گزارش كار آز تكنولوژي بتن

طرح اختلاط بتن و آزمایشهای کششی ، فشاری وخمشی

طرح اختلاط بتن به روش ACI : طرح اختلاط بتن تا حد ممکن بایستی بر اساس تجربه یا آزمایش روی مصالح مورد استفاده باشد. هنگامی که چنين اطلاعاتی در دسترس نیست روش پیشنهادی ACI می تواند مورد استفاده قرار بگیرد. این روش یک روش محاسباتی توام با آزمایش می باشد که در آن مقادیر لازم آب ، سیمان ،شن و ماسه جهت ساخت یک متر مکعب بتن تخمین زده می شود. در صورت نبودن اطلاعات تجربی برای تخمین مقادیر مجهول از جداولی که بوسیله ACI ارئه شده استفاده می شود. پس از تعیین مقادیر وزنی اجزا بتن با انجام آزمایش، صحت طرح بررسی و در صورت لزوم اصلاحات مورد نیاز انجام می گیرد. اطلاعات مورد نیاز از آزمايش هاي قبل : 1) نتایج آنالیز دانه بندی درشت دانه و ریز دانه 2) وزن واحد حجم توده ای درشت دانه ها در حالت متراکم( میله خورده) 3) چگالی و درصد رطوبت طبیعی درشت دانه و ریز دانه 4) چگالی سیمان. قصد د اریم طرح اختلاط نمونه ای به منظور استفاده در ستون بتنی تهیه کنیم. برای این نمونه ، مقاومت نمونه مکعبی (28 روزه) ، 210 و اسلامپ 8 الی 10 مورد نیاز است. بزرگترین بعد دانه های مصرفی 25 ، "1 وزن مخصوص ظاهری خشک 2694 می باشد دانه های درشت از نوع سنگدانه شکسته هستند .دانسيته سیمان 3140 : DC، دانسيته ويژه ظاهري شن 2694 : EDG، دانسيته ويژه ظاهري ماسه 2490 : ESDمي باشد. دانه ها در حالت خشک شده در هوا هستند. يعني درصد رطوبت شن و ماسه صفر است. درصد جذب آب سنگدانه ها ی درشت، 0.55% : SMG و ریز دانه ها 2.08% : SMS می باشد . FC = 21 اسلامپ 90 mm قطر بزرگترین دانه = 25 mm D ضريب نرمي ماسه 3/47 درصد رطوبت شن MG : 0/0 % درصد رطوبت ماسه MS : 0/0 % درصد جذب آب شن o/55 % : SMG درصد جذب آب ماسه 2/08 %: SMS دانسيته سیمان 3140 : DC دانسيته ويژه ظاهري شن 2694 : EDG دانسيته ويژه ظاهري ماسه 2490 : ESD دانسيته حجمي شن 1597 مطلوبست تهیه طرح اختلاط بتن به روش ACIو تعیین اوزان شن و ماسه و سیمان و آب جهت ساخت یک نمونه آزمایشی به حجم 55 ليتر ( 0.055 متر مکعب ). انتخاب مقدار اسلامپ: اسلامپ طبق صورت مسئله 100-80 میلیمتر است . ما اسلامپ را 90 ميليمتر انتخاب مي كنيم. قطر بزرگترین اندازه دانه را هم 25 ميليمتر انتخاب مي كنيم. * با توجه به نوع سازه ، بارهای وارده و توصیه طراح، مقاومت مشخصه طرح تعیین می شود: FC = 21 انحراف معیار میانگین نمونه ها با درونيابي از جدول 18-1 8/7= g FCM = FC + 8/7 =29/7 گام اول ، تعيين نسبت وزني آب به سیمان : با درونيابي از جدول 24-1 و FCM داريم: = 0/553 à FCM = 29/7 گام دوم ، تعيين مقدار آب لازم: قطر بزرگترین دانه= 25 mm D اسلامپ Eslamp = 90 mm با درونيابي از جدول 27-1 داريم: درصد هواي تقريبي : 1/5 % ، WW = 195 گام سوم ، محاسبه مقدار سیمان لازم : با داشتن مقدار آب از گام دوم و نسبت آب به