آزمایش تعیین ضریب تطویل و تورق سنگدانه ها

تعیین ضریب تطویل و تورق سنگدانه ها

طبق استاندارد BS812-75 و دت 220 

هدف:

تعیین درصد وزنی سنگدانه های معیوب در پر کننده ها (سوزنی یا پولکی بودن)

اهمیت کاربرد:

دانه های سنگی معمولا 60 الی 75 درصد حجم بتن را اشغال می کنند و روی خواص بتن، نسبتهای اختلاط، اقتصادی بودن بسیار مؤثر هستند. سنگی که در بتن مصرف می گردد باید سالم باشد، پوسیده نباشد، پوسیدگی هم نداشته باشد، وزن فضائی اش بیش از 1.5 t/m3 باشد، مقاومت فشاری بالاتر از 800 kg/cm2 داشته باشد، درصد جذب آب کمی داشته باشد، در آب حل نشود، با آب ترکیب فیزیکی و شیمیایی نداشته باشد، سختی آن کمتر از 3 نباشد. در ساختن بتن نباید از سنگدانه های پولکی و سوزنی استفاده کرد.

اگر در ازای سنگ نسبت به پهنا و ضخامت آن زیاد باشد سنگ سوزنی شکل است و چنانچه درازا و پهنای سنگ نسبت به ضخامت آن زیاد باشد سنگ پولکی شکل است. مصالح سنگی باید نسبتا عاری از سنگدانه های پولکی و سوزنی شکل باشند. مقدار این سنگدانه های پولکی و سوزنی در شن و ماسه مجموعا باید در حد 15 درصد وزنی کل دانه ها محدود گردد. این ضابطه برای دانه های ریز شکسته و برای دانه های درشت از اهمیت یکسانی برخوردار است. ماسه شکسته، که از شکستن سنگ دانه های درشت تر بدست می آیند حاوی دانه های سوزنی و پولکی است. دانه های سوزنی و پولکی به آب ا ختلاط بیشتری نیاز دارند. بنابراین دانه های پولکی و سوزنی روی مقاومت بتن بویژه در خمش اثر می گذارند.

در این آزمایش روی شکل و بافت سطحی دانه ها مطالعاتی صورت می گیرد، شکل و بافت سطحی یک دانه روی خواص بتن تازه بیشتر از بتن سخت شده اثر دارد. دانه های زبر – گوشه ای – سوزنی – در مقایسه با دانه های صاف و گرد و کروی آب بیشتری را برای تولید بتن نیاز دارند. بنابراین دانه های گوشه ای و زبر و پولکی و سوزنی برای همان مقدار نسبت آب به سیمان، به سیمان بیشتری نیاز دارند. چسبندگی بین خمیر سیمان و یک دانه داده شده عموما با تغییر حالت دانه از نرم و گرد و به گوشه ای و زبر افزایش می یابد. این افزایش در چسبندگی در انتخاب دانه های بتنی که مقاومت خمشی آنها مهم بوده یا به مقاومت فشاری بالا نیاز بوده از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

همانطور که ذکر شد سنگدانه ها باید دارای چندین خصوصیت باشند که مهمترین آنها عبارتند از: 

1- مقاومت فشاری و خمشی
2- نوع جنس و مواد متشکله سنگدانه ها
3- وزن مخصوص ویژه
4- وزن مخصوص ظاهری
5- دانه بندی
6- شکل دانه و بافت سطحی
7- درصد جذب آب و رطوبت سطحی
8- مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن
9- مقاومت در برابر سولفاتها
10- مقاومت در برابر سایش و ضربه

وسایل آزمایش:

ترازو با دقت 0.1 گرم
الکهای دانه بندی شن “1/2 1 ، “1 ، “3/4 ، “1/2 ، “3/8 ، 4 و 8 در سیستم

ASTM

اصول آزمایش:

برحسب تعریف ضریب تورق سنگدانه ها عبارت است از درصد وزنی دانه هایی که ضخامت آنها کمتر از 0.6 اندازه متوسط دانه ها باشد و ضریب تطویل مصالح عبارت است از درصد وزنی دانه هایی که طول آنها بیشتر از 1/8 اندازه متوسط دانه ها باشد منظور از اندازه متوسط دانه ها در تعریف بالا میانگین اندازه سوراخ دو الک متوالی است که توسط آنها مصالح را دانه بندی نموده اند به عنوان مثال اندازه متوسط مصالحی که از الک 3/4 اینچ رد شده و روی الک 1/2 اینچ باقی مانده است چنین بدست می آید.
(3.4 + 1/2) : 2 = 0.625 in = 1.59 cm

حال چنانچه طبق تعریف ضخامت دانه ها کمتر از 0.625*0.6=0.375 in = 9.5 cm باشد دانه های مورد آزمایش متورق محسوب می گردد.
و حال چنانچه طبق تعریف طول همان دانه ها بیشتر از 0.625*1.8=1.125 in = 2.86 cm باشد دانه های مورد آزمایش طویل محسوب می گردد.
لازم به ذکر است این روش آزمایش شامل دانه های کوچکتر از 1.4 اینچ یا 6.35 میلی متر نمی گردد.

روش آزمایش:

ابتدا به وسیله الک مقدار مناسبی از نمونه مورد آزمایش را الک نموده و دانه بندی می نمائیم سپس مانده روی هر الک را به طور جداگانه مورد آزمایش قرار می دهیم حداقل وزن نمونه در این آزمایش معادل وزن 200 دانه برای هر اندازه متوسط می باشد که با دقت 0.1 گرم اندازه گیری می نمائیم.

ابتدا با استفاده از دستگاه تورق و دقت در انتخاب شیار مورد آزمایش با توجه به نوع دانه بندی سنگدانه ها هر کدام از سنگدانه ها را به تفکیک و دانه دانه از شیار مخصوص به خود عبور داده و دانه هایی که عبور نمی کنند به طور جداگانه جمع آوری می شوند و وزن دانه های رد شده از شیار را با دقت 0.1 گرم اندازه گیری می کنیم.

برای استفاده از دستگاه تطویل همانند دستگاه تورق ابتدا با توجه به نوع دانه های دانه بندی شده فاصله دو میله را از روی دستگاه انتخاب کرده و سپس هر کدام از سنگدانه ها را به تفکیک و دانه دانه از میان میله ها عبور داده و دانه هایی که عبور نمی کنند به طور جداگانه جمع آوری نموده و با دقت گرم وزن می کنیم.

محاسبات:

ضریب تطویل و تورق طبق فرمول زیر محاسبه می گردد.

تذکر تعیین ضریب تطویل و تورق برای دانه های ریز شکسته (ماسه) و برای دانه های درشت (شن) از اهمیت یکسانی برخوردار است زیرا ماسه تهیه شده از شکستن سنگها اغلب حاوی دانه های سوزنی و پولکی است.