چکش مارشال برقي (اتوماتيک)

 

روش استاندارد آزمايش تعيين مقاومت مخلوطهاي آسفالتي در مقابل تغيير شکل پلاستيک با دستگاه مارشال   ASTM:D1559

 

هدف از آزمايش مارشال آسفالت :

اين روش آزمايش اندازه گيري مقاومت نمونه اي استوانه اي مخلوط آسفالتي را در مقابل تغيير شکل پلاستيک در حالتي که سطح جانبي نمونه با دستگاه مارشال تحت بارگذاري قرار گرفته ، شامل مي شود . اين روش آزمايش براي مخلوط هايي که با قير خالص ، محلول يا قطران و مصالح سنگي با حداکثر اندازه يک اينچ ساخته شده اند کاربرد دارد .

 

 مشخصات و کاربرد :

اين روش آزمايش در طرح اختلاط آزمايشگاهي آسفالت استفاده مي شود . نمونه ها طبق روش آزمايش ، براي حداکثر بار و رواني تهيه مي شوند . ويژگي هاي دانسيته و فضاي خالي نيز ممکن است بر روي نمونه هاي تهيه شده مطابق با روش آزمايش ، تعيين شوند . از اين روش آزمايش همچنين مي توان براي بدست آوردن حداکثر بار و رواني نمونه هاي مخلوط آسفالتي که از سطح راه مغزه گيري شده و يا به روش هاي ديگري تهيه شده اند ، استفاده مي شود . نتايج حاصل از اين نمونه ها ممکن است با مقادير حاصله از نمونه هاي تهيه شده با اين روش آزمايش تفاوت داشته باشد .

 

 لوازم مورد نياز براي اين آزمايش :

 

1.مجموعه قالب نمونه : قالب هاي استوانه اي به قطر 4 اينچ ( 6/101 ميلي متر ) و ارتفاع 3 اينچ ( 2/76 ميلي متر ) ، با صفحات زيرين و حلقه هايي به منظور افزايش طول قالب استفاده مي شود بدين منظور سه قالب استوانه اي پيشنهاد مي شود

2.خارج کننده نمونه : صفحه اي فولادي به شکل ديسک و به قطر حداقل 95/3 اينچ ( يا 100 ميليمتر ) و ضخامت ( 13 ميليمتر ) که براي خارج کردن نمونه متراکم شده از قالب نمونه با استفاده از حلقه قالب استفاده مي شود . يک ميله مناسب براي انتقال بار از حلقه انتقال دهنده نيروسنج به حلقه الحاقي جهت خروج نمونه لازم است .

3.چکش تراکم : چکش تراکم بايد داراي سطح ضربه وارد کننده گرد و مسطح و وزنه 10 پوندي ( 4536 گرم ) که از ارتفاع 18 اينچ ( 2/457ميلي متر ) سقوط آزاد مي کند . دو چکش تراکم جهت انجام آزمايش پيشنهاد مي شود به منظور ايمني بيشتر چکش تراکم مي تواند مجهز به انگشت محافظ باشد .

4.پايه تراکم : پايه تراکم مرکب از پايه چوبي از جنس بلوط، کاج يا چوب ديگري با ميانگين وزن مخصوص خشک حدود 67/0 تا 77/0 گرم بر سانتيمتر مکعب و ابعاد 2/457*2/203*2/203 ميلي متر مي باشد که بر روي يک صفحه فولادي به ابعاد 4/25*8/304* 8/304 ميلي متر قرار گرفته است . پايه چوبي توسط چهار قطعه نبشي ، در قطعه بتني مسطح ، محکم مي شود . کلاهک فولادي بايد به طور محکم به پايه بسته شود . مجموعه پايه بايد به گونه اي نصب شود که پايه کلاهک تراز باشد .

