کاربرد کامپوزیت‌های FRP در سازه‌های بتن آرمه

اختصاصی از ژیکو کاربرد کامپوزیت‌های FRP در سازه‌های بتن آرمه دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 40

کاربرد کامپوزیت‌های FRP در سازه‌های بتن آرمه

و بررسی دوام آنها

خلاصه

خوردگی قطعات فولادی در سازه‌های مجاور آب و نیز خوردگی میلگردهای فولادی در سازه‌های بتن آرمه ای که در معرض محیط‌های خورندة کلروری و کربناتی قرار دارند، یک مسالة بسیار اساسی تلقی می‌شود. در محیط‌های دریایی و مرطوب وقتی که یک سازة بتن‌آرمة معمولی به صورت دراز مدت در معرض عناصر خورنده نظیر نمک‌ها، اسید‌ها و کلرورها قرار گیرد، میلگردها به دلیل آسیب دیدگی و خوردگی، قسمتی از ظرفیت خود را از دست خواهند داد. به علاوه فولادهای زنگ زده بر پوستة بیرونی بتن فشار می‌آورد که به خرد شدن و ریختن آن منتهی می‌شود. تعمیر و جایگزینی اجزاء فولادی آسیب دیده و نیز سازة بتن آرمه‌ای که به دلیل خوردگی میلگردها آسیب دیده است، میلیون‌ها دلار خسارت در سراسر دنیا به بار آورده است. به همین دلیل سعی شده که تدابیر ویژه‌ای جهت جلوگیری از خوردگی اجزاء فولادی و میلگرد‌های فولادی در بتن اتخاذ گردد که از جمله می‌توان به حفاظت کاتدیک اشاره نمود. با این وجود برای حذف کامل این مساله، توجه ویژه ای به جانشینی کامل اجزاء و میلگردهای فولادی با یک مادة جدید مقاوم در مقابل خوردگی معطوف گردیده است. از آن‌جا که کامپوزیت‌های FRP (Fiber Reinforced Polymers/Plastics) بشدت در مقابل محیط‌های قلیایی و نمکی مقاوم هستند که در دو دهة اخیر موضوع تحقیقات گسترده‌ای جهت جایگزینی کامل با قطعات و میلگردهای فولادی بوده‌اند. چنین جایگزینی بخصوص در محیط‌های خورنده نظیر محیط‌های دریایی و ساحلی بسیار مناسب به نظر می‌رسد. در این مقاله مروری بر خواص، مزایا و معایب مصالح کامپوزیتی FRP صورت گرفته و قابلیبت کاربرد آنها به عنوان جانشین کامل فولاد در سازه‌های مجاور آب و بخصوص در سازة بتن آرمه، به جهت حصول یک سازة کاملاً مقاوم در مقابل خوردگی، مورد بحث قرار خواهد گرفت.

1 – مقدمه

بسیاری از سازه‌های بتن آرمة موجود در دنیا در اثر تماس با سولفاتها، کلریدها و سایر عوامل خورنده، دچار آسیب‌های اساسی شده‌اند. این مساله هزینه‌های زیادی را برای تعمیر، بازسازی و یا تعویض سازه‌های آسیب ‌دیده در سراسر دنیا موجب شده است. این مساله و عواقب آن گاهی نه تنها به عنوان یک مسالة مهندسی، بلکه به عنوان یک مسالة اجتماعی جدی تلقی شده است ]1[. تعمیر و جایگزینی سازه‌های بتنی آسیب‌دیده میلیون‌ها دلار خسارت در دنیا به دنبال داشته است. در امریکا، بیش از 40 درصد پلها در شاهراهها نیاز به تعویض و یا بازسازی دارند ]2[. هزینة بازسازی و یا تعمیر سازه‌های پارکینگ در کانادا، 4 تا 6 میلیارد دلار کانادا تخمین زده شده است ]3[. هزینة تعمیر پلهای شاهراهها در امریکا در حدود 50 میلیارد دلار برآورد شده است؛ در حالیکه برای بازسازی کلیة سازه‌های بتن آرمة آسیب‌دیده در امریکا در اثر مسالة خوردگی میلگردها، پیش‌بینی شده که به بودجة نجومی 1 تا 3 تریلیون دلار نیاز است ]3[ !

