ایستاسازه
En Ar

خانه - مطالب آموزشی - آزمایش هم ارز ماسه یا ارزش ماسه ای (SE) (sand equivalent test)

نسبت ماسه به ریزدانه ها (سیلت و رس) در خاک عاملی مهم در عملیات خاکی و ساختمانی محسوب می شود، زیرا وجود ماسه زیاد در مقایسه با ریزدانه در خاک، در زیرسازی راه ها و نیز در احداث سد های خاکی، باعث پایین آمدن درصد آب بهینه و رسیدن سریع تر خاک به حداکثر تراکم خود می شود. پس هدف از آزمایش هم ارز ماسه یا ارزش ماسه ای که به اختصار SE نامیده می شود، تعیین نسبت حجم ماسه به حجم کل خاک است. در حقیقت هدف تعیین این است که چند درصد خاک را ماسه تشکیل داده است. در آسفالت نیز درصد بالای ریزدانه موجب مصرف بیشتر نیرو و در نتیجه سست شدن و وارفتن آسفالت زیر بارهای وارد شده می شود. نسبت ماسه به ریزدانه ها در ساخت بتن نیز بر مصرف آب، تراکم بتن و نفوذ پذیری و مقاومت در برابر هوازدگی اثر دارد. از این آزمایش می توان جهت تخمین مرغوبیت مصالح جهت راهسازی، تولید بتن و تولید آسفالت استفاده کرد. این آزمایش در حقیقت مکملی برای آزمایش دانه بندی است.


اصول آزمایش هم ارز ماسه به این ترتیب است که مقداری از نمونه مورد نظر را در استوانه مدرجی ریخته و به آن آب و مقداری مواد منعقد کننده اضافه می شود. پس از مدت معینی ارتفاع درشت دانه ها که ته نشین شده اند و ارتفاع تمام خاک در استوانه مدرج اندازه گیری می شود نسبت این دو ارتفاع هم ارز ماسه خواهد بود. ماده منعقد کننده باعث می شود که ذرات رس در محلول منعقد شده و معلق بمانند.

در این آزمایش، عامل تعیین کننده، ماسه است (نفوذ پذیری زیاد، عدم تورم، جذب آب کم، حساسیت کم و…) و اصولاً برای  خاک هایی به کار می رود که نشانه خمیری آن ها کمتر از 4 باشد. به عبارت دیگر، این آزمایش ویژه خاک های با ریزدانه کم است که با آزمایش حدود اتربرگ، حد روانی و حد خمیری آنها را نمی توان تعیین کرد (ریزدانه آن ها کمتر از 40% باشد.)

با توجه به این که در راه سازی نوع دانه بندی، نفوذ پذیری، جذب آب، تورم و نشست مسائلی است که باید بررسی شود، آزمایش ارزش ماسه ای (SE) در راه سازی کاربرد فراوان دارد.

ماسه شسته - شرکت ایستاسازه
ماسه شسته

حدود قابل قبول SE برای کاربردهای مختلف در جدول زیر آمده است.

حدود قابل قبول SE

ضریب نفوذ پذیری خاک ها بر اساس هم ارز ماسه در جدول آمده است که از این اعداد می توان طبق جدول زیر برای تخمین ضریب نفوذپذیری استفاده نمود.

ضریب نفوذ پذیری خاک ها
ضریب نفوذ پذیری خاک ها بر اساس هم ارز ماسه (SE)

در شکل زیر وسایل مورد نیاز برای انجام این آزمایش قابل مشاهده است.

وسایل مورد نیاز برای انجام آزمایش
وسایل مورد نیاز برای انجام آزمایش

محلول شوینده می بایست نسبت اختلاطی به صورت زیر داشته باشد:


کلرو کلسیم (454 گرم)، گلیسیرین (2050 گرم یا 1640 سانتی متر مکعب)، فرمالدهید (47 گرم یا 45 سانتی متر مکعب) و آب مقطر به اندازه کافی برای رسیدن حجم مخلوط به معادل یک گالن (3/785 لیتر).

جهت تهیه نمونه آزمایش ارزش ماسه ای (SE) لازم است نمونه ای ردشده از الک نمره ۴ را تهیه نموده به گونه ای که مقدار نمونه به اندازه ای باشد که پیمانه را تا لبه پر نماید.


در شکل زیر تصویر وسایل انجام آزمایش قابل مشاهده است.

وسایل انجام ارزش ماسه ای
وسایل انجام آزمایش ارزش ماسه ای (SE)

روش انجام آزمایش هم ارز ماسه یا ارزش ماسه ای (SE)


  • کلرورکلسیم را در 2 لیتر آب مقطر حل کنید. محلول را با کاغذ صافی، صاف کرده و فرمالین و گلیسرین را به آن اضافه کنید تا حجم آن به یک گالن برسد. می بایست محلول در شیشه دربسته نگهداری شود. مقدار 46 سانتی متر مکعب از محلول تهیه شده در مرحله 1 را در 2 لیتر آب مقطر ریخته و خوب مخلوط کنید. محلول حاصل را در شیشه دربسته جداگانه نگهداری کنید.

  • برحسب قطر درشت ترین دانه خاک مقدار حداقل نمونه را انتخاب کرده و از الک  شماره 4 رد می کنیم. مقدار 110 گرم از خاک رد شده از الک شماره 4 برای آزمایش هم ارز ماسه مورد نیاز است.

