<br /> عوامل موثر در افزایش مقاومت بتن
مهندس علیرضا خویه |
|
۰ نظر
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.
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.
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. 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.
- اندازه نمونه. هر چه اندازه نمونه بزرگتر شود مقاومت فشاری آن کاهش می یابد.
- 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.
- 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
- 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 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.
- مراقبت مرطوب از بتن. بتن بدون مراقبت مرطوب 80 درصد افت در مقاومت فشاری 28 روزه خواهد داشت.
- 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 |
- زمان. مقاومت فشاری بتن می بایستی در طول زمان افزایش یابد.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
