درصد هوای بتن: مقدار مجاز، روش آزمایش و محاسبه

اندازه‌گیری میزان هوای ایجاد شده در بتن تازه، جهت کنترل کیفیت بتن ضروری است. میزان هوا بایستی در فواصل زمانی منظم و حداقل در هنگام روانی بتن یا تغییرات آب و هوایی کنترل شود. بخشی از بتن که در آزمایش درصد هوای بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد، بایستی دور ریخته شده و در آزمایش دیگری استفاده نشود. در این مقاله از بلاگ رامکا درصدد هستیم جهت تعیین مقدار هوای بتن مطابق استاندارد ASTM، به بررسی دو روش حجمی و فشاری بپردازیم. پس تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.

تعیین درصد هوای بتن به روش فشاری

در این روش، مقدار هوای موجود در بتن تازه مخلوط شده از طریق مشاهده تغییر حجم بتن در اثر تغییر فشار محاسبه می‌شود. استاندارد مربوط به آن در بتن‌ها و ملات‌هایی کاربرد دارد که سنگدانه آن نسبتاً متراکم بوده و ضریب تصحیح سنگدانه به شکل مطلوبی تعیین شده است.

این استاندارد برای بتن‌های ساخته شده با سنگدانه‌های سبک، سرباره کوره آهن‌گدازی هوا سرد شده یا سنگدانه‌های با تخلخل زیاد کاربرد ندارد. توصیه می‌شود در چنین مواردی از استاندارد ASTM C173/C173M استفاده شود. علاوه بر این، استاندارد ملی ایران به شماره ۱۵۹۰۴ برای بتن‌های سفت و مخلوط‌های خشک، مانند بتن‌هایی که به طور معمول در تولید لوله و قطعات بنایی بتنی استفاده می‌شود، کاربرد ندارد.

مراجع الزامی تعیین مقدار هوای بتن به روش فشاری

در مراجع زیر ضوابطی وجود دارد که در متن این استاندارد به صورت الزامی به آنها ارجاع شده است. ضوابط مزبور جزئی از این استاندارد محسوب می‌شوند.

اهمیت و کاربرد مقدار هوای بتن به روش فشاری

این استاندارد، مقدار هوای موجود در بتن تازه مخلوط‌شده را بدون در نظر گرفتن هوایی که ممکن است درون حفرات داخلی دانه‌های سنگدانه وجود داشته باشد، تعیین می‌کند. به همین دلیل، این استاندارد برای بتن ساخته شده با سنگدانه نسبتاً تو پر قابل استفاده است و برای این مورد به تعیین ضریب تصحیح سنگدانه نیاز دارد.

این استاندارد و استانداردهای ASTM C138/C138M و ASTM C173/CT73M، روش‌های اجرایی مناسب فشاری، وزنی و حجمی را برای تعیین درصد هوای بتن تازه مخلوط شده ارائه می‌کنند. برای بتن‌های ساخته شده با سنگدانه‌های نسبتاً تو پُر، روش اجرایی فشاری مندرج در این استاندارد، نتیجه مشابهی با دو روش آزمون دیگر می‌دهد.

البته نباید این مطلب را نادیده انگاشت که درصد هوای بتن سخت‌شده ممکن است از مقدار به دست آمده به روش این استاندارد، بیشتر یا کمتر باشد. این موضوع به عواملی چون: روش اعمال و مقدار انرژی به کار گرفته شده برای تراکم ساخت آزمونه‌های بتن سخت‌شده، یکنواختی و پایداری حباب‌های هوا در بتن تازه یا سخت‌شده، درستی بررسی میکروسکوپی، مدت زمان تراکم، شرایط محیطی، مرحله تحویل بتن، فرایندهای جای‌دهی و تراکم بتن سخت‌نشده پیش از پمپ کردن یا پس از آن و سایر عوامل وابسته است.

دستگاه‌ها و وسایل لازم در روش فشاری

جهت تعیین درصد هوای بتن به روش فشاری، دستگاه‌های زیادی نیاز است که در ذیل به معرفی آن خواهیم پرداخت:

• هواسنج: دو نوع دستگاه وجود دارد که بر اساس قانون بویل طراحی شده و نتایج قابل قبولی ارائه می‌کند. در این استاندارد، هواسنج‌ها در دو نوع A و B وجود دارند.
  الف) هواسنج نوع A: این هواسنج شامل یک ظرف اندازه‌گیری و مجموعه درپوش است. اساس کار این دستگاه، مشتمل بر وارد کردن آب تا ارتفاع از پیش تعیین‌شده، روی یک نمونه بتن با حجم معلوم و اعمال فشار هوای از پیش تعیین شده روی آب است. این فرایند مشتمل بر کاهش حجم هوا در نمونه بتنی از طریق مشاهده پایین آمدن سطح آب تحت فشار هوای وارده است. مقدار اخیر (افت آب) بر حسب درصد هوا واسنجی شده و به عنوان درصد هوا در نمونه بتن بیان می‌شود.
  ب) هواسنج نوع B: این هواسنج شامل ظرف اندازه‌گیری و مجموعه درپوش است، اما اساس کار این دستگاه مشتمل بر این است که حجم معینی از هوای تحت فشار معلوم در یک محفظه نفوذناپذیر محتوی نمونه بتن با حجم هوای نامعلوم وارد شده و به تعادل می‌رسد. در این میان، نشانگر فشارسنج که بر حسب درصد هوا در فشار تعادل واسنجی شده، درصد هوای بتن را نشان می‌دهد. فشار آزمون بین ۵۰ کیلوپاسکال تا ۲۰۵ کیلوپاسکال رضایت‌بخش گزارش شده است.
  ظرف اندازه‌گیری این دستگاه، باید به شکل استوانه‌ای لبه‌دار بوده و از جنس فولاد، فلز سخت یا ماده سخت دیگری باشد. قطر آن نیز باید ۰٫۷۵ تا ۱٫۲۵ برابر ارتفاع آن و حداقل ظرفیت آن ۶ لیتر باشد. ظرف اندازه‌گیری باید لبه‌دار بوده یا به گونه‌ای ساخته شود که اتصال آن به مجموعه درپوش، چفت و محکم و غیر قابل نفوذ باشد. سطوح داخلی، لبه‌های ظرف پیچ و قسمت‌های دیگر باید کاملاً صیقلی شود. ظرف اندازه‌گیری و مجموعه درپوش باید به اندازه کافی صلب باشد و ضریب انبساط D مجموعه وسایل از ۰٫۱% هوای مشخص شده روی نشانگر هنگامی که تحت فشار آزمون معمول است، بیشتر باشد.

• مجموعه درپوش: مجموعه درپوش باید از جنس فولاد، فلز سخت یا ماده سخت دیگری باشد که در برابر حملات خمیر سیمان مقاوم است. این دستگاه باید لبه‌دار باشد یا اگر طور دیگری ساخته شده، اتصال آنها کاملاً آب‌بند و غیر قابل نفوذ باشد. سطوح داخلی درپوش نیز باید کاملاً صیقلی شده و شکل آن به گونه‌ای باشد که فضایی در بالای ظرف اندازه‌گیری برای هوا ایجاد شود.
  در واقع مجموعه درپوش باید مجهز به وسایلی باشد که مقدار هوای موجود در بتن را به طور مستقیم نشان دهد. درپوش برای هواسنج نوع A، باید مجهز به یک لوله ایستاده ساخته شده از استوانه مدرج شفاف با استوانه فلزی با قطر داخلی یکنواخت باشد که به آن یک فشارسنج شیشه‌ای متصل شده است. در هواسنج نوع ۱، فشارسنج باید به نحوی درجه‌بندی شده باشد که درصد هوا را نشان دهد. درجه‌بندی دستگاه باید گستره حداقل ۸ درصدی از مقدار هوا با قابلیت خوانش تا ۱ را شامل شود. این درجه‌بندی با استفاده از آزمون واسنجی مناسب برای فشار هوا تعیین می‌شود.
  مجموعه درپوش باید به شیرهای هوا، شیرهای تخلیه هوا و شیرهایی برای ورود و خروج آبی که ممکن است برای طرح‌های خاصی از هواسنج‌ها ضروری باشد، مجهز گردند. وسایل مناسبی نیز برای چفت و بست کردن درپوش و ظرف اندازه‌گیری به یکدیگر باید به کار گرفته شود تا بدون محبوس شدن هوا بین درز لبه در پوشش و ظرف اندازه‌گیری دستگاه آشکار شود. یک تلمبه دستی مناسب نیز باید همراه با درپوش باشد که بتواند متصل به آن یا به صورت مجزا قرار گیرد.