  • در استوانه آزمایش تا ارتفاع 10 سانتی متر (4 اینچ) محلول شستشو ریخته و نمونه خاک تهیه شده با قیف در داخل استوانه ریخته می شود.

  • استوانه را به مدت 10 دقیقه به حال خود به صورت ایستاده قرار داده و سپس درپوش آن را در جای خود قرار داده و آن را به حالت افقی بین دو دست گرفته و به چپ و راست حرکت داده به طوری که طول جابجایی استوانه تقریباً 20 سانتی متر باشد. در مدت 20 ثانیه 90 بار استوانه را به چپ و راست حرکت می دهیم.

  • استوانه را به صورت ایستاده قرار داده و با لوله شستشو که به مخزن محتوی محلول شستشو وصل شده جدار استوانه را بشویید و آن قدر محلول شستشو به استوانه بریزید تا سطح محلول در داخل استوانه به ارتفاع 38 سانتی متر برسد.

  • درجه حرارت محلول داخل استوانه را اندازه گیری می کنیم.

  • استوانه آزمایش را به مدت 20 دقیقه به صورت ایستاده بدون هیچ گونه لرزش در جایی قرار می دهیم.

  • پس از گذشت مدت زمان 20 دقیقه ارتفاع h1 (ارتفاع کل خاک) و ارتفاع درشت دانه ها را از روی استوانه مدرج اندازه گیری کنید.
شکل نمادین آزمایش ارزش ماسه ای - شرکت ایستاسازه
شکل نمادین آزمایش ارزش ماسه ای

  • سنبه فولادی را داخل استوانه فرو برده و کف سنبه را روی دانه ها قرار می دهیم. سپس به کمک نشانه متصل به میله سنبه بر روی استوانه، ارتفاع h2 یا به عبارتی ارتفاع درشت دانه ها را اندازه گیری کرده و در واقع عددی که نشانه مزبور در برابر آن قرار گرفته است، قرائت می شود.

  • مقدار 110 گرم از نمونه رد شده از الک شماره 4 را وزن کرده و مجددا محلول شست و شو را ریخته و مراحل را تکرار می کنیم.

به جای انجام حرکت رفت و برگشتی با دست می توان از تکان دهنده مکانیکی و یا نیمه خودکار استفاده کرد.


 تکان دهنده مکانیکی آزمایش ارزش ماسه ای


تکان دهنده مکانیکی باید بتواند سیلندر پلاستیکی را در طول رفت و برگشت 1± 203/2 میلی متر به تعداد 2±175 بار در دقیقه تکان دهد. همچنین این تکان دهنده آزمایش هم ارز ماسه ای (SE) باید به سطحی ثابت و مسطح، محکم گردد.


تکان دهنده نیمه خودکار آزمایش ارزش ماسه ای


اما در صورت استفاده از تکان دهنده نیمه خودکار، این دستگاه لازم است قادر باشد ۱۰۰ حرکت رفت و برگشت کامل را در محدوده زمانی 5±45 ثانیه در طول رفت و برگشت 5.08±127 میلی متر انجام دهد. اگر حجم کار زیاد باشد، دستگاه تکان دهنده باید توسط پیچ یا گیره هایی به سطح کار ثابت گردد.

لازم به ذکر است که یک تکان رفت و برگشتی در آزمایش ارزش ماسه ای به معنی یک حرکت رفت کامل به اضافه یک حرکت برگشت کامل است. البته این حرکت متناوبی لازم است یکنواخت باشد.

از تکان دهنده های مکانیکی بیشتر برای انجام آزمایشات کنترلی ارزش ماسه ای استفاده می شود البته بهتر است حتی الامکان از تکان دهنده های مکانیکی یا نیمه خودکار به جای تکان دادن دستی استفاده شود.


محاسبات آزمایش هم ارز ماسه ای


مقدار ارزش ماسه ای یا SE تا 0/1 اعشار از رابطه زیر به دست می آید:


فرمول آزمایش هم ارز ماسه ای

SE: ارزش ماسه ای

h: سطح ارتفاع ماسه در استوانه

H: سطح ارتفاع رس در استوانه


چنانچه SE یک عدد کامل نبود، نزدیکترین عدد بزرگتر به عنوان ارزش ماسه ای گزارش می شود. اگر ۳ نمونه آزمایش ود باید به ترتیب اعداد را کامل و سپس میانگین گرفته و مجددا عدد میانگین را به نزدیک ترین عدد بزرگتر تبدیل نمود.

حالت نهایی آزمایش هم ارز ماسه
حالت نهایی آزمایش هم ارز ماسه

در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :

در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :

در زمینه طراحی و مشاوره بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید : 

مطالب مرتبط :

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

سایر مقاله ها

انواع موج شکن و طراحی آن ها (Types of Breakwater)

موج شکن ها سازه هایی هستند که جهت ایجاد آرامش [...]


بیشتر بخوانید

تحلیل و طراحی پی ماشین آلات (Machine Foundation)

پی ماشین آلات عموما علاوه بر بارهای استاتیکی ناشی از [...]


بیشتر بخوانید

سد باطله چیست؟ انواع سدهای باطله و کاربرد آن ها (tailing dams)

شرکت های معدنی مختلف به دنبال افزایش منافع اقتصادی خود [...]


بیشتر بخوانید

آزمایش هم ارز ماسه یا ارزش ماسه ای (SE) (sand equivalent test)

نسبت ماسه به ریزدانه ها (سیلت و رس) در خاک [...]


بیشتر بخوانید