مقاله کامل دستورالعمل آزمايشگاه تكنولوژي بتن مطابق با استاندارد ایران

دستورالعمل آزمايشگاه تكنولوژي بتن
مطابق با استاندارد ايران
و ذكر استانداردهاي DIN – BS – ASTM – ACI
قابل استفاده دانشجويان مهندسي عمران و ساختمان
در مقاطع كارشناسي و كارداني
مولف
مهندس فرهاد مصباح ايراندوست
فهرست مطالب
عنوان شماره صفحه
مقدمه
فصل اول – خمير سيمان
آزمايش شماره 1 روش تعيين جرم حجمي سيمان
آزمايش شماره 2 روش تعيين درجه نرمي سيمان
آزمايش شماره 3 روش تعيين غلظت خمير نرمال سيمان
آزمايش شماره 4 روش تعيين زمان گيرش اوليه و نهايي خمير سيمان
آزمايش شماره 5 روش تعيين انبساط سيمان (سلامت سيمان)
فصل 2 – سنگدانه‌ها
آزمايش شماره 6 روش دانه بندي شن به وسيله الك
آزمايش شماره 7 روش تعيين درصد رطوبت كلي سنگدانه‌ها و درصد جذب آب
آزمايش شماره 8 روش دانه بندي ماسه توسط الك و تعيين ضريب نرمي
آزمايش شماره 9 روش تعيين وزن واحد و فضاي خالي سنگدانه‌ها
آزمايش شماره 10 روش تعيين وزن مخصوص ظاهري و وزن مخصوص انبوهي شن و ماسه
آزمايش شماره 11 روش تعيين خاك رس لاي و گرد و خاك در ماسه به روش SE
آزمايش شماره 12 روش آزمون كلوخه‌هاي رسي و ذرات خرد شونده در سنگدانه‌ها
آزمايش شماره 13 روش تعيين مصالح ريزتر از 75 ميكرون
آزمايش شماره 14 روش تعيين درصد سائيدگي در مصالح سنگي به وسيله دستگاه لوس آنجلس
آزمايش شماره 15 روش تعيين ضريب تطويل و تورق سنگدانه‌ها
فصل 3 – بتن
آزمايش شماره 16 طرح اختلاط بتن بر اساس 882-BS- ACI-318-83
آزمايش شماره 17 روش نمونه برداري از بتن تازه
آزمايش شماره 18 روش تعيين ضريب شلي (اسلامپ) براي بتنهاي خميري
آزمايش شماره 19 روش تعيين كارايي بتن تازه (درجه تراكم) براي بتنهاي با سنگدانه تا قطر 40 ميلي متر
آزمايش شماره 20 روش تعيين كارايي بتن تازه (ضريب تراكم) براي بتنهايي با سنگدانه تا قطر 40 ميلي متر
آزمايش شماره 21 استاندارد قالبهاي آزمايشي بتن
آزمايش شماره 22 ساختن و عمل آوردن نمونه‌هاي آزمايشي در آزمايشگاه براي آزمونه‌هاي فشاري – خمشي – كششي
آزمايش شماره 23 روش تعيين درصد فضاي خالي (هوا) در بتن خميري
آزمايش شماره 24 روش تجزيه بتن تازه
پيشگفتار
هدف از تأليف اين مجموعه آشنايي دانشجويان دانشگاهها (در مقطع كارداني و كارشناسي) و ديگر مراكز آموزش عالي و با تكنولوژي بتن نگاشته شده است. گسيختگي و خرابي تعداد زيادي از سازه‌هاي بتني در زلزله‌هاي اخير ايران زلزله‌هاي ويرانگري مانند طبس – منجيل – رودبار – بيرجند – قائنات – بم … روشنگر اين واقعيت است كه مهندسين به اندازه كافي با بتن آشنا نمي باشند. در نتيجه اين ناآگاهي در ارتباط صحيح اجزاء بتن براي رسيدن به مخلوط مناسب و همچنين اجراي صحيح كارهاي بتني دقت كافي صورت نمي گيرد. به نظر مي‌رسد كه گاهي اثرات آب، هوا، دما و شرايط محيطي به حساب آورده نمي شود و لذا اطميناني در مورد پايايي و دوام سازه‌هاي بتني به وجود نمي آيد.
