آزمايش فشاري سنگدانه ها
شن مهمترين عامل مقاومت فشاري بتن ها ميباشد . حداقل مقاومت شن ميبايد از ۸۰۰ کيلوگرم بر سانتيمتر مربع بيشتر باشد . شنها به دو دسته بادامي و نخودي دسته بندي ميشوند . سايز ۵-۱۰ ميليمتر شن را شن نخودي و ۱۰-۲۰ ميليمتر را شن بادامي مينامند . ما در اين آزمايش يک نمونه سنگدانه شني را از نظر مقاومت فشاري مورد آزمايش قرار ميدهيم .

براي اين آزمايش ۳۰۰۰ گرم شن را داخل سيلندر استوانه اي مخصوص ريخته و روي آن را صفحه فولادي قرار ميدهيم و به مدت ۲٫۵ دقيقه زير فشار ۲۱ تن جک هيدروليک قرار ميدهيم . پس از آن محصول را با الک ۸ ميسنجيم و غربال ميکنيم . باقيمانده روي الک را وزن ميکنيم . براي اين آزمايش ما نياز به وزن سنگدانه خرد شده عبوري داريم و براي اين که آزمايش دقيق باشد و درصد خطا کاهش پيدا کند ما باقيمانده روي الک را حساب ميکنيم .

با احتساب وزن اوليه ، وزن رد شده از الک و فرمول فوق ميتوانيم درصد عبوري را محاسبه کنيم .

حال با استفاده از جدول و دانستن درصد دانه هاي خرد شده ميتوانيم مقاومت فشاري را حساب کنيم . در اين آزمايش مقاومت فشاري ما ۶۰۰ ميباشد که براي ساخت بتن مناسب نميباشد .

مقاومت سايشي سنگدانه ها
براي بتن هاي تحت سايش مانند بتن جاده ها و پياده رو ها ، سد ها و کانالها علاوه بر مقاومت فشاري به مقاومت سايشي نيز نياز داريم . براي سنجش مقاومت سايشي سنگدانه ها نياز به دستگاه لس آنجلس داريم .

طبق دستورکار ما بايد ۵کيلوگرم شن درشت دانه که نيمي از آن را شن بادامي و نيمي شن نخودي است را به همراه ۱۱ گلوله فلزي در داخل دستگاه لس آنجلس بريزيم و دو بار آزمايش را يک بار براي ۱۰۰ دور و يک بار براي ۵۰۰ دور تکرار کنيم . شنها بايد عاري از خاک باشند و ترجيحاٌ شسته شده باشند . اگز درصد سايش کمتر از ۵ بشود شن ما مناسب نميباشد . درصد سايش را با استفاده از رابطه زير محاسته ميکنيم .

پس از خارج کردن شنها از دستگاه بايد آنرا از الک شماره ۱۲ رد کنيم . درصد عبور کرده از الک شماره ۱۲ را درصد عبوري ميناميم که در فرمولهاي فوق با نشان داده ايم .

ميبينيم که درصد عبوري از الک ۱۲ براي ۱۰۰ دور آزمايش ۳٫۱ و براي ۵۰۰ دور ۱۲٫۸% ميباشد . با ايجاد نسبت ميبينيم که عدد حاصل از ۵ کمتر ميباشد و براي مقاومت سايشي اين مناسب نميباشد .

تعيين وزن حجمي سنگدانه ها
الف ) متراکم شده : به اين آزمتايش ميله خورده هم ميگويند . کاربرد ميله خورده در محاسبات طرح اختلاط ميباشد . قطر و ارتفاع سيلندر استوانه اي را محاسبه ميکنيم . حجم استوانه را با استفاده از فرمول

بدست ميآوريم . سپس در سه لايه که هر لايه را با ميله ۲۵ بار ميکوبيم سنگدانه را ميريزيم . پس از کوبيدن لايه سوم ارتفاع مقدار خالي سر سيلندر را حساب ميکنيم تا حجم سنگدانه داخلي سيلندر را بتوانيم با ارتفاع جديد بدست آوريم . حجم جديد با فرمول

بدست ميآوريم . وزن سيلندر را نيز حساب ميکنيم . هم خالي و هم پر . حال با استفاده از فرمول ميتوانيم وزن حجمي را محاسبه کنيم .

