בדיקות על בטון טרי

בשיטת אצוות הניסוי, נבחר לראשונה יחס מים-מלט מתאים (w/c, לפי מסה) כדי לקבל את החוזק הרצוי (טבלה 1) ועמידות (טבלה 2); ואז תערובת נעשית עם זה ספציפי w / c, שילוב צבירה עדינה גסה כדי להשיג את עקביות הפלסטיק הרצוי (כלומר, שפל ויכולת עבודה). בפועל, תהליך זה הוא לעתים קרובות איטרטיבי, שבו כמה אצוות מוכנות וכתוצאה מכך משתנות כדי להשיג את התערובת חסכונית ביותר עם המאפיינים הרצויים.

טבלה 1. מינימום w/c כדי להשיג חוזק עיצוב.

טבלה 2. מספר מרבי של w/c עבור קטגוריות עמידות נבחרות.

שיטת הניסוי מתחילה במפרט המרכיבים הבסיסיים: מלט, מים, אגרגטים גסים ומשובנים, ותכולת אוויר ממוקדת. האגרגטים גסים והיפים מניחים שהם אינרטיים, ולכן המשתנים העיקריים בתערובת הם המלט, המים והאוויר. יחס המים למלט(w/c)הוא הפרמטר החשוב ביותר, שכן חוזק הבטון (טבלה 1) תלוי ישירות בכמות זו, אשר בדרך כלל נע בין כ 0.35 עבור בטון בעוצמה גבוהה, לכ 0.6 עבור בטון בעוצמה נמוכה (שבילים ומדרכות). יחס w/c נמוך יותר מקטין את החדירות של הבטון, ומשפר את עמידותו על ידי הפחתת השיעורים שבהם יונים מלוחים חודרים לבטון ומובילים לקורוזיה של החיזוק (טבלה 2). באופן שרירותי, הכוח נמדד בדרך כלל ב 28 ימים לאחר הליהוק.

שפל, או מידה של זרימת הבטון, מצוין בדרך כלל גם כדי להקל על הצבת הבטון בטפסים. מבחן השפל מורכב ממילוי בטון טרי ודחיסת חרוט פלדה הפוך בשלוש שכבות. לאחר חרוט הוא מלא, חרוט הוא הרים אנכית ואת הסכום כי בטון צונח נמדד. עבור יכולת עבודה טובה, צניחה בטווח של 3 עד 5 אינץ 'מפורטים בדרך כלל. התנהגות הבטון תחת בדיקה זו היא גם אינדיקציה חשובה ללכידות של התמהיל. תערובת פרופורציונלית היטב תרד בהדרגה כדי להוריד גובה ולשמור על צורתה המקורית, בעוד שתערובת גרועה תתפורר, תפריד ותתפרק.

תוכן האוויר ממלא גם תפקיד חשוב בעמידות, במיוחד אם הבטון מיועד לשימוש באזור שעובר מחזורים של הקפאה והפשרה. כאשר מתרחשת הקפאה, המים החופשיים הופכים במהירות לקרח, ומתרחבים בכ -10%. לכן, צריך להיות הרבה בועות אוויר קטנות מאוד, במרווחים הדוקים בתערובת כדי לאפשר התרחבות זו מבלי לפצח את הבטון. כדי להגביר את ההתנגדות להפשרת ההקפאה, סוכני air-entrainment מתווספים לבטון כדי להעלות את כמות האוויר מ 1-2% לכ 5-7% מהנפח הכולל. כמות גבוהה יותר של אוויר גורמת לעוצמה נמוכה יותר, כך שעבור חוזק נתון, יש צורך ב- w/c גבוה יותר אם נעשה שימוש בהכשרת אוויר (ראה טבלה 1). ישנן מספר טכניקות שניתן להשתמש בהן כדי למדוד את תוכן האוויר בבטון טרי, והבחירה בטכניקה שבה להשתמש מבוססת על זמינות הציוד.