از مواردی که سازه‌های بتن آرمه به صورت سنتی مورد استفاده قرار می‌گرفته، کاربرد آن در مجاورت آب و نیز در محیط‌های دریایی بوده است. تاریخچه کاربرد بتن آرمه و بتن پیش‌تنیده در کارهای دریایی به سال 1896 بر می‌گردد ]4[. دلیل عمدة این مساله، خواص ذاتی بتن و منجمله مقاومت خوب و سهولت در قابلیت کاربرد آن چه در بتن‌ریزی در جا و چه در بتن پیش‌تنیده بوده است. با این وجود شرایط آب و هوایی و محیطی خشن و خورندة اطراف سازه‌های ساحلی و دریایی همواره به عنوان یک تهدید جدی برای اعضاء بتن آرمه محسوب گردیده است. در محیط‌های ساحلی و دریایی، خاک، آب زیرزمینی و هوا، اکثراً حاوی مقادیر زیادی از نمکها شامل ترکیبات سولفور و کلرید هستند.

در یک محیط دریایی نظیر خلیج فارس، شرایط جغرافیایی و آب و هوایی نامناسب، که بسیاری از عوامل خورنده را به دنبال دارد، با درجة حرارت‌های بالا و نیز رطوبت‌های بالا همراه شده که نتیجتاً خوردگی در فولادهای به کار رفته در بتن آرمه کاملاً تشدید می‌شود. در مناطق ساحلی خلیج فارس، در تابستان درجة حرارت از 20 تا 50 درجة سانتیگراد تغییر می‌کند، در حالیکه گاه اختلاف دمای شب و روز، بیش از 30 درجة سانتیگراد متغیر است. این در حالی است که رطوبت نسبی اغلب بالای 60 درصد بوده و بعضاً نزدیک به 100 درصد است. به علاوه هوای مجاور تمرکز بالایی از دی‌اکسید گوگرد و ذرات نمک دارد [5]. به همین جهت است که از منطقة دریایی خلیج فارس به عنوان یکی از مخرب‌ترین محیط‌ها برای بتن در دنیا یاد شده است [6]. در چنین شرایط، ترک‌ها و ریزترک‌های متعددی در اثر انقباض و نیز تغییرات حرارتی و رطوبتی ایجاد شده، که این مساله به نوبة خود، نفوذ کلریدها و سولفاتهای مهاجم را به داخل بتن تشدید کرده، و

دانلود تحقیق درباره بتن غلطکی

اختصاصی از ژیکو دانلود تحقیق درباره بتن غلطکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 29

بتن غلطکی

مهندس روز به برتون، دانشجوی کارشناسی ارشد ـ دانشکده عمران دانشگاه صنعتی شریف ـ گرایش سازه های هیدرولیکی

مهندس آرش مظلومی، دانشجوی کارشناسی ارشد ـ دانشکده عمران دانشگاه صنعتی شریف ـ گرایش سازه های هیدرولیکی

چکیده:

دیر زمانی از شروع ساخت سد های بتن غلتکی نمی گذرد: ولی در همین مدت کوتاه به علت سرعت بالای ساخت، هزینه های اجرایی پایین و ایمنی برابر با سدهای بتنی کلاسیک ساخت این گونه سدها مقبولیتی عام یافت. در سال های اخیر ساخت سدهای بتن غلتکی در دستور کار متولیان صنعت آب کشور قرار گرفت که سد جگین به عنوان اولین سد بتن غلتکی در ایران مراحل پایانی ساخت خود را می گذراند بر آن شدیم تا با تهیه این مقاله به طراحی این نوع از سد را با مشخصات بتن غلتکی آشنا کنیم. نویسندگان این مقاله مطلب خود را عاری از اشتباه ندانسته و از انتقادهای سازنده خوانندگان استقبال می کنند.

