آزمایش اسلامپ بتن | حداقل و حداکثر عدد اسلامپ + فیلم آموزشی

آزمایش اسلامپ بتن ساده‌ترین ابزار برای سنجش روانی، کارایی و رفتار بتن تازه است و نتایج آن می‌تواند کیفیت بتن‌ریزی را تحت تاثیر قرار دهد. اما وقتی از اسلامپ صفر یا بتن بسیار خشک صحبت می‌کنیم دقیقا منظور چیست و چه زمانی به آن نیاز داریم؟ ما در این مقاله خواهیم گفت که اسلامپ بتن چیست و همچنین به معرفی انواع رفتارهای اسلامپ، عوامل موثر بر نتیجه، استانداردها و عدد اسلامپ مجاز بتن پرداخته‌ایم، پس تا انتهای مقاله همراه آکادمی عمران باشید.

پیشنهاد می‌کنیم در ابتدا فیلم زیر را درباره آزمایش اسلامپ مشاهده کنید. این فیلم تنها بخشی از پکیج صفر تا صد اجرای ساختمان است که در آن به جزئیات ساختمان‌سازی پرداخته‌ایم.

اسلامپ بتن چیست؟

اسلامپ بتن (Concrete Slump) یک آزمون ساده و سریع کارگاهی است که میزان روانی بتن تازه را به‌طور مستقیم و میزان کارایی آن را به‌صورت غیرمستقیم، از طریق اندازه‌گیری مقدار نشست (افت) مخروط نمونه تعیین می‌کند. در این آزمایش، یک مخروط فلزی استاندارد با ابعاد مشخص از بتن پر می‌شود؛ پس از متراکم‌سازی لایه‌ها، مخروط به‌آرامی بالا کشیده می‌شود و اختلاف ارتفاع بین نوک مخروط و بالای نمونه نشست‌کرده، به‌عنوان عدد اسلامپ گزارش می‌شود.

به زبان ساده، اسلامپ نشان می‌دهد بتن چقدر شل یا سفت است و تا چه حد به‌راحتی در قالب جا می‌گیرد. پس به عبارتی می‌توان گفت تست اسلامپ، آزمایش حد روانی بتن است. اما پیش از اینکه با مراحل این روش آشنا شوید، در ادامه لازم است به‌طور مختصر روانی بتن و تفاوت آن با کارایی بتن را بشناسید.

پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی با انواع آزمایش‌ها و تست‌های مخرب و غیر مخرب بتن به مقاله آزمایش بتن مراجعه کنید.

برای افزایش درآمد، خودت رو آماده کن! ٪۷۰ تخفیف تو راهه!

ورود به جشنواره

ارتباط اسلامپ با روانی و کارایی بتن

کارایی بتن به توانایی مخلوط برای ساخت، حمل، جای‌گیری در قالب و تراکم کامل اطلاق می‌شود. در واقع، کارایی شامل روانی بتن و همچنین قابلیت تراکم و جایگیری مناسب آن است.

روانی بتن بخشی از کارایی محسوب می‌شود و بیانگر سهولت جریان و شکل‌پذیری مخلوط تازه است. بتن روان به راحتی در قالب جای می‌گیرد و ذرات تشکیل‌دهنده مخلوط به‌صورت یکنواخت روی یکدیگر حرکت می‌کنند. با این حال، روانی بتن تنها یک ویژگی است و تضمین‌کننده کارایی کامل آن نیست. ممکن است مخلوطی روان باشد، اما به دلیل محدودیت‌های اجرایی مانند فواصل کم بین آرماتورها یا ضخامت مقطع، تراکم کافی حاصل نشود و در نتیجه کارایی مطلوب نداشته باشد.

به‌طور کلی، ارتباط روانی و کارایی بتن با آزمایش اسلامپ مستقیم است. در این آزمون، مقدار نشست مخروط نمونه بتن اندازه‌گیری می‌شود و عدد به‌دست‌آمده نشان‌دهنده روانی مخلوط است. بنابراین با بررسی عدد اسلامپ، می‌توان حداقل میزان روانی و عملکرد اجرایی بتن در قالب را ارزیابی نمود. افزایش عدد اسلامپ بیانگر روانی بیشتر مخلوط است و در صورت رعایت اصول طراحی و تراکم، کارایی مناسب نیز حاصل خواهد شد.