هم اكنون توليد ساليانه سيمان در كشور به 32 ميليون تن رسيده است (سرانه هر نفر تقريبا 500 كيلوگرم) و در نظر است تا پايان برنامه چهارم اقتصادي اين ميزان توليد به 80 ميليون تن برسد (سرانه هر نفر تقريبا 1000
كيلوگرم) اين ميزان توليد سيمان كه بخش عمده آن در توليد بتن و فرآورده‌هاي بتني مصرف مي‌شود نشانگر اهميت بتن به عنوان مصالح ساختماني برتر قرن مي‌باشد. در اين راستا اجباري شدن تعدادي از استانداردهاي مصالح ساختماني از جمله سيمان – شن – ماسه – بتن آماده … به بهبود كيفيت سيمان و فرآورده‌هاي بتني كمك فراواني نموده است ولي متاسفانه هنوز تا رسيدن به مرحله بهره گيري كامل از كيفيت كامل بتن‌هاي توليد شده و مصرف شده در كشور فاصله زيادي وجود دارد. سريعترين راه رسيدن به اين هدف ارتقاء سطح دانش و فرهنگ عمومي استفاده از بتن به عنوان مصالح ساختماني ممتاز مي‌باشد. از اين روست كه تقريبا در تمامي دانشگاههاي كشور مسابقات متعددي در زمينه بتن صورت مي‌گيرد و به علاوه دو انجمن بزرگ بتن ICI (انجمن بتن ايران) و ACI (انجمن بتن امريكا) همه ساله به منظور آگاهي و آموزش و ترغيب مهندسين نسل‌هاي آينده اقدام برگزاري مسابقات متعددي مي‌نمايد گرچه اذعان دارم كه هنوز براي كم كردن فاصله خود با استانداردهاي جهاني در زمينه توليد علم راه طولاني در پيش داريم ولي در خصوص امر پژوهش و تحقيقات در زمينه بتن فعاليتهاي خوب و چشمگيري در چند سال اخير توسط اساتيد و دانشجويان علاقه مند صورت گرفته است و دانشجويان دانشگاه آزاد اسلامي موفق به كسب رتبه‌هاي مناسبي در مسابقات كشوري و جهاني شده اند.
نگارش اين مجموعه بر اساس سر فصلهاي تعيين شده از طرف وزارت علوم تحقيقات و فن آوري صورت گرفته است در هر آزمايش ابتدا شرح مختصري از نكات و مزاياي و اهميت و كاربرد آزمايش داده شده و سپس روش آزمايش و استانداردهاي آن قيد شده است. در اين مجموعه به استانداردهاي آمريكا (ASTM , ACI) انگلستان (BS) ايران (استاندارد ملي ايران و دفتر امور فني و تدوين معيارهاي سازمان مديريت و برنامه ريزي كشور (دت) توجه شده است.
تقسيم بندي نمرات آزمايشگاه تكنولوژي بتن
نمره درس آزمايشگاه تكنولوژي بتن بر مبناي 20 نمره محاسبه مي‌گردد و شامل چهار قسمت مي‌باشد. 1- امتحان كتبي پايان ترم كه شامل سوال و مسئله مي‌باشد (6 نمره) 2- كار عملي كه به صورت مسابقه‌اي بين تمام دانشجويان آن ترم برقرار مي‌گردد. آئين نامه هر مسابقه در ابتداي هر ترم به اطلاع دانشجويان رسانيده مي‌شود ( 6 نمره) 3- گزارش كار:
گزارش كار مطابق با الگوي ذيل مي‌باشد.
مقدمه – هدف – وسايل و مصالح مورد نظر – شرح آزمايش – ثبت برداشتها و انجام محاسبات – ثبت استانداردها و مقايسه با استانداردها – پاسخ به سوالات – نتيجه گيري نمرات اين قسمت به ترتيب ذيل مي‌باشد (هر آزمايش بر مبناي 20 در نظر گرفته مي‌شود)
گزارش كار در سه فصل جداگانه نگارش مي‌گردد.
فصل اول خمير سيمان – فصل دوم پركننده‌ها – فصل سوم بتن
در ابتداي هر فصل مقدمه‌اي كامل و جامع در مورد تمامي آزمايشات آن فصل و اهميت و كاربرد آن و استانداردهاي مختلف كشورهاي مختلف در آن مورد را مي‌بايد بيان نمود كه 6 نمره را از 20 نمره گزارش كار را به خود اختصاص مي‌دهد.
