مقاومت سیمان

مقاومت خمیر سخت شده یکی از خواص بسیار لازم و مهمی است که باید سیمان دارا باشد تا بتوان از ان در سازه ها استفاده نمود از این جهت کلیه آیین نامه ها آزمایش هایی برای بدست آوردن مقاومت سیمان توصیه نموده اند در اینجا باید متذکر شد که مقاومت یک ملات سیمان و یا بتن بستگی به سه عامل دارد دارد که عبارتند ازچسبندگی خمیر سیمان و قابلیت چسبندگی آن.

مقاومت کششی ملات سیمان

این آزمایش قبلا"زیاد متداول بوده  اخیرا" آیین نامه های BS12 و ASTM آنرا برای بدست آوردن مقاومت یک روزه سیمان زود سخت شونده مجاز دانسته اند .

در این آزمایش یک ملات به نسبت 1:3 که مقدار آب آن 8 % وزن مواد جامد است تهیه نموده و آنها را در قالبهای مخصوصی که سطح مقطع آنها مطابق فوق بوده میریزند . به عبارت دیگر دانه های تقریبا"کروی شکل ماسه باید بین 841/0 و 595/0 میلیمتر باشد پس از قالب ریختن ملات آنها را در کابین بخار که درجه حرارت و رطوبت نسبی آن حداقل 90% است برای 24 ساعت قرار می دهیم پی از این مدت نمونه ها را دردستگاه کشش مخصوص که می تواند دو انتهای پهن نمونه را بگیرد و بکشد قرار داده و نیروی مقاوم را اندازه میگیرم .

مقاومت فشاری سیمان

دو نوع ازمایش برای بدست آوردن مقاومت فشاری پیشنهاد شده است که عبارتند از مقاومت فشاری ملات ماسه و سیمان و مقاومت بتن در آزمایش ملات سیمان نسبت سیمان به ماسه 1 به 3 بوده است و ماسه آن همانطور که در فوق ذکر شد استاندارد است مقدار آب در مخلوط برابر 10 % وزن مواد خشک می باشد.پس از مخلوط کردن ملات آنرا در قالبهای مکعب شکل به ابعاد 1  + -7/70 میلیمتر ریخته و آنها را در روی میز لغزانده ایکه فرکانس آن 12000 سیکل در دقیقه است بمدت دو دقیقه می لرزانند و سپس قالبها را در کابین بخار برای 24 ساعت نگه می دارند بعداز این مدت نمونه ها را از قالب خارج نموده و آنها را در آب خالص قرار می دهیم و پس از 3 یا هفت روز نمونه ها را در دستگاه فشاری آزمایش می نمایند.آزمایش فوق خیلی قابل اعتماد بوده و جوابها را میتوان با تکرار آزمایش دوباره بدست آورد ولی باید دو مورد را در نظر گرفت که عبارتند از :

* برای بدست آوردن مقاومت هایی مشابه با مقاومت بتن معمولی باید نسبت آب به سیمان را بیشاز آنچه که در این آزمایش توصیه شده گرفت .

*غرض از آزمایشات بدست آوردن نقش سیمان در عمل میباشد و نه در ملاتی که فقط دارای ذرات ماسه یک اندازه باشد که در عمل هرگز به کار برده نمیشود.

بخاطر دلایل فوق BS12 از سال 1985 به بعد از آزمایش بتن را به جای آزمایش ملات توصیه نموده است در آزمایش بتن یک وزن معین از اب و سیمان با نسبت W/C = 0/6 را با مقداری شن و ماسه به نسبتی با هم ترکیب می کنند که مقدار نشست بتن حاصله در آزمایش اسلامپ بین 15 تا 50 میلیمتر گردد از بتن حاصله نمونه هایی مکعبی 10cm تهیه می کنند قالبها را در درون لایه پر کرده و تراکم بوسیله میله کوبنده مخصوص که در هر لایه 35 ضربه میزند انجام میگردد

پس از قالب ریختن قالبها را در اطاق بخار قرار داده و روی آنها را با شیشه می پوشانند تا از ورود یا خروج آب به خمیر تازه سیمان جلوگیری به عمل آید بعد از 24 ساعت نمونه ها را از قالب خارج نموده و آنها را در آبیکه درجه حرارت 19 - +1 است نگهداری می کنند.

حرارت هیدراسیون

قبلا" اشاره نمودیم که خود گرفتگی و سخت شدن خمیر سیمان در اثر فعل انفعالات شیمیایی صورت می گیرد و مانند اثر انفعالات دیگر این عمل نیز توأم  با ایجاد حرارت میباشد جنس بتن به خودی خود عایق نسبتا" خوبی بوده و بنابراین در یک توده عظیم بتنی مانند سد حرارت تولید شده نمی تواند به آسانی بخار انتقال یابد و در نتیجه درجه حرارت قسمت داخلی بالا میرود و باعث گسترش حجمی می شود بعد از آنکه درجه حرارت بتن سخت شده کم شده و انقباض حاصل کرد تولید ترکهای خطرناک می نماید اگر چه می توان از دیاد درجه حرارت را با ریختن تدریجی بتن و قرار دادن سرد کن های مخصوص کنترل نمود ولی بهترین راه تغییر دادن ترکیب شیمیایی سیمان می باشد برای اینکه مقادیر C3S و C3A را در سیمان پرتلند محدود می کنند . حرارت هیدراسیون سیمان پرتلند معمولی در حدود 85 تا 100 کالری بر گرم است و برای سیمانهای مخصوص با حرارت هیدراسیون این عدد در حدود 60 تا 70 می باشد .در این روش از یک کالری متر استفاده می کنند اول حرارت محلول سیمان خشک را در اسید فلریدریک اندازه می گیرند و سپس حرارت محلول خمیرهای مخصوص از سیمان که 7 تا 28 روز از شروع هیدراسیون آن میگذرد در اسید مذکور اندازه میگیرند تفاوت این دو عدد مقدار حرارت هیدراسیون سیمان برای مدت 7 یا 28 روز می دهد .

 

تعیین مقاومت فشاری بتن

جهت تعیین مقاومت فشاری مراحل زیر انجام می گیرد

-کنترل بتن از نظر انطباق با مقاومت مشخصه طبق استاندارد ASTM C192,C39

-کنترل بتن از نظر یکنواختی اختلاط طبق ASTM C94

-کنترل عمل آوری ASTM C31 , C39

-کنترل مقاومت بتن در زمان های مختلف در شرایط عمل آوری کارگاهی برای قالب برداری و عمل

-کنترل مقاومت مغزه های بتن سخت شده قطعات سازه طبق استاندارد ASTM C42

-  نمونه برداری از بتن تازه

-طبق استاندارد ASTM C172 و 489 ایران

-تهیه و عمل آوری نمونه های آزمایشی بتن در آزمایشگاه طبق استاندارد ASTM C192 و 581 ایران

*نکات مربوط به نمونه برداری از بتن تازه

در نمونه برداری از بتن تازه  نکات ذیل را باید رعایت نمود

-بین اولین و اخرین بخش نمونه اخذ شده نباید بیش از 15 دقیقه فاصله زمانی وجود داشته باشد .

-بخش های نمونه اخذ شده باید به کمک یک بیل یا بیلچه مجددا" به خوبی مخلوط شود تا یکنواختی در حداقل مدت زمان ممکن حاصل گردد.

-آزمایش های تعیین اسلامپ و هوای بتن یا هر دو آنها را باید ظرف مدت 5 دقیقه پس از تهیه اخرین بخش بتن آغاز کرد .

-قالب گیری از آزمونه های مقاومتی باید ظرف مدت 15 دقیقه پس از  تهیه نمونه مخلوط شده آغاز شود و سریعا" ادامه یابد.

-آزمونه باید در برابر باد آفتاب و سایر عوامل تبخیر سریع باید در برابر باد آفتاب و سایر عوامل تبخیر سریع و نیز از نزدیکی با مواد مضر و عوامل آسیب رسان محافظت شود .

-حداقل انذازه نمونه برای آزمایش های مقاومت 25 لیتر است نمونه های کوچکتر برای انجام آزمایش های روانی و درصد هوا مجاز تلقی می شوند .

-تهیه نمونه از مخلوط کن های ثابت با مخلوط کن های ثابت

-تهیه  نمونه از بتونیرها با اخذحداقل 5 بخش از بتن تخلیه شده از بتونیر و اختلاط آن ها انجام می شود بتن تخلیه شده از بتونیر و اختلاط آنها انجام می شود .

بتن تخلیه شده نباید در معرض تبخیر شدید یا جذب آب توسط سطح جاذب باشد .

-تهیه نمونه از تراکم میکسر با مخلوط نمودن 2 بخش یا بیشتر از نمونه های اخذ شده در فواصل منظم زمانی در هنگام تخلیه بخش های میانی انجام می شود .

تعیین مقاومت فشاری تک محوری با تحت فشار قرار دادی نمونه های استاندارد استوانه ای 150*300 میلی متر یا مکعبی 150*150 میلی متر با استفاده  از جک بتن شکن در این آزمایش مقدار بار وارد بر نمونه از صفر تا مرحله شکستن افزایش می یابدمقاومت فشاری تک محوری از تقسیم بار گسیختگی بر سطح مقطع  نمونه بدست می آید.

مقاومت فشاری سه محوره

مقاومت بتن در آزمایش فشاری سه محورخ معمولا" بیش از حالت تک محوره  است و نتایج آن در محاسبات مربوط  به ستون ها می تواند مورد استفاده قرار گیرد .

مقاومت برشی بتن

این ویژگی معمولا" با روشهای غیر مستقیم تعیین و به صورت تابعی از مقاومت فشاری بیان می شود

مدول الاستیسیته

این ویژگی معمولا" از منحنی تنش کرنش در آزمایش فشاری  تک محوری استخراج می شود روابط تجربی بین مقا.مت  فشاری و مدول الاستیسیته بتن .انقباض بتن نشان دهنده تغییر شکل  بتن بدون بارگذاری بر اثر از دست رفتن رطوبت و خشک شدن بتن دیگر قابل بازگشت نمی باشد . قسمت اعظم انقباض یتن طی چند ماه  اول عمربتن رخ می دهد و با تغییر شرایط محیطی و خشک و تر شدن ممکن است چرخه های انقباض و تورم حادث شود .

عوامل موثر بر جمع شدگی

نسبت آب به سیمان افزودنی                                  نوع و مقدار مواد                                    

نوع و مقدار سنگدانه                                              رطوبت نسبی محیط 

نوع ودرجه نرمی سیمان                                          حدود کرنش جمع شدگی600×    200͠

خزش             

خزش بتن نشان دهنده تغییر شکل یا کرنش آن تحت بار ثابت  است این تغییر شکل مانند تغییر شکل انقباضی بتن بطور کامل قابل بازگشت نیست مقدار تغییر شکل ناشی از خزش  در بتن تابع عوامل موثر در کرنش  انقباض است علاوه  برآن عواملی مانند مقدار تنش و سن بتن در هر مرحله بارگذاری موثر است در سن های اولیه  ذبتن خزش بیشتر است در سن های بیشتر که تحت بارگذاری اولیه خزش اتفاق افتاده تحت بار ثابت خزش بیشتری رخ خواهد داد علت وقوع تغییر شکل ناشی از خزش در بتن نازک شدن تدریجی لایه آب جذب شده و بین ذرات لعاب سیمان است .

اثرهای جانبی خزش در بتن

*کاهش یا از  بین رفتن تنش پیش تنیدگی

*وقوع تغییرشکلهای  ناخواسته و بیش از حد مجاز

*تحت تنش قرار گرفتن اجزای غیرباربر

چسبندگی بتن و میلگرد

در بتن مسلح چسبندگی بتن میلگرد و بتن اهمیت پیدا می کند استفاده از ارماتور آجدار موجب افزایش چسبندگی می شود . استفاده از آرماتور بدون آج در بتن مسلح ممنوع است .

نفوذپذیری

پارامتری برای بیان پدیده حرکت و نفوذ مایعات و یا گازها در داخل بتن

روش اندازه گیری نفوذپذیری بتن در برابر  مایعات مشابه روش اندازه گیری ضریب نفوذپذیری خاک است .

نفوذپذیری تابع مقدار و نوع تخلخل خمیر سیمان است

برای افزایش پایاپای بتن باید نفوذپذیری ان را کاهش داد .           استفاده از افزودنی های شیمیایی                

روش های کاهش نفوذپذیری بتن                                          کاهش و محدود نمودن نسبت آب مواد سیمان

بهینه سازی عیار سیمان                                                    تأمین تراکم با وسایل  و روش های مناسب

انتخاب صحیح و مناسب نسبتهای اختلاط                               عمل آوری دقیق و کافی با روش های مناسب

- آزمایش حد روانی

فرآیند

1-قوطی های عایق رطوبت را برداشته و آنها بر چسب گذاری کرده و جرم هر یک را اندازه گیری و ثبت نمایید.

شما سه یا چهار قوطی را جهت آزمایش حد خمیری و دو قوطی را جهت حد خمیری استفاده خواهید کرد.

2-دستگاه حد روانی را تمیز مکرده و مطمئن شوید که کار می کند .در صورت لزوم ارتفاع سقوط فنجان را با دقت

1 سانتی متر تنظیم نمایید. همچنین این اطمینان راپیدا نمایید که طی سقوط کمترین حرکت جانبی رخ خواهد داد.

3-نمونه را با شکستن کلوخه های دانه های در یک هاون با یک کلوخ کوب آماده نمایید.سپس الک را روی الک

نمره ی 4 خالی نمایید. سپس الک را روی الک نمره ی 4 را جمع نمایید 20 گرم از مصالح جمع شده را برداشته و

آنرا جهت آزمایش حد خمیری کنار بگذارید. حدود200 گرم از خاک خشک شده با هوا را درون ظرف ریخته و با آب

مخلوط نمایید. و با به هم زدن ورز دادن و خرد کردن متناوب به وسیله ی یک کلوخ کوب  نمونه را آماده نمایید.

4-وقتی خاک به طور کامل با آب مخلوط شد آن را در دستگاه کاساگرانده قرار دهید.

5-بخشی از خاک را جهت آزمایش در فنجان برنجی در دستگاه کاساگرانده قرار دهید.سطح خاک را توسط کاردک تراز

و صاف نمایید سعی نمایید تا تمام حباب های هوا را خارج نمایید. ضخامت پیشینه ی خاک در فنجان می بایست تقریبا"

1 سانتی متر باشد . از ابزار ایجاد شیار در نمونه ی خاک استفاده نمایید.توجه داشته باشید که هیچ ذره ی خاکی در

کف شیار موجود نباشد .

6-فنجان را بردارید و با چرخاندن دسته ی محور آن را با سرعت 2 بار برثانیه رهاسازی نمایید. این کار را تا زمانی که شکاف

در طول 13 سانتی متر بسته شود ادامه دهید. تعداد ضربات را در برگه ی داده ها با عنوان N یادداشت نمایید.

7-یک برش از خاک را از بخشی از خاک که شکاف با جریان خاک بسته شده است خارج نمایید.خاک را در یک قوطی عایق

رطوبت قرار دهید و میزان آب را اندازه گیری نمایید.

8-اگر شماره ضربه بیش از 25 باشد آب بیشتری اضافه نمایید. در هر گام حدود  4 تا 5 میلی لیتر آب را به نمونه اضافه نمایید

تا تعداد ضربات کم شود . اگر تعداد ضربه ها کمتر از 25 باشد اندکی مقدار خاک بیشتری را به نمونه اضافه نمایید و آنها را با

دقت مخلوط کرده و آزمایش را تکرار نمایید. مظمئن شوید که فنجان حد خمیری قبل از تکرار هر آزمایش کاملا" تمیز شده باشد.

9-آزمایش را تا زمانی که حداقل سه نمونه با شماره ی ضربه ی بین 15 تا 35 به دست آیند تکرار نمایید.

10-تعداد ضربه ها را در مقابل میزان رطوبت در یک نمودار نیمه لگاریتمی رسم نمایید و یک خط صاف را از بین نقاط عبور دهید.

حد روانی میزان رطوبت منطبق بر 25 ضربه روی خط مستقیم می باشد.(تصویر صفحه 100-101)

تحلیل هیدرومتری

 آشنایی

تحلیل هیدرومتری جهت ارزیابی منحنی توزیع اندازه دانه های ریط خاک که به دلیل کوچک بودن اندازه ی آنها طریق روش مکانیکی

الک قابل طبقه بندی نیستندانجام می گردد.

تحلیل هیدرومتری به طور معمول جهت دانه هایی که کوچک تر از 75 میکرومتر هستند به کار می رود .نتایج امایش هیدرومتری جهت طبقه بندی خاک ها به کار نمیرود . بلکه جهت به دست آوردن اطلاعاتی در رابطه با رفتار مهندسی دانه های ریط مورد استفاده قرار میگیرد.جهت نمونه مقادیر دانه های ریز جهت تخمین هدایت هیدرولیکی خاک ها از طریق روابط هایزن یا از طریق معادله ی کلی  ترک وزنی کارمان جهت خاک تمیز استفاده می شود .بنا به جهت توزیع اندازه ی توزیع دانه ها نقش مهمی در طراحی فیلترها و ضد آب دارند.

اصول تحلیل

آزمایش هیدرومتری بر مبنای این استوار است که قانون استوکس می تواند جهت رسوب دانه های ریز خاک استفاده شود .قانون

استوکس فرایند رسوب دانه های کروی را که با هم اندرکنش ندارد توصیف می کند .مسئله را می توان به طور ساده به شکل سقوط

دانه های کروی با سرعت نهایی شان دریک سیال لزج مطرح کرد.

معادله ای که جرم ذره ی مستعرق شده را به نیروی کشش لزج مربوط می کند به شکل زیراست :

معادله ی تعادل در این معادله D قطر ذره ی کروی و   وزن مخصوص ذره ی خاک و V=L /t سرعت نهایی ذره L فاصله ی سقوط ذره طی زمان t می باشد.

وزن واحد سیال و لزجت سیال می باشد.

حل معادله برحسب قطر ذره نتیجه می دهد:

اگر لزجت وزن واحد سیال و وزن مخصوص ذره معلوم باشند و فاصله ی سقوط و زمان اندازه گیری شوند دراین صورت اندازه ی ذره می تواند تعیین شود.

کاربرد معادله ی جهت خاک ها دارای دو محدودیت مهم می باشد.اولین محدودیت در نطر گرفتن این فرض است که دانه ها با یکدیگر اندرکنش ندارد.

این فرض مخصوصا" جهت رس ها صحیح نیست زیرا بار الکتریکی روی سطح رس ها باعث ایجاد نیروهای جاذبه و دافعه ی الکتریکی بین دانه های مجاور می شود .یکی از پیامدهای این اندرکنش شکل گیری کلوخه است. وقتی دانه های مجاور می شود. وقتی دانه های کلوخه می شوند. بلوک های بزرگتری را تشکیل می دهند که به شکل یک دانه ی بزرگتر سقوط می کند.جهت اجتناب از این مشکل مهندسین زئوتکنیک یک محصول شیمیاییرا به کار میبرندکه از کلوخه شدن در سیستم جلوگیری میکند.

دومین محدودیت این است که دانه های رس کروی نیستند.بلکه به شکل صغحه ای یا سوزنی می باشند. بنابراین جهت دانه های رس دقیق نیست .این مسئله اصلاح نشده است و جزئی از تقریب های این تحلیل می باشد. به علاوه آزمایش با اندازه گیری زمان و فاصله ی سقوط جهت هر ذره انجام نمی گیرد

بلکه به جای آن تغییرات زمانی چگالی دوغاب محلول خاک اندازه گیری می شود.با ته نشین شدن دانه های خاک درون یک سیلندر استوانه ای رسوب چگالی دوغاب کاهش  می یابد و هیدرومتر داخل محلول به سمت پایین فرو می رود .هیدرومتر قابلیت کالیبره شدن را دارا بوده و دارای مقیاسی است که چگالی محلول را در واحد گرم بر لیترمشخص می کند.سرعت تغییرات چگالی محلول با گذشت زمان می تواند جهت ارزیابی فاصله ی  L و t در معادله ی سپس جهت تعیین توزیع اندازه ی دانه های خاک استفاده شود.

 

وسایل آزمایش

-هیدرومتری خاک 152H  (جهت سایر مدلها ی هیدرومترخاک به استاندارد D422  مراجعه نمایید)

- دستگاه پراکنده کننده : مخلوط کن با سرعت بالا

- لیوان آزمایشگاهی 250 میلی لیتری

- کرونومتر

- دو سیلندر رسوب با گنجایش 1000 میلی لیتر

- نگهدارنده های لاستیکی

- دماسنج : با دقت 3/0 سانتی گراد

- ترازو با دقت 01/0 گرم

- ظرف های بخار

- اجاق خشک کن با حرارت درجه ی سانتی گراد

- 500 میلی لیتر محلول هگزامنافسفات سدیم

- 3000 میلی لیتر آب مقطر نمونه

-حدود 50 گرم خاک رسی یا سیلتی خشک شده با هوا وگذرنده از الک نمره ی 10 

 

 ضرایب تصحیح

جهت اینکه به درستی اندازه گیری های هیدرومتر را ارزیابی می نماییم سه اصطلاح

مربوط به اصلاح هلالی  اصلاح دما  و اصلاح پراکندگی   می بایست انجام شوند.

قرائت تصحیح شده R برابر است با که در این رابطه R قرائت به دست آمده روی هیدرومتر هلاله می باشد.

قرائت هیدرومتر از قسمت بالای هلالی خوانده می شود باا مستغرق کردن هیدرومتر داخل آب صاف

و اندازه گیری اختلاف بین بالا و کف هلاله مقدار ضریب اصلاح  به دست می آید . مقدار ضریب اصلاح هلالی معمولا" به شکل زیر در نطر گرفته می شود:

به دلیل اینکه این اصلاح معمولا" به شکل مثبت است می بایست به قرائت تصحیح نشده R افزوده شود.

تغییر در درجه ی حرارت چگالی سیال را تغییر می دهد. بنا جهتن حرارت نیز قرائت هیدرومتر را تغییر می دهد.ضریب اصلاح دما  با رابطه زیر بدست می آید:

که در این رابطه (کیلوگرم ) چگالی آب در دمای T (برحسب سانتی گراد) می باشد.جدول چگالی آب بر حسب دما را نشان می دهدکه می تواند در رابطه استفاده می شود.همچنین مجموعه ای از مقادیر اصلاح  راجهت دماهای بین 10 تا 30 درجه را نشان می دهد.افزودن عامل پراکنده ساز باعث افزایش چگالی سیال می شود ضریب اصلاح جهت قرائت هیدرومتر در آب حاوی عامل پراکنده ساز  می باشدکه از رابطه زیر بدست می آید.

که در آن  غلظت هگزا متافسفات در آب برابر 40 گرم بر لیتر و  مساوی 125 میلی متر حجم محلول هگزامتافسفات می باشد. به دلیل اینکه افزودن عامل پراکنده ساز چگالی محلول را افزایش می دهد ضریب اصلاح  می بایست از قرائت اصلاح نشده ی هیدرومتر R کسر شود.

 

7-2-3- فرایند تحلیل

فرایند تحلیل جهت ازمایش هیدرومتری نه تنها شامل اصطلاحات هلالی ، حرارت و چگالی می باشد بلکه همچنین شامل اصطلاحات هندسه و حجم بلور

و مساحت سطح مقطع سیلندر رسوب می باشد.

انجام تماماین اصطلاحات از موارد زیر پیروی می کند:

با استفاده از قرائت هیدرومتر و اصطلاح هلالی فاصله ی را با استفاده از معادله ی زیر به دست می آید:

عمق مؤثر هیدرومتر را با استفاده از داده های جدول 3-2 و رابطه ی زیر محاسبه نمایید:

در این رابطه A مساحت سیلندر رسوب و  حجم شیشه ی هیدرومتر می باشد .شکل 3-12 عمق موثر 152H و جهت یک سیلندر

رسوب با مساحت سطح مقطع A=0.00278  متر مربع را نشان می دهد.

با استفاده از داده ها و قرائت های هیدرومتر در زمان t و با داشتن عمق مؤثر L قطر دانه های را از رابطه ی زیر محاسبه نمایید:

 

 

D = که در آن  وزن مخصوص دانه های خاک و g  برابر  9.81 متر بر مجذور ثانیه برابر شتاب گرانش و چگالی آب در دمای زمان

اندازه گیری و لزجت سیال برابر pas  می باشد.

درصد قطر دانه های باقیمانده در محلول سوسپانسیون را با استفاده از قرائت  تصحیح شده ی هیدرومتری R از رابطه زیر محاسبه نمایید.

که در آن a ضریب اصلاح جهت وزن های مخصوص مختلف دانه های خاک  جرم خاک خشک می باشد.

 

توزیع ترکیبی اندازه ی دانه ها

 آشنایی

توزیع ترکیبی توزیع اندازه ی دانه های خاک را در بازه ی وسیعی از اندازه ی دانه ها ارائه می کند. توزیع ترکیبی ادازه ی دانه های خاک

نتایج هر دو آزمایش الک و هیدرومتری را جهت توزیع کامل اندازه ی دانه های خاک به کار می برد.

 محاسبات

ازمایشات الک و هیدرومتری توزیع های یکسانی را جهت اندازه ی دانه های جهت دانه های باقی مانده روی الک 200 ارائه می کنند.

جهت دانه های ازمایش شده در تحلیل هیدرومتری درصد جرم کل ریزتر می شود .

P =به طوری که  جرم نمونه ی خشک گذرنده از الک نمره ی 200 می باشد و جرم کل نمونه ی خشک در تحلیل می باشند و  درصد

جرم ریزتر محاسبه شده در تحلیل هیدرومتری می باشد.

 گزارش

جهت ترکیب منحنی های توزیع اندازه ی دانه ها دستور العمل 3-1 تا 3-3 را که اشاره به تحلیل های الک و هیدرومتری دارند به کار بگیرید.

حدود اتنبرک

آشنایی

حدود اتنبرگ مرز بین حالات مختلف خاک های ریزدانه را معین می کند . حالات مختلف در رس ها را می توان به صورت حالات روانی خمیری

نمه جامد و جامد در نظر گرفت این حدود شاید قدیمی ترین پرکاربردترین و پذیرفته شده ترین پارامتر مشخصه ی تمام آزمایشات مهندسی

در زمینه ی خاک های ریز باشد و جهت اهداف مهندسی مختلف به کار گرفته می شود . این اهداف شامل تعیین مشخصات خاکریزها به طور

کلی تخمین خواص مهندسی خاک ها می باشد . مهم تر این که این آزمایش ها یک شاخص کیفی از اندرکنش بین آب و دانه های جامد و نیز

شکل گیری لایه های مضاعف پراکنده را ارائه می کند.

حد خمیری خاک مرز بین حالت خمیری و حالت نیمه جامد آن است .حد خمیری خاک به میزانی از آب گفته می شود که در آن خاک وقتی به

شکل یک ریسمان 3 میلی متری غلتانده شود شروع به خرد شدن می کند . طبق قرار داد حد روانی به صورت میزان آبی تعریف می شود

که در آن یک شیار درون توده ی خاک در وسیله ی استاندارد حد روانی جهت بسته شدن در طول 13 میلی متر نیاز به 25 ضربه دارد .

حد انقباض نقطه ای را نشان می دهد که خاک در آن شروع به رفتار جامد شکننده می کند . این حدود رفتار خاک توسط اتنبرگ در سال 1911

مطرح شد و آزمایشات خاک توسط کاساگرانده در سال 1949 انجام گردید.

به علاوه نتایج آزمایش حدود اتنبرگ و توزیع اندازه های دانه خاک می توانند جهت جمع آوری اطلاعات از رفتار خاک ها با هم ترکیب شوند.

یکی از این پارامترها فعالیت (A) رس است که به شکل زیر تعریف می شود:

A=در این رابطه PI شاخص خمیری خاک است و درصد رس به شکل درصد خاکهای کوچک تر از 0.002 میلی متر تعریف می شود. فعالیت

خاک نشانگر رابطه ی بین ترکیبات معدنی ، سطح مخصوص ، درصد مقادیر رس و شاخص خمیری خاک ها می باشد. آزمایشات حد خمیری 

و روانی در استاندارد ASTM D4318  توضیح داده شده اند.دو روش جهت تعیین حداقل سه حد روانی می باشد و روش دوم که از حد روانی

متوسط به دست آمده از دو آزمایش جهت تعیین حد روانی استفاده می کند . روش اول در بخش بعدی شرح داده خواهد شد.همچنین دو روش جهت آماده سازی نمونه ی خاک جهت تعیین حدود اتنبرگ در ASTM  D4318 آمده است : روش آماده سازی مرطوب و روش آماده سازی خشک .

نمونه

-خاک گذرنده از الک نمره ی 40 که در هوا یا توسط اجاق خشک شده باشد .

 

وسایل آزمایش

• الک نمره ی 40
• دستگاه تعیین حد روانی
• ابزار ایجاد شیار
• قوطی های عایق رطوبت
• صفحه ی شیشه ای یا پلاستیکی
• ابزار مخلوط کردن خاک
• ترازو با دقت 0.01 گرم
• هاون و کلوخ کوب
• اجاق خشک کن با حرارت درجه ی سانتی گراد