آزمایش مقاومت فشاری بتن astm

بتن سال هاست که به عنوان مهم ترین بخش هر سازه شهری در شکل ها و اندازه های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. از بلوک های ساختار دیوار گرفته تا مغز سقف ها و ستون ها، این مصالح کاربرد دارند.

بتن های امروزی علاوه بر مواد اولیه اصلی و ساده همیشگی خود، دارای موادی با خواص شیمیایی شگفت انگیز همچون روان کننده ها نیز می باشند و به کمک همین مواد، خصوصیات خود را دوچندان ساخته اند. اما علت این محبوبیت و ارتقاء یافتن به جای جایگزین شدن که امروزه نسبت به هر تکنولوژی قدیمی اعمال می شود، چه می تواند باشد؟

مزیت مشترک هر یک از انواع بتن ها که علت اصلی محبوبیت آن ها در صنعت ساخت و ساز به حساب می آید، برخورداری ساختار آن ها از مقاومت فشاری بسیار خاصی می باشد. بتنی که حداقل زمان از عمل آوری آن گذشته باشد، قادر است نیروهای شکننده ای را تحمل نماید، لذا برپایی بزرگ ترین ساختمان ها را مدیون وجود آن ها هستیم.

برخی دیگر از خواص مهندسی بتن سخت، شامل مدول الاستیسیته، مقاومت کششی، ضرایب خزش، چگالی و ضریب انبساط حرارتی می باشند که در کنار پتانسیل فشاری، از اهمیت خاصی برخوردار هستند.

تعریف مقاومت فشاری بتن

قبل از پرداختن به هر چیزی حول آزمایش های مربوط به مقاومت فشاری، ابتدا لازم است منظور خود از مقاومت فشاری در بتن را برایتان روشن سازیم. منظور از مقاومت فشاری هر ماده، توانایی تحمل ساختار تشکیل دهنده آن در برابر خرابی تحت بار فشاری می باشد.

مقاومت فشاری، از اصلی ترین فاکتورهای تعیین مدت زمان عملکرد مفید مواد در طول عمر آن ها می باشد. اهمیت این پارامتر بسیار بیشتر از پارامترهایی همچون مقاومت کششی است، چرا که بخش اعظم برخورداری از تحمل نیروی کششی بتن با به کارگیری آرماتورها در داخل آن ها تأمین خواهد شد.

آزمایش های تخصصی و استانداردی برای اطمینان از حداقل و حداکثر مقاومت بتن های تولید شده طراحی شده اند که در آن ها نمونه هایی با حجم و شکل معین، تحت فشار تعیین شده دستگاه هایی پیشرفته قرار می گیرند. مطرح ترین آزمایش های تعیین مقاومت بتن عبارت اند از:

• ASTM (آمریکا)
• BS (انگلستان)
• DIN (آلمان)
• ISIRI (مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران)

تعریف آزمایش ASTM C39

نمونه هایی که تحت فشار آزمایش مقاومت فشاری بتن astm قرار می گیرند، بایستی بتن های سخت شده حداقل 7 روز و حداکثر 28 روزه با شکل استوانه ای باشند تا دقیق ترین نتایج نسبت به مقاومت بتن حاصل گردد.

نمونه های اسوانه ای و مکعبی، مناسب ترین نمونه ها برای انجام آزمایش های مقاومت فشاری هستند، اما زمانی که بحث حرفه ای تر عمل کردن به میان می آید، همیشه نمونه استوانه ای ترجیح داده می شود.

اشکال اساسی نمونه مکعبی این است که اصطکاک بین صفحات جک و سطوح انتهایی نمونه، در مقایسه با نمونه های استوانه ای بسیار بیشتر است. همین باعث برخورداری نمونه های به شکل استوانه از تحمل فشار بیشتری خواهد شد.

وسایل اندازه گیری فشار در ASTM

دستگاه تست، ماشینی با توانایی وارد کردن حداکثر نیرو به سخت ترین بتن های مدعی ساخت و ساز است. این دستگاه برای بررسی مقاومت فشاری و کششی انواع بتن بسیار ضروری است و بایستی از ویژگی های استاندارد زیر برخوردار 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).
• صفحات فولادی بالا و پایین دستگاه، ترجیحاً اندازه بزرگتری نسبت به ابعاد نمونه ها داشته باشند.
• 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.
• خطای بیشتر از ۸ درصد از حداکثر بار وارده نداشته باشد.

انواع آزمایش دارای استاندارد ASTM

1. آزمایش مقاومت فشاری

آرماتورهای فولادی با کمک اسپیسرها در انواع اسپیسر بتنی و اسپیسر های پلاستیکی، از قطعاتی اند که به عنوان عامل افزایش مقاومت بتن استفاده می شوند، اما با این حال توانایی تحمل نیروهای مختلف، یکی از ضروری ترین شرط هایی است که بتن نسبتاً سخت شده بایستی از آن برخوردار باشد. در نتیجه آزمایش هایی برای بتن خام بدون میلگرد و اسپیسر ارائه شده اند.

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.

2. آزمایش مقاومت کششی

انجام این تست به این صورت است که ابتدا آزمونه های استوانه ای قالب گیری شده یا مغزه گیری شده از داخل بتن 28 روزه 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.

3. تعیین مقدار حباب هوا (اندازه گیری حجمی)

برای تعیین مقدار هوای موجود در بتن تازه هفت روزه فارغ از نوع یا تراکم سنگدانه های آن اعم از متراکم، اسفنجی و یا سبک، از این آزمایش استفاده می شود.

نحوه انجام اندازه گیری حجمی بتن بدنی صورت است که ابتدا با استفاده از کمچه و ماله، ظرف استوانه ای را با بتن تازه مخلوط شده در سه لایه هم عمیق پر می کنند. سپس هر لایه را 25 بار میله زده و پس از آن به کناره ظرف استوانه ای بتن 10 الی 15 بار ضربه می زنند.

در نهایت پس از ریختن لایه سوم، بایستی سطح بتن به وسیله میله ای به صورت کامل صاف و یکنواخت شود تا با لبه ظرف استوانه ای هم سطح گردد و سپس لبه ظرف تمیز شود.