Gort =4.75 mm'den büyük ve daha küçük daneler içeren toprağın, ağırlıklı özgül ağırlık ortalaması.
P-Numunenin 4.75 mm elek üzerinde kalan %'si.
G1 = Numunenin 4.75 mm elek üzerinde kalan kısmının zahiri özgül ağırlığı.
G2 = Numunenin 4.75 mm elekten geçen kısmının özgül ağırlığı.
Özgül ağırlık değeri hidrometre deneyinin hesaplamalarında kullanılacaksa,
deney 2.00 mm elekten geçen malzeme ile yapılır.
2 — İRİ MALZEMENİN ÖZGÜL AĞIRLIĞININ BULUNMASI:
2.1 — KAPSAM :
Bu deney metodu, iri malzemenin absorpsiyonunun ve özgül ağırlığının bulunmasını kapsar, özgül ağırlık, hacim özgül ağırlığı, doygun yüzey kuru hacim Özgül ağırlığı veya zahiri özgül ağırlık olarak verilebilir. Bu metot, hafif agregalar için kullanılmaz.
2.2 — METODUN ÖZETİ:
Agrega numunesi, boşluktan su İle dolana kadar yaklaşık 15 saat suda bekletildikten sonra yüzeyi kurutularak tartılır. Bu numune tel sepet içerisinde suya batırılarak tartılır. Son olarak numune 110 + 5°C fırında kurutulur ve 3. kez tartılır. Bu ağırlıklar ve metotta verilen bağıntılar kullanılarak, öç değişik özgül ağırlık ve absorpsiyon hesaplanabilir.
2.3 — DENEYİN ÖNEMİ ve KULLANIMI :
2.3.1 — Mutlak hacim esasına göre oranları belirlenen veya analiz edilen çimentolu, bitümlü veya diğer karışımlardaki agrega hacminin bulunması için genellikle hacim özgül ağırlık kullanılır. Hacim özgül ağırlığı, agrega birim ağırlığının ve boşluklarının bulunması için de kullanılabilir. Eğer agrega yaş İse yani absorpsiyonunu tamamlamışsa , doygun yüzey kuru hacim özgül ağırlık kullanılır. Tersi
durumunda, agrega kuru ise veya kuru kabul edilmişse, hacim özgül ağırlık kullanılır.
2.3.2 — Zahiri özgül ağırlık, boşlukları tamamen su ile dolu malzemenin yoğunluğunu bulmaya yarar.
2.3.3 — Absorpsiyon değerleri, danecikler arasına suyun girmesinden dolayı, agrega ağırlığında oluşan değişikliği hesaplayabilmek için kullanılır. Bunun için kuru agrega yaklaşık 15 saat suda bekletildikten sonra, absorpsiyonu bulunur. Su içerisinde bulunan, ya da yüzeyinde serbest su bulunduran agregalardaki serbest su yüzdesi, toplam su yüzdesinden absorpsiyon yüzdesini çıkararak bulunur.
2.3.4 — Hafif agregalardaki boşluklar, 15 saat bekletme sonunda tamamen suyla doymayabilir. Hatta birkaç gün bekletildiğinde bile absorpsiyonunu tamamlamayabilir. Bu yüzden, bu deney metodu hafif agregalara uygulanmaz.
2.4 — TANIMLAR :
2.4.1 — Özgül Ağırlık : Belli sıcaklıkta ve belli hacimdeki bir malzemenin havadaki ağırlığının, aynı sıcaklık ve hacimdeki, havası alınmış saf suyun havadaki ağırlığına oranıdır
2.4.2 — Hacim özgül Ağırlığı: Daneler arasındaki değil, sadece daneler içindeki tüm boşlukları kapsayarak, belli bir sıcaklık ve birim hacimdeki agreganın havadaki ağırlığının, aynı sıcaklık ve hacimdeki havası alınmış saf suyun havadaki ağırlığına oranıdır.
2.4.2 — Hacim özgül Ağırlığı: Daneler arasındaki değil, sadece daneler içindeki tüm boşlukları kapsayarak, belli bir sıcaklık ve birim hacimdeki agreganın havadaki ağırlığının, aynı sıcaklık ve hacimdeki havası alınmış saf suyun havadaki ağırlığına oranıdır.
