گزارش کار آزمایشگاه تکنولوژی بتن و آزمایش استاندارد برای تعیین جرم حجمی سیمان

هدف: آزمایش استاندارد برای تعیین جرم حجمی سیمان
تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش:  جرم جسمی سیمان همان جرم واحد حجم ذرات جامد است و این آزمایش برای تعیین جرم جسمی سیمان به کار می‎رود. سیمان و جرم حجمی سیمان عموماً‌ در ارتباط با طرح و کترل مخلوط‎های بتنی مورد استفاده قرار می‎گیرد.
  سیمان ‎P
شرح دستگاه‎ها و وسایل:
۱- بالن لوشاتلیه: بالن استانداردی است که دارای مقطع دایره‎ای است. مقطع پایینی بالن ظرفیتی در حدود ۲۵۰ میلی‎لیتر دارد. این بالن باید از شیشه شفاف ساخته شده باشد و باید درجه‎بندی ۱/۰ میلی‎لیتر درجه‎بندی شده باشد.
۲- نفت سفید خالص یا ماده نفتی دیگر که در تعیین جرم حجمی سیمان به کار می‎رود.
روش آزمایش: بالن را با نفت یا مایع دیگر تا علامتهای ۰ و ۱ میلی‎لیتر که در روی ساق وجود دارد، پر می‎کنیم. پس از ریختن نفت ، در صورت لزوم، بهتر است قسمت بالایی بالن را خشک کنیم تا مواد در آن قسمت بالن نچسبند. بعد از ریختن نفت، عود مقابل تراز، بالای مایع را به عنوان اولین عدد، قرائت می‎کنیم. مقداری سیمان را وزن نموده و به تدریج و با دقت به داخل بالن می‎ریزیم، پس از آنکه  تمام سیمان به داخل بالن انتقال داده شد، درپوش بالن را گذاشته و آن را به آ‌رامی تکان می‎دهیم تا حباب داخل سیمان خارج شود. بهتر است این  تکان به صورت مایل و به آرا می انجام شود. بعد از آنکه هیچ حبابی از طرف سیمان به با لا نیامد، بالن را ثابت نگه داشته و سطح مایع را قرائت و آن را یادداشت می‎کنیم و با توجه به فرمول بالا، ‎P سیمان را به دست می‎آوریم.
اطلاعات و نتایج به دست آمده: در این آزمایش، ما با توجه به امکانات زم انی و مکانی،‌از ۱۵ گرم سیمان و ۴۱ ‎cc  بنزین در آزمایشگاه استفاده کردیم. بنزین را داخل بالن ریختیم و با افزودن ۱۵ گرم سیمان، حجم مخلوط به ‎cc46 رسید. در نتیجه از فرمول مورد نظر وزن جسمی سیمان را محاسبه کردیم:
  سیمان ‎P
بحث و تفسیر و مقایسه با استانداردها: طبق استانداردهای موجود، جرم جسمی سیمان، (۲۵/۳-۳) گرم بر سانتیمتر‎مکعب می‎باشد که با توجه به نتیجه به دست آمده در آزمایشگاه عدد حاصل مورد قبول است.
نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات:
عوامل خطا در این آزمایش می‎تواند از قبیل، استفاده از بالن کثیف، مخلوط نشدن کامل سیمان با نفت، ‎… می‎باشد.
به طور کلی:
در طرح و کنترل مخلوط‎های بتن، جرم حجمی را به صورت چگالی بیان می‎کنند. این چگالی یک عدد بدون بعد است:
سیمان ‎P    یا    سیمان ‎P    =    جرم حجمی سیمان    ‎= ‎SP
‎  106
      1
    جرم جسمی آب در ‎cc40   
منابع و مراجع:
۱- ‎C188-89-ASTM
۲- کتاب دستورالعمل‎های آزمایشگاه بتن، تألیف: مهندس شاه نظری.
هدف: آزمایش استاندارد برای تعیین غلظت نرمال سیمان
تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش: مقدار آب لازم جهت تهیه خمیر سیمان با غلظت نرمال مناسب، از طریق این آزمایش به دست می‎آید. این مقدار، میزان آبی است که تمام ذرات سیمان برای تکمیل واکنش هیدریتاسیون نیاز دارد.
