ایستاسازه
En Ar

خانه - مطالب آموزشی - دستورالعمل آزمایش تعیین میزان سایش سنگ دانه ها با استفاده از ماشین لس آنجلس (Los Angeles Abrasion Test)

آزمایش سایش لس آنجلس یکی از شناخته شده ترین آزمایش ها برای تعیین میزان سایش سنگ دانه ها و البته مصالح سنگی است. در این آزمایش مقاومت مصالح سنگی در برابر سایش و ضربه مورد سنجش قرار می گیرد. در این مقاله سعی شده است تا جزئیات مربوط به این آزمایش به تفضیل شرح داده شود. دستورالعمل پیش رو با استفاده از مفاد آیین نامه هایASTM C31  و ASTM C35 تهیه شده است.


اهمیت و موارد استفاده


سایش سنگ ها در حقیقت نوعی واکنش از طرف سنگ در برابر عوامل فیزیکی نظیر آب، باد و یا حتی ضربه (برخورد سنگ ها به یکدیگر) می باشد. از جمله کاربردهای این آزمایش، استفاده از آن در تعیین کیفیت سنگدانه های به کار رفته در بتن می باشد. علاوه بر این، راهسازی و روسازی یکی دیگر از بخش هایی است که کیفیت سنگدانه و به تبع آزمایش های آن، به مقدار قابل توجهی در پیشبرد پروژه ها تاثیر گذار است. به عنوان نمونه، یکی از ملاک های سنجش کیفیت مصالح جهت استفاده در لایه های اساس و زیر اساس، مقاومت مناسب در برابر سایش است. در بسیاری از موارد مشاهده می شود که مهندسین عمران نیاز به پیش بینی رفتار سنگ ها پیش از آغاز عملیات عمرانی دارند. به عنوان مثال در عملیات حفاری به روش خرج گذاری و انفجار و یا حتی برش سنگ ها آزمایش سایش لس آنجلس می تواند به مهندسین امر در شناخت هر چه بهتر رفتار سنگ های موجود و مصالح سنگی کمک نماید.


ابزار آزمایش لس آنجلس جهت تعیین میزان سایش سنگ دانه ها و مصالح سنگی


دستگاه آزمایش از اجزای زیر تشکیل می شود:


  1.  دستگاه لس آنجلس از یک استوانه فولادی توخالی که دو طرف آن مسدود است، تشکیل شده است. قطر داخلی استوانه 5±711 میلی متر است. این استوانه از دو طرف دارای دو محور عمودی متصل به دو قاعده استوانه است که بر روی پایه های محکمی که به فاصله کمی از دو طرف آن قرار گرفته اند سوار می شود و در این حالت می تواند به راحتی حول محور افقی خود دوران کند. در بدنه استوانه دریچه ای نصب شده است که از طریق آن نمونه وارد دستگاه و یا از آن خارج می شود. درپوش این دریچه، فلزی بوده و توسط چند پیچ، کاملا سفت و محکم می شود به نحوی که گرد و غبار از آن به خارج عبور نکند. (میزان گرد و غبار و صدای ایجاد شده در این آزمایش بسیار زیاد است.) از طرفی این دریچه به گونه ای ساخته شده است تا یکنواختی سطح داخلی استوانه کاملا حفظ شود؛ به این صورت که یک قطعه فولادی در مقابل دریچه طوری قرار می گیرد که از فروافتادن گوی های فولادی به داخل دریچه جلوگیری می کند. یک زائده فولادی به بلندای  2±89 و درازای 5±508 میلی متر نیز روی سطح داخلی استوانه قرار دارد. ضخامت این زائده به اندازه ای است که در اثر ضربه تغییر شکل ندهد. زائده در محلی قرار دارد که فاصله محیطی آن تا دریچه در جهت چرخش از 1.27 متر کم تر نیست. این زایده از جنس فولاد با روکش مقاوم بوده و مقطع آن کاملا عمود بر سطح داخلی استوانه است.
  2. با توجه به نیاز به توزین قطعات سنگ و یا سنگدانه در قبل و بعد از آزمایش، وجود ترازو با دقت 0.1 درصد بار استفاده شده در هر آزمایش از ملزومات این آزمایش محسوب می شود.
  3. یکی از اصلی ترین ادوات این آزمایش گوی های فلزی استاندارد است که تعداد و وزن آنها بسته به دانه بندی نمونه ها مطابق با جدول زیر تعیین می گردد.
  4. الک های استاندارد مطابق با استاندارد ASTM E11.
  5. گرم خانه (Oven) با قابلیت تولید درجه حرارت 105 تا 110 درجه سانتی گراد.
شکل نمادین دستگاه آزمایش سایش لس آنجلس
شکل نمادین دستگاه آزمایش سایش لس آنجلس

مراحل انجام آزمایش تعین مقاومت مصالح سنگی در مقابل سایش


مراحل زیر، در مورد این آزمایش اجرا می شود:


الف) در مرحله اول آزمایش تعیین سایش سنگ دانه ها باید دانه بندی نمونه ها مشخص شود. اگر سنگ مورد آزمایش به صورت قطعات بزرگ باشد، باید آنها را در سنگ شکن خرد کرد. در ادامه از سنگ خرد شده و یا مصالح آماده، نمونه گیری انجام می شود. اگر اندازه دانه ها بزرگ تر از الک 19 میلی متر باشد، بر پایه جدول زیر به مقدار 100±1000 گرم نمونه و اگر اندازه دانه مصالح کوچک تر از الک 38 میلی متر باشد بر پایه جدول  زیر به مقدار 10±5000 گرم نمونه انتخاب می شود.

دانه بندي نمونه هاي انتخابی براي قطعات بزرگ تر از 19 میلی متر
دانه بندي نمونه هاي انتخابی براي قطعات بزرگ تر از 19 میلی متر
دانه بندی نمونه های انتخابی برای قطعات کوچک تر از 38 میلی متر
دانه بندی نمونه های انتخابی برای قطعات کوچک تر از 38 میلی متر
دستگاه آزمایش سایش لس آنجلس جهت تعیین مقاومت سایشی سنگ دانه ها
دستگاه آزمایش سایش لس آنجلس

ب)  در مرحله بعدی با توجه به وزن نمونه رد شده از الک ها، جرم نمونه، تعداد و وزن گوی های مورد نیاز برای آزمایش، محاسبه می شود. در ادامه، نمونه به همراه مقدار گوی های فولادی لازم، به داخل دستگاه لس آنجلس ریخته شده و استوانه با سرعت 30 تا 33 دور در دقیقه حول محول افقی به چرخش در می آید. استوانه برای مصالح کوچک تر از 38 میلی متر، 500 دور و برای مصالح بزرگ تر از 19 میلی متر ، 1000 دور دوران می کند. حرکت استوانه باید منظم و با سرعت یکنواخت باشد. چنان چه زایده فولادی دارای یک وجه شیب دار است، جهت چرخش باید طوری باشد که گوی های فلزی هنگام دوران، به سمت قائم آن برخورد کنند.

گوی های استفاده شده در آزمایش لس آنجلس
گوی های استفاده شده در آزمایش لس آنجلس

ج)  پس از پایان دوران، مواد از داخل استوانه خارج شده و با الک 1.7 میلی متر (نمره12)، جداسازی می شود. مصالح مانده روی الک 1.7 میلی متر شسته شده و در دمای 105 تا 110 درجه سانتی گراد در داخل گرم خانه تا رسیدن به وزنی ثابت خشک شده و سپس با دقت یک گرم به کمک ترازو وزن می شوند.

د) برای به دست آوردن اطلاعاتی در مورد یکنواختی سایشی نمونه می توان در مورد آزمایش های 500 دوری، درصد افت وزنی را، پس از 100 دور و برای آزمایش های 1000 دوری، پس از 200 دور تعیین نمود. درصد افت وزنی باید بدون شستن مصالح مانده روی الک 1.7 میلی متر، محاسبه شود. در طول این عملیات نباید هیچ قسمتی از نمونه از دست برود و تمام نمونه تا انتهای آزمایش باید حفظ شود.


محاسبات


برای محاسبه درصد افت وزنی نمونه در اثر سایش از روابط زیر استفاده می شود:

محاسبه درصد افت وزنی نمونه 2
محاسبه درصد افت وزنی نمونه

در صورتی که از روش توصیف شده در بند (د) استفاده می شود، ضریب یکنواختی سایش از طریق رابطه زیر محاسبه می گردد:

محاسبه درصد افت وزنی نمونه

محاسبه درصد افت وزنی نمونه


گزارش نتایج


برای گزارش نتایج آزمایش تعیین میزان سایش سنگ دانه ها و مصالح سنگی با استفاده مسئول آزمایشگاه باید موارد زیر را در نظر داشته باشد:


  • محل برداشت اولیه نمونه و مشخصات زمین شناسی آن باید در گزارش ذکر شود.
  • نوع دانه بندی نمونه از مهمترین مواردی است که مشخصات گوی های آزمایش را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین ذکر آن در گزارش نهایی ضروری است.
  • تعداد و وزن گوی های فولادی استفاده شده در فرآیند آزمایش.
  • درصد افت وزنی نمونه در اثر سایش صورت گرفته در دستگاه سایش لس آنجلس
  • ذکر نسبت یکنواختی سایشی با دستگاه لس آنجلس (در صورت نیاز)

یک نمونه از جدول ثبت نتایج این آزمایش در ادامه قابل مشاهده است.

برگه ثبت نتایج آزمایش تعیین افت وزنی در مقابل سایش به روش لس آنجلس
برگه ثبت نتایج آزمایش تعیین افت وزنی در مقابل سایش به روش لس آنجلس

منابع:

  1. نشریه شماره 737 سازمان برنامه و بودجه کشور “دستورالعمل انجام آزمون های آزمایشگاهی و صحرایی مکانیک سنگ”

در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :

در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید :

در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید : 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

سایر مقاله ها

ماشین آلات تراکم خاک (Soil Compaction Equipment)

به مجموعه تجهیزات مورد استفاده برای افزایش چگالی خاک، ماشین [...]


بیشتر بخوانید

تراکم خاک چیست؟ (?What is Soil Compaction)

تراکم خاک (Soil Compaction)، به عنوان یکی از مراحل ثابت [...]


بیشتر بخوانید

دستورالعمل تعیین تنش برجا و ضریب تغییر شکل پذیری با استفاده از روش جک تخت (Flat Jack Method)

با انجام آزمایش جک تخت (Flat Jack)، تنش بر جای [...]


بیشتر بخوانید

میلگرد چیست؟ مشخصات و کاربرد انواع میلگرد چیست؟ (?What is Rebar)

میلگرد مخفف (میله تقویت کننده) است که به پروفیلی با [...]


بیشتر بخوانید