سیمان از گام اول مقدار سیمان را از رابطه زیر محاسبه می کنیم : WW = 195 ، = 0/553 àC = 352/62 گام چهارم ، تخمین مقدار درشت دانه (شن ) : قطر بزرگترین دانه= 25 mm D ضريب نرمي ماسه3/47 با درونيابي از جدول 28-1 داريم: حجم فضايي شن VCA = 0/62 مقدار شن مصرفي = حجم فضايي شن × دانسيته حجمي شن: WG = گام پنجم ، تعيين مقدار حجم آب ، سيمان ، شن و هوا : VW = = = 0/195 m3 حجم آب VC = = = 0/111 m3 حجم سيمان VG = = = 0/367 m3 حجم شن Va = = = 0/015 m3 حجم هوا گام ششم ، حجم فضايي قابل نفوذ شن مصرفي : VGa = WG × × = 990/14 × ×=5/445 × 10 -3 m3 گام هفتم ، محاسبه وزن ماسه Vts : Vts = 1- [ VW + VC + VG +Va ] = 1- [ 0/195 + 0/111 + 0/367 + 0/015 ] =0/312 Vts = 0/312 m3 گام هشتم ، محاسبه وزن ماسه : WS = = = 738.625 گام نهم ، محاسبه وزن آب ، سيمان ، شن و ماسه براي 1 متر مکعب ( 1000 ليتر): WC = 352/62 وزن سيمان WG = WG+0/01(MG×WG) = 990.14+0/01(0×990.14) = 990.14 وزن شن WS = WS+0/01(MS×WS)=738.625+0/01(0×738.625) = 738.625 وزن ماسه WW = WW + 0/01(SMG-MG) × WG + 0/01(SMS-MS) × WS = WW = 195 + 0/01(0/55-0/0) × 990/14 + 0/01(2/08-0/0) × 738.625 = 215/81 WW =215.81 وزن آب گام دهم ، محاسبه وزن آب ، سيمان ، شن و ماسه براي 0.055 متر مکعب ( 55 ليتر) : مقادير بالا را در0.055 ضرب مي كنيم، داريم: WC = 352/62× 0/055 =19/394 وزن سيمان WG = 990.14 × 0/055 = 54/458 وزن شن WS = 738.625 × 0/055 = 40/62 وزن ماسه WW = 215/81× 0/055 = 11/87 وزن آب آماده سازي نمونه ها : مصالح را با توجه به طرح اختلاط وزن کرده و آماده می کنیم . ابتدا مصالح دانه درشت را در مخلوط کن ریخته و کمی آب به آنها اضافه می کنیم . سپس مصالح دانه ریز را به مخلوط کن اضافه کرده و سیمان را نیز می افزاییم . تا رسیدن به حالت خمیری ، اجازه می دهیم تا دستگاه عمل مخلوط را انجام دهد . پس از رسیدن به حالت نرمال بتنی ( با تشخیص تکنسین آزمایشگاه ) عمل مخلوط کردن را متوقف کرده و بتن را در ظرف حامل بتن می ریزیم و به محل قالب گیری منتقل می کنیم . حال بتن را در قالب های روغن کاری شده می ریزیم . بدین صورت که در سه نوبت و در هر نوبت با میله ی مخصوص 25 ضربه می زنیم . در حین عمل با کوبه ی مخصوص به بدنه ی قالب ضربه می زنیم تا خمیر بتن در قالب جا بگیرد و نمونه کرمو نشود . پس از پر شدن قالب ها سطح آنها را با ماله ( کمچه ) مخصوص صاف کرده و قالب ها را در یک محل به مدت 24 ساعت نگه داری می کنیم . بعد از گذشت این مدت ، قالب ها را به آرامی باز نموده و نمونه ها را در درون آب قرار می دهیم . پس هفت روز نمونه ها را از آب در آورده و سطح آنها را با پارچه خشک می کنیم . سپس ابعاد آنها را با کولیس و متر بنایی ، اندازه می گیریم . آزمایش فشاری بتن : این آزمایش متداول ترین آزمایشی است که در مورد کیفیت بتن ، از لحاظ مقاومت