آزمایش مقاومت فشاری و کششی بتن

آزمایش مقاومت فشاری و کششی بتن

مقدمه :

به علت اهمیت مقاومت فشاری بتن ، این آزمایش از متداول ترین آزمایش هایی است که بر روی بتن انجام می گیرد. نتایج این آزمایش به شدت تحت تاثیر عوامل متعددی هستند.  عمری که برای انجام آزمایش در نظر گرفته شده است و مورد تائید استانداردهای متفاوت است ، عمر 28 روزه است.

ولی دراین آزمایش از نمونه های با عمر 7 روز استفاده شده.

دو نمونه متدوال برای انجام آزمایش فشاری ، نمونه های مکعبی و استوانه ای می باشند.  در استاندارد ایران نمونه استوانه ای مورد استفاده قرار می گیرد.

مقایسه مقاومت های نمونه های مکعبی و استوانه ای :

اثر مهاری سطوح رکاب های دستگاه آزمایش در تمام ارتفاع نمونه مکعبی ادامه پیدا می کند ولیکن قسمتی از نمونه استوانه ای مورد آزمایش تحت تاثیر این اثر واقع نمی شوند. لذا مقاومت های این دو نمونه با هم متفاوت است. بر طبق استاندارد ، مقاومت نمونه مکعبی برابر 0.8 مقاومت نمونه مکعبی می باشد.

گفته می شود که مقاومت های نمونه های استوانه ای معمولا پراکندگی کمتری دارند.

آزمایش نمونه مکعبی :

برای ریختن بتن در قالب ، ابتدا باید قالب را تمیز کرد و سپس سطوح داخلی آن را با روغن آغشته کرد و نیز درزهای آن را پوشاند. برای ریختن بتن در قالب ، باید قالب ها را بر روی میز ویبره قرار داد و یا توسط ویبره دستی ، در سه مرحله بتن را درون قالب ریخت.  بعد از پر شدن قالب ، سطح آن را کاملا صاف     می کنیم. بعد از 24 ساعت نمونه ها را از قالب در آورده و درون حوضچه پر از آب با دمای در حدود 20 درجه قرار می دهیم.

بار باید با روند ثابت بر روی نمونه ها در زیر جک ، وارد شود. عدم این پیوستگی باعث کم شدن مقاومت نمونه ها می شود.

آزمایش نمونه استوانه ای  :

ارتفاع این نمونه ها باید دو برابر قطر آنها باشد. نحوه ی بتن ریزی و روغن کاری قالب همانند قالب های مکعبی است.

تنها تفاوت آن در کلاهک گذاری است که در ادامه پیرامون آن توضیح می دهیم.

کلاهک گذاری :

سطوحی که در زیر جک قرار می گیرند و بار بر روی آنها وارد می شود ، باید کاملا مسطح بوده تا عدد مقاومت ، عدد دقیقی باشد. وقتی با ماله بر روی نمونه های استوانه ای را پرداخت می کنیم ، سطح فوقانی به طور کاملا صاف در نمی آید. برای اینکه بتوان از این نمونه ها برای انجام آزمایش استفاده کرد نمونه ها را بعد از 2 تا 4 ساعت از ریختن درون قالب ، با یک لایه نازک از خمیر سیمان می پوشانیم و روی آن را یک صفحه شیشه ای قرار می دهیم تا سطحی کاملا صاف بدست دهد. ضخامت این لایه ، تا آنجا که امکان دارد باید کم باشد.

به عمل آوردن نمونه ها :

بعد از ریختن درون قالب ، و پس از گذشت در حدود 20 تا 48 ساعت ، باید نمونه ها را از دورن قالب خارج کنیم.  و درون آب قرار دهیم. البته باید آب را با آهک اشباع کرد.

آزمایش مقاومت کششی به روش ترکاندن :

برای بدست آوردن مقاومت کششی بتن ، از روشی غیر مستقیم استفاده می کنند. بدین صورت که نمونه استوانه ای را به صورت خوابیده در زیر جک دستگاه قرار می دهند. تنش فشاری در این حالت برابر       و تنش کششی برابر     می باشد.