آزمایش اسلامپ بتن

آزمایش اسلامپ بتن یکی از ساده‌ترین و سریع‌ترین روش‌ها برای ارزیابی روانی و کارایی مخلوط بتن تازه است و دلایل اصلی انجام آن عبارت‌اند از:

• برای بررسی روانی و سهولت جریان بتن تازه
• اطمینان از یکنواختی مخلوط و صحت نسبت آب به سیمان
• سنجش کارایی بتن در جای‌گیری و تراکم داخل قالب
• اجرای سریع، ساده و کم‌هزینه

عوامل مؤثر بر آزمایش اسلامپ بتن

فاکتورهای متعددی در نتیجه نهایی تست اسلامپ بتن موثر است که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

• نسبت سیمان به آب استفاده شده در مخلوط
• ویژگی‌های مواد تشکیل‌دهنده اعم از عیار و نوع سیمان، اندازه سنگدانه‌ها
• نوع و میزان مواد افزودنی‌ بتن
• روش اختلاط، حمل و نقل و نمونه‌گیری
• میزان هوا و حفره‌های موجود در بتن
• روش و شرایط اجرای آزمایش
• زمان سپری شده از اختلاط تا انجام آزمایش
• دمای مخلوط

استانداردهای آزمایش اسلامپ بتن

اجرای آزمون اسلامپ بتن در کشورهای مختلف بر اساس استانداردها و مقررات بین‌المللی مشخص می‌شود. هرچند تفاوت زیادی بین استانداردها وجود ندارد، اما این تفاوت‌ها می‌تواند بر تجهیزات مورد استفاده و نحوه قوام بتن تأثیرگذار باشد. مهم‌ترین استانداردهای رایج تست اسلامپ به شرح زیر است:

1- استاندارد آمریکا

در آمریکا، آزمون اسلامپ بتن طبق استانداردهای ASTM C143 و AASHTO T119 انجام می‌شود. مشخصات این استاندارد عبارت‌اند از:

• ارتفاع مخروط: ۱۲ اینچ (۳0۰ میلی‌متر)
• قطر پایین مخروط: ۸ اینچ (۲0۰ میلی‌متر)
• قطر بالای مخروط: ۴ اینچ (۱0۰ میلی‌متر)

در این روش مخروط باید به صورت عمودی و بدون چرخش بالا کشیده شود. این استاندارد به‌صورت دقیق، نحوه پر کردن مخروط، تراکم لایه‌ها و اندازه‌گیری عدد اسلامپ را نیز مشخص کرده و یکی از رایج‌ترین استانداردها در کارگاه‌ها و آزمایشگاه‌های آمریکایی است.

2- استاندارد انگلستان و اروپا

در اروپا (BS EN 12350-2) و انگلستان (BS 1881-102)، ابعاد مخروط مشابه استاندارد آمریکا است، اما در برخی از جزئیات اجرایی تفاوت‌هایی وجود دارد:‌

• ارتفاع مخروط: ۳0۰ میلی‌متر
• قطر پایین مخروط: ۲0۰ میلی‌متر
• قطر بالای مخروط: ۱0۰ میلی‌متر

برخلاف استاندارد آمریکا، مخروط می‌تواند بدون الزام به حالت عمودی دقیق بالا کشیده شود. این استانداردها بیشتر بر روش پر کردن، تراکم لایه‌ها و ثبت نتایج تمرکز داشته و جزئیات دقیق حرکت مخروط اهمیت کمتری دارد.

3- استاندارد ایران

استاندارد ملی ایران برای آزمون اسلامپ بتن (ISIRI 3203-2) ترکیبی از استانداردهای آمریکایی و اروپایی است. ابعاد مخروط مشابه استاندارد اروپایی با اختلاف ۲ میلی‌متر است و روش بالا کشیدن مخروط مطابق استاندارد آمریکایی، به صورت عمودی انجام می‌شود.

این استاندارد تضمین می‌کند که آزمون در کشور ما با دقت کافی و بر اساس تجربیات بین‌المللی انجام شود و نتایج قابل مقایسه با استانداردهای جهانی باشد.