1ـ کلیات

مشخصات بتن غلتکی سخت شده شبیه بتن های حجیم است. تفاوت این دو نوع بتن، عمدتا به علت میزان کم آب بتن غلتکی، حجم فضاهای خالی و میزان کم سنگدانه یا سایر مشخصات مواد افزودنی است. به دلایل ذکر شده در زیر محدوده مشخصات بتن غلتکی از بتن حجیم وسیع تر است:

1ـ کاربرد محدوده وسیعی از سنگدانه ها با کیفیت متفاوت در بتن غلتکی

2ـ وجود میزان پایین تری از مواد سیمانی در بتن غلتکی

3ـ مقدار قابل توجهی از مواد پر کننده معدنی (فیلر) در بتن غلتکی

اگر کیفیت مصالح یا تراکم تغییر قابل توجهی داشته باشد تنوع در مشخصات بتن غلتکی از بتن حجیم بسیار بیشتر خواهد بود. در این فصل توضیحات کاملی راجع به مشخصات بتن غلتکی سخت شده شامل: مقاومت، مشخصات الاستیک، ظرفیت کرنش کششی، خزش، تغییر حجم، مشخصات حرارتی، نفوذ پذیری، چگالی و دوام ارائه شده است.

1ـ1ـ آزمایش

بعضی از مشخصات بتن غلتکی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و برخی توسط تجربه های مهندسی تعیین می شوند. تعدادی از این مشخصات مانند مدول الاستیسیته خزش و ظرفیت کرنش کششی بدون انجام آزمایش به سختی قابل تخمین زدن هستند. زمانی که مکان انجام آزمایش به صورت کامل نیست، بهترین شیوه استفاده از نتایج آزمایش های ساده و معتبر سایر پروژه ها می باشد. مشخصاتی که از نتایج آزمایشگاهی به دست می آیند باید نشان دهنده مشخصات مصالح مخلوط بتنی باشند. در صورت امکان مشخصات مصالح باید از نمونه مغزه گیری شده تعیین شود.

اختلاف در مشخصات بتن غلتکی به علت پراکندگی اطلاعات حاصل از آزمایش تفاوت رفتار واقعی مصالح و آنچه توسط مدل های عددی پیش بینی می شود و اختلاف های مورد انتظار بین مخلوط های آزمایشگاهی و واقعی در حین ساخت است و می تواند توسط مطالعات پارامتریک که از ترکیب حد بالا و پایین مشخصات تعیین کننده در طراحی استفاده می کنند محاسبه شود. سرعت ساخت و تجربه عملی استفاده از مقاومت طراحی 1 ساله نشان می دهد که سازه های بتن غلتکی قبل از رسیدن به مقاومت طراحی بارگذاری می شوند بنابراین باید دقت بیشتری در انتخاب مصالح بتن غلتکی لحاظ شود.

2ـ1ـ مقاومت و مشخصات الاستیک

مقاومت و مشخصات الاستیک بتن غلتکی مانند بتن حجم با توجه به نوع و مصالح و نسبت آنها در مخلوط تغییر می کند. کیفیت مصالح سنگی و میزان مواد سیمانی فاکتورهای اصلی تاثیر گذار بر مقاومت و مشخصات الاستیک هستند. ولی این مشخصات بیشتر بستگی به کنترل مخلوط در محل و نظارت بر عملیات بتن ریزی دارد.

مشخصات مورد نیاز برای آنالیز لرزه ای بتن غلتکی شامل مقاومت کششی، مقاومت برشی، مدول الاستیسیته، نسبت پواسن و چگالی است. به جز چگالی، بقیه مشخصات به تغییرات کرنش وابسته هستند. نرخ تغییر کرنشی که در هنگام زلزله ای بزرگ رخ می دهد هزاران بار بزرگتر از کرنشی است که در آزمایشگاه روی نمونه اعمال می شود.

2ـ مقاومت

مقاومت فشاری کششی و برشی در این قسمت مورد بررسی قرار می گیرد. مقاومت کششی در این قسمت مورد بررسی قرار می گیرد مقاومت کششی در ادامه به بخش های:

مقاومت کششی مستقیم

مقاومت کششی مستقیم درزه ها

مقاومت کششی گسیختگی

مقاومت خمشی

مقاومت کششی دینامیکی

و مقاومت برشی به دو قسمت:

1- مقاومت برشی بتن غلتکی

2- مقاومت برشی درزه ها تقسیم می شود.

تعیین مقاومت بتن غلتکی همانند بتن حجیم است و تنها تفاوت در روش های تحکیم نمونه بتن غلتکی است. مقاومت بتن غلتکی بستگی زیادی به درجه تراکم نمونه کیفیت سنگدانه و میزان مواد سیمانی دارد. آزمایش مقاومت بتن غلتکی بر روی نمونه های متراکم شده یا نمونه های مغزه گیری شده از سازه اصلی یا سازه آزمایشی انجام می شود. تفاوت بتن غلتکی با بتن حجیم در سطوح افقی ضعیف بتن غلتکی است که در هنگام ساخت به وجود می آیند. در این درزه ها مقاومت کششی و برشی عموما از بدنه اصلی کمتر می باشد.