רווח הכוח של הבטון תלוי גם במספר גורמים אחרים, כאשר טמפרטורת הריפוי והלחות מייצגות את הגורמים התורמים הגדולים האחרים לכוח. ריפוי בטמפרטורה גבוהה ולחות מאיץ את העלייה בכוח באופן משמעותי.

הנתונים הבאים ניתנים עבור החומרים במעבדה זו:

• מלט: מלט רגיל (סוג I) עם כוח משיכה ספציפי (SG) של 3.15
• שפל: השפל הראשוני הרצוי הוא 3.5 + 0.5 ב. בטון זה יצוק בקלות אבל ידרוש רטט אם יש סיווגים קטנים בין חיזוק פלדה ואת הטפסים.
• תוכן אווירי: תמהיל הבטון יצוין כלא מאומן באוויר. עם זאת, יהיה קצת אוויר לכוד. נניח 1.5% אוויר לכוד.
• יחס מים למלט (w/c): ערך זה יהיה משתנה, אך התערובת המקורית תהיה עבור w/c = 0.45.
• אגרגטים גסים: ייעשה שימוש בדירוג גרניט כתוש #67. לצבירה גסה יש כבידה ספציפית (SSD בתפזורת) של 2.65, קיבולת ספיגה של 0.58%, משקל יחידה יבש של 100 יח', וגודל מצטבר מרבי (MSA) של 3/4 אינץ'.
• אגרגטים עדינים: ישמש חול טבעי. לצבירה העדינות יש כוח משיכה ספציפי (SSD בתפזורת) של 2.63 ויכולת ספיגה של 0.40%.
• יש לקבוע את תכולת הלחות בפועל (MC) הן עבור צבירה גסה והן עבור צבירה עדינה: עיצוב התערובת יהיה למצב היבש הרווי (SSD).

כמויות החומרים המשמשים לניסוי זה מפורטות בטבלה 3 להלן. כמות החומר צריכה להיות מספיקה כדי לייצר בטון כדי להטיל עשר 4 ב. קוטר על ידי 8 אינץ 'דגימות גליל ארוך. כמות הצבירה והחול גסים יותאמו במהלך האצווה כדי להשיג יכולת עבודה נאותה ושפל לתערובת הבטון.

טבלה 3. כמות ראשונית של חומרים עבור מעבדת אצוות בטון (lb.).

עיצוב התערובת המתואר במסמך זה אינו מכיל בתחילה תערובות. תערובות הן תוספים כימיים המשמשים או כדי לשפר את יכולת העבודה והכלכלה של הבטון הטרי או כדי להגדיל את העמידות ארוכת הטווח של הבטון. דוגמאות של תערובות המשמשות לשיפור יכולת העבודה כוללות superplasticizers, או כימיקלים להפחית במידה ניכרת את הצמיגות של תערובת לתקופה קצרה של זמן על מנת לאפשר קלות של מיקום לתוך הטפסים. דוגמאות אחרות של קישוטים המשמשים מסיבות כלכליות כוללות מפחית מים לטווח גבוה, או תוספים השומרים על אותה יכולת עבודה עם פחות מים וכתוצאה מכך פחות מלט (ליחס w / c קבוע). לבסוף, דוגמאות של תערובות המשמשות לשיפור העמידות כוללות חומרי אימון אוויר, או כימיקלים היוצרים בועות אוויר קטנות ומפוזרות רבות המאפשרות למים חופשיים בבטון הקשוח להתרחב עם הקפאה ללא פיצוח.

ההליך שלהלן מתאר תחילה את תהליך הערבוב ולאחר מכן את הבדיקות האופייניות (שפל, צפיפות ותוכן אוויר) המשמשות בתחום לקביעת יכולת העבודה, העקביות והאיכות. ההליך המתואר כאן נמצא עובד היטב עם מערבל בטון קטן.

