سنگدانه ها یکی از مواد اولیه در تولید بتن هستند. برای آنکه مشخص شود این ماده صلاحیت و شایستگی کافی برای تولید بتن را دارد، سنگدانه را تحت آزمایش های مختلف قرار می دهند. آزمایش سلامت سنگدانه یکی از آزمایش هایی که به منظور بررسی سلامت سنگدانه انجام می شود. این آزمایش در آزمایشگاه های حرفه ای و مجهز انجام گرفته و به همین دلیل می توان به نتایج به دست آمده اطمینان کامل داشت. ما در این مقاله قصد داریم در خصوص سلامت سنگدانه و آزمایش آن نکاتی را با شما به اشتراک بگذاریم؛ پس با ما همراه باشید.
سلامت سنگدانه چیست؟
اولین موضوعی که در خصوص آزمایش سلامت سنگدانه می خواهیم به آن اشاره کنیم، تعریف سلامت سنگدانه است. وقتی سنگدانه در برابر تغییرات حجمی ناشی از شرایط فیزیکی و محیطی تحمل بالایی داشته باشد، به آن سنگدانه سالم گفته می شود. ما در بحث سیمان نیز اصطلاحی به عنوان سلامت سیمان داریم، اما دقت داشته باشید سلامت سیمان با سنگدانه تفاوت دارد. افزایش حجم و منبسط شدن در سیمان به دلیل واکنش های شیمیایی است که در آن رخ می دهد، در حالی که در سنگدانه ها، افزایش حجم به دلیل شرایط غیر شیمیایی اتفاق می افتد.
از جمله عوامل فیزیکی که منجر به بروز تغییرات حجمی در سنگدانه می شود، می توان به یخ زدن و آب شدن آن، مدام تر و خشک شدن سنگدانه و تغییرات درجه حرارت در دمای بالای نقطه انجماد در آب اشاره کرد. اگر یکی از عوامل بالا وجود داشته باشد، سنگدانه ها دچار افزایش حجم شده و سلامت خود را از دست می دهند و به این ترتیب نمی توان آنها را در تولید بتن به کار برد. دقت داشته باشید، در صورت وجود یکی از عوامل بالا، سنگدانه ها دچار گسیختگی شده که آن نیز خود را به صورت پوسته شدن موضعی، قلوه کن شدن، ترک های گسترده و از هم گسیختگی سنگدانه ها نشان می دهد.
هدف آزمایش سلامت سنگدانه چیست؟
حمله سولفاتها در بتن یکی از مهمترین عوامل تاثیرگذار در کاهش دوام بتن است. (به طور کلی حملهی سولفاتها در بتن عبارت است از حرکت یونهای سولفات به داخل بتن و ترکیب آنها با آلومیناتها و در نتیجه تورم و ترکیدگی بتن در جایی که واکنشهای شیمیایی مضر اتفاق میافتد).
این آزمون فرایندی برای تعیین سلامت سنگدانه مورد استفاده در بتن آماده و دیگر مصارف در برابر عوامل جوی میباشد.
وسایل مورد نیاز بررسی سلامت سنگدانه چیست؟
برای انجام آزمایش سلامت سنگدانه به وسایل مختلفی نیاز است. لیستی از این وسایل را ما در ادامه ذکر کرده ایم:
- الک؛ الک مطابق با دانه بندی شن و یا ماسه انتخاب می شود.
- ظرف های مخصوص آزمون؛ برای آنکه این آزمایش در نهایت دقت انجام شود، نمونه ها می بایست در تماس کامل با مواد شناساگر قرار داشته باشند. برای رسیدن به این هدف به جای ظرف نمونه می توان از الک های مخصوص شستشو نیز استفاده کرد.
- ترازو؛ ترازویی که در این آزمایش مورد استفاده قرار می گیرد بهتر است دقتی برابر 0.1 گرم داشته باشد.
- آون؛ سرعت تبخیر 25 گرم بر ساعت از جمله ویژگی هایی است که این دستگاه باید داشته باشد.