5.نگهدارنده قالب نمونه : نگهدارنده قالب روي پايه تراکم ، به نحوي سوار مي شود که مرکز قالب تراکم بر مرکز پايه منطبق باشد . نگهدارنده بايد قالب تراکم و حلقه و صفحه پايه را در حين تراکم نمونه ، به طور محکم سرجاي خود نگه دارد .

6.فک هاي شکست : فک هاي شکست براي قرارگيري نمونه است که بخش هاي استوانه اي بالايي و پاييني را شامل مي شوند يا فکهاي آزمايش شعاع انحناء داخلي دقيقا ماشين شده برابر با 2 اينچ ( 8/50 ميلي متر ) را دارند . بخش پايين تر بايد روي سطحي که داراي دو ميله راهنماي عمود بر هم يا ميله هايي که طول اضافي به سمت بالا دارند ، نصب شود . راهنماهاي بخش بالاتر بايد در موقعيتي باشند که دو بخش را بدون خمش قابل ملاحظه اي به سمت يکديگر سوق دهند .

7.جک بارگذاري : جک بارگذاري شامل يک جک پيچشي بوده و روي قاب دستگاه آزمايش سوار شده و بايد حرکت قائم و يکنواخت با سرعت 2 اينچ ( 8/50 ميليمتر ) در دقيقه را داشته باشد. مجموعه جک بارگذاري مي تواند به يک موتور الکتريکي مجهز باشد .

8.مجموعه حلقه نيروسنج : حلقه نيروسنجي با ظرفيت 5000 پوند ( 2267 کيلوگرم ) و حساسيت ده تا 1000 پوند ( 536/4 تا 6/453 کيلوگرم ) و حساسيت 25 پوند ( 340/11 کيلوگرم ) بين 1000 و 5000 پوند ( 6/453 و 2267 کيلوگرم ) که بايد به يک صفحه مدرج ريزسنج مجهز باشد . تقسيمات صفحه ريزسنج بر حسب 0001/0 اينچ ( 00025/0 ميلي متر ) مي باشد . اتصالات بالا و پايين حلقه نيروسنج براي بستن حلقه نيروسنج به قاب دستگاه و انتقال بار به فک هاي دستگاه لازم مي باشد .

9.رواني سنج : رواني سنج بايد شامل يک گيره اتصالي راهنما و يک شاخص عقربه اي باشد . سوزن متحرک شاخص ، بايد داخل گيره راهنما با مقدار مقاومت اصطکاکي کم بلغزد . گيره راهنما ، بايد آزادانه بالاي ميله راهنماي فک هاي شکست بلغزد . شاخص رواني سنج وقتي که در محل خود بر روي فک هاي شکست ، به هنگامي که هر نمونه آزمايش بين بخش هاي فک شکست گذاشته مي شود ، قرار گرفت بايد روي صفر تنظيم شود . تقيسمات گيج رواني سنج بر حسب 01/0 اينچ ( 25/0 ميلي متر ) مي باشد .

10.گرمخانه : گرمخانه، بايد براي گرم کردن مصالح سنگي ، موادقيري ، قالبهاي نمونه ، چکش هاي تراکم و ديگر وسايل لازم تا دماي مخلوط کردن و قالب گيري ، فراهم شوند .گرمخانه دماي موردنياز را با دقت 8/2 ± درجه سانتيگراد ثابت نگه مي دارد . محافظ هاي مناسب و صفحات تيغه اي يا حمام هاي ماسه بايد روي سطوح صفحات داغ قرار گيرند تا تمرکز حرارت زياد را به حداقل برساند .

11.وسايل مخلوط کردن : عمل مخلوط کردن ، به صورت مکانيکي پيشنهاد مي شود . هر نوع مخلوط کن مکانيکي که بتواند دماي لازم براي مخلوط کردن را حفظ کرده و مخلوط يکنواخت به مقدار لازم و با پوشش خوب را در زمان مجاز تهيه کند و مقداري هم اضافي تر تهيه کند که ضرورتا کل پيمانه بازيافت کند . ممکن است استفاده شود . همچنين ممکن است ، يک ظرف يا کاسه فلزي با ظرفيت کافي و عمل مخلوط کردن با دست ، مورد استفاده قرار گيرد .

