میزان هوای بتن
اندازه‌گیری میزان هوای ایجاد شده در بتن تازه حین ریختن، جهت کنترل کیفیت مورد نظر بتن ضروری می‌باشد. میزان هوا بایستی در فواصل زمانی منظم و حداقل در شرایطی نظیر تغییر آب و هوا و یا روانی بتن کنترل گردد. بخشی از بتن که در آزمایش تعیین میزان هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد بایستی دور ریخته شود و در آزمایش دیگری استفاده نشود. ASTM سه روش به نام‌های روش وزنی (C138) ، روش حجمی (C173) و روش فشاری (C231) را ارائه می‌دهد.
روش وزنی (C138) را می‌توان همراه آزمایش تعیین بازدهی بتن انجام داد که تشریح می‌گردد. محاسبات این روش با استفاده از اطلاعات مربوط به نسبت‌های اختلاط و وزن واحد حجم کلیه اجزای تشکیل دهنده بتن صورت می‌پذیرد. وزن محاسباتی بتن بدون هوا هنگامی که روانی مخلوط یکسان بماند می‌تواند به عنوان یک عدد ثابت مورد استفاده قرار گیرد. میزان هوا با استفاده از رابطۀ زیر محاسبه می‌شود:
معمولاً به لحاظ احتمال عدم دقت کافی، استفاده از این رابطه برای کنترل کارگاهی توصیه نمی‌شود. ۲ درصد خطا در میزان رطوبت سنگدانه‌ها می‌تواند منجر به یک درصد خطا در میزان هوای نشان داده شده و ۰٫۰۲ خطا در توده ویژه سنگدانه‌ها می‌تواند منجر به درصد خطا در میزان هوای محاسباتی شود.
استفاده از روش حجمی (C173)[1] برای بتنی با سنگدانه‌های بک، سرباره و دیگر سنگدانه‌های متخلخل ضروری می‌باشد. لیکن برای بتن با هر نوع سنگدانه می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. این روش به اصل تعیین مستقیم میزان هوا به وسیله جایگزینی آب توجه دارد. در مراحل انجام آن به شرح زیر هستند:
۱- نمونه بتن را در سه لایه مساوی در ظرف بریزید و هر لایه را مانند آزمایش اسلامپ با میله بکوبید.
۲- بعد از کوبیدن هر لایه، ۱۰ تا ۱۵ مرتبه یا تا وقتی که دیگر حباب‌های بزرگ هوا ظاهر نشوند، به سطح خارجی ظرف ضربه بزنید.
۳- به کمک شمشه و با حرکت رفت و برگشتی بتن اضافی روی سطح را دور بریزید تا سطح صافی پدید آید. سپس دور لبۀ ظرف را پاک کنید.
۴- قسکت فوقانی را با گیره ببندید. تا رسیدن به نشانه صفر به آن آب اضافه نمایید و درپوش پیچی را وصل کنید.
۵- دستگاه را وارونه کنید و آن را تکان دهید تا بتن از کف ظرف جدا شود. پس دستگاه را در حالی که سر آن رو به بالا است، تکان دهید و بغلطانید. این عمل را آن قدر تکرار کنید که هیچ قطره‌ای در ستون آب دیده نشود.
۶- با استفاده از پیمانه اندازه‌گیر که به همراه دستگاه ارائه می‌شود، به مخلوط الکل ایزوپروپیل اضافه نمایید تا کف‌ها را از بین ببرد.
۷- نقطۀ پایین قسمت مقعر سطح آب را مستقیماً قرائت کنید. میزان هوای بتن، عدد قرائت شده به علاوه یک درصد به ازای هر پیمانه پٌر الکل افزوده شده می‌باشد.
روش فشاری (C231) معمول‌ترین و دقیقترین روش مورد استفاده در تمام بتن‌ها است به استثنای بتن سبک که مستلزم استفاده از روش حجمی (که در بالا توضیح داده شد) می‌باشد. این روش با استفاده از قانون گازبویل، میزان هوا را از روی رابطه بین فشار و حجم تعیین می‌کند. سازنده دستگاه دستورالعمل دقیقی در مورد نحوه استفاده و کالیبره کردن دستگاه در فشارهای متغیر جوی را ارائه می‌دهد. استاندارد ASTM C231 مراحل دقیق انجام این آزمایش را بیان می‌کند. برای بتن با سنگدانه‌های با اندازۀ اسمی کوچکتر از mm50، این مراحل مختصراً عبارتنداز:
۱- نمونه را در سه لایه درون ظرف بریزید و مشابه مراحل ذکر شده در روش حجمی هر لایه را بکوبید و به ظرف ضربه بزنید و بتن اضافی روی ظرف را دور بریزید.
۲- لبه ظرف را کاملاً تمیز کنید، در آن را با گیره ببندید و تا رسیدن به نشانه صفر به آن آب اضافه نمایید. بعد از افزودن بخشی از آب، به اطراف ظرف ضربه بزنیید تا هوای محبوس آزاد گردد.
۳- شیرها را مطابق دستورالعمل‌های سازنده باز کنید و فشار مورد نیاز آزمایش را اعمال کنید تا میزان هوا را مستقیماً روی اندازه‌گیر مدرج شیشه‌ای بخوانید. میزان هوا اختلاف ارتفاع در فشار مشخص شده و قرائت در فشار صفر پس از آزادسازی فشار می‌باشد.
۴- فشار را رها کنید و ارتفاع را در فشار صفر بخوانید (شکل زیر).
۵- هنگامی که مشخصات سنگدانه‌ها مشخص نمی‌باشد، ضریب اصلاح سنگدانه از اهمیت خاصی برخوردار است و باید براساس ASTM C231 محاسبه گردد. این ضریب در عدد خوانده شدۀ بتن ضرب می‌شود.
اندازه‌گیر واشنگتن[۲] که در ابتدا به وسیله اداره را ایالت واشنگتن ساخته شده، نوعی دستگاه اندازه‌گیر فشاری است که در بازار موجود می‌باشد. این دستگاه میزان هوا را با اندازه‌گیری تغییر فشار ناشی از آزاد شدن حجم مشخصی از هوا با فشار اعمال شده روی بتن در ظرف عایق، تعیین می‌کند.
دستگاه اندازه‌گیر هوای چیس[۳] در ASTM ذکر نشده است لیکن همان قانون روش حجمی را مورد استفاده قرار می‌دهد و تنها در بخش ملات بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه شامل لوله شیشه‌ای مدرج کوچک و پایه برنجی کوچکی می‌باشد. بخش ملات بتن درون پایه قرار می‌گیرد و میزان هوا به کمک جایگزینی الکل ایزوپروپیل تعیین می‌شود. دستورالعمل‌های دقیق و ضرایب تبدیل ملات توسط سازنده ارائه می‌شوند. دستگاه اندازه‌گیر هوای فوق بایستی تنها به عنوان راهنما و همراه یک دستگاه اندازه‌گیر هوای استاندارد مورد استفاده قرار گیرد. این دستگاه به مدت زمان کمتری نسبت به کلیه روش‌های استاندارد نیاز دارد و معمولاً دقت آن تا درصد هوا در نظر گرفته می‌شود.
[۱] – این روش اغلب به نام Roll-A-Meter خوانده می‌شود.
[۲] – Washington meter
[۳] – Chace air meter