ابزار و تجهیزات آزمایش اسلامپ بتن

برای انجام صحیح آزمایش اسلامپ بتن، استفاده از تجهیزات استاندارد و مطابق مشخصات فنی الزامی است. ابزار مورد نیاز عبارت‌اند از:

• مخروط ناقص (Slump Cone): از جنس فلز ضد زنگ که ارتفاع آن 300 میلی‌متر، قطر پایین 200 و قطر بالای آن 100 میلی‌متر است. این مخروط برای نگه داشتن نمونه و اندازه‌گیری نشست (اسلامپ) بتن تازه استفاده می‌شود.
• میله کوبنده فولادی (Tamping Rod): دارای قطر 16 میلی‌متر و ارتفاع 600 میلی‌متر که انتهای یک سر آن به صورت نیم‌کره با قطر 16 میلی‌متر است. این میله برای متراکم کردن بتن داخل مخروط به کار می‌رود و تعداد ضربه‌های مشخص باید طبق استاندارد اعمال شود.
• صفحه یا پایه فلزی: ابعاد آن تقریبا 500 در 500 میلی‌متر است و برای قرار دادن مخروط روی سطح صاف و مستحکم و جلوگیری از لغزش نمونه استفاده می‌شود.
• مخلوط بتن تازه: تهیه شده طبق طرح اختلاط بتن مشخص و یکنواخت، بدون جداشدگی دانه‌ها
• ابزار کمکی: بیلچه یا کاردک برای پر کردن و صاف کردن لایه‌های بتن داخل مخروط
• ابزار اندازه‌گیری: متر یا خط‌کش برای تعیین دقیق ارتفاع نشست (اسلامپ) نمونه بعد از برداشتن مخروط

شرایط آزمایش اسلامپ بتن

قبل از اجرای آزمایش اسلامپ، رعایت شرایط استاندارد و محدودیت‌های عملی ضروری است تا نتایج به‌دست‌آمده دقیق و قابل اعتماد باشند. از شرایط اصلی و همچنین، محدودیت‌های این روش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• آزمایش برای مخلوط‌هایی با حداکثر قطر سنگدانه ۴۰ میلی‌متر قابل اجرا است و برای بتن‌های خیلی روان (مانند بتن خودتراکم SCC) یا بتن‌های با سنگدانه بسیار درشت مناسب نیست.
• آزمایش باید حداکثر ۱۵ دقیقه پس از اختلاط بتن انجام شود.
• کل عملیات آزمایش از آغاز تا پایان نباید بیش از ۱.۵ دقیقه طول بکشد.
• هنگام بالا کشیدن مخروط، هیچ حرکت جانبی یا چرخشی به قالب یا بتن وارد نشود.
• دمای محیط و مصالح باید کنترل شود، زیرا بر روانی و عدد اسلامپ اثرگذار است.
• نسبت آب به سیمان و رطوبت سنگدانه‌ها باید ثابت باشد تا نتایج قابل اتکا باشند.
• بتن باید به‌طور کامل مخلوط شده و یکنواخت باشد تا نتایج نمایانگر ویژگی واقعی مخلوط باشند.

مراحل تست اسلامپ بتن

تست اسلامپ بتن شامل پنج مرحله اصلی است که باید به ترتیب زیر انجام شوند، اما بیش از مطالعه این بخش می‌توانید تست اسلامپ را به شکل مرحله‌به مرحله در فیلم زیر مشاهده کنید.

مرحله اول: آماده‌سازی تجهیزات

مخروط ناقص روی صفحه فلزی قرار داده می‌شود. در صورت نبود صفحه استاندارد ۵۰۰×۵۰۰ میلی‌متر، سطح جایگزین باید صاف، افقی و غیرقابل جذب آب باشد. مخروط باید تمیز و مرطوب باشد و نباید قابلیت جذب آب داشته باشد. همچنین، اطمینان حاصل شود که تجهیزات و قالب آماده و در جای خود محکم قرار دارند.