صورت می گیرد . در این آزمایش سه نمونه ی مکعبی شکل با ابعاد مشخص داریم که باید در انتها به نمونه ی استوانه ای معادل سازی شوند . این آزمایش توسط دستگاه آزمایش فشاری ( پرس ) انجام می گیرد که بار یکنواخت به نمونه وارد می شود و این عمل توسط دو فک سنگین صورت می گیرد . اساس کار این دستگاه به گونه ای است که فشار را به اندازه ای افزایش می دهد تا نمونه از هم گسیخته شود . و فشار ماکزیمم را به ما می دهد که بر حسب مگاپاسکال می باشد . این مقدار فشار ( نیروی ) ماکزیمم را یاد داشت کرده و به کمک نمودار مربوط به آزمایش فشاری آن را بر حسب کیلو نیوتن به دست می آوریم . روش آزمایش : دو سطح از نمونه های فشاری را به کمک سنگ ساو می ساییم تا صاف شوند . سپس یکی یکی زیر دستگاه آزمایش فشاری قرار داده و فک را بسته و محکم نموده و دستگاه را به کار می اندازیم. نتایج به دست آمده تا این مرحله عبارتند از : 5 – ( قرائت گیج ×10.154) = بارتصحیح شده بر حسب کیلو نیوتن شماره نمونه طول Mm عرض mm ارتفاع Cm سطح مقطع mm2 حجم نمونه mm3 وزن نمونه kg نيروي P به Mpa نيروي P به N مقاومت فشاری N/mm2 مقاومت معدل N/mm2 1 149/1 146/5 153/0 218/43 3342 ------- 31 309774 14.18 13.70 2 149/3 145/5 151/0 217/23 3280/2 ------- 27.8 277281 12.77 13.70 3 149/2 146/8 151/5 219/02 3318/2 ------- 31 309774 14.14 13.70 برای تبدیل مقاومت از N/mm2 به Kgf/cm2 ، آن را در 10 ضرب می کنیم . شماره نمونه طول Cm عرض Cm ارتفاع Cm سطح مقطع Cm2 حجم نمونه Cm3 وزن نمونه kg دانسيته وزن واحد Kg/m3 نيروي گسيختگي kgf مقاومت گسيختگي Kgf/cm2 مقاومت معدل Kgf/cm2 1 14/91 14/65 15/30 218/43 3342 ------- 141.8 137 2 14/93 14/55 15/10 217/23 3280/2 ------- 127.7 137 3 14/92 14/68 15/15 219/02 3318/2 ------- 141.4 137 این مقاومت 7 روزه است و 56 % مقاومت حداکثر است. بنابراین مقاومت معدل حداکثر برابر Kgf/cm2244.6 بدست می آید. طبق طرح اختلاط ما باید حداقل مقاومت برابر Kgf/cm2 210 بدست آید که ما بیشتر از حداقل مقاومت بدست آوردیم. حال باید این مقاومت نمونه مکعبی را معادل سازی کنیم. مقاومت این نمونه مکعبی به مقاومت نظیر استوانه استاندارد برابر است با: مقاومت نظیر استوانه استاندارد = مقاومت نمونه مکعبی بخش بر Ф ، که Ф را از جدول 38 کتاب می یابیم. : داریم Ф =1.19 مقاومت نظیر استوانه استاندارد = آزمایش کشش غیر مستقیم ، موسوم به آزمایش برزیلی : این آزمایش بر روی نمونه های استوانه ای انجام می گیرد . شرایط تهیه و نگهداری این نمونه ها عینا مانند نمونه های فشاری است . قطر و ارتفاع نمونه را اندازه گرفته دو سطح قاعده ی نمونه را توسط دو خط عمود بر هم علامت می گذاریم . و نمونه را مطابق شکل در بین سینی های دستگاه پرس قرار می دهیم.برای تقسیم متوازن فشار از دو تیغه ی چوبی در بالا و پایین نمونه ها کمک می گیریم.