وزن مخصوص شن چیست؟ وسایل اندازه گیری و روش تعیین آن؟

وقتی که قرار است یک پروژه عمرانی بزرگ اجرایی شود، تمام مصالحی که در آن به کار برده می شود باید تحت آزمایش قرار گیرد. نتایجی که از آزمایشات به دست می آید می بایست با استانداردهای تعریف شده یکی باشد تا بتوان از مصالح مورد نظر استفاده کرد. به همین جهت، در آزمایشگاه های عمرانی، آزمایش های متفاوتی روی مصالح ساختمانی انجام می شود که یکی از آنها آزمایش وزن مخصوص شن است. ما در این مقاله قصد داریم در مورد این آزمایش و تجهیزات مورد نیاز برای انجام آن نکاتی را ارائه کنیم؛ پس با ما همراه باشید.

وزن مخصوص شن چیست؟

قبل از آنکه در مورد وزن مخصوص شن صحبت کرده و آن را معرفی کنیم، خوب است بدانید که دو نوع وزن مخصوص داریم:

• وزن مخصوص ظاهری
• وزن مخصوص حقیقی

وزن مخصوص ظاهری

برای به دست آوردن وزن مخصوص ظاهری، شن هایی که در گرمخانه خشک شده اند را بر جرم آب تقسیم می کنند. در این فرمول، شن و آب را در یک حجم آماده کرده و سپس، وزن آنها را در فرمول قرار می دهند. واحد این فرمول، گرم بر سانتی متر مکعب می باشد.

وزن مخصوص حقیقی

برای به دست آوردن وزن مخصوص حقیقی، نسبت جرم واحد حجم ماده را به جرم همان حجم از آب تقسیم می کنند. در اینجا، هر دو ماده باید در یک دما باشند و توجه داشته باشید که وزن مخصوص حقیقی به دست آمده، واحد ندارد.

وزن مخصوص انبوهی و ظاهری شن چیست؟

برای حساب کردن وزن انبوهی شن، از حجم مطلق آن استفاده می کنند. برای حساب کردن وزن ظاهری شن، به وزن مخصوص مواد جامدی که برای تولید ذرات شن به کار رفته، نگاه می کنند. توجه داشته باشید که برای محاسبه وزن ظاهری شن، فضاهای خالی که آب به آنها نفوذ می کند، مد نظر نیست.

تجهیزات مورد نیاز برای وزن مخصوص شن

هر آزمایشی را برای آنکه بتوان به درستی و با دقت انجام داد، می بایست ابزار و وسایل مورد نیاز آن فراهم گردد. برای محاسبه وزن مخصوص شن نیز به برخی تجهیزات نیاز است که در ادامه در مورد آنها صحبت خواهیم کرد. وسایل مورد نیاز در آزمایش تعیین وزن مخصوص در شن به شرح زیر است:

• ترازو (ترازو دیجیتال با دقت 0.01 گرم و ظرفیت 300 گرم  ، ترازو دیجیتال با دقت 1 گرم و ظرفیت 30 کیلوگرم  ،  ترازو دیجیتال با دقت 0.1 گرم و ظرفیت 3 کیلوگرم)
• پیکنومتر
• کوره
• بالن مدرج
• دستگاه چگالی سنج یا دستگاه میز و سطل ارشمیدس
• سشوار
• الک (الک آزمایشگاهی تمام استیل (فریم فلزی) ،  الک آزمایشگاهی با فریم پلاستیکی  ، الک کشاورزی)

در ادامه در مورد هر یک از این وسایل و مشخصاتی که باید داشته باشند، نکاتی را ارائه خواهیم کرد.

ترازو

یکی از تجهیزات مورد نیاز برای تعیین وزن مخصوص در شن، ترازو است. ترازویی که در این آزمایش به کار برده می شود، باید دقتی برابر 0.1 گرم و یا کمتر داشته باشد. حداقل ظرفیت ترازوی مورد نظر می بایست، یک کیلوگرم باشد.

پیکنومتر

دستگاه دیگری که برای تعیین وزن مخصوص به کار می برند، پیکنومتر است. این دستگاه یک استوانه از جنس شیشه بوده و در قسمت دهانه آن نیز یک مخروط فلزی قرار داده شده است.

کوره

کوره ابزار دیگری است که جهت تعیین وزن مخصوص شن به کار می برند. کوره به کار برده شده در این آزمایش باید بتواند حداقل دمایی برابر 105 درجه سانتی گراد را فراهم کند.