2.4.3 — Doygun Yüzey Kuru Hacim özgül Ağırlığı: Agrega yaklaşık 15 saat suda bekletilip, daneler içindeki boşluklar tamamen suyla dolduktan sonra belli bir sıcaklıkta ve birim hacimdeki agreganın havadaki ağırlığının, aynı sıcaklık ve hacimdeki havası alınmış saf suyun havadaki ağırlığına oranıdır.
2.4.4 — Zahiri özgül Ağırlık : Belli sıcaklık ve birim hacimdeki geçirimsiz agrega numunesinin havadaki ağırlığının, aynı sıcaklık ve hacimdeki havası alınmış saf suyun havadaki ağırlığına oranıdır.
2.4.5 — Absorpsiyon : Dane yüzeylerini birbirine bağlayan suyun dışında, malzeme içerisindeki boşluklara suyun girmesinden dolayı agrega ağırlığındaki artış olup, kuru ağırlığın yüzdesi olarak ifade edilir. 110 + 5°C etüvde suyu uzaklaşana kadar bekletilen agrega, kuru kabul edilir.
2.5 — KULLANILAN ALETLER :
2.5.1 — Terazi: 2 - 5 Kg arası kapasitede ve 1 g duyarlılıkta bir terazi. Terazinin tabla veya kefe kısmında, numuneyi su içerisinde tartmayı sağlayacak, tel sepet şeklinde bir düzenek olmalıdır.
2.5.2 — Tel Sepet: Tel açıklığı 3.35 mm veya daha küçük olan, eni ve yük-sekliği yaklaşık aynı, 4-7 litre arası kapasitede bir sepet. Bu sepet suya batırıldığında içinde hava kabarcıkları kalmamalıdır.
2.5.3 — Su Tankı: Teraziye asılı tel sepet ve içindeki numuneyi batırmak için, numune yüzeyini örtecek kadar su doldurulabilen ve sızdırmaz bir tank.
2.5.4 — Elekler: 4.75 mm elek ve istenirse diğer elekler.
2.6 — NUMUNENİN HAZIRLANIŞI:
2.6.1 —Dörtleme veya bölgeç ile uygun şekilde hazırlanan agrega numunesi 4.75 mm elekten ikiye ayrılır ve 4.75 mm elek üzerinde kalan kısım yıkanarak temizlenir.
2.6.3 — Numune iki veya daha fazla fraksiyon halinde deneye alınmışsa, bu metottaki hesaplamalar İçin, ayırma eleklerini de kapsayacak şekilde elek analizi yapılır. Her bir fraksiyondaki malzeme yüzdesi hesaplanırken, 4.75 mm elekten geçen kısım yok kabul edilerek, gradasyonda bir düzeltme yapılmalıdır.
2.7 — DENEYİN YAPILIŞI:
2.7.1 —Numune, 110 + 5°C fırında sabit ağırlığa gelinceye kadar kurutulur. Boyutu 37.5 mm veya daha küçük olan agregalar İçin 1-3 saat,daha büyükler içinse dokunabilecek sıcaklığa kadar oda sıcaklığında soğutulur. Daha sonra bu numune, oda sıcaklığındaki su içerisinde 15-19 saat bekletilir.
2.7.2 — Absorpsiyon ve özgül ağırlık değerleri, agregası doğal su, İçeriğin
de olan çimentolu karışımlar İçin kullanılacaksa,.sabit ağırlığa kadar kurutma işlemi yapılmayabilir ve danelerin yüzeyi deneye kadar ıslak olarak muhafaza
edilebiliyorsa, numune 15 saat suda bekletilmeyebilir.
Suda bekletme aşamasından önce, kurutulmadan deneye alınan agregaların absorpsiyon ve doygun yüzey kuru hacim özgül ağırlıktan kurutularak deneye alınanlara göre daha yüksek çıkabilir. Özellikle 75.0 mm'den daha büyük danelerin suda bekletilme sırasında, merkezlerindeki boşluktan kolaylıkla su giremez. ve bu daneler kurutulmadan deneye alınmışsa, yüksek değerler verirler.