هدف از انجام آزمايش و لوازم و مصالح مورد نياز براي انجام آزمايش جمعا 1 نمره
شرح آزمايش و عمليات انجام شده به ترتيب انجام عمليات 2 نمره
ثبت نتايج و انجام محاسبات شامل كليه پارامترهاي بدست آمده از آزمايش ونحوه و تحليل و روابط مورد استفاده همراه با محاسبات و ذكر واحدهاي مورد استفاده شامل N يا kg يا متر يا سانتي متر و درجه سانتي گراد … 2 نمره
مقايسه اعداد بدست آمده با استانداردهاي داده شده در جزوه و علت خطا يا اشتباه و تفاوت نتايج 1 نمره
پاسخ به سوالات كه در حين آزمايشات از دانشجويان پرسيده مي‌شود 3 نمره
نتيجه گيري با توجه به تعداد تمام آزمايشات صورت گرفته در هر فصل يك نتيجه گيري كلي در مورد مصالح مورد آزمايش جمعاً 4 نمره
ذكر منابع و مراجع مورد استفاده در تدوين گزارش كار با ذكر شماره صفحه كتاب 1 نمره
4- حضور غياب و نظم در جلسه كلاسي (2 نمره)
1- كليه دانشجويان موظفند قبلا آزمايش هر هفته را مطالعه نموده و اطلاعاتي در مورد تئوري آزمايش داشته باشند.
2- عمليات آزمايشگاهي به صورت گروهي انجام مي‌گيرد و هر گروه بايستي عمليات آزمايشي را به نحوه مناسبي في مابين خود تقسيم نمايند.
3- مهلت تحويل گزارش كار دو هفته پس از پايان هر فصل آزمايشي مي‌باشد. (تكنولوژي بتن شامل سه فصل مي‌باشد 1- فصل خمير سيمان 2- فصل سنگدانه‌ها 3- فصل بتن) در صورت برخورد با تعطيلي اولين روز پس از تعطيلي روز تحويل گزارش كار خواهد بود.
4- در جلسات آزمايشگاه به صورت مرتب حضور داشته باشيد و همراه در جلسات آزمايشگاهي دستور كار را به همراه داشته باشد. درب آزمایشگاه در زمان شروع کلاسها بسته خواهد شد.
حضور نامرتب – عدم مطالعه دستور كار – نداشتن دقت علمي و عملي در آزمايشگاه در نظر گرفته مي‌شود.
5- در هنگام استفاده از وسايل در حفظ آن بكوشيد و پس از انجام آزمايش لوازم آزمايش را تميز و مرتب كنيد.
مقدمه
مبحث تكنولوژي بتن براي اكثر اشخاص در ابتدا همانند دروس حفظ كردني به نظر مي‌رسد ليكن با اندكي تامل وتوجه عميق تر به مطالب مختلف از جمله اجزاي متشكله بتن و نحوه تاثير آنها روي يكديگر و نهايتا روي خواص بتن تازه و خواص بتن سخت شده مشخص مي‌گردد كه فقط با درك صحيح مبحث تكنولوژي بتن مي‌توان به بتني با كارايي و پايايي مناسب دست يافت. نظر به كاربردي بودن اين تكنولوژي سوالات و مشكلات عمدتا در حين كار مطرح مي‌شوند و لذا لازم است پاسخ اين سوالات توسط مسئولين آزمايشگاههاي بتن و يا كنترل كنندگان كيفيت بتن در كارگاه و يا مهندسين ناظر … و يا به طور كلي توسط تكنولوژيست‌هاي بتن پاسخ داده شود. مطالب اين كتاب برگرفته شده از آئين نامه بتن ايران (آبا) و استاندارد ملي ايران مي‌باشد.
بتن سنگ دج ساختگي است كه از درهم آميختن و بهم زدن مخلوط متناسبي از سيمان – شن – ماسه – آب و درصدي هوا كه خواسته يا ناخواسته وارد بتن مي‌گردد تشكيل شده است (امروزه براي كسب كارايي بهتر و پايايي بيشتر از انواع مواد افزودني بتن استفاده مي‌گردد)
توده اصلي بتن را سنگدانه‌هاي درشت و ريز (پركننده‌ها) تشكيل مي‌دهد. فعل و انفعال شيميايي بين سيمان و آب (خمير سيمان) كه به صورت غشاء غليظ اطراف سنگدانه‌ها را پوشانده باعث يكپارچه شدن و چسبيدن سنگدانه‌ها به يكديگر مي‌گردد كه سنگ حاصله بتن ناميده مي‌شود.
