آزمايش درصد هواي بتن

آزمايش درصد هوای بتن معمولا در مواردي انجام مي شود كه از مواد حبابزا براي توليد حباب ريز هوا در بتن (هواي عمدي) استفاده شده است. هر چند در ساير موارد نيز مي تواند براي تعيين درصد هواي غير عمدي (ناخواسته) اقدام كرد. همچنین گاها آزمايش هواسنجی بتن جهت كنترل يكنواختي بتن انجام مي شود.

درصد هواي بتن تازه با سه روش فشاري، حجمي و وزني اندازه گيري مي شود. در ايران معمولا از روش فشاري با شيوه A يا B که تفاوت آن ها در دستگاه هواسنج مورداستفاده است، جهت انجام آزمایش هواسنجی بتن استفاده می کنند.

 
آزمایش تعیین درصد هوای بتن

تعیین مقدار هوای بتن تازه مخلوط شده به روش فشاری از سری آزمایش های بتن تازه با استفاده از دستگاه تعیین درصد هوای بتن نوع (A) را در این مقاله مطابق استاندارد ملی ایران شماره ۱۵۹۰۴، تشریح می نماییم.

محدوده کاربرد آزمایش درصد هوای بتن (تحت استاندارد ملی ایران شماره ۱۵۹۰۴)

آزمایش درصد هوای بتن در بتن ها و ملات هایی که سنگدانه های آن نسبتا متراکم بوده، کاربرد دارد.

آزمایش هواسنجی بتن برای بتن های ساخته شده با سنگدانه های سبک، سرباره کوره آهن گدازیسرد شده، یا سنگدانه هایی با تخلخل زیاد کاربرد ندارد. 

تست درصد هوای بتن برای بتن های سفت و مخلوط های خشک، مانند بتن هایی که به طور معمول در تولید لوله و قطعات بنایی بتنی استفاده می شود، کاربرد ندارد.

دقت شود که آزمایش هواسنجی بتن ، مقدار هوای بتن تازه مخلوط شده بدون در نظر گرفتن هوایی که ممکن است درون حفرات داخلی دانه های سنگدانه وجود داشته باشد را تعیین می کند. به همین دلیل، تست هواسنجی بتن برای بتن ساخته شده با سنگدانه نسبتا توپر قابل کاربرد است و برای این مورد به تعیین ضریب تصحیح سنگدانه نیاز دارد. 

وسایل مورد نیاز آزمایش درصد هوای بتن تازه

• دستگاه هواسنج (فشار سنج) بتن

دو نوع دستگاه هوا سنج بتن وجود دارد که بر اساس قانون بویل طراحی شده و نتایج قابل قبولی دارند. این هواسنج ها، هواسنج نوع A و هواسنج نوع B نامیده می شوند.

وسایل آزمایش تعیین درصد هوای بتن

دستگاه هواسنج نوع A شامل یک ظرف اندازه گیری و یک مجموعه درپوش است. اساس کار این دستگاه مشتمل بر وارد کردن آب تا ارتفاع از پیش تعیین شده، بر روی یک نمونه بتن با حجم معلوم و اعمال فشار هوای از پیش تعیین شده، بر روی آب است.

همچنین مشتمل بر کاهش حجم هوا در نمونه بتنی از طریق مشاهده پایین آمدن سطح آب، تحت فشار هوای وارده است. مقدار اخیر (افت آب) برحسب درصد هوا واسنجی شده و به عنوان درصد هوا در نمونه بتن با حجم معلوم و اعمال فشار هوای از پیش تعیین شده، بر روی آب است.

.
شکل شماتیک روند آزمایش تعیین درصد هوای بتن

• کمچه

یک کمچه متعارف بنایی

• میله کوبشی (کوبه)

میله کوبشی (کوبه)، یک میله فلزی صاف، مسطح و گرد به قطر (۱۶۲) میلی متر بوده و طول کوبه حداقل ۱۰۰ میلی متر بزرگ تر از عمق ظرف اندازه گیری است. اما طول کوبه نباید بیش از ۶۰۰ میلی متر باشد. انتهای کوبه یا هر دو سر آن باید با شعاعی برابر با شعاع میله، گرد شده باشد.

کوبه (رامر) بتن

• چکش لاستیکی

چکش لاستیکی، که سر آن از جنس لاستیک به وزن ۲۵۰x۶۰۰ گرم برای استفاده به همراه دستگاه هایی با حجم ۱۴ لیتر یا کم تر بوده و یک چکش لاستیکی دیگر که سر آن به وزن ۲۵۰x۱۰۰۰ گرم برای استفاده به همراه دستگاه هایی با حجم بزرگتر از ۱۴ لیتراست.

