آزمایشگاه تکنولوژی بتن، مصالح ساختمانی و سازه

درمهندسی ساختمان برای طراحی سازه(سازه بتنی) نياز است بدانيم که رفتار اجزای ساختمان تحت بارهايی که در اثر وزن خود آن، زلزله و ديگر عوامل محيطی به آن وارد می شود، چيست. همچنین بايد مشخص شود مصالحی که اين اجزا (يعنی تيرها و ستون ها و مانند آن) از آن ساخته می شوند چقدر تحمل بار دارند.

بتن یکی از مصالح اصلی در ساخت انواع بناهای مختلف می باشد که هم اکنون بسیاری از ساختمان های کشور با اسکلت بتنی ساخته می شوند .سیمان و ماسه از جمله مواد اصلی در ساخت بتن می باشند، که این مواد بر اساس استانداردهای مرجع ارزیابی و کنترل می شوند. اما نکته اساسی این است که با داشتن سیمان و ماسه استاندارد حتماً بتن استاندارد نخواهیم داشت و مراحل عمل آوری این محصول بسیار حائز اهمیت است.آزمايشگاه بتن به افراد کمک می کند تا مطالب مختلفی نظير نحوه ساخت بتن مناسب ، چگونگی رسيدن به مقاومت دلخواه ، مبارزه با شرايط خورنده ، ساخت بتن با دوام و ... را مورد بررسی قرار دهند.با توجه به این مطالب راه اندازیآزمايشگاه بتن امری ضروری می باشد.

 

1. لوازم تجهيزات آزمايش بتن خود متراكم (SCC)

دستگاه تعيين كارپذيري به روش باكسL شكل

 

 

اين آزمايشات براي بررسي ويژگي‌هاي اين نوع بتن، يعني قابليت پركنندگي، عبور كنندگي و مقاومت در ‏برابر جداشدگي انجام مي‌پذيرند. ويژگي‌هاي ذكر شده مستقل از يكديگر نبوده و با درجات مختلفي با ‏يكديگر ارتباط دارند.‏ با استفاده از اين آزمايش قابليت رواني و نيز پديده انسداد و جداشدگي مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

 

2. لوازم تجهيزات آزمايش بتن خود متراكم (SCC)

دستگاه تعيين كارپذيري به روش باكسU شكل

اين آزمايشات براي بررسي ويژگي‌هاي اين نوع بتن، يعني قابليت پركنندگي، عبور كنندگي و مقاومت در ‏برابر جداشدگي انجام مي‌پذيرند. ويژگي‌هاي ذكر شده مستقل از يكديگر نبوده و با درجات مختلفي با ‏يكديگر ارتباط دارند.‏ اين آزمايش قابليت عبور و پركنندگي بتن را بررسي مي‌كند.

 

3. لوازم تجهيزات آزمايش بتن خود متراكم (SCC)

تعیین زمان جاری شدن به روش قیف V شکل (V Funnel)

اين آزمايشات براي بررسي ويژگي‌هاي اين نوع بتن، يعني قابليت پركنندگي، عبور كنندگي و مقاومت در ‏برابر جداشدگي انجام مي‌پذيرند. ويژگي‌هاي ذكر شده مستقل از يكديگر نبوده و با درجات مختلفي با ‏يكديگر ارتباط دارند.‏ از دستگاه تعيين زمان جاري شدن به روش قيف ‏Vشكل، جهت تعیین زمان جاری شدن بتن خودتراکم Flow time که خود معیاری برای تعیین قابلیت پراکندگی بتن است استفاده  می­شود. اين آزمايش براي تعيين قابليت پركنندگي (رواني) و نيز توانايي آن براي تغيير جهت جريان بدون وقوع ‏انسداد انجام مي‌گيرد.‏

 

4. اسلامپ

اسلامپ بتن (یا ملات) یا مخروط اسلامپ وارونه به وسیله یک آزمایش نسبتا ساده و با استفاده از ابزار فوق العاده ساده ای تعیین می شود. این ابزار از یک مخروط ناقص فولادی توخالی دسته دار، یک میله فولادی برای متراکم کردن، یک صفحه فولادی کف و یک نوار متر برای اندازه گیری تشکیل می شود. آزمایش اسلامپ بتن یکی از راهکارها برای مشخص کردن مقدار کارایی و روانی بتن تازه می‌باشد. این آزمایش معمولاً در محل اجرای پروژه و یا درآزمایشگاه‌ بتن بتن انجام می‌گیرد

 

5. آون (گرمخانه)

قبل از انجام بسیاری آزمایشات مربوط به خاک بتن یا سنگ، نمونه آزمونه بایستی خشک شود. در بسیاری از آزمایشات خشک کردن نمونه آزمونه بخشی از یک آزمایش است. با توجه به جنس برخی مواد مانند مواد آلی دما از مقدار معینی نباید فراتر رود چون دمای بالا موجب از بین رفتن اصل ماده می گردد. بدین منظور وجود گرمخانه ای با قابلیت تنظیم دما و زمان برای هر آزمایشگاهی ضروری است و از اقلام اولیه آن محسوب می شود.