مرحله دوم: پر کردن قالب در سه لایه

دو پای خود را باید بر روی دو گیره قالب بگذارید، تا قالب در جای خود محکم بماند. در فاصله زمانی دلخواه، پس از این که اختلاط بتن تمام شد، بتن تازه به صورت سه لایه در داخل مخروط ریخته می‌شود؛ طوری که ارتفاع همه لایه‌ها بعد از تراکم حدودا برابر یک سوم ارتفاع مخروط باشد.

معمولا اگر لایه اول تا ارتفاع 6.5 سانتی‌متری، لایه دوم تا ارتفاع 15 سانتی‌متری و لایه سوم تا ارتفاع 30 سانتی‌متری که مخروط پر شود اجرا گردد، هر سه لایه مساوی خواهد بود.

هر لایه بتن داخل مخروط باید با ۲۵ ضربه میله فولادی متراکم شود تا اطمینان از تراکم کافی حاصل شود.

توجه داشته باشید که چنانچه بعد از متراکم کردن لایه بالایی، بتن‌ها از لبه مخروط پایین‌تر بود، باید دوباره مقداری مخلوط روی آن بریزید و سطح آن را با حرکت اره‌ای یا غلتکی میله تراکم و یا ماله صاف کنید.

ضربه‌ها باید یکنواخت روی سطح توزیع شده و برای لایه‌های زیرین، نیمی از ضربات به صورت مارپیچی از محیط به مرکز اعمال شود.

مرحله سوم: متراکم‌کردن هر لایه

در این مرحله در حالتی که مخروط را از دستگیره‌هایش با دست نگه داشته‌اید (پای خود را از پاگیرها بردارید)، باید اطراف مخروط را از مخلوط اضافی که برروی سطح ریخته شده، تمیز کنید.

مخروط باید به آرامی و بدون حرکت جانبی یا چرخشی به حالت عمودی بالا کشیده شود. توجه داشته باشید که زمان بالا کشیدن مخروط باید بین ۵ تا ۱۰ ثانیه باشد.

مرحله چهارم: بالا کشیدن مخروط اسلامپ

مخروط پس از برداشتن، روی یک سطح صاف و کنار مخلوط قرار داده می‌شود. میله تراکم روی قالب قرار داده شده و ارتفاع بین زیر میله و بالاترین نقطه بتن اندازه‌گیری می‌شود.
بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که فرمول اسلامپ بتن بدین شرح است:

اسلامپ = ارتفاع قالب مخروطی – ارتفاع بتن‌ها پس از برداشتن قالب

دقت داشته باشید که تمامی اندازه‌ها برحسب میلی‌متر هستند.

مرحله پنجم: اندازه‌گیری عدد اسلامپ و ثبت نتایج

اگر بلافاصله بعد از برداشتن مخروط، بتن به هم فرو بریزد، حالت ریزشی دارد و چنانچه بتن از یک طرف بریزد، حالت برشی دارد.

در صورت مشاهده این دو حالت، آزمایش باید تکرار شود. اگر نتیجه مجدد مشابه بود، مشخص می‌شود که مخلوط بتنی خمیری نیست یا چسبندگی کافی ندارد.

انواع اسلامپ بتن

طبق استاندارد ملی ایران شماره 3519، روانی بتن بر اساس میزان نشست مخروط در آزمایش اسلامپ به چهار دسته S1 تا S4 تقسیم می‌شود:

پس از تمام شدن آزمایش باید اطلاعات زیر ثبت شود تا داده‌ها قابل تحلیل و مقایسه باشند:

• مدت زمان آزمایش در طول روز
• فاصله زمانی اختلاط تا آزمایش
• مقدار اسلامپ به میلی‌ متر
• اسلامپ انواع بتن‌ها
• محل بتن‌ ریزی و موقعیت قطعه

رفتار بتن در آزمایش اسلامپ (افت اسلامپ)

طبق آیین نامه ASTMC 143-90a برای تعیین اسلامپ‌، میزان فرونشستن این مخلوط را تا محل جابه‌جا شده مرکز اصلی آن در نظر می‌گیرند. به‌طور کلی، افت اسلامپ یا رفتار بتن یکی از حالات زیر است:

اسلامپ واقعی (قابل قبول)

اسلامپ واقعی (True Slump) یا اسلامپ قابل قبول حالتی است که پس از برداشتن مخروط، نمونه بتن به‌صورت یکنواخت و متقارن نشست می‌کند بدون اینکه جدایش دانه‌ها (separation) یا فروپاشی رخ دهد. این رفتار نشان‌دهنده مخلوط مناسب و روانی خوب تا عالی است و معمولا برای بسیاری از مخلوط‌های معمولی عدد اسلامپ در حدود ۵ اینچ (127 میلی‌متر) علامت کارایی خوب محسوب می‌شود.

