نحوه اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه (با معرفی تجهیزات مورد نیاز آن)

وقتی سیمان پرتلند و آب با هم ترکیب می شوند، یک واکنش شیمیایی گرماده صورت می گیرد. ترکیب سیمان و آب یک ماده خمیری شکل به وجود می آورد که مانع از جاری شدن آب بین لایه های ماسه می گردد. اگر بخواهیم دقیق تر بیان کنیم باید بگوییم، آلومینات و سیلیکات موجود در سیمان، با آب یک ماده هیدراته تولید می کنند و هر چه زمان می گذرد این ماده هیدراته، سخت تر می گردد. حرارتی که طی واکنش هیدراسیون تولید می شود، طی آزمایش اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه، مشخص می گردد. ما در این مقاله در مورد این آزمایش نکاتی را با شما به اشتراک خواهیم گذاشت.

واکنش هیدراتاسیون چیست؟

واکنش هیدراتاسیون و یا هیدراسیون یکی از انواع واکنش های گرماده می باشد. حرارتی که در اثر این واکنش تولید می شود، در عین حال که از یخ زدن بتن جلوگیری می کند، در حجم های زیاد بتن ریزی ممکن است خساراتی را نیز وارد کند. وقتی بتن ریزی انجام می گیرد، بتن در اثر حرارت ایجاد شده، افزایش حجم پیدا کرده و وارد فاز انبساط می شود. وقتی دمای بتن پایین می آید، بتن از فاز انبساط وارد فاز انقباض شده و این کاهش حجم با ایجاد ترک در بتن همراه است. در واقع، خسارت وارد شده به بتن، به دلیل ایجاد ترک در آن صورت می گیرد.

چرا حرارت هیدراسیون باید اندازه گیری شود؟

علاوه بر ترک خوردن بتن در اثر هیدراسیون ماسه، از دست رفتن رطوبت نیز مشکل دیگری است که این واکنش با خود به دنبال دارد. وقتی بتن گرم می شود، حرارت به وجود آمده باعث تبخیر رطوبت می گردد. این از دست رفتن آب و رطوبت در بتن، مانع از ترکیب شدن مصالح به کار رفته در تولید بتن می گردد و به این شکل، بتن تولیدی مقاومت لازمه را نخواهد داشت. جهت تعیین حرارت تولید شده، آزمایش اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه انجام می شود.

تجهیزات مورد نیاز برای اندازه گیری حرارت هیدراسیون در ماسه

هر آزمایشی برای آنکه در نهایت دقت انجام شود و نتایجی که در اختیار قرار می دهد قابل استناد باشد، باید با حضور تجهیزات مورد نیاز صورت پذیرد. برای اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه نیز وسایل و تجهیزاتی به شرح زیر نیاز است که باید آماده گردد:

• میکسر
• ترمومتر (دماسنج)
• ظرف پلاستیکی یا شیشه ای

تجهیزاتی که در فوق اشاره کردیم مهم ترین تجهیزات اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه است. بنا به تمام دلایلی که در همین مقاله اشاره کردیم، انجام این آزمایش جهت تحت تاثیر قرار نگرفتن خواص بتن به دلیل گرماده بودن واکنش هیدراسیون، لازم و ضروری به نظر می رسد. برای انجام درست این آزمایش نیز، تجهیزات مورد نظر باید کیفیت بالایی داشته باشند، اما سوال مهمی که اینجا ممکن است به وجود آید این است که چگونه می توان از کیفیت تجهیزات و با دقت بودن آنها اطمینان حاصل کرد. تنها در یک صورت می توان از کیفیت تجهیزات خریداری شده اطمینان پیدا کرد و آن هم، خرید این تجهیزات از تولیدکنندگانی همچون سیویل تست است. این مجموعه یک شرکت دانش بنیان بوده و تولید تجهیزات با کیفیت را در صدر اهداف و اولویت های کاری خود قرار داده است.

نحوه انجام آزمایش

برای اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه، ظرف پلاستیکی که به موم آغشته شده را آماده می کنند. در این ظرف، اسيد كلريدريک و یا اسيد فلئوريدريک می ریزند و به این شکل، ظرف مورد نظر برای انجام این آزمایش را فراهم می کنند. علاوه بر موارد گفته شده، یک دماسنج و یک همزن نیز داخل ظرف قرار داده شده است. از سیمانی که برای تولید بتن استفاده می کنند، نمونه برداری کرده و 50 گرم از آن را داخل ظرف می ریزند، هم می زنند و دمای آن را با کمک دماسنج اندازه گیری و ثبت می کنند. این دما، دمای واکنش هیدراسیون پودر سیمان است. در قدم بعدی، محتویات داخل ظرف را تخلیه می کنند و مجددا داخل آن اسید و قرص سیمان می اندازند. در این مرحله، دما مجددا اندازه گیری می شود. اختلاف دمایی که بین پودر سیمان و قرص آن وجود دارد، همان دمای واکنش هیدراسیون سیمان می باشد.

برای مثال، فرض کنید که قرار است سیمان سه روزه را تحت آزمایش اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه قرار دهند. در اینجا، 50 گرم از سیمان را وزن می کنند، با آب مخلوط کرده و بعد از گذشت سه روز، آزمایش انجام می دهند. در قدم بعدی، سیمان را داخل ظرف ریخته و با اسید مخلوط می کنند. بعد از ترکیب سیمان با اسید، دمای آن را اندازه گیری می کنند؛ دمایی که دماسنج اندازه گیری کرده، ثبت می گردد. در قدم بعدی، محتویات ظرف را خالی کرده و آن را تمیز می کنند و سپس قرص سیمان سه روزه را در داخل ظرف انداخته، با اسید مخلوط می کنند و مجددا دمای آن اندازه گیری می شود. اختلاف دمایی که بین پودر سیمان و قرص سیمان وجود دارد همان حرارت  هیدراسیون است.

شاید خواندن مطالب زیر برایتان مفید باشد !

آزمایش محاسبه ضریب تطویل و تورق سنگدانه ها

آزمایش تعیین نفوذپذیری خاک چیست؟

آزمایش سه محوری خاک چیست؟

آزمایش تراکم خاک چیست ؟

نکات مهم به هنگام اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه

• اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه در هر سن، مطابق با مشخصات درخواستی انجام می گیرد.
• در این آزمایش، انحراف تعیین نشده است؛ زیرا موادی که به عنوان مرجع پذیرفته شده برای تعیین انحراف، کاربرد داشته باشند، معرفی نشده اند.
• منبع، تاریخ نمونه برداری و نوع سیمان هیدرولیکی از جمله مشخصات نمونه به شمار می روند.
• در مواردی که حرارت واکنش هیدراسیون با مشخصه های 28 روزه سیمان هماهنگی و تطابق ندارد، از یک نمونه خمیری به عنوان شاهد استفاده می شود؛ این نمونه خمیری سن بیشتری دارد.
• در جاهایی که مشخصات نمونه آماده شده با مشخصات سیمان 7 روزه تطابق نداشته باشند، تصحیح نباید به کار برده شود و می بایست آزمایش اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه مجددا انجام گیرد.

جمع بندی

ما، در این مقاله در مورد اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه نکاتی را ارائه کردیم. حرارت هیدراسیون از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر کیفیت بتن می باشد. برای آنکه خواص بتن، تحت تاثیر واکنش هیدراسیون قرار نگیرد، می بایست آزمایش اندازه گیری حرارت هیدراسیون ماسه انجام شود. برای دریافت دقیق ترین نتایج، باید به آزمایشگاه هایی مراجعه کرد که از وسایل و تجهیزات مدرن و بروز برای اندازه گیری حرارت تولید شده در طی واکنش استفاده می کنند.