اسلامپ بتن چیست؟

سنجش اسلامپ بتن چیست؟

"سنجش اسلامپ بتن" (Concrete Slump Test) یا "سنجش مخروط اسلامپ" (Slump Cone Test)، معیاری برای ارزیابی یکنواختی کیفیت بتن از نظر روانی و کارایی در سرویس های مختلف میکسر یا اصطلاحا هر "بچ" (Batch) است.

با استفاده از سنجش اسلامپ بتن، تاثیر تغییرات خوراک میکسر بر روی روانی بتن به صورت روزانه یا ساعتی کنترل می شود. به عنوان مثال، افزایش اسلامپ بتن می تواند بیانگر افزایش ناگهانی رطوبت سنگدانه ها باشد. اسلامپ خیلی بالا یا خیلی پایین به عنوان یک زنگ خطر برای اپراتور میکسر محسوب می شود. با مشاهده این موارد، اپراتور باید شرایط را برای برگشت بتن به حالت عادی فراهم کند.فرآیند ساده، دسترسی آسان به تجهیزات، هزینه پایین تجهیزات، قابل حمل بودن تجهیزات و امکان اجرای آزمایش در محل پروژه، سنجش اسلامپ بتن را به محبوب ترین و پرکاربردترین آزمایش تعیین روانی بتن تبدیل کرده است.

   |

تجهیزات مورد نیاز سنجش اسلامپ بتن چه هستند؟

معمولا از تجهیزات زیر برای انجام آزمایش اسلامپ بتن استفاده می شود:

*مخروط اسلامپ: یک قالب فلزی به شکل مخروط ناقص با ارتفاع 300 میلیمتر، قطر پایینی 200 میلیمتر، قطر بالایی 100 میلیمتر و ضخامت حداقل 1.5 میلیمتر (جنس این قالب باید به گونه ای باشد که با خمیر سیمان واکنش ندهد و از بین نرود.)

*میله کوبه (تراکم): یک میله فولادی به طول 600 میلی متر، قطر 15 میلی متر و یک یا دو انتهای گرد (مانند نیم کره)

*صفحه پایه: صفحه ای صاف با ابعاد پیشنهادی 600*600 میلی متر (این صفحه که در زیر مخروط اسلامپ قرار می گیرد، باید جنسی سفت، سخت و غیر جاذب داشته باشد.)

*خط کش فلزی

*چمچه (سرتاس): یک ملاقه فلزی برای ریختن ملات در مخروط اسلامپ

*برس (فرچه)

*پارچه مرطوب

*لوازم دیگر: با توجه به دقت مورد نیاز آزمایش و تجهیزات قابل دسترس می توان از لوازم بیشتری نظیر قیف، بیلچه، ظرف اختلاط، پارچه مرطوب و زمان سنج نیز استفاده کرد.    

نکته بسیار مهم در اجرای سنجش اسلامپ بتن این است که تجهیزات آزمایش حتما باید از جنس مواد غیر جاذب باشند و هیچ واکنش شیمیایی با خمیرسیمان ندهند.

مراحل اجرای سنجش اسلامپ بتن

در این بخش، مراحل اجرای سنجش اسلامپ بتن را به صورت گام به گام شرح خواهیم داد:

مرحله اول: تمیزکاری قالب

در ابتدا باید سطح داخلی مخروط اسلامپ را به وسیله یک برس (برای کندن بتن های جامانده از آزمایش های قبلی) و یک پارچه مرطوب تمیز کنید.

مرحله دوم: آماده سازی و جانمایی قالب

مخروط اسلامپ را به نحوی بر روی صفحه پایه قرار دهید که قطر بزرگ آن پایین (بر روی صفحه) و قطر کوچک آن بالا باشد.پاهای خود را بر روی برجستگی های پایینی مخروط اسلامپ (محل مخصوص پا) قرار دهید تا قالب به صورت محکم و بدون حرکت بر روی صفحه باقی بماند. 

مرحله سوم: ریختن نمونه بتن تازه

بتن تازه را توسط چمچه درون مخروط بریزید. ریختن بتن تازه باید در سه لایه با حجم های برابر صورت گیرد. توجه داشته باشید که پیش از این مرحله، نمونه بایستی در ظرف اختلاط هم زده شده باشد. 

مرحله چهارم: تراکم نمونه

بعد از ریختن هر لایه، 25 ضربه توسط میله کوبه به آن وارد کنید. این ضربات باید به صورت یکنواخت بر روی هر لایه وارد شود و تمامی نواحی روی سطح مقطع آن را پوشش دهد. بعد از ریختن و ضربه زدن به لایه اول، تمرکز ضربه ها (حدود نیمی از آنها) باید به سمت مرکز قالب باشد. نحوه ضربه زدن باید به گونه ای باشد که میله از لایه فعلی رد شده و به لایه زیرین آن نفوذ کند. اگر بعد از ضربه زدن به لایه سوم، سطح بتن از سطح بالایی مخروط پایین تر بود، مقداری بتن به قالب اضافه کنید و به ضربه زدن ادامه دهید. در انتها باید مقداری از بتن  بالاتر از سطح مخروط وجود داشته باشد.

مرحله پنجم: تمیزکاری روی قالب و صفحه پایه

بتن اضافی را توسط میله از روی مخروط کنار بزنید. این عمل باید با حرکت اره ای و غلطشی میله صورت گیرد. در آخر، مواد ریخته شده به اطراف مخروط را از روی صفحه پایه تمیز کنید.

مرحله ششم: بیرون کشیدن قالب

مخروط را به آرامی بالا و به صورت عمودی از روی بتن به سمت بالا بکشید. پس از خروج قالب، بتن به سمت پایین حرکت می کند. این حرکت ناشی از وزن بتن است. 

مرحله هفتم: بررسی کیفیت اولیه نمونه

اگر نمونه به طور کامل ریزش کند یا به صورت قطری بریده شود، باید ضمن ثبت این نتیجه، آزمایش را توسط یک نمونه دیگر از همان بتن قبلی تکرار کرد. اگر دو آزمایش متوالی با ریزش کامل یا برش قطری بخشی از نمونه همراه بود، احتمالا بتن مورد آزمایش از نظر پلاستیسیته و چسبندگی برای سنجش اسلامپ مناسب نیست. در صورت رخ ندادن این موارد، به مرحله بعدی می رویم.

مرحله هشتم: اندازه گیری اسلامپ

بعد از بیرون کشیدن مخروط، آن را به صورت برعکس در کنار نمونه بتن قرار دهید (به صورتی که قطر کوچک روی صفحه و قطر بزرگ به سمت بالا قرار داشته باشد). سپس، میله را بر روی قالب قرار دهید و توسط خط کش، فاصله عمودی بین میله تا مرکز نمونه را اندازه گیری کنید. عدد به دست آمده، با عنوان "عدد اسلامپ" (Slump Value) شناخته می شود.

مرحله نهم: ثبت عدد اسلامپ

در انتها، عدد اسلامپ به دست آمده را با حداقل مقدار مورد نیاز پروژه مقایسه و آن را ثبت کنید. در صورت عدم تایید کیفیت بتن، باید دلیل موضوع (طرح اختلاط، نسبت آب به سیمان، افزودنی های مورد استفاده و ...) را یافته و اقدامات لازم برای برطرف کردن مشکل را انجام دهید. حداقل عدد اسلامپ مورد قبول برای بتن معمولی حدود 5 میلی متر است.

ملاحظات: در هنگام اجرای سنجش اسلامپ بتن حتما موارد زیر را در نظر بگیرید:

*سطح داخلی قالب باید تمیز و عاری از رطوبت اضافی باشد.

*هیچ گونه لرزشی در صفحه پایه وجود نداشته باشد.

*آزمایش باید حدود 2 تا 5 دقیقه بعد از نمونه برداری انجام شود.

انواع اسلامپ بتن

بعد از اجرای سنجش اسلامپ بتن، چهار حالت مختلف برای شکل نمونه مورد آزمایش وجود خواهد داشت. این شکل ها عبارت هستند از:

اسلامپ ریزشی:

اسلامپ ریزشی حالتی است که در آن، بتن به طور کامل وا رفته و به روی صفحه می ریزد. این اسلامپ نشان دهنده نسبت آب به سیمان بالا یا طرح اختلاطی با کارایی بالا است. در صورت بالا بودن نسبت آب به سیمان باید بر روی این موضوع بازنگری های لازم صورت گیرد اما در صورت نیاز به بتنی با کارایی بالا، استفاده از سنجش اسلامپ بتن به هیچ عنوان پیشنهاد نمی شود. 

اسلامپ برشی

اسلامپ برشی حالتی است که در آن، بخش بالایی نمونه روی یک سطح برش می لغزد. این اسلامپ نشان دهنده مناسب نبودن بتن و نیاز به آزمایش مجدد است. اگر اسلامپ نمونه های بعدی نیز از نوع برشی باشد، به این نتیجه می رسیم که مخلوط بتن چسبندگی کافی را ندارد. اسلامپ برشی معمولا در طرح اختلاط هایی با سنگدانه های زبر و خشن رخ می دهد. 

اسلامپ صفر

اسلامپ صفر، حالتی است که نمونه بتن بدون هیچ نشستی در جای خود باقی می ماند. این اسلامپ، نشان دهنده نسبت آب به سیمان بسیار پایین (اختلاط خشک) است.     

اسلامپ واقعی

اسلامپ واقعی، تنها حالتی است که در سنجش اسلامپ بتن مورد قبول واقع می شود. در یک اسلامپ واقعی، بتن مورد آزمایش تنها با نشست همراه بوده و شکل آن کم و بیش مشابه قالب مخروطی است. اگر طرح اختلاط بتن دارای نسبت آب به سیمان پایین باشد (مانند بتن مگر)، نتایج سنجش اسلامپ بتن معتبر نخواهد بود. در این موارد، با یک تغییر کوچک در طرح اختلاط، امکان تغییر اسلامپ واقعی به اسلامپ صفر یا حتی اسلامپ ریزشی وجود دارد.

عدد اسلامپ چیست؟

عدد اسلامپ ( نشست عمودی)، معیاری برای ارزیابی روانی بتن بر حسب میلی متر یا اینچ است. هر عدد اسلامپ یک کاربری مخصوص دارد. در جدول زیر، عدد اسلامپ بر حسب کارایی و کاربرد مورد نظر مشخص شده است.

عوامل موثر بر اسلامپ بتن چه هستند؟

از عوامل موثر بر میزان اسلامپ بتن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- نسبت آب به سیمان

2- خواص مواد تشکیل دهنده: خواص شیمیایی، میزان درشتی، توزیع دانه بندی ذرات، رطوبت و دمای مواد سیمانی به همراه اندازه، بافت، دانه بندی، تمیزی و رطوبت سنگدانه ها (شن و ماسه)

3- افزودنی های شیمیایی: مقدار، نوع، ترکیب، ترتیب اضافه کردن و اثرگذاری افزودنی های شیمیایی

4- حفره های موجود: نسبت فضای خالی در مخلوط بتن

5- روش و تجهیزات بچینگ، اختلاط و انتقال بتن

6- دمای بتن

7- شرایط آزمایش: نحوه نمونه برداری، روش اجرای سنجش اسلامپ و وضعیت تجهیزات آزمایش

8- زمان: اختلاف زمانی بین اختلاط بتن و انجام آزمایش

استانداردهای سنجش اسلامپ بتن چیستند؟

نحوه اجرای سنجش اسلامپ بتن در استانداردها و دستورالعمل های  مختلفی آورده شده است که معمولا اختلاف زیادی بین آنها وجود ندارد. از بین این استانداردها  و دستورالعمل ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

استاندارد آمریکا

در آمریکا از استانداردهای ASTM و دستورالعمل های AASHTO برای اجرای سنجش اسلامپ بتن استفاده می شود. در استانداردهای آمریکا صراحتا ذکر شده است که مخروط اسلامپ باید دارای ارتفاعی معادل 12 اینچ (حدود 30 سانتی متر)، قطر پایینی 8 اینچ (حدود 20 سانتی متر) و قطر بالایی 4 اینچ (حدود 10 سانتی متر) باشد. به علاوه، طبق استاندارد ASTM، مرحله بالا کشیدن مخروط باید به صورت عمودی و بدون هیچ چرخش دایره ای صورت گیرد. سنجش اسلامپ بتن با عنوان "روش استاندارد آزمایش اسلامپ بتن سیمانی آب بند" (Standard Test Method For Slump of Hydraulic-Cement Concerte) و با کدهای "ASTM C 143" و "AASHTO T 119" شناخته می شود.

استاندارد انگلیس و اروپا

استانداردهای اجرای سنجش اسلامپ بتن در انگلیس، ارتفاع 300 میلی متر، قطر پایینی 200 میلی متر و قطر بالایی 100 میلی متر را برای ابعاد مخروط اسلامپ استاندارد در نظر می گیرند. در استاندارد های انگلیس، الزامی به بالا کشیدن عمودی مخروط از روی بتن (موجود در استاندارد آمریکا) وجود ندارد. سنجش اسلامپ بتن در استانداردهای انگلیس با کد "BS 1881-102" و در استاندارد اروپایی با کد "BS EN 12350-2" مشخص شده است.

استاندارد ایران

در ایران از استاندارد "بتن تازه-قسمت دوم: تعیین روانی به روش اسلامپ-روش آزمون" برای سنجش اسلامپ بتن استفاده می شود. ابعاد پیشنهادی مخروط اسلامپ در این استاندارد اروپا است (با تلرانس 2 میلی متر). از طرف دیگر، استاندارد ایران نیز مشابه استاندارد آمریکا پیشنهاد می کند که قالب به صورت یکنواخت و بدون هیچ حرکت جانبی (در مدت 5 تا 10 ثانیه) از روی بتن به سمت بالا کشیده شود. سنجش اسلامپ بتن در استاندارد ایران با کد "ISIRI 3203-2" مشخص شده است.

تجهیزات و روش های دیگر

به منظور اجرای سریع سنجش اسلامپ بتن، از تجهیزات جدیدی با عنوان "K Slump Tester" استفاده می شود. این دستگاه می تواند در یک دقیقه بعد از وارد کردن آن به درون بتن تازه عدد اسلامپ را اندازه گیری کند. به علاوه، کارایی نسبی بتن نیز به کمک این دستگاه قابل ملاحظه است. البته برای مواردی که کارایی بتن بالا (اصطلاحا شل) باشد، سنجش اسلامپ بتن پیشنهاد نمی شود. در این مورد، "آزمون میز جریان" (Flow Table Test) به منظور تعیین روانی و کارایی بتن مورد استفاده قرار می گیرد.