مقدار آب خمیر نرمال    = غلظت نرمال سیمان
وزن سیمان خشک   
شرح دستگاه‎ها و وسایل:
۱- ترازو: این ترازو باید با مشخصات استاندارد ‎ASTM-C-1005 مطابقت داشته باشد.
۲- ویکات: این دستگاه شامل دو قسمت کلی می‎باشد. قسمت اول ثابت (پایه) و قسمت دوم متحرک (میله) است. میله متحرک ویکات به وزن  300 گرم می‎باشد. قسمت انتهایی میله متحرک به فاصله حداقل ‎mm50 دارای قطر ‎mm10 است و قسمت بالایی این جسم متحرک دارای سوزن به قطر ‎mm1 و طول ‎mm50 می‎باشد. در روی قسمت ثابت یک صفحه مربعی نفوذناپذیر به ابعاد ‎mm100 وجود دارد که محل قرارگیری خمیر سیمان می‎باشد. در قسمت بالایی جسم ثابت،‌ صفحه درجه‎بندی برای مشاهده اعداد با دقت ‎mm1/0 با مقیاس استاندارد وجود دارد.
۳- استوانه مدرج شیشه‎ای: استوانه‎ای که حجم ‎mm200 یا ‎mm250 را داشته و شرایط استاندارد ‎ASTM C490 را داشته باشد.
روش آزمایش: روش آزمایش شامل سه قسمت است:
الف- آماده کردن خمیر سیمان: ۶۵۰ گرم سیمان را با مقدار مشخصی آب مخلوط می‎کنیم. این مقدار آب، همان مجهول کلی است که ما به دنبال آن هستیم.
ب- قالبگیری نمونه آزمایش: پس از پوشیدن دست‎کش به سرعت خمیر سیمان ساخته شده را تقریباً به شکل توپ درمی‎آوریم. سپس آن را ۶ بار از این دست به آن دست پرتاب می‎کنیم طوری که گلوله نسبتاً کروی ایجاد شود. گلوله را در یککف دست گرفته و آن را از انتهای گشادتر حلقه که در دست دیگر است به داخل حلقه فشار می‎دهیم، طوری که حلقه کاملاً‌ از خمیر پر شود. با یک حرکت کف دست خمیر اضافی را از انتهای بزرگتر حلقه برمی‎داریم و سپس حلقه را برعکس کرده و از قسمت گشادتر روی صفحه پایینی ویکات قرار  می‎دهیم. سپس با استفاده از شیشه، قسمت رویی حلقه را که خمیر اضافی روی آن قرار دارد را برش می‎دهیم و در صورت لزوم سطح حلقه را صاف می‎کنیم. باید توجه شود که در طی عملیات صاف کردن و پر کردن حلقه، خمیر سیمان فشرده نشود.
ج- تعیین غلظت: میله را طوری قرار می‎دهیم که قسمت باریک‎تر آن در پایین باشد. سپس میله را روی قسمت رویی خمیر سیمان ثابت کرده و عقربه مربوط بر روی درجه‎بندی رار وی صفر ثابت می‎کنیم و بلافاصله میله را رها کرده و عدد نشان داده شده روی درجه‎بندی را قرائت می‎کنیم. باید توجه کنیم که تمامی این مراحل یعنی بعد از آماده کردن قالب نمونه‎گیری، نباید بیش از ۳۰ ثانیه طول بکشد. اگر میله ۵۰ ثانیه پس از آزاد کردن به مقدار ۱ ۱۰ میلیمتر در خمیر نفوذ کند، غلظت خمیر نرمال مورد تأیید است.
اطلاعات و نتایج به دست آمده:
با توجه به شرایط موجود، میزان سیمان مورد مصرف ۴۰۰ گرم را به عنوان پایه در نظر گرفته و مقدار آب بین ۲۶ تا ۳۳ درصد وزن آب، از مقدار سیمان مصرفی را در آزمایشات متعدد مورد بررسی قرار دادیم.
