آزمایش ارزش ماسه ای SE

هدف این روش آزمایش ارزش ماسه ای SE، استفاده از یک آزمایش صحرایی سریع برای مشخص کردن نسبت ذرات ریز رس مانند یا خمیری در خاک های دانه ای و مصالح سنگی ریزدانه است که از الک نمره ۴ (۴/۷۵ میلیمتر) عبور میکنند. اصطلاح ارزش ماسه ای SE، بیانگر این مفهوم است که اکثر خاک های دانه ای و مصالح سنگی ریزدانه، مخلوطی از ذرات درشت دانه مطلوب، ماسه و معمولاً، رس یا ذرات خمیری نامطلوب هستند.

تعاریف آزمایش ارزش ماسه ای SE

الف) مصالح سنگی ریزدانه: مصالح سنگی عبوری از الک 3/8 اینچ (۹/۵ میلیمتر) و تقریباً کاملاً عبوری از الک نمره (4/75میلیمتر)  و عمدتاً مانده بر روی الک ۷۵ میکرون (الک نمره۲۰۰).

ب) ارزش ماسه ای: معیاری از مقدار لای یا رس نامطلوب موجود در مصالح سنگی ریزدانه (یا خاک) که توسط آزمایش تعیین میشود.

ج) خاک: رسوبات یا سایر ذرات جامد تجمعی تحکیم نیافته که از تجزیه فیزیکی و شیمیایی سنگها تولید میشوند و ممکن است حاوی مواد آلی باشند یا نباشند.

شرح مختصری از روش آزمون ارزش ماسه ای SE

مراحل انجام آزمایش، به شرح زیر است:

• نمونه خاک خشک عبوری از الک نمره ۴ را به روش کوارتر به میزان ۱۱۰ – ۱۰۰ گرم انتخاب میکنیم.
• در استوانه مدرج ۱۵ اینچی، به میزان ۴ اینچ از محلول استوکس آماده شده می ریزیم؛
• با قیف مخصوص نمونه معرف را داخل استوانه مدرج تخلیه کرده و به مدت ۱۰ دقیقه فرصت فعل و انفعال میدهیم.
• در ادامه، به یکی از ۳ روش زیر، عملیات تکان دادن را انجام میدهیم؛

1. مکانیکی: به مدت 1±۴۵ ثانیه؛
2. نیمه اتوماتیک: تکان دادن به میزان ۱۰۰ رفت و برگشت کامل؛ و
3. دستی: تعداد ۹۰ تکان رفت و برگشت به مدت ۳۰ ثانیه، در فاصله رفت و برگشت ۹ اینچی.

• بلافاصله ميله شستشو را در حالت خاصی در استوانه فرو میکنیم؛ به نحوی که نازل خروجی از کف استوانه، شروع به شستشو نموده و تمام مواد ریزدانه رسی را همزمان با چرخش استوانه، رو به بالا شستشو داده و همزمان با پاکسازی دیواره، حجم استوانه را به عدد ۱۵ اینچ می رسانیم؛
• با زمان گیری به مدت ۲۰ دقیقه، فرصت رسوب گذاری به محتویات استوانه را میدهیم؛
• در پایان زمان، عدد رس رسوب کرده را قرائت کرده و با فرو کردن آرام میله نشان دار، عدد ماسه را نیز قرائت میکنیم. توجه شود که عدد مقابل نشانه میله را قرائت نموده و به میزان ۱۰ اینچ از آن کسر میکنیم تا عدد ماسه به دست آید؛ و
• محاسبات مربوطه را انجام داده و گزارش میکنیم.

نکته

1. اگر بعد از ۲۰ دقیقه رسوب گذاری واضح نبود، ۲۰ دقیقه دیگر فرصت ته نشینی داده می شود.
2. برای گزارش عدد SE، می بایست حداقل روی یک نمونه، ۳ نوبت آزمایش انجام داده و میانگین گزارش گردد.

محاسبات آزمایش ارزش ماسه ای SE

ارزش ماسه ای با دقت ۰/۱ درصد به صورت زیر محاسبه می شود:

در رابطه فوق SE، ارزش ماسه ای است.

گزارش آزمایش ارزش ماسه ای SE

در صورتی که ارزش ماسه ای محاسبه شده، یک عدد صحیح نباشد، به صورت عدد صحیح بزرگتر گزارش می شود. برای مثال، اگر مقادیر مربوط به تراز رس و ماسه، به ترتیب، ۸ و ۳/۳ باشند. ارزش ماسه ای محاسبه شده به صورت زیر خواهد بود:

41.2=(3.3/8)=SE

از آنجایی که عدد حاصل، یک عدد صحیح نیست، نتیجه به صورت عدد صحیح ۴۲ گزارش می شود.

اگر میانگین مجموعه ای از مقادیر ارزش ماسه ای مورد نظر باشد، بایستی از مقادیر اعداد صحیح تعیین شده مطابق بند فوق، میانگین گیری شود. در صورتی که میانگین این مقادیر نیز، یک عدد صحیح نباشد، نتیجه، به صورت عدد صحیح بزرگتر گزارش میشود.

مثال زیر توجه کنید:

به فرض کنید مقادیر SE محاسبه شده، معادل ۴۱/۲، ۴۳/۸ و ۴۰/۹ هستند. پس از گرد کردن هر یک این مقادیر به عدد صحیح بزرگتر از خود، مقادیر SE عبارتند از: ۴۲، ۴۴ و ۴۱. میانگین این مقادیر از به صورت زیر تعیین میشود:

42.3=3/(42+44+41)

از آنجایی که عدد حاصل از میانگین گیری، عدد صحیحی نیست، این مقدار گرد شده و به صورت 43=SE گزارش میشود.

نکات فنی و کارشناسی مرتبط با آزمون

• در آزمایش ارزش ماسه ای SE، اگر خاک رس مصالح آب جذب کند و در فصل سرما، یخبندان حادث شود. سبب تخریب بتن و آسفالت می گردد.
• وزن مصالح منتخب عبوری از الک نمره ۴ جهت آزمایش به صورت کوارتر شده، ۱۱۰- ۱۰۰ گرم میباشد.
• جهت نمونه گیری، روش استفاده از پیمانه منسوخ شده و روش چهار قسمتی جایگزین شده است (Quarter).
• اگر آزمایشات با خاک مرطوب (رطوبت طبیعی) انجام شوند، نتایج و اعداد SE بیشتری حاصل می شود.
• پس از محاسبه میانگین عددی آزمایشات SE، عدد نهایی رو به بالا گرد شده و به صورت عدد صحیح گزارش می گردد.

وجود ماسه در مقایسه با ریزدانه ها، در کارهای خاکی (زیرسازی، راه، سدهای خاکی و …)، باعث کاهش درصد رطوبت بهینه و سرعت بیشتر برای رسیدن خاک به حداکثر تراکم می شود. در آسفالت نیز موجب مصرف بیشتر قیر و سست شدن آن میگردد. در بتن هم، بر مصرف آب، تراکم بتن، نفوذپذیری و مقاومت در برابر هوازدگی تأثیر دارد.

تجهیزات آزمایش ارزش ماسه ای SE

برای انجام این آزمایش به تجهیزات آزمایشگاه خاک نیاز داریم که تجهیزات مورد نیاز این آزمایش را برایتان در تصاویر زیر قرار دادیم.

لوازم ارزش ماسه ای SE

شیکر ارزش ماسه ای SE

الک آزمایشگاهی

• آزمایش ارزش ماسه ای SE، مکمل آزمایش دانه بندی است.
• تعداد ضربات در کلیه دستگاه های لرزاننده برقی، شیکر ارزش ماسه ای SE، بایستی کنترل گردد. در صورتی که تعداد ضربات در مدت ۴۵ ثانیه، با تعداد ضربات استاندارد مغایرت داشته باشد، باید با تنظیم زمان، تعداد ضربات، کالیبره تنظیم گردد. لرزاننده های استاندارد یا شیکر ارزش ماسه ای SE در مدت زمان یک دقیقهT ۱۷۵ حرکت رفت و برگشتی دارند، لذا در مدت ۴۵ ثانیه، ۱۳۱ حرکت خواهند داشت.
• جهت اخذ نمونه برای آزمایش ارزش ماسه ای SE، موارد ذکر شده در استاندارد، شامل مقدار نمونه، نحوه نمونه گیری و نحوه پر کردن پیمانه یا روش کوارتر می بایست رعایت گردد.
• بر روی منبع و مخزن محلول آزمایش، باید تاریخ ساخت، قید شود و پس از گذشت حداکثر یک ماه از زمان ساخت، آن محلول دور ریخته شود و از محلول جدید استفاده شود، زیرا ناپایدار بوده و فاسد میشود. ضمناً، محلول قدیمی نباید به هیچ وجه با محلول جدید مخلوط گردد.
• سعی شود که ترازو ها و لرزاننده آزمایش شیکر ارزش ماسه ای SE در روی یک میز قرار نگیرند.
• حداقلی برای گزارش عدد SE وجود ندارد و در صورتی که انجام آزمایش مقدور باشد، بایستی نتیجه گزارش شود.
• آزمایش SE برای یک نمونه مصالح، می بایست حداقل ۲ نوبت انجام شود و میانگین نتایج گزارش گردد.
• استاندارد آزمایش درصد ارزش ماسه ای ASTM-D2419 :SE و AASHTO-T176.
• آزمایش ارزش ماسه ای SE، بر روی خاک ها با مصالح شنی و ماسه ای رد شده از الک نمره ۴ آمریکایی، یا 3/16 اینچ انگلیسی انجام می شود.