• تیغه صاف کننده (خط کش سرزن)

تیغه صاف کننده (خط کش سر زن)، یک تیغه صاف از جنس فولاد یا فلز مناسب دیگر با حداقل ضخامت ۳ میلی متر و حداقل عرض ۲۰ میلی متر و حداقل طول ۳۰۰ میلی متر است.

• صفحه صاف کننده

صفحه صاف کننده، یک صفحه مستطیلی شکل فلزی به حداقل ضخامت ۶ میلی متر یا یک شیشه یا صفحه به حداقل ضخامت ۱۳ میلی متر به طول و عرض حداقل ۵۰ میلیمتر بزرگ تر از قطر دستگاهی که به همراه آن استفاده خواهد شد. 

• قیف

قیف، که انتهای آن درون میله پاشش قرار می گیرد.

• پیمانه آب

پیمانه آب، که دارای ظرفیت لازم برای پر کردن آب از روی سطح بتن تا علامت صفر نشانگر است.

• لرزاننده
• الک دانه بندی 

الک دانه بندی که انداره چشمه آن  ۳۷/۵ میلی متر و با مساحت بیش از ۰/۲ متر مربع است.

الک دانه بندی مصالح

• سرتاس

سرتاس، باید به اندازه کافی بزرگ بوده که مقدار برداشته شده از بتن، نماینده کل بتن باشد و آن قدر کوچک بوده که حین پر کردن ظرف اندازه گیری، بتن بیرون نریزد.

روش اندازه گیری درصد هوای بتن 

آماده سازی دستگاه برای آزمایش هواسنجی بتن تازه

برای انجام آزمایش تعیین درصد هوای بتن تازه، لبه ها و پیچ های ظرف اندازه گیری و درپوش را کاملا تمیز کرده تا هنگامی که درپوش در جای خود قرار گیرد، درزها هوابندی شده باشد. پس از سوار کردن دستگاه، برروی بتن تا نیمی از استوانه مدرج، آب ریخته می شود.

سپس دستگاه را با زاویه تقریبی ۳۰ درجه نسبت به خط عمودی کج نموده، سپس کف ظرف را چندین مرتبه به دور خودچرخانده و هم زمان به آرامی به درپوش ضربه زده می شود تا حباب های هوای محبوس در بالای نمونه بتن، از آن خارج شود.

سپس دستگاه را به وضعیت عمودی برگردانده و در حین ضربه زدن آرام بر دیواره های ظرف اندازه گیری، استوانه مدرج ایستاده را از آب پر می کنیم. پیش از بستن درب بالایی استوانه مدرج سطح آب را برروی علامت صفر تنظیم می نماییم.

انواع دستگاه آزمایش تعیین درصد هوای بتن

دقت شود که سطح داخلی مجموعه درپوش، باید همواره تمیز و عاری از روغن یا گریس نگه داشته شود. این سطح باید مرطوب باشد تا از چسبیدن حباب های هوا به آن جلوگیری شود، زیرا جدا نمودن این حباب ها پس از سوار کردن دستگاه بسیار مشکل است.

روش کار با دستگاه هواسنج نوع A

با استفاده از تلمبه دستی، فشاری (P) بیشتر از فشار مورد نیاز آزمون هواسنجی بتن، (در حدود ۱/۴ کیلوپاسکال بیشتر) بر بتن اعمال می شود. برای آزاد نمودن گرفتگی های داخلی و موضعی، به دیواره های جانبی ظرف اندازه گیری به تندی ضربه زده و زمانی که فشارسنج مقدار دقیق فشار آزمون، (P) را نمایش داد، سطح آب استوانه مدرج ایستاده (h) بر روی دستگاه را گزارش می گردد.

 دقت شود برای مخلوط های خیلی خشن آن قدر به ظرف اندازه گیری ضربه زده می شود تا بر اثر ضربات بیشتر هیچ گونه تغییری در مقدار هوای مشخص شده ایجاد نشده باشد. به آرامی و در مدت زمان یک دقیقه فشار را در بالای ستون آب کاهش داده و به آرامی به دیواره های ظرف اندازه گیری ضربه می زده می شود. سپس سطح آب را دوباره تا نزدیک ترین درجه یا نیم درجه یادداشت می شود.

