برای کنترل کیفیت ماسه، آزمایش های دانه بندی، تعیین مدول نرمی، درصد دانه های گذشته از الک نمره 200 و آزمایش ارزش ماسه ای در آزمایشگاه های بتن انجام می شوند. در این میان، آزمایش ارزش ماسه ای (Sand Equivalent Test) یا به اختصار SE به علت آنکه به عنوان نشانه ای از کثیفی یا تمیزی ماسه از آن یاد می شود و نیز از قدیم مرسوم بوده و همچنین از اهمیت بیشتری نیز برخوردار است.
آزمایش ارزش ماسه ای در اغلب کارگاه های ساختمانی و عمرانی ایران ملاک پذیرش ماسه برای خرید و یا استفاده آن در بتن می باشد. آزمایش ارزش ماسه ای (Sand Equivalent Test) مطابق با استاندارد ASTM D2419 و AASHTO T176 انجام می شود.
روش آزمایش تعیین ارزش ماسه ای (Sand Equivalent):
هدف از آزمایش ارزش ماسه ای (آزمایش SE)، تعیین نسبت حجم ماسه به کل حجم مصالح سنگدانه (خاک) است.
نسبت ماسه به ریزدانه ها (رس و لای) در خاک یک عامل مهم در عملیات ساختمانی محسوب می گردد. اثرات آن در ساخت بتن شامل: میزان مصرف آب، تراکم بتن، نفوذ پذیری و مقاومت در برابر هوازدگی می باشد. آزمایش ارزش ماسه ای یا همان آزمایش هم ارز ماسه (Sand Equivalent) را که در تعیین مرغوبیت مصالح راه سازی، بتن سازی، آسفالت و لایه های زهکشی و … بکار می رود، می توان مکمل آزمایش دانه بندی دانست.
آزمایش ارزش ماسه ای عملاً برای تعیین نسبت حجم ماسه به کل خاک (ماسه، لای و رس) و همچنین تعیین میزان جذب آب ریزدانه و تورم آنها است. به طور خلاصه تعیین می نماید که ماسه تا چه حد تمیز است. هرچه درصد ریزدانه داخل ماسه کمتر باشد، ماسه تمیزتر است. به عبارت دیگر، ارزش ماسه ای آن بیشتر است.
لازم به ذکر است ASTM D2419 و AASHTO T176 میزان قابل قبول ارزش ماسه ای برای ماسه مصرفی در بتن را بالای 70 درصد تعیین کرده اند، لکن این مقدار در آیین نامه بتن ایران (آیین نامه آبا) بالای 75 درصد لحاظ گردیده است.
تئوری آزمایش ارزش ماسه ای:
مقدار درصد ارزش ماسه ای، نسبت ارتفاع ماسه به کل ارتفاع خاک در استوانه استاندارد برای یک حجم معین خاک است. آزمایش ارزش ماسه ای SE بر روی دانه های کوچکتر از 4.75 میلیمتر (الک نمره 4) انجام می شود. اصول آن عبارت است از قرار دادن نمونه در ظرفی استوانه ای حاوی محلولی مشخص که ذرات را از هم جدا می کند. (بی حرکت نگه داشتن ظرف حداقل به مدت 10 دقیقه و سپس تکان دادن شدید لوله استوانه ای در مدت 30 ثانیه).
پس از تکان دادن لوله، آن را در حالت سکون نگه می داریم. در این شرایط، ته نشینی به سرعت در کف لوله انجام می شود. پس از زمان معین و استانداردی (معمولاً 20 دقیقه)، ارتفاع ماسه و ارتفاع کل مخلوط (ماسه و ذرات معلق) اندازه گیری می شود.
وسایل آزمایش ارزش ماسه ای SE:
- لوله آزمایش مدرج که تا ارتفاع 15 اینچ (37.5 سانتیمتر) و با دقت 0.1 اینچ (0.25 سانتیمتر) درجه بندی می شود.
- سنبه فولادی نشانه دار
- پیمانه فلزی
- قیف
- بطری پلاستیکی
- چوب پنبه
- الک نمره 4
- زمان سنج
- محلول شستشو (استوکس) که شامل موارد زیر است:
454 گرم کلرور کلسیم خشک
47 گرم (45 سی سی) محلول فرمالین 40 درصد
2050 گرم (1650سی سی) گلیسیرین
روش انجام آزمایش:
- 100 گرم از خاک عبوری از الک نمره 4 بر می داریم.
- کل استوانه مدرج را تا علامت 4 اینچ (10 سانتیمتر) از محلول شستشو پر می کنیم.
- با استفاده از قیف، نمونه خاک را داخل لوله آزمایش می ریزیم و مدت 10 دقیقه صبر می کنیم تا کاملاً خیس بخورد.
- با چوب پنبه در لوله را می بندیم. لوله را بصورت افقی 90 بار در مدت 30 ثانیه بطوری که دامنه رفت و برگشت 30 سانتیمتر باشد، تکان می دهیم.
- لوله را عمودی روی میز قرار می دهیم. چوب پنبه را بر می داریم. با آب پاشی به وسیله بطری پلاستیکی حاوی محلول شستشو، جدار لوله را می شورین. در نهایت تا علامت 15 اینچ (37.5 سانتیمتر) پر می کنیم.
- استوانه را 20 دقیقه بی حرکت روی میز می گذاریم و پس از سپری شدن این زمان، ارتفاع مخلوط داخل استوانه را قرائت می کنیم (H1).
- سنبه فولادی را به آهستگی (برای جلوگیری از اغتشاش در مخلوط) در لوله آزمایش پایین می بریم. انتهای آن را روی ماسه قرار می دهیم. سپس به کمک نشانه متصل به میله سنبه بر روی استوانه، عددی را که نشانه مزبور در برابر آن قرار گرفته است، قرائت می کنیم (H2).
- این آزمایش و مراحل تعیین H1 و H2 را حداقل 2 بار دیگر انجام می دهیم.
محاسبات:
ارزش ماسه ای (Sand Equivalent) را با استفاده از فرمول زیر محاسبه می کنیم:
H1 : ارتفاع رسوب (ارتفاع ماسه)
H2 : کل ارتفاع قسمت رسوبات ته نشین شده و معلق (ماسه و ذرات معلق)
مطالب مرتبط:
