روش تعیین درجه نرمی سیمان

[hani1459]

هدف:تعیین درجه نرمی سیمان پرتلند

دانسته ها : عامل مؤثر بر ميزان هيدراتاسيون سيمان، ريزي دانه‌هاي سيمان مي‌باشد، هر قدر كه ذرات سيمان ريزتر ميزان و سرعت هيدرتاسيون افزايش مي‌يابد و بنابراين روند كسب مقاومت و گيرش زودتر انجام مي‌گيرد. بطور كلي دانه‌هاي 10 الي 24 ميكرون نقش پررنگ تری در مقاومت سيمان را دارند .براي درجه خميري نياز [External Link Removed for Guests]ه دانه‌هاي ريزتر از 10 ميكرون نيز نياز هست زيرا عامل پلاستيكي، نفوذ ناپذيري و اخذ مقاومت زياد و سريع بتن دانه‌هاي كوچكتر از 10 ميكرون مي‌باشد.

همچنين ابعاد دانه‌ها نبايد از 5 ميكرون كوچكتر باشد زيرا سبب گيرش بسيار سريع واحتمالاً گيرش كاذب مي‌شود، و همچنين سبب مي‌شود خمير سيمان جمع شدگي بيشتري از خود نشان دهد و مستعد ترك خوردگي بيشتر گردد، و در معرض هوا سريعتر فاسد مي‌گردند، هرچه درجه نرمي سيمان بالاتر باشد باعث ازدياد مقدار سنگ گچ لازم براي كندگير نمودن مناسب سيمان مي‌گردد. همچنين در سيمانهاي ريزدانه خطر آب انداختن سيمان كمتر از سيمانهاي درشت دانه است.افزايش در نرمي ذرات سيمان باعث كاهش سريعتر كارايي مخلوط بتن مي‌گردد.

افزايش ريزي سيمان باعث افزايش زمان آسياب نمودن كلينكر سيمان مي‌گردد و همچنين مصرف گچ زيادتر و كاهش سريعتر كارايي بتن مي‌گردد. در ابتدا هيدراتاسيون سيمان از سطح دانه‌هاي آن آغاز مي‌شود و سرعت واكنش شيميايي آب و سيمان به ريزي سيمان مربوط بوده

ذرات درشت سيمان هيدراته نشده پس ز چند ماه، هم حاوي C3
S
و هم حاوي C2S مي‌باشند. عملاً دانه‌هاي بزرگتر از 1/0 ميلي متر (100 ميكرون) در آبگيري شركت نكرده و دانه‌هاي بزرگتر از 20 ميكرون پس از يك هفته مي‌تواند به افزايش مقاومت كمك كنند.

هرچه سيمان نرمتر باشد سطح مخصوص آن بيشتر مي‌شود بدين ترتيب سرعت هيدراتاسيون و سرعت آزاد شدن حرارت و سرعت ازدياد مقاومت آن افزايش مي‌يابد (روند هيدراتاسيون سيمان افزايش مي‌يابد) البته اين سرعت افزايش در بالا بردن مقاومت نهايي تأثيري ندارد.

وقتي سيمان به حد رضايت بخشي آسياب شده است كه در هر كيلوگرم آن حدود 1،100،000،000،000 ذره وجود داشته باشد. ( هر گرم آن 1،100،000،000 ذره)

مقاومت دراز مدت به مقدار زياد تحت تأثير نرمي ذرات سيمان قرار نمي‌گيرد.

هرچه نرمي ذرات سيمان بيشتر باشد در هنگام قرار گرفتن در معرض هوا سريعتر فاسد مي‌گردد.

نگهداري يا ذخيره سيمان در سيلوهاي مناسب تا مدت سه ماه مجاز است ولي مدت زماني كه در كيسه‌هاي سه لايه كاغذي حتي در شرايط مناسب حفظ مي‌شود پس از 4 تا 6 هفته مقدار قابل ملاحظه‌اي از مقاومت آن كاهش مي‌يابد.

پاكتهاي سيمان بايد در محيطي خشك، فاقد رطوبت، دور از يخ زدگي، و در محلهاي سرپوشيده و كفهاي عاري از رطوبت نگهداري شوند. در صورتي كه كف محل از جنس بتن باشد بايد پاكتها را روي الوارهاي چوبي قرار داد.

لذا بررسي‌هاي پاكتها هنگام استفاده ضرور مي‌باشد.

در صورت تجاوز از مهلت‌هاي ياد شده سيمان بايد قبل از مصرف آزمايش شود و يا در قسمتهاي غير سازه‌اي مصرف مي‌شود.

آزمایش ـ تعيين درجه نرمي سيمان به دوروش انجام میگیرد



الف ـ تعيين درجه نرمي سيمان از طريق باقي مانده سيمان برروي الك

ب ـ تعيين درجه نرمي سيمان از طريق دستگاه هوا تراوي (نفوذپذيري)





الف ـ تعيين درجه نرمي سيمان از طريق باقي مانده سيمان برروي الك

وسایل آزمایش:

الک 90 میکرون و دستگاه لرزاننده

اون

الک 45 میکرون و ترازو با دقت 0.1 گرم



نمونه برداری: برای هر بار آزمایش نیاز به 100 گرم سیمان پرتلند میباشد.



روش آزمایش:



براي انجام اين آزمايش 0/100 گرم سيمان کاملا خشک را كه به مدت 24 ساعت در اون در دماي 5 ± 105 درجه سانتي‌گراد قرارد داده‌ايم توزين مي‌نمايم سيمان را در محيط خشك و بدور از رطوبت تا درجه حرارت اتاق خنك مي‌كنيم و سپس تمام آنرا در داخل الك 90 ميكروني و سپس آنرا به مدت 25 دقيقه الك مي‌كنيم.

روش الك كردن بدين طريق انجام مي‌گردد كه با يك دست الك را محكم و به صورت كمي مايل نگه مي‌دارند و سپس به وسيله دست ديگر ضربه‌هايي به الك وارد نموده و اين ضربات را به ميزان 125 بار در دقيقه تكرار كنيد و بعد از هر 25 بار يكدفعه آنرا به صورت افقي نگه داريد و با گرداندن 90 درجه چند ضربه ملايم به قيد الك بزنيد بعد از هر 10 تا 20 دقيقه يك بار سطح زيرين الك را با برس براي باز كردن چشمه‌هاي الك پاك كنيد. بعد از 25 دقيقه الك كردن باقيمانده روي الك را با كج كردن و ضربه زدن روي ظرفي جمع‌آوري و توزين كنيد.

پس از خاتمه كارالك كردن باقي مانده را مجدداً الك كنيد تا اينكه مطمئن شويد در عرض 2 دقيقه الك كردن كمتر از 1/0 گرم از آن الك مي‌گذرد.

وزن باقي مانده روي الك برحسب درصد وزني زبري و تا حدود 5/0 تقريب گزارش مي‌شود.

براي كنترل صحت آزمايش يك بار ديگر آزمايش را با 0/100 گرم سيمان تجديد كنيد. نتيجه آزمايش دوم نيابد بيش از 1 درصد با نتيجه آزمايش اول فرق داشته باشد.

در صورتي كه اختلاف بيشتر بود براي سومين بار آزمايش را تكرار كنيد و متوسط نتيجه سه آزمايش راگزارش كنيد.



محاسبات : درصد نرمي سيمان به صورت زير محاسبه مي‌گردد.

Z درصد وزني زبري سيمان

R وزن باقي مانده سيمان روي الك 90 ميكروني gr N=100-z

W وزن كل نمونه اوليه سيمان gr

N درصد وزني نرمي سيمان



ب ـ تعيين درجه نرمي سيمان پرتلند از طريق دستگاه هواتراوي (نفوذپذيري) با روش بلن (Blaine)

هدف ـ منظور از اين آزمايش تعيين سطح مخصوص سيمان مي‌باشد.

اهميت و كاربرد: سطح مخصوص از سطح جانبي دانه‌هاي موجود در واحد وزن بنابراين واحد سطح مخصوص سانتي‌متر مربع بر گرم مي‌باشد. مقادير تقريبي سطح مخصوص سيمانها به قرار زير مي‌باشد.

سيمانهاي ريزدانه حدود cm[SUP]2[/SUP]/gr 4500

سيمانهاي با دانه متوسط حدود cm[SUP]2[/SUP]/gr 3000

سيمانهاي درشت دانه حدود cm[SUP]2[/SUP]/gr 2000

سطح مخصوص كليه سيمانها پرتلند شامل نوع 1 و 2 و 3 و4 و5 حداقل برابر cm[SUP]2[/SUP]/gr 2800



وسايل آزمايش:

ترازو با دقت 001/0 گرم

دماسنج ـ زمان سنج

دستگاه بلن

اين روش آزمون به وسيله دستگاه هواتراوي موسوم به دستگاه بلن (Blaine) انجام مي‌گيرد و نرمي سيمان پرتلند را به طريق سطح مخصوص آن يعني مجموع سطح اشغالي بر حسب سانتي‌متر مربع بر يك گرم سيمان تعيين مي‌كند.



