چکش اشمیت (Schmidt hammer)

تعیین مقاومت فشاری بتن با چکش اشمیت

 

آزمایش بتن چکش اشمیت
این آزمایش غیر مخرب بوده و برای تخمین مقاومت سطحی بتن بکار می رود..

چکش اشمیت (Schmidt hammer) چکشی برگشت‌پذیر است که این ابزار برای سنجش ویژگی‌های ماده‌های کشسان و به ویژه سنجش مقاومت فشاری بتن به‌کار می‌رود. اساس مسئله ضربه و برگشت مربوط به تئوری گسترش موج است، یک موج فشاری وقتی با سطح برخورد می کندتولید می‌شود و موج فشاری دیگری تولید می‌کند. نسبت این دو دامنه موج با عدد بازگشت و درنتیجه با مقاومت فشاری و خمشی همبستگی خوبی دارد.
آزمایش بر اساس این اصل است که بازتاب یک جرم ارتجاعی به سختی سطح در مقابل جرمی که به آن برخورد می کند وابسته است. در چکش اشمیت

<br /> مقاوم سازی با ژاکت بتنی

مقاوم سازی ستون با استفاده از روکش بتنی (Concrete jacket)
⁣یکی از روش های تقویت اعضای سازه ای افزودن عضو بتنی جدید به عضو قدیمی است که نمونه بارز آن استفاده از ژاکت بتنی است. در این روش غلافی بتنی در پیرامون عضو ایجاد می شود و عملکردی یکپارچه با عضو داشته باشد (مقطع مرکب) و یا عملکردی مستقل از عضو داشته باشد که در این حالت، عضو مانند قالب درونی برای اجرا به شمار می آید. روش های اجرای ژاکت بتنی به دو دسته روش های متداول قالب بندی و بتن ریزی و روش بتن پاشی تقسیم می شود. مهمترین برتری روش بتن پاشی بی نیازی به قالب بندی بتن و امکان اجرای لایه پیوندزا برای عملکرد یکپارچه است. از دیگر کاربردهای بتن پاشی، ساخت دیوارهای برشی بر روی دیوارهای با مصالح بنایی است.
روکش بتنی شامل لایه ای از بتن، میلگردهای طولی و خاموت های بسته می باشد. روکش بتنی مقاومت خمشی و برشی ستون را افزایش می دهد و افزایش شکل پذیری ستون در این حالت کاملاً مشهود است.
روکش بتن آرمه در مواردی که میزان شدت آسیب های وارده به ستون زیاد باشد و یا ستون از ظرفیت کافی در برابر نیروهای جانبی برخوردار نباشد، بکار گرفته میشود. روکش بتنی بسته به شرایط می تواند دور تا دور ستون و یا در یک وجه آن اجرا شود.
مناسب بودن طرح روکش بتنی به پیوستگی آن با عضو بستگی دارد . اگر ضخامت روکش بتنی کم باشد، افز ا یش سختی در ستون مقاوم سازی شده محسوس نمی باشد. روکش بتنی باعث افز ایش ابعاد ستون می گردد که علاوه بر مسائل معماری، وزن ساختمان را نیز افزایش میدهد.
قبل از اقدام به مقاوم سازی حتماً دقت گردد که مطابق بند ۹-۱۰-۸-۶ مبحث_نهم میتوان با انجام آزمایش مغزه_گیری و تامین مقاومت متوسط به اندازه ۸۵ درصد مقاومت مورد نظر ( به شرطی که مقاومت_فشاری هیچیک از نمونه ها کمتر از ۷۵ درصد مقاومت مورد نظر نباشند و همچنین مقاومت فشاری به دست آمده برای بتن با این روش از ۱۶ مگاپاسکال کمتر نگردد) میتوانبتن را قابل قبول تلقی کرد و نیازی به ارائه طرح مقاومسازی نیست.
[caption id="attachment_3042" align="alignnone" width="900"] بهسازی و مقاومسازی با ژاکت بتنی و فولادی[/caption]
