آزمایش اسلامپ بتن
آزمایش اسلامپ بتن برای تعیین کارآیی یا قوام مخلوط بتن تهیه شده در آزمایشگاه یا محل پروژه انجام می شود. به عبارتی، آزمایش اسلامپ بتن برای بررسی کیفیت یکنواخت در هنگام ساخت بنا انجام می شود. اسلامپ را باید ساده ترین تست کارآیی بتن نامید، هزینه کمی دارد و نتایج فوری را ارائه می دهد.
به طور کلی، از مقدار عددی اسلامپ بتن برای یافتن قابلیت کارکرد استفاده می شود که نشان دهنده نسبت آب به سیمان است اما عوامل مختلفی از جمله خواص مواد، روش های اختلاط، مقدار مصرف، مواد افزودنی و سایر نیز بر روی اسلامپ بتن تأثیر می گذارند. برای درک بهتر ماهیت تست اسلامپ بتن و نحوه انجام آن، با مقاله دیگری از پارس زاگرس همراه باشید.
تست اسلامپ بتن چیست؟
بتن تازه که به زودی در محل پروژه ریخته می شود، باید قبل از استفاده به عنوان بخشی از پروژه ساختمانی دارای استاندارد خاصی باشد. تست اسلامپ بتن (Concrete Slump Test) قوام یک حجم بتنی را اندازه گیری می کند تا ببیند بتن چگونه به راحتی در قالب و بین میلگردها جریان می یابد.
این تست نه تنها قوام بین دسته های مختلف بتن را تعیین می کند بلکه عیوب موجود در مخلوط را نیز تشخیص می دهد و به اپراتور این امکان را داده که قبل از ریختن مخلوط در محل، آن را اصلاح کند. با اندازه گیری اسلامپ کلی بتن، می توانید تشخیص دهید که آیا نسبت آب به سیمان بسیار زیاد است یا خیر و آیا مخلوط کارآیی بالایی دارد یا خیر!
اهمیت استفاده از تست اسلامپ بتن
دلیل اصلی انجام آزمایش اسلامپ بتن، اطمینان از کیفیت و استحکام دسته های بتنی یکسان است. هرچه آب بیشتری به مخلوط اضافه شود، بتن ضعیف تر می شود. اگر پروژه نیاز به کارآیی بیشتر و بتن روان تر (نتیجه اسلامپ بیشتر) را دارد، باید محتوای سیمان را افزایش دهیم تا مطمئن شد که بتن هنوز می تواند مقاومت فشاری مورد نظر خود را برآورده کند. این تست تنها یکی از راه هایی است که ما از کیفیت بتن خود مطمئن می شویم.
کارآیی بتن چیست؟
کارآیی یا قابلیت کارکرد (Workability) یک ویژگی حیاتی بتن است و با فشردگی و همچنین استحکام مرتبط است. کارکرد مطلوب برای همۀ انواع بتن یکسان نیست. بنابراین، ما نمی توانیم برای همه کارهای مربوط به بتن ریزی یک استاندارد مشخصی را برای کارآیی تعیین کنیم.
چند تعریف از قابلیت کارکرد در زیر آورده شده است:
- «کارآیی را می توان به عنوان میزان کار مفید داخلی که برای ایجاد تراکم کامل لازم است، تعریف کرد.»
- «قابلیت کارکرد مشخصه تلاش مورد نیاز برای دستکاری مقدار بتن تازه مخلوط شده با حداقل از دست دادن همگن بتن است.»
- «قابلیت کارکرد خاصیتی از بتن تازه است که سهولت در مخلوط کردن، ریختن، یکپارچه سازی و تکمیل آن را تعیین می کند.»
مزایای تست اسلامپ بتن
- تست اسلامپ بسیار آسان و ساده است : یک فرد غیر فنی می تواند بدون هیچ مشکلی این تست را در سریع ترین زمان ممکن انجام دهد.
- آزمایش در هر زمان قابل انجام است : بررسی میزان کارآیی توسط تست اسلامپ دسته های مختلف بتنی برای اعضای مختلف ساختمان از جمله ستون، تیر، فونداسیون و غیره، در هر زمان امکان پذیر است.
- این آزمایش نیازی به تجهیزات پرهزینه ندارد: ارسال نمونه به آزمایشگاه الزامی نیست. این تست را می توان در محل پروژه و تنها با چند وسیله ارزان قیمت انجام داد.
- نتیجه تست اسلامپ خیلی سریع قابل تهیه است: در آزمایش مقاومت فشاری تقریباً یک ماه طول می کشد تا به نتیجه برسیم اما با تست اسلامپ بتن می توان در عرض چند دقیقه مقدار اسلامپ را اندازه گیری کرد.
محدودیت های تست اسلامپ بتن
- برای بتن مگر قابل اعتماد نیست : در بتن مگر، یک اسلامپ واقعی ممکن است به برشی تبدیل شود یا به راحتی فرو ریزد. تغییرات گسترده ای را می توان از یک نمونه مخلوط بتنی پوششی پیدا کرد که این برای تعیین نتیجه دقیق می تواند گیج کننده باشد.
- اندازه گیری دقیق نیست : زیرا اسلامپ هیچ ارتباط منحصر به فردی با قابلیت کارکرد ندارد. حتی، برای انواع مختلف سنگدانه ها، اسلامپ یکسان را می توان برای کارکردهای مختلفی ثبت کرد. همچنین باید در نظر داشته باشیم که اسلامپ سهولت فشردگی را اندازه گیری نمی کند. این تست فقط تحت وزن خود بتن رخ می دهد و این تست رفتار را در شرایط مختلف مانند ارتعاش، اتمام کار، پمپاژ یا حرکت از طریق لرزش نشان نمی دهد.
- نمی تواند در کارایی مخلوط های سفت تفاوت قائل شود : زیرا افت را صفر نشان می دهد. در محدوده خشک، هیچ تفاوتی بین مخلوط های مختلف با کارآیی متفاوت قابل تشخیص نیست.
- برای بتن های تشکیل شده از سنگدانه های بالاتر از 40 میلی متر مناسب نیست.
عوامل موثر بر آزمایش اسلامپ بتن
- خواص شیمیایی مواد، ظرافت، توزیع اندازه ذرات، میزان رطوبت و دمای مواد سیمان، اندازه، بافت، دانه بندی، پاکیزگی و میزان رطوبت سنگدانه ها
- مواد افزودنی شیمیایی (نوع، ترکیب، تداخل، توالی افزودن و اثربخشی آنها)
- محتوای هوای بتن
- روش ها و تجهیزات بچینگ، اختلاط و حمل بتن
- دمای بتن
- نمونه برداری از بتن، تکنیک تست افت و وضعیت تجهیزات تست
- میزان آب آزاد بتن
- زمان اختلاط بتن در زمان تست
تجهیزات مورد نیاز برای انجام تست اسلامپ بتن
وسائل مورد نیاز برای انجام آزمایش اسلامپ به شرح زیر هستند:
- قالب مخروط ناقص اسلامپ به ارتفاع 300 میلی متر، قطر پایین 200 میلی متر و قطر بالایی 100 میلی متر
- میله کوبنده به قطر 16 میلی متر و طول 600 میلی متر (یک سَر آن دایره ای است)
- یک سینی فلزی به ابعاد 40*40 یا 50*50
- مقیاس اندازه گیری (سنجس ارتفاع)
- ماله
- بیلچه
روش انجام تست اسلامپ بتن
- سطح داخلی قالب مخروطی را تمیز کرده و روغن بزنید.
- قالب مخروطی را روی سینی صاف فلزی قرار دهید.
- قالب مخروطی را با مخلوط بتن آماده شده در سه یا چهار لایه تقریباً مساوی با بیلچه پُر کنید.
- هر لایه را با 25 ضربه انتهای گرد میله کوبنده به صورت یکنواخت روی سطح مقطع قالب اعمال کنید.
- بتن اضافی را برداشته روی قالب مخروطی و سطح آن را با ماله تراز کنید.
- ملات یا آب نشت شده بین قالب و صفحه پایه را تمیز کنید.
- قالب مخروطی بتن را بلافاصله و به آرامی در جهت عمودی بالا بیاورید.
- میزان اسلامپ را به عنوان تفاوت بین ارتفاع قالب مخروطی و مقدار ریزش بتن اندازه گیری کنید تا عدد اسلامپ به دست آید.
توجه : عمل فوق باید در مکانی عاری از لرزش یا ضربه و در مدت 2 دقیقه پس از نمونه گیری انجام شود.
نتایج تست اسلامپ بتن
افزایش اسلامپ به این معناست که میزان رطوبت سنگدانه ها به طور غیر منتظره ای افزایش یافته یا کمبود سنگدانه ریز (ماسه) تغییر کرده است. اسلامپ بیش از حد بالا یا خیلی پایین، نشان دهنده کارکرد نامطلوب بتن است و به اپراتور میکسر هشدار می دهد که باید راه حلی برای رفع مشکل پیدا شود.
اسلامپ (نشست عمودی) اندازه گیری شده باید برحسب میلی متر ریزش نمونه در طول تست ثبت شود. بررسی شکل اسلامپ بتن به شرح زیر است :
- اسلامپ واقعی (True Slump) : اسلامپ واقعی تنها اسلامپی است که می توان آن را در تست اندازه گیری کرد. اندازه گیری بین قسمت بالای مخروط و بالای بتن پس از برداشتن مخروط انجام می شود. در این اسلامپ، بتن از کنارین ریزش می کند.
- اسلامپ صفر (Zero Slump) : اسلامپ صفر نشان دهنده نسبت بسیار پایین آب به سیمان است که منجر به مخلوط های خشکی می شود. این نوع بتن کارآیی کمی دارد و عموماً برای راهسازی استفاده خواهد شد.
- اسلامپ ریزشی (Collapsed Slump) : این اسلامپ نشان می دهد که نسبت آب به سیمان بسیار زیاد است، یعنی مخلوط بتنی خیلی مرطوب بوده یا مخلوط دارای کارآیی بالاست و تست اسلامپ آن مناسب نیست.
- اسلامپ برشی (Shear Slump) : اسلامپ برشی نشان می دهد که نتیجه ناقص است و بتن باید دوباره تست شود.
موارد احتیاطی لازم در هنگام تست اسلامپ بتن
برای به دست آوردن نتیجه مناسب، برخی از احتیاط ها باید در طول تست انجام شوند که به شرح زیر هستند :
- قبل از هر تستی، داخل قالب و پایه باید مرطوب شود. لازم است اصطکاک سطح کاهش یابد.
- قبل از بلند کردن قالب، اطراف پایه مخروط باید از بتنی که ممکن است به طور تصادفی ریخته شده باشد، تمیز شود.
- قالب و صفحه پایه باید غیر متخلخل باشند.
- این تست باید در مکانی عاری از ارتعاش یا ضربه انجام شود.
- نمونه بتنی باید بسیار تازه باشد، از تأخیر باید اجتناب شده و تست باید درست پس از اختلاط انجام شود.
اندازه گیری قابلیت کارکرد با استفاده از تست اسلامپ بتن
اگر افت برشی یا ریزشی رخ دهد ، آزمایش باید تکرار شود. ما می توانیم از تنها اسلامپ واقعی نتیجه بگیریم. ما می توانیم نتیجه را در محدوده ای با توجه به مقدار اسلامپ طبقه بندی کنیم :
- قابلیت کارکرد بسیار پایین : مقدار افت صفر تا 25 میلی متر یا صفر تا یک اینچ
- کارکرد کم : ارزش رکود 25 تا 50 میلی متر یا یک تا دو اینچ
- کارکرد متوسط : مقدار افت 50 تا 100 میلی متر یا دو تا چهار اینچ
- کارآیی بالا : ارزش رکود 100 تا 175 میلی متر یا چهار تا هفت اینچ
اگرچه انواع مختلفی از طبقه بندی برای کارآیی بتن وجود دارد اما قاعده اصلی این است که مقدار اسلامپ پایین نشان دهنده قابلیت کارکرد کمتر و مقدار اسلامپ بالا نشان دهنده قابلیت کارکرد بالاست.
استاندارد آئین نامه ای ایران برای تست اسلامپ بتن
بر اساس نشریه 55 مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی، اسلامپ مناسب برای اعضا و قطعات بتنی مطابق با جدول زیر است :
استاندارد بین المللی برای تست اسلامپ بتن
مقررات مختلف بین المللی دارای استانداردهای خاصی برای آزمایش اسلامپ بتن هستند. این استانداردها می توانند روش‌ها و تجهیزات تعیین میزان قوام بتن تازه را با اسلامپ مشخص کنند. برای پذیرش و قابلیت اطمینان، رعایت دقیق این استانداردها در طول تست اسلامپ ضروری است.
استانداردهای این تست به شرح زیر هستند:
- انجمن آزمایش و مواد آمریکا (ASTM) : استانداردهای تست اقتصادی ASTM عبارتند ازASTM C 143 ، ASTM C143M
- انجمن ادارات حمل و نقل و بزرگراه های آمریکا (AASHTO) : استانداردهای تست اسلامپ اقتصادی AASHTO عبارتند از AASHTO T119 ، AASHTO BS1881
- استاندارد بریتانیایی و اروپایی : استاندارد تست اسلامپ بریتانیایی و اروپایی BS EN 12350-2
- استاندارد هندی : IS 1199 – 1959
چه مواردی باید در گزارش کار آزمایش اسلامپ بتن بیان شوند؟
در گزارش کارگاهی باید موارد زیر در تست اسلامپ بتن ذکر شوند :
- شناسنامه نمونه مورد تست
- محل اجرای تست
- تاریخ تست
- نوع اسلامپ (واقعی، صفر، ریزشی و برشی)
- مقدار اسلامپ (با دقت ۱۰ میلی متر)
- هر انحراف از استاندارد ملی ایران شماره ۲-۳۲۰۳ سال ۱۳۸۷
- دمای نمونه بتن هنگام تست
- زمان تست
جمع بندی :
تست اسلامپ بتن به میزان روانی و به جریان افتادن مخلوط بتنی تازه اشاره دارد. برای هر پروژه ساختمانی، مهم است که مقدار اسلامپ تست شود. این موضوع در مقاومت فشاری نهایی بتن و عوامل دیگری مانند میزان ترک، دوام و غیره نیز مؤثر است. سازندگان و مالکان باید در زمان خرید بتن آماده، مقدار اسلامپ مورد نیاز پروژه خود را در اختیار کارخانه بتن قرار دهند.
منابع :
https://theconstructor.org/concrete/
https://civiltoday.com/civil-engineering-materials