• ۱۳۹۷/۰۱/۰۱ ۰۶:۱۵:۴۱
  • در اطلاعات رشته عمران
  • توسط argan2
  • بازدید: 143
  • اخرین ویرایش: -/-
  • چاپ نوشته هاچاپ پی دی اف
شن و ماسه ، شناخت مواد و مصالح

شن و ماسه ، شناخت مواد و مصالح

پایگاه معماری اَرگان می نویسد: با توجه به اینکه شن و ماسه قسمت اصلی ساختن یک سازه بتنی را تشکیل می دهد و با توجه به مقاومتهای ساختمان های بتنی در مقابل عوامل جوی و عمر طولانی تر آن نسبت به ساختمان های فلزی و آجری. و همچنین با توجه به امکان تهیه ی سریع و ارزان آسان مصالحی که برای ساختن ساختمان های بتنی مصرف می شود که قسمت عمده ی آن شن و ماسه باشد.

ضمنا باید توجه کرد که جنس و خصوصیات مختلف شن و ماسه در هر ناحیه متفاوت می باشد، به این دلیل مطالعات انجام شده ی ممالک دیگر به طور کامل و دقیق برای ما قابل استفاده نیست. چه بسا برای مملکت پهناوری مثل ایران شن و ماسه و حتی سنگ و خاک هرناحیه به طور جداگانه مورد مطالعه قرار گرفته و مشخصات معینی برای آن تهیه شود، مخصوصا رفتار آنها در بتن روشن گردد.


محل های مصرف شن و ماسه در ساختمان:

علاوه بر مصرف شن و ماسه در ساختمان های بتنی که اصلی ترین و مهم ترین مصرف شن و ماسه است، این مصالح در نقاط مختلف کلیه ی ساختمان ها مصرف دارد. از جمله در پی سازی قریب به اتفاق ساختمان ها که از دو طبقه بیشتر است از بتن استفاده می گردد که باید در ساختن بتن شن و ماسه مصرف شود همچنین در ساختمان های آجری برای چیدن آجر از ملات ماسه و سیمان استفاده می نمایند. برای فرش موزاییک و نصب کاشی از ملات ماسه سیمان استفاده می کنیم. همچنین برای دانه بندی کف فضاهایی که روی زمین ساخته می شود (همکف یا زیر زمین) برای آنکه از نفوذ رطوبت به سطح جلوگیری شود از شن با ابعاد مختلف استفاده می گردد و علاوه بر اینها برای محفوظ نگه داشتن لوله های تاسیسات که در ایران معمولا از کف ساختمان عبور می کند علاوه بر ضد زنگ ـ پشم شیشه ـ نایلون پیچی روی لوله ها را با یک لایه ماسه ی غیر آهکی میپوشانند تا مواد آهکی که احتمالا در پوکه یا ملات وجود دارد روی آن اثر نکند.

ابعاد شن و ماسه:

به تدریج که بشر احتیاج به مصرف سنگ با ابعاد مختلف آن پیدا کرد سعی کرد برای تمیز دادن آنها از یکدیگر برای اندازه های مختلف آن اسم های جداگانه ای انتخاب کند. مثلا برای دانه های بسیار ریز ماسه بادی و برای دانه درشت تر ماسه و همین طور برای دانه های درش تر شن و قلوه سنگ، پاره تخته سنگ ـ صخره و غیره را انتخاب نمود. در صنعت ساختمان به دانه های سنگی که قطر آن در حدود ۲ میلی متر یا کوچک تر باشد ماسه می گویند و به دانه های سنگی که قطر آن از ۲ میلی متر بزرگتر باشد شن نخودی و به دانه های بزرگتر از ۶ میلی متر شن می گویند. به طور کلی بهترین دانه بندی برای ماسه آن است که قطر ۳۳ درصد دانه های آن بین ۰۸/۰ میلیمتر تا ۵/۰ میلیمتر و ۳۳ درصد دانه های آن بین ۱ میلیمتر تا ۲ میلیمتر باشد.با معماری ارگان همراه باشید

منابع تهیه ی شن وماسه:

شن و ماسه برای کارهای ساختمانی به دو گونه تهیه می شود.

۱ـ شن و ماسه ی طبیعی

۲ـ شن و ماسه ی شکسته.



۱ـ شن و ماسه ی طبیعی

هرسال پس از فصل بارندگی و طغیان رودخانه ها مقدار زیادی شن و ماسه در بستر رودخانه باقی می ماند که پس از کم شدن آب رودخانه ها این منابع در دسترس قرار می گیرد و این ماسه هارا پس از شستن و سرند کردن مورد استفاده قرار می دهند.

۲ـشن و ماسه شکسته

تک سنگهای درشت را بعد از تعیین جنس آن در سنگ شکن های مختلف شکسته و خرد می نمایند، آنگاه آن را به وسیله ی الک های مخصوص دانه بندی نموده و به مصرف می رسانند.

تفاوت شن و ماسه طبیعی با شکسته

با توجه به اینکه شن و ماسه ی طبیعی از روی هم غلطیدن تکه های سنگ در اثر جریان آب رودخانه ها و خرد شدن آنها تولید می شود و ممکن است راهی طولانی را با سنگهای دیگر در بستر رودخانه طی نماید. تقریبا قطعه سنگهای درشت تر مانند آسیاب ساچمه ای نسبت به قطعات ریزتر عمل می نمایند در نتیجه دانه های شن و ماسه حاصل از جریان آب رودخانه گرد گوشه بوده و در صورتی که دانه های شن و ماسه شکسته تیز گوشه هستند دانه های گرد گوشه به علت آنکه سطح آنها صیقلی می باشد دارای اصطکاک داخلی کمتری بوده و بهتر به روی هم می لغزند و در نتیجه ملات تهیه شده با این گونه ماسه ها بهتر زیر ماله بنا شکل می گیرد و زیر آجر یا فرش موزائیک یا فرش سنگ پهن می شوند.

در بتن ریزی نیز روی همدیگر لغزیده و حجم قالب را بهتر پر می نمایند، شن وماسه شکسته به علت تیز گوشه بودن اصطکاک داخلی بالایی بین دانه ها دارای لغزندگی مناسب روی هم نیستند. ولی دانه های شکسته به خاطر همین اصطکاک داخلی زیاد و تیز گوشه بودن در راه سازی مخصوصا در قسمت روسازی راه بیشتر مصرف دارند زیرا چرخ های اتومبیل ها در موقع ترمز کردن و همچنین در موقع تغییر سرعت دادن و همچنین در سر پیچ ها که یک نیروی گریز از مرکز مایل است اتومبیل را به خارج از جاده پرتاپ نماید فقط نیروی اصطکاک بین جاده و چرخ اتومبیل مانع پرتاب اتومبیل به خارج از جاده می شود و همچنین در موقع ترمز کردن نیروی اصطکاک شدیدی بین چرخ اتومبیل و جاده ی زیر آن بوجود می آید که در این مواقع چرخ اتومبیل میخواهد دانه های تشکیل دهنده ی لایه های روسازی را به یک طرف جمع نماید و به اصطلاح جاده را فتیله کند و وقتی که اتومبیل قوس را طی نمود و یا در اثر ترمز متوقف شد این نیرو از بین می رود و با یک تغییر مکان جزیی دانه های روسازی باقی می ماند.

بعد از چندی جاده مخصوصا در سر پیچ ها پله پله شده و به اصطلاح لایه های روسازی زیر چرخ اتومبیل ها فتیله می شود. ماسه های شکسته به دلیل اصطکاک داخلی زیاد به سختی روی همدیگر لغزیده و زیر چرخ های وسایل نقلیه بهتر مقاومت کرده و نیروهای وارده از چرخ اتومبیل را بهتر تحمل می نماید در نتیجه خیلی بهتر از شن و ماسه ی طبیعی زیر چرخ های وسایل نقلیه فتیله شده و جاده دیرتر موج درمیدارد.


در بتن ریزی اگر از مصالح شکسته استفاده شود، برای جابه جایی بتن در قالب و پرکردن تمام زوایای آن باید دقت بیشتری به عمل آورد، ولی در این نوع مصالح قطعه ریخته شده در شرایط مساوی دارای مقاومت فشاری و کششی بیشتری نسبت به شن و ماسه ی طبیعی می باشد.

ابعاد ماسه و شن شکسته کاملا در اختیار مصرف کننده است زیرا ابعاد آن به وسیله ی الک های مخصوص تعیین می گردد در نتیجه بتن ریخته شده با شن و ماسه شکسته یکنواخت تر و همگن تر نسبت به شن و ماسه طبیعی می باشد.

شن و ماسه ی طبیعی دارای مواد اضافی فراوانی چون چوب، ذغال و سایر مواد آلی می باشد که کلیه ی آنها برای قطعات بتنی و ملات مضر است و مهمتر از همه شن و ماسه ی طبیعی به مقدار زیادی دارای دانه های بسیار ریز میباشد که اصطلاحا به آن خاک می گویند.

شن و ماسه شکسته به هیچ وجه مواد خارجی ندارد و درشتی دانه ها و درصد آنها در کارهای بتنی کاملا در اختیار ما می باشد.

برای ملات سازی ماسه طبیعی که دارای ریز دانه های بیشتری بوده و در نتیجه خاصیت شکل پذیری بهتری نسبت به شن وماسه ی شکسته دارد و بهتر زیر ماله بنا پهن می شود و برای پهن کردن آن روی دیوار یا زیر فرش موزائیک یا سنگ بیشتر مورد قبول کارگران ساختمانی میباشد.


شکل هندسی دانه

بهترین و باربرترین شکل دانه از نظر هندسی برای مصرف در بتن، شکل نزدیک به کره است و هرقدر شکل دانه به صفحه نزدیک تر باشد یا دراز بوده نامطلوب تر بوده و قطعه ی ریخته شده با آن از مقاومت کمتری برخوردار است. به همین دلیل مجموع دانه های دراز و پهن مورد مصرف در بتن نباید از ۱۵ درصد مجموع شن و ماسه بیشتر باشد.

دانه های پهن به دانه ای گفته می شود که ضخامت آن از ۶/۰ معدل سوراخ های دو الکی که این دانه بین آنها قرار می گیرد کمتر باشد.

و دانه ی دراز به دانه ای گفته میشود که طول آن از ۸/۱ معدل سوراخ های دو الکی که این دانه بین آنها قرار میگیرد بیشتر باشد.


جنس شن و ماسه

تقریبا جنس شن و ماسه طبیعی در اختیار ما نیست و ممکن است از همه نوع سنگی در آن وجود داشته باشد ولی در مورد شن و ماسه ی شکسته حق انتخاب بیشتری داریم، البته جنس این نوع شن و ماسه هم کاملا در اختیار ما نیست و بیشتر بستگی به معدنی دارد که به محل استقرار سنگ شکن ها نزدیک تر است. البته درمورد استقرار سنک شکن ها نیز محدودیت هایی داریم از جمله فاصله ی آن تا محل مصرف و همچنین مالکیت معدن . به هرحال بهترین سنگ برای تهیه ی شن وماسه سنگهای گرانیت و سنگهای سیلیسی می باشد و به طور کلی هرقدر سنگ متراکم تر بوده و وزن مخصوص آن بیشتر باشد برای تهیه ی شن و ماسه جهت مصرف در بتن یا راه سازی بهتر است.

به هرحال سنگهای انتخاب شده باید یک دست بوده و فاقد رگه های خاکی باشند. وزن مخصوص آن نباید از ۵/۱ گرم بر سانتی متر مکعب کمتر باشد. این سنگها نباید پوک باشند و یا پوسیدگی موضعی داشته باشند. نباید در فعل و انفعالات شرکت نماید و نباید در مجاورت آب تغییر شکل و تغییر حجم بدهند و به عبارت دیگر نفوذ آب در آن نباید موجب متلاشی شدن دانه بشود و از طرفی جذب آب آن نباید آنقدر کم باشد که مانع نفوذ آب ملات در آن شده و در نتیجه موجب به هم نچسبیدن دانه ها به یکدیگر بشود زیرا همانطوری که می دانیم علت چسبیدن ملات به آجر یا موزائیک آن است که آجر یا موزائیک خاصیت مکندگی آب دارد و ضمن آنکه آب ملات را می مکد، مقداری از چسب ملات را به خود جذب می نماید و این چسب به داخل قطعه نفوذ کرده و آن را به ملات می چسباند. حال اگر خاصیت مکندگی دو قطعه که قرار است به هم بچسبند از مقدار معینی کمتر باشد آب ملات و چسب آن (سیمان، گچ، آهک) در قطعه ها نفوذ نکرده و انها را به هم نمی چسباند.

شن و ماسه باید در مقابل عوامل جوی مثل گرما، سرما و یخ زدگی مقاوم باشند و همچنین باید در مقابل سایش و ضربه و سایر نیروهای وارده بر سازه مقاومت نماید. سنگها نباید آلوده به خاک رس و لای و سایر ریزدانه ها باشند و همچنین باید از استفاده سنگ گچ و انیدریت و کلیه ی سولفاتها در تهیه ی شن و ماسه خودداری نمود و همچنین برای انتخاب سنگ جهت شن وماسه باید توجه داشت که این سنگها فاقد نمکهایی باشند که روی فولاد اثر میگذارد و چنین سنگهایی مخصوصا نباید در سازه های بتن آرمه مصرف شوند.


بزرگی دانه های شن وماسه

اصولا منظور از بکار بردن دانه با ابعاد مختلف آن است که در نهایت دانه بندی ما طوری باشد که دانه های ریزتر فضای بین دانه های درشت تر را پر کرده و هرقدر ممکن است قطعه ریخته شده با بتن توپرتر و متراکم تر بوده و دارای وزن مخصوص بیشتری باشد. برای انتخاب این دانه بندی، روشها و آزمایشاتی وجود دارد.

در این مطلب فقط به این اشاره می شود که بزرگی بزرگترین دانه شن و ماسه در سازه های مختلف متفاوت است مثلا برای بتن ریزی های حجیم مانند بتن سدها و پایه های بزرگ پی حتی دانه هایی با بزرگی ۲۵ سانتی متر را هم انتخاب می نمایند و برای پی سازی در ساختمان های بتنی میتوان از دانه هایی حد اکثر با بزرگی ۵/۲ سانتی متر استفاده نمود و برای تیرهای اصلی ساختمان های بتنی بزرگی دانه تا ۸/۰ سانتی متر است.

به هر حال بزرگی دانه نباید طوری باشد که در بتن ناهماهنگی بوجود بیاورد. برای این منظور عدد تقریبی زیر را تعیین نموده و می گویند بزرگترین دانه شن نباید از یک دومِ کوچکترین بعد قطعه بزرگتر باشد، البته این بدان معنی نیست که اگر بخواهیم مثلا سدی به طول ۲۰۰ متر و عرض ۱۶ متر بسازیم در بتن آن می توانیم از سنگهایی به بزرگی ۴ متر استفاده نماییم، زیرا در اولین برخورد می توانیم حس کنیم استفاده از چنین سنگی در بتن موجب ناهمگنی و متلاشی شدن آن خواهد گردید و این سنگ مانند یک گره در چوب، در سازه عمل خواهد کرد.


ماسه ملاتی

عمده ترین ماسه ی تهیه شده در کارخانه های شن و ماسه صرف بتن می شود و قسمت کمتر آن صرف تهیه ی ملات می گردد. بزرگی دانه های مصرف شده در ملات با توجه به ضخامت ملاتی که زیر فرش موزائیک یا سنگ و یا روی آجرچینی دیوار میکشند متفاوت است. مثلا برای مصرف ملات در آجر چینی به صورت گری بزرگی، بزرگترین دانه مصرف شده در ملات می تواند تا ۶ میلی متر هم باشد.

ولی برای آجرچینی در نماسازی که ضخامت ملات در حدود ۸ میلی متر است بزرگترین دانه ی مصرف شده نمیتواند از حدود ۴ میلی متر بیشتر باشد. به هرحال بزرگی بزرگترین دانه ماسه برای ملات و نماسازی نباید از نصف کلفتی لایه ملات که روی آجر میکشند بیشتر باشد و برای دوغاب پشت کاشی کاری و سنک کاری نیز باید از دانه های کوچکتر استفاده کرد تا این دانه ها بتوانند همراه دوغاب سیمان به داخل بدنه سنگ با سیمان نفوذ کرده و موجب چسبانیدن آن به دیوار بشود.

در حدود ۳۵ تا ۴۰ درصد حجم ماسه های ملاتی را هوا تشکیل می دهد که قسمتی از این هوا باید پس از مخلوط شدن ماسه با سیمان به وسیله ی گرد سیمان اشغال شده و در نتیجه وزن مخصوص ملات بالا رود و موجب یکپارچه شدن ملات و آجر روی آن بشود.