چنانچه عدد اسلامپ در محدوده مورد انتظار طراحی باشد، نتیجه را پذیرفته و بتن‌ریزی را ادامه دهید. اما اگر اسلامپ بیشتر یا کمتر از مقدار هدف باشد، می‌توان با تنظیم نسبت آب و افزودنی‌ها یا اصلاح طرح اختلاط مقدار روانی را تصحیح کرد.

اسلامپ برشی (افت برشی)

اسلامپ برشی (Shear Slump) حالتی است که پس از برداشتن مخروط، بخش بالایی بتن از قسمت پایینی جدا شده و به‌صورت مایل سر می‌خورد. در این حالت، بتن به‌جای نشست یکنواخت، تقریبا نیمی از حجم خود را در امتداد یک سطح شیب‌دار از دست می‌دهد. از ویژگی‌های قابل تشخیص می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• لغزش یک‌طرفه بتن و ایجاد سطح شکست مایل
• کاهش ارتفاع همراه با بریدگی کناره‌ها
• عدم تقارن کامل نمونه پس از نشست

اسلامپ برشی غیرقابل‌قبول محسوب می‌شود، زیرا نشان‌دهنده عدم چسبندگی کافی، تفکیک یا اختلاط نامناسب است. افت برشی معمولا به مشکلاتی مانند نسبت آب به سیمان نامتعادل، دانه‌بندی ضعیف، اختلاط ناکامل یا زمان‌گذشت زیاد از اختلاط اشاره دارد.

پس از مشاهده افت برشی، آزمون باید بلافاصله تکرار شود و در نقطه‌ای دیگر از همان مخلوط انجام گیرد. چنانچه نتیجه دوباره مشابه باشد، مخلوط نامناسب است و نباید در سازه استفاده شود.

اسلامپ ریزشی (افت فروریختگی)

اسلامپ ریزشی (Collapse Slump) زمانی رخ می‌دهد که پس از برداشتن مخروط، مخلوط بتن کاملا فرو می‌ریزد و شکل خود را از دست می‌دهد. در این حالت، بتن به‌جای نشست کنترل‌شده، وارفته و پخش می‌شود و ارتفاع مشخصی برای اندازه‌گیری باقی نمی‌گذارد. ویژگی‌های قابل تشخیص افت فروریختگی عبارت‌اند از:

• افت بسیار زیاد و فروپاشی کامل مخروط
• پخش شدن بتن روی صفحه بدون حفظ شکل اولیه
• عدم امکان تعیین عدد اسلامپ معتبر

اسلامپ ریزشی نشان‌دهنده نسبت بالای آب به سیمان، استفاده بیش از حد روان‌کننده‌ها، یا مخلوط بیش‌ازحد خیس و کم‌عیار است. این وضعیت نشان می‌دهد بتن انسجام و چسبندگی لازم را ندارد و برای اغلب کاربردهای سازه‌ای مناسب نیست.

پس از مشاهده افت ریزشی آزمایش باید تکرار شود. اگر نتیجه دوباره ریزشی بود، باید طرح اختلاط و مقادیر آب، سیمان یا مواد افزودنی بازبینی و اصلاح شود.

اسلامپ صفر (بدون اسلامپ)

اسلامپ صفر زمانی مشاهده می‌شود که پس از برداشتن قالب مخروط، بتن هیچ‌گونه نشست، تغییر شکل یا ریزش ندارد و دقیقا به همان شکل اولیه باقی می‌ماند. در این حالت، بتن بسیار سفت، خشک و کم‌آب است.