• ظرف واسنجی: یک وسیله با حجم داخلی برابر با درصدی از حجم ظرف اندازه‌گیری متناظر با درصد تقریبی هوای بتن مورد آزمون یا در صورت کوچک‌تر بودن، باید بتوان نشانگر را در درصد هوای تقریبی بتن مورد آزمون با استفاده از پر کردن متوالی ظرف واسنجی نمود. هنگامی که برای انجام واسنجی، طراحی این دستگاه نیازمند قرار دادن ظرف واسنجی درون ظرف اندازه‌گیری باشد، این ظرف باید به شکل استوانه باشد.
  البته طراحی‌های گونه‌های مختلف و در دسترس هواسنج به نحوی است که عملکرد آنها متفاوت است. از این رو ممکن است وسایلی که بعد از این بیان می‌شود، لازم نباشد. موارد الزامی، وسایلی هستند که برای استفاده از نوع مشخص دستگاه و تعیین مطلوب مقدار هوا مطابق با روش‌های اجرایی گفته شده در این استاندارد ضروری باشد.
•  فنر مارپیچ: از جمله دستگاه‌هایی است که برای نگه داشتن استوانه واسنجی در محل خود به کار می‌رود.
• لوله پاشش (پخش‌کننده): یک لوله برنجی با قطر مناسب است که می‌تواند جزئی از درپوش بوده یا به صورت مجزا باشد. این لوله باید به نحوی ساخته شده باشد که در زمان اضافه شدن آب به محفظه به جداره‌های درپوش پاشیده شود تا از کناره‌ها به پایین سرازیر شود و کمترین آسیب را به بتن وارد کند.
• کمچه: منظور از این ابزار، کمچه متعارف بنایی است.
• میله کوبشی (کوبه): یک میله فلزی صاف، مسطح و گرد به قطر ۱۶±۲ میلی‌متر است. طول کوبه باید حداقل ۱۰۰ میلی‌متر بزرگ‌تر از عمق ظرف اندازه‌گیری باشد که قرار است عملیات تراکم در آن انجام شود. اما طول کوبه نباید بیش از ۶۰۰ میلی‌متر باشد. انتهای کوبه یا هر دو سر آن باید با شعاعی برابر با شعاع میله گرد شده باشد.
• چکش لاستیکی: سر آن از جنس لاستیک به وزن ۲۵۰±۶۰۰ گرم، برای استفاده به همراه دستگاه‌های با حجم ۱۴ لیتر یا کمتر و یک چکش لاستیکی که سر آن به وزن ۱۰۰۰±۲۵۰ گرم است و برای استفاده به همراه دستگاه‌های با حجم بزرگ‌تر از ۱۴ لیتر می‌باشد.
•  تیغه صاف‌کننده: یک تیغه صاف از جنس فولاد یا فلز مناسب دیگر، با حداقل ضخامت ۳ میلی‌متر، حداقل عرض ۲۰ میلی‌متر و حداقل طول ۳۰۰ میلی‌متر است.

• صفحه صاف‌کننده: یک صفحه مستطیلی شکل فلزی به حداقل ضخامت ۶ میلی‌متر یا یک شیشه با صفحه اکریلیکی به حداقل ضخامت ۱۳ میلی‌متر به طول و عرض حداقل ۵۰ میلی‌متر بزرگ‌تر از قطر دستگاهی است که به همراه آن استفاده خواهد شد. لبه‌های صفحه باید صاف و مسطح با یک دامنه تغییرات ۱٫۵ میلی‌متر باشد.
• قیف: انتهای این ابزار درون میله پاشش قرار می‌گیرد.
• پیمانه آب: این ابزار دارای ظرفیت لازم برای پر کردن آب از روی سطح بتن تا علامت صفر نشانگر است.
• لرزاننده: طبق استاندارد C192/C192M ASTM بسامد لرزاننده حین عملیات، باید حداقل ۹۰۰۰ نوسان در هر دقیقه باشد. قطر لرزاننده‌های مدور نباید بیش از یک‌چهارم قطر قالب استوانه‌ای یا یک‌چهارم عرض قالب تیری یا منشوری باشد. لرزاننده‌های غیر مدور باید دارای محیطی برابر با محیط یک لرزاننده مدور مناسب باشند. مجموع طول استوانه لرزاننده و عضو لرزان، باید حداقل ۷۵ میلی‌متر از عمق قسمتی که لرزانیده می‌شود، بیشتر باشد. بسامد لرزاننده باید حداقل در هر دو سال یا هر زمانی که سازنده پیشنهاد کند، با سرعت‌سنج ارتعاشی یا وسایل مناسب دیگر بررسی شود.
• الک: ابزاری با اندازه چشمه ۳۷٫۵ میلی‌متر و با مساحت بیش از ۰٫۲ متر مربع است.
• سرتاس: سرتاس باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا مقدار برداشته شده از بتن نماینده کل بتن باشد و آن‌قدر کوچک باشد که حین پر کردن ظرف اندازه‌گیری، بتن بیرون نریزد.

واسنجی دستگاه در روش فشاری

روش واسنجی

سرعت و بی‌دقتی در کار با دستگاه واسنجی بر نتیجه واسنجی هواسنج نوع A و B تأثیر منفی خواهد داشت. تغییر در فشار هوا بر واسنجی هواسنج نوع A تأثیر خواهد داشت، در حالی‌ که تأثیری بر واسنجی هواسنج B ندارد. آزمون واسنجی، باید در هنگام ضرورت و در بازه‌های کمتر از سه ماه انجام شود تا اطمینان حاصل گردد که از فشار P مناسب در هواسنج نوع A و B استفاده شده یا مقدار هوای صحیح در نشانگر فشارسنج هواسنج نوع B نشان داده شده است. پس از هر تغییر بیش از ۱۸۰ متر در ارتفاع از موقعیت قبلی که هواسنج نوع A در آن واسنجی شده است، نیاز به واسنجی مجدد است.

سوابق واسنجی

اطلاعاتی که لازم است در سوابق نگهداری شود، باید شامل تعیین ضریب انبساط، اندازه ظرف واسنجی مورد استفاده و خوانش هواسنج در نقطه یا نقاط مورد واسنجی باشد.

تعیین ضریب تصحیح سنگدانه در روش فشاری

روش اجرایی

ضریب تصحیح سنگدانه را روی مخلوطی از سنگدانه‌های ریز و درشت تعیین نمایید. این ضریب به‌ طور مستقل با اعمال فشار واسنجی بر نمونه‌ای از مخلوط سنگدانه ریز و سنگدانه درشت اشباع شده از آب در درصد رطوبت مشابه با شرایط بتن و نیز مقدار و نسبت‌های مشابه با نمونه بتن تحت آزمون تعیین می‌شود.

اندازه نمونه سنگدانه

مقادیر وزنی سنگدانه‌های ریز و درشت را مشابه با بتن تازه‌ای که درصد هوای آن اندازه‌گیری می‌شود، به صورت زیر محاسبه نمایید:

F_s = (S / B) × F_b

C_s = (S / B) × C_b

که در آن:

• F_s: جرم ریزدانه در بتن تحت آزمون، بر حسب کیلوگرم
• S: حجم نمونه بتن (برابر با حجم ظرف اندازه‌گیری) بر حسب متر مکعب
• B: حجم بتن تولید شده در هر پیمانه، بر حسب متر مکعب
• F_b: جرم کل سنگدانه ریز در شرایط رطوبتی مورد استفاده در پیمانه، بر حسب کیلوگرم
• C_s: جرم سنگدانه درشت در نمونه بتن تحت آزمون، بر حسب کیلوگرم
• C_b: جرم کل سنگدانه درشت در شرایط رطوبت مورد استفاده در پیمانه، بر حسب کیلوگرم

در نظر داشته باشید حجم بتن تولید شده در هر پیمانه را می‌توان مطابق با استاندارد ASTM C138/C138M به دست آورد.

جای‌دهی سنگدانه‌ها در ظرف اندازه‌گیری

مقداری از سنگدانه ریز و درشت که نماینده کل باشد را با یکدیگر مخلوط نمایید و در ظرف اندازه‌گیری که یک‌سوم آن از آب پر شده است، جای دهید. به تدریج مخلوط سنگدانه‌ها را به نحوی در ظرف اندازه‌گیری بریزید (در هر مرحله یک مقدار کم) که تمام آن اشباع شود. در صورت لزوم، مقادیر دیگری آب را بدین منظور در ظرف اضافه کنید تا تمام سنگدانه‌ها در آن غرق شود.

هر سرتاس از سنگدانه را به گونه‌ای اضافه کنید که کمترین مقدار هوا محبوس شود و کف تشکیل شده را به سرعت جدا کنید. به دیواره‌های ظرف اندازه‌گیری ضربه بزنید و ۲۵ میلی‌متر از لایه بالایی سنگدانه‌ها را ۸ مرتبه تا ۱۲ مرتبه به آرامی با کوبه بکوبید. پس از هر مرحله افزودن سنگدانه‌ها، آنها را هم بزنید تا هوای محبوس حذف شود.

ضریب تصحیح سنگدانه‌ها

الف) روش اجرایی اولیه برای هواسنج‌های نوع A و B: وقتی تمام سنگدانه‌ها در ظرف اندازه‌گیری جای داده شد، کف اضافی را جدا نمایید و سنگدانه‌ها را به مدت تقریبی مشابه با مدت زمان بین افزودن آب به درون مخلوط‌کن بتن در هنگام تولید بتن تا زمانی که آزمون تعیین هوای بتن انجام شود، اشباع نگه دارید. سپس مطابق با روش گفته شده در هواسنج نوع A و B عمل کنید.

ب) هواسنج نوع A: آزمون را مطابق روش اجرایی هواسنج نوعی A کامل نمایید. ضریب تصحیح سنگدانه رنگ، برابر است با h₂ – h₁.

ج) هواسنج نوع B: در این آزمون مطابق با روش اجرایی بیان شده در هواسنج نوع B عمل کنید. تقریباً به اندازه حجمی از هوای موجود در نمونه بتن، متناسب با حجم ظرف مورد آزمون، آب موجود در دستگاه را برای واسنجی خارج نمایید و آزمون را کامل کنید. ضریب تصحیح سنگدانه برابر با تفاوت حجم هوای خوانش شده روی درجه هوا و حجم آب خارج شده از ظرف اندازه‌گیری بر حسب درصدی از حجم ظرف اندازه‌گیری است.

/

در نظر داشته باشید ضریب تصحیح سنگدانه برای سنگدانه‌های مختلف متفاوت است. این ضریب را می‌توان به‌وسیله آزمون تعیین نمود، زیرا در ظاهر ارتباط مستقیم با جذب ذرات ندارد. بنابراین آزمون به راحتی انجام می‌شود. به طور معمول این ضریب برای سنگدانه‌های یکسان ثابت خواهد بود، اما کنترل دوره‌ای توصیه می‌شود.

آماده‌سازی آزمونه بتن در روش فشاری

نمونه بتن تازه را مطابق با روش‌های اجرایی قابل کاربرد استاندارد ASTM C172/172M به دست آورید. در صورتی که بتن حاوی سنگدانه‌های درشت بزرگ‌تر از ۵۰ میلی‌متر باشد، مقدار کافی از بتن مذکور را روی الک ۳۷٫۵ میلی‌متر مطابق با روش ASTM C172/172M به صورت تر الک کنید تا به مقدار کافی بتن الک شده برای پر کردن کامل ظرف اندازه‌گیری به دست آورید. الک کردن را به نحوی انجام دهید که ملات خیلی کم دست خورده شود. به هیچ وجه ملات چسبیده به سنگدانه‌های درشت باقی مانده روی الک را پاک نکرده و به بتن اضافه نکنید.

روش اجرایی درصد هوای بتن به روش فشاری

جای‌دهی و تراکم نمونه

الف) جای‌دهی: بتن را آماده کنید. سپس سطوح داخلی ظرف اندازه‌گیری را مرطوب کرده و آن را روی سطح هموار، تراز و محکم قرار دهید. با استفاده از سرتاس، بتن را در لایه‌های مورد نیاز در درون ظرف اندازه‌گیری جای دهید. سرتاس را حین جای‌دهی بتن در ظرف در اطراف محیط ظرف بگردانید تا از جای‌دهی بتن با کمترین مقدار جداشدگی اطمینان حاصل شود. هر لایه را با لرزاندن متراکم کنید. سطح آخرین لایه را پس از تراکم صاف نمایید.

بتن‌های با اسلامپ بیشتر از ۷۵ میلی‌متر را با کوبه متراکم کنید. بتن با اسلامپ ۲۵ تا ۷۵ میلی‌متر را می‌توان به روش کوبه یا لرزاندن متراکم نمود. بتن‌های با اسلامپ کمتر از ۲۵ میلی‌متر، باید با لرزاندن متراکم شوند.

ب) تراکم با کوبه: بتن را در سه لایه و در حجم برابر در ظرف اندازه‌گیری بریزید. هر لایه را با قسمت کروی کوبه با وارد آوردن ۲۵ ضربه روی سطح مقطع بتن متراکم نمایید. لایه پایینی را در تمام عمق آن متراکم کنید. حین کوبیدن لایه اول توجه کنید کف ظرف بر اثر ضربه کوبه آسیب نبیند.

برای هر یک از لایه‌های بالایی اجازه دهید میله تراکم به طور کامل در لایه‌ی در حال تراکم نفوذ کرده و حتی به مقدار بیش از ۲۵ میلی‌متر نیز در لایه زیرین فرو رود. پس از تراکم هر لایه، با استفاده از چکش لاستیکی دیواره‌های ظرف را ۱۰ ضربه تا ۱۵ ضربه بزنید تا تمام فضای خالی ناشی از بیرون آوردن میله تراکم بسته شود و تمام حباب‌های هوای بزرگ محبوس شده خارج شوند. لایه آخر بتن را به نحوی بریزید که از سر ریز شدن بتن از ظرف پیشگیری شود.

ج) تراکم با لرزاندن: بتن را در دو لایه با حجم تقریبی برابر در درون ظرف اندازه‌گیری بریزید. تمام بتن هر لایه را پیش از شروع لرزاندن، در ظرف بریزید. هر لایه را با ۲ بار وارد نمودن لرزاننده در بتن به نحوی که در تمام سطح مقطع پخش شود، متراکم نمایید. لایه آخر را به نحوی بریزید که از سرریز شدن بتن از ظرف پیشگیری شود. در تراکم هر لایه از برخورد یا مماس شدن لرزاننده با دیواره‌های ظرف جلوگیری کنید.

حین خارج کردن لرزاننده دقت کنید که حفرات بزرگ هوا در آزمونه بتن باقی نماند. مدت زمان لرزاندن متعارف را برای هر نوع خاص از بتن، لرزاننده و ظرف اندازه‌گیری رعایت نمایید. مدت زمان لرزاندن مورد نیاز، به کارایی بتن و اثربخشی لرزاننده بستگی خواهد داشت. لرزاندن را تا زمانی که بتن به خوبی متراکم شود، ادامه دهید. هرگز لرزاندن را به مدت طولانی برای خارج کردن کف از نمونه ادامه ندهید!

در نظر داشته باشید لرزاندن بیش از اندازه ممکن است منجر به جداشدگی و کاهش قابل توجه هوای عمدی موجود در بتن شود. به طور معمول، لرزاندن کافی زمانی اعمال شده که سطح بتن نسبتاً صاف و دارای ظاهر براق شود.

ه) صاف کردن: پس از تراکم بتن، سطح بالایی را با استفاده از تیغه یا خط‌کش سر زن از یک سمت لبه ظرف اندازه‌گیری نموده و با حرکت اره‌ای تا جایی که سطح ظرف کاملاً پر و مسطح شود، صاف کنید. پس از اتمام تراکم، ظرف نباید دارای بتن بیش از حد یا کمتر باشد. برداشتن لایه‌ای در حد ۳ میلی‌متر حین صاف کردن سطح بتن، بهینه است. هنگامی که از صفحه صاف‌کننده استفاده می‌شود، مطابق با استاندارد ASTM C138/138M سطح بتن را صاف کنید.