تراکم کافی و مناسب برای تمام قسمت های بتن غلتکی لازم است. برای یک نسبت اختلاط مشخص تراکم مناسب زمانی اتفاق می افتد که بیشتر از 5/1% هوا در فضاهای خالی وجود نداشته باشد. 5% هواس محبوس به علت تراکم ناکافی باعث کاهش 30 درصدی مقاومت و 20% هوای محبوس در فضاهای خالی باعث کاهش 80درصدی مقاومت می شود. تراکم مخلوط بتن غلتکی مشکل بوده و در اکثر موارد تراکم ناکافی رخ میدهد که این امر باعث کم شدن مقاومت از حد مطلوب می شود. در برخی موارد اضافه کردن آب به مخلوط بسیار خشک افزایش مقاومت را در بر دارد.

سنگدانه هایی که باعث ایجاد مقاومت بالا می شوند همیشه بهترین مواد برای بتن غلتکی با بتن حجیم نیستند. در برخی از پروژه ها استفاده از سنگدانه هایی با مقاومت طبیعی پایین تر بتن غلتکی با میزان خزش مطلوب مدول الاستیسیته پایین و ظرفیت کرنش کششی مناسب تولید می کند. هر چند استفاده از چنین سنگدانه هایی باعث کاهش مقاومت کششی و مشخصات برشی می شود که فاکتورهای مهمی برای سازه های واقع در مناطق لرزه خیز می باشند. استفاده از سنگدانه های نامرغوب یا مصالح نا متعارف که حد مقاومت دراز مدت آن غیر قابل پیش بینی است یا به طور کلی استفاده از مقاومت بتن غلتکی در سنین پایین برای پیش بینی مقاومت دراز مدت آن باید با احتیاط صورت گیرد. استفاده از پوزولان در بتن غلتکی روند کسب مقاومت را کند می کند ولی مقاومت نهایی بالاتری را نتیجه می دهد. برخی از ترکیبات بتن غلتکی بسته به شکل دانه بندی درجه تراکم و میزان جدا شدگی ممکن است مشخصات غیر همسانگردی نسبت به بتن حجیم از خود نشان دهند. آزمایش های انجام گرفته بر روی بتن غلتکی بیان کننده این مطلب است که معمولا نمونه های مغزه گیری شده عمودی مقاومت بیشتری نسبت به نمونه های مغزه گیری شده افقی دارند. در موارد بسیار محدودی عکس این نتیجه مشاهده شده است.

خواص بتن 41 ص

اختصاصی از ژیکو خواص بتن 41 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 60

تاریخچه:

استفاده از مواد شیمیایی از زمانهای بسیار دور متداول بوده است. مصریان قدیم گچ تکلیس شده ناخالص را بکار می‌بردند یونانیان و رومی‌ها سنگ آهک تکلنیس شده را مصرف می‌کردند و بعداَ آموختند که به مخلوط آهک و آب، ماسه،سنگ خردشده یا آجر و سفال‌های شکسته نیز اضافه کنند این اولین نوع بتن در تاریخ بود. ملات آهک درزیر آب سخت نمی‌شود و رومی‌ها برای ساختمان‌سازی در زیر آب، سنگ و آهک و خاکستر آتشفشانی با پودر بسیار نرم سفال‌های سوخته شده را با هم آسیاب می‌نمودند و بکار می‌بردند سیلیس و آلومین فعال موجود در خاکستر و سفال با آهک ترکیب شده و آنچه به اسم سیمان پوزولانی (پوزولان از اسم دهکده pozzuli که در نزدیکی آتشفشان وزو قرار دارد و برای اولین بار خاکستر آتشفشانی را در این محل پیدا نمودند گرفته شده است). شناخته شده است را تولید می‌نماید نام «سیمان پوزولانی» را تا به امروز برای توصیف سیمانهایی که بآسانی از آسیاب نمودن مواد طبیعی در دمای معمولی بدست می‌آیند بکار برده‌اند بعضی از ساختمانهای رومی که در آنها آجرها بوسیله ملات به یکدیگر چسبانده شده‌اند مانند

Coliseum در روم و pont du Gard در نزدیکی Nimes و سازه‌های بتنی مانند ساختمان pantheon در روم تا امروز باقی مانده‌اند و مواد سیمانی آنها هنوز سخت و محکم است در خرابه‌های نزدیک pompeii اغلب ملات بهم چسباننده سنگها کمتر از خود سنگها که نسبتاَ سست می‌باشد هوازده شده است.

