هدف
* این استاندارد سه روش جهت انجام آزمایش و تعیین مقاومت مصالح در مقابل ازهم‌پاشیدگی و خرد شدن در اثر سرما و گرما را ارائه می‌دهد. با انجام این آزمایش‌ها، اطلاعات مفیدی در مورد مقاومت مصالح در مقابل هوا به‌ویژه هنگامی‌که اطلاعات مناسبی ازنظر رفتار مصالح در مقابل هوا در دسترس باشد، بدست می‌دهد.
لوازم آزمایش
لوازم آزمایشی شامل :
دستگاه‌های یخبندان – مقررات و شرایط ویژه‌ای ازنظر اندازه و نوع دستگاه‌های سرمازا وجود ندارد و تعدادی از آزمایشگاه‌ها انواع مختلفی از دستگاه‌های سردکننده با اندازه و انواع مختلف در دسترس دارند. آنچه در دستگاه‌های سردکننده حائز اهمیت است، آن است که علاوه بر ظرفیت مورد لزوم جهت آزمایش دمای داخلی اطاقک سردخانه قابل تنظیم تا بیش از ۲۶ – درجه سانتی‌گراد (۱۵ – درجه فارنهایت) نباشد.
قوطی‌های نمونه – قوطی‌های نمونه باید فلزی باشد ولی بهتراست از قوطی پلاستیکی، لاستیکی و یا مواد دیگری که در آن‌ها خورندگی ایجاد نشود استفاده نمود.
الک‌ها – اندازه الک‌ها باید مطابق با استاندارد AASHTO: M92 به‌منظور اهداف آزمایش باشد.
ترازو – ترازو باید مطابق استاندارد A.ASHTO: M231 باشد و برای هدفی که لازم است وزن اولیه نمونه مورد آزمایش تعیین گردد.
اون برای خشک‌کردن نمونه‌ها – این اون ها باید توانایی لازم را برای نگهداری جریان هوائی به دمای ۵ ± ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد یا90± 230 درجه فارنهایت را داشته باشند.
مخزن یخبندان – این مخازن ابعاد و اندازه‌هایش باید به‌قدری باشد که نمونه‌ها و قوطی‌های نمونه را در داخل آن به‌صورت کاملاً غوطه‌ور به همان صورتی که روش استاندارد فوق پیشنهاد می‌کند قرارداد مگر اینکه مخازنی به‌صورت دیگر نیاز باشد. آب یا محلول‌های مخزن یخبندان باید در دمای ۲۱ تا ۲۴ درجه سانتی‌گراد ( ۷۰ تا ۷۵ درجه فارنهایت) در مدت‌زمان یخبندان باقی بماند.
نمونه‌هایی آزمایش
* مصالح سنگی ریزدانه – مصالح سنگی ریزدانه مورد آزمایش باید رد شده از الک5/9 میلی‌متر (اینچ ) باشند. نمونه باید به‌اندازه‌ای باشد که از هرکدام از مصالح مانده روی الک‌های مندرج در جدول شماره 2-7 نمونه‌ای برابر ۱۰۰ گرم جهت آزمایش برداشته شود، ضمناً مانده روی الک‌ها باید ۵ درصد یا بیشتر از ۵ درصد از این مقادیر باشد. الک‌های مورداستفاده به شرح جدول ذیل عبارتنداز:
| اندازه الک‌هایی که مصالح از آن‌ها عبور می‌کند | اندازه الک‌هایی که مصالح روی آن‌ها باقی می‌ماند |
| نمره(30) 600/0 میلی‌متر | نمره(50) 300/0 میلی‌متر |
| (نمره16) 1/18 میلی‌متر | نمره(30) 600/0 میلی‌متر |
| (نمره 8) 2/36 میلی‌متر | (نمره16) 1/18 میلی‌متر |
| (نمره 4) 4/75 میلی‌متر | (نمره 8) 2/36 میلی‌متر |
| (نمره 3/8 اینچ ) 9/5 میلی‌متر | (نمره 4) 4/75میلی‌متر |
جدول 2-7: الک‌های مورد نیاز آزمایش
* مصالح سنگی درشت – در مورد آزمایش مصالح سنگی در شماست، مصالح بر روی الک نمره ۴ یا 75/4 میلی‌متر دانه‌بندی می‌شود و جهت آزمایش مصالح رد شده از الک نمره ۴ مانند بند ۳- 1 باید عمل شود و برای مصالح مانده روی الک نمره ۴ تعیین اندازه‌های مختلف بر اساس جدول شماره 2-8 می‌باشد. نمونه اصلی علاوه بر اینکه باید دارای مقادیر لازم برای اجرای آزمایش بر اساس جدول شماره 2-8 باشد بلکه درصد مانده نمونه اصلی روی الک‌های مزبور باید ۵ درصد یا بیش از ۵ درصد از این مقادیر تجاوز نماید.
| اندازه الک‌ها | مقدار نمونه |
نمره 4 تا اینچ (4/75 تا 9/5 میلی‌متر) | 300 گرم |
| تا اینچ (9/5 تا 19 میلی‌متر) | 100 گرم |
| مرکب از : | |
| اینچ تا اینچ (5/9 تا 5/12 میلی‌متر) | 33% |
| اینچ تا اینچ (5/12 تا 19 میلی‌متر) | 67% |
| اینچ تا اینچ (19 تا 5/37میلی‌متر) | 1500 گرم |
| مرکب از : | |
| اینچ تا 1 اینچ (19 تا 25 میلی‌متر) | 33% |
1 اینچ تا اینچ (25 تا 37/5 میلی‌متر) | 67% |
| مرکب از : | |
| اینچ تا 2 اینچ (37/5 تا 50 میلی‌متر) | |
1اینچ تا اینچ (50 تا 63 میلی‌متر) | |
| اندازه‌های بزرگ‌تر به ازای هر 25 میلی‌متر (1 اینچ) روی سایر الک‌ها | 3000 گرم |
جدول 2-8: مقدار درصد مانده بر روی هر الک برای مصالح سنگی درشت
* نمونه‌هایی که مانده روی الک‌های آن‌ها کمتر از ۵ درصد بر طبق موارد مندرج دربندهای قبلی باشد آن اندازه‌هایی که کمتر از ۵ درصد است. نباید آزمایش شود ولی به‌منظور محاسبه نتایج آزمایشات باید توجه داشت که افت حاصل از دانههایی که مانده روی الک‌های آن کمتر از ۵ درصد است، درصد افت وزنی یکسانی به میزان میانگین افتت دانه‌های ماقبل کوچک‌تر و مابعد بزرگ‌تر از خود دارند و اگر یکی از اندازه‌ها در نمونه اصلی وجود نداشته باشد همان افت وزنی برابر با نمونه ما قبل کوچک‌تر یا مابعد بزرگ‌تر از خود را (وقتی‌که این اندازه از دانه در نمونه وجود داشته باشد) در نظر بگیرید.
هنگامی‌که اندازه‌های (
تا
اینچ) یا 9/5 تا ۱۹ میلی‌متر و (
تا
اینچ) یا ۱۹ تا 37/5 میلی‌متر و (
تا
اینچ) یا 37/5 تا 63 میلی‌متر از نمونه‌های آزمایشی مندرج دربند ۲-۳ به علت عدم وجود یکی از دو اندازه مزبور را نتوان تهیه نمود به‌ناچار همان اندازه موجود را باید برای آزمایش تهیه نمود.
آماده‌سازی نمونه آزمایشی
* مصالح سنگی ریز – مصالح سنگی ریز روی الک نمره10۰ (0/15 میلی‌متر)باید کلاً شسته شده و در دمای 5±110 درجه سانتی‌گراد (9±230 درجه فارنهایت) خشک‌شده از سپس به اندازه‌های مختلفی با الک کردن به شرح ذیل تفکیک شود:
نمونه دانه‌بندی شده را پرروی الک‌ها تفکیک نمایید (در کل 100 گرم نمونه کافی باشد.) از دانههایی که به داخل شبکه‌های الک می‌چسبند نباید استفاده کرد. پس از الک کردن نمونه اصلی بر روی الک‌ها 100 گرم از هرکدام از دانه‌های مختلف توزین شده و هرکدام از اندازه‌های تفکیک‌شده را داخل قوطی‌های آزمایش مجزا به‌منظور انجام آزمایش قرار دهید.
* مصالح سنگی درشت‌دانه – نمونه مصالح سنگی درشت‌دانه باید کاملاً شسته شده و مقدار ثابتی از آن در دمای ۵ ±۱۱۰ درجه سانتی‌گراد(۹ ±۲۳0 درجه فارنهایت ) خشک می‌گردد و بایستی این نمونه بر روی الک‌ها طبق موارد مندرج دربند ۳-۲ دانه‌بندی شود. مقادیر وزنی تعیین‌شده را داخل قوطی‌های مجزا به‌منظور آزمایش قرار داده شود. درصورتی‌که دانه‌ها درشت تراز( ) باشد. تعداد ذرات شمارش خواهد شد.
* تخته‌سنگ – تخته‌سنگ‌ها باید به قطعات یک‌شکل و یک اندازه و بالنتیجه یکنواخت تقسیم‌شده و هر قطعه به وزن 100 گرم باشد. نمونه آزمايشي باید ۔ 500 گرم، 2± درصد باشد، نمونه باید كاملاً شسته شده و بر طبق بند ۴-۲ خشک شود.
روش آزمایش
* طبق آزمایش به A- غوطه‌ور نمودن کل
طبق روش A نمونه‌ها به مدت ۲۴ ساعت قبل از شروع سیکل یخبندان باید داخل
غوطه‌ور شود و در شرایط غوطه‌وری در معرض سرما و گرما قرار گیرد. نوع قوطی‌های آزمایش بستگی به نوع دستگاه خنک‌کننده دارد در بعضی از دستگاه‌های خنک‌کننده ظرف‌های با عمق کم از قابل‌قبول‌ترین لوازم دستگاه می‌باشد و در بعضی دیگر از این دستگاه‌ها قوطی‌های با عمق زیاد با سطح مقطع گرد یا مستطیل شکل ممکن است مورداستفاده قرار گیرد. تعیین زمان لازم برای یخ زدن نمونه‌ها و آب شدن یخ‌ها با توجه به حجم عادی نمونه‌ها و بستن آب باید انجام شود.
انجام آزمایش به روش B – غوطه‌وری بخشی از نمونه
بر طبق این روش اشباع نمونه‌ها با قرار دادن آن‌ها در معرض فشار هوا برابر 1 اینچ (4/25 میلی‌متر جیوه) صورت می‌گیرد و ایجاد سرما در خلأ با استفاده از محلول 0/5 درصد حجمی الکل اتیلیک داخل آب که به‌طور کامل نمونه‌ها را پوشانده و مدت 15 دقیقه نمونه در شرایط مذکور بماند.
* نمونه سپس از درون اطاقک خلأ بیرون آورده شده. نمونه مصالح درشت بایستی به‌اندازه عمق یک‌لایه داخل ظرف کم‌عمق (دستگاه یخبندان) محتوی
اینچ (6/4 میلی‌متر) محلول آب الکل قرار داد و در این شرایط نمونه یخ می‌زند. نمونه مصالح سنگی زیر با آسان‌ترین صورت قابل جابجایی با قرار دادن آن داخل توری‌های سیمی 0/250 میلی‌متری با ریزتر می‌باشد که بدین‌صورت داخل سینی‌های کم‌عمق قرار داده شده و نمونه‌های که در شرایط رطوبت سطحی قرار دارند یخ می‌زنند.
* زمان لازم برای یخ زدن، نمونه‌ها باید تعیین این زمان بستگی به تعداد نمونه‌های یخ‌زده و اثر دستگاه یخبندان دارد. در بعضی موارد مدت‌زمان 2 ساعت زمان مناسبی تشخیص داده شده است. پس از اتمام یخ زدن، نمونه‌ها بایستی برای مدت 30 دقیقه داخل محلول آب الکل در دمای 21 تا 24 درجه سانتی‌گراد (70تا 75 درجه فارنهایت) قرار گیرد تا یک سیکل آزمایش مقاومت در مقابل سرما انجام گیرد.
طبقه آزمایش به سه روش C – غیر قالب جز
– این روش همانند روش B است با این تفاوت که آب به جایی محلول آب – الکل به کار می‌رود.
سیکل‌ها
* تناوب یخ زدن و گرم شدن باید تکرار گردد تا تعداد لازم سیکل‌ها بدست آید.
توجه – بعضی از آزمایش‌کنندگان به ترتیب تعداد ۵۰، ۱۶ و ۲۵ سیکل را برای روش‌های A،B و C لازم می‌دانند.
بررسی کمی
– بررسی کمی به شرح ذیل است:
* پس از اتمام آخرین سیکل هر نمونه در دمای 5± 110 درجه (9± 230 درجه فارنهایت) تا رسیدن به جرم ثابت خشک می‌گردد جزء در مورد مصالح سنگی ریز یا تخته‌سنگ‌ها که رد شده از الک و مانده روی الک دیگر ب منظور تعیین اندازه مناسب تشخیص داده شده و مواد مانده روی الک‌ها باید وزن شده و مقدار آن‌ها یادداشت گردد.
| اندازه مصالح سنگی | الک‌هایی که برای تعیین افت وزنی به کار می‌روند |
( تا ) 37/5 تا 63 میلی‌متر | (31/5 میلی‌متر ) اینچ |
( تا ) 19تا 37/5 میلی‌متر | (16 میلی‌متر) اینچ |
( تا ) 9/5 تا 19 میلی‌متر | (3 میلی‌متر) اینچ |
| () 75/4 تا 5/9 میلی‌متر | (4میلی‌متر) نمره 5 |
جدول 2-9: الک‌هایی که برای تعیین افت وزنی به کار می‌روند
* نمونه‌های مصالح سنگی ریز باید روی الک مانده اولیه به‌منظور تعیین افت وزنی آن‌ها الک شود. مواد مانده روی هر الک باید وزن شده و مقدار آن یادداشت گردد.
* در مورد تخته‌سنگ، افت وزنی تخته‌سنگ‌ها، وزن نهایی تخته‌سنگ‌هایی که دو یا سه قطعه نشده‌اند از مقدار جرم اولیه نمونه باید کسر گردند.
گزارش
* گزارش باید شامل اطلاعات به شرح ذیل باشد.
توجه – جدول 2-9 استاندارد AASHTO: T104 با مقادیر آزمایشی که به‌منظور مثال داده شده، یک فرم برای گزارش اطلاعات پیشنهادشده است. مقادیر نشان داده شده ممکن است برای هر روش نباشد و بستگی به کیفیت مصالح سنگی دارد.
* جرم هر بخش از نمونه قبل از آزمایش
* به جزء در مورد تخته‌سنگ‌ها، افت واقعی هر بخش از نمونه به‌عنوان درصدی از جرم‌بخش اولیه باید بیان گردد.
* میانگین وزنی از درصد افت هر بخش بر اساس دانه‌بندی نمونه که برای آزمایش بدست آمده یا ترجیحاً روی دانه‌بندی میانگین بخشی از مصالح که در معدن تهیه‌شده و معرف کل نمونه است محاسبه می‌گردد. در این محاسبه برای اندازه‌های ریزتر از الک 300/0 میلی‌متر افت معادل صفر درصد فرض می‌شود.
* در مورد تخته‌سنگ‌ها مقدار افت تعیین‌شده باید به‌عنوان درصدی از جرم اولیه گزارش شود.
* اگر مطالعه کردن مدنظر باشد یا وقتی‌که درخواست شده باشد، نوع شکست ذرات جداشده، در نمونه باید گزارش شود.