12.حمام آب : حمام آب بايد حداقل 6 اينچ ( 4/152ميلي متر ) عمق داشته و با ترموستات دماي آن کنترل شود به طوريکه دماي حمام را در 1±60 درجه سانتيگراد يا 1±8/37 درجه سانتيگراد نگهدارد . مخزن بايد يک کف سوراخ دار موقتي داشته يا اينکه به يک قفسه براي نگهداري نمونه به اندازه 2 اينچ ( 8/50 ميلي متر ) بالاتر از کف حمام مجهز باشد .

13.حمام هوا : حمام هوا براي مخلوط هاي آسفالتي با قير محلول ، بايد با ترموستات کنترل شده و بتواند دماي هوا را در 1±25 درجه سانتيگراد نگهدارد .

14.وسايل متفرقه:

·         ظروف : براي گرم کردن مصالح سنگي ، تاوه هاي فلزي با کف مسطح يا ظروف مناسب ديگر. همچنين ظروفي براي گرم کردن مواد قيري ، هر نوع پيمانه قلعي ، بشرها ، ظروف ريختن مواد مذاب يا روغن دان ، ممکن است استفاده شود .

·         وسايل مخلوط کردن : هر نوع بيلچه فولادي ( نوع باغباني ) يا کاردک براي هم زدن و مخلوط کردن دستي .

·         دماسنج هايي براي تعيين دماي مصالح سنگي ، قير و مخلوط هاي قيري . دماسنج هايي با حفاظ شيشه اي يا دماسنجي با صفحه مدرج عقربه دار با بدنه فلزي ، پيشنهاد مي شوند . محدوده 9/9 تا 204 درجه سانتيگراد با دقت 5 درجه فارنهايت ( 8/2 درجه سانتيگراد ) لازم است .

·         دماسنج : دماسنج هايي که براي حمام آب و حمام هوا با محدوده دمايي 68 تا 158 درجه فارنهايت ( 30 درجه تا 70 درجه سانتيگراد ) با دقت 4/0 درجه فارنهايت ( 2/0 دره سانتيگراد ) استفاده مي شود .

·         ترازو :  با ظرفيت 2 کيلوگرم و دقت 1/0 گرم براي توزين نمونه هاي قالب گيري شده و ترازو با ظرفيت 5 کيلوگرم و دقت يک گرم براي پيمانه کردن مخلوط ها استفاده مي شود .

·         دستکش : براي جابجايي وسايل داغ و دستکشهاي لاستيکي براي خارج کردن نمونه ها از حمام آب استفاده مي شود.

·         گچ رنگي : براي مشخص کردن نمونه ها .

·         چمچه : با کف مسطح براي پيمانه کردن مصالح سنگي .

·         بيلچه : بزرگ براي جاي دادن مخلوط در قالب هاي نمونه .

 

نمونه هاي آزمايش :

حداقل 3 نمونه براي هر ترکيبي از مصالح سنگي و هر مقدار قير ، آماده کنيد ، سپس مصالح سنگي را در دماي 105 تا 110 درجه سانتيگراد تا رسيدن به وزن ثابت خشک کرده و يا به بخش هايي با توجه به اندازه مصالح سنگي موردنياز به طريق دانه بندي خشک ، جدا کنيد . 

تعيين دماي مخلوط کردن و متراکم نمودن :

دماهايي که قير خالص و قير محلول بايد گرم شوند تا داراي کند رواني 20±170 سانتي استوکس گردند ، بعنوان دماي مخلوط کردن در نظر گرفته مي شود .

دماهايي که قير خالص بايد گرم شود تا کند رواني آن 30±280 سانتي استوکس شود ، بعنوان دماي متراکم نمودن در نظر گرفته مي شود .

از يک نمودار ترکيبي براي قير محلول استفاده کرده و درصد وزني حلال را در کند رواني با دماي ( 60 درجه سانتيگراد ) تعيين کنيد . از اين نمودار همچنين کند رواني در (60 درجه سانتيگراد) را پس از آنکه قير محلول 50 درصد حلال خود را از دست داد ، تعيين کنيد . دماي تعيين شده از نمودار دما - کند رواني براي قير محلول ، که بعد از کاهش 50 درصد حلال داراي کند رواني معادل 30±280 سانتي استوکس باشد ، بعنوان دماي متراکم نمودن در نظر گرفته مي شود .

دمايي که در آن دما ، قطران داراي کند رواني ويژه انگلر برابر 3±25 و 5±40 مي شود به ترتيب دماي مخلوط کردن و متراکم نمودن مي باشد .

 

آماده کردن مخلوط ها :

براي هر نمونه آزمايش ، مقدار لازم از هر اندازه مصالح سنگي که به بخش هايي جدا شده اند ، به طوريکه نمونه متراکم شده حاصل از يک پيمانه مخلوط ارتفاعي برابر 05/0±5/2 اينچ ( 27/1±5/63 ميلي متر ) را داشته اند توزين کرده در ظروف مسطح جداگانه بريزيد ( حدود 1200 گرم ) ظروف را بر روي صفحه داغ يا در گرمخانه قرار دهيد و تا 28 درجه سانتيگراد براي مخلوط هايي با قير خالص و 14 درجه سانتيگراد براي مخلوط هايي با قير محلول ، بيش از دماي تخميني براي مخلوط کردن حرارت دهيد .

ظرف مخلوط کردن را با مصالح سنگي گرم شده ، پر کرده و در حالت خشک کاملا مخلوط کنيد . در مصالح سنگي که به صورت خشک مخلوط شده اند ، يک گودي ايجاد کرده و مقدار لازم از مواد قيري از قبل گرم شده را به داخل مخلوط اضافه کنيد . براي مخلوط هايي که با قير محلول تهيه مي شوند ، بعد مخلوط کن را داخل ظرف مخلوط کن قرار داده و قبل از عمل مخلوط کردن ، وزن کل مخلوط را همراه با وزن ظرف و تيغه مخلوط کن تعيين کنيد . مراقب باشيد تا از دست رفتن مخلوط ، به هنگام مخلوط کردن و جابجايي جلوگيري شود . در اين موقع دماي مصالح سنگي و مواد قيري ، بايد در محدوده دماي مخلوط کردن باشد. مصالح سنگي و مواد قيري را تا پوشش کامل ، با سرعت مخلوط کنيد .

پس از مخلوط کردن ، مخلوط هايي را که با قير محلول ساخته شده اند ، در يک گرمخانه تهويه دار با دماي تقريبا 1/11 درجه سانتيگراد بيش از دماي متراکم نمودن ، عمل آوريد . عمل آوري در ظرف مخلوط کن را تا زمانيکه 50 درصد وزني حلال از قبل تعيين شده يا بيش تر حاصل گردد ، ادامه دهيد . مخلوط ممکن است ، در ظرف مخلوط کن در مدت عمل آوري ، همزده شود تا از دست رفتن حلال سريعتر گردد . در اين صورت بايد مراقب باشيد تا از هدر رفتن مخلوط جلوگيري شود . مخلوط را در مدت عمل آوري ، در ابتدا در فواصل زماني 15 دقيقه و در فواصل زماني کمتر از 10 دقيقه تا مخلوط وزن  برابر با 50 درصد کاهش حلال را بدست آورد ، وزن کنيد .

