مهندسی عمران

استفاده از گیرنده (سنسور) رطوبت برای نمایش یکنواختی بتن تازه

گزیده:

در این مقاله، سنسور رطوبت جهت نمایش رطوبت بتن داخل میکسر در فرکانس نسبتاً بال برای چهار فرآیند میکساژ متفاوت به کار می‌رود. مشاهدات شامل بررسی تغییر رطوبت درون بتن در فرآیند میکساژ است، یکنواختی میکساژ با اطلاعات محتوای رطوبت برآورد می‌شوند. نتایج نشان دادند که سنسور رطوبت ابزاری مؤثر جهت برآورد یکنواختی میکساژ بتن است و فرآیند میکساژ متفاوت نیاز به زمان متفاوت میکساژ برای بتن خواهد داشت تا به اطلاعات رطوبتی ثابت دست یافته شد.

مقدمه:

یکنواختی در ارتباط با قابلیت میکساژ بتن است که بدان معنی است اگر بتن به صورت مناسب مخلوط شود، بتن با نسبتهای مختلف از یک آبخوره خواص مشابهی نظیر میزان رطوبت خواهند داشت. روشهای بسیاری شامل مقیاس جریان، مقیاس میزان آب، تعیین نسبت آب به بتن و نشست کامل به کار می‌روند تا یکنواختی میکساژ بتن را برآورد کنند، اما هیچ روش و یا تجهیزات مؤثری نمی‌تواند دقیقاً بازتابی از قابلیت میکساژ باشد سنسور رطوبت بر اساس بازتاب امواج مایکروویو بتن در شرایط مختلف رطوبت است. به دلیل حساسیت آن به رطوبت سنسور رطوبت ابزاری مطمئن جهت برآورد میزان رطوبت در قسمتهای مختلف بتن درون میکسر است که بعدها می‌توان برای ارایه یکنواختی بتن درون میکسر از آن استفاده کرد.

در این مقاله، سنسور رطوبت برای نمایش رطوبت درون میکسر در فرکانس نسبتاً بالای چهار بار در ثانیه برای چهار فرآیند میکساژ متفاوت به کار رفت. مشاهدات شامل بررسی تغییر رطوبت درون متن در فرآیند میکساژ بود، یکنواختی میکساژ با اطلاعات مربوط به میزان رطوبت برآورد می‌شوند.

اهمیت تحقیق:

زمان میکساژ یکی از مهمترین عواملی است که بر قابلیت میکساژ تأثیر می‌گذارند. زمان میکساژ (زمان مورد نیاز) باید بر اساس توانایی میکسر در تولید بتن یکنواخت در آبخوره و از یکی به دیگری باشد. زمان مورد نیاز برای رسیدن به این مطلب ابتدا به طرح میکسر، مشخصات ماده بتن بستگی دارد که شامل محتوای بتونی است که در ترکیبات به کار می‌برده است. ضعف نیازمند مدت زمان میکساژ تا حد ممکن کم است که می‌تواند در هزینه صرفه‌جویی کند و تکرار تولید را افزایش دهد، اما میکساژ نامناسب منجر به مقاومت کمتر و همچنین تنوع در آبخوره و یا از آبخوره‌ای به دیگری شود. این به همان دلیل است که سیستم مخلوط کردن بتون آماده نیاز به حداقل زمان میکساژ دارد، گرچه، مدت زمانی طولانی کیفیت بتن را بالا نمی‌برد و خوبی دستگاه را پائین می‌آورد.

چون مدت زمان طولانی میکساژ سبب شکست انجام و کاهش میزان هوا شود. با تمام این موارد، شیوه مؤثر برآورد وقتی میکساژ بتون می‌تواند به یکنواختی برسد ضروری است.

در بین تمام روشها، سنسور رطوبت یک وسیله مطمئن برای برآورد مناسب محتوی رطوبت در بخشهای مختلف بتن داخل میکسر است، از این رو می‌تواند برای بازتاب یکنواختی بتن داخل میکسر به اکر رود. سنسور رطوبت می‌تواند رطوبت درون میکسر و ظرف مصالح در فرکانس نسبتاً بالا جهت کنترل کیفی را نمایش دهد. هیدرونیکس سنسور رطوبت خود را برای کاربرد صنعتی در نمایش میکساژ بتن با موفقیت ارایه دادند، اما هیچ مطالعه قانونمندی در بررسی قابلیت میکساژ و فرآیندهای مختلف مخلوط کردن با سنسور رطوبت صورت نگرفت. در این مقاله، مشاهدات برای بررسی تغییر رطوبت در میکساژ بتن از طریق فرآیندهای مخلوط کردن صورت گرفت، یکنواختی میکساژ از میزان رطوبت در هنگام مخلوط کردن بتن برآورد شوند.

برنامه تجربی

مواد و فرآیند میکساژ

برای بررسی تأثیر سنسور رطوبت، چهار فرآیند میکساژ متفاوت شامل میکساژ تک مرحله‌ای، دو مرحله‌ای و دو نوع میکساژ چند مرحله‌ای برای میکساژ بتن  انتخاب شدند. جزئیات فرآیندهای میکساژ در این تحقیق در جدول 1 مشخص شده‌اند:

مشاهدات:

جهت بررسی اثر میکساژ، چهار نوع متفاوت از روشهای میکساژ بتن در این تحقیق استفاده شدند. سنسور رطوبت در بررسی میزان رطوبت بتن درون دستگاه میکسر به کار رفت. سنسور رطوبت می‌تواند میزان رطوبت را چهار بار در ثانیه بررسی کنید. درجه منحنی استحکام میزان رطوبت را می‌توان برای نمایش یکنواختی بتن به کار برد، وقتی میزان رطوبت به درجه خاصی از استحکام برسد، بتن به یکنواختی در میکساژ رسیده است.