نکته قابل توجه اینکه، مقدار کمی از بتن که نماینده کل پیمانه باشد، می‌تواند برای تصحیح کم بودن حجم در ظرف اضافه شود. در صورتی که ظرف حاوی مقادیر زیادی بتن مازاد باشد، پیش از آنکه سطح را صاف نمایید با استفاده از کمچه مقداری از بتن که نماینده کل محتویات ظرف باشد را از آن خارج کنید. استفاده از صفحه صاف‌کننده روی هواسنج‌های ساخته شده از جنس آلومینیوم خشک یا سایر فلزات نرم ممکن است منجر به سایش سریع لبه‌ها و در نتیجه، افزایش دفعات تعمیر و نگهداری، واسنجی و در نهایت جایگزینی سریع‌تر دستگاه شود.

در نظر داشته باشید صاف کردن سطح بتن با صفحه صاف‌کننده، مطابق با استاندارد ASTM C138/138M به صورت ذیل انجام می‌شود: پس از تراکم، سطح بالایی بتن را با استفاده از صفحه صاف‌کننده به طور دقیق صاف کنید و با دقت سطح بالایی پیمانه را به طور یکسان هم‌تراز نمایید.

برای صاف نمودن سطح بالایی پیمانه، صفحه صاف‌کننده را طوری که تقریباً دو سوم سطح را بپوشاند، روی سطح بالایی پیمانه قرار دهید. سپس صفحه را با حرکت اره‌ای شکل و فشار رو به پایین حرکت داده تا از روی پیمانه جدا شود. مجدداً صفحه صاف‌کننده را در سطح پیمانه قرار دهید، به طوری که دو سوم سطح اصلی را بپوشاند و با یک فشار عمودی و یک حرکت اره‌ای تمام سطح را پوشش دهد. با چند بار کشیدن لبه صفحه، سطحی صاف ایجاد کنید.

روش اجرایی – هواسنج نوع A

الف) آماده‌سازی برای آزمون: لبه‌ها و پیچ‌های ظرف اندازه‌گیری و درپوش را کاملاً تمیز کنید تا هنگامی که درپوش در جای خود قرار گرفت، درزها هوابندی شده باشد. دستگاه را سوار کنید و با استفاده از لوله از روی بتن، نیمی از استوانه مدرج ایستاده را آب بریزید.

سپس دستگاه را با زاویه تقریبی ۲۰ درجه نسبت به خط عمودی کج نموده و با محور نمودن کف ظرف آن را چندین مرتبه به دور خود بچرخانید و همزمان به آرامی به درپوش ضربه بزنید تا حباب‌های هوای محبوس در بالای نمونه بتن از آن خارج شود. سپس دستگاه را به وضعیت عمودی برگردانید و حین ضربه زدن آرام بر دیواره‌های ظرف اندازه‌گیری، استوانه مدرج ایستاده را از آب پر کنید. پیش از بستن درب بالایی استوانه مدرج، سطح آب را روی علامت صفر تنظیم نمایید.

در نظر داشته باشید برخی هواسنج‌های نوع A دارای یک علامت واسنجی شده، شروع پر شدن در بالای علامت صفر هستند. عموماً توصیه می‌شود این علامتِ شروع مورد استفاده قرار نگیرد، زیرا مقدار هوای ظاهری، برابر با تفاوت بین خوانش سطح آب H در فشار P و سطح آب h₂ به در فشار صفر پس از آزادسازی مجدد به فشار P می‌باشد.

ب) سطح داخلی مجموعه درپوش باید تمیز و عاری از روغن یا گریس نگه داشته شود. این سطح باید مرطوب باشد تا از چسبیدن حباب‌های هوا به آن جلوگیری شود، زیرا جدا نمودن این حباب‌ها پس از سوار کردن دستگاه بسیار مشکل است.

ج) روش اجرایی آزمون: با استفاده از تلمبه دستی، فشاری بیشتر از فشار مورد نیاز آزمون P (بیشتر از ۱٫۴ کیلوپاسکال) بر بتن اعمال کنید. برای آزاد نمودن گرفتگی‌های داخلی و موضعی به دیواره‌های جانبی ظرف اندازه‌گیری، به تندی ضربه بزنید و زمانی که فشارسنج مقدار دقیق فشار آزمون P را نمایش داد، سطح آب (h₁) را بخوانید و به نزدیک‌ترین درجه یا نیم درجه روی استوانه مدرج ایستاده روی دستگاه گزارش کنید.

برای مخلوط‌های بسیار خشن آن‌قدر به ظرف اندازه‌گیری ضربه بزنید تا بر اثر ضربات بیشتر هیچ‌گونه تغییری در مقدار هوای مشخص شده ایجاد نکند. به آرامی و در مدت زمان یک دقیقه، فشار را در بالای ستون آب کاهش داده و به آرامی به دیواره‌های ظرف اندازه‌گیری ضربه بزنید. سطح آب (h₂) را دوباره تا نزدیک‌ترین درجه یا نیم درجه خوانش کرده و ثبت نمایید.

 مقدار هوای ظاهری را مطابق با رابطه زیر محاسبه نمایید:

A₁ = h₁ – h₂

که در آن:

• A₁: مقدار هوای ظاهری بتن
• h₁: سطح آب خوانش شده در فشار P
• H₂: سطح آب خوانش شده در فشار صفر پس از آزاد نمودن فشار P

د) آزمون وارسی: گام‌های مشخص شده در مرحله‌ی قبل را بدون اضافه نمودن آب برای هم سطح نمودن آن تا علامت صفر تکرار کنید. تعیین متوالی مقدار هوای ظاهری باید بین ۰.۲% هوای موجود با یکدیگر اختلاف داشته باشند و میانگین آن‌ها معادل A₁ خواهد بود.

ه) در مواقعی که مقدار هوا از محدوده مدرج شده هواسنج فراتر می‌رود و شرایط فشار آزمون P نیز اعمال گردیده است، فشار آزمون را با فشار جایگزین دیگری (P₁) کاهش دهید و گام‌های مشخص شده در مراحل قبل را تکرار کنید. مقدار تقریبی برای فشار جایگزین (P₁)، به نحوی که مقدار هوای ظاهری در دو بار خوانش با هم برابری کند را می‌توان از رابطه زیر محاسبه نمود:

P₁ = P_aP / (2P_a + P)

که در آن:

P₁: فشار آزمون جایگزین، بر حسب کیلوپاسکال

P_a: فشار اتمسفر، بر حسب کیلوپاسکال (به طور تقریبی ۱۰۰ کیلوپاسکال است؛ اما می‌تواند بسته به شرایط هوا و ارتفاع از سطح دریا متفاوت باشد).

P: فشار معمولی با اندازه‌گیری نشانگر بر حسب کیلوپاسکال

روش اجرایی – هواسنج نوع B

الف) آماده‌سازی برای آزمون: لبه‌ها و پیچ‌های ظرف اندازه‌گیری و درپوش را کاملاً تمیز کنید تا زمانی که درپوش در جای خود قرار گرفت، درزها هوابندی شده باشد. دستگاه را سوار کنید. شیر اصلی هوای بین محفظه هوا و ظرف اندازه‌گیری را ببندید و هر دو شیر تخلیه تعبیه شده روی سوارخ‌های موجود درپوش را باز نمایید. در داخل یکی از این دو شیر، آب بریزید تا حدی که آب از شیر مقابل خارج شود. هواسنج را به آرامی تکان دهید تا تمام هوا از شیر دیگر خارج گردد. به این مطلب توجه داشته باشید وارد نمودن آب به آرامی درون شیر تخلیه با استفاده از سرنگ حباب‌دار یا پیست پلاستیکی نتیجه مطلوبی خواهد داشت.