شرح دستگاه بلن

« دستگاه بلن شامل وسيله كشش يك مقدار معيني هوا است كه از ميان يك بستر سيمان كه با تخلخل معيني تهيه شده باشد عبور نمايد». اندازه حفرها در بستر سيمان با تخلخل معين با اندازه دانه‌هاي سيمان رابطه دارد و مبين ميزان جريان هوا در داخل بستر است اين دستگاه چنانچه در شكل 7 نشان داده شده است داراي قسمتهاي مختلف زير است.







استوانه تراوايي(سلول)



اين استوانه معمولاً از شيشه يا فلز سخت و ضد زنگ ساخته مي‌شود و قطر داخلي آن 1/0 ±27/1 سانتي‌متر مي‌باشد. سطح فوقاني محفظه نسبت به محور استوانه بايد يك زاويه قائمه تشكيل دهد ضمناً يك برآمدگي به عرض2/1-1 ميلي‌متر در خود ساختمان محفظه و يا در داخل استوانه دورا دور (5/1± 5 سانتي‌متر سطح فوقاني) براي نگهداري صفحه مشبك منظور مي‌كنند.



صفحه مشبك

صفحه بايد از فلز ضد زنگ ساخته شود وداراي ضخامت 1/0± 9/0 ميلي‌متر و تعداد 30 الي 40 سوراخ به قطر حداكثر يك ميلي‌متر باشد. به طوري كه فواصل آنها به طور مساوي روي صفحه مشبك تقسيم گرديده باشد. صفحه بايد به خوبي در داخل محفظه قرار گيرد و به آساني در داخل استوانه جاي گيرد.



سمبه (پيستون)

سمبه بايد از لاميناب فنوليك ساخته شده باشد و داخل استوانه را با يك فاصله حداكثر 1/0 ميلي‌متري پركند كف سمبه بايد لبه تيز و نسبت به محور سمبه 90 درجه باشد. خروج هواي اضافي بايد از مركز و يا يكي از طرفين سمبه تأمين شود قسمت بالاي سمبه بايد داراي كلاهك باشد به طوري كه وقتي سمبه كاملاً داخل استوانه مي‌شد و كلاهك سمبه با بالاي استوانه مي‌چسبتد يك فاصله 1/0±5/1 سانتي‌متري كف سمبه و قسمت بالاي صفحه مشبك باقي بماند.



كاغذ صافي

كاغذ صافي بايد از نوع متوسط باشد (نوع 1 درجه B ) كاغذ صافي بايد مدور و داراي لبه نرم و قطري برابر قطر داخلي محفظه باشد براي هر آزمايش بايد از كاغذ صافي نو استفاده شود.



لوله فشار سنج (لوله مانومتريك): لوله U شكلي برابر مشخصات داده شده در شكل مي‌باشد. قطر خارجي لوله 9 ميلي‌متر و در قسمت بالاي لوله كه استوانه تراوايي (سلول) روي آن قرار مي‌گيرد. بايد كاملاً آبندي شود كه هوا نتواند از آن عبور كند.



محلول فشار سنج:

لوله U شكل بايد تا پايين‌ترين خط نشانه با محلول غير فواري پرشود كه رطوبت را جذب نكند و داراي ناروايي و وزن مخصوص كم باشد مانند دي بوتيل فتالات، دي بوتيل 1 بنزن، دي بوتيل2 بنزن، دي كربوكسيلات يا هر نوع روغن معدني سبك



زمان سنج:

زمان سنج بايد داراي دكمه قطع ووصل باشد و دقت آن تا نزديك 5/0 ثانيه و يا كمتر باشد.



حجم استوانه تراوايي (سلول):

حجم بستر فشرده شده سيمان در داخل استوانه تراوايي (سلول) بايد به وسيله جانشين كردن جيوه انجام شود.



تهيه نمونه:

نمونه سيمان مورد آزمايش را در يك شيشه درب‌دار كوچك 100 سانتي‌متر مكعب بريزيد و براي مدت دو دقيقه آنرا به شدت بهم بزنيد تا ذرات بهم چسبيده آن از يكديگر باز شود.



