هواسنج بتن

« روش آزمایش روش تعیین مقدار هوای مخلوط بتن تازه به روش فشاری »

دامنه کاربرد

این آزمایش روش تعیین مقدار هوای مخلوط بتن تلزه را بر اساس تغییر حجم ان تحت اثرفشار شرح می دهد.

این روش برای بتن و ملاتی که با مصالح سنگی نسبتا" سنگین ساخته می شوند تنظیم شده است .ضریب تصحیح مصالح

سنگین برای این دانه ها را می توان با روش شرح داده شده است .

این روش برای بتنی که با دانه های سبک سرباره ی کوره ی آهن گدازی یا دانه های بسیار متخلخل ساخته می شود

قابل استفاده نمی باشد. دراین موارد باید ازآزمایش ASTM C173   استفاده کرد.

همچنین از این روش نمی توان برای بتن غیر خمیری که در کارخانه ها برای ساخت بلوک و نظایر آن به کار می رود استفاده

نمود.

اهمیت و کاربرد

این آزمایش برای تعیین مقدار هوای بتن تازه به جزهوایی که می تواند در داخل حفرات درون ذرات وارد شود ، طرح ریزی

شده است . به همین لحاظ این روش برای بتنی که با مصالح سنگی توپر و سنگین ساخته می شود قابل استفاده است .

در این روش لازم است ضریب تصحیح مصالح سنگی تعیین گردد.

مقدار هوای بتن سخت شده ممکن است از آنچه به وسیله این روش تعیین می شود بیشتر یا کمتر باشد.این کمیت به

نحوه متراکم کردن بتن ،توزیع یکنواخت و پایداری حبابهای هوا در بتن در معرض عوامل محیطی ،مرحله تحویل و عوامل متعدد

دیگری بستگی دارد.

وسایل آزمایش

وسیله اندازه گیری حجم هوا: بدین منظور دو نوع وسیله مناسب ساخته شده است که بر اساس قانون بویل عمل می

کنند و به نوع  AوB   موسومند.

وسیله اندازه گیری حجم هوا از نوع A : این وسیله از یک ظرف ویک درپوش ساخته شده است.نمونه بتن با حجم معینی

در ظرف مخصوص دستگاه آزمایش ریخته می شود و روی آن تا ارتفاع مشخصی با آب پر می گردد. سپس آب را تحت فشار

معینی قرار می دهند . در نتیجه آب به داخل خلل و فرج نمونه بتن نفوذ می کند و سطح آن پایین می آید .دستگاه طوری

مدرج شده است که از روی آن می توان با توجه به نزول سطح آب درصد هوا در نمونه بتن را قرائت کرد.

وسیله اندازه گیری حجم هوا از نوع B : این وسیله از یک ظرف و یک درپوش تشکیل می شود.

دستگاه بر اساس تعادل حجم مشخصی از هوا تحت فشار معین در یک ظرف در بسته کار می کند .در داخل ظرف نمونه

بتن که حاوی حجم نامشخص هوا می باشد قرار دارد.صفحه مدرج فشارسنج دستگاه بر حسب درصد هوا در فشارحالت

تعادل مدرج شده است .فشار مطلوب کار دستگاه بین 51 تا 207 کیلو پاسکال می باشد.

ظرف اندازه گیری :ظرف اندازه گیری باید به شکل استوانه و از جنس فولاد یا فلز سخت دیگری که چسبندگی آن به سیمان

کم است ساخته شده باشد.قطرظرف باید حداقل 75/0 تا 25/1 برابر ارتفاع آن بوده و ظرفیت آن حداقل 006/0 متر مکعب

باشد.لبه ظرف باید به صورت تخت یا به شکل مناسب دیگری درآورده شده باشد تا به نحو مطمئنی با درپوش ظرف جفت

شده و محکم گردد. سطوح داخلی ظرف و سطوح طوقه لبه های تخت و قسمتهای دیگر که با یکدیگر جفت می شوند باید

صیقلی و صاف شده باشند. ظرف اندازه گیری و درپوش آن باید به اندازه گیری ودرپوش آن باید به اندازه کافی صلب باشند

تا ضریب انبساط ( D )  دستگاه را به کمتر از 1/0 درصد حجم هوایی که دستگاه تحت فشار نرمال نشان می دهد محدود

نمایند.