بالن مدرج

برای آنکه بتوان آزمایش تعیین وزن مخصوص شن را انجام داد، باید یک بالن مدرج آماده گردد. حجم بالن مورد استفاده در این آزمایش 500 سانتی متر مکعب بوده و برای نمونه هایی که وزن آنها 500 گرم است، کافی به نظر می رسد.

دستگاه چگالی سنج یا دستگاه میز و سطل ارشمیدس

دستگاه دیگری که آن نیز برای تعیین وزن مخصوص شن، لازم و ضروری به نظر می رسد، دستگاه چگالی سنج و یا دستگاه میز و سطل ارشمیدس است. این دستگاه از یک سبد سیمی با چشمه های 3.25 میلی متری تشکیل شده است. دستگاه چگالی سنج علاوه بر این سبد، به یک مخزن آب برای وزن کردن سبد شن نیز مجهز شده است.

سشوار

از سشوار برای خشک کردن دانه های تحت آزمایش استفاده می کنند. معمولا سشوارهایی که دارنده جریان هوای گرم هستند، برای این آزمایش کاربرد بیشتری خواهند داشت.

الک

الک ها ابزاری هستند که برای جدا کردن ذرات با اندازه های متفاوت به کار برده می شوند و معمولا سایز و ابعاد متفاوتی دارند.

شاید خواندن مطالب زیر برایتان مفید باشد !

آزمایشگاه بتن چیست⭐و شرایط تاسیس آن چگونه است؟

آزمایش تعیین نفوذپذیری خاک چیست؟ (طریقه آزمایش تعیین نفوذپذیری خاک)

آزمایش سه محوری خاک چیست؟ (طریقه انجام آزمایش سه محوری خاک)

آزمایش تراکم خاک چیست ؟ (روش انجام آزمایش تراکم خاک)

روش آزمایش وزن مخصوص در شن

برای تعیین وزن مخصوص شن، می بایست مراحل زیر طی شود:

• اولین مرحله در مشخص کردن وزن مخصوص دانه های شن، نمونه برداری است. برای این کار نیز نمونه ها از ارتفاع متوسط برداشته می شوند و در ضمن، کار باید به نحوی انجام شود که هیچ یک از دانه ها از ظرف بیرون نریزند. مقدار نمونه آماده شده باید 4 برابر نمونه ای باشد که قرار است در آزمایش مورد استفاده قرار گیرد. نمونه برداری را بر حسب جدول زیر انجام می دهند:

• بعد از نمونه برداری، نمونه ها را داخل دستگاه مقسم می ریزند. سپس، مصالح تحت آزمایش را در یک الک 4.75 میلی متر ریخته و در آب شستشو می دهند. توجه کنید که خاک و یا ذرات دیگری نباید به دانه ها چسبیده باشد.
• بعد از آن، نمونه ها را وارد کوره می کنند تا رطوبت خود را از دست بدهند.
• بعد از گرم شدن و از دست رفتن رطوبت، باید منتظر ماند تا نمونه سرد شده و گرمای خود را از دست بدهد.
• در مرحله تعیین وزن مخصوص شن، می بایست نمونه را وزن کرد و آن را به مدت 24 ساعت در آب با دمای عادی قرار داد.
• بعد از گذشت 24 ساعت، دانه ها را از آب خارج می کنند و با کمک سشوار خشک می نمایند. بعد از خارج شدن رطوبت، نمونه باید توزین شود.
• در قدم بعدی می بایست، نمونه را در سبد سیمی قرار داد و سبد را به یک قلاب متصل کرد. سبد متصل شده به قلاب، به آرامی داخل مخزن آب فرو برده شده و وزن می شود.
• برای محاسبه وزن مخصوص، وزن نمونه خشک شده را بر عدد به دست آمده از تفریق وزن نمونه اشباع شده و وزن نمونه غوطه ور تقسیم می کنند.

جمع بندی

در این مقاله در رابطه با وزن مخصوص شن، صحبت کرده و آزمایشی که این مفهوم را اندازه گیری می کند، شرح دادیم. همان طوری که دقت کردید، تجهیزات و ابزار متفاوتی در این آزمایش به کار برده می شود. برای تعیین دقیق ترین نتایج می بایست به آزمایشگاه هایی مراجعه کرد که از بروزترین تجهیزات بهره می برند. معمولا آزمایشگاه های بروز برای تهیه تجهیزات به تولیدکنندگانی همچون تست سیویل مراجعه می کنند. این مجموعه، تجهیزات مخصوص آزمایشگاه عمران را تولید کرده و از جمله تولیدکنندگان باسابقه این حوزه می باشد.