متراکم کردن نمونه ها:

1.مجموعه قالب نمونه و سطح چکش تراکم را کاملا تميز کنيد و آن ها را در داخل آب جوش يا بر روي صفحه داغ تا دماي بين3/93 و 9/148 درجه سانتيگراد گرم کنيد . يک قطعه کاغذ صافي يا کاغذ حوله اي که به اندازه ته قالب بريده شده ، قبل از ريختن مخلوط در ته قالب قرار دهيد . محتويات پيمانه را داخل قالب خالي کرده و اطراف مخلوط را 15 بار و داخل آن را 10 بار با يک کاردک گرم ، با نيروي زياد کاردک بزنيد .

2.سرقالب را برداشته و سطح مخلوط را با بيلچه صاف کرده و به شکل گنبد درآوريد دماي مخلوط بلافاصله قبل از متراکم نمودن بايد در محدوده دماهايي باشد که در بند 4-3 براي دماي متراکم نمودن ذکر گرديد .

3. سر قالب را دوباره قرار داده و مجموعه قالب را روي پايه تراکم ، در نگهدارنده قالب قرار دهيد با چکش تراکم که از ارتفاع 18 اينچ ( 2/457 ميلي متر ) سقط آزاد مي کند ، تعداد 50 ضربه اعمال کنيد . مگر اينکه تعداد ديگري معين شده باشد . در ضمن عمل متراکم نمودن ، شخص متراکم کننده بايد محور چکش تراکم را با دست تاحد ممکن نزديک به حالت عمود بر صفحه پايه قالب نگهدارد . صفحه پايه قالب و سرقالب را برداريد . قالب را برگردانيد و آن را مجددا سوار کنيد و همان تعداد ضربه به طرف ديگر نمونه وارد کنيد . بعد از عمل تراکم صفحه پايه را برداشته و نمونه را از طرف ديگرش روي خارج کننده نمونه ، قرار دهيد . مجموعه را با سر قالب بالاي آن در دستگاه آزمايش قرار داده و به سر قالب توسط ميله انتقال دهنده بار ، فشار اعمال کنيد . سر قالب را از نمونه بالا کشيده و نمونه را بدقت روي يک سطح صاف قرار داده و به مدت يک شب در دماي اتاق نگهداريد . نمونه را وزن کرده ، ابعاد آن را اندازه گرفته و آزمايش کنيد .

توجه  : در روش بالا ، در تراکم دستي ، لازم است يک دست حالت عمود بودن را حفظ کرده و دست ديگر عمل تراکم را انجام دهد . در اين حالت ناگزير براي حفظ حالت عمودي ، دست لرزشي خواهد داشت که اين لرزش ، مالش مطلوبي در حين عمل تراکم به نمونه مي دهد که منجر به دانسيته بالا مي شود . هر وسيله مکانيکي از هر نوع که استفاده شود نسبت به چکش دستي در حالت عمودي در حين تراکم محدوديت دارد .

توجه  : در حالت کلي ، نمونه ها بايد مطابق با آنچه که تشريح شده ، سرد شوند . وقتي که سريعتر سرد شدن موردنظر باشد ، ممکن است از پنکه هاي روميزي استفاده شود . مخلوط هايي که فاقد چسبندگي کافي هستند و پس از خارج کردن سريع از قالب ، شکل استوانه اي لازم را بدست نياورده باشند ، ممکن است در داخل قالب و در هوا تا حصول چسبندگي کافي و بدست آوردن شکل استوانه اي سرد شوند .

 

روش آزمايش :

1.نمونه هاي تهيه شده با قير خالص يا قطران ر ا، با غوطه ور ساختن در حمام آب بمدت 30 تا 40 دقيقه يا با قراردادن در گرمخانه به مدت 2 ساعت به دماي موردنظر برسانيد. دماي حمام يا گرمخانه را براي نمونه هاي تهيه شده با قير خالص 1±60 درجه سانتيگراد و براي نمونه هاي تهيه شده با قطران 1±8/37 درجه سانتيگراد نگه داريد براي رساندن نمونه هاي تهيه شده با قير محلول به دماي موردنظر ، آن ها را در حمام هوا بمدت 2 ساعت قرار دهيد . دماي حمام هوا را 8/1 ±77 درجه فارنهايت ( 1±25 درجه سانتيگراد ) نگهداريد .

