دامنه کاربرد

در این آزمایش روش تعیین چگالی فضایی و ظاهری ( در دمای 23/23 درجه سانتی گراد ) و روش تعیین جذب آب مصالح سنگی ریز دانه مورد بررسی قرار می گیرد.

چگالی فضایی و ظاهری  مطابق تعاریف استاندارد A S T M  E 12 ، برای دانه هایی که 24 ساعت در آب قرار داده شده اند، براساس وزن دانه های اشباع با با سطح خشک تعیین می گردند.

همچنین جذب آب دانه ها مطابق تعاریف A S TM C 125 مشخص می شود.

اهمیت و کاربرد

چگالی فضایی مشخصه ی عمومی است که برای محاسبه ی حجم اشغال شده توسط دانه ها در مخلوط های مختلف ( مانند بتن و مخلوط های دیگری که براساس حجم مطلق طرح می شوند ) به کار برده می شود. این کمیت همچنین برای محاسبه فضا های خالی دانه ها (A S TM C 29) و تعیین رطوبت دانه ها براساس جابجایی سطح آب (A S TM C 70)  مورد استفاده قرار می گیرد. چگالی فضایی که با استفاده از دانه های اشباع با سطح خشک تعیین می شود، هنگامی به کار می رود که دانه ها مرطوب باشند ( اگر جذب آب مناسب باشد ).برعکس چگالی فضایی خشک برای دانه های خشک یا دانه هایی که فرض میشود خشک باشند به کار می رود.

چگالی ظاهری به وزن مخصوص نسبی مواد جامد سازنده ی ذرات مربوط می سود ولی شامل فضاهایخالی داخل ذرات که آب میتواند در آنها وارد شود نخواهد بود.این کمیت در ارتباط با تکنولوژی سنگدانه های ساختمانی کاربرد زیادی ندارد.

کمیت جذب آّب برای محاسبه ی تغییرات وزن سنگدانه در اثر جذب آب در حفرات درونی آن( هنگامی که دانه ها به اندازه کافی در مجاورت آب قرار داده می شود ) و مقایسه ی با شرایط خشک ، به کار می رود. در ازمایشگاه برای تعیین جذب آب ، دانه های خشک را به مدت 24ساعت در آب قرار می دهند. دانه  هایی که از معادن زیر آب استخراج می شوند ، در صورتی که اجازه داده نشوند خشک شوند، ممکن است درصد جذب آب بالاتری داشته باشند. برعکس درصد رطوبت بعضی دانه ها در هنگام استفاده ممکن است کمتر از رطوبت آزاد وجود دارد، درصد رطوبت آزاد را می توان از کسر کردن مقدار جذب آب از مقدار کل رطوبت  ( که با آزمایش  A S TM C 566 تعیین می شود ) ، بدست آورد.

وسایل مورد نیاز: 

ترازو- به ظرفیت 1 کیلوگرم یا بیشتر و حساسیت 1/0 گرم یا کمتر.

چگالی سنج-  بالن یا ظرف  مناسب دیگری که نمونه ریز دانه ی مورد آزمایش در آن ریخته می شود و دقت قرائت حجم آن 1/0 ± سانتی متر مکعب می باشد. بیشترین حجم قابل قرائت این ظرف با حداقل 50 درصد بیش از فضای لازم برای نمونه آزمایش باشد. یک بالن مدرج به ظرفیت 500 سانتی متر مکعب برای نمونه ای حداکثر به وزن 500 گرم مناسب می باشد. بالن لوشاتلیه که در A  S TM C 188  معرفی شده است، برای نمونه ای به وزن تقریبی 55 گرم قابل استفاده خواهد بود.

قالب- یک قالب فلزی به شکل مخروط ناقص با قطر داخلی 3±40 میلی متر در بالا و 3±90 میلی متر در پائین و ارتفاع 3±75 میلی متر و ضخامت 8/0 میلی متر.

تخماق- یک میله فلزی به وزن 15±340 گرم، دارای یک سر تخت دایره ای به قطر 3±25 میلی متر.

نمونه برداری و آماده کردن نمونه:

نمونه ای به وزن تقریبی 1 کیلوگرم از مصالح ریز دانه را با استفاده از روش 4/1 کردن جدا نمائید.

نمونه را در ظرف مناسبی قرار دهید و تا رسیدن به وزن ثابت ، در دمای 5±110 سانتی گراد خشک کنید. پس از اینکه نمونه سرد شد، دانه ها را به مدت 4±24 ساعت در آب قرار دهید. سپس آب موجود در ظرف محتوی دانه ها را به آرامی تخلیه نمائید. باید توجه شود که دانه ها همراه آب هدر نروند. نمونه را روی یک سطح صاف که جاذب رطوبت نباشد پهن کرده و جریان هوای گرم را از روی آنها عبور دهید تا دانه ها به طور یکنواخت خشک گردند. در صورت تمایل برای رسیدن به شرایط اشباع با  سطح خشک می توان از روش های مکانیکی ( مثلاً تکان دادن با دست ) استفاده کرد. این عمل را تا زمانی که نمونه به حالت سیال در آید ادامه دهید. با استفاده  از روشی که در بند  گفته شده است ( آزمایش مخروط ) می توان وجود و یا عدم وجود رطوبت سطحی در دانه ها را تعیین نمود. بهتر است.