با گرفتن نمونه‎های مختلف با درصدهای مختلف به یک نتیجه‎گیری غیرعملی رسیدیم و آن عددی در بین ۲۶ تا ۳۰ درصد بود و بهترین نمونه‎ی ساخته شده حدود ۲۸% تعیین شد:
آب ‎cc112 = 400 × 28 %
۲۸/۰ =     112    = غلظت نرمال
    400   
بحث و تفسیر و مقایسه با استانداردها:‌
غلظت استاندارد مورد نظر با توجه به میزان آب حدود ۲۶ تا ۳۳ درصد موردقبول است و ما با توجه به آزمایشات مختلف به نتیجه ۲۶ تا ۳۰ درصدا به عنوان رنج مناسب رسیدیم که مورد قبول است.
نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات:
با توجه به نحوه آزمایش و اعداد به دست آمده مقدار آب لازم برای رسیدن به غلظت نرمال سیمان با دقت ۱/۰ درصد محاسبه و نسبت آن به وزن خشک با دقت ۵/۰ درصد محاسبه می‎گردد.
این آزمایش در هنگام انجام توسط گروه با هیچ‎کدام از درصدهای بالا به نتیجه نرسید که این نشان‎دهنده نحوه‎ی نادرست انجام آزمایش است. عواملی چون دما و رطوبت محل آزمایش، نپوشیدن دستکش، فشرده شدن خمیر سیمان در مرحله قالبگیری نمونه و یا لرزش‎های هنگام انجام کار و یا شاید مشکل در نوع و خاصیت سیمان موجود در آزمایشگاه، تنها دلایلی بود که به نظر من در دست انجام نشدن آزمایش اثر داشت.
منابع و مراجع:
۱- ‎ASTM C187-86، ‎ASTM C1005، ‎ASTM C490، ‎ASTM C305.
۲- کتاب دستورالعمل‎های آزمایشگاه بتن، تألیف: مهندس شاه نظری. 
هدف: آزمایش استاندارد برای تعیین زمان گیرش‎ نهایی سیمان
تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش: این آ‌زمایش وسط سوزن دیکات برای تعیین زمان گیرش‎ نهایی سیمان می‎باشد. گیرش‎ نهایی سیمان یعنی، تعیین سرعت سخت شدن خمیر سیمان و تغییرات مایع به جامد آن را نشان می‎دهد.
شرح دستگاه‎ها و وسایل:
۱- پیمانه‎های مدرج شیشه‎ای: این پیمانه‎ها باید دارای ظرفیت ۲۰۰ تا ۲۵۰ میلی‎لیتر بوده و دارای مشخصات ‎ASTM C490 باشد.
۲- ترازو
۳- ویکات: که دارای سوزن به قطر ‎mm1 و طول ‎mm50 است.
روش آزمایش:
خمیر سیمان تولید شده در آ‌زمایش قبلی را با همان ویژگی در نظر گرفته و یا ادامه آزمایش قبل را انجام می‎دهیم. بعد از قالب‎گیری نمونه ساخته شده و بریدن و صاف کردن آن درون حلقه، بلافاصله نمونه‌ آزمایش را در اتاق رطوبت گذاشته و هر بار پس از انجام آزمایش و آن را مجدداً‌ داخل اتاق رطوبت قرار می‎دهیم و توجه باید داشته باشیم که در طول آزمایش نمونه در زیر ویکات ثابت است. برای تعیین زمان گیرش، بعد از قالب‎گیری صحیح بنابر توضیحات قبل، لوله متحرک ویکات را از طرفی که سوزن ویکات به آن پیچ می‎شود را در قسمت پایین آن قرار می‎دهیم و سوزن مورد بحث را روی سیمان صاف شده داخل حلقه، ثابت کرده و آن را رها می‎کنیم. این کار را با پریود زمانی ۱۵ دقیقه‎ای انجام می‎دهیم و بعد از انجام هر بار آزمایش نمونه را داخل اتاق رطوبت قرار می‎دهیم. زمانی که سوزن ویکات،‌در حدود ‎mm25 یا کمتر داخل خمیر نفوذ کرد، زمان گیرش اولیه است. میزان نفوذ سوزن در زمان‎های ‎min15 و ‎min30 و ‎min45 و ‎min60 یعنی نتایج آزمایش‎های نفوذ را ثبت کرده و با درونیابی زمان متناظر با ۲۵ میلیمتر نفوذ، یعنی زمان گیرش اولیه را به دست آورده و زمان گیرش‎ نهایی را بدین شکل تعریف می‎کنیم که زمان گیرش نهایی، زمانی است که سوزن در سیمان نفوذ نکند و مقدار آن با توجه به آیین‎نامه کمتر از ۱۲ ساعت است.
اطلاعات و نتایج به دست آمده:
با توجه به شرایط زمانی و مکانی محدود برای انجام مجدداً آزمایشهای مختلف سیمان، گروه کاری،‌ در آزمایشگاه همان نمونه‌ قبلی که برای تعیین غلظت نرمال تهیه شده بود را برای این آزمایش مورد مصرف قرار داد.
مرتبه آزمایش    مقدار زمان سپری شده از مخلوط آب و سیمان    فاصله سوزن از کف ویکات
۱
۲
۳    ‎min15
min30
min45    0
۰
mm5
بحث و تفسیر نتایج و مقایسه با استانداردها:
‎min زمان گیرش ۴۵ دقیقه و ‎max آن ۶۰ دقیقه با توجه به آیین‎نامه می‎باشد.
این آزمایش باید در کمتر از ۴ دقیقه طول بکشد و کلیه مراحل ساخت، حمل، ریختن، تراکم و پرداخت باید قبل از زمان گیرش اولیه به پایان برسد.
دلیل اینکه در آزمایشگاه، تیم کاری به نتیجه مناسبی نرسید ممکن است عوامل مختلفی از قبیل، قرار ندادن نمونه در اتاق رطوبت یا تهیه نادرست خمیر سیمان و قالب‎گیری نامناسب، استفاده از نوعی دیگر از سیمان (تیپ‎های مختلف)، انجام کار رها کردن سوزن ویکات در فاصله کمتر از مقدار تعیین شده در استاندارد یعنی ۴/۶ میلیمتر از محل سوراخ قبلی، استفاده از آب نامناسب و یا درجه حرارت محل آزمایشگاه و یا موارد دیگر باشد.
نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات:
زمان گیرش سیمان نه تنها تحت تأثیر مقدار آب مورد استفاده و دمای آن قرار دارد، بلکه دما و رطوبت هوا هم بر آن تأثیر می‎گذارد و لذا تعیین زمان گیرش تقریبی است و به طور کلی گیرش نهایی زمانی رخ می‎دهد که سوزن به وضوح در خمیر فرو نرود و در حدود کمتر از ۱۲ ساعت می‎باشد.
و تنها مشکل بزرگ انجام این آزمایش در آزماشیگاه به نظر من، مشکل از دست دادن رطوبت خمیر و قرار نگرفتن آن در زمانهای بین انجام رهاسازی، سوزن هر اتاق رطوبت است که باید منظور گردد.
منابع و مراجع:
۱- ‎ASTM-C191-82، ‎ASTM-C490، ‎ASTM-C305.
۲- کتاب دستورالعمل‎های آزمایشگاه بتن، تألیف مهندس شاه‎نظری 
هدف: دانه‎بندی مصالح سنگی ریزدانه و درشت دانه (دانه‎بندی مکانیکی ‎mm075/0 ‎D >)
تجزیه و تحلیل تئوری آزمایش:
این آزمایش نحوه تعیین توزیع اندازه داتنه‎ها در مصالح را به کمک الک‎های استاندارد با قطر چشمه‎های مخصوص را شرح می‎دهد. الک‎های استاندارد موجود و مورد مصرف در این آزمایش مشخصات زیر را دارا می‏باشند:
‎20# …    ‎8#    6‎#    (4#   یا  )
نمره الک
۰۷۵/۰    36/0        45/4                        قطر چشمه‎ها
تذکر: ۴# یعنی در ‎inch 1 طول الک ۴ چشمه وجود دارد.
استانداردهای مختلفی برای تعیین نوع سنگ دانه وجود دارد و این استانداردها نوع سنگ‎دانه‎ها را با توجه به قطر آنها که از طریق الک کردن مصالح به دست می‎آید، تعیین می‎کند:
سنگ دانه ماسه است  ‎     ‎ASHTO  (1
 سنگ دانه ماسه است 
سنگ دانه لای است 
سنگ دانه رس است 
سنگ دانه شن است  ‎      ‎ASTM  (2
      (مرز بین شن و ماس، الک نمره ۴ است) سنگ دانه ماسه است 
سنگ دانه رس است 
ما در این نوع دانه‎بندی، سنگ‎دانه‎های مورد مصرف در بتن یعنی شن و ماسه را مورد تجزیه و تحلیل قرار می‎دهیم. در ورد ماسه باید به این نکته توجه کنیم که ضریب نرمی ماسه به صورت زیر تعریف می‎گردد:
مجموع درصدهای تجمعی مانده روی الک‎های استاندارد     = ‎FM
۱۰۰   
۱/۳ ‎< Fm <3/2   100 و ۵۰ و ۳۰ و ۱۶ و ۸ و ۹ نمره = الک استاندارد   توجه
تذکر: افزایش ‎FM نشان‎دهنده‎ی درشتی دانه‎ها است.
تعریف: اندازه اسمی سنگ دانه: اندازه کوچک‎ترین الکی که حداکثر %۱۰ وزن سنگ دانه روی آن باقی بماند.
شرح دستگاه‎ها و وسایل:
۱- ترازو: برای مصالح درشت دانه یا مخلوطی از مصالح ریزدانه و درشت دانه، دقت ترازو ۵/۰ گرم یا ۱/۰ درصد، بار مورد آزمایش باشد. برای مصالح ریزدانه دقت ترازو باید ۱/۰ درصد بار مورد آزمایش، یا ۱/۰ گرم باشد.
۲- الک: این الک‎ها باید مشخصات ‎ASTM-E11 را دارا باشند و در حین انجام آزمایش باید طوری روی هم سوار شوند که از هدر رفتن مصالح هنگام الک کردن جلوگیری شود و قابل ذکر است که قطر اسمی سیم‎های آنها باید ۸ میلی‎متر یا بزرگتر از آن باشد.
۳- کوره: یک کوره مناسب که قادر باشد دمای یکنواخت ۵ ۱۱۰ درجه سانتیگراد را حفظ نماید.
۴- لرزاننده مکانیکی
روش آزمایش:
نمونه آزمایش را تا رسیدن به وزن ثابت در دمای ۵‎ 110 درجه سانتیگراد قرار می‎دهیم. برای دست‎یابی به مشخصات مورد نیاز مصالح باید الک‎هایی با اندازه‎های مناسب انتخاب شوند. الک‎ها را به ترتیب شماره از بزرگ به کوچک و از بالا به پایین روی هم قرار داده و نمونه را روی الک بالایی می‎ریزیم. الک‎ها را به کمک دست و یا با استفاده از لرزاننده به مدت کافی تکان می‎‎دهیم. الک کردن را تا زمانی ادامه می‎دهیم که پس از آن به ازای هر ۱ دقیقه الک کردن، کمتر از %۱ وزن مصالح باقی مانده روی الک، از آن عبور می‎کند. بعد از اتمام الک کردن وزن مصالح مانده روی هر الک را تعیین می‎کنیم. وزن کل نمونه بعد از الک کردن باید با وزن اولیه نمونه کنترل شود و در صورتی که اختلاف این دو بیش از %۳ باشد، نتایج قابل قبول نیست.
درصدهای عبور کرده، درصدهای کل باقیمانده یا درصد دانه‎ها با اندازه‎های مختلف را براساس وزن کل نمونه خشک اولیه محاسبه می‎کنیم و در حالت کلی باید جدول زیر را کامل و نمودار دانه‎بندی را براساس درصد عبوری و قطر ذرات رسم کنیم.
درصد عبوری    درصد تجمعی    درصد مانده    وزن مانده روی الک    قطر چشمه    شماره الک                  
درصد تجمعی مانده – 100 = درصد عبوری،     وزن مانده     = درصد مانده
    وزن کل    
اطلاعات و نتایج به دست آمده:
با توجه به روش آزمایش،‌ در آزمایشگاه ۱ کیلو ماسه و ۲ کیلو شن را مورد بررسی قرار دادیم و به نتایج زیر رسیدیم.
الف- شن به مقدار ۲ کیلوگرم
درصد عبوری    درصد تجمعی مانده‎ی الک    درصد مانده‎ روی الک    وزن مانده روی الک (گرم)    نمره الک
۱۰۰    0    0    0    1
۹/۸۹    1/10    1/10    202    
۷۵/۶۴    25/35    15/25    503    
۴۶    54    75/18    375    
۲/۵    8/94    8/40    816    4
۲/۲    8/97    3    60    6
۸/۱    2/98    4/0    8    8
۳۵/۱    65/98    45/0    9    16
۲/۱    8/98    15/0    3    30
۰۵/۱    95/98    15/0    3    40
۱    99    05/0    1    50
۶۵/۰    35/99    35/0    7    100
۳/۰    7/99    35/0    7    200
۰    100    3/0    6    زیر الک
‎gr 2000 = مقدار کل شن
وزن مانده روی هر الک     = درصد مانده
وزن کل    
درصد مانده روی الک – 100 = درصد عبوری
ب- برای ماسه: (‎gr 1000)
درصد عبوری    درصد تجمعی مانده‎ی الک    درصد مانده‎ روی الک    وزن مانده روی الک (گرم)    نمره الک
۱۰۰    0    0    0    1
۱۰۰    0    0    0    
۱۰۰    0    0    0    
۱۰۰    0    0    0    
۷۵/۹۸    25/1    25/1    5/12    4
۹/۸۰    1/19    85/17    5/178    6
۶۵/۶۸    35/31    25/12    5/122    8
۲/۳۶    8/63    45/32    5/324    16
۶۵/۲۳    35/76    55/12    5/125    30
۳/۱۳    7/86    35/10    5/103    40
۲۵/۱۲    75/87    05/1    5/10    50
۱/۵    9/94    15/7    5/71    100
۵۵/۱    45/98    55/3    5/35    200
۰    100    55/1    5/15    زیر الک
۱/۳  ‎< FM < 3/2 
مجموع درصد مصالح عبور رده از الک شماره ۱۰۰ و الک‎های بزرگتر     = FM = ضریب نرمی
    100   
ضریب نرمی به عنوان معیاری برای سنجش نرمی و زبری سنگ‎دانه‎های ریز (ماسه) به کار می‎رود. این ضریب برابر است با  جمع درصدهایی از ماسه که روی تمام الک‎های درشت‎تر از هر یک از الک‎های استاندارد باقی می‎ماند، تقسیم بر ۱۰۰. این ضریب نشانگری از دانه‎بندی ماسه نیست.
۱/۳ ‎< FM < 3/2   9335/2 =    9/94 + 100 + 45/98    = ‏‎FM‎
    100   
بحث و تفسیر و مقایسه با استانداردها:
طبق آیین‎نامه آبا، استفاده از شن ‎mm38 ‎D> توصیه نمی‎شود ولی در هر حال از ‎mm36=D نباید تجاوز کند.
  بعد قالب
‎lab = ‎t  
  حداقل فاصله آزاد بین آرماتورها
‎Cover 
در جدول‎های زیر حدود دانه‎بندی برای ماسه و شن طبق استانداردهای مختلف آورده شده است:
درصد وزنی ریزتر    اندازه‎ی الک
‎BS 882: 1983    BS
رده‎بندی    
ریز = ‎F    متوسط ‎= ‎M    درشت = ‎C   
–    –    –    mm10
–    –    –    mm5
۱۰۰-۸۰    100-65    100-60    mm 36/2
۱۰۰-۷۰    100-45    90-30    mm 18/1
۱۰۰-۵۵    80-25    54-15     m600
۷۰-۵    48-5    40-5     m 300
–    –    –     m 150
(حدود دانه‎بندی سنگ‎دانه‎های ریز طبق ‎BS)
حدود دانه‎بندی سنگ‎دانه‎های درشت طبق ‎BS
درصد وزنی ریزتر
اندازه اسمی شن با دانه‎بندی کم عرض (تک دانه)    اندازه اسمی شن با دانه‎بندی عریض    اندازه الک
mm5    mm 10    mm14    mm 20    mm 40    mm 5 ‎to 19    mm 5 ‎to 20    Mm 5 ‎to 40    ‎mm
–    –    –    –    100    –    –    100    50
–    –    –    100    100-85    –    100    100-90    5/37
–    –    100    100-85    25-0    –    100-90    70-35    20
–    100    100-85    –    –    100-90    –    –    14
۱۰۰    100-85    50-0    15-0    5-0    85-50    60-30    40-10    10
۱۰۰-۵۰    25-0    –    –    –    –    –    –    36/2
حدود دانه‎بندی سنگ‎دانه‎های درشت طبق ‎ASTM
درصد وزنی ریزتر    شماره الک
mm
اندازه اسمی شن با دانه‎بندی کم‎عرض     اندازه اسمی شن با دانه‏بندی عریض    
کم‎عرض     نخودی     بادامی     درشت    
‎mm 5/37    ‎mm 63    mm 75/4 تا ۵/۱۲    ‎mm 75/ 4 تا ۱۹    mm 75/4 تا ۵/۳۷   
–    100    –    –    –    75
–    100-90    –    –    –    63
۱۰۰    70-35    –    –    100    50
۱۰۰-۹۰    15-0    –    –    100-95    1/38
۵۵-۲۰    –    –    100    –    25
۱۵-۰    5-0    100    100-90    70-35    19
–    –    100-90    –    –    5/12
۵/۰    –    70-40    55-20    30-10    5/4
–    –    15-0    10-0    5-0    75/4
–    –    5-0    5-0    –    36/2
طبق آیین‎نامه بتن ایران (آبا)، به کار بردن سنگ‎دانه‎های درشت‎تر از ۳۲ میلی‎متر در ساخت قطعات بتن مسطح توصیه نمی‎شود، ولی در هر صورت اندازه سنگ‎دانه‎ها نباید از ۶۳ میلی‎متر تجاوز کند.
نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات:
اطلاعات حاصل از این آزمایش را می‎توان برای تعمیم رابطه بین تخلخل و تراکم نیز به کار برد. دانه‎بندی و حداکثر درشتی مصالح سنگی مصرفی در بتن در کارایی بتن تازه و در مقدار افت و آب‎بندی و پوکی بتن تأثیر دارد. مقدار مصالح ریزدانه که از الک‎های نمره ۵۰ تا ۱۰۰ می‎‎گذرد در کارپذیری بتن تازه و صافی سطح بتن ساخته شده و مقدار آب مصرفی بتن تأثیر دارد. هر چه درشت‏ترین دانه‌ مصالح درشت‎دانه بزرگتر باشد، برای تهیه بتن با کیفیت معین، به آب و سیمان کمتری نیاز است. به علاوه هر چه دانه‎بندی مصالح درشت دانه بزرگتر باشد، مقدار آب لازم برای تأمین کارپذیری معین، کمتر می‎شود.
مصالح ریزدانه‎ای که دارای ضریب نرمی خیلی زیاد و یا خیلی کم است،‌ به خوبی ماسه متوسطی که ضریب نرمی میانه‎ای دارد، نیست. کارپذیری بتنی که با ماسه درشت تهیه می‎شود کم است و بتن‎سازی با ماسه ریز نیز به صرفه نیست.
منابع و مراجع:
۱- بتن مسلح، تألیف: شاور طاعونی
۲- دستورالعمل آزمایشگاه‎های بتن، تألیف: مهندس شاه‎نظری
۳-  آیین‎نامه بتن ایران (آبا)
۴- ‎ASTM C136-84a، ‎ASTM D75، ‎ASTM C1702، ‎ASTM C177
هدف: تعیین درصد رطوبت کلی سنگ دانه‎ها توسط خشک کردن
تجزیه و تحلیل تئوری آزمایشی: این روش آزمایش برای تعیین درصد رطوبت قابل تبخیر در نمونه‎ای از سنگ‎دانه به کار می‎رود. تعیین رطوبت سطحی و مقدار جذب آب بتن از نظر لازم است که مقدار آب مصرفی در بتن کنترل شده و وزن صحیح مصالح و نسبت آب به سیمان در وقت ساختن بتن مشخص باشد، چهار حالت مختلف رطوبت مصالح سنگی به شرح زیر می‎باشد:
۱- خشک شده در کوره ‎- استخوان دانه کاملاً خشک، قابلیت جذب آب کامل
۲- خشک شده در هوا ‎- سطح دانه خشک ولی دارای مقداری رطوبت داخلی
۳- اشباع از آب در سطح خشک ‎- نه از بتن آب جذب می‎کند و نه به آن آب می‎دهد.
۴- تر، یا مرطوب ‎- دانه دارای آب زیاد در سطح دانه است و آب اضافی به آب بتن، اضافه می‎شود.
شرح دستگاه‎ها و وسایل:
۱- ترازو
۲- منبع گرما: کوره‎ای (اون) است مجهز به تهویه که بتواند دمای اطراف نمونه را در حدود ۵‎ 110 درجه سانتیگراد به طور ثابت نگه دارد.
۳- ظرف نمونه: ظرفی که نمونه در آن ریخته می‎شود باید از جنسی باشد که تحت تأثیر دما قرار نگیرد و گنجایش آن برای نمونه کافی بوده و خطر ریختن نداشته باشد. شکل ظرف باید طوری باشد که عمق نمونه از ۵/۱ حداقل بعد جانبی ظرف، تجاوز نکند. (هنگامی که یک کوره مایکروویو استفاده می‎شود، ظرف باید غیرفلزی باشد).
۴- همزن: یک قاشق فلزی یا کاردک با اندازه ‌مناسب می‎باشد.
روش آزمایش:
در ابتدا نمونه‎گیری را با توجه به دستورالعمل ۷۵‎D انجام می‎دهیم. نمونه‎ای از سنگ دانه را تهیه می‎کنیم که نمایانگر مقدار رطوبت در دمای مورد نظر باشد و در مورد سنگ‎دانه‎های معمولی باید به این نکته توجه شود که قبل از توزین نمونه، از کاهش رطوبت آن جلوگیری کنیم. نمونه را با دقت ۱/۰ درصد وزن مورد نظر، وزن می‎کنیم و با استفاده از منبع حرارتی انتخاب شده، نمونه را که در ظرف مناسب ریخته شده کاملاً خشک می‎کنیم. بعد از اینکه نمونه خشک شده را بیرون آوردیم، صبر می‎کنیم تا سرد شود و ان را با دقت ۱/۰ درصد، وزن می‎نماییم. برای به دست آوردن درصد کلی رطوبت از رابطه زیر استفاده می‎کنیم:
که در آن ‎P: مقدار کلی رطوبت نمونه برحسب درصد و ‎w: وزن اولیه  نمونه بر حسب گرم، ‎D: وزن نمونه خشک شده بر حسب گرم است.
نتیجه‎گیری و عوامل خطا و پیشنهادات و اصلاحات:
اگر سنگ دارای خلل و فرج باشد باعث می‎شود آب در داخل روزنه‎های آن رفته و کارائی کاهش پیدا کند و همچنین مشکل یخ‎زدگی آب داخل خلل و فرج نیز پیش می‎آید و در حالت کلی اگر جذب آب به خاطر تخللی زیاد شود:
۱- چسبندگی مواد تشکیل‎دهنده بتن کاهش پیدا می‎کند.
۲- مقاومت بتن در برابر یخ‎زدگی کاهش پیدا می‎کند.
۳- پایداری شیمیایی بتن کم می‎شود.
۴- مقاومت در برابر سانس کم می‎شود.
توجه: در هنگام کار باید دقت تنمود ذرات نمونه از ظرف بیرون نریزند. حرارت‎دهی خیلی سریع ممکن است باعث خرد شدن بعضی دانه‎ها و در نتیجه افت آنها شود. در مواردی که حرارت اضافی ممکن است خصوصیات سنگ‎دانه‎ها را تغییر دهد، و یا هنگامی که اندازه‎گیری دقیق‎تری لازم می‎باشد، از یک کوره کوچک با دمای کنترل شده استفاده گردد.

منابع و مراجع

‎ASTM C 566-89 ‎- طراحی ساختمانهای بتن مسلح بر مبنای آبا، تألیف: طاحونی‎- دستورالعمل آزمایشگاه بتن، تألیف: مهندس شاه نظری  …