اگر مقدار ریزدانه های داخل سیمان (خاک ) از مقدار معینی بیشتر باشد (در حدود ۳ تا ۴ درصد ) این ریزدانه ها دور دانه های ماسه را گرفته و مانع آن می شود که دور دانه با سیمان گرفته شده و به دانه مجاور بچسبد و در نتیجه باعث پوکی ملات می گردد. البته همان طوری که گفته شد ماسه کاملا شسته و مناسب برای ملات به نسبت ماسه ای که دارای ریزدانه بیشتری باشد کمتر شکل پذیر بوده و پهن کردن آن روی دیوار یا زیر فرش کف احتیاج به نیروی بیشتری دارد و در نتیجه این ماسه مورد قبول کارگران ساختمانی نمی باشد. لذا برای مصرف اینگونه ماسه ها کارگران ساختمانی از سیمان بیشتری استفاده می نمایند تا کمبود ریزدانه های ملات را به وسیله ی سیمان تامین نموده و ملات شکل پذیرتری بدست آورند.


مواردی که نباید در ماسه و شن باشد:

مهمترین ماده ی مضر برای شن و ماسه در بتن و یا ملات، خاک رس می باشد، زیرا خاک رس خاصیت مکندگی آب داشته و در حدود ۸ برابر وزن خود آب میکشد. در نتیجه آب ملات را مکیده و آن را خشک نموده و مانع فعل و انفعالات طبیعی سیمان گشته، در نتیجه چسبندگی بین دانه ها به خوبی انجام نشده و قطعه پوک می شود و چنین قطعه ای باربری لازم را ندارد.

دیگر آنکه خاک رس موجود در ملات دور دانه های شن و ماسه را گرفته و مانع تماس آن با سیمان می گردد. بعضی از آئین نامه ها وجود ۳ تا ۵ درصد وزن خاک رس در شن و ماسه را مجاز میدانند. برای تعیین مقدار خاک رس و سایر ریزدانه ها باید از روشهای آزمایشگاهی استفاده کرد.


آزمایشاتی که باید روی ماسه انجام شود:

برای داشتن یک بتن خوب و ملایم روی دانه ها باید آزمایشات متفاوتی انجام شود که با تناسب محل سازه و استفاده ای که از آن می شود متفاوت باشد. مثلا ماسه ای که برای پایه ی پل مصرف می شود باید از نظر مقاومت در مقابل نمکها آزمایش شود، زیرا این پایه در معرض حمله ی شدید سولفاتها قرار دارد و یا ماسه ای که برای ریختن قطعه ی بتنی که در راه رو یک محل عمومی مانند سینما، مدرسه یا بیمارستان مصرف میشود که محل رفت و آمد شدید می باشد باید از نظر سایش آزمایش شود. ولی آزمایش تعیین درصد مواد خارجی، مخصوصا درصد مواد آلی و همچنین درصد خاک رس برای تمام ماسه های طبیعی لازم است.

روش های آزمایشگاهی برای تعیین درصد سایش دانه های شن و ماسه موجود است که مشهورترین آن آزمایش لوس آنجلس است ولی بعضا مشاهده گردیده است که دانه هایی با تعیین روش آزمایشگاهی جواب مطلوب داده اند، در عمل رفتار دیگری داشته اند. در نتیجه بهترین روش برای تعیین مقاومت های یک توده شن وماسه، آزمایش آن به طور عملی می باشد. مثلا اگر بخواهیم مقاومت ماسه را در مقابل سایش تشخیص بدهیم بهتر است با ماسه مورد آزمایش قطعه ای بتنی تهیه نماییم و آن را در محل پر رفت و آمدی قرار بدهیم و اثرات سایش را روی آن ملاحظه نماییم و یا برای آنکه قدرت ماسه را در مقابل عوامل جوی تشخیص دهیم، بهتر است قطعه ای از بتن با همان مصالح که در عمل مورد استفاده می باشد ریخته و آن را به طور مکرر در فریزر قرار دهیم و دمای آن را تا ۱۰ یا ۱۵ درجه زیر صفر ببریم (دو، سه درجه پایین تر از زمستان شدید همان منطقه ) آنگاه آن را در آب گرم ۶۰ یا ۷۰ درجه قرار دهیم و تاثیر این یخ زدگی و ذوب مکرر را در آن عملا مشاهده نماییم.

برگرفته از: کتاب مصالح شناسی

تالیف: سیاوش کباری



تهیه و تنظیم: تحریریه معماری اَرگان

کپی با ذکر منبع (لینک) مجاز است

اشتراک

دیدگاه دیگران (بدون دیدگاه)...

Leave a reply

نام:: فیلد اجباری.
آدرس رایانامه: فیلد اجباری. غیر فعال
وبسایت::
کد امنیتی:: فیلد اجباری.
دیدگاه: فیلد اجباری.