دانه بندی مصالح سنگی ریز دانه و درشت دانه بوسیله الک
این آزمایش نحوه ی تعیین توزیع اندازه ی دانه ها در مصالح ریز دانه و درشت دانه را به کمک الک شرح می دهد.
خلاصه روش آزمایش
نمونه توزیع شده ای از مصالح سنگی خشک، از یک سری الک که به دنبال هم از بزرگ به کوچیک مرتب شده اند، عبور
داده می شود و توزیع اندازه دانه ها تعیین می گردد.
اهمیت و کابرد
این روش برای تعیین دانه بندی مصالح سنگی ( شن و ماسه ) به کار می رود.
نتایج این آزمایش به منظور تطبیق توزیع اندازه ی دانه ها با مشخصات لازم برای مصالح سنگی و همچنین تهیه اطلاعات لازم
برای کنترل تولید سنگدانه های مختلف و مخلوط هایی که از آنها مصالح سنگی به کار می رود، مورد استفاده قرار می
گیرد. اطلاعات حاصل از این آزمایش را می توان برای تصمیم رابطه بین تخلخل و تراکم نیز مورد استفاده قرار داد.
- برای مصالح ریز تر از 75 میکرون (الک شماره 200 ) نمی توان تنها به کمک این روش و استفاده از الک دانه بندی دقیقی را تعیین نمود. در این موارد باید از آزمایش ASTM
C117 استفاده کرد. مصالح ریز تر از 75 میکرون با شستن مصالح روی الک شماره ی 200 به دست می آیند.
- وسایل آزمایش
ترازو - ترازو هایی که برای آزمایش مصالح ریزدانه و درشت دانه به کار برده می شوند باید دارای دقت هایی به شرح زیر
باشند
برای مصالح ریز دانه دقت ترازو باید 1/0 در صد بار مورد آزمایش یا 1/0 گرم باشد (هر کدام که بزرگتر است)
برای مصالح درشت دانه یا مخلوطی از مصالحد ریز دانه و درشت دانه دقت ترازو 5 /0 گرم یا 1/0 در صد بار مورد آزمایش
باشد ( هر کدام بزرگتر است )
- الک ها – الک ها باید طوری روی هم سوار شوند که از هدر رفتن مصالح هنگام الک کردن جلوگیری شود. الک ها باید مشخصات ذکر شده در ASTM E11 را دارا باشند. تغییرات قطر متوسط سوراخ الک هایی که سوراخ های آنها بزرگتر از 125 میلی متر ( 5 اینچ ) است می تواند 2± در صد بوده و قطر اسمی سیم های آنها باید 8 میلی متر یا بزرگتر باشد.
- لرزاننده های مکانیکی الک ها – لرزاننده مکانیکی الک ها باید لرزش قائم ، یا لرزش و جانبی را به الک منتقل کند، طوری که دانه ها در روی الک ببه بالا و پائین پریده و بلغطند تا در جهات مختلف روی سطح الک قرار بگیرند. لرزش الک ها باید باید تا حصول شرایط ذکر شده در بند 6-4 ادامه یابد.
- کوره – یک کوره با اندازه مناسب که قادر باشد دمای یکنواخت 5± 110 درجه سانتی گراد ( 9 ± 230 درجه فارنهایت ) را حفظ کند.
- نمونه برداری
- نمونه برداری باید مطابق روش عملی ASTM D75 انجام شود. وزن نمونه کارگاهی باید برابر وزن ذکر شده در ASTM D75 یا چهار برابر اوزان ذکر شده در بند های 5-4 و 5-5 باشد ( بجز مورد اصلاح شده در بند 6-6 ) ( هرکدام بزرگتر باشد )
- کل مخلوط را به هم زده و مقدار مناسبی ار آن را طبق دستور العمل ASTM C702 بر می دارند. وزن نمونه ای که برای آزمایش به کار می رود باید بعد از خشک کردن تقریبا برابر وزن خواسته باشد.