در اولین آزمون مقداری رطوبت در نمونه وجود داشته باشد. خشک کردن دانه ها را با شرایط ثابت ادامه دهید و در فواصل متناوب آزمایش مخروط را تکرار نمائید تا از رسیدن به شرایط اشباع با سطح خشک اطمینان حاصل کنید. اگر در اولین آزمایش ملاحظه شد که  دانه ها داراری رطوبت سطحی نمی باشند، می توان نتیجه گرفت  که دانه ها از شرایط اشباع با سطح خشک گذاشته اند. دراین حالت چند میلی لیتر آبرا با ریز دانه مخلوط کرده و نمونه را به مدت 30 دقیقه در محفظه ی  سر پوشیده ای قرار دهید. سپس مراحل خشک کردن و آزمایش مخروط را تا حصول شرایط مطلوب ادامه دهید.

 آزمایش مخروط برای بررسی رطوبت سطحی – قالب مخروطی را از طرف قطر بزرگتر روی یک سطح نرم که  جاذب رطوبت نباشد، قرار دهید. قسمتی از ریز دانه ی نسبتاً خشک را بطور سست در قالب بریزید تا از سر قالب سر ریز کرده و قدری روی آن انباشته شود. قالب را با دست نگه داشته و با تخماق ریزدانه داخل قالب را با 25 ضربه بکوبید. برای هر ضربه باید میله از 5 میلی متری بالای سطح فوقانی ریزدانه به حالت سقوط آزاد روی آن رها شود. پس از کوبیدن ماسه سست روی قالب را کنار زده و قالب را بطور عمودی بالا بکشید. اگر هنوز رطوبت سطحی وجود داشته باشد ماسه همچنان به شکل قالب باقی می ماند و هنگامی که ریز دانه کمی ریزش نماید مشخص می شود که به شرایط اشباع با سطح خشک رسیده است. بعضی

ماسه های شکسته ممکن است در آزمایش مخروط و در شرایط اشباع با سطح خشک ریزش نکنند. برای این نمونه ها شرایط مطلوب هنگامی در نظر گرفته می شود که یک طرف توده ی ریزدانه هنگام خارج نمودن قالب کمی  ریزش نماید.

روش انجام آزمایش :

همه ی وزن ها باید با دقت 1/0 گرم اندازه گیری و  ثبت شوند.قسمتی از چگالی سنج را با آب پر کرده و سپس 10±500گرم ماسه ی اشباع با سطح خشک را که  طبق قسمت 4 آماده شده است ، در داخل آن بریزید. سپس تا پر شدن تقریباً 90% حجم ظرف به آن آب اضافه نمائید. برای خارج شدن حباب های هوا چگالی سنج را تکان دهید. دمای آزمایش باید در حدود 7/1 ± 23 درجه ی سانتی گراد ثابت نگه داشته شود. در صورت لزوم برای تثبیت دما می توان چگالی سنج را در ظرف آن رسانده و وزن کل چگالی سنج حاوی آب ونمونه را تعیین نمائید.

بجای توزین به روش فوق می توان مقدار آب لازم برای پر کردن چگالی سنج را به صورت حجمی تعیین نمود ( در دمای 7/1 ±23 درجه سانتی گراد ) به این منظور از یک بورت مدرج با دقت 15/0 میلی لیتر استفاده می شود.  وزن کل چگالی سنج ، نمونه و آّب به صورت زیر محاسبه میگردد.

C = 0/9975 V_{a +} S + W

در اینجا:

C= وزن چگالی سنج  با نمونه و آب که تا علامت مشخصه آن بالا آمده است ( گرم )

V_a=  حجم آب افزوده شده به چگالی سنج ( میلی لیتر )

S= وزن نمونه ی اشباع با سطح خشک

W=  وزن چگالی سنج خالی ( گرم )

ابتدا بالن را با آب تا نقطه ای بین 0 و 1 میلی لیتر روی ساقه ی ظرف پر کنید. قرائت نخست را در شرایطی که

دما در محدوده 7/1±23 درجه ی سانتی گراد نگه داشته شده یادداشت نمائید. سپس 5±55 گرم ریز دانه اشباع

با سطح خشک ( یا هر مقدار دیگر که سطح آب را به درجه بندی های فوقانی می رساند ) را در داخل محفظه

بریزید. برای خارج کردن هوای محبوس بین ذرات ، بالن را در حالت مایل روی یک دایره ی افقی به آرامی بچرخانید.

