آزمایش اتوکلاو (Autoclave) همان آزمایش انبساط استاندارد سیمان به روش اتوکلاو، از سری آزمایش های سیمان است که برای تعیین انبساط خمیر سیمان جهت تعیین سلامت سیمان می باشد.
این روش آزمایش بر خلاف روش لوشاتلیه که فقط ناسالم بودن سیمان، ناشی از آهک آزاد را تشخیص می دهد، در برابر هر دو عامل اکسید منیزیم و آهک آزاد حساسیت کافی دارد. که شرح کامل این روش در استاندارد ملی ایران (شماره ۳۹۱) آمده است.
وسایل آزمایش اتوکلاو (Autoclave):
- ترازو
- ظرف شیشه ای مدرج
- قالب های منشوری سیمان
- ماله تخت
- دستگاه اتوکلاو
- دستگاه اندازه گیر تغییرات طول نمونه سیمان(کمپراتور تعیین طول نمونه منشوری سیمان)
دستگاه اتوکلاو:
دستگاه اتوکلاو (Autoclave) شامل یک محفظه فشار زیاد بخار آب با دماسنج می باشد. اتوکلاو باید مجهز به کنترل های خودکار و صفحه گسیختگی با تحمل فشار ناگهانی ۰.1۲±۲ مگاپاسکال باشد. در محل هایی که استفاده از صفحه گسیختگی مجاز نمی باشد، اتوکلاو باید به شیر اطمینان مجهز باشد.
همچنین اتوکلاو باید به یک شیر تخلیه مجهز باشد تا تخلیه هوا در ابتدای دوره حرارت دهی و بخار آب در انتهای دوره خنک کردن امکان پذیر باشد. فشارسنج باید دارای ظرفیت اسمی ۴.۱ مگاپاسکال با قطر اسمی ۱۱۴ میلی متر باشد و باید از صفر مگاپاسکال تا ۵.۱ مگاپاسکال با مقیاسی کمتر از ۰.۰۳ مگاپاسکال مدرج شده باشد.
خطا در اندازه گیری فشار کار عملیاتی برای دو مگاپاسکال نباید از ۰.۰۲± مگاپاسکال بیشتر باشد. توان مجموعه حرارتی باید به اندازه ای باشد که در بیشترین بار (آب به اضافه آزمونه ها) فشار بخار اشباع در اتوکلاو پس از روشن شدن در مدت ۴۵ دقیقه تا ۷۵ دقیقه به دو مگاپاسکال افزایش یابد.
کنترل خودکار باید قادر باشد فشار را برای مدت حداقل سه ساعت در ۰.۰۷±۲ مگاپاسکال نگه دارد. فشار ۰.۰۷±۲ مگاپاسکال مطابق با دمای ۲۰ تا ۲۱۶ درجه سلسیوس است. طراحی اتوکلاو باید اجازه دهد فشار سنج پس از خاموش کردن دستگاه در مدت ۱۵ ساعته از دو مگاپاسکال به کمتر از ۷ مگاپاسکال کاهش یابد.
ویژگی های صفحه گسیختگی:
صفحه گسیختگی باید از ماده ای ساخته شده باشد که دارای مقاومت کششی نسبتاً غیر حساس به دما در محدوده ۲۰ تا ۲۱۶ باشد و از نظر الکتروشیمی با لوله رابط و نگه دارنده آن سازگار باشد. دستگاه اندازه گیر تغییرات طول دستگاه اندازه گیر تغییرات طول که برای اندازه گیری تغییر طول آزمونه ها به کار می رود باید طبق استاندارد ASTM C490-04 باشد.
مخلوط خمیر سیمان مناسب برای آزمایش اتوکلاو (Autoclave):
مطابق متن استاندارد ۵۸۱ ایران، مخلوطی شامل ۶۵۰ گرم سیمان و مقدار کافی آب مطابق استاندارد ASTM C 187 آماده کنید.
