بتن سخت شده، ملات سیمانی است که حداقل 28 روز از فرآیند مخلوط مواد اولیه و قالب گیری آن گذشته باشد و دارای حداکثر ویژگی های مقاومتی و کششی باشد. این بتن ها دیگر آماده به کارگیری در پروژه های ساخت و ساز کوچک و بزرگ اند، اما پیش از آن مهندسین بایستی از استانداردهای کیفی ساختار آن اطمینان حاصل نمایند.
جنس و کیفیت مواد اولیه اصلی، نوع مواد متنوع دیگری که نسبت به موقعیت مکانی و شرایط به کارگیری بتن به آن اضافه می شود، شرایط دمایی و محیطی محل نگهداری قالب ها هنگام سخت شدن بتن و نحوه ملات ریزی، از مهم ترین عواملی اند که بایستی با رعایت اصول و نظارت مستقیم افراد خبره انجام شوند تا بتن از آزمایش های مقاومتی خود سربلند بیرون آید.
البته این نکته را نیز متذکر شویم که حتی استفاده از بهترین بتن ها در کنار مصالح و ابزار بی کیفیت و غیر استاندارد، ما را از نتایج کیفی بتن برخوردار نخواهد نمود. یکی از این قطعات که امروزه از الزامات در کنار بتن آرمه به حساب می آید، اسپیسرها هستند که وظیفه دارند پیش از آن که میلگردها با بتن پوشانده شوند، فاصله گذاری استانداردی را بین آن ها اعمال نمایند.
تعریف بتن سخت شده
ابتدا لازم است این نکته را خدمت شما ذکر کنیم که بتن ها با توجه به ساختار مواد اولیه و مدت زمانی که از تولید و پیاده سازی مخلوط سیمان آن ها گذشته است، آزمایش های متفاوتی جهت تعیین ویژگی های کیفیتی را می طلبند.
بنابراین، از بتنی که یک ماه از قالب گیری آن گذشته است، نسبت به بتن دو یا سه روزه انتظار متفاوتی می رود و تنها وجود آزمایش های ثابت با دستگاه های استاندارد، قضاوت صلاحیت برآورده نمودن این انتظارات را بر عهده دارند.
همانطور که در ابتدای مطلب اشاره نمودیم، بتن دارای جنس سخت، طبق شرایطی که در این مدت زمان در داخل قالب ها نگهداری شده است، دارای مقاومت ساختاری خاصی شده و دیگر آمادگی قرار گرفتن تحت شرایط فشاری و کششی خاص را دارد.
در صورتی که قطعه بتن آزمایشی نتواند نیرویی که انتظار می رود را تحمل نماید، بنابراین واجد استفاده شدن در یک پروژه ساختمان سازی را ندارد و بایستی بلافاصله دلیل ضعیف بودن بتن مورد بررسی قرار گیرد.
استاندارد آزمایش های بتن سخت شده
تعیین صلاحیت بتن نسبت به فاکتورهای مقاومتی چیزی نیست که تنها براساس تجربه به وجود آمده باشد، بلکه ابزارهای سنجش استاندارد و مقدار نیروی دقیق و تعیین شده ای در این آزمایش ها دخیل اند. لازم است بدانید که سنجش بتن ها بایستی در شرایط ایده آل و طبق قواعد خاصی انجام پذیرند تا نتایج مورد انتظار حاصل شوند.
این استانداردهای خاص در نقاط مختلف دنیا متفاوت اند و عبارت اند از:
- ASTM (آمریکا)
- BS (انگلستان)
- DIN (آلمان)
- ISIRI (مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران)
بررسی انواع آزمایش های سختی بتن
حالا که از اهمیت تست های تعیین مقاومت در اصلی ترین مصالح سازه ای به خوبی آگاه شده اید، وقت آن رسیده تا با نحوه این تست ها نیز آشنا شوید.