2.7.3 —Numune, bekleme süresi sonunda sudan çıkarılır ve bir havlu veya bezle dane yüzeylerindeki su iyice kurulanır. Kurulama işlemi hava akımıyla da yapılabilir. Yüzeyi kurutma sırasında boşluklardaki suyu buharlaştırmamaya özen gösterilmelidir. Doygun yüzey kuru durumdaki bu numune 1 g duyarlıkla tartılarak ağırlığı kaydedilir.
2.7.4 —Tartma işleminden hemen sonra nunume tel sepete konularak, yoğunluğu 997± 2 kg/m3 ve sıcaklığı 23 ± 1.7°C olan su içerisine batırılır ve tel sepet sallanarak içerisindeki hava çıkarldıktan sonra tartılır. Numunenin sudaki ağırlığı, bu tartımdan, boş sepetin sudaki ağırlığı çıkartılarak.bulunur.
2.7.5 — Sudan çıkartılan numune 110 ± 5°C fırında sabit ağırlığa gelene kadar kurutulur ve oda sıcaklığında soğutularak tartılır.
2.8 - HESAPLAMALAR:
2.8.1 — özgül Ağırlıklar:Hacim özgül Ağırlığı = A (23oCde)
D - C
Doygun Yüzey Kuru Hacim Özgül Ağırlık = A
B - C
Zahiri özgül Ağırlık= A
A - C
Burada,
A= Fırında kurutulmuş numunenin havadaki ağırlığı, g
B= Doygun yüzey kuru numunenin havadaki ağırlığı, g
C= Numunenin sudaki ağırlığı, g
2.8.2 —Ortalama özgül Ağırlık Değerleri:
Numune ayrı fraksiyonlar halinde deneye alınmışsa, ortalama özgül ağırlıklar aşağıda verilen bağıntı İle bulunur.
G = 1
100.G1 + 100.G2 + 100.Gn
Burada,
G = Ortalama özgül ağırlık (Zahiri, doygun yüzey kuru, v.b.)
G1 G2 Gn = Fraksiyonların Özgül ağırlıklari
P1 P2 ...... Pn = Her fraksiyonun esas numunedeki ağırlıkça %'leri
Sonuçlar, birim ağırlık cinsinden İfade edilebilir. Bunun için doygun yüzey kuru hacim Özgül ağırlık veya zahiri Özgül ağırlık, 23°C'deki suyun birim ağırlığı olan 997.5 kg/m3 İle çarpılır. 4°C'deki suyun birim ağırlığı olan 1000 kg/m3'de kullanılabilir.
2.8.3 — Absorpsiyon:
% Absorpsiyon= B-A/A x 100
2.8.4 — Ortalama Abaorpsiyon :
Numune fraksiyonlar halinde deneye alınmışsa, ortalama absorpsiyon değeri şu bağıntı yardımıyla bulunur.
A=(P1. A1/100) + (P2 . A2/100) + .................. + (Pn . An/100)]
Burada,
A= Ortalama absorpsiyon, %
A1 A2 ……. An = Her bir fraksiyonun absorpsiyon değerleri, %
P1 P2,………Pn = Her fraksiyonun esas numunedeki ağırlıkça %'leri
Özgül ağırlıklar 0.01 yakınlıkla, absorpsiyon değerleri ise % 0.1 yakınlıkla verilir.................. .
ÖRNEK : İri agreganın ortalama özgül ağırlık ve absorpsiyonunun bulunması.
Doygun yüzey
Fraksiyon Esas malzeme kuru hacim Numune Absorpsiyon
(mm)_________ İçindeki %____ özgül ağırlık________ (g)_____________%
4.75 -12.5 44 2.72 2213.0 0.4
12.5 -27.5 35 2.56 5462.5 2.5
37.5 - 63.0 21 2.54 12593.0 3.0
TOPLAM 100
Ortalama doygun yüzey kuru hacim özgül ağırlığı
G Ort 44 + 35 + 21 = 2.62
100x2.72 100x2.56 100x2.54
Ortalama % absorpsiyon :
A=[(44x0.4/100) + (35x2.5/100) + (21x3.0/100)] - %1.68
3 — İnce malzemenin özgül ağirliğinin bulunmasi :
3.1 — TANIMI
özgül ağırlık, belli sıcaklıkta ve belli hacimde havada tartılmış malzemenin, aynı sıcaklıkta ve aynı hacimdeki saf suyun ağırlığına oranıdır.