1. ערבוב בטון בשיטת הניסיון

1. שקול כמויות של צבירה גסה וצבירה עדינה ולאחסן אותם במיכלים נפרדים. הקלט את המשקולות המדויקות בגליון הנתונים.
2. שקול את כמות המלט הנתונה לעיל בטבלה 1, ומניחים אותו במיכל נפרד.
3. שקול את כמות מי הערבוב שניתנו לעיל בטבלה 1, ומניחים אותו במיכל.
4. לעמעם את החלק הפנימי של המיקסר ואת כל הכלים שישמשו, כך שהם רטובים אבל לא עם מים עומדים.
5. מכניסים את הצבירה גסה, צבירה עדינה, ועל 1/5 של המים לתוך מערבל בטון קטן ומערבבים במשך כ 2 דקות.
6. כשהמיקסר עדיין מסתובב, מתחילים להוסיף את המלט והמים הנוספים במרווחים קטנים (10% עד 20% מהסך הכולל בכל שלב) ומערבבים במשך 5 דקות נוספות.
7. עצרו את המיקסר ובדקו את השפל של תערובת הבטון. בבדיקת השפל, לעמעם את חרוט השפל ומניחים במחבת הערבוב. החזק את קונוס השפל בחוזקה כנגד המחבת. ממלאים את חרוט השפל בבטון בשלוש שכבות, כל אחת כשליש מנפח חרוט השפל עבור כל שכבה.
8. מוט כל שכבה עם 25 משיכות, מופץ באופן אחיד על חתך של החרוט. המוט צריך לחדור מעט לתוך השכבה הקודמת. לאחר השכבה העליונה כבר מוטס, להכות בטון עודף עם מוט אילוף, כך החרוט הוא מלא בדיוק.
9. מיד להסיר את החרוט מן הבטון על ידי הרמתו בזהירות בכיוון אנכי. למדוד את "השפל" של הבטון על ידי קביעת ההבדל בין גובה התבנית לבין גובה הבטון שנרגע.
10. לאחר השלמת מדידת השפל, הקש על הצד של פרוסטם הבטון בעדינות עם מוט אילוף.
11. בשלב זה השפל של התערובת צריך להיות בטווח 3 עד 4 in. אם השפל נמוך מדי, או שהתערובת נראית קשה, מוסיפים בהדרגה כמויות קטנות של צבירה עדינה או גסה (או שניהם), מרמיסים ביסודיות את הבטון, ובוחנים מחדש את השפל. חזור על תהליך זה עד שהתערובת תגיע לשפל ולעקביות הרצויים. הקפד לעקוב אחר כמויות נוספות של חומר בשימוש.
12. כאשר האצווה נשפטת להיות משביעת רצון על ידי מבחן השפל, שקול את האגרגטים הנותרים ואת הרשומה בגליון הנתונים. לחשב את הכמות בפועל של אגרגטים גסים ועדינים המשמשים בתמהיל הבטון מהמשקלים הראשוניים.
13. קבעו את משקל היחידה של תערובת הבטון על ידי מילוי ושקילה של מיכל 1 רגל מעוקב. יש למלא את המיכל ולהירד באותו אופן כמו החרוט לבדיקת השפל.

2. בדיקות אימון אוויר

אם תמהיל הבטון תוכנן לאזור עם מחזורי הפשרת קיפאון, סביר להניח שתוכן תערובת של תכשיר אוויר היה מצוין כדי להביא את תכולת האוויר הכוללת לטווח של 6% עד 8%. כדי להדגים את האפקט הזה, לקחת את הבטון הנותר רמיקס זה תוך הוספת תערובת air-entrainment. ראשית, מערבבים כ-3 דקות ולאחר מכן מבצעים בדיקת תוכן אוויר באמצעות מנגנון אימון אווירי. זכור כי הליך ביצוע הבדיקה הוא ספציפי להתקן, כך שההליך הבא מתייחס אך ורק להתקן המשמש בסרטון זה, או דומה.