هدف از انجام آزمایش :

تعیین مقاومت فشاری نمونه مکعبی و استوانه ای و بررسی تاثیر شکل نمونه بر مقاومت بتن و همچنین تعیین مقاومت کششی ترکاندن یک نمونه

وسایل مورد نیاز :

مخلوط کن بتن ، وسایل آزمایش اسلامپ ، متر ، کمچه ، ترازو ، میز ویبره ، قالب مکعبی و استوانه ای ، جک فشاری

روش مخلوط کردن بتن :

با نسبت های داده شده مقادیر مواد مختلف عبارتند از :

نتایج آزمایش :

نتیجه آزمایش اسلامپ برابر است با :  85 میلیمتر

مقاومت فشاری بتن در نمونه مکعبی و استوانه ای به شرح زیر است:

مقاومت کششی بتن در نمونه استوانه ای به شرح زیر است :

سئوالات :

1-    روش های تعیین مقاومت کششی بتن را با روابط ذکر کنید.

-        سه نوع آزمایش برای بدست آوردن مقاومت کششی وجود دارد: کشش ساده ، خمش و             به وسیله ی ترکاندن.

در آزمایش کشش مستقیم با تقسیم نیرو بر سطح مقطع می توان مقاومت را بدست آورد.در آزمایش خمش نیز ، نمونه ای را از دو طرف بر روی تکیه گاه ساده ای قرار می دهندو در وسط دهانه ، نیروی متمرکزی را وارد می کنند . در این حالت مقاومت برابر است با :

در آزمایش کشش به وسیله ی ترکاندن ، استوانه ای را به صورت خوابیده در زیر جک دستگاه قرار می دهند. تنش فشاری در این حالت برابر       و تنش کششی برابر     می باشد.

2-    رابطه بین مقاومت فشاری و کششی بتن را با مثال توضیح دهید.

-        در محدوده ی خاصی از مقاومت ، مقاومت فشاری و کششی با هم رابطه ی نزدیکی دارند. اما در محدوده ی های بالاتر و پایین تر ، نمی توان رابطه ی دقیقی بین آن دو بیان کرد. اما به طور میانگین ، مقاومت فشاری در حدود 10 برابر مقاومت کششی است.

3-    رابطه مقاومت فشاری بتن در شکل استوانه و مکعب چیست و علت تفاوت چه می باشد ؟

- اثر مهاری سطوح رکاب های دستگاه آزمایش در تمام ارتفاع نمونه مکعبی ادامه پیدا می کند ولیکن قسمتی از نمونه استوانه ای مورد آزمایش تحت تاثیر این اثر واقع نمی شوند. لذا مقاومت های این دو نمونه با هم متفاوت است. بر طبق استاندارد ، مقاومت نمونه مکعبی برابر 0.8 مقاومت نمونه مکعبی می باشد.

گفته می شود که مقاومت های نمونه های استوانه ای معمولا پراکندگی کمتری دارند.

4-    کلاهک گذاری چیست ؟

-        سطوحی که در زیر جک قرار می گیرند و بار بر روی آنها وارد می شود ، باید کاملا مسطح بوده تا عدد مقاومت ، عدد دقیقی باشد. وقتی با ماله بر روی نمونه های استوانه ای را پرداخت می کنیم ، سطح فوقانی به طور کاملا صاف در نمی آید. برای اینکه بتوان از این نمونه ها برای انجام آزمایش استفاده کرد نمونه ها را بعد از 2 تا 4 ساعت از ریختن درون قالب ، با یک لایه نازک از خمیر سیمان می پوشانیم و روی آن را یک صفحه شیشه ای قرار می دهیم تا سطحی کاملا صاف بدست دهد. ضخامت این لایه ، تا آنجا که امکان دارد باید کم باشد.