3.2 — KULLANILAN ALETLER :
3.2.1 — Piknometre : En az 100 ml kapasitede volumetrik balon veya en az 50 ml kapasitede cam kapaklı bir şişe. Kapak, şişeyle aynı malzemeden yapılmış, büyüklüğü ve şekli şişenin boyun kısmında belli bir derinliğe kadar kolaylıkla girebilecek şekilde olmalı ve kapağın merkezinde havanın ya da fazla suyun
3.2.2 — Terazi: Volumetrik balon için 0.01 g duyarlılıkta, kapaklı şişe içinse 0.001 g duyarlılıkta bir terazi.
3.2.4 — Fırın : 110 ± 5°C sıcaklığında termostatik kontrollü bir fırın.
3.2.4. — Termometre : 0 - 50°C arasında derecelendirilmiş, 1°C duyalılıkta bir termometre.
3.3 — PİKNOMETRENİN KALİBRASYONU :
3.3.1 Temizlenmiş, kurutulmuş piknometre tartılır ve ağırlığı kaydedilir
(Wo. Piknometre oda sıcaklığındaki distile su ile doldurulur. Su dolu piknometrenin ağırlığı kaydedilir (Wa. Bir termometre ile suyun sıcaklığı ölçülür ve en ya
kın tamsayıya tamamlanarak kaydedilir (T1).
Fırında kurutulmuş bir toprak numunesi için, distile su yerine, daha iyi bir
ıslatıcı olan gazyağı da kullanılabilir.
3.3.2 — Belli bir sıcaklıkta (T1) bulunan piknometre + su ağırlığı (W1 ile bir
T2 - Wa tablosu oluşturulabilir. Daha sonra su ve toprakla dolu piknometre ağır
lığının (Wb) ölçüldüğü sıradaki Tx sıcaklığındaki piknometre + su ağırlığı, bu tab
lo yardımıyla bulunabilir. Bu tabloyu oluşturmak için gerekli olan W, değerleri,
aşağıda verilen bağıntı ile hesaplanabilir.
Tx°C de suyun yoğunluğu
Wa(T.°C sıcaklıkta) = ---------------------------- x [Wa(T1°C ‘de)-W0 ]+ W0
T1°C'de suyun yoğunluğu
Burada,
Wa = Su İle dolu piknometre ağırlığı, g
Wb = Piknometre ağırlığı, g
T1 = Deneyde bulunan sıcaklık, °C
Tx = istenen sıcaklık °C
Laboratuarda aynı piknometre kullanıldığında Tx - Wa tablosu güvenle kullanılabilir. Wa
ve Wb değerlerinin aynı sıcaklıktaki suya göre ağırlıklar olması oldukça önemlidir.
Ayrıca,laboratuarda piknometre ve içindekileri istenilen
sıcaklığa getirmek oldukça fazla zaman alır. Bu nedenle Wa değerlerinin tablolaştırılması daha uygundur. 18°C'den 30°C'ye kadar, suyun zahiri yoğunluk değerleri
Bölüm - 3.6.2'de verilmiştir.
3.4 — NUMUNENİN HAZIRLANIŞI :
3.4.1 —Özgül ağırlık deneyinde kullanılacak olan numune doğal su içeriğinde veya fırında kurutulmuş olabilir. Numunenin kuru ağırlığı, volumetrik balon kullanılacaksa en az 25 g, kapaklı şişe kullanılacaksa en az 10 g olmalıdır.
3.4.2 —Numune doğal su İçeriğinde ise, deney sonunda 110 ± 5°C fırında kurutulur ve ağırlığı Wn olarak kaydedilir. Bazı toprakların 110°C sıcaklıkta kurutulması, kompozisyonlarının bozulmasına neden olabilir. Bu gibi durumlarda numune, düşük sıcaklık ve yüksek basınç altında kurutulabilir. Doğal su İçeriğindeki kil numuneleri piknometre İçerisine yerleştirilmeden önce, hidrometre deneyinde kullanılan ayrıştırma kabı içinde saf su ile karıştırılarak danelerine ayrıştırılmalıdır.