ب) روش اجرایی آزمون: شیر خروج هوا روی محفظه هوا را ببندید و هوا را درون محفظه پمپ نمایید تا زمانی که عقربه روی خط فشار ابتدایی قرار گیرد. چند ثانیه اجازه دهید دمای هوای فشرده شده به دمای معمولی برسد. عقربه را با استفاده از پمپ نمودن یا خارج نمودن هوای مورد نیاز تثبیت نمایید و به آرامی با دست به فشارسنج ضربه بزنید. هر دو شیر تخلیه موجود روی درپوش را ببندید. شیر اصلی هوا بین محفظه هوا و ظرف اندازه‌گیری را باز نمایید. به آرامی با استفاده از یک سرتاس به دیواره‌های ظرف اندازه‌گیری ضربه بزنید تا گرفتگی‌ها در صورت وجود باز شوند. به آرامی با انگشت به فشارسنج ضربه بزنید تا عقربه فشار تثبیت شود.

شیر اصلی هوا را آزاد نمایید. عدم بستن شیر اصلی هوا پیش از آزاد نمودن هوا از محفظه یا ظرف هوا، منجر به ریزش آب درون محفظه هوا شده و خطایی در اندازه‌گیری‌های بعدی ایجاد خواهد نمود. در صورتی که آب به درون محفظه هوا وارد شود، باید از طریق محفظه هوا و شیر تخلیه هوا، تخلیه شده و با استفاده از تلمبه آخرین قطره‌های آب خارج شود. پیش از برداشتن درپوش، فشار را از طریق باز کردن هر دو شیر تخلیه آزاد نمایید.

محاسبات درصد هوای بتن با روش فشاری

مقدار هوای نمونه آزمون شده

درصد هوای بتن موجود در ظرف اندازه‌گیری را مطابق با رابطه زیر محاسبه نمایید.

A_s = A₁ – G

که در آن:

• A_s: مقدار هوای نمونه آزمون شده، بر حسب درصد
• A₁ : مقدار هوای ظاهری نمونه آزمون شده، بر حسب درصد
• G: ضریب تصحیح سنگدانه‌ها، بر حسب درصد

مقدار هوای کل مخلوط

هنگامی که نمونه مورد آزمون، نماینده پیمانه‌ای از بتن است که دارای سنگدانه بزرگ‌تر از ۳۷٫۵ میلی‌متر بوده و نمونه پس از الک نمودن بتن تازه روی الک ۳۷٫۵ میلی‌متر و جداسازی ذرات درشت‌تر مورد آزمون قرار گرفته باشد، مقدار هوای کل مخلوط به شرح زیر محاسبه می‌شود:

A_t = 100 A_s V_c / (1000 V_t – A_s V_a)

که در آن:

• A_t: مقدار هوای کل مخلوط، بر حسب درصد
• V_c : حجم مطلق اجزای تشکیل‌دهنده مخلوط که از الک ۳۷٫۵ میلی‌متر عبور کرده‌اند، بدون در نظر گرفتن هوا. همان‌طور که با استفاده از وزن‌های پیمانه اصلی تعیین شده است، بر حسب متر مکعب.
• V_t : حجم مطلق اجزای تشکیل‌دهنده مخلوط بدون در نظر گرفتن هوا، بر حسب متر مکعب
• V_a: حجم مطلق سنگدانه‌های بزرگ‌تر از ۳۷٫۵ میلی‌متر در مخلوط که از وزن‌های پیمانه اصلی تعیین شده است، بر حسب متر مکعب

مقدار هوای موجود در بخش ملات

 هر گاه لازم باشد از مقدار هوای بخش ملات مخلوط آگاهی یابیم، می‌توان آن را از رابطه زیر محاسبه نمود:

A_m = 100A_s V_c / [100V_m – A_s (V_c – V_m)]

که در آن:

• A_m: مقدار هوای بخش ملات، بر حسب درصد
• V_m: حجم مطلق اجزای تشکیل‌دهنده بخش ملات مخلوط، بدون در نظر گرفتن هوا، بر حسب متر مکعب

گزارش تعیین میزان هوای بتن با روش فشاری

گزارش آزمون باید شامل موارد زیر باشد:

• مقدار هوای نمونه بتن تا نزدیک‌ترین ۰٫۱% پس از کسر نمودن ضریب تصحیح سنگدانه، مگر آنکه مقدار خوانش اندازه‌گیر بیش از ۸% باشد. در این حالت مقدار خوانش اصلاح شده باید با تقریب نیم درجه بر اساس درجه‌های نشانگر گزارش شود.
• تاریخ و زمان انجام آزمون
• مقدار هوای بخش ملات مخلوط تا نزدیک‌ترین یک‌چهارم درصد، در صورت درخواست و در زمانی که حجم مطلق اجزای تشکیل‌دهنده بخش ملات مخلوط را بتوان تعیین نمود.

دقت و اریبی روش فشاری

دقت، هواسنج نوع A

الف) دقت یک کاروره: انحراف استاندارد یک کاروره محرز نشده است.

ب) دقت بین چند آزمایشگاهی: انحراف استاندارد بین چند آزمایشگاهی محرز نشده است.

ج) دقت بین چند کارور: تا زمانی که مقدار هوا از ۷% فراتر نرود، دقت بین چند کارور برای یک نتیجه آزمون منفرد برابر با ۰٫۲۸% حجم بتن برای دستگاه هواسنج نوع A به دست آمده است. بنابراین نتایج دو آزمون که به طور مناسبی با کارورهای مختلف و با مصالح یکسان انجام شده‌اند، نباید بیش از ۸% حجم بتن در هوا اختلاف داشته باشند.

دقت، هواسنج نوع B

الف) دقت یک کارور

• مقدار هوای کمتر از ۳%: حداکثر انحراف معیار یک کارور ۰٫۱۸% به دست آمده است. بنابراین مقادیر هوای دو آزمون مناسب که توسط یک کارور روی مصالح یکسان انجام شده است، نباید بیش از ۲۵% از یکدیگر اختلاف داشته باشد.
• مقدار هوای بتن ۳ تا ۸%: حداکثر انحراف معیار یک کارور مطابق با جدول ذیل، متناسب با افزایش مقدار هوا افزایش داشته است. بنابراین نتایج دو آزمون مناسب که توسط یک کارور یا مصالح یکسان انجام شده باشد، نباید بیش از مقدار نشان داده شده در ستون آخر نیمه بالای جدول ذیل با یکدیگر تفاوت داشته باشد.

مقدار هوا	انحراف استاندارد، درصد	تفاوت قابل قبول بین دو نتیجه، (ب) درصد
	دقت – یک کارور
3%	0.12	0.33
4%	0.16	0.44
5%	0.19	0.55
6%	0.23	0.66
7%	0.27	0.77
8%	0.31	0.88
	دقت – بین آزمایشگاهی
3%	0.17	0.49
4%	0.23	0.65
5%	0.29	0.81
6%	0.35	0.98
7%	0.40	1.14
8%	0.46	1.30

ب) دقت بین چند آزمایشگاهی

• مقدار هوای کمتر از ۳%: حداکثر انحراف استاندارد چند آزمایشگاهی ۰٫۲۶% به دست آمده است. بنابراین مقدار هوای دو آزمون مناسب توسط آزمایشگاه‌های مختلف روی مصالح یکسان، نباید بیش از ۰٫۷۵% با یکدیگر اختلاف داشته باشد.
• مقدار هوای بتن ۳% تا %۸: انحراف استاندارد چند آزمایشگاهی مطابق با جدول بالا با افزایش در مقدار هوا افزایش یافته است. بنابراین، نتایج دو آزمون مناسب توسط آزمایشگاه‌های مختلف روی مصالح یکسان نباید بیش از آنچه در نیمه پایینی ستون آخر جدول بالا نشان داده شده، اختلاف داشته باشد.

اریبی

این روش آزمون هیچ اریبی ندارد، چرا که مقدار هوای بتن تازه مخلوط شده فقط می‌تواند در هنگام روش‌های آزمون تعیین شود.

اندازه‌گیری مقدار هوای بتن به روش حجمی

هدف از تدوین استاندارد تعیین درصد هوای بتن بر اساس روش حجمی، تعیین درصد هوای بتن تازه حاوی هر یک از انواع سنگدانه متراکم، متخلخل یا سبک وزن است. این استاندارد برای تعیین درصد هوای بتن تازه آماده شده و هوای موجود در بخش ملات بتن آماده را اندازه‌گیری می‌کند، اما اثر هوای موجود داخل دانه‌ها و مصالح متخلخل بررسی نمی‌گردد. بر این اساس، روش آزمون حجمی برای تعیین درصد هوای بتن‌های حاوی سنگدانه سبک وزن، سرباره‌های سرد شده با هوا و سنگدانه‌های طبیعی بسیار متخلخل یا حفره‌دار مناسب است.

در این روش آزمون لازم است مقداری الکل ایزوپروپیل به همراه آب داخل دستگاه اضافه شود تا پس از پر شدن دستگاه با آب و غلتاندن دستگاه در دفعات، حباب‌های بالای گلویی دستگاه از بین برود یا مقدار آن خیلی کم شود. اگر حباب تولید شده بیشتر از ۲% هوای بالای سطح آب باشد، آزمون باید نامعتبر اعلام شود و با استفاده از مقدار زیادتری از الکل دوباره تکرار گردد. پس از پر کردن اولیه هواسنج تا صفر علامت‌گذاری شده، افزودن الکل برای برطرف کردن حباب دستگاه مجاز نیست.

درصد هوای بتن سخت‌شده ممکن است بیشتر یا کمتر از مقدار هوایی باشد که توسط این روش آزمون به دست می‌آید. این مقدار به موارد زیر بستگی دارد:

• روش و مقدار تراکم بتن آماده
• یکنواختی و پایداری حباب‌های هوا در بتن تازه و سخت‌شده
• صحت آزمون‌های میکروسکوپی، در صورت استفاده
• زمان مقایسه نمونه‌ها
• قرار گرفتن در معرض محیط
• نحوه اجرای فرآیندهای میزان و شیوه اختلاط، رطوبت سنگدانه‌های استفاده شده، تحویل، قراردهی و تراکم بتن آماده و محل نمونه‌برداری قبل از پمپ‌کردن بتن یا بعد از آن

بیشتر بخوانید: نمونه گیری از بتن

مراجع الزامی مقدار درصد هوای بتن به روش حجمی

مدارک الزامی زیر حاوی مقرراتی است که در متن این استاندارد ملی به آنها ارجاع داده شده است. بنابراین این مقررات، جزئی از این استاندارد ملی محسوب می‌شوند. استفاده از مراجع زیر برای این استاندارد الزامی است:

• استاندارد ملی ایران شماره ۳۲۰۵، بتن – روش ساخت و عمل‌آوری آزمونه‌ها در کارگاه – آیین کار
• استاندارد ملی ایران شماره ۴۹۲، بتن – روش تعیین حد روانی
• استاندارد ملی ایران شماره ۳۲۰۱، بتن تازه – نمونه‌برداری
• استاندارد ملی ایران شماره ۳۵۲۰، روش آزمایش برای اندازه‌گیری مقدار هوای موجود در بتن تازه (روش فشاری)
• استاندارد ملی ایران شماره ۴۹۸۱، سنگدانه تعیین چگالی انبوهی (وزن واحد) و فضاهای خالی در سنگدانه – روش آزمون
• استاندارد ملی ایران شماره ۳۸۲۱، بتن – تعیین وزن مخصوص، بازدهی و درصد هوای بتن (روش وزنی) – روش آزمون
• استاندارد ملی ایران شماره ۳۸۲۳، بتن آماده – اندازه‌گیری هوای بتن به روش حجمی – روش آزمون
• استاندارد ملی ایران شماره ۱۱۲۶۸، بتن – تعیین دمای بتن سیمان هیدرولیکی تازه اختلاط شده – روش آزمون
• ASTM C670, Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods forConstruction Materials

وسایل لازم تعیین هوای بتن از طریق روش حجمی

• هواسنج: هواسنج متشکل از بخش زیرین و بخش بالایی است. بخش زیرین و بخش بالایی باید ضخامت و استحکام کافی داشته باشند تا در برابر استفاده‌های معمولی در کارگاه مقاوم باشند. جنس مواد تشکیل‌دهنده آن باید از نوعی باشد که خمیر سیمان با pH بالا در آن اثری نکند. زمانی که در فضاهای بسته با دمای بالا نگهداری می‌شود، دچار تغییر شکل نشود یا در دماهای پایین دچار ترک یا شکستگی نگردد. همچنین زمانی که بخش بالایی به بخش زیرین متصل می‌شود، کاملاً آب‌بند باشد.
  الف) بخش زیرین: قطر بخش زیرین باید ۱ تا ۱٫۲۵ برابر ارتفاع آن باشد و یک لبه در سطح بالای آن داشته باشد. ظرفیت بخش زیرین نباید کمتر از ۲ لیتر باشد.
  ب) بخش بالایی: ظرفیت بخش بالایی دستگاه باید حداقل ۲۰% از بخش زیرین بزرگ‌تر باشد و به واشر آب‌بند و تجهیزاتی که بخش بالایی را به بخش زیرین اتصال می‌دهد، مجهز شده باشد. بخش بالایی باید مجهز به قسمت مدرج باشد، به گونه‌ای که محتویات داخل آن قابل مشاهده بوده و درجه‌بندی آن از نقطه ۰% در قسمت بالا تا ۹% در قسمت پایین آن با زینه‌بندی ۰٫۵% باشد. درجه‌بندی باید با رواداری ۰٫۱± درصد حجم بخش زیرین تأیید شده باشد. انتهای قسمت بالایی گلویی باید دارای یک درپوش آب‌بند باشد تا هنگامی که مجموعه وارونه یا غلتانده می‌شود، هیچ‌گونه نشتی نداشته باشد.

• قیف: لوله خروجی قیف باید به اندازه‌ای باشد که بتواند در گلویی قسمت بالایی قرار گیرد و بلندی آن تقریباً به اندازه کل ارتفاع قسمت بالایی باشد. قسمت خروجی لوله قیف به شیوه‌ای ساخته شده باشد که هنگام اضافه نمودن آب به دستگاه، حداقل به هم خوردگی در بتن به وجود آید.
• میله تراکم (کوبه): میله تراکم یک میله گرد، صاف و مستقیمِ فولادی یا پلی‌اتیلن با چگالی بالا یا از جنس پلاستیک‌های دیگر با مقاومت سایش برابر یا بزرگ‌تر از پلی‌اتیلن با قطر (۱۶±۲) میلی‌متر است. طول میله تراکم باید حداقل ۱۰۰ میلی‌متر بزرگ‌تر از عمق بخش زیرین باشد و طول کل آن، بیش از ۶۰۰ میلی‌متر نباشد. یکی از دو انتها یا هر دو انتهای میله تراکم باید گرد و به صورت نیم کره و قطر آن با قطر میله تراکم برابر باشد. در واقع میله‌ای با طول ۴۰۰ میلی‌متر تا ۶۰۰ میلی‌متر برای استفاده در این استاندارد مناسب است.
• وسیله صاف‌کننده: از یک تیغه فولادی به ابعاد (۳۰۰×۲۰×۳) میلی‌متر یا یک تیغه تخت و مستقیم از پلی‌اتیلن با چگالی بالا یا از جنس پلاستیک‌های دیگر با مقاومت سایشی برابر یا بیشتر از پلی‌اتیلن با چگالی بالا و با ابعاد حداقل (۳۰۰×۲۰×۶) میلی‌متر، می‌توان به عنوان وسیله صاف‌کننده استفاده کرد.
• پیمانه واسنجی شده: پیمانه واسنجی شده یک پیمانه فلزی یا پلاستیکی است که به طور افزایشی تا ۱±۰٫۰۴ میلی‌متر درصد از حجم بخش زیرین هواسنج مدرج شده است. این پیمانه تنها برای اضافه‌کردن آب زمانی که مقدار هوای بتن بیش از ۹% باشد یا از محدوده درجه‌بندی شده تجاوز کند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