ب) حالت ميله نخورده .
اين حالت براي امتحان وزن حجمي براي کارهاي عمده و فله کاربرد دارد . براي اين آزمايش ديگر سنگدانه را نميکوبيم بلکه از ارتفاع ۳۰ سانتيمتري داخل سيلندر رها ميکنيم و بعد از پر شدن قالب آن را وزن مي كنيم و وزن حجمي را با استفاده از رابطه هاي زير ميتوانيم به دست بياوريم .

آزمايش وزن مخصوص ظاهري:
ابتدا حدود ۵۰۰gr شن اشباع را جدا كرده و پس از خشك كردن سطح آن با پارچه آن را وزن مي كنيم كه اين عدد بيانگر مي باشد. . حال حدود آب درون استوانه مدرج ريخته و سپس شنهاي اشباع را درون آن مي ريزيم و حال مقدار ازياد حجم آب را اندازه گيزي مي نماييم كه اختلاف با حجم اوليه بيانگر حجم شن است. كه سپس شنها را از آبي بيرون آورده به مدت ۴۸ ساعت درون دستگاه آون قرار مي دهيم و بعد آنها را بيرون آورده و وزن مي نماييم. حال با استفاده از روابط زير مي توان وزن مخصوص ظاهري و همچنين پوكي و تخلخل را نيز بدست آورد.

پوكيN = ـــــــــــــــــــــ

=

تخلخل = ـــــــــــــــــــ =

و همچنين درصد جذب رطوبت دانه ها را نيز مي توان با استفاده از فرمول زير بدست آورد.
درصد جذب رطوبت

وزن مخصوص مطلق:
ابتدا پيكنومتري را برداشته و پس از اطمينان از خشك بودن آن وزن آن را به همراه درب آن اندازه مي گيريم پس حدود شني را كه قبلاً توسط دستگاه پرس به صورت پودر در آمده و از الك نمره ۲۳۰ عبور داده شده بود و يا به عبارتي اندازه آن در حدود ۶۳ ميكرون باشد مي ريزيم. و مجدداً آن را وزن مي نماييم . حال به اين مجموعه آب مقطر اضافه مي نماييم تا كاملاً پر شود آنرا تكان مي دهيم تا كاملاً حبابهاي هواي داخل آن خارج شود سپس آن را دوباره وزن مي كنيم . حال پيكنومتر را فقط با آب مقطر پر مي كنيم و بعد از خارج كردن حبابهاي هوا از داخل آن آنرا وزن مي كنيم . حال با استفاده از روابط زير وزن مخصوص مطلق سنگدانه را به دست مي آوريم.

تعيين اندازه بزرگترين دانه سنگي و دانه بندي سنگدانه ها

از يک دپو نمونه برداري ميکنيم . نمونه ها ۲ کيلوگرم شن بادامي ، ۲ کيلوگذم شن نخودي و ۱٫۵ کيلوگرم ماسه ميباشد . براي دانه بندي شن بادامي نياز به الکهاي شماره داريم . براي شن هاي نخودي الکهاي و براي ماسه الکهاي را انتخاب ميکنيم . سنگدانه ها را روي الکها ميريزيم و الک ميکنيم . سپس باقيمانده روي هر الک را وزن ميکنيم و جداول مربوطه را تشکيل ميدهيم .
درصد عبورکرده نسبي درصد مانده نسبي درصد مانده وزن مانده روي الک شماره الک
۹۵٫۰۵ ۴٫۹۶ ۴٫۹۵ ۹۹ ۱
۶۱٫۴ ۳۸٫۶ ۳۳٫۶۵ ۶۷۳ ۴/۳
۷٫۸ ۹۲٫۲ ۵۳٫۶ ۱۰۷۲ ۲/۱
۱٫۷ ۹۸٫۳ ۶٫۱ ۱۲۲ ۸/۳
۰ ۱۰۰ ۱٫۶۵ ۳۳ زير الک
۱۹۹۹ مجموع

اين جدول شن درشت دانه بادامي ميباشد که تشکيل داده ايم . وزن مانده روي الک در ستون دوم ، درصد مانده روي الک که از حاصل وزن مانده به وزن کل در ستون سوم ، درصد مانده نسبي که از حاصل جمع مانده روي الکهاي پيشين بر وزن کل ميباشد و ستون آخر درصد عبور کرده نسبي که از تفريق درصد نسبي مانده از صد ميباشد تشکيل شده است . همچنين ما از اين جدول بزرگترين دانه را نيز ميتوانيم پيدا کنيم که قطري معادل ۱ اينچ يا ۳٫۵۶ سانتيمتر دارد .