3.4.1 — Deneyde fırında kurutulmuş numune kullanıldığında, numune 110+5°C fırında en az 12 saat sabit ağırlığa gelene kadar kurutulur. Daha sonra oda sıcaklığına kadar soğutulan numune tartılarak piknometreye konulur veya piknometreye konduktan sonra tartılır. Piknometreye, içindeki numunenin yüzeyini tamamen örtecek kadar saf su konulur ve en az 12 saat beklemeye bırakılır.
3.5. — DENEYİN YAPILIŞI:
Bölüm 3.4'de anlatılan şekilde hazırlanan numunedeki saf su miktarı, volumetrik balonun 3/4'ünü dolduracak kadar veya kapaklı şişenin yansını dolduracak kadar olmalıdır.
Boşluklardaki hava, aşağıdaki metotlardan birisi kullanılarak çıkartılır.
a — 100 mm Hg basıncı geçmeyecek şekilde kısmi vakum yoluyla;
b — Arada bir piknometreyi sallayarak en az 10 dakika kaynatma yoluyla.
Karışıma düşük hava basıncı uygulanması, piknometreyi doğrudan aspiratöre veya vakum pompasına bağlayarak ya da çan şekilde kavanoz kullanarak
yapılabilir. Bazı topraklar, düşük hava basıncı uygulandığında şiddetli bir şekil
de kaynayabilir. Böyle durumlarda basıncın yavaş yavaş düşürülmesi veya daha
büyük balon kullanılması gereklidir. Isıtılan numuneler, oda sıcaklığına soğutulmalıdır.
Kısmi vakum uygulandığında, boşaltma İşlemi sırasında balon hafifçe çalkalanmalıdır,
A — Yüksek plastisitede ve doğal su İçeriğindeki numunelerden havanın cık
malıdır.
Kısmi vakum uygulandığında, boşaltma işlemi sırasında balon hafifçe çalka
lanmalıdır. .
A — Yüksek plastisitede ve doğal su İçeriğindeki numunelerden havanın çık
ması 6 ile 8 saat süre gerektirir. Düşük plastisiteli numunelerde ise, 4 ile 6 saatlik
sûre yeterlidir.
B — Fırında kurutulmuş numunelerden havanın çıkması İçin gerekli sûre 2 İle 4 saat arasıdır.
Piknometre saf su İle doldurulur, dışı temizlenir ve kurulanır. Pikno-metre ve içindeki karışımın ağırlığı Wb ve o andaki sıcaklık T, olarak kaydedilir.
3.6 — HESAPLAMALAR:
3.6.1 — Tx°C sıcaklığında, suya göre özgül ağırlık;
Özgül Ağırlık (TxoC/C) =Wn/[Wn+(Wa—Wb] Burada,
Wn = Fırında kurutulmuş numunenin ağırlığı, g
Wa = Suyla dolu piknometrenin Tx0C’deki ağırlığı, g
metre ve içindeki karışımın ağırlığı Wb ve o andaki sıcaklık Tx olarak kaydedilir.
Wb = Su ve toprakla birlikte piknometrenin Tx°C sıcaklıktaki ağırlığı, g
Tx = Wb ağırlığı ölçüldüğü sırada, piknometre İçindeki su - toprak karışımının sıcaklığı, °C W, değeri Bölüm 3.3.2'de anlatılan şekilde oluşturulan tablodan alınabilir.
3.6.2 —Tersi belirtilmediği sürece özgül ağırlık, su sıcaklığı 20°C olacak seli, kilde verilir. Herhangi bir sıcaklıktaki değer, aşağıda verilen bağıntı yardımı ile, 20°C'ye göre hesaplanabilir.
Özgül Ağırlık (TxoC/20°C)=K x özgül Ağırlık (TxoC/Tx°C)
K=Tx°C sıcaklığındaki suyun zahiri yoğunluğunu, 20°C'dekİ zahiri yoğunluğuyla bölerek elde edilen değerdir.