 

6. تعیین درجه نرمی سیمان از طریق دستگاه نفوذپذیری هوای بلین

هدف از آزمایش تعیین سطح مخصوص سیمان با استفاده از دستگاه نفوذپذیری هوای بلین است. سطح مخصوص سیمان با گرم بر سانتی متر مربع یا کیلوگرم بر متر مربع بیان می شود. این آزمایش به دو روش صورت می گیرد که در روش اول آزمایش تعیین نرمی به صورت دستی صورت می گیرد و محاسبه می شود، اما در روش دوم دستگاه تمام اتوماتیک بوده و در نهایت دستگاه عدد نرمی سیمان را مطابق استاندارد به کاربر ارائه می دهد. در این روش نرمی سیمان پرتلند را به طریق سطح مخصوص آن یعنی مجموع سطح اشغالی بر حسب سانتی متر مربع بر یک گرم سیمان تعیین می کند.

 

7. جک بتن شکن

این دستگاه برای تعیین مقاومت فشاری نمونه های مکعبی و یا استوانه ای بتن و نمونه های کرگیری طراحی شده است . اپراتور میتواند مقدار نیروی وارد بر زمان را قبل از شروع آزمایش بصورت عددی به ماشین وارد کند. کنترل اتوماتیک سرعت بارگذاری با سرعت از پیش تعیین شده توسط دستگاه انجام می گیرد به این صورت که دستگاه لحظه به لحظه سرعت بارگذاری را با سرعت از پیش تعیین شده مقایسه کرده و فشار روغن را بصورت اتوماتیک کم یا زیاد می کند تا در حین آزمایش سرعتی کاملا واقعی و یکنواخت داشته باشیم در خاتمه آزمایش دستگاه بصورت اتوماتیک خاموش خواهد شد و در نهایت اطلاعات نهائی توسط نمایشگر قابل مشاهده می باشد.

 

8. حوضچه نگهداری بتن

 جهت نگهداری نمونه های بتن درون آب برای مدت معین به کار می رود و جنس آن از نوع پلاستیک پی وی سی بوده که شامل خروجی تخلیه و دارای محل تعبیه المنت گرمکن خارجی برای نگهداری دمای آب در دمای معین می باشد .

 

9. دستگاه ذوب کپینگ

مجموعه تجهیزات کپینگ جهت صاف و موازی و گونیا کردن دو سطح نمونه های بتن استوانه ای و نمونه های کرگیری شده توسط مواد که به این منظور تهیه و آماده شده استفاده می گردد . یک هیتر ۱۰۰۰ وات به همراه محافظ استیل برای اختلاط و ذوب مواد کپینگ به کار می رود .

 

10. دستگاه آزمون کشش و فشار یونیورسال

با قابلیت اعمال نیروی 250 کیلونیوتن، لودسل، فک و فیکسچرهای قابل تعویض، کنترل کامپیوتری و نرم‌افزار پیشرفته، این دستگاه امکان اندازه گیری خواص مکانیکی مختلف برای طیف وسیعی از مواد ( فلزات ، سرامیک ها ، پلیمرها و کامپوزیت ها ) را فراهم می کند. بعضی از آزمون های قابل انجام با این دستگاه  عبارتند از : آزمون کشش ،آزمون فشار ، آزمون خمش ، آزمون لایه کنی و ..

خواص مهم قابل قابل اندازه گیری توسط دستگاه: استحکام تسلیم ، استحکام کشش نهائی ، نرمی ، سفتی و چقرمگی برای مواد مختلف.

 

 

11. شیکر الک

دستگاه شیکر برقی الک قابلیت نصب ۱۱ الک به قطر ۸ اینچ و ۸ الک به قطر ۱۲ اینچ را توسط گیره نگهدارنده الکها دارد . با حرکت غربالی متناوب دو طرف چپ و راست سرعت الک کردن را افزایش داده و باعث جلوگیری از انباشته شدن سنگدانه ها در  هر سمت الک می شود .

 

12. شیکر برقی ارزش ماسه ای

 این دستگاه در آزمایشگاه ارزش ماسه ای به منظور ایجاد جنبش های یکنواخت استفاده می گردد . حرکت تناوبی دستگاه رفت و برگشت ۱۷۵ بار در دقیقه را تامین می کند . بدنه دستگاه با رنگ الکترواستاتیک تولید شده است .