درصد عبورکرده نسبي درصد مانده نسبي درصد مانده وزن مانده روي الک شماره الک
۱۰۰-۲٫۶=۹۷٫۴ ۲٫۶ ۲٫۶ ۵۲ ۲/۱
۶۴٫۷ ۳۵٫۳ ۳۲٫۷ ۶۵۴ ۸/۳
۱٫۴۵ ۹۰٫۵۵ ۶۴٫۲۵ ۱۲۶۵ ۴
۰ ۱۰۰ ۱٫۲ ۲۴ زيرالک
۱۹۸۶ مجموع
جدول فوق براي شن ريز نخودي ميباشد.
براي ماسه نيز جدولي اينچنين تشکيل ميدهيم :

درصد عبورکرده نسبي درصد مانده نسبي درصد مانده وزن مانده روي الک شماره الک
۹۲ ۸ ۸ ۱۸۰ ۴
۶۶٫۸ ۳۳٫۲ ۲۱ ۳۲۲ ۸
۳۱٫۴ ۶۸٫۶ ۳۵ ۵۲۷ ۱۶
۱۵٫۲ ۸۴٫۸ ۱۶٫۲ ۲۴۳ ۳۰
۷٫۲ ۹۲٫۸ ۸ ۱۲۰ ۵۰
۳ ۹۷ ۴ ۶۴ ۱۰۰
۱٫۶ ۹۸٫۴ ۱٫۴ ۲۱ زير الک
۱۴۸۹ مجموع

حال ما ميتوانيم مدول نرمي را محاسبه کنيم .
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ =

=

طرح اختلاط بتن .
حال ما ميتوانيم با توجه به نيازي که از بتن داريم ، داشتن اندازه بزرگترين سنگدانه و جداول مربوط به طرح اختلاط با درونيابي مقدار مصالح مورد نياز براي ساخت بتن را استخراج کنيم .

ما به بتني نياز داريم که ۳۳۰ کيلوگرم مقاومت فشاري داشته باشد :

از آزمايشهاي قبل ميدانستيم که وزن حجمي شن ما ۱۶۲۰ ميباشد . باز هم به جداول مراجعه ميکنيم تا ميزان شن مورد نياز طرح را بدست آوريم .

حال اين طرح را براي نمونه ۲۰ ليتري مدل ميکنيم و ميزان مصالح عبارت ميشود از
۳٫۶ ليتر آب
۷٫۷۷ کيلوگرم شن نخودي
۱۱٫۶۶ شن بادامي
۱۷٫۳۶ ماسه
۷٫۲ سيمان

بتن مورد نظر را ميسازيم . براي تهيه بتن ابتدا درشت دانه ها و ريز دانه ها و سپس سيمان را مخلوط ميکنيم و در انتها آب را آرام آرام به آن اضافه ميکنيم . مخلوط را هم ميزنيم تا براي آزمايش اسلامپ آماده شود . براي آزمايش اسلامپ ، بتن حاصل را در ۳ لايه داخل مخطور ناقص اسلامپ ميريزيم و هر لايه را که ميريزيم ۲۵ بار با ميله ميکوبيم تا لايه به لايه زيرين دوخته شود . يک نمونه استوانه اي هم آماده ميکنيم در همين حال . مخروط اسلامپ را برميداريم و نشست اسلامپ را اندازه ميگيريم . حدود ۳ سانتيمتر ميشود که ميفهميم آب مقداري کم دارد به در طرح بعدي مقداري آب بيشتر به آن اضافه ميکنيم . نمونه استوانه اي را نيز وزن ميکنيم . وزن نمونه ۲۲٫۶ کيلوگرم همراه با وزن سيلندر ميشود . وزن سيلندر را نيز داريم که ۱۰٫۱۳۳ کيلوگرم ميباشد . همچنين حجم سيلندر که ميباشد .

وزن حجمي بتن ما ميشود .
حال ميتوانيم بازده را نيز از تقسيم وزن بتن حاصله بر وزن محاسباتي بدست آوريم .