آزمایش سلامت سنگدانه چگونه انجام می شود؟
کلیات این روش آزمون به گونه ایست که پس از دانه بندی مصالح توسط سری الکهای مشخص شده، جرمهای موردنیاز از نمونه را جهت انجام آزمون جدا کرده و پس از شستشوی آنها با آب به وزن ثابت خشک میرسانیم. سپس نمونهها را در محلول سدیم سولفات یا منیزیم سولفات اشباع غوطه ور کرده و پس از اشباع شدن نمونه ها، آنها را در گرمخانه خشک میکنیم. پس از انجام فرآیند فوق، نمونهها مجدد (چند سیکل) در محلول، اشباع و خشک میشوند. پس از اتمام سیکل آخر، نمونهها را توسط الکهای جداکننده با آب کاملا شستشو داده تا قسمتهای تخریب شده سنگدانه از قسمتهای سالم آن جدا گردد. در آخر میتوان با محاسبه افت وزنی نمونه ها، مقدار سلامت سنگدانه را تعیین کرد.
تخریب سنگدانهها به دلیل نیروی انبساط داخلی، که نتیجه تبلور نمکهای موجود در خلل و فرج سنگدانه در اثر غوطه وریهای مکرر است حاصل میگردد.
مراحل انجام آزمایش سلامت سنگدانه
- در اولین مرحله از انجام آزمایش، الک که می تواند الک شن و یا الک ماسه باشد، انتخاب شده و نمونه را با آن الک می کنند.
- باقی مانده های روی الک را وزن کرده و آن را ثبت می کنند.
- آزمونه را به محلول شناساگر وارد می کنند؛ 12.5 میلی متر از این محلول می بایست روی محلول قرار گیرد. نمونه و محلول به مدت 16 تا 18 ساعت در دمایی بین 19 تا 23 درجه سانتی گراد نگهداری می شود.
- بعد از تمام شدن مدت زمان ذکر شده، به آزمونه فرصت می دهند تا آب اضافه آن خارج شده و یا به اصطلاح زهکشی شود.
- در قدم بعدی آزمایش سلامت سنگدانه، نمونه را در آون با دمای 110 درجه سانتی گراد قرار می دهند تا تمام نمونه خشک شود.
- در بازه های زمانی 4 ساعته، آن را از آون خارج کرده و وزن می کنند. این عمل را تا زمانی که اختلاف بین دو مقدار یادداشت شده به زیر 0.1 برسد، ادامه می دهند.
- سپس، به آزمونه اجازه می دهند در دمای محیط، سرد شود و مجددا آن را غوطه ور می کنند؛ این سیکل می بایست 5 مرتبه تکرار شود.
- بعد از آنکه 5 بار غوطه وری و خشک شدن تمام شد، آزمونه را با کمک عملیات چرخش آب 40 درجه سانتی گراد، شستشو می دهند؛ شناساگر می بایست به صورت کامل از آزمونه جدا شود.
- بعد از شستشو، سنگدانه ها را الک کرده و ذراتی که روی الک باقی مانده را اندازه گیری می کنند.
محلول شناساگر مورد استفاده جهت آزمایش سلامت سنگدانه
جهت آزمایش سلامت سنگدانه معمولا از دو نمک سولفات منیزیم و سولفات سدیم استفاده می شود که به دلیل بیشتر بودن حدود درصد کاهش وزن سولفات منیزیم برای دقت بیشتر از آن استفاده می شود.
آزمون کمی
پس از شستشو و خشک شدن آزمانه در اون نوبت به الک مجدد آزمانه می رسد. لازم به ذکر است ذرات باقی مانده در چشمه های الک نیاز به محاسبه ندارند و تنها ذرات باقی مانده بر روی الک اندازه گیری می گردند.
آزمون کیفی
برای سنگدانه های درشت تر از 19 میلی متر علائمی چون شکافته شدن و پوسته پوسته شدن را ممکنه مشاهده کرد اما بطور کلی این روش بیشتر جهت مقایسه استفاده می گردد و گزارشی بطور اصولی نمی توان ارائه کرد.
بیان نتایج آزمایش سلامت سنگدانه
پس از انجام آزمون کمی اختلاف مقدار باقی مانده بر روی هر الک، اطلاعات مورد نیاز را در اختیار ما قرار می دهد.
مجموع اختلاف ها در هر الک هم میزان کل را در اختیار ما می گذارد که لازم است تمام اعداد ثبت گردد.
منابع
استاندارد ملی ایران 302 و 449
ASTM C88