در قرون وسطی انحطاطی در کیفیت و کاربرد سیمان بوجود آمد و فقط در قرن 18 بود که پیشرفتی در دانش سیمانها حاصل شد در سال 1756 که john Smeaton مأمور بازسازی برج چراغ دریایی Eddystone د رفرا ساحل جنوب غربی انگلستان شده بود به این نتیجه رسید که بهترین ملات وقتی بدست می‌آید که مواد پوزولانی با سنگ آهک حاوی نسبت قابل توجهی از مواد رسی مخلوط شود با تشخیص اینکه نقش خاک رس که قبلاً نامناسب در نظر گرفته می‌شد. Smeaton اولین شخصی بود که خواص شیمیایی آهک آبی یعنی ماده‌ای که از پخت مخلوطی از سنگ و خاک رس بدست می‌آید پی برد. متعاقباً سیمانهای آبی دیگر مانند سیمان رومی که james parker از کلسینه نمودن گلوله‌های سنگ آهک رسی آن را بدست آورده بوجود آمد. بالاخره در 1824 Joseph Aspdin که معماری در شهر لیدز بود سیمان پرتلند را به ثبت رساند این سیمان را از حرارت دادن مخلوطی از پودر نرم خاک رس و سنگ آهک سخت در کوره تاحدودی که CO2 آن بخارج رانده وشد بدست آورند دمای کوره خیلی پائین‌تر از حد لازم برای تولید کلینکر نخستین نمونه از سیمانی که امروزه آن را به نام سیمان پرتلند می‌شناسیم در سال 1845 بوسیله Isaac Johnson از حرارت دادن مخلوط خاک رس و سنگ آهک کیفیت تا حد کلینکر شدن و صورت پذیرفتن واکنش‌های لازم برای تشکیل ترکیبات چسباننده‌ی پرقدرت تهیه گردید.

نام سیمان پرتلند که در ابتدا به علت تشابه رنگ و سیمان حاصل کرده با سنگ پرتلند – سنگ آهکی که در Dorset انگلستان استخراج می‌شود به آن داده شد تا امروز در سراسر دنیا برای توصیف سیمانی که از در هم آمیختن کامل و حرارت دادن مواد آهکی و رسی، یا سایر مواد حاوی سیلیس، آلومین، و اکسید آهن تا دمای

دانلود تحقیق درباره خواص بتن 38 ص

اختصاصی از ژیکو دانلود تحقیق درباره خواص بتن 38 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 61

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد سوادکوه

موضوع تحقیق:

خواص بتن

محققین:

ساناز کارگذار، سپیده سلماسی، الهام فتاحی

نام استاد:

آقای رضایی

بهار 83

تاریخچه:

استفاده از مواد شیمیایی از زمانهای بسیار دور متداول بوده است. مصریان قدیم گچ تکلیس شده ناخالص را بکار می‌بردند یونانیان و رومی‌ها سنگ آهک تکلنیس شده را مصرف می‌کردند و بعداَ آموختند که به مخلوط آهک و آب، ماسه،سنگ خردشده یا آجر و سفال‌های شکسته نیز اضافه کنند این اولین نوع بتن در تاریخ بود. ملات آهک درزیر آب سخت نمی‌شود و رومی‌ها برای ساختمان‌سازی در زیر آب، سنگ و آهک و خاکستر آتشفشانی با پودر بسیار نرم سفال‌های سوخته شده را با هم آسیاب می‌نمودند و بکار می‌بردند سیلیس و آلومین فعال موجود در خاکستر و سفال با آهک ترکیب شده و آنچه به اسم سیمان پوزولانی (پوزولان از اسم دهکده pozzuli که در نزدیکی آتشفشان وزو قرار دارد و برای اولین بار خاکستر آتشفشانی را در این محل پیدا نمودند گرفته شده است). شناخته شده است را تولید می‌نماید نام «سیمان پوزولانی» را تا به امروز برای توصیف سیمانهایی که بآسانی از آسیاب نمودن مواد طبیعی در دمای معمولی بدست می‌آیند بکار برده‌اند بعضی از ساختمانهای رومی که در آنها آجرها بوسیله ملات به یکدیگر چسبانده شده‌اند مانند

