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Saturday, 16 November 2024

SHEAR STRENGTH by (1) Direct shear test. (2) Unconfined compression test. 3 Triaxial test. (4) Vane shear test. TO BE CONTINED

 

SHEAR STRENGTH

TO BE CONTINUED & EDITED SHORTLY 

The following methods are used for measuring the shear strength, of soil:-

(1) Direct shear test.

(2) Unconfined compression test.

 3    Triaxial test.

(4) Vane shear test.

Direct shear and triaxial tests are used both for cohesive and co- hesionless soils where as the unconfined compression test is employed only for cohesive soils because cohesionless soils are not able to form an unsupported soil cylinder. Vane shear test is also useful for cohesive soils of low shear strength. The details of all the above tests, to be performed for measuring the shear strength of soil, are described below.


                               SHOWING SECTIONAL DETAILS OF THE MACHINE

 1. Direct shear test: This test is usually carried out in a box and as such is known as shear box test. It consists of the following parts:- These terms indicate the respective speeds at which undrained and drained shear tests are usually conducted.

(1) A box of brass or gun metal, square or circular in cross section, open at the top and bottom. The box is split up horizontally into two equal halves which can be accurately fixed together. The di- mensions of the sample of soils ranging from clays to coarse sands are 6 cm x 6 cm x 2 cm and for gravels are 30 cm x 30 cm x 15 cm.

(ii The lower portion which is rigidly held in position in a container.

(iii) A geared jack for pushing forward the container at a constant rate:

(iv) Loading yoke.

(v) Steel ball.

(vi) Pressure pad.

(vii) Vertical deformation dial gauge.

(viii) Water grooves.

(ix) Porous plates.

Preparation of specimens

If the strength of the cohesive soil is required in its natural state, then, every effort should be made to obtain undisturbed specimens. If undisturbed specimens are unobtainable, then, remoulded specimens should be used and an approximate correction must be made for the loss in strength due to remolding. When the soil is to be disturbed and compacted, as in the case of earthen dams, embankments etc; the strength should be determined from remoulded specimens. In case of gravels and sands (i.e. cohesion less soils), there is usually no objection to remoulding provided the natural density and moisture content are known.

If the soil is cohesive, it should be compacted uniformly to the required moisture content and dry density. After this, the specimen should be trimmed to the required dimensions.

 Procedure: The following procedure is adopted :-

 (i) First of all place the porous plate at the bottom in the shear box

 (ii) Place the soil sample over it and, then, over the sample place an- other porous plate. In case the soil is hen, before placing cohesionless, then, the porous plate the surface of the soil should be levelled with the help of a leveler shown in fig.



 

(iii) Assemble the shear box parts and place it in its proper position.

(iv) Place the loading cap on the soil sample.

(v) Fix the vertical deformation measuring dial and note down its initial reading.

(vi) Apply some initial load on the sample and note the defor- mation readings at intervals of 5, 15, 30 seconds 1, 2, 4, 8, 15, 30 60 mts and 2, 4, 8, 16, 24 hours. Increase the loading till the desired normal load is achieved under which the sample is required to be sheared.

 (vii) Now adjust the horizontal measuring dial guage and note down its initial reading.

(viii) Apply the shear load. The rate of shear must not increase 0.01 mm per minute for cohesive soils.

(ix) Now apply a very small load on the shear box by starting the motor of the machine.

(x) After this, remove the screws which hold the two portions of the shear box so that the portions of the shear box do not have any connection except the soil sample placed in the box.

(xi) Adjust the dial gauge measuring vertical deformations inorder to measure the expansions or contractions.

(xii) Note down the initial readings on all the dial gauges.

(xiii) Now start applying the horizontal force and record the readings for shear force, time, shear and normal displacement. Record the readings initially after 5 mts.

(xiv) Continue the shearing of the soil sample till a constant load is maintained.

Calculations:

(i) Maximum shear stress= maximum shearing force area of soil sample

(i) Normal pressure total normal load area of soil sample

(iii) Maximum angle of internal friction

          i. e., $=tan-1( maximum shear stress normal pressure )

(iv) Plot the graph between normal load and shearing force. From the graph, get the value of 'c' (cohesion) as the interception on the axis-Y and angle of internal friction as the slope of the curve

(v) Plot the following relation also :-

(a) Shear stress versus normal stress.

(b) Vertical displacement versus lateral displacement.

 Precautions: The following precautions must be considered while performing the experiment :-

(i) The inner dimensions of the box should be measured care- fully before placing the soil sample in it.

(ii) The top surface of the soil should be levelled before placing porous plate over it.