ميله هاي راهنما و سطوح داخلي فک هاي آزمايش را قبل از انجام آزمايش کاملا تميز کرده و ميله هاي راهنما را چرب کنيد ، بطوريکه فک بالاي آزمايش آزادانه روي قسمت هاي ديگر بلغزد .در صورت لزوم از حمام آب استفاده کنيد . نمونه را از حمام آب گرمخانه يا حمام هوا خارج کرده ، در قسمت پايين فک آزمايش قرار دهيد . قسمت بالايي فک شکست را روي نمونه قرار داده و کل مجموعه را در محل خود روي دستگاه آزمايش قرار دهيد . وقتي از رواني سنج استفاده مي شود ، آن را در موقعيت روي يکي از ميله هاي راهنما قرار داده و در حالي که پايه آن محکم بر روي قيمت بالايي فک شکست قرار گرفته ، رواني سنج را روي صفر تنظيم کنيد . در حين شروع اعمال بار ، پايه قائم رواني سنج را بطور ثابت بر روي قسمت بالايي فک شکست نگهداريد .

2.       توسط جک بارگذاري يا فک دستگاه آزمايش که با سرعت ثابت 2 اينچ در دقيقه (8/50 ميلي متردر دقيقه) حرکت مي کند ، به نمونه بار اعمال کنيد تا با به حداکثر رسيده و سپس بار نشان داده شده روي شاخص عقربه اي کاهش يابد. حداکثر باري را که در دستگاه آزمايش درج شده يا با تبديل حداکثر مقدار قرائت شده از شاخص عقربه اي بدست آمده ، ثبت کنيد . به محض اينکه حداکثر بار شروع به کاهش کرد ، پايه رواني سنج را آزاد کنيد . اگر از شاخص عقربه اي براي اندازه گيري رواني استفاده مي شود ، مقدار رواني نشان داده شده يا معادل آن را بر حسب يک صدم اينچ ( 25/0 ميلي متر ) قرائت و يادداشت کنيد . زمان سپري شده براي انجام آزمايش ، از هنگام خروج نمونه آزمايش از حمام آب تا تعيين حداکثر بار ، نبايد از 30 ثانيه بيشتر شود .

گزارش بايد شامل اطلاعات زير باشد:

·         نوع نمونه آزمايش شده( نمونه آزمايشگاهي يا نمونه مغزه گيري شده از روسازي) .

·         ميانگين حداکثر بار حداقل سه نمونه، که در صورت لزوم تصحيح شده است، بر حسب پوند نيرو (نيوتن) .

·         مقدار متوسط رواني سه نمونه بر حسب صدم اينچ ، 25 صدم ميلي متر.

·         دماي آزمايش . 

نكته : براي نمونه هاي مغزه گيري شده ، ارتفاع هر نمونه آزمايش بر حسب اينچ ( يا ميلي متر ) بايد گزارش شود .

 



سایر مشخصات :

  • داراي شمارشگر ضربات ديجتال
  • قطع اتوماتيک دستگاه بعد از تعداد ضربات مشخص
  • داراي وزنه استاندارد 10 پوندي برابر با 4536 گرم
  • ارتفاع سقوط 457 ميليمتر
  • همراه با پايه چوبي فشرده و صفحه فولادي متصل به آن
  • گيره و بالابر ساده جهت گذاشتن و برداشتن قالب بصورت سريع و ساده
  • ضربه هاي يکنواخت و منظم 30 ظربه در دقيقه
  • توان مصرفي : 220 ولت 50 هرتز و تکفاز
  • وزن کل دستگاه 90 کيلوگرم