- مصالح سنگی ریزدانه- وزن نمونه مصالح ریز دانه بعد از خشک کردن باید به صورت زیر باشد:
مصالحی که حداقل 95% آن را از الک شماره ی 8 ( 36/2 میلی متر ) عبور می کند ، 100 گرم .
مصالحی که حداقل 85% آن را از الک شماره ی 4 (75/4 میلی متر) عبور کرده و بیش از 5 درصد آن روی الک شماره ی 8 (36/2 میلی متر) باقی ماند ، 500 گرم
- مصالح سنگی درشت دانه - وزن نمونه مصالح درشت دانه باید به صورت زیر باشد :
حداکثر اندازه اسمی دانه ها، سوراخهای مربعی، میلی متر (اینچ) | حداقل وزن نمونه آزمایشی بر حسب کیلو گرم (پوند) |
(8/3) 5 /9 (2/1) 5/12 (4/3) 0/19 (1) 0/25 ( ) 5/37 (2) 50 ( ) 50 ( )63 (3) 75 ( ) 90 (4) 100 ( ) 112 (5) 125 (6)150
| (2)1 (4)2 (11)5 (22)10 (33)15 (44)20 (77)35 (130)60 (220)100 (330)15 (440)200 (660)300 (1100)500
|
- مخلوط های مصالح ریز دانه و درشت دانه- وزن نمونه آزمایش مخلوط مصالح ریزدانه و درشت دانه باید طبق بند 5-4 باشد.
- مقدار نمونه لازم برای مخلوط های درشت دانه به میزانی است که امکان انجام آزمایش با لرزاننده های مکانیکی بزرگ وجود داشته باشد. نتیجه ی این آزمایش برای نمونه هایی از سنگدانه های درشت تر از 50 میلی متر نیز رضایت بخش خواهد بود ، مشروط بر آنکه مقدار نمونه کمتر باشد و معیار پذیرش یا عدم پذیرش مصالح متوسط نتایج چند آزمایش باشد طوری که مقدار نمونه ضربدر تعداد نمونه هایی که آزمایش می شوند برابر حداقل مقادیر داده شده در قسمت 5-4 شود.
- برای تعییین مقدار مصالح ریز تر از 75 میکرون (شماره ی 200) از روش ASTM C117
به صورت زیر استفاده می شود:
برای سنگدانه هایی که حداکثر اندازه اسمی دانه های آنها 5/12 میلی متر (2/1 اینچ) یا کمتر است، همان نمونه ی
آزمایشی که در ASTM C117 و در این ازمایش به آن اشاره شد به کار برده می شود. نمونه را ابتدا مطابق ASTM C117
خشک کرده و به صورت خشک طبق بند 6-2 تا 6-7 الک می کنند.
در مورد مصالح سنگی که حداکثر اندازه اسمی دانه های آنها بزرگتراز 5/12 میلی متر (2/1 اینچ) است ، می توان نمونه ازمایشی را طبق بند 5-7-1- استفاده کرد، یا نمونه های آزمایشی جداگانه ای را برای آزمایش ASTM C117
و این روش به کار برد.
در مواردی که مشخصات ، لزوم تعیین مقدار کل مصالح ریزتر از 75 میکرون را به وسیله ی شستشو از روی الک و الک کردن
به صورت خشک ایجاب می نماید، روش شرح داده شده در بند 5-7-1 به کار برده می شود.
- روش ازمایش
- نمونه ی آزمایش را تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 5± 110 درجه سانتی گراد (9±230 درجه فارنهایت) خشک کنید.
- برای دست یابی به مشخصات مورد نیاز مصالح باید الک هایی با اندازه های مناسب انتخاب شوند. برای تهیه اطلاعات دیگر مانند ضریب نرمی، مقدار مصالح روی یک الک ، می توانید از الک های اضافی دیگری استفاده کنید. الک ها را به ترتیب شماره از بزرگ به کوچک و از بالا با پائین روی هم قرار داده و نمونه را روی الک بالایی بریزید. الک ها را به وسیله دست یا به کمک ماشین به مدت کافی تکان دهید. مدت لازم برای تکان دادن الک ها یا با آزمون و خطا و یا طبق بند6-4 به کمک یک نمونه آزمایشی تعیین می گردد.