سنسور رطوبت:

سنسور رطوبت برای کنترل کیفی میکساژ بتن به کار رفته است. رطوبت در ترکیب بتنی بر اساس اصول انرژی مایکروویو می‌تواند نشان داده شود تکنیک جذب مایکروویوی یک روش دقیق برای اندازه‌گیری رطوبت در بتن را ارایه می‌کند چون آب در حدود 100 تا 500 برابر مواد خشک هم اندازه انرژی مایکروویوی (بسته به فرکانس) جذب می‌کند.

شرکت هیدرونیکس، تولیدکننده سنسور یک سیستم حسگر تک سر بر اساس نظریه الکترومغناطیس تهیه کرده است. روش با اندازه‌گیری در پارامتر مختلف جذب مواد صورت می‌گیرد که می‌تواند به مشکل خواص وابسته به چگالی فائق آید. سنسور میدان کم قدرت انرژی مایکروویوی را به مواد بتنی می‌فرستند و انرژی جذب شده را تشخیص می‌دهد. سنسور رطوبت در میکسر بتن و ظرف مصالح به کار می‌رود تا تغییرات رطوبت در میکسر بتن را از طریق بازتاب مایکروویو نمایش دهد.

نتایج:

همانطور که مشخص است، مدت زمانی برای رسیدن بتن به میزان رطوبت ثابت در بخشهای مختلف لازم است، میزان رطوبت ثابت مقدار میانگین رطوبت برگرفته از سنسور رطوبت است و زمان رسیدن بتن به رطوبت ثابت زمان میکساژ برای رسیدن به این میزان رطوبت است. نتایج نشان می‌دهد که فرآیند متفاوت میکساژ زمان متفاوتی برای رسیدن بتن به میزان رطوبت ثابت خواهد داشت، میکساژ تک مرحله‌ای نیاز به زمان بیشتری (50 ثانیه) برای این امر دارد. مدت زمان مشخص نیز برای میکساژ چند مرحله‌ای نیازمند، اما زمان با توجه به فرآیند بارگیری متفاوت تغییر خواهد کرد.

مدت زمان کل میکساژ که از بارگیری نسبت به مقدار رطوبت ثابت به دست می‌آید. همانطور که مشخص است، فرآیندهای متفاوت میکساژ به رطوبت مشابهی دست خواهد یافت که چون یک طرح مخلوط کردن دارند این چنین است، اما مدت میکساژ برای بتن جهت رسیدن به ثبات متفاوت است که نشان می‌دهد شامل میکساژ متفاوت روش متفاوت را برای رسیدن بتن به یکنواختی به کار می‌برد. همچنین از تصویر 4 مشخص است که میزان دوغاب اضافه شده به مصالح نمی‌تواند به رطوبت بسیار ثابتی دست یابد که بدلیل خواص بتن ایجاد می‌شود که بسیار چسبنده است، از این رو خطایی در بررسی رطوبت با تماس متغیر بتن و سنسور ایجاد می‌شود، به این مطلب بعداً پرداخته می‌شود.

نتیجه‌گیری:

از بررسی مقدار رطوبت و تغییر آن در میکساژ بتن، مشخص می‌شود که فرآیندهای متفاوت میکساژ به زمان متفاوتی برای رسیدن بتن به رطوبت ثابت نیاز دارد که بدان معنی است مدت زمان متفاوتی را برای رسیدن بتن به یکنواختی لازم است که میکساژ تک مرحله‌ای نیاز به زمانی طولانی‌تر برای رسیدن بتن به یکنواختی دارد و روش چند مرحله‌ای می‌تواند زمان میکساژ را به طور چشمگیری کاهش دهد. نتایج نشان داد سنسور طوبت ابزاری مناسب برای برآورد یکنواختی میکساژ بتن است.

بررسی آتی:

نتایج نشان داد که سنسور رطوبت یک ابزار بسیار مطمئن برای نمایش مناسب رطوبت و میکساژ بتن است، اما همچنین مشخص شد که برخی جنبه‌ها هنوز در حال بهبود هستند. مقدار کافی بتن برای پوشاندن سطح سر سنسور لازم است، از این دو مقدار زیادی بتن لازم خواهد بود. اطلاعات تنها می‌تواند میزان رطوبت را نشان دهد وقتی سطح سنسور به طور کامل با مواد پوشانده می‌شود وقتی اطلاعات کمی در مورد میزان رطوبت همیشه به معنی رطوبت کمتر نیست، اما می‌تواند مواد ناکافی یا پوشش ضعیف با مواد را نشان دهد. این دلیل چرایی عدم رایج بودن اضافه کردن دوغاب مصالح به پروسه میکساژ است که نمی‌تواند به میزان رطوبت ثابت با میکساژ بعدی بتن برسد، سطح سنسور در ته طرف میکسر قرار می‌گیرد و این امر ممکن است این مشکل را حل کند، اما برای چرخش ظرف مناسب نیست. با افزایش زمان میکساژ، بتن چسبنده خواهد شد که سبب خواهد شد بتن هرگز سطح سنسور را به طور کامل نپوشاند و این مطلب بانشان دادن عدم ثبات بالا در اطلاعات مربوط به رطوبت مشخص شود.

نویسنده : امیر حسین عبدالهی : ٩:٤٠ ‎ب.ظ ; پنجشنبه ٢ اسفند ،۱۳۸٦
Comments نظرات () لینک دائم