1. מלא את המיכל התחתון בבטון בהתאם להוראות לקבלת משקל יחידה.
2. סגור את שסתום האוויר הראשי בצבע אדום בחלק העליון של מקלט האוויר.
3. פתחו את שני הפטקוקים הממוקמים בחלק העליון של המכסה.
4. מניחים את המכסה על מיכל החומר וסוגרים את ארבעת המהדקים הדו-מצביים.
5. יוצקים מים לתוך המשפך עד שהמים יוצאים מהפטקוק במרכז המכסה.
6. צנצנת המונה בעדינות עד שאין בועות אוויר לצאת דרך פטקוק במרכז. סגור את שני הפטקוקים.
7. סגור את שסתום האוויר הראשי ואת שסתום הדימום בסוף מקלט האוויר.
8. שואבים בעדינות אוויר למקלט עד שיד המד מתקרבת לקו האדום. ודא שהיד עוברת את נקודת ההתחלה הראשונית. זה לא משנה אם היד בצד אחד או בצד השני של הקו האדום.
9. הקש על המד בעדינות ביד אחת. יחד עם זאת, לפצח את שסתום הדימום עד היד מד נח בדיוק על נקודת ההתחלה הראשונית.
10. סגור במהירות את שסתום הדימום. פתח את שסתום האוויר הראשי בין מקלט האוויר לבין מיכל החומר.
11. צנצנת המיכל מעט לאחר שחרור הלחץ כדי לאפשר לחלקיקים לארגן מחדש. הקש על המד בעדינות עד שיד המד מגיעה למנוחה. תיעד את הקריאה כאחוז האוויר.

3. הכנת צילינדר בדיקה בטון

1. ממלאים את תבניות הגליל על ידי הנחת הבטון בתבנית הגליל בשלוש שכבות של נפח שווה בקירוב.
2. מוט כל שכבה עם 25 משיכות באמצעות מוט אילוף קטן (1/4 in. מוט קוטר). מחלקים את הקווים באופן אחיד על חתך התבנית.
3. לאחר השכבה העליונה כבר מוטס, להכות את פני השטח של הבטון עם שדשדש. מלא בסך הכל עשר דגימות צילינדר בטון. למדוד את המשקל של כל עשר תבניות צילינדר מלא בטון ולרשום את המשקל על גיליון הנתונים.
4. לכסות את גלילי הבטון עם שקית ניילון כדי למנוע אידוי של מים מן הבטון.
5. עבור התמהיל הסופי, לחשב את המשקל הנדרש של חומרים כדי להפוך את חצר מעוקב אחד של בטון. רשום תוצאות אלה בגליון הנתונים.
6. לאחר 24 + 8 שעות, יש להסיר את תבניות הפלסטיק החד פעמיות מדגימות גליל הבטון. לאחר מכן, הצילינדרים ממוקמים בסביבת הריפוי המפורטת בטבלה 1. משטרי ריפוי אופייניים הם: (1) ריפוי חדר ערפל ב 73.5 + 3.5^oF (23+ 2^oC) ו 100% RH, לכל ASTM C 192, (2) ריפוי הסביבה במעבדה, ו -(3) ריפוי תיבות מבודדות (כלומר, תיבת ריפוי). נשתמש בריפוי הסביבה בניסוי הזה.

4. הוספת סופרפלסטיק

1. כדי להדגים את השימוש בתערובת, להחזיר את כל הבטון למיקסר ולהוסיף כמות קטנה של superplasticizer. מערבבים היטב במשך 3 דקות ומבצעים בדיקת שולחן זרימה.
2. מרטיבים את השולחן ואת התבנית. נגב את עודפי מים.
3. תוך החזקת התבנית בחוזקה, ממלאים את התבנית בבטון בשתי שכבות. מוט כל שכבה 25 פעמים, מוודא כי rodding הוא אחיד על פני האזור חתך.
4. הכה את החלק העליון של התבנית, כך התבנית היא מלאה בדיוק.
5. מוציאים את התבנית עם משיכה יציבה כלפי מעלה.
6. באמצעות הידית, הרם ושחרר את הטבלה מגובה של 0.5 ב, 15 פעמים בכ -15 שניות.
7. קח את הממוצע של שש מדידות קליפר מבוזרות סימטריות ל- 1/4 הקרוב ביותר. ערך זה יהיה הקוטר של בטון התפשטות.

באופן כללי, מיקסים כגון זה שתואר לעיל יהיו שפל של 3 עד 4 אינץ '. ערכים כאלה נפוצים עבור עבודות קטנות עם גודש פלדה קטן בצורות. בבנייה המודרנית, השימוש הנרחב של superplasticizers פירושו שזה חסכוני לקבל שפל הרבה יותר גבוה (6 עד 10 אינץ ', כלומר, בטון פילוס עצמי). תערובות שאינן מאומנות באוויר יציגו תוכן אוויר מתחת ל-2%, בעוד שתערובות תכשיר אוויר, בהתאם למינון תערובת, יציגו 5% עד 8% תוכן אוויר. משקל היחידה של בטון במשקל רגיל הוא סביב 145 עד 150 פאונד למטר מעוקב, אבל בטון עשוי אגרגטים קלים (כלומר, פצלים מורחבים) עשוי להיות קל כמו 100 עד 120 פאונד למטר מעוקב.

בדיקות חרוט וטבלת זרימה הן תוצאות בדיקה במקום המשמשות כדי לקבוע אם הבטון המועבר לאתר יש את יכולת העבודה שצוינה. בדיקות אלה נועדו להבטיח rheology נאותה עבור התערובת, כלומר, "צמיגות" ראשונית טובה שנמשכת מספיק זמן עבור הבטון כדי להגיע ממפעל האצווה למיקומו הסופי בצורות מבלי להשאיר חללים גדולים או פגמים דומים סביב החיזוק. בנוסף, בדיקת תוכן האוויר היא המפתח להבטחת עמידות ארוכת טווח באזורים שבהם מתרחשים מחזורי הפשרת הקפאה. יש לציין כי כל הבדיקות הללו הן במקרה הטוב ניסיון לקבוע כמויות שקשה למדוד בנסיבות הטובות ביותר. תחת לחץ הזמן והכאוס של אתר עבודה, בדיקות אלה מספקות אמצעים עקיפים של תכונות חשובות לטווח קצר וארוך.

הבדיקה המתוארת כאן משמשת מדי יום באלפי אתרי בנייה בארצות הברית וברחבי העולם. היישום העיקרי לבדיקה מסוג זה הוא לספק בקרת איכות ואבטחת איכות. חלק מגלילי הבדיקה שיצוקים במעבדה זו יירפאו בתנאים שצוינו (ריפוי חדר ערפל ב 73.5+ 3.5^oF ו 100% לחות יחסית) ונבדק ב 28 ימים כדי לקבוע אם עיצוב התערובת היה מתאים. הטמפרטורה והלחות הגבוהות יחסית מבטיחות שרוב המלט יתייבש, ולכן יחס ה- w/c לתערובת זו יספק בטון חזק ועמיד. עבודה ניסיונית זו מבטיחה כי מפעלי אצווה יעמדו במפרטים הנדרשים. חלק מצילינדר הבדיקה יירפאו בתנאי הסביבה באתר העבודה כדי לקבוע כמה מהר הבטון במקום מרפא. באתר, התפתחות הכוח קשורה בעיקר לתנאי טמפרטורה ולחות, שהם אקראיים ויכולים להשתנות באופן משמעותי על פני תקופה של 28 יום. כדי לקזז תנאים אלה, הרעיון של בגרות בטון משמש לעתים קרובות. הפירעון של הבטון מחושב בימי תואר, בדרך כלל מסכם את מספר הימים כפול ההפרש בין הטמפרטורה היומית הממוצעת לטמפרטורת התייחסות (בדרך כלל 32^oF). כאשר מספר ימי המעלות מגיע לאלף, מניחים שהבטון הגיע לכוחו המיועד.