Sand Replacement Method: सिविल इंजीनियरिंग या निर्माण इंडस्ट्री में कई बार हमें साइट पर फील्ड पर मौजूद मिट्टी के सही घनत्व का पता करना होता है| सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट (रेत प्रतिस्थापन परीक्षण) विधि का उपयोग करके मिट्टी के इन-सितु शुष्क घनत्व (In-situ dry density) को निकाला जा सकता है| इस परीक्षण की प्रक्रियाएं, सामग्री, उपकरण और विनिर्देश भारतीय मानक 2720 भाग 28 (IS 2720 part 28) पर आधारित हैं| सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट का विशेष महत्व है और इसका व्यापक रूप से विभिन्न निर्माण परियोजना स्थलों में उपयोग किया जाता है| आइये जानते हैं कैसे किया जाता है सैंड रिप्लेसमेंट परिक्षण:
किसी भी कठोर मिट्टी या रेतीली मिट्टी (Granular soil), जिसका प्राकृतिक अवस्था में घनत्व कोर कटर (Core Cutter method) प्रक्रिया से नहीं निकाला जा सकता, उसका घनत्व (Unit Weight) निकालने के लिए सैंड रिप्लेसमेंट मेथड का इस्तेमाल किया जाता है|
क्यों किया जाता है सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट (Sand Replacement Test)
किसी भी निर्माण साइट पर मौजूद कठोर या दानेदार मिट्टी की वास्तविक स्थिति पर घनत्व की जाँच करने के लिए सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट का प्रयोग किया जा सकता है| इसी परीक्षण के परिणाम के अनुसार हम उस मिट्टी के लिए किये गए कॉम्पैक्शन का अंदाजा भी लगा सकते हैं|
सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट के लिए भारतीय मानक (IS Code for Sand Replacement Test)
सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट (रेत प्रतिस्थापन परीक्षण) का उपयोग भारतीय मानक कोड IS 2720 भाग 28 के अनुसार मिट्टी के घनत्व को निर्धारित करने के लिए किया जाता है|
सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट के लिए उपकरण (Sand Replacement Test Apparatus)
- ओवन (Oven)
- करनी (Trowel)
- मिट्टी खोदने के उपकरण (Digging Tools)
- वजन करने की मशीन (Weighing Machine)
- रेत डालने वाला सिलिंडर (Sand Pouring Cylinder)
- सेंट्रल होल के साथ मेटल ट्रे (Metal tray with central hole)
- मिट्टी इकट्ठा करने के लिए कंटेनर (Metal container for collecting soil)
- कांच की प्लेट (Glass Plate)
- सिलिण्डरीकल केलिब्रटिंग कंटेनर (Cylindrical Calibrating Container)
सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट में इस्तेमाल होने वाली सैंड (Standard Sand for Sand Replacement Method)
सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट के उपकरण के कैलिब्रेशन करने के लिए और इस परीक्षण को करने के लिए नीचे दिए गए अनुसार रेत (सैंड) की आवश्यकता होती है:
- सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट में इस्तेमाल होने वाली प्राकृतिक रेत धूल और अन्य अशुद्धियों से मुक्त होना चाहिए
- भारतीय मानक कोड के अनुसार 1 मिमी छलनी से गुजरने वाली 600 माइक्रोन छलनी में ठहरने वाली रेत का इस्तेमाल किया जाना चाहिए|
- छानने के बाद रेत को ओवन में सुखाया जाना चाहिए और फिर इसे वायुमंडलीय आर्द्रता पर छोड़ देना चाहिए जिसमें 7 दिन का समय लगता है|
- सैंड रिप्लेसमेंट परीक्षण करने के लिए समतल मिट्टी का क्षेत्र चुनें|
- ओवन से सूखे रेत को निकालते समय हाथ के दस्ताने पहनना न भूलें|
- त्रुटियों से बचने के लिए सटीक वजन नोट करें|
कैसे करते हैं सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट (Sand Replacement Procedure)
Density = Mass of Soil / volume of soil
यानि जब निर्माण स्थल पर किसी मिट्टी का घनत्व ज्ञात करना हो तो साइट से मिट्टी निकालकर उसका वजन किया जाता है| अब साइट से निकाली जाने वाली मिट्टी का वॉल्यूम कैसे निकाला जाए? इसी वॉल्यूम को निकालने के लिए सैंड का इस्तेमाल किया जाता है| यह प्रक्रिया इस प्रकार है:
स्टैण्डर्ड सैंड का घनत्व
मिट्टी के घनत्व को निकालने के लिए, सबसे पहले, सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट प्रक्रिया में इस्तेमाल होने वाली सैंड का घनत्व ज्ञात करना होता है|
- केलिब्रटिंग कंटेनर को मापें और उसका वॉल्यूम निकालें
- अब रेत डालने वाला सिलेंडर लें, जिसमें नीचे (अंदर) में कोन का आकार होता है|
- कोन में शीर्ष पर एक स्लिट छेद होता है, जो नोब से खुल और बंद हो सकता है|
- सिलेंडर के शीर्ष तक सूखे रेत भरें और इसका वजन W1 के रूप में नोट करें|
- अब कैलिब्रेटिंग कंटेनर पर रेत डालने वाला सिलेंडर रखें और कंटेनर में रेत गिराने के लिए स्लिट होल खोलें|
- एक बार जब रेत गिर जाती है, तो स्लिट बंद करें और सिलेंडर को हटा दें| अब कोन के आकार में कैलिब्रेटिंग कंटेनर के ऊपर रेत भर गई है|
- अब सिलेंडर का वजन लें, जिसमें बची हुई रेत W2 के रूप में है|
- अब कैलिब्रेटिंग कंटेनर पर कोन के आकार के ढेर के रेत के वजन को निकालना होगा| इसके लिए कांच की प्लेट पर रेत डालने वाले सिलेंडर को रखें|
- अब स्लिट खोलें और कोन के आकार में कांच की प्लेट पर रेत गिरने दें| एक बार जब रेत गिर जाती है, तो स्लिट बंद करें और सिलेंडर को हटा दें| अब कांच की प्लेट से कोन के आकार वाले रेत के ढेर का W3 के रूप में वजन करें|
- अब केलिब्रटिंग कंटेनर में भरे रेत का वजन (Wc) निकाला जा सकता है:
- साथ ही हम सैंड का थोक घनत्व (Bulk Density of Sand)= Wc / कैलिब्रेटिंग कंटेनर का वॉल्यूम
Sand Replacement Test
- जहां सैंड रिप्लेसमेंट परीक्षण आयोजित किया जा रहा है वहां कि मिट्टी की सतह समतल और साफ होनी चाहिए|
- सैंड रिप्लेसमेंट टेस्ट करने के लिए सबसे पहले मेटल ट्रे को मिट्टी की सतह पर रखें और 10-15 सेंटीमीटर तक छेद के माध्यम से मिट्टी की खुदाई करें और उसी मेटल ट्रे पर मिट्टी एकत्र करें|
- खुदाई की गई मिट्टी के वजन को नोट करें|
- सूखे रेत को रेत डालने वाले सिलेंडर को शीर्ष तक भरें और इसका वजन W1 के रूप में नोट करें|
- फिर खुदाई किए गए मिट्टी क्षेत्र के केंद्र पर रेत डालने वाले सिलेंडर को खोदे गए छेद में रखें| छेद पर गिरने के लिए सिलिंडर के नॉब को खोल दें और रेत को गिरने दें| पूरा भरने पर स्लिट छेद को बंद कर दें|
- अब इसी सिलेंडर का फिर से वजन करें, जिसमें W2 के रूप में बची हुई रेत होती है|
- छेद में गिरी रेत के वजन को निकालने के लिए पहले सिलिंडर के निचले भाग के कोन के आकार के रेत के ढेर का वजन निकालना होगा| इसके लिए एक कांच की प्लेट पर रेत डालने वाले सिलेंडर को रखें और सिलिंडर के स्लिट छेद खोलकर कोन के आकार के ढेर को कांच की प्लेट पर गिरने दें| एक बार जब रेत गिर जाती है, तो स्लिट बंद करें और सिलेंडर को हटा दें| अब कांच की प्लेट पर W3 के रूप में कोन के आकार वाली रेत का वजन करें|
- फिर खुदाई की गई मिट्टी के छेद पर गिरी रेत का वजन (Wp) ज्ञात करें:
- हमें ऊपर बताई गई रेत का घनत्व (Bulk Density of Soil) पहले से ही पता है| इस प्रकार हम समतल सतह वाली मिट्टी पर खोदे गए छेद का वॉल्यूम पता कर सकते हैं|
- छेद का वॉल्यूम के पता होने पर, निकाली गई मिट्टी का थोक घनत्व ज्ञात (Bulk Density of Soil)कर सकते हैं:
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