در اين كتاب (آزمايشگاه تكنولوژي بتن) به ترتيب در هر قسمت مطابق با آئين نامه بتن ايران آزمايشاتي انجام مي‌گردد و مطالب گسترده‌اي در مورد هر كدام از آزمايشات بيان مي‌گردد.
بنابر مطالب گفته شده اين كتاب به سه فصل كلي تبديل مي‌گردد.
فصل 1- خمير سيمان (مخلوط آب و سيمان)
فصل 2- پر كننده‌ها مخلوط شن (درشت دانه) و ماسه (ريزدانه)
فصل 3 – بتن (خصوصيات بتن تازه و سخت شده)
با انتخاب تناسبات مختلفي از مصالح تشكيل دهنده بتن طيف وسيعي از مقاومتهاي مختلف بتن به دست مي‌آيد. امروزه توليد انواع مختلف سيمان – انواع سنگدانه‌هاي خاص – روشهاي مختلف نگهداري و عمل آوري بتن باعث كشف خواص گوناگوني از بتن شده است. در كنار خواص مكانيك مصالح مصرفي مهارت اجرا و نظارت دقيق عامل بسيار مهمي در كسب مقاومت بتن به شمار مي‌آيد عواملي كه باعث مقبوليت عمومي در استفاده از بتن گرديده است عبارتند از:
1- شكل خميري قبل از گيرش (كه ميتواند به هر شكل دلخواهي درون قالب قرار گيرد)
2- مقاومت خوب در برابر آتش سوزي و عوامل جوي
3- دسترس بودن مصالح آن
4- مقاومت فشاري خوب آن
در مقابل مزاياي فوق عيب عمده بتن ضعف آن در مقابل كشش مي‌باشد كه اين ضعف توسط ميلگرد (بتن آرمه) برطرف گرديده است.
فصل اول – خمير سيمان
در اثر واكنش شيميايي كه بين سيمان و آب (دوغاب سيمان) صورت مي‌گردد. موجب سخت و محكم شدن بتن مي‌گردد و باعث چسبندگي دانه‌هاي شن و ماسه (پركننده‌ها) به يكديگر مي‌گردد.
خمير سيمان عموما 20 الي 35 درصد كل حجم بتن را تشكيل مي‌دهد و حجم سيمان معمولا 7 الي 15 درصد حجم بتن را تشكيل مي‌دهد مطابق گراف زير
همانگونه كه بيان شده بين سيمان و آب فعل و انفعال شيميايي صورت مي‌گیرد كه به آن هيدراتاسيون گويند و براي انجام هيدرتاسيون مقدار آب محدودي لازم است ليكن آب مصرفي در تركيب بتن هميشه مقداري به مراتب بزرگتر از آن است (بين 3 الي 4 برابر) اين آب اضافي به منظور ايجاد كارايي لازم در بتن براي پر كردن كامل كليه زواياي قالب و گرفتن دور كليه ميلگردهاي مسلح كننده بتن مي‌باشد.
كمترين مقدار خمير سيمان در بتن مقداري است که دوغاب سيمان دور تمام سنگدانه‌هاي مخلوط را اندود كند و اگر كمتر از اين مقدار سيمان مصرف گردد دانه‌هاي سنگها به يكديگر نچسبيده و باعث كاهش شدت مقاومت بتن مي‌گردد و بيشترين مقدار خمير سيمان در بتن به اندازه‌اي مي‌باشد كه علاوه بر اينكه دور دانه‌هاي سنگي را اندود كرده فضاي خالي استخوان بندي سنگدانه‌ها را نيز پر كند. اگر چنانچه در ساختن بتن بيش از مقدار فوق (مقدار ماكزيمم) خمير سيمان مصرف گردد گذشته از اينكه به نسبت افزوده شدن سيمان تاب بتن زياد نمی شود. جنس گران قيمت و كم مقاومت سيمان جانشين جنس ارزان قيمت و پر مقاومت سنگ مي‌گردد در نتيجه بتن گران تر و كم مقاومتر مي‌گردد.
يكي از مهمترين عوامل در كيفيت بتن نسبت آب به سيمان مي‌باشد. برخي از مزاياي كاهش نسبت آب به سيمان به شرح زير مي‌باشد.
1- افزايش مقاومت فشاري و مقاومت خمشي
2- افزايش قابليت آب بندي
3- كاهش جذب آب بتن
4- افزايش مقاومت نسبت به عوامل جوي
5- پيوستگي بهتر بين لايه‌هاي متوالي
6- چسبندگي بهتر ميان فولاد و بتن

فایل : 114 صفحه

فرمت : Word