دستگاه را روشن می کنیم.بار به تدریج بالا رفته و در اثر فشار در جهت عمود بر امتداد فشار کشش ایجاد شده و نمونه گشیخته می شود.افزایش بار یکنواخت بوده و با سرعتی معادل 7 تا 14 کیلوگرم نیرو بر سانتی متر مربع در دقیقه خواهد بود.تا زمانی که نمونه گسیخته شود.در این زمان حداکثر بار وارده توسط دستگاه قرائت و ثبت می شود. حال تنش گسیختگی را از رابطه ی زير محاسبه می کنیم. T ، تنش گسیختگی بر حسب Kgf/cm2 P، حداکثر بار وارده توسط دستگاه برحسب Kgf L ، طول نمونه بر حسب cm D ، قطر نمونه بر حسب cm براي نمونه مورد آزمايش داريم : براي تبديل نيرو از مگاپاسكال به كيلو نيوتن از تبديل زير استفاده مي كنيم : 5 – ( قرائت گیج ×10.154) = بارتصحیح شده بر حسب کیلو نیوتن P = (10/154×9.28) – 5 = 89/299 KN = 89299 N شماره نمونه طول به Cm قطر به cm نيروي P به Mpa تنش گسیختگی Kgf/cm2 1 30/2 15/62 9/28 12 آزمایش خمشی بتن : به منظور تعیین تاب کششی آن در خمش روی نمونه های منشوری صورت می گیرد . این آزمایش بر روی نمونه های مکعب مستطیل شکل انجام می گیرد . شرایط تهیه و نگه داری این نمونه ها عینا مانند نمونه های فشاری است . از دو سر نمونه به طول 15 سانتی متر جدا می کنیم . حال نمونه را مطابق شکل زیر دستگاه می گذاریم و اعمال نیرو می کنیم. شماره نمونه طول به Cm عرض به cm ارتفاع به cm نيروي P به N 1 76/25 15/60 15/70 21400 حال مقاومت کششی بتن را در خمش ( مدول گسیختگی ) را از فرمول زیر محاسبه می کنیم . Fr ، مدول گسیختگی بر حسب P، حداکثر بار وارده توسط دستگاه برحسب N L ، طول فاصله دو تكيه گاه نمونه بر حسب mm b ، عرض نمونه بر حسب mm h ، ارتفاع نمونه بر حسب mm تکیه گاه ها را در فواصل 15 سانتی متری از دو سر نمونه قرار می دهیم. بنابراین طول اثر این آزمایش 46/25 سانتی متر خواهد بود. این مقدار برای نمونه 7 روزه می باشد ، که حداکثر مدول گسیختگی برابر 45/89 خواهد بود. آزمایش تنش- کرنش : در این آزمایش ، میزان تنش – کرنش را بدست می آوریم . طول اولیه نمونه را اندازه می گیریم. بدین صورت که فاصله بین دو کمربند را می یابیم. این مقدار برابر 150/3 mm می باشد. سطوح بالا و پایین نمونه استوانه ای را صاف کرده و آن را وزن نموده و مطابق شکل توسط دستگاه بسته و زیر دستگاه پرس می گذاریم و اعمال نیرو می کنیم. با اعمال نیرو تغییر طول را یادداشت نموده و ثبت می کنیم. این تغییر طول بر حسب 0/002 mm می باشد. قرائت نیروی دستگاه تغییر طول بر حسب 0/002 mm رفت برگشت 2 3 87 4 12 102 6 25 118 8 39 128 10 56 136 12 85 139 بنابراین برای کرنش داریم:

گزارش كار آز تكنولوژي بتن

مطالب مشابه :

طرح اختلاط بتن

طرح اختلاط بتن به صورت گام به گام برای دانشجویان عمران

گزارش كار آز تكنولوژي بتن

طرح اختلاط اسفالت

گزارش طرح اختلاط بتن 3

گزارش طرح اختلاط بتن 7

بتن چیست؟

بتن سبك ، طرح اختلاط و مسابقات دانشجويي