏گیرد. زمان تخلیه همان زمان V5min خواهد بود.

۴-آزمایش جعبه L شکل مطابق با استاندارد ISISIR 3203-10

این آزمایش در واقع برای تعیین نسبت قابلیت عبور بتن خودتراکم طراحی شده است. به عبارتی جریان‏یابی بتن و همچنین انسداد ناشی از فاصله آرماتورها توسط این آزمایش تشریح می‏گردد. آزمایش جعبه L شکل (شکل 5) به دو روش انجام می‏پذیرد؛ روش اول: آزمون با دو آرماتور. روش دوم: آزمون با سه آرماتور، که شبیه‏سازی آرماتوربندی متراکم می‏باشد. قطر آرماتورها در این آزمایش برابر با 2/0 ± 12 میلیمتر است؛ همچنین آرماتور باید به نحوی قرار گیرند که به صورت قائم و دارای فواصل مساوی از عرض جعبه L باشند. برای انجام آزمایش دستگاه را روی یکی سطح صاف و محکم قرار داده و از باز شدن راحت دریچه، اطمینان حاصل نمایید و سپس آن را ببندید. لازم است سطح داخلی دستگاه مرطوب شود. قسمت عمودی دستگاه از بتن پر می‏گردد. قابل ذکر است پر کردن باید بدون ارتعاش و تراکم انجام گیرد.  به مدت 10 ± 60 ثانیه دقیقه آن را به حال خود رها کنید تا در محل خود قرار گیرد. دریچه را باز کنید تا بتن آزادانه به قسمت افقی دستگاه جریان یابد. همزمان با باز کردن دریچه زمان‏سنج را فعال نموده و زمان لازم برای جاری شدن بتن در قسمت افقي را ثبت نمایید. وقتی حرکت متوقف شد، مقادیر  H1 (ارتفاع بتن در انتهای قسمت افقی دستگاه) و H2 (ارتفاع بتن در پشت دریچه) را اندازه گیری نمایید.

H2/H1 نسبت قابلیت عبور بتن خودتراکم را نشان می‏دهد. همچنین در این آزمایش باید بخش افقی دستگاه در فواصل 20 و 40 سانتیمتر علامت‏گذاری شود و زمان لازم برای پرشدن این فاصله به عنوان T20 و T40 شناخته شده و معیاری برای قابلیت پرکنندگی است. قطر میله گردها و فاصله آنها از هم اختیاری است. بر اساس قرار داد در صورت استفاده از میله گردهای معمولی سه برابر بزرگترین اندازه دانه سنگی باید برای فاصله میله‏گردها از هم رعایت شود.

۵-آزمایش جعبه U

با انجام آزمایش جعبه U، می‏توان خاصیت پرکنندگی بتن خودتراکم را مورد ارزیابی قرار ‏داد. اين دستگاه از يک تيغه جداکننده و يک دريچه متحرک در وسط که جعبه U شکل را به دو قسمت تقسيم می‏کند، تشکیل شده است. عموماً در محل دریچه میانی دو قسمت، میلگردهایی با قطر13 میلیمتر از هم قرار می‏گیرند. برای انجام آزمایش حدود20 لیتر بتن مورد نیاز است. ابتدا دستگاه را در حالت متعادل روی یک سطح صاف قرار دهید. سپس اطمینان حاصل کنید که درب کشویی دستگاه براحتی باز و بسته می‏شود و سپس آن را ببندید. بدنه داخلی دستگاه باید مرطوب باشد. یکی از ورودی‏های جعبه U را از بتن پرکرده و یک دقیقه به حال خود رها کنید. حال درب کشویی را کشیده و اجازه دهید بتن به حالت استراحت درآيد، ارتفاع آن را در قسمتی که ابتدا پر شده اندازه‏گیری کرده وآن راH1  می‏نامند. ارتفاع بتن را در قسمت دیگر به همین روش اندازه‏گیری کرده و آن H2 نام دارد. ارتفاع پرکنندگی به اختلاف ارتفاع H1-H2، گفته می‏شود.

۶-آزمایش دانه‏ بندی با الک GMT مطابق با استاندارد ISISIR 3203-11

هدف از انجام این آزمایش ارایه روشی برای تعیین مقاومت در برابر جدایی با الک بتن خودتراکم است. برای انجام این آزمایش وسایل زیر مورد نیاز می‏باشد: ۱- الک با سوراخ‏هایی با ابعاد ۵ میلیمتر مربع، با قابی با قطر حداقل ۳۰۰ میلیمتر و ارتفاع کمینه ۳۰ میلیمتر، کامل شده توسط یک گیرنده که بتوان الک را به راحتی با بالا بردن به طور عمودی خارج نمود. ۲- ترازو با حداقل ظرفیت ۱۰ کیلوگرم با دقت ۱۰ گرم. ۳- ظرف آزمونه ساخته شده با مواد غیر جاذب و دارای حداقل قطر داخلی ۲۰۰ میلیمتر و ظرفیت حداقل ۱۱ لیتر. ۴- زمان‏سنج با دقت ۱ ثانیه. ۵- دماسنج با قابلیت اندازه‏گیری ۱ درجه سلسیوس. روش انجام آزمایش به این صورت است ابتدا حدود ۲ ± ۱۰ ليتر بتن را داخل ظرف نمونه ريخته و به منظور جلوگيري از تبخير درب آن را مي‏بنديم و به مدت ۵/۰ ± ۱۵ دقيقه در سطل بدون مزاحمت رها مي‏کنيم. سپس سطح بتن را ارزيابي کرده و وجود هرگونه شيره بتن يادداشت می‏گردد.

گیرنده الک بر روی ترازو قرار گرفته و وزن آن ثبت می‏شود. سپس الک خشک را بر روی گیرنده قرار داده و دوباره وزن آن را یادداشت می‏کنیم. در حالی که الک و گیرنده روی ترازو قرار دارند، از ارتفاع ۵۰ ± ۵۰۰ میلیمتری و به طور یکنواخت مقدار ۲/۰ ± ۸/۴ کیلوگرمی بتن را در یک مرحله به مرکز الک ریخته می‏شود. جرم واقعی بتن را روی الک را ثبت کرده و سپس اجازه دهید تا بتن به مدت ۵ ± ۱۲۰ ثانیه باقی بماند و بعد الک را به طور قائم به آرامی خارج کنید. جرم گیرنده شامل مصالح عبوری از الک بر حسب گرم یادداشت می‏شود. نسبت وزنی ملات جدا شده از بتن، درصد جداشدگی را تشکیل می‏دهد.

۷- آزمایش اوریمت

از این آزمایش برای تشخیص کارایی مخلوط‏های بتن تازه در محل مورد استفاده قرار می‏گیرد. این آزمایش شامل دستگاه اوریمت دارای یک لوله چدنی قائم به قطر داخلی ۱۰۰ میلیمتر و ارتفاع ۶۰۰ میلیمتر است که بر روی یک مخروط معکوس به ارتفاع ۶۰ میلیمتر با دهانه نازل به قطر ۸۰ میلیمتر قرار گرفته است (شکل ۶). روش انجام آزمایش به این صورت است که داخل اوریمت مرطوب شده و سپس بتن را داخل اوریمت ریخته، آنگاه دریچه را بعد از ۱۰ ثانیه باز کرده تا تحت اثر وزن خودش جریان پیدا کند. زمان لازم برای تخلیه کامل بتن ثبت می‏گردد. که به این زمان، زمان جریان‏یابی گفته می‏شود.