درپوش

درپوش باید از جنس فولاد یا فلز سخت دیگری که چسبندگی ان به خمیر سیمان کم است ساخته شده باشد لبه درپوش

باید به صورت تخت یا به شکل مناسب دیگری درآورده شده باشد تا به نحو مطمئنی با ظرف جفت شده و محکم گردد.لازم

است درپوش به شکل کاسه ای بوده و دارای تقعری باشد تا فضای لازم برای تجمع هوا در بالای ظرف را تأمین نماید.

درپوش باید به یک وسیله مناسب برای قرائت مستقیم حجم هوا مجهز باشد.درپوش نوع A باید دارای یک لوله قائم باشد.

این لوله فلزی سوراخ دار که به آن یک لوله آبنمای مدرج متصل گردیده تشکیل شده باشد.صفحه مدرج درپوش دستگاه نوع

B باید طوری درجه بندی شده باشد که درصد هوا را مشخص نماید.درجه بندی باید به نحوی باشد که برای محدوده ای از

درصد هوا که حداقل آن 8/0 است دارای دقت قرائت 1/0 درصد باشد. این کار به وسیله آزمایش کالیبراسیون تحت یک

فشار هوای مناسب صورت می گیرد.

درپوش باید به شیرهای هوا، شیرهای تخلیه هوا، و شیرهایی برای خروج آب اضافی یا ورود آن مجهز باشد. لازم به ذکر

است یک بست مناسب برای محکم کردن درپوش و ظرف محبوس نکند.همچنین درپوش باید به یک پمپ دستی مناسب که

به ان متصل است یا به عنوان یک وسیله فرعی می تواند به آن متصل شود مجهز باشد.

مخزن کالیبراسیون : مخزنی است که حجم داخلی آن درصدی از حجم ظرف اندازه گیری است ،این درصد متناظردرصد

هوای بتن در نمونه مورد ازمایش است.

طرز کار دستگاههای تعیین مقدار هوای بتن با یکدیگر متفاوت می باشد.

فنر مارپیچ یا وسیله دیگری برای نگه داشتن استوانه کالیبراسیون در جای خود.

لوله مخصوص آبپاش : لوله ایی است برنجی با قطر مناسب که ممکن است جزء درپوش بوده یا به طور مجزا به آن اضافه

شود. این وسیله باید طوری ساخته شده باشد که وقتی از طریق آن آب به ظرف اضافه می شود آن را به دیواره های

درپوش بپاشد و آب از دیواره های ظرف به پایین جریان یابد  تا حداقل آشفتگی را روی بتن ایجاد نماید.

ماله: ماله مخصوص  بنایی .

تخماق میله ای : تخماق باید میله مستقیم فولادی به قطر 16 میلیمتر بوده و به طول آن حداقل 400 میلیمتر باشد.

سرتخماق باید گرد و به صورت نیمکره ای به قطر 16 میلیمتر باشد.

چکش : چکشی به وزن تقریبی 23±57/0  کیلوگرم برای حجم 14 دسیمتر مکعب و کمتر و چکشی به وزن تقریبی 23/0 ±

02/1 کیلو گرم برای حجم بیشتر از 14 دسیمتر مکعب .

 میله مخصوص ضربه زدن : میله مناسب تختی است از جنس فولاد یا فلزات مناسب دیگر . 

قیف همراه با یک مجرا که در داخل لوله مخصوص آبپاش جفت می شود.

ظرف آب که ظرفیت آن برای پر کردن لوله مدرج دستگاه آزمایش از سطح نمونه بتن تا علامت صفر کافی باشد.

لرزاننده: که مشخصات آن در ASTM C192 توضیح داده شده است .

الک : الک 5/37 میلیمتر که سطح آن کمتر از 19/0 متر مربع نباشد.

تعیین ضریب تصحیح مصالح سنگی

روش کار : ضریب تصحیح مصالح سنگی در نمونه ای که مخلوطی از مصالح ریز دانه و درشت دانه است .این ضریب با اعمال

فشار کالیبره شده بر روی نمونه ای از مخلوط مصالح ریزدانه و درشت دانه که روی آنرا آب گرفته و رطوبت آن را آب گرفته و

رطوبت آن را با رطوبت واقعی در نمونه بتن تقریبا" یکسان است تعیین می گردد.

مقدار نمونه مصالح سنگی : وزن مصالح ریزدانه و درشت دانه ی موجود در نمونه ی بتن تازه را که تعیین حجم هوا در آن مورد

نظر است به صورت زیر معین کنید:

(1)

×

× (2)                                                              

در این روابط :

وزن مصالح ریزدانه در نمونه بتن تحت آزمایش بر حسب پوند (کیلوگرم)  

حجم نمونه بتن ( که با حجم ظرف اندازه گیری برابر است ) بر حسب فوت مکعب ( متر مکعب )

حجم بتن تولید شده در محل تولید بتن بر حسب فوت مکعب ( متر مکعب )

وزن کل مصالح ریزدانه با رطوبتی که در محل تولید دارند بر حسب پوند

وزن مصالح درشت دانه در نمونه بتن تحت آزمایش بر حسب پوند ( کیلوگرم)

وزن کل مصالح درشت دانه با رطوبتی که در محل تولید دارند برحسب پوند (کیلوگرم) 

ریختن مصالح در ظرف اندازه گیری : مصالح ریز دانه( ) و درشت دانه ( ) موجود را مخلوط کرده و در ظرف اندازه گیری که یک

سوم آن با آب پر شده است بریزند. هر بار کمی از مصالح را به صورت تدریجی و به حالتی در ظرف بریزند که تا حد ممکن

هوای کمتری در بین دانه ها محبوس شود. به پهلوهای ظرف ضربات ملایم زده و به آرامی در ضخامت 1 اینچ بالای مصالح

میله بزنید.بعد از هر بار افزودن مصالح ظرف را تکان دهید تا هوا خارج شود.

تعیین ضریب تصحیح مصالح سنگی:

مرحله مقدماتی آزمایش برای دستگاهها نوع A  و B  : وقتی تمام مصالح در ظرف اندازه گیری ریخته شد حباب ها کف

های روی آن را برداشته و مصالح را در فاصله ریختن آب به داخل مخلوط کن و انجام آزمایش مستغرق نگه دارید.

دستگاه نوع B –مقداری آب دستگاه را که تقریبا" معادل حجم هوای یک نمونه بتن معمولی  است خالی کنید.خالی کردن

آب باید طبق روش شرح داده شده در ضمیمه 1-9صورت گیرد.ضریب تصحیح مصالح سنگی (G) برابر است با تفاضل قرائت

حجم هوا از حجم آب تخلیه شده از ظرف که به صورت درصدی از حجم ظرف بیان می شود.

آماده کردن نمونه آزمایشی بتن

مطابق روشهای عملی شرح داده شده ASTM C172  نمونه ای از مخلوط بتن تازه تهیه کنید .اگر بتن دارای دانه های

درشت تر از 2 اینچ (50 میلیمتر) است .مقدار کافی از نمونه موجود را مطابق ASTM C172  بوسیله شستن از روی الک

2/1 1 اینچ (5/37 میلیمتر) عبور دهید تا نهایتا" مقدار مصالحی بیش از آنچه برای پر کردن ظرف لازم است بدست آورده

شود.عمل شستن نمونه بتن تازه از روی الک را با حداقل مقدار ممکنه توزیع ملات انجام دهید. سعی نکنید ملات چسبیده

به مصالح درشت دانه ی باقی مانده روی الک را برطرف کنید.

روش تعیین مقدار هوای بتن

نمونه  بتن تهیه شده طبق قسمت (6) را در لایه های مساوی در ظرف اندازه گیری بریزید.هر لایه را به وسیله میله یا از

طریق لرزندان متراکم نموده و لایه متراکم شده آخر را صاف کنید برای بتنی که اسلامپ آن بیش از

3 اینچ (76 میلیمتر) است نباید از لرزاندن استفاده نمود.

میله زدن : بتن را در سه لایه با حجم تقریبا" مساوی در ظرف اندازه گیری بریزید و هر لایه را 25 ضربه ی تخماق که به طور

یکنواخت روی تمام سطح بتن توزیع گردیده متراکم کنید .بعد از میله زدن هر لایه بوسیله چکش چوبی به طور ملایم 10 تا

15 بار به پهلوهای ظرف ضربه بزنید تا حبابهای هوا بوسیله میله زدن از ان خارج شوند و حبابهای بزرگ هوای محبوس شده

آزاد گردند. لایه زیرین را به طوری که میله در تمام عمق آن نفوذ کند ولی شدت میله زدن نباید بنحوی باشد که میله به کف

ظرف برخورد کند میله زدن دومین لایه و آخرین لایه باید طوری باشدکه میله فقط به عمق حدود 1 اینچ در لایه قبلی نفوذ

کند.آخرین لایه بتن را به صورتی در طرف بریزید که سر ریز نکند.

ویبراسیون : بتن را در دولایه با حجم تقریبا" مساوی در ظرف اندازه گیری بریزید. تمام بتن هر لایه را قبل از شروع ویبره در

ظرف اندازه گیری بریزید.تمام بتن هرلایه را قبل از شروع ویبره در ظرف بریزید.هرلایه را با سه بار وارد کردن ویبراتور که به طور

یکنواخت روی سطح توزیع گریده متراکم کنید.بتن آخرین لایه را به طوری در ظرف بریزید که سرریز نکند(4-1-7) برای

ویبراسیون لایه زیر دقت کنید که ویبراتوربا کف یا پهلوهای ظرف تماس پیدا نکند.درموقع بیرون کشیدن ویبراتور از نمونه توجه

کنید که هیچ هوایی جایگزین نشود .باتوجه به نوع بتن ویبراتور و طرف اندازه گیری مدت زمان استانداردی را برای زمان

ویبراسیون بیش از اندازه ممکن است سبب جدا شدن دانه ها و خروج هوایی که عملا" در بتن داخل گردیده است

بشود.معمولا" ویبراسیون تا آنجا ادامه می یابد که سطح بتن نسبتا" نرم شده و لعابدار شود.هرگز نباید ویبره کردن را آنقدر

ادامه داد که موجب خروج کف از بتن شود.

پرداخت کردن سطح بتن: بعد از متراکم کردن بتن سطح فوقانی آن را به وسیله یک میله و با یک حرکت برشی و عرضی

صاف کنید. برای تراکم کامل بتن ظرف نباید حاوی بتن اضافی یا کسری باشد.بهترین حالت این است که در موقع صاف

کردن سطح بتن تقریبا" 1/8اینچ از بتن برداشته شود.برای رفع کسری بتن می توان مقدار کمی بتن به نمونه اضافه کرد .در

صورتی که در ظرف بتن اضافی وجود داردقبل از صاف کردن سطح آن بتن اضافی را بردارید.

بکار بردن روش آزمایش :هر قسمت از دو روش آزمایش که به طورخاص به دستگاه نوع A  یا B مربوط نمی شود باید برای

هر نوع دستگاه بکار برده شود.

روش ازمایش – دستگاه نوع A

 آماده کردن وسایل – لبه ها و زه ظرف و درپوش آن را کاملا" تمیز کنید تا وقتی در آن بسته می شود کاملا" آب بندی

گردد.دستگاه را سوار کنید و از طریق لوله آن را روی بتن اضافه کنید تا آب داخل لوله به نصف ارتفاعی که علامت گذاری

شده برسد.دستگاه را 30 درجه از حالت قائم خارج کنید و به حالت مایل نگه دارید . با استفاده از کف طرف به عنوان یک

محور دستگاه چند دورکامل بگردانیدو همزمان به در پوش ضربات آرامی بزنید تا همه حبابهای محبوس بالای نمونه بتن خارج

شود .دستگاه را به حالت قائم برگردانیدو در حالی که به پهلوهای ظرف ضربات آرامی می زنید ستون آب را تا کمی بالاتر از

علامت صفر پر کنیدقبل از بستن سوراخ بالای ستون آب تراز آب را به علامت صفر لوله ی مدرج برگردانید.

روش آزمایش – به کمک یک پمپ دستی کوچک فشاری کمی بیش از فشار مطلوب آزمایش (P) ( بیش از حدود 2/0 پوند

بر اینچ به بتن اعمال کنید .برای از بین بردن مقاومت های موضعی به پهلوهای ظرف ضرباتی بزنید فشارسنج فشار واقعی

آزمایش (P) را نشان می دهد سطح ( ) را قرائت نموده و با دقت کوچکترین تقسیمات روی لوله یا نصف این تقسیمات ثبت نمایید. برای مخلوط هایی که بسیار ناهنجار بوده و فضای خالی زیادی دارند.ممکن است لازم باشد ضربات بیشتری به ظرف زده شود تا حجم هوایی که مشخص می شود تغییر نکند .بوسیله تهویه هوا از بالای ستون آب و زدن ضربات ملایم به مدت یک دقیقه به پهلوهای طرف بتدریج فشار هوا را آزاد کنید .سطح تراز جدید آب ( ) را با دقت کوچکترین تقسیمات رود لوله یا نصف این تقسیمات ثبت کند.

حجم ظاهری هوا را به صورت زیر بدست آورید.

در اینجا:

حجم ظاهری هوا  

تراز قرائت شده آب تحت فشار

تراز قرائت شده آب تحت فشار صفر بعد از آزاد شدن فشار

آزمایش کنترل – مراحل شرح داده شده در قسمت بالا بدون اضافه کردن اب برای رساندن تراز آن به علامت صفر تکرار

کنید. دو مقدار متوالی تعیین شده برای حجم هوا باید با اختلاف کمتر از 2/0 درصد حجم هوا باهم مطابقت داشته باشد .

مقدار اب که مطابق قسمت 9 برای محاسبه ی حجم هوا ( )   به کار می رود از میانگین این دو مقدار بدست آورید.

هرگاه حجم هوا از دامنه نمایش هواسنج دستگاه تجاور نکند . مقدار تقریبی فشار  که تحت آن حجم ظاهری هوا دو برابر

مقداری است که از روی هواسنج قرائت می شود از رابطه زیر بدست می آید:

در اینجا :

فشار آزمایش تقلیل یافته بر حسب پوند بر اینچ مربع (یا کیلو پاسکال )

فشار جو بر حسب پوند بر اینچ مربع (تقریبا" 7/14 پوند بر اینچ مربع که بر حسب وضعیت آب و هوا و ارتفاع محل تغییر می کند)

=P   فشار کارکرد فشارسنج یا فشار معمولی آزمایش برحسب پوند براینچ مربع (کیلو پاسکال)

روش آزمایش – دستگاه نوع B

آماده کردن وسایل – لبه ها یا زه ظرف و درپوش آن را کاملا" تمیز کنید تا وقتی در آن بسته می شود کاملا" آب بندی

گردد. دستگاه را سوار کنید شیر هوای بین مخزن هوا و ظرف را ببندید و شیرهای هواگیری روی درپوش را باز کنید . با

استفاده از یک سورنگ پلاستیکی آب را از یکی از شیرهای هواگیری به داخل ظرف تزریق کنید تا اینکه از شیر هواگیری

دیگر آب بیرون بزنید. به آرامی کنتور را تکان دهید تا همه هوا از این شیر هوا خارج گردد.

روش آزمایش – شیر هواگیری روی درپوش را ببندید و تا وقتی فشار مخزن روی خط فشار اولیه است به داخل آن هوا پمپ

کنید. چند ثانیه صبر کنید تا اینکه دمای طبیعی برسد. با باز کردن پیچ هوا یا پمپاژ بیشتر هوا درجه فشارسنج را بر روی خط

فشار اولیه تثبیت کنید.برای از بین بردن مقاومتهای موضعی در برابر ورود آب به بدنه ظرف ضرباتی بزنید. به آرامی به

فشارسنج ضربه بزنید تا درجه فشار تثبیت شود و سپس درصد هوا را از روی عقربه فشارسنج قرائت کنید. قصور در بستن

شیر هوای اصلی قبل از آزاد کردن فشار ظرف یا مخزن هوا سبب وارد شدن آب به درون ظرف هوا وارد گردد باید از طریق

شیر هواگیری آن را خارج نمود. برای خارج کردن آخرین ذرات آب باید چندین مرتبه از پمپ استفاده کرد . قبل از برداشتن

درپوش ظرف با باز کردتأسیسات ساختمانن هر دو شیر فشار را تخلیه کنید.