این نوع مخلوط معمولا در کارهای راه‌سازی، روسازی‌ها و بتن‌های غلتکی (RCC) مشاهده می‌شود. با وجود اسلامپ صفر، بتن باید قابلیت ریختن و تراکم‌پذیری با تجهیزات موجود در کارگاه را داشته باشد.

توجه داشته باشید بتن بدون اسلامپ الزاما برای همه کارهای سازه‌ای مناسب نیست، اما قوانین رفتار بتن تازه همچنان برای آن معتبر است.

چگونه اسلامپ صفر اندازه‌گیری می‌شود؟

ارزیابی کارایی یا روانی بتن‌های بدون اسلامپ با مخلوط‌های خمیری معمولی متفاوت است؛ زیرا روش‌های متداول مانند آزمایش اسلامپ برای مخلوط‌های خشک و بسیار سفت عملاً قابل استفاده نیستند.

طبق گزارش کمیته ACI 211-3، سه دستگاه استاندارد برای سنجش کارایی این نوع بتن معرفی می‌شود:

• دستگاه وی–بی (Vebe Test)
• دستگاه ضریب تراکم (Compaction Factor)
• میز سقوط تالو (Tatung / Tallow Drop Table)

هر یک از این تجهیزات نسبتا کوچک و قابل‌حمل بوده و امکان ارزیابی منظم مخلوط‌های خشک را فراهم می‌کنند. در صورت نبود این وسایل، کارایی بتن بدون اسلامپ را می‌توان با ساخت مخلوط‌های آزمایشی و بررسی رفتار بتن هنگام ریختن و تراکم در شرایط واقعی کارگاه به‌طور قابل‌قبول تعیین کرد.

کاربردهای بتن بدون اسلامپ

همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، بتن‌های با اسلامپ صفر به دلیل خشک‌بودن، قوام بالا و مقاومت اولیه مناسب، در صنایع بتن پیش‌ساخته کاربرد گسترده‌ای دارند.

در فرایند تولید قطعات پیش‌ساخته، باید قالب‌ها در زمان کوتاهی باز شوند تا چرخه تولید سرعت بگیرد؛ به همین دلیل استفاده از بتن‌های خشک و بسیار سفت، گزینه‌ای ایده‌آل است.

این نوع مخلوط‌ها به دلیل حداقل جمع‌شدگی، قابلیت تراکم مکانیکی بالا و امکان شکل‌گیری در قالب‌های خاص، در ساخت عناصر زیر بیشترین کاربرد را دارند:

• لوله‌های بتنی
• دال‌های توخالی (Hollow Core Slabs)
• تراورس یا بست‌های راه‌آهن
• بلوک‌های بتنی
• آجرهای بتنی و قطعات کوچک پیش‌ساخته

در مجموع، هرجا که تولید انبوه، شکل‌دهی دقیق و بازشدن سریع قالب اهمیت داشته باشد، بتن با اسلامپ صفر یکی از بهترین گزینه‌ها است.

اسلامپ بتن باید چند باشد؟

به‌طور کلی عدد اسلامپ، معیاری جهت سنجش روانی مخلوط بتنی بر حسب میلی‌متر یا اینچ است. هر عدد اسلامپ‌، کارکرد مخصوص خودش را دارد که به شرح است:

جمع‌بندی

آزمایش اسلامپ بتن، ابزار ساده و موثری برای سنجش روانی و کارایی مخلوط تازه است که نتایج آن می‌تواند کیفیت بتن‌ریزی و اجرای سازه را به‌طور مستقیم تحت تأثیر قرار دهد. با بررسی انواع رفتارهای اسلامپ شامل واقعی، برشی، ریزشی و صفر، همچنین عوامل مؤثر بر نتیجه و استانداردهای اجرای آزمون، می‌توان به درک دقیق‌تری از روانی و قابلیت تراکم بتن رسید. عدد اسلامپ به عنوان شاخص قابل اعتماد، به مهندسان و مجریان کمک می‌کند تا مخلوط مناسب با کارایی و روانی مطلوب را انتخاب و کنترل کنند.

در انتهای این مقاله امیدواریم اطلاعات خوبی درباره آزمایش اسلامپ بتن کسب کرده باشید. در صورتی که در این مورد سوالی دارید می‌توانید آن را در بخش دیدگاه با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری