بتن به عنوان کاربردیترین و اصلیترین ماده و مصالح ساختمانسازی شناخته میشود و در تولید بسیاری از مصالح دیگر نیز به کار میرود. کیفیت بتن میتواند تاثیر بسیار زیادی در ماندگاری، طول عمر و زیبایی مصالح و پروژههای ساختمانی داشته باشد.
آزمایش اسلامپ یکی از تستهای ساده و کاربردی است که میتواند میزان جریان پذیری و روانی بتن را قبل استفاده در پروژههای مختلف ارزیابی کند.
آزمایش اسلامپ بتن به عنوان یکی از مهمترین روشهای ارزیابی روانی و یکنواختی بتن شناخته میشود. این تست میتواند به بهبود کیفیت و ماندگاری مصالح ساختمانی همچون موزاییک پلیمری، واش بتن و کفپوش بتنی کمک کند.
آزمایش اسلامپ بتن در حقیقت فقط بر روی یک پیمانه از بتن تازه انجام میگردد تا از تطبیق میزان کارایی بتن ارسال شده به محل پروژه با میزان کارایی موردنیاز از بتن اطمینان حاصل شود. در ادامه مطلب به بررسی کامل آزمایش اسلامپ بتن، شرایط آزمایش و مزایای آن پرداخته میشود.
آزمایش اسلامپ بتن چیست؟
سنجش اسلامپ بتن (Concrete Slump Test) یا سنجش مخروط اسلامپ (Slump Cone Test) در حقیقت معیاری برای ارزیابی میزان یکنواختی و روانی بتن است و میتواند تأثیر تغییرات خوراک میکسر بر روی روانی بتن را کنترل کند.
به عنوان نمونه زمانی که اسلامپ بتن افزایش پیدا میکند نشان دهنده افزایش ناگهانی رطوبت سنگدانهها خواهد بود. زمانی که اسلامپ بتن خیلی زیاد یا خیلی کم باشد میتواند باعث افت کیفیت آن و عدم راندمان و کارایی مناسب آن باشد.
در اصل آزمایش اسلامپ بتن به دلیل فرآیند ساده، دسترسی آسان به تجهیزات، هزینه پایین تجهیزات، قابل حمل بودن تجهیزات و امکان اجرای آزمایش در محل پروژه و … بهترین و محبوبترین تست روانی بتن میباشد.
در این آزمایش، از یک قالب مخروطی شکل و ابزارهای ساده استفاده میشود. موزاییک پلیمری، به دلیل نیاز به یکنواختی و کیفیت بالا در ترکیب بتن، از نتایج دقیق آزمایش اسلامپ بهره میبرد. همچنین، برای تولید واش بتن، که به ظاهر و استحکام نهایی آن وابسته است، کنترل روانی بتن اهمیت بالایی دارد. کفپوش بتنی نیز که در کفسازی پروژههای مختلف استفاده میشود، به نتایج آزمایش اسلامپ متکی است تا از کارایی و مقاومت آن اطمینان حاصل شود.
لوازم و شرایط آزمایش اسلامپ بتن
برای اجرای آزمایش روانی بتن مانند انواع آزمایشهای دیگر لازم است که از ابزارها و تجهیزات مختلفی استفاده شده و شرایط ویژهای فراهم شود. اصلیترین تجهیزات مورد نیاز برای اجرای این تست به شرح زیر هستند:
- مخروط اسلامپ که یک قالب فلزی به شکل مخروط ناقص با ارتفاع ۳۰، قطر پایینی ۲۰ و قطر بالایی ۱۰ سانتیمتر و ضخامت مشخص (۱.۵ میلیمتر) است.
- میله کوبه (تراکم) که یک میله فولادی با طول ۶۰ و قطر ۱.۵ سانتیمتر است.
- صفحه پایه که دارای ابعاد ۶۰ * ۶۰ سانتیمتر بوده و کاملاً سفت، سخت و غیر جاذب است
- خط کش فلزی
- چمچمه یا ملاقه فلزی برای ریختن بتن
- برس (فرچه)
- پارچه مرطوب قیف، بیلچه، ظرف اختلاط، زمانسنج و …
این آزمایش همچنین باید در شرایط ویژهای انجام شود که مهمترین موارد آن به شرح زیر خواهند بود.
- ظرف مورد استفاده برای نمونه برداری بتن نباید قابلیت جذب آب داشته باشد.
- آزمایش اسلامپ باید پانزده دقیقه بعد از میکس و اختلاط بتن انجام شود.
- در زمان بالا کشیدن مخروط ناقص، نباید هیچگونه حرکت جانبی و یا چرخشی به قالب و بتن وارد شود
- حتماً ۲۵ ضربه توسط میله فولادی در هر مرحله از اعمال بتن به مخروط ناقص اعمال گردد تا از تراکم بتن مورد آزمایش اطمینان حاصل شود.
- زمان عملیات آزمایش اسلامپ از آغاز تا پایان نباید بیش از ۱.۵ دقیقه طول بکشد.
مزایای آزمایش اسلامپ بتن
به صورت کلی برای هر نوع ماده و مصالح ساختمانی استانداردهای مختلفی وجود دارد که میتواند کیفیت، مقاومت، کارایی و واکنشهای آن در شرایط مختلف را بررسی کند.
آزمایش اسلامپ بتن نیز نوعی تست کاربردی است که برای بررسی و ارزیابی کیفیت، روانی و یکنواختی آن به کار میرود. از جمله مهمترین مزیتهای آزمایش اسلامپ بتن میتوان به موارد زیر اشاره داشت:
- این آزمایش بسیار ساده بوده و نیاز به مهارت و تخصص خاصی برای اجرا ندارد و افراد عادی نیز به سادگی و در سریعترین زمان ممکن قادر به انجام آن خواهند بود
- در هر زمان و مکانی میتوان این آزمایش را انجام داد و کیفیت بتن مورد استفاده در بخشهای مختلف ساختمان را بررسی کرد.
- آزمایش اسلامپ نیازی به تجهیزات آزمایشگاهی و پرهزینه ندارد و با کمترین هزینه قابل اجرا خواهد بود.
- نیازی به ارسال نمونه بتن به آزمایشگاه نیست و میتوان در محل پروژه آن را انجام داد.
- نتیجه این تست در سریعترین زمان ممکن مشخص میشود و میتوان سریعاً مشکل بتن را برطرف کردن و از بتن سالم و مطمئن در پروژه استفاده برد.
شرح آزمایش اسلامپ بتن
بعد از آنکه تمام تجهیزات و شرایط آزمایش اسلامپ بتن فراهم شد نوبت به اجرای آن خواهد رسید. انجام تست روانی بتن در چند مرحله مختلف انجام میشود که به شرح زیر خواهند بود.
مرحله اول: تمیز کردن قالب آزمایش
همانطور که گفته شد وسیله اصلی اجرای این تست یک قالب مخروطی شکل فلزی است که قابلیت جذب آب ندارد. این قالب ابتدا باید توسط برس و یک پارچه تمیز و مرطوب تمیز شود و هرگونه بتن جامانده از تستهای قبلی از سطح آن حذف گردد.
مرحله دوم: جانمایی قالب
در مرحله دوم و بعد از تمیز کردن قالب باید آن را بر روی صفحه پایه مخصوص قرار داد بهگونهای که قطر بزرگ آن (قطر پایین) بر روی صفحه و قطر کوچک آن به سمت بالا باشد. در این مرحله فرد باید پاهای خود را بر روی برجستگیهای پایینی مخروط اسلامپ قرار دهد تا قالب سفت و محکم بر روی صفحه قرار بگیرد.
مرحله سوم: ریختن بتن
در مرحله بعدی و بعد از جانمایی و تثبیت قالب باید بتن تازه به داخل مخروط ریخته شود. البته باید ۱۵ دقیقه از ساخت بتن گذشته باشد. ریختن بتن در این مرحله باید در سه لایه با حجمهای برابر صورت بگیرد. قبل از انجام این مراحل نیز باید نمونه مورد نظر در ظرف اختلاط به خوبی میکس و مخلوط شده باشد.
مرحله چهارم: متراکم کردن بتن
در چهارمین مرحله از آزمایش اسلامپ بتن باید اقدام به متراکم کردن آن نمود. در اصل بعد از ریختن هر لایه بتن باید ۲۵ ضربه توسط میله کوبه به آن وارد شود. ضربات وارد شده باید به صورت یکنواخت وارد شود تا تمامی نواحی روی سطح مقطع آن را پوشش دهد. بعد از ریختن و ضربه زدن به لایه اول باید توجه داشت که تمرکز ضربهها به سمت مرکز قالب باشد
- نحوه ضربه زدن باید به نحوی 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 پایینتر بود، باید مقداری بتن به قالب اضافه کرد و به ضربه زدن ادامه داد.
- در انتها باید مقداری از بتن بالاتر از سطح مخروط وجود داشته باشد.
مرحله پنجم: تمیزکاری روی قالب و صفحه پایه
بعد از متراکم سازی بتن داخل قالب باید میله را با حرکتی ارهای و غلتشی از روی آن کنار زد. سپس باید مواد ریخته شده به اطراف مخروط و همچنین سطح صفحه پایه را تمیز کرد.
مرحله ششم: خارج کردن قالب مخروطی
بعد از تمیز کردن قالب و صفحه و خارج کردن میله باید مخروط را به آرامی به طرف بالا و به شکل عمودی کشید تا بتن داخل آن کاملاً خارج شود. زمانی که مخروط به سمت بالا کشیده میشود بتن داخل آن به طرف پایین حرکت میکند که ناشی از وزن و روانی آن است.
مرحله هفتم: بررسی کیفیت اولیه نمونه
زمانی که نمونه بتن به صورت کامل ریزش کرد و با صورت قطری بریده شود لازم است که حتماً آزمایش با استفاده از یک نمونه دیگر تکرار شود. چنانچه دو آزمایش متوالی با ریزش کامل یا برش قطری بخشی از نمونه همراه باشد، احتمالاً بتن مورد آزمایش از نظر پلاستیسیته و چسبندگی برای سنجش اسلامپ مناسب نیست.
مرحله هشتم: اندازهگیری اسلامپ
اگر بتن در مرحله قبلی مشکلی نداشت و به صورت کامل از قالب جدا شد باید مخروط را به صورت معکوس در کنار نمونه قرار داد بهگونهای که قطر کوچک روی صفحه و قطر بزرگ به سمت بالا قرار داشته باشد. سپس باید میله را بر روی قالب قرار داده و توسط یک خطکش فاصله عمودی بین میله تا مرکز نمونه را اندازهگیری نمود. این عدد به عنوان عدد اسلامپ (Slump Value) شناخته میشود.
در نهایت باید عدد اسلامپ به دست آمده را با حداقل مقدار مورد نیاز پروژه مقایسه و آن را ثبت کرد. چنانچه کیفیت بتن تایید نشد باید دلیل و علت آن پیدا شود (طرح اختلاط، نسبت آب به سیمان، افزودنیهای مورد استفاده و …) و سپس اقدامات لازم در جهت بهبود کیفیت بتن انجام شود. حداقل عدد اسلامپ مورد قبول برای بتن معمولی حدود ۵ میلیمتر است.
رفتارهای مختلف بتن در تست اسلامپ
بعد از اجرای تست اسلامپ بتن، ممکن است که نتایج مختلف به دست بیاید و بتن رفتارهای مختلفی از خود نشان بدهد. به صورت کلی بتن میتواند ۴ نوع رفتار متفاوت در تست اسلامپ داشته باشد که به شرح زیر هستند:
اسلامپ واقعی
اسلامپ واقعی تنها حالتی است که نشان میدهد بتن از کیفیت و کارایی مطلوبی برخوردار است. در این حالت ریزش بتن معقول بوده و میتوان از آن در بخشهای مختلف سازه استفاده کرد. در اسلامپ واقعی بتن مورد آزمایش تنها با نشست همراه بوده و شکل آن کم و بیش مشابه قالب مخروطی خواهد بود.
اسلامپ صفر
این حالت حالتی از بتن است که نمونه بدون هیچ نشستی در جای خود باقی میماند و نشاندهنده خشک بودن ملات و نسبت پایین آب به سیمان خواهد بود.
به صورت کلی زمانی که اسلامپ به دست آمده کمتر از ۱۰ میلیمتر باشد، بتن مورد نظر از حداقل روانی مورد نیاز تست اسلامپ بتن برخوردار نبوده و در این صورت باید طرح اختلاط بتن تغییر کند. در اصل اسلامپ صفر زمانی رخ خواهد داد که جریان پذیری و روانی مخلوط بتن صفر باشد و تغییر اندازه نداشته باشد.
اسلامپ ریزشی
اسلامپ ریزشی حالتی است که در آن بتن کاملاً وا رفته و قادر به حفظ شکل قالب نیست. این اسلامپ نشان میدهد که نسبت آب به سیمان بسیار زیاد است و اختلاط بتن به خوبی صورت نگرفته است. اگر نسبت آب به سیمان بالا باشد مخلوط به سادگی جاری میشود و از گیرش کافی برخوردار نخواهد بود و در نهایت به صورت کامل بر روی صفحه پخش میشود
اسلامپ برشی
اسلامپ برشی حالتی است که در آن بخش بالایی نمونه بتن روی یک سطح برش میلغزد. این حالت نشان میدهد که بتن کیفیت مناسبی نداشته و ترکهای برشی در کناره بتن ظاهر میشود. در این شرایط آزمایش اسلامپ بتن مردود بوده و باید مجدداً تکرار شود و اگر آزمایشهای بعدی نیز همراه با ریزش نمونه بود نشان از عدم چسبندگی بتن داشته و باید کیفیت آن بررسی شود.
عوامل مؤثر بر اسلامپ بتن
اسلامپ بتن یک تست استاندارد و ساده برای ارزیابی میزان کیفیت، چسبندگی، جریان و یکنواختی بتن است به همین دلیل عوامل و پارامترهای مختلفی میتوانند بر روی آن تأثیر داشته باشند. از جمله مهمترین عوامل مؤثر بر اسلامپ بتن میتوان به موارد زیر اشاره داشت:
- نسبت آب به سیمان
- عیار سیمان
- خواص مواد تشکیل دهنده بتن مانند خواص شیمیایی، دانهبندی ماسه، توزیع دانهبندی ذرات
- شرایط آزمایش و استانداردهای آن
- اختلاف زمانی بین اختلاط بتن و اجرای آزمایش
- رطوبت و دمای مواد بتن
- میزان آلودگیهای موجود در ماسه، آب و سیمان
- افزودنیهای شیمیایی بتن
- حفرههای موجود در بتن و نسبت فضاهای خالی آن
- روش و تجهیزات بچینگ، اختلاط و انتقال بتن و …
استانداردهای سنجش اسلامپ بتن
آزمایش اسلامپ بتن همانند هر آزمایش دیگری باید بر اساس استانداردها و دستورالعملهای مشخصی انجام شود تا از اعتبار کافی برخوردار بوده و قابلیت استناد داشته باشد.
آزمایش اسلامپ در کشورهای مختلف به شیوههای متعددی برگزار میشود اما چهارچوب اصلی آزمایشی ثابت بوده و تفاوتهای بسیار کمی در نحوه اجرای این تست وجود دارد. از مهمترین استانداردهای ارزیابی اسلامپ بتن میتوان به موارد زیر اشاره داشت:
استاندارد آمریکا
در کشور آمریکا از استانداردهای ASTM و دستورالعملهای AASHTO به عنوان منبع معتبر آزمایش اسلامپ استفاده میشود و بر اساس این استاندارد ارتفاع مخروط باید ۱۲ اینچ یا ۳۰ سانتیمتر، قطر پایینی ۸ اینچ یا ۲۰ سانتیمتر و قطر بالایی ۴ اینچ یا ۱۰ سانتیمتر باشد.
همچنین نحوه بالا کشیدن مخروط در این استاندارد نیز مشخص شده و مخروط باید حتماً به صورت عمودی بالا کشیده شده و هیچ چرخش دایرهای نداشته باشد. استاندارد آمریکا با نامهای دیگری همچون استاندارد آزمایش اسلامپ بتن سیمانی آببند و با کدهای ASTM C 143 و AASHTO T 119 نیز شناخته میشود.
استاندارد اروپا و بریتانیا
بر اساس این استاندارد نیز مخروط مورد استفاده در تست اسلامپ باید دارای ارتفاع ۳۰۰ میلیمتر، قطر پایینی ۲۰۰ و قطر بالایی ۱۰۰ میلیمتر باشد. در این استاندارد نیاز نیست مخروط حتماً به شکل عمودی بالا کشیده شود. این استاندارد با کد BS 1881-102 در کشور انگلیسی و کد BS EN 12350-2 در سایر نقاط اروپا شناخته میشود.
استاندارد ایران
استاندارد اسلامپ بتن در ایران نیز شباهت بالایی به استانداردهای آمریکایی و اروپایی دارد. اندازه و ابعاد مخروط در این استاندارد دقیقاً شبیه به استاندارد اروپا است اما نحوه بالا کشیدن آن طبق استاندارد آمریکا خواهد بود. این استاندارد با کد ISIRI 3203-2 مشخص میشود.
جمعبندی نهایی
آزمایش اسلامپ بتن نوعی تست اصولی برای ارزیابی میزان یکنواختی و روانی بتن است و میتواند تحت استانداردیهای آمریکایی، اروپایی و ایرانی انجام شود. این آزمایش با استفاده ابزارهای ساده و در شرایط ویژهای انجام میشود و میتواند میزان کارایی بتن را ارزیابی کند.
