انواع تجهیزات آزمایشگاه خاک
از فعالیتهای مهم آزمایشگاه ژئوتکنیک میتوان به پشتیبانی از پروژه‌های پژوهشی اشاره کرد. تجهیزات و وسایل اندازه‌گیری متنوع و دقیق برای اندازه‌گیری ، فشار، سرعت، رطوبت و … در آزمایشگاه موجود است که امکان خوبی برای پروژه‌های پژوهشی و کاربردی فراهم می‌آورد. تجهیزات آزمایشگاه خاک شامل دو گروه کلی می باشد
الف ) تجهیزات آزمایش خاک صحرایی (آزمایش دانسیته به روش سند باتل – تست تراکم به کمک چکش و قالب تراکم خاک – cbr آزمایش تعیین باربری خاک به روش کالیفرنیا صحرایی و …)
ب ) تجهیزات آزمایشگاه خاک (دستگاه برش مستقیم خاک – دستگاه تک محوری خاک –دستگاه سه محوری خاک –دستگاه تحکیم خاک و…)
گروه الف به دلیل استفاده در محل پروژه و نبود امکانات کافی مثل برق یا کنترل شرایط محیطی در آزمایشگاه خاک، تجهیزات آنالوگ و دستی می باشند
گروه ب تکنسین آزمایشگاه خاک با توجه به حساسیت پروژه و میزان سرمایه آزمایشگاه می تواند یکی از موارد زیر را انتخاب کند
دستی آنالوگ
مناسبترین قیمت و کمترین امکانات را دارد
- اعمال نیرو توسط کاربر ممکن است یک نواخت نباشد
- نمایش نیرو عقربه ای (رینگ نیرو)
- نمایش جا به جایی عقربه ای
- اتصال به کامپیوتر ندارد
برقی آنالوگ
این مدل بین سال های 1370 تا 1390 بیشترین طرفدار داشت
- اعمال نیرو توسط الکترو موتور به صورت یک نواخت
- نمایش نیرو عقربه ای (رینگ نیرو)
- نمایش جا به جایی عقربه ای
- اتصال به کامپیوتر ندارد
برقی دیجیتال
این مدل هم از نظر قیمت و هم کارایی مناسب بوده و بیشترین فروش را دارد
- اعمال نیرو توسط استپ موتور – سرعت قابل تنظیم و یک نواخت
- نمایش نیرو دیجیتال (لودسل و نمایشگر)
- نمایش جا به جایی عقربه ای
- اتصال به کامپیوتر دارد
اتوماتیک
این مدل بالا ترین قیمت و بیشترین امکانات را دار می باشد و برای کار های تحقیقاتی و پروژه های حساس پیشنهاد میشود
- اعمال نیرو توسط استپ موتور -سرعت قابل تنظیم و یک نواخت
- نمایش نیرو دیجیتال (لودسل و نمایشگر)
- نمایش جا به جایی دیجیتال ( LVDT)
- اتصال به کامپیوتر دارد
تجهیزات آزمایشگاه خاک نسبت به تجهیزات آزمایشگاه بتن از حساسیت بیشتری برخوردار بوده و نیرو تکنسین آزمایشگاه خاک باید نکات زیادی را آوخته و به آنها عمل کند
مثال 1 : تکنسین آزمایشگاه خاک باید نحوه صفر کردن ساعت اندیکاتور و تعیین جهت حرکت آن را بیاموزد
برای تعیین جهت حرکت ساعت ابتدا جهت حرکت دستگاه را مشخص میکنیم که در دستگاه مثل سه محوری خاک تک محوری خاکتحکیم خاک بارگذاری صفحه ای جهت در راستای باز شدن ساعت می باشد یعنی باید دستگاه در حالت بسته صفر شود تا با حرکت دستگاه ساعت باز شده و میزان جا به جایی اندازه گیری شود و در دستگاه مثل برش مستقیم خاک ساعت باید در حالت باز صفر شود تا با حرکت دستگاه ساعت بسته شده و میزان جاه به جایی را اندازه گیری کند
اگر جهت حرکت دستگاه یا جهت حرکت ساعت اندیکاتور اشتباه تشخیص داده شود چه انتفاقی رخ میدهد ؟
در بهترین حالت میزان جا به جایی اندازه گیری نشده و باید آزمایش تکرار شود و در بدترین حالت پایه و یا شافت ساعت اندیکاتور در اثر بار اعمال شده میشکند
نحوه صفر کردن ساعت اندیکاتور
در تمامی ساعت های انیدکاتور آنالوگ * دو عقربه وجود دارد عقربه بزرگ که نشان گر واحد حرکت می باشد و عقربه کوچک که نمایشگر تعداد دور می باشد
در عکس زیر مشاهده میکنید که ساعت اندیکاتور با کورس 10 میلیمتر و دقت 0.01 میلیمتر می باشد عقربه بزرگ روی عدد 56 و عقربه کوچک روی عدد 1 می باشد اگر ساعت روی صفر – صفر تنظیم شده باشد یعنی 156 واحد برابر با 1.56 میلیمتر جا به جایی می باشد