- مقدار مصالح روی الک را درحدی محدود کنید که تمامی دانه ها فرصت داشته باشند چندین مرتبه در برابر سوراخ های الک قرار بگیرند. برای الک هایی که سوراخ های آنها کوچک تر از 75/4 میلی متر ( شماره 4 ) می باشد، نباید وزن مصالح باقی مانده روی الک بیش از 6 کیلو گرم بر متر مربع ( 4 گرم بر اینچ مربع ) سطح الک باشد. درمورد الک هایی که سوراخ هی آنها 75/4 میلی متر ( شماره 4 ) یا بزرگتر است ، وزن مصالح روی الک بر حسب کیلو گرم بر متر مربع باید از 5/2 برابر اندازه ی سوراخ های الک ( برحسب میلی متر ) بیشتر نباشد. در هیچ موردی نباید وزن مصالح روی الک به اندازه ای باشد که بافت الک تغییر شکل دائمی بدهد.
- الک کردن را تا هنگامی ادامه دهید که پس از آن به ازای هر یک دقیقه اللک کردن ، کمتر از 1 درصد وزن مصالح باقی مانده روی هر الک از آن عبور کند. برای تکان دادن الک های مجزا زیر الک را یک تاوه قرار داده و روی هر الک از آن را در پوش بگذارید و به حالت کمی شیبدار در یک دست نگه دارید. الک را با سرعت 150 در دقیقه تکان دهید و در هر 25 مرتبه تکان دادن الک ، آن را به اندازه یک ششم دور بگردانید. برای الک های از 75/4 میلی متر ( شماره 4) باید الک کردن تا حدی ادامه یابد که فقط یک لایه از دانه ها روی الک باقی بماند. اگر اندازه ی الک های مورد استفاده ، الک کردن به طریق فوق را غیر عملی می سازد ، از الک های با قطر 203 میلی متر ( 8 اینچ ) استفاده کنید.
- در مورد مخلوط های مصالح ریز دانه و درشت دانه قسمتی از نمونه که ریزتر از 75/4 میلی متر ( شماره 4 ) است، را می توان در روی دو یا چند سری الک توزیع نمود از انباشته شدن بیش از حد مصالح روی الک های مجزا جلوگیری شود.
روش دیگر این است که با استفاده از یک جدا کننده مکانیکی طبق ASTM C702 قسمتی از مصالح ریز تر از 75/4
را برحسب اندازه کاهش داد. اگر این روش را به کار می برید، وزن هر یک از قسمت های نمونه اولیه را از رابطه زیر
بدست آورید:
× B
وزن قسمتی از نمونه با اندازه مشخص در کل نمونه =A
وزن قسمت ریز تر از 75/4 میلی متر ( شماره 4) در کل نمونه=W1
وزن مصالح ریزتر از 75/4 میلی متر ( شماره 4) پس از کاهش که به طور واقعی الک شده است =W2
وزن قسمتی از نمونه با اندازه مشخص در نمونه الک شده تقلیل یافته است =B
- در صورتی که از الک ها ی مکانیکی لرزنده استفاده می شود، دانه های بزرگتر از 75میلی متر (3 اینچ) را باید به صورت دستی الک کرد. از کوچکترین الک مورد استفاده شروع کنید و در صورتی که لازم است دانه ها را روی الک بگردانید تا اگر از سوراخ بخصوصی عبور می کنند، چنین فرصتی را بیابند. برای رد کردن دانه ها از الک نباید هیچ نیرویی ببه آنها اعمال شود.