سپس ظرف را به حالت افقی نگه داشته و تراز سطح آب را قرائت کنید. در اینجا دما می تواند حداکثر 1 درجه

سانتی گراد نسبت  به دمای مبداً اختلاف داشته باشد. تفاوت این دو قرائت حجم دانه ها را بدست می دهد.

ریز دانه را از چگالی سنج خارج کرده و آن را تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 5±110 درجه سانتی گراد ( 9±230 درجه فارنهایت ) خشک کنید. سپس به مدت 5/0±1 ساعت آن را در دمای اتاق قرار دهید تا سرد شود و بالاخره آن را وزن نمائید.

آزمایش تعیین مقاومت سائیدگی مصالح سنگی درشت دانه به وسیله ی سایش و ضربه در دستگاه لوس آنجلس

دامنه  کاربرد 

این آزمایش روش تعیین مقاومت سائیدگی دانه های سنگی درشت دانه ی کوچکتر از 5/37 میلی متر

را به وسیله ی دستگاه لوس آنجلس شرح می دهد.

خلاصه آزمایش

آزمایش لوس آنجلس به منظور سنجش مقاومت سنگدانه های معدنی با دانه بندی استاندارد  در برابر 

ضربه و سایش انجام می شود. ماشین لوس آنجلس یک استوانه فولادی دوار است که در آن تعداد مشخصی

گلوله ی فولادی ریخته شده است. تعداد گلوله ها به دانه بندی نمونه  مورد آزمایش بستگی دارد.

هنگامی که استوانه می چرخد یک پره، نمونه و گلوها ار با خود به بالا می برد و از آنجا آنها را به طرف مقابل

استوانه می ریزد. به این ترتیب اثر ضربه ولهیدگی ایجاد می شود. سپس محتوای استوانه ضمن سائیده

شدن در داخل آن حرکت می کنند تا با دیگر به پره برخورد کرده و این سیکل تکرار گردد. بعد از آنکه استوانه

به تعداد دور های مشخصی چرخید، محتوای آن را خارج  کرده و مصالح سنگی را از الک عبور می دهند تا

درصدی را که بصورت خاکه در آمده است، مشخص کنند .

اهمیت و کاربرد

آزمایش لوس آنجلس به طور وسیعی برای تشخیص کیفیت نسبی و قابلیت مصالح سنگی که دارای ترکیبات

معدنی مشابهی بوده و از منابع مختلفی تهیه شده اند، به کار برده می شود نتایج این آزمایش را نمی توان

بدون بررسی های لازم به عنوان یک معیار معتبر برای مقایسه بین مصالح سنگی که ساختمان ، منبع و

ترکیبات متفاوتی دارند ، به کاربرد . مشخصاتی که بر  اساس این ازمایش حاصل می شود باید با دقت زیاد و

با توجه به انواع مصالح سنگی موجود و سابقه عملکرد آنها مورد بررسی قرار گیرند.

وسایل مورد نیاز

دستگاه لوس آنجلس – در شکل (1) مشخصات اساسی دستگاه لوس آنجلس نشان داده شده است.

ماشین از یک استوانه فولادی تو خالی که دو انتهای آن بسته است، تشکیل می شود. قطر داخلی

سیلندر 5±508  میلی متر می باشد. استوانه باید روی انتهای میله هایی  که به دو قاعده آن متصل

گردیده اند، سوار شود ( میله ها به داخل استوانه وارد نمی شوند ). استوانه باید حول محور خود به

طور افقی دوران نماید و خطا در شیب محور آن نباید بیش از 1 درصد باشد. بر روی استوانه باید دریچه ای

برای ریختن نمونه به داخل آن پیش بینی شده باشد ولازم است یک در پوش مناسب که مانع خروج غبار

از استوانه شود برای این دریچه در نظر گرفته شده باشد که سطح داخلی استوانه به هم نخورد.

پره ی فولادی داخل استوانه باید قابل برداشتن بوده و در تمام طول استوانه امتداد یافته باشد. پره از طرف

داخل به اندازه 2±89 میلی متر بیرون می زند. ضخامت پره باید مناسب بوده و به وسیله پیچ یا هر وسیله ی

مناسب دیگر به طور محکم به بدنه متصل گردد. پره باید در فاصله ی حداقل 27/1 متری از سوراخ قرار بگیرد.

این فاصله در محیط خارجی استوانه و در جهت حرکت اندازه گیری می شود.

دستگاه آزمایش باید به نحوی تنظیم شده باشد که سرعت دوران آن یکنواخت باشد. در صورتی که از نبشی

به عنوان پره استفاده شده است، جهت حرکت باید به گونه ای باشد که محتوای ماشین روی سطح داخلی

نبشی جمع شود.

الک-  با مشخصات استاندارد ASTM E11

ترازو – با دقت 1/0 درصد وزن نمونه  مورد آزمایش

گلوله- گلوله ها باید از فولاد و با قطر متوسط 8/46 میلی متر و وزن 390 تا 445 گرم باشند.

نمونه کارگاهی باید مطابق دستور العمل ASTM D75 بر داشته شود و اندازه های مناسب آن  مطابق

استاندارد ASTM C702  برای آزمایش تفکیک گردد.

نمونه آزمایش

نمونه آزمایش باید شسته شده و داخل کوره در دمای 221 تا 230 درجه فارنهایت ( 105 تا 110 درجه سانتی گراد)

تا رسیدن به وزن ثابت، خشک شود. نمونه باید به قسمت های متعددی با اندازه های متفاوت تفکیک شده و

مطابق رده بندی جدول مقدار مشخصی از هر قسمت با هم مخلوط شود. دانه بندی های 

ارائه شده اند ، با دانه بندی مصالحی که چدر عمل بکار می روند ، مطابقت بیشتری دارند. قبل از آزمایش باید

وزن نمونه با دقتی نزدیک به یک گرم ثبت گردد.

روش آزمایش

نمونه مورد آزمایش را در ماشین لوس آنجلس بریزید و اجازه دهید ماشین با سرعت 30 تا 33 دور در دقیقه ،500

دور  بچرخد. سپس مصالحی را از ماشین خارج کرده و ابتدا آن را از الک درشت تر از 7/1 میلی متر ( نمره ی 12)

عبور دهید. سپس دانه های عبور کرده از این الک را طبق استاندارد ASTM C136 از الک 7/1 میلی متر عبور دهید.

مصالح  درشت تر از 7/1 میلی متر را شسته و در داخل کوره در دمای  221 تا 230 درجه فارنهایت

(105 تا 110 درجه سانتی گراد ) تا رسیدن به وزن ثابت ، خشک نمائید. سپس وزن مصالح خشک  شده را با دقت یک گرم تعیین کنید.

محاسبات

زن مصالحی که از دست رفته است ( تفاوت بین وزن ابتدایی ووزن نهایی نمونه مورد آزمایش) را بصورت درصدی

از وزن اولیه نمونه محاسبه کنید. این مقدار به عنوان در صد مصالح از دست رفته ذکر می شود.

 آزمایش تعیین درصد رطوبت کلی سنگدانه ها توسط خشک کردن 

دامنه کاربرد

این روش آزمایش برای تعیین درصد رطوبت قابل  تبخیر در نمونه ای از سنگدانه بکار می رود.

اهمیت

این روش آزمایش برای اهداف معمولی مانند اصلاح نسبت اجزای مخلوط بتن ، به اندازه ی

کافی صحیح می باشد. در این آزمایش معمولاً دقت تعیین رطوبت موجود در نمونه خیلی بیشتر

از دقت نمونه گیری از دپوی سنگدانه می باشد. در شرایطی که خود سنگدانه هم تحت تاًثیر دما

دچار تغیرات می شود،یا هنگامی که اندازه گیری های دقیق تر و صحیح تری لازم می باشد،آزمایش

باید در یک کوره ی (اون) مجهز به تهویه و سیستم کنترل دما انجام شود.

قطعات بزرگ سنگدانه ها ، بخصوص آنها که بزرگتر از 50 میلی متر می باشند، زمان زیادتری برای

خروج رطوبت نیاز دارند. استفاده کننده از این روش آزمایش باید با توجه به هدف خود میزان دقت

خشک کردن سریع را در مورد سنگدانه های درشت بررسی نماید.

وسایل آزمایش

ترازو- ترازو باید در محدوده ای که مورد استفاده قرار می گیرد، با دقتی معادل 1/0 در صد بار آزمایش قابل قرائت باشد.

منبع گرما- کوره ای (اون) است مجهز به تهویه که بتواند دمای اطراف نمونه را در حدود 5±110 درجه ی سانتی گراد

بطور ثابت نگهدارد. هنگامی که کنترل دما در یک فضای محصور لازم نمی باشد، می توان از منابع دیگر گرما مانند

اجاق های برقی یا گازی ، لامپ های گرمازای برقی .

روش آزمایش استاندارد برای تعیین وزن مخصوص و فضای خالی مصالح سنگی

دامنه کاربرد

این آزمایش روش تعیین وزن مخصوص مصالح سنگی متراکم یا غیر متراکم یا غیر متراکم و همچنین محاسبه ی فضای خالی

مصالح ریز دانه ، درشت دانه  یا مصالح مخلوط را شامل می شود. این روش برای مصالح سنگی که حداکثر اندازه ی اسمی

دانه های آنها از  6 اینچ (150 میلی متر ) تجاوز نمی کند ، قابل استفاده است.

تعاریف و اصطلاحات

تعاریف : به جز در مواردی که مشخص شده است ، در بقیه موارد کلیه تعاریف ASTM C125 می باشد

جرم- مقدار توده یک جسم است ( وزن  را ملاحظه کنید ).

وزن مخصوص –وزن واحد حجم یک ماده.

 وزن- نیروی اعمال شده به جسم بوسیله جاذبه (جرم را ملاحظه کنید)

اصلاحات

فضای خالی در واحد حجم مصالح سنگی- فضای خالی بین دانه ها در توده ی مصالح سنگی که توسط

ماده معدنی جامد اشتغال نشده است.

اهمیت و کاربرد

این روش معمولا برای تعیین وزن مخصوص به کار برده می شود. در بعضی از روش های طرح بتن برای تعیین

نسبت های اجزاء از وزن مخصوص مصالح استفاده می شود.

همچنین در مواردی که لازم است کمیت های جرم و حجم به هم تبدیل شوند ، وزن مخصوص مورد استفاده قرار

می گیرد. در این روش رابطه بین درجه تراکم مصالح سنگی در محل نگه داری یا دپو و آنچه  بدست آورده می شود

نا معلوم می باشد. بعلاوه مصالح سنگی درمحل نگهداری یا دپو معمولا دارای رطوبت سطحی یا جذب شده می باشند ،

در حالی که در این آزمایش وزن مخصوص مصالح در حالت  خشک تعیین می گردد.

درصد فضای خالی بین ذرات براساس وزن مخصوص تعیین شده در این آزمایش ، محاسبه می گردد.

***وسایل آزمایش ***

ترازو – با دقت 1/0 درصد بار مورد آزمایش

تخماق- یک میله فولادی به قطر 8/5 اینچ ( 16 میلی متر )است که طول تقریبی آن 24 اینچ ( 600 میلی متری )  می باشد

و سر آن به صورت نیمکره ای به قطر خود میله در آمده است.

پیمانه – یک ظرف فلزی استوانه ای است که بهتر است دسته دار با شد. پیمانه باید آب بندی شده بوده و برای کاربرد های

سخت مقاومت کافی داشته باشد. لازم است ارتفاع پیمانه تقریباً مساوی قطر آن باشد ولی از 80 درصد قطر کوچکتر و از 150

درصد قطر بزرگتر نباشد. باتوجه با اندازه دانه های مورد آزمایش حجم پیمانه باید با جدول ( 1 ) مطابقت داشته باشد. ضخامت فلز

مورد استفاده در ساخت پیمانه باید طبق جدول ( 2 ) باشد. زه بالای پیمانه باید در حد 01/0 اینچ (25/0 میلی متر ) صاف و مسطح

بوده و از راستای موازی با کف کمتر از 5/0 درجه انحراف داشته باشد.

 در صورتی که این پیمانه از فولاد یا فلز مناسب دیگری که به سادگی به خمیر سیمان نمی چسبد، ساخته شود. از آن می توان برای

تعیین وزن مخصوص بتن طبق استاندارد ASTM C138  نیز استفاده نمود.

بیلچه- یک با اندازه مناسب برای پر کردن پیمانه با مصالح  سنگی

مقدار نمونه باید تقریباً 125 تا 200 درصد مقدار لازم برای پر کردن پیمانه باشد و با دست به نحوی جابجا شود

که دانه ها از هم جدا نشوند. نمونه مصالح  تا رسیدن به وزن ثابت در یک کوره با دمای 9±320 درجه فارنهایت

( 5±110 دررجه  سانتی گراد) خشک می  شود.

کالیبراسیون ظرف

پیمانه را با آبی که دمای اتاق یکساننن است پر کنید و درب آن را با یک صفحه ی شیشه ای به نحوی بپوشانید

که حباب های هوا و آب اضافی بتوانند خارج شوند.

جرم آب ریخته شده در پیمانه را به کمک ترازو و طبق روش داده شده در قسمت 4-1 تعیین کنید.

دمای آب را اندازه گرفته و چگالی آن را از جدول (3) بدست آورید (در صورت لزوم می توان بین اعداد جدول درون یابی کرد)

از تقسیم جرم آبی که پیمانه را پر نمود بر چگالی آن ، حجم ظرف (V) را محاسبه کنید.  همچنین با تقسیم چگالی آب بر

جرم آبی که پیمانه را پر نموده است، ضریبی  برای (1/V) بدست آورید.

پیمانه ه باید حداقل یک مرتبه در سال و یا در مواردی که در مورد دقت آنها تردید وجود دارد، مجدداً کالیبره شوند.

انتخاب روش

فقط در مواردی که به طور خاص قید نشده باشد، باید برای تعیین وزن مخصوص غیر متراکم از روش غیر متراکم استفاده شود.

در موارد دیگر وزن مخصوص متراکم باید به وسیله کوبیدن یا لرزاندن مصالح سنگی تعیین شود. برای مصالحی که حد اکثر اندازه

اسمی دانه های آن ها 5/1 اینچ (5/37 میلی متر) یا کمتر است از کوبیدن بوسیله میله و برای مصالحی که حد اکثر اندازه ی

اسمی دانه های آنها بیش از 5/1 اینچ (5/37 میلی متر) و کمتر از 6 اینچ (150 میلی متر) باشد، از لرزاندن استفاده می شود.                              

کوبیدن با میله

یک سوم ظرف را پر کنید  و با انگشت سطح آن را صاف نمائید. با 25 ضربه توسط میله تخماق تمام سطح را بطور یکنواخت بکوبید.

بار دیگر دو سوم ظرف را پر کرده و مانند لایه اول آن را بکوبید. بالاخره ظرف را لبریز نموده و مانند لایه های قبل آن را متراکم کنید.

سطح مصالح را با انگشت یا بوسیله یک تیغه مستقیم صاف نمائید. این کار یباید طوری انجام شود که بر آمد گیهای جزئی مربوط

به قطعات بزرگ مصالح درشت دانه تقریباً با فضاهای خالی بزرگتر در زیر سطح فوقانی ظرف هم اندازه باشد.

کوبیدن اولین لایه نباید به نجوی انجام شود که میله بشدت با کف ظرف ببرخورد کند. در کوبیدن دومین و سومین لایه باید نیروی

کافی اعمال شود، اما اعمال نیرو به اندازه ای نباشد که موجب نفوذ میله در لایه های زیرین شود.

جرم ظرف حاوی مصالح و جرم ظرف خالی را با دقت 1/0 پوند (05/0 کیلوگرم) تعیین و ثبت نمائید.

روش لرزاندن

پیمانه را در سه لایه ی تقریباً مساوی ودر سه نوبت پر کنید. در هر نوبت برای متراکم کردن مصالح داخل پیمانه آن را بطور متناوب

از فاصله ی 12 اینچی    ( 50 میلی متر ) روی یک بستر محکم ( مثلاً یک کف بتنی ) رها کنید. به این ترتیب دانه های مصالح در

حالت بسیار متراکم مرتب می شوند.

برای متراکم کردن هر لایه پیمانه را 50 مرتبه طبق روش فوق بیندازید (25 بار روی هر طرف ) و سطح مصالح را با انگشت یا بوسیله

یک تیغه مستقیم صاف نمائید.این کار باید طوری انجام شود که بر آمدگیهای جزئی درشت دانه ها تقریباً فضاهای خالی بزرگتر در زیر

سطح فوقانی پیمانه هم اندازه باشند.

جرم پیمانه حاوی مصالح و جرم پیمانه خالی را بادقت 1/0 پوند ( 05/0 کیلوگرم) تعیین و ثبت کنید.

روش غیر متراکم

پیمانه را به کمک یک سر طاس از مصالح سنگی لبریز کنید ، مصالح را از ارتفاعی کمتر از 12 اینچ (50 میلی متر) از بالای ظرف به

داخل آن تخلیه کنید و دقت نمائید دانه ها از یکدیگر جدا نشده و دانه بندی عوض نشود. سطح مصالح را با انگشت یا بوسیله یک

تیغه مستقیم صاف نمائید. این کار باید طوری انجام شود که بر آمدگی های جزئی درشت دانه ها تقریباً با فضاهای خالی بزرگتر

در زیر سطح فوقانی پیمانه هم اندازه باشد.

جرم پیمانه حاوی مصالح و جرم پیمانه خالی را با دقت 1/0 پوند (5/0 کیلوگرم) تعیین و ثبت کنید.

محاسبات

وزن مخصوص- وزن مخصوص را برای روش کوبیدن ، لرزاندن یا غیر متراکم بصورت زیر محاسبه کنید:

( 1 )                               M = (G – T) / V

یا

( 2 )                                 M=(G – T) × F  

در اینجا :

M= وزن مخصوص مصالح سنگی بر حسب پوند بر فوت مکعب ( کیلوگرم بر متر مکعب )

G= جرم مصالح به علاوه پیمانه بر حسب پوند ( کیلوگرم)

T= جرم پیمانه بر حسب پوند ( کیلو گرم )

 V= حجم  پیمانه برحسب فوت مکعب ( متر مکعب )

F= ضریب حجم بر حسب یک بر فوت مکعب ( یک بر متر مکعب )

-  وزن مخصوص تعیین شده بوسیله این روش برای مصالح خشک شده در کوره است. اگر وزن مخصوص مصالح اشباع با

سطح خشک (SSD) خواسته شده باشد، عین روش شرح داده شده در این آزمایش را بکار برید و سپس از رابطه ی زیر

وزن مخصوص اشباع با سطح خشک را محاسبه کنید.

( 3 )                          = M { 1 + (A/100) }  

در اینجا :

 Mssd = وزن مخصوص در شرایط   SSD بر حسب پوند بر فوت مکعب ( کیلوگرم بر متر مکعب ) و

=A درصد رطوبت جذب شده که طبق ASTM C127 و ASTM C128  تعیین می گردد.

فضای خالی- فضای خالی مصالح سنگی با توجه به وزن مخصوص تعیین شده به روش کوبیدن ، لرزاندن یا غیر متراکم

طبق رابطه ی زیر تعیین می گردد :

         ( 4 )                       (S × W) - M} / (S × W)}Voids = 100 %

در اینجا : 

 =M وزن خصوص مصالح سنگی بر حسب پوند بر فوت مکعب ( کیلوگرم بر متر مکعب )

S =چگالی فضایی ( براساس شرایط خشک ) که طبق ASTM C127  یا ASTM C128  تعیین می گردد.

W=  چگالی آب معادل 3/62 پوند بر فوت مکعب (998 کیلوگرم بر متر مکعب)

گزارش

نتایج بدست آمده برای وزن مخصوص باید با دقت 1 پوند بر فوت مکعب (10 کیلوگرم بر متر مکعب) به صورت زیر گزارش شود :

 وزن مخصوص به روش کوبیدن

 وزن مخصوص به روش لرزاندن

 وزن مخصوص غیر متراکم

فضای خالی مصالح باید با دقت 1 درصد به صورت زیر گزارش شود :

فضای خالی در مصالح سنگی متراکم شده به روش کوبیدن با میله برحسب درصد

فضای خالی در مصالح سنگی متراکم شده به روش لرزاندن بر حسب درصد

فضای خالی در مصالح غیر متراکم برحسب درصد

- روابط وزنی و حجمی

 نمودار فاز (دیاگرام فازی )

خاک ها از سه فاز جامد مایع و گاز تشکیل شده اند فاز جامد خاک را دانه های معدنی تشکیل می دهند

آب به عنوان فاز مایع و فاز گاز به شکل هوا فازهای دیگر تشکیل دهنده ی توده ی خاک هستند ،هرچند

سایر اجزاء نظیر مواد آلی ،ناخالصی ها و گاز ها و مایعات هیدرو کربنی نیز می توانند در ساختار خاک

وجودداشته باشند .هر سه فاز می بایست جهت ارزیابی روابط بین وزن و حجم و همچنین تعیین پارامترهای

مشخصه ی مصالح در نظر گرفته شوند این روابط و پارامترهای مشخصه ی مصالح در نظر گرفته شوند.این

روابط و پارامترها جهت ارزیابی خصوصیات مهندسی و محیطی خاک و نیز رفتار خاک ها دارای اهمیت هستند .

وزن واحد جهت تعیین فشاری که توده ی خاک روی خود و سازه اعمال می کند دارای اهمیت است .ارزیابی وزن واحد خاک ها

در تعیین تنش های قائم درجا ضروری هستند به علاوه اندازه گیری وزن واحد جهت کنترل کیفیت درساخت خاک ریزها،پی ها

،پایه ها،و سایر سازه های خاکی نقش اساسی دارند .

• وزن مخصوص
• نسبت پوکی
• نسبت تخلخل
• محتوای وزنی آب
• درجه اشباع
• محتوای حجمی آب
• چگالی نسبی (خاکهای درشت دانه)

تلفیق  کمیت های معمول خاک ها

اگر چه وزن مخصوص در بیشتر کانی های خاک در بازه ی کوچک تغییر می کند ( بیشتر مقادیر بین 2.6 و 2.8 قرار می گیرند.

جدول 2-1 را مشاهده نمایید) وزن واحد در خاک ها بین 12 کیلومتر مکعب جهت نهشت های  سست و 20 کیلونیوتن بر متر

مکعب (جهت خاک ها متراکم )تغییر می کند.این موضوع را میتوان به سادگی با توجه به تغییر در تخلخل خاک ها توضیح داد.

همچنین یک رابطه ی برگشتی واضح بین تخلخل و اندازه ی دانه ها وجود دارد

-آزمایش نفوذ استاندارد   (SPT)

آزمایش  spt  متداول ترین آزمایش می باشد  این آزمایش به شکل صحیح . مناسبی جهت اجرای مهندسی در

اواخر دهه ی 1920 طراحی شده و اکنون نیز در سراسر جهان کاربرد دارد. این آزمایش از لحاظ اجرایی بسیار ارزان است و جهت

تعیین خصوصیات خاکها به ویژه در خاکهای درشت دانه به کار می رود.

جهت آزمایش یک نمونه گیری قاشقی دوکفه ای توسط یک میله ی حفار متصل شده در درون خاک را با یک چکش حفر میشود از

این نمونه گیری جهت گردآوری نمونه های دست خورده به منظور طبقه بندی نمونه های خاک در آزمایشگاه استفاده میشود.

فرایند آزمایش :

• ابتدا یک گودال را تا عمق مشخصی حفر می کنیم و ابزار حفاری را از محل خارج می سازیم .

• نمونه گیری ،قاشق دو کفه ای درون گودال قرار داده شده و به میله فولادی متصل می شود.میله فولادی نمونه گیر را بایک چکش با نیروی با نیروی 326نیوتن به یکدیگر وصل می کند.

• چکش را تا فاصله 067 میلیمتری بالا برده سپس رها می شود .این عمل تا زمانی که نمونه گیری به اندازه 754 میلی متری درون خاک فرو رود ادامه می یابد.

• تعداد ضربات در بازه های 051 میلی متری ثبت می شود.

• شماره ی N  که از جمع بستن تعداد ضربات جهت بازه های اولین نمونه گیری 150 میلی متر به دست می آید محاسبه می شود مقدار اولین 150 میلیمتر

• به منظور ارجاع دادن استفاده نماید.

• خارج کردن قاشق نمونه گیری ، خارج کردن خاک جهت نمونه گیر و حفظ نمونه جهت آزمایشات در آزمایشگاه می باشد.

• حفاری گودال جهت اعماق بیشتر و تکرار آزمایشاتی که ذکر شد.

 آزمایش نفوذ مخروط(C P T)

آزمایش C P T  به طور متداولی در اروپا (جهت سالیان طولانی ) مورد استفاده قرار می گیرد و در آمریکای شمالی نیز در حال حاضر متداول می باشد .

تحقیقات گسترده ای روی آزمایش C P T  و مفید سازی آن جهت کارهای مهندسی انجام شده است .دو نوع از مخروط های مورد استفاده در C P T

شامل مخروط پیزو می باشند .جهت انجام C P T مخروط که روی یک ارابه سوار است درون زمین رانده می شود و یک پیستون هیدرولیکی با نیروی

30 تنی را هل می دهد و حس گرها در مخروط مقاومت نفوذ را اندازه میگیرند.

مقاومت مخلوط  نیروی کل مخروط تقسیم بر سطح تصویر آن است اصطحکاک جانبی مخروط مجموع نیرو اصطحکاکی عمل کننده در غلاف های

اصطحکاکی تقسیم بر مساحت سطح مقطع آن می باشد.همچنین حس گرهای مخروط پیزو جهت اندازه گیری های فشار آب حفره ای تولید شده

طی پیش رانش حفره در خاک به کار می رود. اندازه گیری های فشار آب حفره ای به تعریف نوع خاک و ارزیابی های خصوصیات در جای خاک شامل

ضریب تحکیم، رسانش هیدرولیکی کمک می کند .

ترازوی 1./.گرم در گروه ترازو دیجیتال دقت بالا قرار گرفته است و پس از ترازو آزمایشگاهی

دارای دقت قابل توجهی است ، ترازو که دارای دقتی کمتر از 1 گرم تا 0/01 گرم باشد.

ترازو گرمی بوده و بدون محفظه ی توزین عملیات توزین را به نتیجه می رساند .

اسفرومتر یا گوی سنج تشکیل شده از یک صفحه ی مدرج ساعتی شکل که در انتها به یک سه پایه ختم می شود که دو پایه ی آن ثابت و پایه ی وسط به داخل و خارج حرکت می کند. حرکت این پایه براساس یکسری روابط هندسی است و مقدار توان مثبت  یا منفی  عدسی را توسط عقربه نشان می دهد.

ویژگیهای اسفرومتر:

۱) تشخیص توان پایه (base curve) و متعاقباً پی بردن به نوع عدسی

۲) تشخیص توان عدسی های معمولی (کراون )

۳) تشخیص نوع استوانه ی عدسی (استوانه از بیرون یا داخل )

۴) تشخیص عدسی های فشرده

۵) تشخیص عدسی های تدریجی (پروگرسیو)

۶) تشخیص ضریب شکست عدسی ها

۷) تشخیص عدسی های غیر کروی 

میکرومتر ابزاری است که جهت اندازه‌گیری قطعاتی که بایستی دقیق تراشیده شود به‌ کار گرفته می‌شود.میکرومتر به‌ مراتب دقت بیشتری نسبت به کولیس دارد.

انواع میکرومترها ازنظر سیستم اندازه گیری :

* اینچی

* میلیمتری

میکرومتر متشکل است از :

1- فک ثابت

2- فک متحرک

3- استوانهٔ مدرج یا همان خط‌کش میکرومتر

4- پوسته مدرج یا ورنیه میکرومتر

5- کمانی برای گرفتن میکرومتر

کولیس وسیله‌ای است که فاصلهٔ بین دو طرف یک شئ را اندازه می‌گیرد.به این منظور کولیس را بین دو نقطه مطلوب قرار می‌دهیم و دو نقطه به وسیلهٔ دو فک مشخص می‌شود. سپس کولیس را بر می‌داریم حدفاصل دو به وسیله یک ابزار اندازه‌گیری هم چون خط کش قرائت می‌شود.این وسیله کاربردهای بسیار وسیعی همچون در مهندسی مکانیک، فلزکاری، پزشکی و غیره دارد.

انواع کولیس:

• کولیس داخلی 
• کولیس خارجی
• کولیس ورنیه 
• کولیس عقربه ای
• کولیس رقومی
• کولیس ریزسنج