سپس آن را طبق استاندارد ASTM C 305 مخلوط کرده تا خمیری با غلظت طبیعی به دست آید. آزمونه (نمونه) زمان گیرش و منشور اتوکلاو را می توان از یک مخلوط تهیه کرد. اگر خمیر سیمان همزمان استفاده می شود ابتدا خمیر برای تعیین غلظت طبیعی (نرمال) استفاده شود، سپس منشور اتوکلاو بلافاصله از باقی مانده مخلوط تهیه شود.
قالب گیری آزمونه ها:
بلافاصله پس از تهیه آزمونه ی زمان گیرش یا بعد از اتمام عمل اختلاط، قالب آزمونه اتوکلاو را در دو لایه تقریبا مساوی پر کنید. هر لایه خمیر را با انگشت شست یا نشانه به گوشه ها و اطراف گل میخ های اندازه گیری و در تمام سطح قالب متراکم کنید تا زمانی که یک آزمونه همگن حاصل شود.
لایه بالایی متراکم شده را توسط یک ماله لبه نازک با بالای قالب تراز کنید. سپس با چند حرکت ماله سطح خمیر را کاملا مسطح کنید. در مدت اختلاط و قالب گیری با دستکش پلاستیکی دست هایتان را محافظت کنید.
بعد از پر کردن قالب، آن را در اتاقک یا اتاق رطوبت قرار دهید. قالب های حاوی آزمونه ها باید حداقل به مدت ۲۰ ساعت در اتاقک یا اتاق رطوبت نگه داری شود. اگر قبل از ۲۴ ساعت آزمونه ها را از قالب خارج کرده اید، تا زمان آزمون، آن ها را در اتاقک یا اتاق رطوبت قرار دهید.
روش آزمون:
به مدت ۲۴ ساعت (با اختلاف ۳۰ دقیقه کمتر یا بیشتر) بعد از قالب گیری، آزمونه ها را از محیط مرطوب خارج کنید. بلافاصله طول هر آزمونه را با دستگاه بخوانید. سپس در دمای اتاق درون سبد اتوکلاو قرار دهید. به نحوی که همه سطوح آزمونه در معرض بخار آب اشباع قرار گیرد.
اتوکلاو باید دارای آب کافی با دمای اولیه ۲۰ تا ۲۸ درجه سانتی گراد باشد. تا در زمان آزمون، بتواند فضای درون اتو کلاو را از بخار اشباع نگه دارد. معمولا ۷ تا ۱۰ درصد حجم اتو کلاو باید از آب پر شود. اجازه دهید در اولین مرحله حرارت دادن، هوا از اتوکلاو خارج شده همچنین شیر خروجی باز باشد تا بخار از آن خارج شود.
شیر خروجی هوا را ببندید. دما را به نحوی افزایش دهید که فشار بخار در مدت ۴۵ دقیقه تا ۷۵ دقیقه از زمان روشن کردن منبع گرما، به 2 مگاپاسکال برسد. فشار را مدت سه ساعت در ۰.۰۷±۲ مگاپاسکال نگه دارید. در پایان دوره سه ساعته، منبع گرما را خاموش کنید و اتوکلاو را به نحوی خنک کنید که در مدت ۱۵ ساعت فشار به کمتر از ۰.۰۷ مگاپاسکال برسد.
در انتهای دوره ۱.۵ ساعته شیر خروجی را به آرامی باز کنید تا باقی مانده فشار خارج شده، فشار داخل اتوکلاو برابر فشار اتمسفر شود. سپس اتوکلاو (Autoclave) را باز کنید و آزمونه را در آب با دمای بیش از ۹۰ درجه سلسیوس قرار دهید.
دمای آبی که اطراف منشورها را احاطه کرده است با افزایش یکنواخت آب سرد در مدت ۱۵ دقیقه به ۲۳ درجه سلسیوس کاهش دهید. دمای آب اطراف آزمونه ها را در دمای ۲۳ درجه سلسیوس به مدت ۱۵ دقیقه حفظ کنید. سپس یک آزمونه را از آب خارج کرده، گل میخ های اندازه گیری را پاک کنید اما آزمونه را پاک نکرده و طول آن را با دستگاه اندازه گیر تغییر طول بخوانید.
مطالب مرتبط:
