نمونه برداری از مصالح سنگی

۱ محدوده کاربرد

در این روش نمونه برداری از مصالح سنگی ، شامل نمونه برداری از مصالح سنگی (درشت و ریزدانه) برای مطالعات اولیه در مورد شناسایی ذخایر یا ظرفیت معادن و همچنین کنترل مصالح استخراج شده از آن میباشد و کنترل عملیات در محل مصرف مصالح استخراجی و تطابق با عدم آن با استانداردهای تعریف شده میباشد.

ذکر این نکته لازم است که روش های نمونه برداری و آزمایشات تأیید و کنترل مصالح، با توجه به نوع سازه متغیر بوده و رعایت استانداردهای ASTM-E105 و ASTM-D3665 جهت استفاده به عنوان راهنما ضروری است.

نمونه برداری به اندازه انجام آزمایش از اهمیت زیادی برخوردار است و شخص نمونه بردار باید دقت زیادی به عمل آورد تا بتواند نمونه هایی که معرف و نماینده مصالح میباشند جمع آوری نماید.

نمونه هایی که جهت انجام آزمایشات کنترل کیفی به آزمایشگاه ارسال میشوند باید از آخرین مرحله تولید مصالح اخذ گردند و در صورتی که تغییرات قابل توجهی در مصالح به چشم میخورد باید ابتدا مورد بازرسی و بررسی قرار گیرند.

۲ دستور العمل های نمونه برداری

الف) نمونه برداری از مصالح در حال جریان مسیر تخلیه بین دانه ها یا خروجی نوارهای نقاله)

محل هایی را برای نمونه برداری به روش اتفاقی بر اساس استاندارد ASTM-D3665 باید انتخاب کرد. حداقل سه مقدار تقریباً مساوی از فواصل تقریباً مساوی در هر بخش اخذ شده و سپس با هم ترکیب میشوند؛ به صورتی که وزن نهایی نمونه های اخذ شده از وزن توصیه شده در استاندارد کمتر نباشد. لازم به ذکر است که نمونه ها باید از مقطع عرضی جریان اخذ شوند برای نمونه برداری معمولاً از یک سری سینی به ابعاد مناسب استفاده می.شود. این سینی ها در مقطع عرضی جریان قرار داده میشوند و برای اخذ نمونه های مورد نیاز به کار میروند.

ب) نمونه برداری از روی نوار نقاله

جهت نمونه گیری به روش ،اتفاقی محل هایی روی نوار بر اساس ASTM-D3665 باید انتخاب شوند. حداقل سه مقدار تقریباً مساوی از فواصل تقریباً مساوی از هر واحد اخذ شده و سپس با هم ترکیب میشوند به صورتی که وزن نهایی نمونه حاصل از وزن توصیه شده در استاندارد کمتر نباشد.

هنگام نمونه برداری ابتدا باید تسمه نقاله را متوقف کرده و دو ورق یک اندازه که یک ضلع آنها مشابه مقطع تسمه نقاله باشد تهیه کرده و آنها را به صورتی روی تسمه نقاله قرار داد که مصالح بین دو ورق روی مسیر در حدود وزن مورد نیاز در استاندارد باشد، سپس مصالح بین دو ورق را با دقت جمع آوری نموده حتی باید ذرات ریز باقیمانده روی تسمه نقاله را نیز با یک برس (فرچه یا قلم مو) جمع کرده و به نمونه اضافه نمود.

ج) نمونه برداری از محلهای ذخیره مصالح و تولیدی

حتی المقدور سعی شود از مصالح درشت دانه یا مخلوط درشت و ریزدانه که به صورت دیو انباشته شده اند و همچنین از وسایل انتقال دهنده ،مصالح نمونه برداری انجام نشود. چنانچه نمونه برداری از محل های ذخیره مصالح درشت یا ترکیبی از مصالح، درشت و ریز ضروری به نظر می رسد باید یک روش نمونه گیری خاص انجام شود. در این روش شخص نمونه بردار باید از منطبق بودن نمونه ها با كليه قسمت های محل مورد نظر اطمینان داشته باشد.

در این خصوص باید برای تهیه یک نمونه چند بار از مصالح برداشته و پس از مخلوط کردن چند نمونه برای شناسایی کل مصالح لازم است.

دپو

در دپو های مصالح درشت دانه یا مخلوط درشت و ریزدانه تا حد ممکن سعی شود از وسایل نمونه گیری موتوری استفاده شود با این وسایل ابتدا از سطوح و لایه های مختلف دپو اصلی یک دپو جداگانه جهت نمونه برداری نهایی تشکیل می شود.

سپس از قسمت های مختلف دپوی کوچک، مقادیری اخذ و پس از ترکیب آنها نمونه اصلی حاصل میگردد اگر تعیین میزان تغییرات در مصالح دپوی اصلی لازم باشد باید نمونه های مجزایی از سطوح مختلف دیو اخذ گردد.

در صورتی که وسیله نمونه گیری موتوری در دسترس نباشد؛ باید حداقل از ۳ نقطه دپو (قسمت بالایی، میانی و پایینی) نمونه برداری انجام شود. فروکردن یک صفحه به طور قائم روی سطح دپو و دقیقاً در بالای محل نمونه برداری جدایی دانه ها را کاهش میدهد در مصالح ریزدانه هنگام نمونه برداری از محل انباشت آنها باید لایه خارجی که ممکن است در آن جدایی اتفاق افتاده باشد کنار زده شده و از زیر آن نمونه برداری به عمل آید همچنین میتوان لوله های نمونه گیری به قطر تقریبی حداقل ۳۰ میلمیتر و طول حداقل ۲ متر را به طور تصادفی حداقل در پنج نقطه از دپو فرو کرد و از جمع مصالح خارج شده نمونه اصلی را تهیه نمود.

د) نمونه برداری از جاده ها(اساس-زیر اساس)

محل هایی از جاده، با یک روش اتفاقی بر اساس استاندارد ASTM-D3665 جهت نمونه برداری انتخاب میشوند. از هر محل حداقل سه مقدار تقریباً مساوی و از فواصل تقریباً مساوی طوری انتخاب میشود که بتوان از ترکیب آنها نمونه هایی با وزن حداقل توصیه شده در استاندارد را بدست آورد.

در تمام محل های انتخاب شده از جاده بایستی تا پایین ترین عمق لایه، نمونه برداری انجام گیرد و مصالح لایه های زیرین با آن مخلوط نشود.

سطوحی که نمونه ها از آن اخذ میشود؛ قبلاً علامت گذاری گردد؛ که با گذاشتن یک ورق فلزی روی هر یک از این سطوح تنظیم فواصل نمونه برداری راحت تر میشود.

ه)نمونه برداری سنگ از معادن یا رگه ها

رگه یا معدن، بایستی به منظور تعیین و تشخیص تغییرات قابل رؤیت ابتدا مورد بازدید و بررسی قرار گیرند و اختلاف در رنگ ها و ساختارها ثبت گردد.

در این خصوص بایستی نمونه های جداگانه به وزن حداقل ۲۵ کیلوگرم از هر لایه مشخص اخذ شود.

نمونه ها نباید شامل مواد هوازده باشند. طوری که به کیفیت آنها لطمه خورده باشد یک قطعه یا بیشتر از هر نمونه که دارای ابعاد ۱۰۰×۱۵۰×۱۵۰ میلیمتر بوده و هیچگونه شکست یا ترکی نداشته باشد. انتخاب و یکی از وجوه صاف آن به طور واضح علامت گذاری شود.

علاوه بر اطلاعاتی که هر نمونه آزمایشگاهی باید دارا باشد نمونه های اخذ شده از رگه ها یا معادن باید دارای اطلاعات ذیل نیز باشند:

• مقدار تقریبی مصالح قابل دسترس؛
• مقدار و کیفیت مصالح سربار؛ و
• ثبت جزئیاتی که نشان دهنده محدوده و محل مصالح مربوط به هر نمونه باشد.

و) نمونه برداری از کنار جاده ها یا از رسوبات شن و ماسه ای

ظرفیت و پتانسیل این منابع ممکن است توسط حفاری هایی که قبلاً انجام شده است؛ قابل مشاهده باشد. همچنین میتوان بر اساس مطالعات دیگر این ظرفیت را تعیین کرد در این خصوص نمونه ها بایستی از هر لایه که برای شخص نمونه بردار قابل تشخیص باشد اخذ گردد. جهت مشاهده لایه ها یک کانال قائم حفر شده و سپس از پایین تا بالا از آنها نمونه برداری به عمل آید. مصالح لایه های بالایی (سربار) و مصالح دست خورده نباید با این نمونه ها مخلوط گردد.

ضمناً تعدادی چاهک شناسایی در موقعیت های مختلف معدن حفر شود تا کیفیت مصالح و مقدار رسوبات قابل تعیین باشد تعداد و عمق ،گمانه ها بستگی به مقدار مصالح مورد نیاز؛ توپوگرافی سطحی، طبیعت رسوبات؛ خواص مصالح و مقدار ذخیره یا پتانسیل معدن دارد و اگر مشاهدات خاصی نشان دهد که تغییرات قابل توجهی در مصالح معدن وجود دارد؛ باید نمونه های مجزایی از لایه ها گرفته شود.

هر یک از نمونه های اخذ شده باید در صورت لزوم به طور کامل مخلوط و کوارتر گردد، طوری که پس از کوارتر کردن وزن نمونه های ماسه ای حداقل ۱۲ کیلوگرم و وزن نمونه هایی که دارای مقدار قابل توجهی درشت دانه میباشند حداقل ۳۵ کیلوگرم به دست آید.

علاوه بر اطلاعات عمومی همراه تمام نمونه ها اطلاعات اضافی زیر برای نمونه های اخذ شده از معادن ماسه و شن ثبت شوند:

• محل معدن
• تخمین تقریبی مقادیر قابل دسترس و مقدار و کیفیت مصالح سرباره؛
• فاصله حمل مصالح تا محل پروژه و شرایط حمل ( نوع جاده و …) و؛
• جزئیاتی که میزان و موقعیت مصالح متناظر با هر نمونه اخذ شده را مشخص نماید.

3 تعداد و وزن نمونه های صحرایی

تعداد نمونه های لازم  نمونه برداری از مصالح سنگی بستگی به بحرانی بودن با میزان تغییرات ویژگی مورد نظر در مصالح دارد. قبل از نمونه برداری تعداد بخش هایی که باید نمونه برداری شوند مشخص شود. نمونه های اخذ شده باید به اندازه ای باشند که اطمینان دلخواه از نتایج آزمایشات وجود داشته باشد. در خصوص تعیین تعداد نمونه ها و رسیدن به سطح دلخواهی از اطمینان به نتایج آزمایشات میتوان به استانداردهای ASTM-E122 ASTM-E105 ASTM-D2334 و ASTM-E141 مراجعه کرد.

تأیید و کنترل آزمایشات بر مبنای استاندارد AASHTO میباشد و میتوان بر اساس دستورالعملهای مربوطه مقادیر لازم برای هر آزمایش را تعیین نمود (در جدول ۱-۱) مقادیر مناسبی از مصالح برای وقتی که دانه بندی و کیفیت آنها به صورت معمول باشد مشخص شده است. جدا کردن بخشی از نمونه اخذ شده جهت انجام آزمایش کاهش مقدار نمونه تا رساندن آن به مقدار لازم برای هر آزمایش بر اساس استاندارد 1248 AASHTO یا سایر استانداردها انجام می شود.

4 نحوه انتقال نمونه ها

در روش نمونه برداری از مصالح سنگی؛ انتقال مصالح سنگی در جعبه ها و یا هر وسیله دیگر بایستی به صورتی انجام گیرد که باعث کمترین آسیب دست خوردگی به نمونه ها شده و همچنین به خواص مصالح در حین انتقال صدمه ای وارد نشود مشخصات جعبه های انتقال نمونه های مصالح سنگی بایستی به طور جداگانه و مناسب در آنها قرار داده شود تا بتوان بر اساس آنها گزارش صحرایی، لوگ های آزمایشگاهی و نتایج آزمایش را به آسانی ارائه نمود.

در نمونه گیری از مصالح سنگی درشت بارگیری شده در واگن ها یا دیگر وسایل، باید دقت نمود از وسایل قدرتمندی که بتواند از موقعیت و اعماق مختلف مصالح نمونه برداری کند، استفاده شود. هرجا چنین وسیله ای در اختیار نباشد به طور کلی لازم است در سه نقطه یا بیشتر تا عمق مناسب حفاری از

شود؛ طوری که نمونه های اخذ شده معرف خواص مصالح بارگیری شده باشند.

کف این حفاری ها باید تقریباً هم تراز و هموار بوده و به ابعاد حداقل ۳۰ سانتی متر در عرض و عمق انجام گیرد. با استفاده بیلچه حداقل در سه نقطه با فواصل تقریباً مساوی از عمق گودال حفر شده نمونه برداری شود.

_________________________________________________________________

شاید دوست داشته باشید بخوانید✔️

• آزمایش تحکیم خاک + محاسبات (روش بارگذاری افزایشی)
• آزمایش هیدرومتری (کامل+ فرمول ها)

_________________________________________________________________

۵ نکات فنی و کارشناسی مرتبط با آزمون

از جمله نکات نمونه برداری از مصالح سنگی:

• تعریف عمومی طبقه بندی AASHTO
• 1-A: قلوه سنگ و شن و ماسه درشت؛ -2-A: شن و ماسه لای دار و رس داره؛ 3-A: ماسه ریزدانه؛ 4-A: خاک لایدار با حد روانی کم؛ 5-A: خاک لایدار با حد روانی زیاد؛ 6-A: رس با حد روانی کم؛  7-A رس با حد روانی زیاد و؛ 3-A: خاک های آلی 20=<GI ؛GI شاخص گروه است).
• خاکریزی زیرسازی راه، باید در گروههای AASHTO باشد به جز مواردی که از مصالح سنگی یا Rock Fill استفاده گردد.
• که اطلاعات استخراجی از آزمایش دانه بندی: پیش بینی حرکت آب در خاک؛ میزان نفوذپذیری؛ حساسیت خاک در مقابل یخبندان؛ خاصیت موئینگی؛ مناسب بودن به عنوان فیلتر و زهکش؛ مشخص کردن اندازه دانه ها؛ سنجش مقاومت اولیه خاک؛ تشریح نظری خاک؛ نوع دانه بندی و تشخیص یکنواختی.
•  اتلاف مجاز مصالح در آزمایش دانه بندی نباید بیشتر از ۲ درصد وزن کل مصالح باشد.
•  رفتار خاک های چسبنده بیشتر به نوع و درصد کانیهای ،رس تاریخچه زمین شناسی و درصد آب موجود در آن بستگی دارد تا این که به نحوه توزیع دانه بندی وابسته باشد. که بیشتر خاک های ریزدانه رسی، قلیایی هستند و وجود نمک ها و ناخالصی های دیگر ممکن است خاصیت اسیدی ایجاد کند.

• فواصل نمونه برداری برای انجام آزمایش تراکم آزمایشگاهی در مصالح سابگرید:

1. در صورت یکنواخت بودن جنس سابگرید از هر کیلومتر یک نمونه و در صورتی که جنس خاک تغییر کند. آزمایش بیشتری از تراکم به عمل آید.
2. جهت انجام آزمایش های دانه بندی؛ حدود اتربرگ و ارزش ماسه ای از قشر زیر اساس؛ در راه های فرعی و اصلی با عرض ۱۳ متر؛ هر ۵۰۰ متر یک آزمایش و در اتوبان ها، در هر باند، از فواصل ۳۰۰ متر، یک نمونه گرفته میشود.
3. آزمایش تراکم آزمایشگاهی برای قشر زیر اساسی از هر ۱۰۰۰ متر یکبار و در صورت تغییر جنس مصالح با توجه به تغییرات مصالح آزمایش تراکم بیشتری انجام میشود.
4. در صورت شروع تولید مصالح قشر اساس در پای سنگ شکن توسط عوامل پیمانکار با توجه به درخواست دستگاه نظارت از مصالح شکسته شده در پای سنگ شکن در غیر این صورت طبق دستور العمل وزارتی نمونه برداری نموده و آزمایشهای دانه بندی حدود اتربرگ ارزش ماسه ای و درصد شکستگی انجام میشود.
5. از مصالح حمل شده بر روی راه قشر اساس از فواصل ۲۵۰ متر آزمایش دانه بندی، حدود اتربرگ ارزش ماسه ای و درصد شکستگی به عمل می آید.
6.  نمونه برداری جهت انجام آزمایش تراکم آزمایشگاهی در قشر اساس در هر ۱۰۰۰ متر، یک بار و در صورت تغییر مصالح با توجه به تغییرات مصالح آزمایش بیشتری انجام خواهد شد.
7.  از مصالح شانه راه از هر ۱۰۰۰ متر، یک نمونه گرفته شده و آزمایش های دانه بندی حدود اتربرگ ارزش ماسه ای و در صورت لزوم آزمایش درصد شکستگی به عمل می آید.
8. در شانه راده آزمایش دانسیته در فواصل ۲۰۰ متری انجام میشود.
9. جهت انجام آزمایش تراکم آزمایشگاهی برای شانه ،راه حداقل هر ۲ کیلومتر یک آزمایش و در صورت تغییر جنس مصالح با توجه به تغییرات مصالح آزمایش تراکم بیشتری انجام میشود در قشرهای خاکریز از کناره راه،  فواصل چاله های دانسیته تا یک متر مانده به سطح نهایی خاکریز ۱۰۰ سانتیمتر از کناره راه و در حد فاصل یک متری تا سطح نهایی خاکریز، ۵۰ سانتی متر از کناره راه میباشد.

•  تجهیزات نمونه برداری:

ممکن است در دسته بندی خرید تجهیزات آزمایشگاه خاک،  تجهیزات مورد نظر برای نمونه برداری را ببینید و با ارزان ترین قیمت تهیه کنید.

شکل 1-1تجهیزات حفاری و نمونه گیری

آسفالت ایران

همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، آسفالت ایران منبع مهمی برای اطلاعات مفید در مورد نمونه برداری از مصالح سنگی است. همچنین مطالب قبلی وبسایت در مورد خاک میتواند به شما کمک کند. امیدواریم این مقاله برای روش نمونه برداری از مصالح سنگی به شما در درک نحوه این  نمونه برداری و نحوه انتخاب تجهیزات آزمایش کمک کند. لطفاً برای سوالات یا راهنمایی و خرید تجهیزات آزمایشگاه بتن در برند و جنس های مختلف در مورد درخواست خود با کارشناسان مجموعه ما تماس بگیرید.

مطالب طبق کتاب راهنمای جامع آزمایشگاه مکانیک خاک ارائه شده است.