- وزن مصالح مانده روی هر الک را با ترازو با دقت 1/0 درصد وزن نمونه خشک اولیه تعیین کنید. وزن کل مصالح بعد از الک کردن باید با وزن اولیه نمونه کنترل شود و در صورتی که اختلاف این دو بیش از 3/0 در صد باشد ، نتایج قابل قبول نیست.
- اگر نمونه قبلاً به روش ASTM C117 ازمایش شده است، وزن مصالح ریزتر از الک 75 میکرون (شماره 200) را که به صورت خشک از این الک عبور داده شده است ، به وزن نمونه اضافه کنید.
- محاسبات
- در صد های عبور کرده ، در صدهای کل باقی مانده یا در صد دانه ها با اندازه های مختلف را با دقت 1/0 درصد براساس وزن کل نمونه خشک اولیه محاسبه کنید. اگر همین نمونه ی ازمایش ابتدا برساس ASTM C117 مورد آزمایش قرار گرفته و بوسیله شستن، دانه های ریزتر از 75 میکرون از آن جدا شده بود، برای محاسبه ی درصد های مصالح از وزن خشک کل مصالح ( شامل دانه های ریزتر 75 میکرون) بعنوان مبنای محاسبات استفاده کنید.
- در صورت نیاز ، ضریب نرمی را از جمع درصدهای مصالح درشت تر از الک های زیر ( در صدهای تجمعی مانده روی الک ها ) و تقسیم حاصل جمع بر 100 ، بدست آورید : 150 میکررون (شماره 100) ، 300 میکرون (شماره 50) ، 600میکرون (شماره 30) ، 18/1میلی متر (شماره 16) ، 36/2 میلی متر (شماره 8) ، 75/4 میلی متر (شماره 4) 5/9 میلی متر (8/3 اینچ ) ، 19 میلی متر (4/3 اینچ)، 5/37 میلی متر (اینچ) و الک های بزرگتر
- گزارش
- بسته به مشخصات مورد نیاز مصالح تحت آزمایش ، گزارش باید شامل موارد زیر باشد.
درصد کل مصالح عبور کرده از هر الک
درصد کل مصالح باقی مانده روی هر الک
درصد مصالح باقی مانده بین الک های متوالی
- درصد ها باید به صورت یک عدد صحیح گزارش شوند، به جز درصد های عبور کرده از الک 75 میکرون (شماره 200) که اگر کوچکتر از 1 درصد باشد؛، باید با دقت 1/0 درصد گزارش شود.
- در صورت نیاز ضریب نرمی باید با دقت 01/0 گزارش شود
اندازه بزرگترین دانه ( میلی متر ) : وزن اولیه نمونه ی خشک ( گرم یا پوند ) :
|
اندازه الک (in) با شماره آن | وزن مصالح باقی مانده روی الک Gr (ib) | وزن مصالح عبور کرده از الک Gr (ib) | درصد مصالح باقی مانده روی الک | درصد مصالح عبور کرده از الک | درصد مصالح بین دو الک متوالی |
11/2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
4/3 |
|
|
|
|
|
2/1 |
|
|
|
|
|
8/3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
آزمایش دانه بندی مصالح سنگی ریزددانه بوسیله الک
شماره گروه : تاریخ آزمایش :
وزن اولیه نمونه خشک : گرم ( پوند )
اندازه الک (in) با شماره آن | وزن مصالح باقی مانده روی الک Gr (ib) | وزن مصالح عبور کرده از الک Gr (ib) | درصد مصالح باقی مانده روی الک | درصد مصالح عبور کرده از الک | درصد مصالح بین دو الک متوالی |
8/3 |
|
|
|
|
|
4# |
|
|
|
|
|
8# |
|
|
|
|
|
16# |
|
|
|
|
|
30# |
|
|
|
|
|
50# |
|
|
|
|
|
100# |
|
|
|
|
|
200# |
|
|
|
|
|
=100 / مجموع درصد مصالح عبور کرده از الک شماره 100 و الک های بزرگتر = ضریب نرمی