 در نهایت مقدار هوای ظاهری را مطابق با رابطه زیر محاسبه می شود:

که در آن: 

A1 مقدار هوای ظاهری بتن، h1 سطح آب خوانده شده در فشار P و h2 سطح آب خوانده شده در فشار صفر پس از آزاد نمودن فشار P می باشد.

مطابق استاندارد ملی ایران برای A1، آزمون وارسی نیز وجود دارد. بر اساس آن به طور خلاصه مقدار اختلاف دو بار بدست آوردن A1 یا همان مقدار هوای ظاهری بتن باید به اندازه ی ۰/۲ با هم اختلاف داشته باشند.

 A دستگاه هواسنج نوع 

روش اجرای آزمایش درصد تعیین هوای بتن تازه

برای اجرای آزمایش هواسنجی بتن تازه ، ابتدا شیر خروج هوا واقع بر روی محفظه هوا را بسته و هوا را به درون محفظه تا زمانی که عقربه بر روی خط فشار ابتدایی قرار گیرد، پمپ می گردد.

عقربه با استفاده از پمپ نمودن یا خارج نمودن هوای مورد نیاز تثبیت گشته و به آرامی با دست به فشارسنج ضربه زده می شود. هر دو شیر تخلیه موجود برروی درپوش بسته و شیر اصلی هوا بین محفظه هوا و ظرف اندازه گیری باز می گردد.

سپس به آرامی با استفاده از یک سرتاس به دیواره های ظرف اندازه گیری ضربه زده می شود تا گرفتگی ها در صورت وجود باز شوند. به آرامی با انگشت به فشارسنج ضربه زده تا عقربه فشار تثبیت شود. سپس شیر اصلی هوا آزاد می شود.

عدم بستن شیر اصلی هوا پیش از آزاد نمودن هوا از محفظه یا ظرف هوا منجر به ریزش آب به درون محفظه هوا شده و خطایی در اندازه گیری های بعدی ایجاد خواهد نمود. در صورتی که آب به درون محفظه هوا وارد شود، باید از طریق محفظه هوا و شیر تخلیه هوا، خارج شده و با استفاده از تلمبه، آخرین قطره های آب خارج گردد.  

 
نحوه انجام آزمایش تعیین درصد هوای بتن

محاسبات آزمایش 

مقدار هوای بتن موجود در ظرف اندازه گیری، مطابق با رابطه زیر محاسبه می شود:

که در آن:

As ، مقدار هوای نمونه آزمون درصد هوای بتن ، بر حسب درصد

A1 ، مقدار هوای ظاهری نمونه آزمون درصد هوای بتن ، بر حسب درصد

G ، ضریب تصحیح سنگدانه ها، بر حسب درصد.

محاسبه مقدار هوای کل مخلوط 

هنگامی که نمونه مورد آزمون آزمایش درصد هوای بتن ، نماینده پیمانه ای از بتن است که دارای سنگدانه بزرگ تر از ۳۷/۵ میلی متر بوده و نمونه پس از الک نمودن بتن تازه بر روی الک ۳۷/۵ میلی متر و جداسازی ذرات درشت تر، مورد آزمون آزمایش درصد هوای بتن قرار گرفته باشد، مقدار هوای کل مخلوط به شرح زیر محاسبه می گردد.

که در این رابطه :

At ، مقدار هوای کل مخلوط، بر حسب درصد

Vc ، حجم مطلق اجزای تشکیل دهنده مخلوط که از الک ۳۷/۵ میلی متر عبور کرده اند، بر حسب متر مکعب

Vt ، حجم مطلق اجزای تشکیل دهنده مخلوط بدون در نظر گرفتن هوا، بر حسب متر مکعب

Va ، حجم مطلق سنگدانه های بزرگتر از ۳۷/۵ میلی متر در مخلوط، بر حسب متر مکعب. 

هزینه آزمایش تعیین درصد هوای بتن

آزمایش تعیین درصد هوای بتن در پروژه های خاصی انجام می شود که بتن هوادهی شده تولید و بکار برده شده است. معمولا حساسیت ها در تولید و کنترل بتن های خاص بالاتر بوده و هزینه آزمایش درصد هوای بتن عامل بازدارنده ای برای انجام آن نمی باشد. با توجه به حضور فعال آزمایشگاه های بتن استاندارد در وبسایت عمران مدرن می توانید قیمت انجام آزمایش تعیین درصد هوای بتن را با مراجعه به وبسایت مشاهده نمایید.