در صورتیکه با در نظر گرفتن کلیه موارد ذکر شده در بند ۹-۱۰-۸-۶ مبحث نهم ، بتن قابل پذیرش نباشد، میتوان از یکی از روشهای مقاومسازی اقدام به ارایه طرح مقاومسازی برای ستونها نمود. دقت گردد که سازه باید شرایطی داشته باشد که حداقل ضوابط شکلپذیری فرض شده برای سازه مطابق ضوابط مبحث_نهم را تامین نماید؛ به بیان دیگر شرایط سازه بعد از ارایه طرح مقاومسازی باید محدودیتهای حد شکلپذیری فرض شده برای سازه درطرح اولیه را تامین نماید؛ در غیر این صورت لازم است کهسازه برای حد شکلپذیری پایینتری بارگذاری و طراحی شود و یا مطابق با ضوابط نشریه شماره ۳۶۰ ( دستورالعمل بهسازی_لرزه_ای ساختمان های موجود ) و راهنما و تفاسیر آن اقدام به طرح مجدد گردد.
برای ارایه طرح مقاومسازی به روش ژاکت بتنی ( Concrete Jacket ) میتوان در ETABS ، مقطع مورد نظر برای ستون را مطابق با شرایط جدید تعریف نمود. برای تعریف مقطع میتوان از Section designer کمک گرفت. مقطع شامل بخش موجود و بخش تقویت شده آن به صورت ژاکت بتنی میباشد. ژاکت بتنی در پیرامون ( یا برخی وجوه خارجی ) مقطع موجود به صورت ترکیبی از بتن و آرماتور خواهد بود. برای پیوستگی بین بتن جدید و قدیم باید از روشهای اتصال تعریف شده مطابق فصل ۱۷ آیین نامه ACI 318-14 استفاده نمود. باید دقت نمود که اگر آرماتورهای موجود در قسمت ژاکت جهت تامین مقاومت لرزه ای مورد نظر باشند، باید ضوابط لرزه ای نظیر فواصل بین خاموتها برای آنها تامین گردد. ضمن اینکه باید ابعاد مقطع با شرایط جدید محدودیتهای هندسی مربوط به ضوابط لرزه ای مبحث نهم در فصل ۲۳ ، ضوابط حداقل و حداکثر درصد آرماتور و دیگر ضوابط لرزه ای فصل ۲۳ این آیین نامه را تامین نماید.
به عناصر ضعیف ، مقطع ساخته شده با شرایط جدید را اختصاص میدهیم و سازه را با شرایط جدید تحلیل و سپس طراحیمیکنیم. با یک فرآیند سعی و خطا مقطع بهینه برای عناصر ضعیف را به دست می آوریم. طبعاً تغییر در مقاطع باعث تغییر در زمان_تناوب سازه ، دریفت و …. میشود که لازم است این موارد نیز بازبینی گردد.
نهایتاً بعد از رسیدن به مقطع بهینه برای تقویت ستونها ، لازم است طرح مناسبی جهت اتصال بتن قدیم و جدید ارایه دهیم. برای این موضوع میتوانیم از ضوابط فصل ۱۷ آیین نامه ACI318-14 کمک بگیریم. جهت استخراج نیروی موجود در مرز بتن قدیم و جدید ، میتوانیم با استخراج نیروی برشی ، لنگر خمشی و نیروی محوری موجود در مقطع جدید ، مقدار تنش در مرز دو لایه بتن را محاسبه کرده و طرح مناسبی جهت اتصال این دو ارایه نماییم.
مزایای استفاده از ژاکت بتنی
1. امکان اصلاح همزمان کلیه مشکلات سختی و مقاومتی در قابهای بتنی
2. اصلاح اتصالات در قابها
3. امکان اصلاح باربری ثقلی ستونها
4. سهولت ایجاد پیوستگی بین اعضا
5. عدم نیاز به پوشش ضد حریق
6. دخالت ناچیز در معماری
 
معایب استفاده از ژاکت بتنی
1. افزایش وزن قابل توجه در سازه
2. افزایش ابعاد تیر و ستونها و کاهش فضای مفید
3. زمان زیاد برای اجرای طرح
4. هزینه نسبتا زیاد
5. نیاز به قالب بندی و عملیات اجرایی متعدد
 

 
[caption id="attachment_3056" align="alignnone" width="821"] الف- بهسازی مقاومت خمشی ستون
ب-بهسازی مقاومت برشی ستون[/caption]
اگر بنا به دلایلی افزایش ظرفیت برشی بدون افزایش ظرفیت خمشی مد نظر باشد، پوشش بکار گرفته شده می تواند به سقف و تیرها متصل نباشد و اگر افزایش ظرفیت خمشی ستون نیز مد نظر است پوشش بکار گرفته شده باید از سقف عبور نماید.
 