Coliseum در روم و pont du Gard در نزدیکی Nimes و سازه‌های بتنی مانند ساختمان pantheon در روم تا امروز باقی مانده‌اند و مواد سیمانی آنها هنوز سخت و محکم است در خرابه‌های نزدیک pompeii اغلب ملات بهم چسباننده سنگها کمتر از خود سنگها که نسبتاَ سست می‌باشد هوازده شده است.

در قرون وسطی انحطاطی در کیفیت و کاربرد سیمان بوجود آمد و فقط در قرن 18 بود که پیشرفتی در دانش سیمانها حاصل شد در سال 1756 که john Smeaton مأمور بازسازی برج چراغ دریایی Eddystone د رفرا ساحل جنوب غربی انگلستان شده بود به این نتیجه رسید که بهترین ملات وقتی بدست می‌آید که مواد پوزولانی با سنگ آهک حاوی نسبت قابل توجهی از مواد رسی مخلوط شود با تشخیص اینکه نقش خاک رس که قبلاً نامناسب در نظر گرفته می‌شد. Smeaton اولین شخصی بود که خواص شیمیایی آهک آبی یعنی ماده‌ای که از پخت مخلوطی از سنگ و خاک رس بدست می‌آید پی برد. متعاقباً سیمانهای آبی دیگر مانند سیمان رومی که james parker از کلسینه نمودن گلوله‌های سنگ آهک رسی آن را بدست آورده بوجود آمد. بالاخره در 1824 Joseph Aspdin که معماری در شهر لیدز بود سیمان پرتلند را به ثبت رساند این سیمان را از حرارت دادن مخلوطی از پودر نرم خاک رس و

دانلود تحقیق درباره آزمایشهای بتن 64 ص

اختصاصی از ژیکو دانلود تحقیق درباره آزمایشهای بتن 64 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 64

آزمایش دانه بندی سنگدانه ها

(Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates)

[ASTM-C136]

مقدمه:

یکی از عوامل موثر در مقاومت بتن (بطور غیرمستقیم)، رعایت ضوابط دانه بندی شن و ماسه است که در طرح مخلوط بتن اهمیت زیادی دارد. از نظر تئوری، دانه بندی خوب به قسمی است که دانه های ریزتر فضای خالی بین دانه های درشت تر را پر کنند و باعث تراکم هرچه بیشتر شن و ماسه در بتن شوند. تراکم بیشتر بتن باعث افزایش وزن مخصوص و همچنین مقاومت آن نسبت به نمونه مشابه می شود. با مقاومت ثابت، بتن با دانه بندی بهتر احتیاج به سیمان کمتری دارد و چون سیمان از مصالح نسبتاً گران است، لذا دانه بندی بهتر اقتصادی تر است.

دانه بندی یعنی عمل تقسیم سنگدانه ها به بخش های مختلف ذرات هم اندازه و تعیین توزیع وزنی آنها. در عمل هر بخش حاوی ذرات بین حدود اندازه ایی معین می باشد که این حدود همان اندازه های چشمه های الک های استاندارد هستند. برای درک بهتر، این توزیع با منحنی نشان داده می شود (منحنی دانه بندی).

باید متذکر شد که هیچگونه منحنی دانه بندی ایده آل وجود ندارد ولی هدف، حصول یک حد اعتدال است. سوای الزامات فیزیکی، جنبه های اقتصادی را هم نباید فراموش نمود. بتن باید با مصالحی ساخته شود که بتوان آنها را با هزینه کم تولید نمود و بنابراین نمی توان هیچگونه محدودیت های بسیار باریکی را برای سنگدانه ها قایل شد. پیشنهاد شده است که عوامل اصلی کنترل کننده دانه بندی مطلوب سنگدانه ها عبارتند از: مساحت سطح سنگدانه ها (تعیین کننده مقدار آب لازم برای تر نمودن تمامی مواد جامد). حجم نسبی اشغال شده بوسیله سنگدانه ها، کارایی بتن و تمایل به جداشدگی مواد از یکدیگر.

مدول نرمی عدد منفردی است که از نتایج آزمایش دانه بندی ماسه بدست می آید و برابر است با مجموع درصد های تجمعی مانده روی الک No.100 و الک های بالای آن مستقیم بر صد. این عدد نشان دهنده متوسط اندازه دانه های ماسه است، بطوریکه مدول نرمی کم نشان دهنده ریز دانه بودن ماسه و مدول نرمی زیاد نشان دهنده درشت دانه بودن ماسه است. واضح است که یک عدد متوسط نمی تواند معرف یک توزیع باشد، لذا مدول نرمی نمی تواند معرف منحنی های دانه بندی مختلف باشد. از مدول نرمی در ارزیابی سنگدانه ها و بعضی روش های طرح اختلاط بتن استفاده می شود.

استاندارد ASTM-C33 تصریح کرده است که مدول نرمی ماسه مورد استفاده برای ساخت بتن باید بین 3/2 تا 1/3 باشد.

مراحل آزمایش

1- از دپوی مصالح سنگی آزمایشگاه به میزان gr4000 ماسه و یا gr 10000 شن خشک نمونه برداری نمایید. نمونه سنگدانه باید نماینده کل توده سنگدانه باشد، در غیر اینصورت نتایج آزمایش قابل استناد نخواهد بود. برای اینکار سعی کنید نمونه سنگدانه ها از قسمت های مختلف دپو تهیه شده باشد.

2- نمونه را کاملاً مخلوط نموده و میزان آن را به مقدار مناسبی (در حدود gr 1000 برای ماسه و gr 2500 برای شن) برای انجام آزمایش کاهش دهید. برای اینکار از روشی موسوم به روش کوارتر یا روش چهار – دو استفاده کنید. نمونه سنگدانه ها را بر روی یک سطح صاف پخش کنید. با وسیله مناسبی آن را به چهار قسمت تقریباً مساوی تقسیم نمایید. دو قسمت از این چهار قسمت را که بصورت ضربدری مقابل یکدیگر هستند انتخاب نموده و بقیه دانه ها را کنار بگذارید. باین دو قسمت را با هم کاملاً مخلوط کرده و دوبار عمل چهار – دو را روی آن انجام دهید. سنگدانه های باقیمانده را وزن نمایید.

3- معمولاً الک های مناسب برای دانه بندی یک نمونه ماسه بشرح زیر می باشند:

No.100

No.50

No.30

No.16

No.8

No.4

3/8”

شماره یا اندازه الک

0.15

0.30

0.60

1.18

2.36

4.75

9.50

اندازه چشمه (mm)

و برای شن از الک های زیر استفاده می شود:

No.8

No.4

3/8”

½”

¾”

1”

شماره یا اندازه الک

2.36

4.75

9.50

12.50

19.0

25.0

اندازه چشمه (mm)

هر یک از الک های فوق را پس از تمیز نمودن با برس مناسب، وزن کرده و آنها را به ترتیب اندازه روی هم سورا نمایید. یک سینی الک را نیز پس از تمیز نمودن وزن کرده در زیر مجموعه الک ها قرار دهید و سنگدانه های حاصل از روش چهار – دو را با دقت روی الک بالایی (الک 9.50mm برای ماسه و الک 25mm برای شن) بریزید. آنگاه یک درپوش روی مجموعه الک ها بگذارید.

4- مجموعه فوق باید بطریق مناسبی تکان داده شود تا دانه های سنگی فرصت عبور از چشمه های الک را بیابند و بر حسب اندازه شان روی الک های مختلف متوقف شوند. برای اینکار از دستگاه شیکر (لرزاننده یا تکان دهنده) مخصوص الک استفاده نمایید. مجموعه الک ها بهمراه درپوش و سینی را روی دستگاه قرار داده، پیچ های آن را کاملا محکوم نموده و دستگاه را روشن کنید. اجازه دهید الک ها حدود 15-10 دقیقه لرزاننده شوند. سپس دستگاه لرزاننده را خاموش کرده و مجموعه الک ها را از روی آن بردارید.

5- الک ها را با دقت (بطوری که مصالح مانده روی آنها هدر نرود) از یکدیگر جدا کرده و هریک را به مراه مصالح درونشان وزن نمایید. این کار را برای سینی نیز انجام دهید.