پر کاربردترین آزمایش کارایی بتن، آزمایش روانی اسلامپ (Slump) بتن می باشد. در آمریکا آزمایش اسلامپ معمولاً در محدوده 15 تا 230 میلیمتر اعتبار دارد. در اروپا اعتبار اسلامپ از 10 تا 210 میلیمتر است و چنانچه اسلامپ کمتر یا بیشتر وجود داشته باشد لازم است از آزمایش‌هاي دیگري براي تعیین کارایی بتن استفاده شود.
روش‌هاي ارائه شده براي انجام آزمایش اسلامپ، براي بتن‌هایی با حداکثر اندازه اسمی 38 میلیمتر اعتبار دارد. آزمایش اسلامپ عمدتاً روانی یا شلی و سفتی بتن را به سنجش در می آورد و نمی‌تواند همه ابعاد و وجوه کارایی را به تصویر بکشد.
یک هدف مهم از تعیین کارایی (اسلامپ) می تواند کنترل سریع و غیر مستقیم نسبت آب به سیمان براي بتنی باشد که اسلامپ آن در هنگام تهیه طرح مخلوط مشخص شده است. هدف دیگر از تعیین کارایی (یا اسلامپ)، صرفاً تعیین کارایی براي تشخیص مناسب بودن آن جهت حمل و ریختن و تراکم با وسایل مختلف پمپ، لوله ترمی، ناوه و غیره می باشد و تناسب بتن با نوع قطعه، درهمی میلگرد و وسایل تراکمی را نشان می دهد.
هدف دیگر از تعیین اسلامپ، مقایسه نتایج براي تشخیص یکنواختی مخلوط بتن است که کاربرد محدود و اندکی دارد. درایران و اروپا اسلامپ بتن ها، رده بندي شده است که در زیر مشاهده می‌شود.
هدف انجام آزمایش: تعیین روانی و کارایی بتن:
اسلامپ بتن (یا ملات) یا مخروط اسلامپ وارونه به وسیله یک آزمایش نسبتا ساده و با استفاده از ابزار فوق العاده ساده ای تعیین می شود.
این ابزار از یک مخروط ناقص فولادی توخالی دسته دار، یک میله فولادی برای متراکم کردن، یک صفحه فولادی کف و یک نوار متر برای اندازه گیری تشکیل می شود. آزمایش اسلامپ بتن یکی از راهکارها برای مشخص کردن مقدار کارایی و روانی بتن تازه می‌باشد. این آزمایش معمولاً در آزمایشگاه بتن و تحت شرایط محیطی خاص یا در همان محل اجرای پروژه توسط دستگاه اسلامپ بتن انجام می‌گیرد. آزمایش اسلامپ بتن یکی از آسان ترین آزمایش هایی است که بر روی بتن انجام می‌شود و نتیجه‌ی آن فوراً به دست می‌آید. به همین دلیل، از سال 1922 میلادی تاکنون، آزمایش اسلامپ بتن پرکاربرد ترین و معمول ترین آزمایش در مورد کارایی و روانی بتن بوده است.
طبق تعریف ACI، روانی بتن به معنی قابلیت بتن یا ملات تازه مخلوط شده، برای جریان یافتن است. کلمه کارایی به سهولت در ریختن، قابلیت تراکم، سهولت در پرداخت بتن و مقاومت در برابر جدا شدگی اطلاق می شود. آزمایش اسلامپ کارایی را نمی سنجد بلکه روانی بتن را توصیف می کند.
تعریف کارایی بتن:
طبق آیین نامه ASTM C125-93 کارایی بتن، خواص تعیین کننده لازم برای جابجایی بتن تازه مخلوط شده با حداقل کاهش در یکنواختی آن می‌باشد.
همچنین طبق آیین نامه ی ACI 116R-90 کارایی بتن، آن خاصیت از بتن یا ملات تازه مخلوط شده که تعیین کننده سهولت و یکنواختی می باشد و با آن می توان بتن را مخلوط نمود، در جاریخت، متراکم کرد و یا سطح آن را پرداخت نمود.
تعریف روانی بتن:
طبق آیین نامه ACI، روانی بتن قابلیت تحرک نسبی یا توانایی بتن و یا ملات تازه مخلوط شده برای جریان یافتن می باشد. این خاصیت بتن توسط آزمایش اسلامپ بدست می آید.
دو عاملِ مفید بودنِ آزمایش اسلامپ:
- در صورت یکنواختی جنس و دانه بندی سنگدانه ها، آزمایش نشان دهنده ی تغییرات در نسبت آب به سیمان است.
- در صورت بی تغییر بودن میزان آب مخلوط و رطوبت موجود در سنگدانه ها، آزمایش نشان دهنده تغییرات دانه بندی شن و ماسه و یا غلط بودن میزان وزنی سیمان و شن و ماسه است. ضریب شلی بتن (اسلامپ بتن) که در ساختمان های معمولی به کار می روند حدود 5 تا 7 سانتیمتر می باشد و اگر از ویبراتور استفاده گردد ، 5 سانتیمتر مناسب است.
وسایل آزمایش:
- مخروط ناقص اسلامپ به ارتفاع 300 میلیمتر و قطر پايين 20 میلیمتر و قطر بالايي 100 میلیمتر.
- میله كوبنده به قطر 16 میلیمتر و طول 600 میلیمتر، كه یك سر آن به صورت نيمكره به قطر16 میلیمتر مي باشد.
- كاردک
- شن و ماسه
- سيمان
- آب
- خط کش اندازه گیری
- صفحه زیر قالب
شرح آزمایش:
پس از تهیه نمونه، آزمایش اسلامپ باید ظرف حداکثر 5 دقیقه شروع شود.
داخل قالب مخروط اسلامپ باید نم دار شود و در محل مسطح غیر جاذب گذاشته و با گذاشتن دو پا روي دسته آن محکم نگهداشته شود. لایه اول تا حدود 67 میلیمتر و لایه دوم تا حدود 155 میلیمتر ریخته می شود ( طبق ASTM). پس از ریختن بتن در مخروط ناقص اسلامپ و تراکم آن در سه لایه توسط میله با 25 ضربه، قالب اسلامپ با دقت بصورت قائم و بدون حرکت جانبی و چرخش بالا کشیده می شود و سپس میزان افت (فرونشست) بتن از ارتفاع قالب تا بالاترین نقطه بتن اندازه گیري می شود (طبق استاندارد ایران و 2-12350 EN و ISO). دراستاندارد ایران زمان بالاکشیدن قالب 5 تا 10 ثانیه است و هر لایه یک سوم ارتفاع است.
توجه گردد در استاندارد 3203 ایران، اندازه گیري از بالاترین نقطه نمونه و در استاندارد ASTM C143 این اندازه گیري از وسط قسمت فوقانی بتن انجام می شود.
حداکثر زمان آزمایش از شروع تا بالاکشیدن قالب 2ونیم دقیقه می باشد. در تراکم بتن، ضربات با میله 16 میلیمتر بطول 50 تا 60 سانتیمتر به تعداد 25 ضربه (نیمی در پیرامون و نیمی دیگر در بخش هاي میانی) زده می شود و میله در لایه زیرین فرو می رود. نتیجه آزمایش با تقریب 10 میلی متر گزارش می‌گردد. نتایج کمتر از 10 میلی متر و بیشتر از 220 میلی متر بصورت کمتر از 10 و بیشتر از 220 گزارش می گردد. ذکر ارقام حاصله لازم نیست.
ملاحظات در انجام آزمایش اسلامپ:
در استاندارد ASTM تقریب گزارش 5 میلیمتر می باشد. لازم است فاصله زمانی آزمایش تا خاتمه عمل اختلاط بتن گزارش شود؛ زیرا روانی بتن تابع گذشت زمان می باشد. بدیهی است در طرح مخلوط بتن نیز فاصله زمانی اختلاط تا آزمایش روانی بتن تابع گذشت زمان می‌باشد. بدیهی است در طرح مخلوط بتن نیز فاصله زمانی اختلاط تا آزمایش روانی باید شبیه یا نزدیک به آنچه در کارگاه پیش بینی می شود باشد. در غیر این صورت امکان مقایسه از بین می رود و نمی تواند منجر به کنترل غیر مستقیم نسبت به آب به سیمان گردد.
هنگام آزمایش اسلامپ، بتن باید از تابش آفتاب و وزش باد مستقیم مصون باشد. در گزارش نتیجه اسلامپ معمولاً بهتر است به شکل نمونه در آزمایش اشاره شود. اسلامپ برشی از جمله این موارد است که یکطرف نمونه فرو می ریزد و تعیین اسلامپ را مشکل می سازد که در ایران به غلط ریزشی گفته می‌شود.
در کارگاه هایی که فاصله زمانی محل ساخت و مصرف بتن زیاد است می تواند حداکثر اسلامپ مجاز را در دو مرحله پايکار (قبل از ریختن) و بلافاصله پس از ساخت بتن ارائه داد. در این حالت یک کنترل زود هنگام بلافاصله پس از ساخت بتن و کنترل بعدي درپاي کار قبل از ریختن بتن در قطعه انجام می شود تا در صورت بروز اشکال، بتوان با تدابیر خاصی بلافاصله پس از تعیین اسلامپ در مرحله ساخت، بتن را اصلاح نمود و گرنه درپاي کار و پس از گذشت زمان قابل توجه ممکن است امکان اصلاح بتن میسر نباشد.
اگر که اسلامپ برشی بدست آمد لازم است بلافاصله یک نوبت دیگر آزمایش اسلامپ تکرار شود و در صورت برشی بودن، بتن فاقد ریزدانه کافی و خصوصیات خمیري و چسبندگی مناسب شناخته می شود که اصلاح آن توصیه می گردد.
تذکرات:
- ضربه ها بايد به صورت يكنواخت در سطح لايه پخش شود. براي لايه هاي زيرين لازم است قدري كوبه را به سمت داخل كج كرد. همچنین نيمي از ضربه ها را به صورت مارپيچي از محيط به سمت مركز وارد نمائيد.
- اين آزمايش براي بتن هايي استفاده مي شود كه حداكثر قطر سنگدانه هاي مصرف شده در آن برابر 40 ميلي متر باشد.
- طبق استاندارد ایران اين مقدار بايد به دقت نزديك به 5 ميلي متر محاسبه گردد. چنانچه پس از برداشتن قالب، بتن درهم فروريخته و يا از يك طرف بريزد بايد از نتيجه آزمايش صرف نظر كرد. سپس نسبت به انجام آزمايش مجدد با استفاده از بخش ديگري از نمونه بتن اقدام كرد. اگر دوباره چنين وضعيتي اتفاق افتاد، نتيجه مي گيريم كه بتن از حالت خميري و چسبندگي لازم براي انجام آزمايش اسلامپ برخوردار نيست.
مطالب مرتبط:
