مقاومت فشاری ملات ماسه و سیمان ، مقدار و روش آزمایش

آزمایش ملات ماسه و سیمان به منظور بررسی کیفیت و ویژگی‌های ملات انجام می‌شود. ملات ماسه و سیمان یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی است که در ساخت و سازهای مختلف به کار می‌رود.

کاربرد آزمایش چیست ؟

برای اینکه بفهمیم سیمانی که قرار است از آن برای ساختن بتن استفاده کنیم استاندارداست یا خیر. با انجام این آزمایش مقاومت فشاری بدست آمده را با مقدار استاندارد مقایسه می کنیم. اگر نتایج پایین تر از حد انتظار باشد، احتمالا سیمان فاسد شده یا دچار مشکل می باشد. ضمنا مقاومت ملات استاندارد می تواند تا حدی معرف مقاومت نهایی بتن باشد. لذا اگر قبل از ساخت بتن این آزمایش را انجام دهیم و نتیجه مورد قبولی بگیریم ، می توانیم امیدوار باشیم که بتن ما نیز مقاومت مطلوب را خواهد داشت.

تعریف ملات ماسه و سیمان

ملات ماسه و سیمان ترکیبی از سیمان، ماسه و آب است که برای چسباندن مصالح ساختمانی مانند آجر، بلوک و سنگ به کار می‌رود. نسبت‌های این ترکیب تأثیر زیادی بر ویژگی‌های مکانیکی و دوام ملات دارد.

استانداردهای مربوط به آزمایش ملات

استانداردهای مختلفی برای آزمایش ملات ماسه و سیمان وجود دارد. یکی از مهم‌ترین استانداردها در این زمینه، استاندارد ASTM C270 (استاندارد ملی آمریکا) و استاندارد ISIRI 7 (استاندارد ملی ایران) می‌باشد. این استانداردها شامل موارد زیر هستند:

– نسبت‌های اختلاط: نسبت‌های مناسب بین سیمان، ماسه و آب باید مشخص شود.

– آزمایش‌های مکانیکی: شامل آزمایش‌هایی مانند مقاومت فشاری، کششی و خمشی ملات.

– آزمایش‌های کارایی: شامل آزمایش‌هایی برای تعیین کارایی ملات مانند زمان گیرش و روانی.

مراحل آزمایش ملات ماسه و سیمان:

وسايل مورد نياز

1- ترازو و وزنه

2- بشر شيشه اي به ظرفيت هاي مناسب كه حجم هاي روي آن در دماي C 20 معتبر بوده و خطاي آن 2 ± ميلي متر باشد.

3-قالب هاي ساخت نمونه ها – قالب ها نبايد بيش از سه قسمت مكعبي داشته باشند و هر قسمت مكعبي نبايد به بيش از دو قسمت قابل تفكيك باشد. وقتي اجزاء قالب به هم متصل مي گردند، بايد بطور قابل اطميناني محكم شوند. قالب ها بايد از فلز سختي كه به سيمان نچسبد، ساخته شده باشند.

4-مخلوط كن كاسه اي پره دار

5- ميز و قالب سيلان

6- تخماق – اين وسيله از جنس ماده اي نفوذناپذير و مقاوم در برابر سائيدگي مانند تركيبات لاستيك ساخته مي شود. و مقطع آن 13 × 25 ميليمتر مي باشد.طول تخماق 120 تا 150 ميليمتر است. سرتخماق بايد تخت بوده و با امتداد ميله آن زاويه قائم بسازد.

7-دستگاه تعیین مقاومت فشاری

8- مصالح

9-ماسه با دانه بندي استاندارد (ماسه مورد استفاده براي ساخت نمونه هاي آزمايشي بايد ماسه سيليكاتي طبيعي با مشخصات ASTM C778 باشد.)

شرایط محیط آزمایش

دما و رطوبت

• دماي هواي مجاور مخلوط كن، مصالح خشك، قالب ها،صفحات پايه و كاسه مخلوط كن بايد بين 20 تا 27 درجه سلسيوس ثابت نگهداشته شود. دماي آب مخلوط، اتاق رطوبت و آب مخزن بايد 23 درجه سلسيوس باشد و بيش از 7/1 ± درجه سلسيوس تغيير نكند.
• رطوبت نسبي آزمايشگاه نبايد كمتر از 50 درصد باشد. اتاق رطوبت بايد طوري ساخته شده باشد كه امكانات لازم براي نگهداري نمونه ها در رطوبت نسبي 95 درصد را فراهم نمايد.

تهیه نمونه

• انتخاب مصالح: انتخاب نوع سیمان و ماسه مناسب بر اساس استاندارد.

ماسه استاندارد 

بر لزوم استفاده از ماسه استاندارد قبلا توضیحاتی داده شد. ماسه استاندارد باید عاری از ناخالصی های آلی بوده و کوارتزی ، به رنگ خاکستری کمرنگ یا کرم کمرنگ یا سفید باشد.

ماسه استاندارد ASTM ، ماسه اتاوا می باشد که ماسه ای سیلیسی است. به علت قیمت گران و همچنین عدم نیاز به دقت زیاد ، معمولا از ماسه های مشابه استفاده می شود.

• اختلاط: مخلوط کردن سیمان و ماسه به نسبت مشخص (معمولاً 1:3 یا 1:4) به همراه آب.

روش انجام آزمایش

نسبت هاي مصالح در ملات استاندارد بايد يك قسمت وزني سيمان و 75/2 قسمت وزني ماسه دانه بندي شده باشد. براي تمامي سيمان هاي پرتلند از نسبت آب به سيمان 485/0 و براي تمامي سيمانهاي پرتلند هوازا از نسبت آب به سيمان 460/0 استفاده مي شود. براي سيمان هاي ديگر ، مقدار آب بايد به اندازه اي باشد كه سيلان ملات به اندازه 5 ±110 باشد. مقدار آب به صورت درصدي از وزن سيمان مشخص مي گردد.

مقدار مصالحي كه در يك مرحله براي ساخت تعداد 6 و 9 نمونه مورد نياز است، به قرار زير مي باشد.

تعداد نمونه                                                      9                  6

سيمان (گرم)                                                740                500

آب (ميلي ليتر):

براي سيمان پرتلند(W/C = 0.485 )                    359                242

براي سيمان پرتلند هوازا(W/C = 0.460 )                   340                230

آماده كردن ملات

ملات به صورت مكانيكي طبق ASTM C305 مخلوط مي شود. (دستگاه مخلوط کن مطابق توصیه استاندارد میبایست کاسه تیغه مخلوط کن از جنس فولاد ضد زنگ و ظرفیت آن حدود 5 لیتر که شامل دو حرکت وضعی و دورانی است، باشد.)

ریختن ملات در قالب 

قالب را تمیز می کنیم و روغن می زنیم و  همانطور که توضیح داده شد ملات را در سه لایه و هر لایه 15 ضربه درون قالب می ریزیم (قالب گیری نمونه ها باید حداکثر در مدت ۲ دقیقه و نهایتا ۳۰ ثانیه بعد از ساخت ملات انجام شود.). پس از ریختن لایه اول در قالب هر بخش مکعبی را باید ۳۲ مرتبه در زمان حدود ۱۰ ثانیه کوبیده شود. سپس سطح فوقانی را با کاردک تمیز می کنیم و صاف می کنیم. بعد از یک روز ، نمونه ها را از قالب باز می کنیم و درون ظرف پر از آب قرار می دهیم. بعد از 7 روز نمونه ها را به صورت فشاری می شکنیم و نتایج را یادداشت می کنیم.

نگهداري نمونه ها

به محض تكميل قالب گيري نمونه ها، آنها را روي صفحه پايه به صورت روباز براي مدت 20 تا 24 ساعت دراتاق رطوبت قرار دهيد. اگر نمونه ها قبل از 24 ساعت از قالب خارج شوند بايد آنها را تا 24 ساعت در قفسه هاي اتاق رطوبت نگهداري كرد بعد از 24 ساعت نمونه ها را در آب آهك مستغرق نمائيد.

 آزمایش مقاومت فشاری

دو روش متداول و قابل بررسی برای آزمایش مقاومت فشاری سیمان عبارت اند از :

• آزمایش بانمونه های مکعبی استاندارد به ضلع 5 سانتی متر (مطابق با استانداردASTM C109)
• و آزمایش با استفاده از نمونه منشوری (قالب مکعب مسطیل) به ابعاد 160*40*40

نتایج آزمایش

نتایج به دست آمده از آزمایش‌ها باید با مقادیر استاندارد مقایسه شود تا کیفیت ملات ارزیابی گردد. اگر نتایج خارج از محدوده استاندارد باشد، ممکن است نیاز به تغییر در نسبت اختلاط یا نوع مصالح باشد.

• در جدول زیر حدود مقاومت استاندارد برای سیمانهای مختلف ارائه شده است.

نکات ایمنی

در حین انجام آزمایشات، رعایت نکات ایمنی مانند استفاده از دستکش، عینک ایمنی و ماسک الزامی است تا از تماس مستقیم با مواد شیمیایی جلوگیری شود.

با رعایت این مراحل و استانداردها، می‌توان کیفیت ملات ماسه و سیمان را به طور دقیق ارزیابی کرد و اطمینان حاصل نمود که این ماده برای استفاده در پروژه‌های ساختمانی مناسب است.

استاندارد:

ASTM C-109

ASTM C-348

ASTM C270

ISIRI 7