آزمایش تعیین رطوبت سطحی سنگدانه ریز (ماسه) روشی است برای تعیین میزان آبی که به صورت سطحی روی ذرات ماسه وجود دارد. این آب علاوه بر آبی است که ممکن است در داخل منافذ ذرات ماسه جذب شده باشد.
هدف از این آزمایش:
- تعیین دقیق میزان رطوبت موجود در ماسه در زمان استفاده.
- اصلاح میزان آب مورد استفاده در طرح اختلاط بتن برای رسیدن به نسبت آب به سیمان مورد نظر.
- جلوگیری از مشکلات ناشی از رطوبت اضافی یا کمبود رطوبت در بتن، مانند روانی نامناسب، جداشدگی، آب انداختن و کاهش مقاومت نهایی.
روش انجام آزمایش (روش مخروط ناقص):
این روش بر اساس استاندارد ملی ایران به شماره ۴۹۸۰ و استانداردهای مشابه ASTM انجام می‌شود. مراحل کلی آن به شرح زیر است:
- آماده‌سازی نمونه: یک نمونه از ماسه به وزن مشخص (معمولاً حدود ۵۰۰ گرم) تهیه می‌شود که نماینده کل توده ماسه باشد.
- استفاده از قالب مخروطی و کوبه: یک قالب فلزی به شکل مخروط ناقص با ابعاد مشخص و یک کوبه فلزی با وزن معین مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- پر کردن قالب: ماسه به آرامی و به صورت سست داخل قالب مخروطی ریخته می‌شود تا سرریز کند.
- کوبیدن: با استفاده از کوبه فلزی، ۲۵ ضربه آرام به سطح ماسه داخل قالب زده می‌شود. هر ضربه تقریباً از ارتفاع ۵ میلی‌متری بالای سطح ماسه شروع شده و اجازه داده می‌شود تحت نیروی جاذبه فرود آید. ضربات به طور یکنواخت روی سطح ماسه توزیع می‌شوند.
- برداشتن قالب: ماسه سست از اطراف پایه قالب کنار زده شده و سپس قالب به آرامی و به صورت عمودی بالا کشیده می‌شود.
- مشاهده نتیجه:
- اگر رطوبت سطحی هنوز وجود داشته باشد، ماسه به شکل قالب‌گیری شده باقی می‌ماند و فرو نمی‌ریزد.
- فرو ریختن آرام و از هم پاشیدگی ماسه قالب‌گیری شده نشان می‌دهد که ماسه به شرایط اشباع با سطح خشک (SSD) رسیده است. در این حالت، رطوبت سطحی وجود ندارد.
- اگر ماسه بلافاصله پس از برداشتن قالب فرو بریزد، نشان‌دهنده وجود رطوبت سطحی اضافی است. در این حالت، ماسه در وضعیت مرطوب قرار دارد.
- در مواردی که ماسه به راحتی فرو نمی‌ریزد (مانند ماسه‌های حاوی ذرات ریز هوا)، نقطه اشباع با سطح خشک زمانی در نظر گرفته می‌شود که یک طرف توده ماسه به محض برداشتن قالب به آرامی فرو بریزد.
اهمیت تعیین رطوبت سطحی ماسه در بتن:
- کنترل نسبت آب به سیمان: نسبت آب به سیمان یکی از مهم‌ترین عوامل تعیین کننده مقاومت و دوام بتن است. رطوبت سطحی موجود در ماسه، بخشی از آب اختلاط را تشکیل می‌دهد. اگر این رطوبت در محاسبات طرح اختلاط در نظر گرفته نشود، نسبت آب به سیمان واقعی بتن تغییر کرده و می‌تواند منجر به کاهش کیفیت بتن شود.
- دستیابی به روانی مطلوب: میزان آب موجود در مخلوط بتن بر روانی و کارایی آن تأثیر مستقیم دارد. رطوبت سطحی ماسه باید در تعیین میزان آب اضافی مورد نیاز برای رسیدن به روانی مورد نظر لحاظ شود.
- جلوگیری از مشکلات اجرایی: رطوبت بیش از حد در ماسه می‌تواند باعث چسبندگی و کار کردن نامناسب بتن شود، در حالی که کمبود رطوبت می‌تواند منجر به خشکی و تراکم دشوار بتن گردد.
- یکنواختی کیفیت بتن: با اندازه‌گیری و در نظر گرفتن رطوبت سطحی ماسه در هر بچ تولید بتن، می‌توان از یکنواختی کیفیت بتن اطمینان حاصل کرد.
به طور خلاصه، آزمایش تعیین رطوبت سطحی ماسه یک اقدام ضروری برای تولید بتن با کیفیت و دوام مطلوب است و به مهندسان کمک می‌کند تا میزان آب اختلاط را به طور دقیق کنترل کنند.
تجهیزات مورد نیاز برای آزمایش تعیین رطوبت سطحی سنگدانه ریز
برای انجام آزمایش تعیین رطوبت سطحی سنگدانه ریز (ماسه) به روش مخروط ناقص، به تجهیزات زیر نیاز دارید:
- قالب مخروطی ناقص فلزی:
- دارای ارتفاع ۷۶ میلی‌متر (۳ اینچ).
- قطر دهانه بالایی ۴۰ میلی‌متر (۱.۵ اینچ).
- قطر دهانه پایینی ۹۰ میلی‌متر (۳.۵ اینچ).
- سطح داخلی آن باید صاف و بدون خوردگی باشد.
- صفحه غیر جاذب:
- یک صفحه صاف، صلب و غیر جاذب (مانند شیشه یا فلز) با ابعاد کافی برای قرار دادن قالب مخروطی روی آن.
- کوبه فلزی:
- میله‌ای فلزی با قطر ۱۶ میلی‌متر (۵/۸ اینچ) و طول حدود ۲۳۰ میلی‌متر (۹ اینچ).
- یک انتهای آن باید صاف و مسطح باشد (سطح کوبیدن).
- ترازو:
- با دقت حداقل ۰.۱ گرم برای توزین نمونه ماسه. معمولاً ظرفیت ترازو باید حداقل ۱ کیلوگرم باشد.
- ظرف نمونه:
- یک ظرف مناسب برای نگهداری و انتقال نمونه ماسه.
- ماله یا کاردک:
- برای برداشتن و ریختن ماسه به داخل قالب و همچنین برای صاف کردن سطح آن.
- پارچه یا دستمال مرطوب:
- برای تمیز کردن تجهیزات قبل و بعد از آزمایش.
نکات مهم در مورد تجهیزات:
- اطمینان حاصل کنید که قالب مخروطی و کوبه مطابق با ابعاد و مشخصات استاندارد باشند.
- صفحه غیر جاذب باید کاملاً صاف و تراز باشد تا نتایج آزمایش دقیق باشند.
- ترازو باید کالیبره شده و دقت لازم را داشته باشد.
با داشتن این تجهیزات می‌توانید آزمایش تعیین رطوبت سطحی سنگدانه ریز را به روش مخروط ناقص انجام دهید.