/

• ظرف اندازه‌گیری برای الکل ایزوپروپیل یک: ظرف با ظرفیت حداقل ۵۰۰ میلی‌لیتر برای اندازه‌گیری مقدار الکل ایزوپروپیل که زینه‌بندی آن بیش از ۱۰۰ میلی‌لیتر نباشد.
• سرنگ: یک سرنگ پلاستیکی با ظرفیت حداقل ۵۰ میلی‌لیتر.
• ظرف ریختن آب: یک ظرف با حدود ۱ لیتر ظرفیت.
• بیلچه: بیلچه از نظر اندازه باید به گونه‌ای باشد که بتن برداشته شده از ظرف نمونه‌برداری به وسیله آن، معرف کل ظرف بتن باشد و همچنین در هنگام جابجایی از بیلچه نریزد.
• الکل ایزوپروپیل: از الکل ایزوپروپیل ۷۰% حجمی (حدود ۶۵% وزنی) استفاده کنید. استفاده از دیگر مواد از بین برنده حباب در صورتی مجاز است که آزمایش‌ها تأییدکننده میزان مواد استفاده شده، مقدار هوای بتن را بیش از ۰٫۱% تغییر ندهد یا ضرایب اصلاح مشابه جدولی که در ادامه خواهد آمد، برای آن وجود داشته باشد. هنگامی که از دیگر مواد از بین برنده حباب استفاده می کنید، مستندات آزمون با محاسبات مورد نیاز باید در آزمایشگاه موجود باشد. توجه داشته باشید معمولاً از الکل ایزوپروپیل ۷۰% به عنوان الکل دناتوره جهت ضدعفونی و ماساژ استفاده می‌شود. الکل با درصد وزنی بالاتر را می‌توان با آب رقیق کرد تا به درصد مورد نیاز برسد.
• چکش: چکش (با سر لاستیکی یا چرم طبیعی) که جرم تقریبی آن (۲۰۰±۶۰۰) گرم باشد.

واسنجی تعیین درصد هوای بتن در روش حجمی

دستگاه و پیمانه واسنجی شده را در ابتدای بهره‌برداری یا به طور سالانه یا پس از هر آسیب یا تغییر شکل دستگاه یا ظرف با حجم معین واسنجی کنید. حجم بخش زیرین را با صحت حداقل ۰٫۱% به دست آورید. برای این کار، جرم آب مورد نیاز برای پر کردن بخش زیرین را بر چگالی آب در دمای محیط تقسیم کنید و حجم را به دست آورید.

درستی درجه‌بندی در قسمت گلویی بخش بالایی هواسنج را با افزودن آب به دستگاه هواسنج سرهم بندی شده و رسیدن به پایین‌ترین نقطه نشانه (بیشترین حجم نشان‌دهنده هوا) تعیین کنید. همچنین درستی درجه‌بندی قسمت مدرج شده را با افزودن آب به میزان ۱% حجم قسمت زیرین بررسی کنید. خطا در هر نقطه در دامنه درجه‌بندی شده از ۰٫۱% تجاوز نکند.

لیتر	اصلاح، درصد a
1.0	B 0.0
1.5	0.25
2.0	0.5
2.5	0.75

حجم پیمانه واسنجی شده را با استفاده از آب در دمای ۲۱٫۱ درجه سلسیوس تعیین کنید. برای انجام این کار یک یا چند پیمانه آب به دستگاه بیفزایید و با بررسی افزایش ارتفاع آب، صحت حجم ظرف را تعیین کنید.

نمونه‌برداری هوای بتن با روش حجمی

اگر بتن حاوی سنگدانه درشت‌تر از ۳۷٫۵ میلی‌متر باشد، باید نمونه بتن تازه که معرف کل بتن است، از الک ۲۵ میلی‌متری به روش تر عبور دهید. این مقدار باید به اندازه‌ای باشد که بخش زیرین دستگاه پر گردد. بتنی که برای پر کردن بخش زیرین استفاده می‌شود، نباید قبلاً در آزمون دیگری استفاده شده باشد، مگر آنکه آزمایش الک کردن سنگدانه‌ها به روش تر مطابق آزمون تعیین دما انجام شده باشد.

روش آزمون درصد هوای بتن با روش حجمی

میله زدن و ضربه زدن

پیش از ریختن بتن در بخش زیرین، داخل بخش زیرین را مرطوب کرده و آب اضافی کف آن را دور بریزید. سطح زیرین را روی یک سطح صاف قرار دهید. بتن را با بیلچه داخل پیمانه بریزید. ریختن بتن در بخش زیرین را به صورت دورانی انجام دهید تا اطمینان حاصل کنید بتن به صورت کاملاً همگن توزیع شده است. بتن را در دو لایه با حجم تقریباً یکسان در بخش زیرین بریزید.

سپس هر لایه را با سرگرد میله به تعداد ۲۵ ضربه و به صورت یکنواخت ضربه بزنید. در میله‌زنی این لایه مراقب باشید آسیبی به کف بخش زیرین وارد نشود. در هنگام میله‌زدن لایه بالایی، میله باید حدود ۲۵ میلی‌متر در لایه زیرین نفوذ نماید. پس از میله‌زدن هر لایه، به آهستگی کناره‌های بخش زیرین را با استفاده از یک چکش چوبی یا لاستیکی مناسب، ۱۰ تا ۱۵ بار ضربه بزنید تا فضاهای خالی که با میله زدن ایجاد شده پر شود و حباب‌های هوای محبوس شده خارج شوند. بهتر است لایه آخر بتن را به گونه‌ای بریزید که بخش زیرین بیش از حد پر و سر ریز نشود.

صاف کردن سطح

بعد از میله‌زدن و ضربه‌زدن به لایه دوم، بتن اضافی را با تیغه صاف‌کننده بردارید تا اینکه سطح بتن با لبه ظرف هم‌تراز شود. لبه بخش زیرین را به خوبی پاک کنید.

افزودن آب و الکل

داخل بخش بالایی هواسنج و بخصوص واشر را مرطوب کنید. بخش بالایی را به بخش زیرین متصل نمایید و سپس قیف را وارد بخش بالایی کنید. حداقل ۰٫۵ لیتر آب اضافه کنید و مقداری الکل ایزوپروپیل اضافه نمایید. مقدار الکل ایزوپروپیل افزوده شده را یادداشت کنید. افزودن آب را تا زمانی ادامه دهید که در بخش مدرج گلویی آب ظاهر شود. سپس قیف را بردارید و با استفاده از یک سرنگ تا زمان رسیدن آب به صفر روی بخش مدرج گلویی به آن آب اضافه کنید. سپس درپوش آب‌بند کننده را روی آن قرارداده و محکم نمایید.

در نظر داشته باشید مقدار الکل ایزوپروپیل لازم برای خوانش صحیح و به حداقل رساندن حباب در بالای گلویی به عوامل زیر بستگی دارد. بسیاری از بتن‌های ساخته شده با سیمان کمتر از ۳۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب و هوای کمتر از ۴% ممکن است کمتر از ۰٫۲ لیتر الکل لازم داشته باشند. بتن‌های با سیمان بالا و میکروسیلیس که مقدار هوای آن ۶% یا بیشتر باشد، ممکن است بیش از ۱٫۴ لیتر الکل نیاز داشته باشند. مقدار الکل مورد نیاز، بستگی به نوع و مقدار ماده افزودنی حباب‌ هوا ساز بتن، مقدار سیمان، مقدار قلیایی سیمان و عوامل دیگر دارد. به طور کلی مقدار الکل لازم برای نسبت‌های اختلاط یکسان ثابت است و نباید در طول کار تغییر زیادی داشته باشد.

در صورتی که نیاز بود بیش از ۲ لیتر الکل ایزوپروپیل استفاده کنید، برای جلوگیری از سرریز شدن می‌توانید مقدار آب افزوده شده اولیه را کاهش دهید. در هر حال مناسب است در ابتدا حداقل مقداری آب به ترکیب الکل اضافه نموده و از تماس الکل غلیظ با بتن جلوگیری کنید.

جابجایی حجم هوا در نمونه بتن

جابجایی حجم هوا در نمونه بتن با استفاده از روش‌های ذیل انجام می‌شود:

الف) جداسازی بتن از بخش زیرین: به سرعت دستگاه را وارونه کنید و سپس بخش زیرین را به طور افقی تکان دهید و دستگاه را به موقعیت ایستاده برگردانید. برای جلوگیری از نشست دوغاب در گلویی، هر بار آن را بیش از ۵ ثانیه وارونه نگه ندارید و فرایند وارونه کردن و تکان دادن را برای حداقل ۴۵ ثانیه تکرار کنید تا اینکه بتن جدا شود و صدای حرکت سنگدانه‌ها هنگام وارونه شدن دستگاه شنیده شود.

