ارزش ماسه‌ای یک نسبت حجمی است که به صورت درصد بیان می‌شود و میزان ریزدانه‌های موجود در ماسه را نشان می‌دهد. وجود ناخالصی‌هایی مثل رس و گل‌ولای در ماسه اگر از حدی بیشتر شود، سبب پایین آمدن کیفیت بتن ساخته‌شده و آسیب‌پذیری بیشتر آن خواهد بود. هدف از انجام آزمایش ارزش ماسه ای، محاسبه نسبت حجم ماسه خالص به حجم کل مصالح (شامل ماسه، ناخالصی‌ها و ریزدانه‌های ناخواسته) است. نتیجه این آزمایش به ما نشان می‌دهد که آیا ماسه موردنظر جهت ساخت بتن مناسب است یا خیر!
کاربرد آزمایش ارزش ماسه ای
ارزش ماسه‌ای همان طور که از نامش پیدا است، معیاری برای میزان تمیز و خالص بودن ماسه مصرفی در بتن به حساب می‌آید. ماسه یا همان سنگدانه ریز، درصد زیادی از بتن یا ملات را تشکیل می‌دهد و کیفیت آن نقش مهمی در دوام و مقاومت محصول نهایی دارد. به همین دلیل استانداردهای معتبر، آزمایش هم ارز ماسه ای را به‌منظور سنجش کیفیت ماسه ارائه کرده‌اند. اما مواد ناخواسته در ماسه چه هستند و چه اثراتی بر بتن می‌گذارند؟
عوامل مضر و ناخواسته در سنگدانه‌ها به شرح زیر هستند:
سنگدانه‌های پوسیده و ضعیف: دانه‌های سنگی پوسیده و ناسالم، مقاومت کافی ندارند و باعث ضعف در خواص مکانیکی بتن می‌شوند.
ناخالصی‌ها: ناخالصی‌ها ذرات ناخواسته‌ای هستند که با دخالت در فرایند هیدراتاسیون سیمان، در واکنش‌های مرتبط با گیرش و سخت‌شدن بتن اختلال ایجاد می‌کنند.
قشرهای پوششی: قشرهای پوششی ریزدانه‌هایی از جنس رس، لای، غبار و … هستند که مانع ایجاد چسبندگی کامل بین سنگدانه‌ها و خمیر سیمان می‌شوند.
میزان ریزدانه‌های موجود در ماسه نباید از حد مجاز عبور کند؛ زیرا مشکلات زیر را ایجاد می‌کند:
- ریزدانه‌ها با احاطه کردن دانه‌های سنگی در بتن، مانع از برقرار اتصال کامل این اجزا با خمیر سیمان می‌شوند.
- ریزدانه‌ها سطح مخصوص بالایی دارند و می‌توانند حجم زیادی از آب موجود در بتن را به خود جذب کنند. بنابراین میزان آب مصرفی بتن را افزایش می‌دهند که خود مشکلات دیگری همچون کاهش مقاومت را به دنبال دارد.
- ریزدانه‌های رسی پس از جذب آب، متورم شده و با خشک شدن بتن و کاهش حجم قابل توجهی که دارند، سبب ایجاد ترک‌خوردگی در بتن می‌شوند.
جالب است بدانید محدوده مجاز ارزش ماسه‌ای در کاربردهای مختلف یکسان نیست. برای مثال از مصالحی با ارزش ماسه‌ای کمتر از 75% نمی‌توان در ساخت بتن استفاده کرد. حد بالای ارزش ماسه‌ای که برای تهیه بتن مناسب باشد کمتر از 100% است. در واقع وجود درصد ناچیزی از ریزدانه‌ها در بتن، برای پر کردن تخلخل‌ها و بهبود مقاومت سودمند خواهد بود.
روش انجام آزمایش ارزش ماسه ای
- برای انجام آزمایش هم ارز ماسه ای، ابتدا به یک استوانه مدرج حاوی محلول استوک تا ارتفاع 4 in نیاز داریم. محلول استوک ترکیبی از کلرورکلسیم، گلیسیرین و فرم‌آلدهید است که استفاده از آن، روند ته‌نشینی ماسه را سرعت می‌بخشد. همچنین استفاده از محلول استوک برای معلق نگهداشتن ریزدانه‌ها سودمند خواهد بود.
- در قدم بعدی به 110 گرم ماسه (یا 80 سانتی‌متر مکعب ماسه) نیاز داریم. این مقدار از ماسه باید از الک 4 رد شده باشد. نمونه آماده‌شده باید به استوانه مدرج و محلول استوک افزوده گردد. در این مرحله نیاز است با دست چند بار به قسمت زیرین استوانه ضربه بزنید تا ماسه به‌خوبی با محلول استوک ترکیب شود و هیچ حباب هوایی درون مخلوط باقی نماند.
- در این مرحله باید 10 دقیقه صبر کنید و ظرف را ساکن نگه دارید تا ذرات ماسه به طور کامل به وسیله محلول استوک مرطوب شوند. سپس سر استوانه را با چوب پنبه بپوشانید و با تکان دادن و وارونه کردن ظرف، ماسه چسبیده‌شده به ته استوانه را جدا کنید.
- حال زمانی است که باید استوانه را به روش دستی یا استفاده از شیکر مکانیکی تکان دهید تا توده‌های رسی موجود در ماسه باز شوند و کلیه ریزدانه‌ها از ذرات ماسه جدا گردند.
الف) روش دستی: در روش دستی باید استوانه را در حالت افقی نگه دارید و به مدت 30 ثانیه، 90 بار تکان دهید. در هر نوبت استوانه باید تنها در محور طولی خود و به اندازه 23 سانتی‌متر حرکت کند.
ب)روش استفاده از شیکر مکانیکی: در این روش ابتدا سر استوانه را ببندید و سپس روی لرزاننده قرار دهید. در ادامه استوانه مدرج و محتویات آن باید 45 ثانیه روی دستگاه لرزانده شود.
- پس از تکان دادن باید استوانه را به حالت عمودی روی میز قرار داده و با یک لوله که به مخزن محلول استوک متصل شده، محتویات آن را شست‌وشو دهید. با این کار باید کلیه مصالح از دیواره استوانه جدا شوند. لوله را به زیر سطح ماسه ببرید تا ضمن حرکت دادن ظرف، کلیه ریزدانه‌ها از ماسه‌ها جدا شده و به صورت معلق در سطح قرار گیرند. عمل شستشو و چرخاندن لوله باید تا زمانی طول بکشد که ارتفاع محتویات استوانه به 15 in برسد. سپس لوله را بدون قطع جریان از استوانه مدرج خارج کنید.
- در این مرحله استوانه باید به مدت 20 دقیقه در یک جا ساکن بماند. اگر این زمان برای تشکیل یک سطح مشخص از مواد معلق کافی نبود، همچنان صبر کنید تا سطح ریزدانه‌ها قابل تشخیص شود. سپس سطح بالای ریزدانه را قرائت کنید. چنانچه زمان مورد نیاز برای مشخص شدن سطح ریزدانه‌ها از 30 دقیقه تجاوز کند، آزمایش باید برای سه نمونه تکرار شود و کمترین زمانی که سطح ریزدانه‌ها مشخص شد، ارتفاع ذرات در همان نمونه قرائت می‌شود.
- برای قرائت سطح بالای ماسه ته‌نشین‌شده، سنبه آزمایش را وارد استوانه کنید و به آرامی پایین بیاورید تا روی سطح ماسه قرار گیرد. دقت کنید که این عمل باید بدون فشار دادن صورت گیرد. روی سنبه یک زائده پلاستیکی مشاهده می‌کنید که در فاصله 10 in از نشیمن‌گاه سنبه قرار گرفته. عدد منطبق بر زائده را از روی استوانه مدرج بخوانید و از 10 کم کنید تا عدد قرائت ماسه به دست آید. نتیجه آزمایش ارزش ماسه ای از فرمول زیر قابل محاسبه است.
استفاده از یونولیت سقفی با توجه به گرانی آن کمتر شده است؟
جمع‌بندی
آزمایش ارزش ماسه ای یا SE یکی از مهم‌ترین آزمایشات در ساخت بتن است و نتیجه آن اطلاعات مفیدی در خصوص ماسه مصرفی و شرایط استفاده از آن در اختیار ما قرار می‌دهد. این آزمایش همچنین در سایر حوزه‌های کاربردی مصالح ماسه‌ای همچون راه‌سازی، ساخت آسفالت و لایه‌های زهکشی برای تعیین مشخصات سنگدانه‌های مصرفی، به کار می‌رود.