واضح است انجام آزمایش هایی که هدف آن ها بررسی روانی (اسلامپ) یا دیگر معیارهای ملات سفت نشده می باشد، برای بتن سفت و سخت شده بدون کاربرد و غیر ممکن است. در ادامه به تشریح مهم ترین سنجش های استاندارد مخصوص بلوک های بتنی پرداخته ایم.
-
آزمایش مقاومت فشاری
توانایی تحمل نیروهای مختلف، یکی از ضروری ترین شرایطی است که بتن سخت بایستی واجد آن باشد. البته درست است که اجزای ساختمانی همچون میلگرد و اسپیسرهای پلاستیکی و اسپیسر بتن در این شرایط به کمک بتن می آیند، اما باز هم استاندارد ثابتی برای مقاومت ملات سیمان تعریف شده است.
آزمایش مقاومت فشاری به دو روش ASTM بر روی نمونه های استوانه ای 300×150 میلی متری و BS بر روی نمونه های مکعبی 150 یا 200 میلی متری انجام می شود. سپس بتن در چند لایه داخل قالب ریخته شود.
دقت کنید که به منظور جلوگیری از چسبندگی ملات به جداره قالب، باید یک لایه نازک روغن معدنی به دیواره داخلی قالب ها مالیده شود. نمونه ها پس از 24 ساعت از قالب بیرون آورده می شوند.
در محیط آزمایشگاه به منظور جلوگیری از کاهش رطوبت نمونه های قالب گیری شده، بایستی آن ها را به مدت بیش از 20 ساعت و کمتر از 48 ساعت در دمای 7/1±23 درجه سانتی گراد نگهداری کنند. توصیه می شود که نمونه طوری زیر دستگاه آزمایشگاه قرار گیرد که جهت بار عمود بر جهت بتن ریزی نمونه در قالب، اعمال شود.
معیارهای تعیین مقاومت فشاری نهایی بتن
- تناسب با طرح اختلاط
- نسبت آب به سیمان
- عیار سیمان بتن
- آزمایش مقاومت کششی
سنجش پتانسیل مقاومت فشاری و حتی کششی بتن سفت شده، با این روش امکان پذیر است. انجام این تست به این صورت است که ابتدا آزمونه های استوانه ای قالب گیری شده یا مغزه گیری شده از داخل بتن محکم شده را به صورت افقی بین دو صفحه دستگاه آزمایش قرار داده، سپس با اعمال نیروی فشاری قطری روی آزمونه استوانه ای، آن را دو نیم می نمایند.
دستگاهی که واجد شرایط آزمایش بتن مغزه گیری شده می باشد، بایستی دارای مشخصات ذیل باشد:
- صفحات یا تکیه گاه های مکمل از جنس فولاد باشند (اگر قطر یا بزرگترین بعد سطح تکیه گاهی رکاب بالایی یا پایینی کمتر از طول استوانه مورد آزمون باشد).
- عرض آن ها باید حداقل 51 میلی متر باشد.
- ضخامت آن ها از فاصله بین لبه رکاب های تکیه گاهی مستطیلی یا کروی یا انتهای استوانه کمتر نباشد.
- تکیه گاه ها یا صفحات باید به گونه ای مورد استفاده قرار گیرند که بار در تمام طول آزمونه اعمال گردد.
- آزمایش چکش اشمیت
دستگاه چکش سه کیلوگرمی اسمیت، یکنواختی یا عدم یکنواختی بتن را براساس ارقام به ما نشان خواهد داد. به این صورت که بعد از ضربه زدن، وزنه باز شده و توسط یک شاخص متصل به این وزنه، میزان بازگشت نمایان خواهد شد. این میزان برگشت بیانگر فاصله برگشت وزنه می باشد. این نتایج در منحنی کالیبره قرار می گیرد و مقاومت فشاری را تعیین می نماید.
تاریخچه این آزمایش ساختمانی به هفتاد سال پیش باز می گردد، زمانی که یک مهندس سوییسی به نام اشمیت، با قرار دادن اساس نیروی برگشت جسم بر سطح، میزان یکنواختی بتن را تشخیص داد.