برای صفر کردن ساعت میتوان با چرخاندن قاب ساعت اندیکاتور که اعداد روی ان هستند عدد صفر را زیر عقربه برد یا با پیچ تنظیم این کار را انجام داد به عکس و فیلم ها دقت کنید
ساعت اندیکاتور دیجیتال برای صفر کردن معمولا کلید صفر (zero ) دارند اگر نداشته باشد با روشن و خاموش کردن اعداد صفر میگردد
مثال 2 : نحوه استفاده از رینگ نیرو سنج در آزمایشگاه خاک به چه صورت می باشد ؟
رینگ نیرو سنج از دو بخش تشکیل شده است .ساعت اندیکاتور و طوقه ارتجاعی که با اعمال نیرو طوقه ارتجاعی تغییر شکل میدهید و ساعت انیدکاتور میزان جابه جایی را اندازه میگیرد هر رینگ نیرو یک ضریب دارد که توسط شرکت کالیبراسیون تعیین شده و توسط سازنده روی رینگ نیرو سنج چسبانده میشود این ضریب می تواند با گذر زمان تغییر یابد. اگر ضریب رینگ 2.65 باشد و 126 واحد جا به جایی داشته باشیم 333.9 کیلوگرم نیرو اعمال شده است
اگر سازنده ضریب را مشخص نکرده باشد چه باید کرد؟
- باید رینگ کالیبراسیون مجدد شود
آیا با تعویض ساعت اندیکاتور ضریب رینگ تغییر میکند ؟
- بله حتما اگر ساعت جایگزین شده با یک دقت باشد ضریب خیلی خیلی کم تغییر میکند اما اگر دقت ساعت قبلی با ساعت جدید یکی نباشد ضریب به کلی تغییر می یابد
در تجهیزات آزمایشگاه خاک که دیجیتال می باشند میتوان با کالیبراسیون خطا را صفر کرد و بدون ضریب کار را انجام داد همچنین متوان درصد شکست را مشخص کرد تا بعد از شکست نمونه دستگاه اتوماتیک خاموش شود و حداکثر نیرو اعمال شده در لحظه شکست را گذارش کند اما در مدل های آنالوگ همچین امکاناتی وجود ندارد
شرکت بهراد سازان به عنوان طراح و تولید کننده تجهیزات ازمایشگاه امادگی خود ر ا جهت تولید تجهیزات آزمایشگاهی خاص و جدید اعلام کرده و از تمامی علاقه مندان به این زمینه جهت مشاهده مراحل طراحی ، ساخت و کالیبراسیون دعوت نمی نمایید با خرید از بهراد سازان آموزش تجهیزات آزمایشگاه خاک در محل شرکت بهراد سازان به صورت رایگان انجام میشود
در استاندارد های ASTM سرعت بارگذاری 1.27 میلیمتر بر دقیقه مشخص شده است در حالی که در استاندارد های ISIRI سرعت بارگذاری 1 میلیمتر بر دقیقه مشخص شده است در هنگام خرید دستگاه به این نکته توجه کرد و انتخاب درست هزینه های اضافی را حذف کنید
متاسفانه شرکت های کالیبراسیون با درخواست تکنسین آزمایشگاه یا از کم بهره بودن اطلاعات از عملکرد دستگاه آزمایشگاه خاک جهت کالیبراسون تجهیزات آزمایشگاه خاک صرفا یک گواهی صادر کرده و از برسی دقیق دستگاه خودداری میکنند
دستگاه تحکیم یه کمک اهرم بارگذاری نیرو اعمال شده را در ضریب مشخص 1:9 – 1:10 – 1:11 ضرب کرده و به نمونه نیرو را وارد میکند اگر وزن وزنه ها درست نباشد مثلا به جای 5000 گرم 5050 گرم باشد 50 گرم خطا در ضریب ضرب شده و خطا 10 برابر میشود اگر در 32000 گرم 2000 گرم خطا وجود داشته باشد در واقع 20000 گرم خطا وارد سیستم بارگذاری شده است یا اگر پیچ تراز تنظیم نباشد با نیرو خارج از مرکز اهرم خطای 20000 گرمی بیشتر هم میشود اما شرکت های کالیبراسیون تنها ساعت اندیکاتور جا به جایی سنج را کالیبره کرده و گواهی کالیبراسیون تحکیم صادر میکنند
دستگاه برش مستقیم خاک نیز برای اعمال بار قائم از سیستم ضریب دار استفاده میکند که باید در کالبراسیون کنترل شود علاوه بر آن لودسل یا رینگ نیرو و سرعت حرکت و دو تا ساعت اندیکاتور نیز باید کنترل شود یعنی برای دستگاه برش مستقیم خاک 6 آیتم باید کنترل شود که متاسفانهفقط یک آیتم کنترل شده و گواهی صادر میشود