(iii) The soil should be air dried and not oven dried because by oven drying the sample, the angle of internal friction changes.

Practical utility: The practical utility of a direct shear test is to evaluate;

(i) maximum shearing resistance of soil;

(ii) bond resistance (it affects the displacements and settlements of the superimposed structure and hence its safety);

(iii) temporary or permanent decrease in strength after failure;

(iv) stress-strain and volume characteristics which are helpful in finding out critical void ratio of cohesionless soils.

Form the above information, we can find out the suitability of soil for maintaining the stability of retaining walls, braced excavations, embankments etc.

2. Unconfined compression test:

       This test is performed inorder to measure compressive strength of a ylinder of soil to which no lateral support is offered. The shear strength is taken as equal to 0.5 times the compressive strength. Because no lateral pressure is employed in this test, it has the following features:

(i) It is used for cohesive soils only because a cohesionless soil will not form an unsupported cylinder.

(ii) It is the simplest and quickest method for measuring the shear strength of cohesive soils.

The uncompression machine consists of:

 (i) load frame;

(ii) proving ring;

(iii) deformation dial gauge;

(iv) bearing plates.

Preparation of specimen: The soil speciaen required for testing should parti ave a minimum diameter 38 mm. The size of the largest le present in the specimen should be smaller than th diameter of the soil specimen. The height to diameter ratio should be 2. The soil specimen may be;

 (i) undisturbed soil specimen;

(ii) remoulded soil specimen;

(iii) compacted soil specimen.

(i) Undisturbed soil specimen: The specimen of required dimensions is prepared from the sample obtained by driving thin wall tubes. The dimensions of the sample are reduced by using metre box, wire saw and soil lath. The diameter should be measured accurately at three places. The specimen should be handled carefully to prevent disturbance, change in cross-section or loss of water.

(ii) Remoulded soil specimen: In this case, specimens are prepared from disturbed soils. Such soils are compacted in the moulds of the specimen size. Uniform density should be maintained while compac- ting the soil layers. The soil specimens in this case may also be prepared from failed undisturbed specimens. In this case, the failed material should be wrapped in a thin rubber membrane and thoroughly worked with fingers in order to assure complete remoulding.

(iii) Compacted soil specimen Con Compaction of the disturbed soil should be done by using a mould of circular cross section with same dimensions as required for the specimen. Harvard compaction apparatus should be used for this purpose because samples obtained by this apparatus are more suitable.

 Procedure: The following procedure is adopted for determining the unconfined compressive strength of the cylinderical soil specimen :-

(i) Measure the initial length, diameter and weight of the specimen.

(ii) Place the cylinderical specimen on the bottom plate of the loading device with its vertical axis as near the centre of the loading plate as possible.

(iii) Adjust the strain dial gauges and note down the initial read- ings on theoretical deflection and proving ring dial.

(iv) Apply the load at a constant rate of strain usually to 2 percent per minute.

(v) Load the specimen till it has developed failure planes and cannot with-stand any more load. If the specimen does not crack but bulges, loading should be stopped after a strain of 20 percent is exceeded. Take the load at this stage as the maximum load which the soil sample can take.

(vi)  Measure the angle which the developed cracks make with the horizontal piane.

Precautions: The following precautions must be considered while performing the unconfined compression test :-

(i) The sample should be handled in such a way that there is no loss of moisture from it.

(ii) This test should not be used for non-uniform soils or varved clays.

(iii) The ratio of height to diameter of the sample should lie between 2 to 2.5.

(iv) The ends of the specimen should be coated with a thin layer of plaster of Paris in order to make them smooth.

Calculations:

(i) Cross-sectional area; A = A_{0}/(1 - e) where

A_{0} = initial cross-sectional area e = axial strain = (al)/l in which;

8l = in the specimen length as read front the strain dial indicator.

l = initial length of the specimen

 (ii) Compressive stress; q_{u} = P/A

where, P is the compressive load.

(iii) Plot the stress-strain curve and record the value of peak stress as the confined compressive strength of soil.

(iv) Unconfined s strength; overline -C u = 0.5q_{u}

Practical utility: The results obtained b erforming this test are

helpful in:

(1) Determining the sensitivity of the soil;

(if) estimating the bearing capacity of soil; in comparing the soil samples taken from various holes of similar soil as:

(iv) measuring the consistency of cohesive soil thus giving a clue to the danger of rupture of embankment slopes or other earth masses;

 (v) giving stress-strain relationships under rapid failure conditions.

                                                           Triaxial test

3. Triaxial test: Every small particle of soil in a soil mass is subjected to horizontal and vertical forces. In this test, conditions, similar to that in which the sample can exist in the field, are created. Although it is very difficult but at the same time it is very important to evaluate accurately the effective stresses and change in their magnitudes with time. Triaxial test provides a convenient and accurate method of evaluating the same.


 

In triaxial test, the soil specimen is subjected to lateral pressures and axial compressive stresses till the soil specimen fails by shear. The lateral pressures or radial stresses are generated by fluid pressure (generally water) and the axial stresses are generated by some loading system.

A triaxial compression chamber as shown in fig. 7-10 which consists of

 (i) lateral pressure chamber;

 (ii) air pressure control valve;

 (iii) necessary valves for pore water out-let, fluid inlet and out

 let;

 (iv) deforma on detail;

 (v) porous discs;

 (vi) base pedestal;

 (vii) Rubber membrane which encloses the cylindrical soil specimen.

 Brief procedure: A cylindrical  soil specimen enclosed in a thin rubber membrane is placed on the base pedestal in the test chamber. The rubber membrane should be such as to exert minimum restrain: to the sample and to prevent any leakage both from the chamber into the sample and from the sample into the chamber.

 (Porous discs are used if the drainage is to be permitted).

The chamber is filled with water and any air within the chamber is removed. The required lateral pressure is applied which is kept constant throughout the loading when the axial load is applied. The axial loads are applied till the soil specimen fails. The axial loads are applied to the soil specimen naturally by turning the gear wheel. It may also be applied by dead weig weights lectric motor). or mechanically by means of

 SHOWING FAILURE OF CYLINDERICAL SOIL SAMPLES BY SHEAR



Different soil specimens are tested and in each case, the applied lateral pressure must be different. Soil samples fail by shear on internal surfaces although only compressive loads are applied. The shearing strength of soil specimen is determined from the applied loads at Tailure.

Practical utility: The results which are obtained from the triaxial compression test such as shear strength, angles of internal friction pore pressure, ultimate compressive streneth are used for the following porposes:-

(1) Stability calculations for foundation, earthwork, earth retain- ing structures etc.

(II) Determination of settlement of soils under compressive loads.

(iii) Estimation of bearing power of soil.

(+) Analysing the stress-strain relationship of soils.

Advantages over direct shear test: The triaxial test has got follow- ing advantages over direct shear lest:-

(1) In shear box test, the soil near the edges fails earlier than the soils at the centre because stress distribution is not uniform. In the case of triaxial test, the stress distribution is uniform on the failure plane.

(ii) In case of direct shear test, the plane of shear failure is prede- termined whereas in triaxial test, the plane of shear failure is not predetermined. Therefore, in case of triaxial test, the plane of shear failure will tend to develop in the weakest portion of the soil specimen.

(ii) Measurement of pare prestures and volume changes are accurate in case of triaxial test than shear bos test because area of failure surface is not constant

(iv) The state of stress within the soil specimen is completely deter- minste at any stage of the trat.

                         4. Vane shear test:

   This test is useful for cohesive soils of low shear strength Le. soft clays which have unconfined compresive strength less than 1 kg/cm³.

The shear vans consists of four blades called vanes each fixed at 90° to the adjacent blades as shown in fig 7-12. The vane is designed in anch a way that it causes as little remoulding and disturbance as posible to the soil. The vaje blades are welded together to a central steel rod known as torque rod.

 The vane is rotated after forcing it is undisturbed soil at a uniform speed of 0.1 degree per second by suitably operating the torque handle until the specimen fails. When the vane rotates, the soil shears cars along the cylinderical surface. The twisting moment is indicated by the angle of  twist. The shear strength of the soil is calculated by using the following Formula-


S pi((d ^ 2 * h)/2 + (d ^ 3)/6)

Where: strength in kg / c * m ^ 3

T = applied torque in cm-kg.

d = diameter of vane in cm

[It is recommended as 19 mm by IS: 2720 (Part*) -1968]

height of vane in cm [also recommended as 12 mm by 15/2720 (port*)-1968]

Therefore, equation (1) as per IS recommendations reduces to s = 0.276T



.TO BE CONTINED………with snapshots completed 

Importance of Testing Cement before Construction

 

         Importance of Testing Cement before Construction

These different methods for testing the strength of Cement are important to ensure that the Cement used in construction meets the necessary standards and is able to perform its intended function.

Testing Cement before construction is important for several reasons:

Quality assurance: Cement tests ensure that the Cement used in construction meets the necessary quality standards. It helps to ensure that the Cement is of the required strength, durability, and other properties necessary for its intended use.

Safety: Cement tests ensure that the Cement used in construction is safe for use. It helps to prevent accidents and failures that could occur due to the use of substandard Cement.

Cost-effectiveness: Testing Cement helps to make sure that the right quantity of Cement is used for a particular application. This can help to avoid wastage and reduce costs.

Durability: Testing Cement helps to ensure that the Cement used in construction is durable and able to withstand the intended load and environmental conditions.

Compliance: Cement tests help to make sure that the Cement used in construction complies with relevant industry standards and regulations. This is important for ensuring that the construction project meets legal requirements and is safe for use.

In summary, testing Cement before construction is important for ensuring the quality, safety, cost-effectiveness, durability, and compliance of the construction project. It is a necessary step in the construction process that should not be overlooked.

 

                                         DETERMINATION OF FINENESS OF CEMENT BY SIEVIE

Theory:

Cement is obtained by grinding various raw materials after calcinations. The degree to which cement is ground to smaller and smaller particles is called fineness of cement. The fineness of cement has an important role on the rate of hydration and hence on the rate of gain of strength and also on the rate of evolution of heat. Finer cement offers a greater surface area for hydration and hence the faster development of strength although the ultimate strength is not affected. Fineness also provides more cohesiveness to concrete and avoid separation of water at the top of concrete (called bleeding). However, increase in fineness of cement increases the drying shrinkage and cracking of the concrete. Fineness of cement is tested either by sieving or by determination of specific surface using air-permeability apparatus. The specific surface is defined as the total surface area of all the particles in cm² per one gram of cement. Although determination of specific surface is more accurate to judge fineness of cement, it is rarely used except for specific purpose. In contrast sieving is most commonly used method to determine fineness of cement and is quite good for field works.

Objective: Determination of fineness of cement by dry sieving. Reference: IS 4031 (Part-1):1988. Apparatus: IS-90 micron sieve conforming to IS: 460 (Part 1-3)-1985; Weighing balance; Gauging trowel; Brush. Material: Ordinary Portland cement

Procedure: 1. Weigh accurately 100 g of cement to the nearest 0.01 g and place it on a standard 90 micron IS sieve.

2. Break down any air-set lumps in the cement sample with fingers.

3. Agitate the sieve by giving swirling, planetary and linear movements for a period of 10 minutes or until no more fine material passes through it.

4. Collect the residue left on the sieve, using brush if necessary, and weigh the residue.

5. Express the residue as a percentage of the quantity first placed on the sieve to the nearest 0.1 percent.

6. Repeat the whole procedures two more times each using fresh 100 g sample. 2

 Observations:

Sl. No

Weight of sample taken (W) (in g.)

Weight of residue (R) (in g.)

%age of residue

= 𝑅 ̸ 𝑊 × 100

Average % of residue

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4

 

 

 

 

Result: Percentage residue of cement sample by dry sieving is ___________ percentage.

Conclusions: The given sample of cement contains less than/ more than 10% by weight of material coarser than 90 micron sieve.

Therefore it satisfies/ not satisfies the criterion as specified by IS code. Precautions:

Discuss about the precautions to be taken while conducting this experiment

                   ADVANCE STUDY/KNOWLEDGE

The fineness of cement has a direct impact on the rate of hydration. Finer cement particles have a greater surface area, which allows for faster chemical reactions between the cement and water during the hydration process.

Specifically:

Finer cement particles have a larger surface area per unit volume compared to coarser particles. This increased surface area provides more sites for the hydration reactions to take place.

·         The faster hydration of finer cement allows for quicker development of strength in the early stages of cement setting and hardening. The higher surface area accelerates the initial chemical reactions.

·         Finer cement also results in a more homogeneous and dense hydration product distribution within the cement paste. This improves the overall strength and durability of the hardened cement.

·         However, excessively fine cement can also lead to challenges, such as increased water demand, higher heat of hydration, and increased risk of drying shrinkage. There is an optimal fineness range for cement based on the intended application.

In summary, increasing the fineness of cement generally increases the rate of hydration, leading to faster initial strength gain, but must be balanced against potential drawbacks of very fine cement particles.

 

                      Advantages and disadvantages of Fineness of Cement

The disadvantage of high fineness, include: - The cost of grinding to a higher fineness is considerable. - The finer the cement the more rapidly it deteriorates on exposure to the atmosphere during bad storage. - Finer cement increases the surface area of its alkalis – leads to stronger reaction with alkali- reactive aggregate – cracks and deterioration of concrete. - Finer cement exhibits a higher shrinkage and a greater proneness to cracking. - An increase in fineness increases the amount of gypsum required for proper retardation because, in finer cement, more C3A is available for early hydration (due to the increase of its surface area). Fineness of cement is tested in two ways:

(a) By sieving.

(b) By determination of specific surface (total surface area of all the particles in one gram of cement) by air-permeability apparatus. Expressed as cm² /gm or m² /kg.

Generally Blaine Air permeability apparatus is used.

a) By sieving: Weigh correctly 100 grams of cement and take it on a standard IS Sieve No. 9 -90 µ microns). Break down the air-set lumps in the sample with fingers. Continuously sieve the sample giving circular and vertical motion for a period of 15 minutes. Mechanical sieving devices may also be used. Weigh the residue left on the sieve. This weight shall not exceed 10% for ordinary cement. Sieve test is rarely used due to clogging sieves opens with cements particles.

b) By Blaine test Principle of this method is in observing the time taken for a fixed quantity of air to flow through compacted cement bed of specified dimension and porosity. Volume of cement bed in the cell can be found by it with mercury before and after putting cement on it then determine the difference between two weights, this difference divided by mercury density in room temperature to obtain volume of cement bed. Repeat this for twice at least and use the average value of volume in following equations, also the weight of cement used in cell must be with porosity equal to 0.5 ± 0.0005.

                                                                         W= 3.15 V ( 1 – e )

Which: 3.15 = specific gravity of cement W= weight of cement V = volume of cement bed e = porosity of cement bed Place the perforated disc on the ledge at the bottom of the cell and place on it a new filter paper disc. Place the sample of standard cement weighted (W) with knowing surface area, in the cell. Place a second new filter paper disc on the levelled cement. Insert the plunger and press it gently but firmly until the lower face of the cap is in contact with the cell. Then air pumped inside the tube raise the level of the manometer liquid to that of the highest etched line. Close the stopcock and the manometer liquid will begins to flow. Start the timer as the liquid reaches the second etched line and stop it when the liquid reaches the third etched line. Record the time, t .The procedure repeats three times for standard sample and tested one. The surface area then can be calculated by      Which:


S = specific area of tested cement sample ( cm² \gm) Ss = specific area of standard cement ( cm² \gm ) T = average time for tested sample Ts = average time for standard sample.



Correction factor of a sieve

A correction factor is a factor multiplied with the result of an equation to correct for a known amount of systemic error.

Although many numerical evaluations are likely to be precise, you may not always arrive at a specific conclusion in terms of measurements. This is because multiple factors can come into play, resulting in skewed conclusions. Oftentimes the need for evaluating these uncertain factors is a necessity.

This process of evaluating factors that lead to uncertainty in measurement results is known as uncertainty evaluation or error analysis. Error analysis is dependent on correction factors, which are designated calculations implemented to evaluate uncertain factors in measured results

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निर्माण से पहले सीमेंट के परीक्षण Testing Cement before Construction

  निर्माण से पहले सीमेंट के परीक्षण  Testing Cement before Construction

सीमेंट की मजबूती के परीक्षण के लिए ये विभिन्न विधियाँ यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं कि निर्माण में उपयोग किया जाने वाला सीमेंट आवश्यक मानकों को पूरा करता है और अपना इच्छित कार्य करने में सक्षम है।

निर्माण से पहले सीमेंट का परीक्षण कई कारणों से महत्वपूर्ण है:

गुणवत्ता आश्वासन: सीमेंट परीक्षण यह सुनिश्चित करते हैं कि निर्माण में उपयोग किया जाने वाला सीमेंट आवश्यक गुणवत्ता मानकों को पूरा करता है। यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि सीमेंट अपने इच्छित उपयोग के लिए आवश्यक ताकत, स्थायित्व और अन्य गुणों वाला है।

सुरक्षा: सीमेंट परीक्षण यह सुनिश्चित करते हैं कि निर्माण में उपयोग किया जाने वाला सीमेंट उपयोग के लिए सुरक्षित है। यह घटिया सीमेंट के उपयोग के कारण होने वाली दुर्घटनाओं और विफलताओं को रोकने में मदद करता है।

लागत-प्रभावशीलता: सीमेंट का परीक्षण यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए सीमेंट की सही मात्रा का उपयोग किया जाए। इससे अपव्यय से बचने और लागत कम करने में मदद मिल सकती है।

टिकाऊपन: सीमेंट का परीक्षण यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि निर्माण में उपयोग किया जाने वाला सीमेंट टिकाऊ है और इच्छित भार और पर्यावरणीय परिस्थितियों का सामना करने में सक्षम है।

अनुपालन: सीमेंट परीक्षण यह सुनिश्चित करने में मदद करते हैं कि निर्माण में उपयोग किया जाने वाला सीमेंट प्रासंगिक उद्योग मानकों और विनियमों का अनुपालन करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि निर्माण परियोजना कानूनी आवश्यकताओं को पूरा करती है और उपयोग के लिए सुरक्षित है। संक्षेप में, निर्माण से पहले सीमेंट का परीक्षण निर्माण परियोजना की गुणवत्ता, सुरक्षा, लागत-प्रभावशीलता, स्थायित्व और अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। यह निर्माण प्रक्रिया में एक आवश्यक कदम है जिसे अनदेखा नहीं किया जाना चाहिए। सीवी द्वारा सीमेंट की महीनता का निर्धारण सिद्धांत: सीमेंट को कैल्सीनेशन के बाद विभिन्न कच्चे माल को पीसकर प्राप्त किया जाता है। जिस हद तक सीमेंट को छोटे और छोटे कणों में पिसा जाता है उसे सीमेंट की महीनता कहते हैं। सीमेंट की महीनता हाइड्रेशन की दर और इसलिए ताकत हासिल करने की दर और गर्मी के विकास की दर पर महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। महीन सीमेंट हाइड्रेशन के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करता है और इसलिए ताकत का तेजी से विकास होता है, हालांकि अंतिम ताकत प्रभावित नहीं होती है। महीनता कंक्रीट को अधिक संसंजकता भी प्रदान करती है और कंक्रीट के शीर्ष पर पानी के पृथक्करण (जिसे ब्लीडिंग कहा जाता है) से बचाती है। हालांकि, सीमेंट की महीनता में वृद्धि कंक्रीट के सूखने, सिकुड़ने और टूटने को बढ़ाती है। सीमेंट की महीनता का परीक्षण या तो छलनी से किया जाता है या वायु-पारगम्यता तंत्र का उपयोग करके विशिष्ट सतह के निर्धारण द्वारा किया जाता है। विशिष्ट सतह को सीमेंट के प्रति एक ग्राम सेमी² में सभी कणों के कुल सतह क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया गया है। हालाँकि सीमेंट की महीनता का न्याय करने के लिए विशिष्ट सतह का निर्धारण अधिक सटीक है, लेकिन इसे विशिष्ट उद्देश्य के अलावा शायद ही कभी इस्तेमाल किया जाता है। इसके विपरीत छलनी सीमेंट की महीनता निर्धारित करने के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है और यह क्षेत्र के कामों के लिए काफी अच्छी है।

उद्देश्य: सूखी छलनी द्वारा सीमेंट की महीनता का निर्धारण। संदर्भ: IS 4031 (भाग-1):1988। उपकरण: IS-90 माइक्रोन छलनी जो IS: 460 (भाग 1-3)-1985 के अनुरूप है; वजन संतुलन; गेजिंग ट्रॉवेल; ब्रश। सामग्री: साधारण पोर्टलैंड सीमेंट

प्रक्रिया: 1. 100 ग्राम सीमेंट को निकटतम 0.01 ग्राम तक सटीक रूप से तौलें और इसे मानक 90 माइक्रोन IS छलनी पर रखें।

2. सीमेंट के नमूने में मौजूद हवा से जमी गांठों को उंगलियों से तोड़ें। 

3. छलनी को 10 मिनट तक घुमाते हुए, ग्रहीय और रैखिक गति देते हुए हिलाएं या जब तक कि कोई और महीन पदार्थ उसमें से न गुजर जाए। 

4. छलनी पर बचे अवशेषों को इकट्ठा करें, यदि आवश्यक हो तो ब्रश का उपयोग करें, और अवशेषों का वजन करें। 

5. अवशेषों को छलनी पर पहले रखी गई मात्रा के प्रतिशत के रूप में निकटतम 0.1 प्रतिशत तक व्यक्त करें। 

6. ताजा 100 ग्राम नमूने का उपयोग करके पूरी प्रक्रिया को दो बार और दोहराएं। 

2 अवलोकन: क्र. सं. लिए गए नमूने का वजन (W) (ग्राम में) अवशेष का वजन (R) (ग्राम में) अवशेष का प्रतिशत = 𝑅 ̸ 𝑊 × 100 अवशेषों का औसत प्रतिशत 

परिणाम: सूखी छलनी द्वारा सीमेंट के नमूने का प्रतिशत अवशेष ___________ प्रतिशत है। निष्कर्ष: सीमेंट के दिए गए नमूने में 90 माइक्रोन छलनी से मोटे पदार्थ का वजन 10% से कम/अधिक है। इसलिए यह IS कोड द्वारा निर्दिष्ट मानदंड को पूरा करता है/नहीं करता है। सावधानियां: इस प्रयोग को करते समय बरती जाने वाली सावधानियों के बारे में चर्चा करें अग्रिम अध्ययन/ज्ञान सीमेंट की महीनता का जलयोजन की दर पर सीधा प्रभाव पड़ता है। महीन सीमेंट कणों का सतही क्षेत्र अधिक होता है, जो जलयोजन प्रक्रिया के दौरान सीमेंट और पानी के बीच तेज़ रासायनिक प्रतिक्रियाओं की अनुमति देता है। विशेष रूप से: महीन सीमेंट कणों में मोटे कणों की तुलना में प्रति इकाई आयतन में बड़ा सतही क्षेत्र होता है। यह बढ़ा हुआ सतही क्षेत्र जलयोजन प्रतिक्रियाओं के लिए अधिक स्थान प्रदान करता है। 

महीन सीमेंट का तेज़ जलयोजन सीमेंट सेटिंग और सख्त होने के शुरुआती चरणों में ताकत के तेज़ विकास की अनुमति देता है। उच्च सतही क्षेत्र प्रारंभिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज़ करता है। महीन सीमेंट के परिणामस्वरूप अधिक सजातीय और सघनता भी होती है

निर्माण से पहले सीमेंट के परीक्षण का महत्व

सीमेंट की मजबूती के परीक्षण के लिए ये विभिन्न विधियाँ यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं कि निर्माण में उपयोग किया जाने वाला सीमेंट आवश्यक मानकों को पूरा करता है और अपना इच्छित कार्य करने में सक्षम है।

निर्माण से पहले सीमेंट का परीक्षण कई कारणों से महत्वपूर्ण है:

गुणवत्ता आश्वासन: सीमेंट परीक्षण यह सुनिश्चित करते हैं कि निर्माण में उपयोग किया जाने वाला सीमेंट आवश्यक गुणवत्ता मानकों को पूरा करता है। यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि सीमेंट अपने इच्छित उपयोग के लिए आवश्यक ताकत, स्थायित्व और अन्य गुणों वाला है।

सुरक्षा: सीमेंट परीक्षण यह सुनिश्चित करते हैं कि निर्माण में उपयोग किया जाने वाला सीमेंट उपयोग के लिए सुरक्षित है। यह घटिया सीमेंट के उपयोग के कारण होने वाली दुर्घटनाओं और विफलताओं को रोकने में मदद करता है।

लागत-प्रभावशीलता: सीमेंट का परीक्षण यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए सीमेंट की सही मात्रा का उपयोग किया जाए। इससे अपव्यय से बचने और लागत कम करने में मदद मिल सकती है।

टिकाऊपन: सीमेंट का परीक्षण यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि निर्माण में उपयोग किया जाने वाला सीमेंट टिकाऊ है और इच्छित भार और पर्यावरणीय परिस्थितियों का सामना करने में सक्षम है।

अनुपालन: सीमेंट परीक्षण यह सुनिश्चित करने में मदद करते हैं कि निर्माण में उपयोग किया जाने वाला सीमेंट प्रासंगिक उद्योग मानकों और विनियमों का अनुपालन करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि निर्माण परियोजना कानूनी आवश्यकताओं को पूरा करती है और उपयोग के लिए सुरक्षित है। संक्षेप में, निर्माण से पहले सीमेंट का परीक्षण निर्माण परियोजना की गुणवत्ता, सुरक्षा, लागत-प्रभावशीलता, स्थायित्व और अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। यह निर्माण प्रक्रिया में एक आवश्यक कदम है जिसे अनदेखा नहीं किया जाना चाहिए। सीवी द्वारा सीमेंट की महीनता का निर्धारण सिद्धांत: सीमेंट को कैल्सीनेशन के बाद विभिन्न कच्चे माल को पीसकर प्राप्त किया जाता है। जिस हद तक सीमेंट को छोटे और छोटे कणों में पिसा जाता है उसे सीमेंट की महीनता कहते हैं। सीमेंट की महीनता हाइड्रेशन की दर और इसलिए ताकत हासिल करने की दर और गर्मी के विकास की दर पर महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। महीन सीमेंट हाइड्रेशन के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करता है और इसलिए ताकत का तेजी से विकास होता है, हालांकि अंतिम ताकत प्रभावित नहीं होती है। महीनता कंक्रीट को अधिक संसंजकता भी प्रदान करती है और कंक्रीट के शीर्ष पर पानी के पृथक्करण (जिसे ब्लीडिंग कहा जाता है) से बचाती है। हालांकि, सीमेंट की महीनता में वृद्धि कंक्रीट के सूखने, सिकुड़ने और टूटने को बढ़ाती है। सीमेंट की महीनता का परीक्षण या तो छलनी से किया जाता है या वायु-पारगम्यता तंत्र का उपयोग करके विशिष्ट सतह के निर्धारण द्वारा किया जाता है। विशिष्ट सतह को सीमेंट के प्रति एक ग्राम सेमी² में सभी कणों के कुल सतह क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया गया है। हालाँकि सीमेंट की महीनता का न्याय करने के लिए विशिष्ट सतह का निर्धारण अधिक सटीक है, लेकिन इसे विशिष्ट उद्देश्य के अलावा शायद ही कभी इस्तेमाल किया जाता है। इसके विपरीत छलनी सीमेंट की महीनता निर्धारित करने के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है और यह क्षेत्र के कामों के लिए काफी अच्छी है।

उद्देश्य: सूखी छलनी द्वारा सीमेंट की महीनता का निर्धारण। संदर्भ: IS 4031 (भाग-1):1988। उपकरण: IS-90 माइक्रोन छलनी जो IS: 460 (भाग 1-3)-1985 के अनुरूप है; वजन संतुलन; गेजिंग ट्रॉवेल; ब्रश। सामग्री: साधारण पोर्टलैंड सीमेंट

प्रक्रिया: 1. 100 ग्राम सीमेंट को निकटतम 0.01 ग्राम तक सटीक रूप से तौलें और इसे मानक 90 माइक्रोन IS छलनी पर रखें।

2. सीमेंट के नमूने में मौजूद हवा से जमी गांठों को उंगलियों से तोड़ें। 3. छलनी को 10 मिनट तक घुमाते हुए, ग्रहीय और रैखिक गति देते हुए हिलाएं या जब तक कि कोई और महीन पदार्थ उसमें से न गुजर जाए। 4. छलनी पर बचे अवशेषों को इकट्ठा करें, यदि आवश्यक हो तो ब्रश का उपयोग करें, और अवशेषों का वजन करें। 5. अवशेषों को छलनी पर पहले रखी गई मात्रा के प्रतिशत के रूप में निकटतम 0.1 प्रतिशत तक व्यक्त करें। 6. ताजा 100 ग्राम नमूने का उपयोग करके पूरी प्रक्रिया को दो बार और दोहराएं। 2 अवलोकन: क्र. सं. लिए गए नमूने का वजन (W) (ग्राम में) अवशेष का वजन (R) (ग्राम में) अवशेष का प्रतिशत = 𝑅 ̸ 𝑊 × 100 अवशेषों का औसत प्रतिशत

1

2

3

4

परिणाम: सूखी छलनी द्वारा सीमेंट के नमूने का प्रतिशत अवशेष ___________ प्रतिशत है। निष्कर्ष: सीमेंट के दिए गए नमूने में 90 माइक्रोन छलनी से मोटे पदार्थ का वजन 10% से कम/अधिक है। इसलिए यह IS कोड द्वारा निर्दिष्ट मानदंड को पूरा करता है/नहीं करता है। सावधानियां: इस प्रयोग को करते समय बरती जाने वाली सावधानियों के बारे में चर्चा करें अग्रिम अध्ययन/ज्ञान सीमेंट की महीनता का जलयोजन की दर पर सीधा प्रभाव पड़ता है। महीन सीमेंट कणों का सतही क्षेत्र अधिक होता है, जो जलयोजन प्रक्रिया के दौरान सीमेंट और पानी के बीच तेज़ रासायनिक प्रतिक्रियाओं की अनुमति देता है। विशेष रूप से: महीन सीमेंट कणों में मोटे कणों की तुलना में प्रति इकाई आयतन में बड़ा सतही क्षेत्र होता है। यह बढ़ा हुआ सतही क्षेत्र जलयोजन प्रतिक्रियाओं के लिए अधिक स्थान प्रदान करता है। महीन सीमेंट का तेज़ जलयोजन सीमेंट सेटिंग और सख्त होने के शुरुआती चरणों में ताकत के तेज़ विकास की अनुमति देता है। उच्च सतही क्षेत्र प्रारंभिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज़ करता है। महीन सीमेंट के परिणामस्वरूप अधिक सजातीय और सघनता भी होती है

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Thursday, 14 November 2024

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