ب) غلتاندن: یک دستتان را روی گلویی دستگاه و دیگری را روی محل اتصال بخش بالایی دستگاه به بخش زیرین قرار دهید. دستگاه را از حالت عمودی با زاویه تقریباً ۴۵ درجه از روی کف اتاق یا روی سطح کاری کج کنید و دستگاه را تا انتهای کار در این حالت نگه دارید. دستگاه را در جهت جلو و عقب، به مقدار یک‌چهارم تا نصف دور بغلتانید. غلتاندن باید به گونه‌ای باشد که شروع و توقف آن با سرعت (شدت) انجام شود. سپس بخش زیرین را به اندازه یک‌سوم محیط دوران داده و عملیات غلتاندن را تکرار کنید. این کار را حدود یک دقیقه ادامه دهید. باید صدای دوغاب در هواسنج طی این فرایند شنیده شود.

توجه داشته باشید اگر در طول غلتاندن از هواسنج مایع نشت کند، آزمون معتبر نخواهد بود و آزمایش جدید باید مجدداً شروع شود. دستگاه را به حالت ایستاده قرار دهید و پیچ آب‌بند بالا را کمی باز کنید تا فشار ثابت شود. اجازه دهید هواسنج به حالت ایستاده بماند تا هوا خارج و سطح مایع ثابت شود. هنگامی که در طول ۲ دقیقه بیش از ۰٫۲۵ درصد هوای دستگاه تغییر نکند، فرض کنید سطح مایع ثابت است.

اگر بیش از شش دقیقه طول کشید تا سطح مایع ثابت شود یا اگر مقدار حباب روی سطح مایع بیش از ۲% مقدار هوای دستگاه بود، آزمایش معتبر نخواهد بود و باید آزمایش را مجدداً شروع کنید و در مقایسه با آزمون قبل از الکل بیشتری استفاده نمایید. در صورتی که سطح بدون حباب باشد، سطح آب گلویی را با تقریب ۰٫۲۵% بخوانید و گزارش کنید. اگر مقدار هوا بیشتر از ۹% دامنه مدرج دستگاه بود، با پیمانه واسنجی شده، مقداری آب برای تنظیم سطح مایع در دامنه مدرج اضافه کنید. سطح آب در لوله را با تقریب ۰٫۲۵% بخوانید. مقدار آب اضافه شده را ثبت کنید و در نهایت، از این مقدار در تعیین نهایی درصد هوای بتن استفاده نمایید.

تأیید خوانش اولیه دستگاه

• هنگامی که خوانش اولیه دستگاه انجام می‌شود، پیچ آب‌بند بالایی را دوباره محکم کنید و غلتاندن را به مدت یک دقیقه مطابق آنچه گفته شد، تکرار کنید.
• هنگامی که سطح مایع ثابت گردید و الزامات مورد نیاز برآورده شد، خوانش سطح آب را با تقریب ۰٫۲۵% هوا گزارش کنید. اگر اختلاف این خوانش و خوانش اولیه بیش از ۰٫۲۵% دستگاه نبود، آن را به عنوان خوانش نهایی دستگاه همان نمونه آزمون ثبت کنید.

در صورتی که خوانش با خوانش اولیه دستگاه بیش از ۰٫۲۵% هوا تفاوت داشت، این خوانش را به عنوان خوانش اولیه جدید ثبت کنید و غلتاندن را به مدت یک دقیقه تکرار کنید. مقدار هوای به دست آمده را بخوانید. اگر اختلاف این خوانش و خوانش اولیه بیش از ۰٫۲۵% هوا نبود، آن به عنوان خوانش نهایی دستگاه در نظر بگیرید. در صورتی که این اختلاف بیش از ۰٫۲۵% بود، آزمون نامعتبر است و با استفاده از الکل بیشتر، آزمایش جدیدی را شروع کنید.

بررسی محتویات دستگاه

پس از اتمام آزمون، بخش بالایی را از بخش زیرین جدا کنید. مایع را از دستگاه تخلیه کنید و سپس محتویات بخش زیرین را خالی نمایید. محتویات بخش زیرین را بررسی کنید تا اطمینان حاصل کنید تمام قسمت‌های بتن فشرده با آب مخلوط شده باشد. اگر قسمتی از بتن مخلوط نشده باشد، آزمون نامعتبر خواهد بود.

روش محاسبه درصد هوای بتن به روش حجمی

اگر بیش از ۱٫۲۵ لیتر الکل استفاده شده باشد، برای خوانش نهایی دستگاه از ضرایب جدول شماره یک استفاده کنید. مقدار الکل استفاده شده را با تقریب ۰٫۵ لیتر گرد کنید و ضریب اصلاح را از جدول یک انتخاب نمایید. در صورتی که در ابتدا بخش بالایی تا علامت صفر با آب و الکل ایزوپروپیل پر ‌شود، این ترکیب با حجم معینی همراه است، اما اگر این ترکیب در حضور بتن با آب مخلوط گردد، غلظت الکل تغییر می‌کند و ترکیب جدید نسبت به زمانی که ابتدا تا علامت صفر پر شده بود، حجم کمتری را اشغال می‌نماید.

به این دلیل هنگامی که بیش از ۱٫۲ لیتر الکل استفاده می‌شود، دستگاه مقدار بالاتری از مقدار هوای واقعی را بیان می‌کند. با ضرایب جدولی که در بخش واسنجی ارائه شد، این مقدار هوا اصلاح می‌شود و در مقدار نهایی بیان می‌گردد.

درصد هوای بتن در بخش زیرین با استفاده از معادله زیر به دست می‌آید:

A = A_R – C + W

که در آن:

• A: مقدار هوا (بر حسب درصد)
• A_R: خوانش نهایی دستگاه (بر حسب درصد)
• C: ضریب اصلاح از جدول بخش واسنجی (بر حسب درصد)
• W: مقدار آب اضافه شده به دستگاه با پیمانه واسنجی شده

مقدار هوا را با تقریب ۰٫۲۵% گزارش دهید. در صورتی که آزمون نشان می‌دهد قسمتی از ترکیب حاصل از الک تر روی الک ۲۵ میلی‌متری باقی مانده است، مقدار هوای ملات یا کل ترکیب را با استفاده از فرمول ارائه شده در استاندارد ملی شماره ۳۵۲۰ محاسبه کنید. از مقادیر درشت‌تر یا ریزتر از الک ۲۵ میلی‌متری به جای الک ۳۷٫۵ میلی‌متری استفاده کنید.

دقت و اریبی مقدار هوای بتن در روش حجمی

اصولاً دقت و اریبی با میانگین سطوح متفاوت مقدار هوا متناسب است. این تشریح و بیان دقت، مبتنی بر ۹۷۹ آزمون است که در ۶ تجربه میدانی انجام شده است. در این آزمایش‌ها، ضریب تغییرات مقدار هوای اندازه‌گیری شده ۱۱% بوده است. بنابراین نتایج آزمون‌ها از سوی دو آزمونگر متفاوت روی نمونه‌های گرفته شده از یک سری نمونه‌گیری بتن نباید تا بیش از ۳۲% میانگین مقدار هوا با یکدیگر تفاوت داشته باشد.

این روش آزمون، دستورالعمل حجمی برای تعیین مقدار هوای بتن تازه را فراهم می کند. در صورتی که به درستی اجرا شود، این روش آزمون هیچ اریبی ندارد، چون مقدار هوا می‌تواند فقط بر حسب این روش آزمون تعیین شود.

همان‌طور که گفته شد برای تعیین مقدار هوای بتن از دو روش حجمی و فشاری استفاده می‌شود. در روش حجمی فاکتورهایی مثل: وسایل مورد نیاز، واسنجی، نمونه‌برداری، روش آزمون، روش محاسبه و دقت و اریبی اهمیت زیادی دارد، در حالی که در روش فشاری علاوه بر این فاکتورها، تعیین ضریب تصحیح سنگدانه‌ها نیز حائز اهمیت است. در این مقاله از بلاگ رامکا تلاش شد دو روش حجمی و فشاری به صورت کامل بررسی شده و مراجع الزامی آن نیز آورده شود. امیدواریم با مطالعه این مقاله توانسته باشید اطلاعات جامعی به دست آورید. باعث خرسندی ما است که جهت ارتقای سطح کیفی مقالات، نظرات خود را با ما در میان بگذارید.