 

 

روش استفاده از پیش تنیدگی موضعی و ژاکت بتنی به صورت ترکیبی در مقاومسازی تیرهای بتنی

<br /> نحوه ی تولید و استفاده از فوم بتن

فوم بتن foamed concreteیا بتن سبک به عنوان مصالحی که چگالی آن بطور قابل ملاحظهای از بتن معمولی پایینتر است میتواند نقش موثری در کاهش وزن ساختمانها، به ویژه در قسمت غیره سازهای داشته
باشد.بتن همراه با ماده کف ساز با پایه پروتئین حیوانی را بتن فوم می نامند.
این نوع بتن علاوه بر داشتن مزایای بتن معمولی خواص دیگری مانند وزن مخصوص کم و مقاومت فشاری بالا را نیز دارا می باشد سبکی این بتن در سازه های ساختمانی باعث کاهش بار مرده ساختمان، صرفه جویی در
حجم خاک برداری و بتن مصرف شده در فونداسیونها و همچنین کاهش بارهای زلزله می گردد. برای افزایش کارایی این محصول در پروژه های مختلف مقدار اختلاط و افزودنیهای موردنیاز طبق تجربیات و استانداردهای
کشورهای آلمان، انگلیس و آمریکا تنظیم و تهیه می گردد و برای تولید نهایی و آزمایشهای مقاومت بر روی آنها صورت می گیرد. برای تولید این بتن از ملات ماسه، سیمان، ماسه بادی، ملات بتن فوم از نوع پروتئین حیوانی
و افزودنیهای مجاز استفاده می گردد.برای استفاده بهینه از این محصولابتدا وزن مخصوص و مقاومت فشاری آن برای کاربریهای موردنظر در پروژه تعریف شده و بر اساس آن بتن با اختلاط مناسب و افزودنیهای موردنیاز بر
اساس دستورالعملها و تجربیات قبلی تولید م یشود که در حین تولید توسط استانداردهای بین المللی کشورهای آلمان، انگلیس و آمریکا فرموله می گردد.
 
نحوه ی تولید و استفاده از فوم بتن
برای تولید فوم بتن ابتدا سیمان و آب با در نظر گرفتن مقدار مشخص شده جهت چگالی مورد نظر با هم در میکسر دستگاه مخلوط می شود سپس ماده فوم در فوم ژنراتور دستگاه با آب مخلوط شده و توسط پمپ هوا از لوله مخصوص که دارای ساچمه های ریز می باشد با فشار عبور داده می شود این عمل باعث بدست آمدن کف می شود و کف حاصل در میکسر با ملات سیمان و آب مخلوط می شود که در حین اختلاط حباب های بسیار ریز در سر تا سر ملات بوجود می آید و بعد از عمل آمدن، توسط پمپ به طبقات پمپاژ و روی سطح ریخته می شود.خاصیت فوم این است که حبابهای هوا را تا گیرایش بتن در ملات پایدار نگهدارد وزن بتن حاصله به پایداری این
حبابها بستگی دارد.

<br /> عوامل موثر در افزایش مقاومت بتن

بررسی مقاومت فشاری بتن و عوامل موثر در آن

مقاومت فشاری هر ماده را مقاومت در برابر خرابی تحت بار فشاری را گویند. به خصوص برای بتن، مقاومت فشاری بتن ، پارامتر مهمی جهت تعیین عملکرد مواد آن در طول عمر بتن می باشد. بتن را می توان ترکیبی جهت رفع نیازهای مهندسی و خواص با دوام مورد نیاز آنها، معرفی کرد. برخی از دیگر خواص مهندسی بتن، شامل مدول الاستیسیته، استحکام کششی، ضرایب خزش، چگالی، ضریب انبساط حرارتی ، می باشند.
مقاومت فشاری بتن به منظور حفظ کیفیت مورد نظر بتن در طول مدت عمل آوری در آزمایشگاه تعیین می شود. نمونه های بتن ساخته شده و تحت نیروی فشاری برای به دست آوردن مقاومت فشاری بتن ، مورد آزمایش قرار می گیرند.
به عبارت بسیار ساده، مقاومت فشاری با تقسیم بار شکست به مساحت اعمال بار، معمولاً پس از 28 روز از نگهداری و عمل آوری بتن محاسبه می شود. مقاومت فشاری بتن ، با تناسب بین سیمان، مصالح خوب، درشت دانه ها، آب و مواد افزودنی مختلف، کنترل می شود. هر چه نسبت آب به سیمان کمتر باشد، استحکام فشاری بالاتر خواهد بود.

اکنون عوامل فیزیکی آزمون که موثر بر مقاومت فشاری بتن هستند بررسی می کنیم.

1. 1. نوع نمونه. نوع نمونه بر مقاومت فشاری بتن اثر گذار است. این تاثیر به صورتی است که مقاومت فشاری 28 روزه نمونه های استوانه ای معمولا بین 80 تا 83 درصد نمونه های مکعبی است. با این وجود، برای بتن هایی که دارای وزن پایین هستند مقاومت فشاری نمونه های استوانه ای و مکعبی تقریبا یکسان است.
2. اندازه نمونه. هر چه اندازه نمونه بزرگتر شود مقاومت فشاری آن کاهش می یابد.
3. رطوبت نمونه. مقاومت نمونه های خشک نسبت به نمونه های اشباع شده 20 الی 25 درصد بیشتر است. بنابراین مقاومت باید در شرایط اشباع مشخص شود. دلیل آن وجود فشار آب در میان منافذ داخلی است که موجب کاهش مقاومت در حالت اشباع می شود.
4. سرعت بارگذاری. هر چه سرعت بارگذاری بیشتر شود در نتیجه مقاومت فشاری افزایش می یابد. با این حال هرچه سرعت را افزایش دهیم نهایتا مقاومت از 15% بیشتر نمی گردد.

مقاومت فشاری بتن

عوامل موثر بر مقاومت فشاری بتن و دوام بتن

1. نسبت آب به سیمان. تاثیر تناسب آب و سیمان بر دوام بتن تاثیر گذار است. اگر درصد آب به سیمان را دو برابر افزایش دهیم، مقاومت کاهش می یابد اما مقدار آن در در طول 28 روز یکسان نیست یعنی با این شرایط خواهیم داشت:

مقاومت یک روزه به 20 درصد کاهش می یابد.
مقاومت 3 روزه به 25 درصد کاهش می یابد.
مقاومت 7 روزه به حدود 33 درصد (3/1) کاهش می یابد.
مقاومت 28 روزه به 40 درصد کاهش می یابد.
مقاومت دراز مدت به 50 درصد کاهش می یابد.

2. مراقبت مرطوب از بتن. بتن بدون مراقبت مرطوب 80 درصد افت در مقاومت فشاری 28 روزه خواهد داشت.
3. نوع سیمان مصرفی. اگر سیمان تیپ یک را مبنا قرار دهیم، مقاومت فشاری بتن برحسب درصدی از سیمان تیپ یک به قرار جدول زیر خواهد بود.

نوع سیمان	یک روزه	7 روزه	28 روزه	90 روزه
تیپ یک	100	100	100	100
تیپ 2	75	85	90	100
تیپ 3	190	120	110	100
تیپ 4	55	65	75	100
تیپ 5	65	75	85	100

 