وزن نمونه:

مقدار سيمان استاندارد، كه براي ميزان كردن دستگاه به كار مي‌رود، مقداري است كه يك بستر سيمان با تخلخل 005/0 ±500/0 تشكيل دهد. و طبق رابطه 1 محاسبه مي‌گردد.

e=تخلخل نمونه برابر 005/0±5/0 رابطه (1)

=Wوزن نمونه لازم براي آزمايش برحسب گرم

P =تكاشف نسبي (وزن مخصوص نسبي) نمونه آزمونه (براي سيمان پرتلند gr/cm[SUP]3[/SUP] 25/3-3)

V= حجم (استوانه تراوايي) بستر سيمان



شرح آزمايش:

سطح مخصوص سيمان از روي زمان عبور حجم ثابتي از هوا تحت فشار معين و درجه حرارت معلوم از ميان قشر فشرده شده سيمان در شرايط مشخص محاسبه مي‌گردد.

ابتدا صفحه مشبك را در داخل سلول (استوانه تراوايي) در محل خودش قرار گيرد يك كاغذ صافي در داخل محفظه بگذاريد و آنرا روي صفحه مشبك فشار دهيد مقدار معين سيمان وزن شده طبق رابطه 1 را كه با دقت 001/0 گرم توزين شده است را در محفظه بريزيد آنگاه سطح سيمان را با ضربه‌هاي ملايمي كه به محفظه مي‌زنيد صاف كنيد. يك كاغذ صافي روي سطح سيمان قرار دهيد و سمبه را داخل كنيد تا آنجايي كه كلاهك آن به سطح استوانه برسد بستر سيمان را كاملاً فشار دهيد و سپس سمبه را به آرامي از بستر سيمان خارج كنيد. محفظه تراوايي (سلول) را روي لوله U شكل قرار دهيد و مطمئن گرديد كه محفظه روي لوله به خوبي آبندي شده است (براي اطمينان از اين امر سطح تماس لوله مانومتريك و جداره خارجي سلول را با روغن كمي چرب كنيد دقت كنيد به كاغذ صافي و بستر سيمان اختلالي وارد نشود).

هواي موجود در يك بازوي لوله U شكل را به آهستگي تخليه كنيد به طوري كه محلول به بالاترين نشانه لوله برسد در اين موقع شير را ببنديد و زمان سنج را حاضر كنيد و همين كه مايع به نشانه دوم لوله (از بالا) رسيد آن را به كار اندازيد و زماني كه به نشانه سوم لوله U شكل رسيد آنرا متوقف سازيد و فاصله زماني بين اين دو نشانه را با دقت 5/0 ثانيه يا كمتر بدست آوريد. درجه حرارت محيط آزمايشگاه را با دماسنج برحسب درجه سيلسيوس (سانتي‌گراد) مشخص نمائيد.

تذكر به علت خاصيت موئينگي در داخل لوله مانومتريك در موقع قرائت بين دو نقطه 2 و3 بايد به دقت عمل نمود.

سطح مخصوص سيمان از رابطه 2 بدست مي‌آيد.



رابطه (2)

S سطح مخصوص برحسب سانتي‌مترمربع برگرم براي نمونه مورد آزمايش

S[SUB]s[/SUB] سطح مخصوص برحسب سانتي‌متر مربع برگرم از نمونه استاندارد براي ميزان كردن دستگاه

T فاصله زماني اندازه‌گيري شده در لوله مانومتريك برحسب ثانيه براي نمونه آزمايشي

T[SUB]s[/SUB] فاصله زماني اندازه‌گيري شده در لوله مانومتريك برحسب ثانيه براي نمونه استاندارد براي ميزان كردن دستگاه

e تخلخل بستر نمونه مورد آزمايش كه در اينجا برابر 005/± 500/0 مي‌باشد.

E[SUB]s[/SUB] تخلخل بستر نمونه سيمان استاندارد براي ميزان كردن دستگاه

P تكاشف نسبي (وزن مخصوص نسبي )نمونه مورد آزمايش

P[SUB]s[/SUB] وزن مخصوص نسبي (تكاشف نسبي) نمونه سيمان استاندارد براي ميزان كردن دستگاه

n ناروايي (لزجت ديناميكي) هوا برحسب پواز poises در دماي آزمايش نمونه استاندارد براي ميزان كردن دستگاه

چنانچه رابطه را ساده نمايم به صورت رابطه 3 خواهد بود.



رابطه (3)



دماي نمونه سيمان كه بكار مي‌رود بايد برابر حرارت اطاق آزمايش باشد.

مقدار سيماني كه به كار مي‌رود بايد چنان باشد كه بتواند تخلخلي معادل 005/0 ±530/0 ايجاد كند.


 اين آزمايش را حداقل 2 بار انجام داده و سطح مخصوص عبارت است از حد متوسط نتيجه دو آزمايش و اين دو آزمايش با اختلاف 2 درصد نسبت به يكديگر قابل قبول است
 
 
 
 [External Link Removed for Guests]