 

13. دستگاه میز ویبره دانسیته حداقل و حداکثر خاکهای غیر چسبنده

خاک هاي درشت دانه ، خاک هايي هستند که از تجزيه و خرد شدن سنگ ها به عمل آمده اند. اجزاي حاصل از تجزيه ممکن است جابجايي تحمل کرده باشند (خاک هاي جابجا شده) که اين جابجايي در اثر نيروي ثقل ، آب ، باد ، يخ و عوامل ديگر مي تواند باشد. در اين گونه خاک ها جورشدگي آنها افزايش يافته و ميزان گوشه دار بودن آنها کم شده است و دسته ديگر آنهايي هستند که جابجايي تحمل نکرده باشند و به خاک هاي برجا معروف هستند. در اين گونه خاک ها معمولاً ذرات گوشه دار و قطعاتي از سنگ مادر در داخل آنها وجود دارد. هدف از این دستگاه تعیین وزن مخصوص حداکثر و حداقل خاک های درشت دانه غیرچسبنده می باشد.

 

14. میکسر پن تایپ

 این دستگاه جهت اختلاط کارآمد و ایجاد یکنواختی مناسب برای حجم کمی از بتن در نمونه های آزمایشگاهی استفاده میشود . دستگاه برای اختلاط مصالح خشک و نیز مرطوب کاربرد دارد و شامل پره هایی از جنس فولاد ضد سایش و قابل تعویض میباشد . ظرف مخلوط چرخان و قابل برداشته شدن میکسر ، امکان دسترسی مناسب به ظرف و نیز تخلیه راحت تر آن را در پایان مراحل اختلاط نمونه بتن میدهد . به علاوه دریچه ورود به مصالح برای دستیابی به بیشترین دسترسی به ظرف اختلاط بلند میشود. این دریچه پره های دستگاه را در طول عملیات اختلاط بتن در عمقی ثابت نگه میدارد. پره ها به راحتی قابل تعویض است.

 

15. تعیین درصد هوای بتن

 همواره مقاومت فشاری بتن ارتباط مستقیم با تراکم بتن دارد و نسبت معکوس با حجم منافذ آن دارد. هرچه بتن متراکم تر باشد تاب فشاری آن بیشتر است با توجه به نوع دانه بندی و تراکم بتن همواره فضای خالی در بتن وجود دارد. درصد زیاد سنگدانه های درشت در مخلوط بتن منجر به افزایش درصد فضای خالی می­گردد. حتی درصد زیاد سنگدانه های ریز در مخلوط بتن همین اثر را دارد ولی به مراتب کمتر از سنگدانه های درشت.

در این روش آزمایشی هدف تعیین مقدار هوای موجود در بتن تازه بوده که با مشاهده تغییر حجم بتن در اثر تغییر فشار تعیین می گردد. این روش در بتن­ها و ملاتهایی کاربرد دارد که سنگدانه های آن نسبتا متراکم بوده و برای بتن­های سبک با سنگدانه های متخلخل کاربرد ندارد. این دستگاه جهت تعیین مقدار هوای موجود در بتن تازه بر اساس تغییر حجم مشاهده شده در اثر فشار مورد استفاده قرار می گیرد.

 

16. وسایل آزمایش تعیین ارزش ماسه ای

اين آزمايش جهت تکميل آزمايش دانه­بندي است و این آزمايش به منظور تعيين سريع نسبت ذرات ريز يا مواد رس گونه در خاک­ها يا مصالح دانه­بندي شده به کار برده مي­شود. منظور از اين آزمايش نشان دادن مقادير نسبي مواد رس مانند يا ذرات چسبنده و گرد و خاك موجود در مصالح دانه‏اي يا ريز دانه در شرايط استاندارد مي‏باشد كه از الك با چشمه 4/75 ميليمتر عبور كرده باشد . عبارت هم ارز ماسه اين مفهوم را بيان مي‏كند كه بيشتر مصالح دانه دار يا ريز دانه مخلوطي از مواد درشت قابل قبول ماسه و معمولا مقداري رس يا ذرات چسبنده خميري يا گرد و خاك كه مورد قبول نيستند مي‏باشد. هدف از اين آزمايش نشان دادن مقادير نسبي مواد رس مانند يا ذرات چسبنده و گرد و خاك موجود در مصالح دانه‏اي يا ريز دانه در شرايط استاندارد مي‏باشد كه از الك با چشمه 4/75 ميليمتر عبور كرده باشد .

 

17. دستگاه تعيين زمان گیرش سیمان (ویکات)

وقتی که پودر سیمان را با مقدار مناسبی آب مخلوط می­کنیم تبدیل به خمیر نرمی می­شود که در اثر مرور زمان حالت خمیری (پلاستیسیته) خود را از  دست داده و بالاخره تبدیل به جسم سختی می­گردد. زمان گيرش اوليه مدت زمان سپري شده از لحظه اختلاط آب و سيمان مي‌باشد. با توجه به اين كه غلظت مخلوط (ميزان آب نسبت به سيمان) در سرعت گيرش سيمان و به عبارتي در سرعت كاهش رواني خمير تأثير مي‌گذارد، آزمايش تعيين زمان گيرش اوليه بايستي با مقدار آب مشخص (غلظت نرمال) صورت گيرد.

 

این روش برای تعیین زمان گیرش سیمان هیدرولیکی با استفاده از سوزن ویکات بکار می­رود.