4. زمان. مقاومت فشاری بتن می بایستی در طول زمان افزایش یابد.
5. تاثیر دما. دمای بتن در زمان ریختن و دمای بتن در زمان مراقبت بر مقاومت بتن تاثیر گذارند. اگر دمای بتن در دوره ریختن ثابت بوده و دمای دوره مراقبتی متغیر باشد، با افزایش دمای دوره مراقبتی مقاومت بتن افزایش می یابد. اگر دمای بتن در دوره ریختن و دمای دوره مراقبتی ثابت باشد، هر چه دمای بتن بیشتر باشد بهتر است. طی دوره مراقبتی دمای سطح بتن نباید از 4 درجه سانتیگراد کمتر باشد. دمای بتن در زمان ریختن نباید از 32 درجه سانتیگراد بیشتر باشد.
6. تخلخل بتن. منافذی که در بتن وجود دارد یا با آب یا با هوا پر می شوند. هر چقدر تخلخل بتن بیشتر باشد، مقاومت آن کاهش بیشتری خواهد داشت. تخلخل بتن تا حد زیادی متاثر از نسبت آب به سیمان در مخلوط بتن است.
7. درجه خلوص سنگ دانه ها. اگر سنگ دانه ها در بتن به مقدار کافی نباشد، بتن نیز ضعیف می شود. سنگ دانه هایی با مقاومت کم مانند گچ از جمله سنگ دانه های نامناسب محسوب می شوند.
8. شکل سنگ دانه ها. هرچه سنگ دانه ها بزرگتر باشد، به دلیل پایین آمدن آب لازم برای مخلوط، مقاومت افزایش پیدا می کند. اما سنگ دانه بزرگ سبب عدم تجانس نیز می شود بنابراین بسته به شرایط باید دید کدامیک غلبه دارند. مقاومت بتن با شکل سنگ دانه رابطه مستقیم دارد و هرچه سنگ دانه های درشت مصرفی در طرح مخلوط شکسته تر باشد به دلیل درگیر شدن بهتر دانه ها با یکدیگر و برقراری اصطکاک بهتر، مقاومت فشاری بتن افزایش می یابد. اما در سنگ دانه ریز تاثیر شکسته بودن کمتر از سنگ دانه درشت است. با افزایش تعداد سنگ دانه های تیز گوش روانی بتن تقلیل می یابد.