_________________________________________________________________

شاید دوست داشته باشید بخوانید✔️

• آزمایش چگالی ویژه (وزن مخصوص نسبی)
• آزمایش تحکیم یک بعدی طبق استاندارد

_________________________________________________________________

نکته:

• حجم پیمانه ارزش ماسه ای ۵±۸۵ میلیمتر، قطر داخلی پیمانه ارزش ماسه ای، ۳۳ میلیمتر و ارتفاع آن، 57 میلیمتر (¹⁄₄ 2 اینچ) است.
• انواع روش های به هم زدن مزور SE و تعداد ضربات هر یک:
• ۱) روش مکانیکی یا دستگاه Shaker: در مدت 1±۴۵ ثانیه و به تعداد 2±۱۳۱ رفت و برگشت؛
• ۲) روش نیمه اتوماتیک: مزور را روی دستگاه سوار نموده و به کمک دست، ۱۰۰ حرکت رفت و برگشت در مدت زمان 1±۴۵ ثانیه؛ و
• ۳) روش دستی: مزور را به طور افقی بین دو دست قرار داده و ۹۰ حرکت رفت و برگشت در حدود ۳۰ ثانیه. ضمناً فاصله رفت و برگشت مزور، باید در حدود ۲۵ ± ۲۲۹ میلیمتر باشد. اگر در آزمایش ارزش ماسه ای SE خط رس بعد از ۲۰ دقیقه مشخص نشود، زمان عمل ته نشینی را بیشتر نموده ( حدود ۴۰ دقیقه)، سپس قرائتها را انجام میدهیم.

مواد تشکیل دهنده محلول استوکس و مقادیر وزنی هر یک:

۱) کلرور کلسیم خشک، ۴۵۴ گرم یا ۱ پوند؛

۲) گلیسیرین ۲۰۵۰ گرم یا ۱۶۴۰ میلی لیتر؛ و

۳) فرم آلدئید، ۴۷ گرم یا ۴۵ میلی لیتر اسید فرم آلدئید ۴۰ درصد حجمی.

• ارتفاع مخزن محلول استوکس از میز کار، باید ۲۵ ± ۹۱۵ میلیمتر باشد.
• مخزن حاوی محلول استوکس، میبایست دارای رنگ تیره ترجیحاً از جنس شیشه بوده و دور از تابش مستقیم آفتاب قرار گیرد.

طرز تهیه محلول استوکس:

ابتدا کلرور کلسیم را در ۰/۵ گالن، یعنی ۱/۸۹ لیتر آب مقطر حل میکنیم و آن را از کاغذ صافی “وات من” شماره ۱۲ عبور میدهیم و بعد، اسید فرم آلدئید و گلیسیرین را به آن اضافه نموده، پس از مخلوط کردن، حجم محلول را با اضافه کردن آب مقطر، به یک گالن (۳/۷۹ لیتر) می رسانیم.

سپس، جهت استفاده و انجام عملیات آزمایش، میبایست به مقدار ۵  ± ۸۵ میلیمتر از محلول فوق را در ظرفی آب مقطر مخلوط کرده و حجم آن را به یک گالن (۳/۷۹ لیتر) رساند.

• درجه حرارت محلول استوکس در موقع انجام آزمایش باید ۲۲۳ درجه سانتیگراد باشد.
• ارتفاع مزور ارزش ماسه ای، ۱۵ اینچ (۳۸/۱) سانتیمتر بوده و با دقت ۰/۱ اینچ درجه بندی شده است.

آسفالت ایران

همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، آسفالت ایران منبع مهمی برای اطلاعات مفید در مورد آزمایشات خاک و آزمایشات بتن است. پیش از این هم مطالبی در مورد آزمایش های حوزه بتن با تجهیزات آزمایشگاه بتن ارائه دادیم. امیدواریم این مقاله به شما برای نحوه انجام این آزمایش و درک این آزمون و نحوه انتخاب تجهیزات آزمایش کمک کند. همچنین این مقاله از کتاب راهنمای جامع آزمایشگاه مکانیک خاک، مهندسی خاک و ژئوتکنیک بر گرفته شده است.

ممنون که تا انتهای این مقاله همراه ما بودید…