منبع:betonpasargad.com

<br /> اثر ولاستونیت و براده ی آهن در بتن

بتن ازجمله مصالحی است که در صنعت ساختمان و بخصوص در سازهای بتنی با توجه به اهمیتی که دارد مهمترین نقش را ایفا میکند. خواص بتن میتواند با افزودن مواد افزودنی به مخلوط های بتنی اصلاح شده و باعث رشد صنعت مواد جایگزین در بتن شود. همچنین میتوان با کاهش مقدار مصرف سیمان در بتن و استفاده از مواد جایگزین، آلودگی های زیست محیطی توسط کارخانه های تولید سیمان را کاهش داد
با بکارگیری افزودنی ها در بتن بعلت ساختار بسیار ریز و تاثیر فیزیکی- شیمیایی این مواد خواص بتن تا حدودی اصلاح شده و در نتیجه وضعیت سازه های بتنی بهبود پیدا میکند
یکی از موادی که میتواند به عنوان جایگزین مناسب برای سیمان در بتن مورد استفاده قرار گیرد ماده ی معدنی ولاستونیت است که با کاهش مصرف سیمان در بتن موجب کاهش دی اکسید کربن ناشی از روند تولید سیمان میشود. ولاستونیت دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مطلوب بوده و اثرات مطلوبی نیز بر خواص بتن دارد.
در یک تحقیق آزمایشگاه ی والساتونیت و براده آهن جایگزین درصدی از سیمان شده و مقاومت فشاری نمونه ها در سنین 7 ،28 و 90 روزه و مقاومت کششی در سنین 7 و 28 روزه اندازه گیری شده است. نتایج حاصل نشان دهنده مشارکت بیشتر ولاستونیت نسبت به براده آهن در مقاومت فشاری و کششی بتن بوده است.
ولاستونیت یک ماده معدنی برپایه کلسیم ایزو سیلیکات است که ممکن است شامل مقادیری آهن ومنیزیم نیز باشد
. Sio2,Cao اجزای اصلی تشکیل دهنده ولاستونیت هستند. در ولاستونیت خالص هر مولفه تقریبا 50 %وزنی این ماده را شامل میشود. Cao حدود 3/48 درصد وزنی و Sio2 حدود 7/51 وزنی ولاستونیت را تشکیل میدشند
علاوه بر این دو ماده آلومینیوم، آهن، منیزیم، منگنز، پتاسیم و سدیم نیز در ساختار ولاستونیت موجود است. همچنین اندازه ی دانه های ولاستونیت همانند ذرات سیمان میباشد. این ماده عموما سفید رنگ بوده و زمانی که سنگ آهک ناخالص در معرض دما و فشار زیاد قرار میگیرد بوجود میآید. از این ماده معمولا در کارخانه کاشی و سرامیک به علت سفیدی و اجزای سوزنی شکل مورد استفاده قرار میگیرد
ولاستونیت ممکن است جهت بهبود وضعیت سطحی جایگزین سنگ آهک و ماسه در الیاف شیشهای شود
. ]al et Colin نشان دادند که مقاومت خمشی بتن با استفاده از ولاستونیت همراه با خاکستری بادی و یا دوده سیلیس افزایش مییابد.
Yog به این نتیجه دست یافت که مقاومت فشاری و خمشی بتن با جایگزینی 15 %سیمان بوسیله ولاستونیت افزای مییابد
]Nehdi & Soliman مشاهده کردند که استفاده از ولاستونیت در بتن موجب افزایش مقاومت فشاری بتن در سنین اولیه شده و همچنین تخلخل بتن را کاهش داده و موجب کاهش انقباض در بتن میشود.
آهن به صورت سنگ آهن به وفور در طبیعت و معادن یافت میشود. برای تولید فوالد ازسنگ آهن، آهن خام را تولید کرده و توسط عمل احیا در کوره های بلند کارخانجات ذوب آهن پس از دفع مواد زاید و افزودن عناصری مانند کربن- نیکل- منگنز- مولیبدن- سیلیسیم و... که هریک میتواند باعث تغییراتی برروی ویژگی آهن شود. گفتنی است که استفاده از این آلیاژها میتواند 3 %وزن کل آهن را تشکیل بدشد

<br /> میکروسیلیس (دوده ی سیلیس) در بتن

دود سیلیکا
دود سیلیکا – که به میکروسیلیکا یا دود سیلیکا سوزانده ارجاع داده می شود – ماده ای فرعی است که به عنوان پوزولان  استفاده می شود. این محصول فرعی نتیجه کاهش کورتز خالص به همراه زغال سنگ در کوره قوس الکتریکی در تولید سیلیکون یا آلیاژ سیلیکون آهنی است.
- دود سیلیکا به عنوان بخار اکسید شده از کوره های C ْ 2000 بالا می رود. زمانی که سرد می شود، منقبض می گردد و در کیسه های بزرگ پارچه ای جمع آوری می گردد. سپس دود سیلیکای منقبض شده برای برداشتن ناخالصی های کنترل اندازه اجزا پردازش می شوند.
- سپس دود سیلیکای منقبض شده ضرورتاً دی اکسید سیلیکون در شکل غیر کریستالی می باشد. چون آن یک ماده ای است که شبیه خاکستر پرندگان در حال پرواز می باشد دارای شکل کروی است. به همراه اجزایی کمتر از cm 1 در دیامتر و دیامتر متوسط حدود cm 1 و خیلی نرم می باشد و حدود 1000 بار کمتر از اجزای سیمان می باشد.
- تراکم نسبی دود سیلیکا در حیطه 20 و 2 تا 25 و 2 می باشد اما می تواند به زیاد 5 و 2 نیز باشد. فشردگی انبوه دود سیلیکا از 130 تا Kg/m³ 430 متفاوت می باشد. دود سیلیکا به شکل پودر سفت بوده اما در شکل مایع متداول تر است.
- دود سیلیکا در کنار توده کل مواد سیمان سازی در مقادیر بین % 5 و % 10 هستند. آن در کاربردهایی که مقدار زیادی نفوذ ناپذیری نیاز می شود و در سیمان تقویت شده به کار می رود.
در مواردی که باید سیمان مقاوم مقیاس گذاری مایع ضد یخ باشد.