آزمایش مقاومت فشاری بتن چگونه انجام می گیرد؟

آزمایشی که برای تعیین مقاومت فشاری بتن انجام می شود با هدف بررسی کیفیت بتن صورت می گیرد. مقاومت فشاری برای هر ماده به معنی سطح مقاومت آن در برابر خرابی تحت بار فشاری است. مقاومت فشاری بتن یکی از مهمترین پارامترهایی است که می تواند عملکرد مواد در طول شرایط را مشخص کند. بتن ها می توانند ترکیبی مخصوص برای رفع نیازهای مهندسی باشند و همینطور دوام زیادی دارند.

چرا مقاومت فشاری بتن پارامتر مهم طراحی سازه بتنی است؟

در طراحی سازه های بتنی، پارامترهای زیادی از قبیل ضریب خزش، چگالی، ضریب انبساط حرارتی و استحکام کششی مطرح است اما مقاومت فشاری بتن مهمترین پارامتر محسوب می شود و میتوان آن را مورد بررسی قرار داد. در ساختمان های بتن مسلح که فولاد مقاومت کششی در آن زیاد است ایده ساخت بهتر ارزیابی شده است. سطح مقاومت فشاری در ارزیابی این سبک از ساختمان مورد ارزیابی قرار می گیرد. مهندسین سازه برای اینکه بتوانند مدلسازی درستی داشته باشند، مقاومت کششی را بسنجند و پیش بینی خوبی برای ظرفیت خمشی داشته باشند می توانند مقاومت فشاری را مدنظر قرار دهند. البته که شکل پذیری و سختی بخش مهمی از کار محسوب می شود و تابعی از مقاومت فشاری است.

آزمایش مقاومت فشاری بتن چیست؟

چیزی به عنوان آزمایش مقاومت فشاری بتن وجود دارد که سطح مقاومت اعضای مورد نیاز را محاسبه می‌کند. نمونه بتن‌های ساخته شده و نیروی فشاری که روی آنها اعمال می‌شود پارامترهای اصلی این آزمایش محسوب می‌شوند. مقاومت فشاری بار شکست را روی مساحت تقسیم می‌کند و پس از 28 روز از نگهداری و عمل آوری بتن محاسبات صورت می‌گیرد.

مقاومت بتن بین سیمان و مصالح خوب درشت دانه و همینطور آب و مواد افزودنی تناسب برقرار کرده و موقعیت محصول را کنترل می‌کند. هر چقدر نسبت آب به سیمان کمتر باشد، سطح استحکام فشاری بالاتر خواهد بود. ظرفیت بتن بر اساس پی اس آی بر اینچ مربع سنجیده می شود. به طوری که بررسی‌ها نشان می‌دهد برای مصارف معمولی، مقاومت فشاری بتن بین 1 الی 60 مگا پاسکال در نظر گرفته شده است. در مواد خاص و در ساختمان میتوان از بتن‌های مخلوط با سطح مقاومت فشاری بیش از 500 مگاپاسکال استفاده کرد. معمولاً بتن بر اساس مقاومت بالا ارزیابی می‌شود.

استفاده از نمونه های استوانه ای یا مکعبی

اگر از نمونه‌های استوانه ای یا مکعبی برای آزمایش مقاومت فشاری بتن استفاده شود، روند اندازه گیری مقاومت بسیار آسان و قابل قبول خواهد بود. گزارشات اینطور نشان می‌دهد که روش‌های استانداردی برای آزمایش مقاومت فشاری بتن وجود دارد. برای انجام این آزمایش نیاز به دستگاه تست است. دستگاه تست معمولاً شامل دو صفحه فولادی بوده که سطح سختی دارد. یکی از صفحات به کمک توپی در محل مورد در قالب محکم می شود. مرکز آن می‌بایست در لحظه قالب ریزی روی نقطه مورد نظر قرار بگیرد. صفحه دیگر با عنوان صفحه فشاری وجود دارد که برگرفته از بلوک سخت است. هر دو سطح صفحه می‌بایست به عنوان سطوح بزرگتر ارزیابی شود. در صورتی که خطا بیش از 8 درصد از حد مجاز بار اعلام شود یعنی شرایط غیر مجاز برای مقاومت فشاری بتن در نظر گرفته است.

نکته مهم اینکه اجازه فاصله بیش از 1010 میلی متر صفحه از نقاط وجود ندارد. هر یک باید نگهداری شوند و در محدوده 1018 میلی متر تغییر داشته باشند. یک بخش کروی برای دستگاه تعریف شده است که روی صفحه فشاری قرار می گیرد و در محل کروی نگه داشته می شود. طراحی می بایست به صورتی باشد که سطح باربر بتواند دوران و کج شدن از طریق زوایای کوچک در هر جهت را شامل شود. معمول ترین حالتی که برای سن بتن در نظر گرفته می شود 28 روز است. برای آزمایش مقاومت فشاری بتن نیاز به حداقل سه نمونه است تا دسته بندی‌های مختلف سنجیده شود.

روش انجام این آزمایش

برای انجام آزمایش و تست مقاومت فشاری بتن نیاز است یک سری مسائل رعایت شود:

قرار دادن مواد در دمای 27 درجه

در ابتدا همه موارد می‌بایست پیش از شروع آزمایش در دمای مشخص 27 درجه قرار بگیرند. یکسان بودن دما برای همه مواد دقت آزمایش را بیشتر می کند.

سنجش مصالح مورد نیاز

در گام بعدی می‌بایست نمونه مصالح برای هر دسته از بتن بر اساس درجه بندی مطلوبی سنجیده شود و یک شرایط هوایی خشک برای آنها نیاز است. دقت کنید که نمونه‌های سیمان می‌بایست برای ورود به آزمایشگاه به طور کاملاً خشک و به شکل ترکیب شده باشند. برای ترکیب هم می‌توان از میکسرهای مناسب استفاده کرد و هم شرایط اجرا با دست فراهم است. حداکثر ترکیب و یکنواختی در مواد اهمیت زیادی دارد و باید سنجیده شود.

متناسب بودن مواد در مخلوط بتنی

نسبت مواد در مخلوط بتنی برای تعیین مواد اهمیت زیادی دارد و می‌بایست از این نظر مناسب بوده و با شرایط مصالح کار سنجیده شود.

مقدار آب مورد استفاده

موضوع دیگر در آزمایش مقاومت فشاری بتن مربوط به مقدار سیمان و همینطور سایز دانه ها است. مقدار آبی که در آن استفاده می شود می بایست بر اساس وزن کار و به دقت 0.1 درصد از وزن کل صورت بگیرد.

استفاده از میکسرهای مخصوص

بهتر است که بتن ها با میکسرهای مخصوص ترکیب شود تا آب خود را از دست دهد.

حذف آب های سطحی و شن ها

آب های سطحی و همینطور شن ها می بایست از نمونه ها حذف شوند. در هر پروژه می بایست یک سری نمونه های خشک شده حذف شود. پس از آن 24 ساعت پیش از آزمایش نیز باید در آب قرار بگیرد.

نمونه شامل شن و ماسه

سطحی از نمونه که برای بارگذاری استفاده می شود می بایست شامل شن و ماسه باشد و پیش از آزمایش کردن باید پاک شده باشد. همه نمونه ها باید به شکلی در دستگاه قرار بگیرد که بار در مسیر خلاف آن وارد شده باشد. دقت کنید که محور نمونه می بایست به دقت با تراز وسط مرکز محوری از قالب ریزی قرار گرفته شود.

یک سری روش های غیر مخرب نیز وجود دارد که مقاومت فشاری بتن را شامل می شود. مثلاً تست چکش اشمیت گزینه خوبی برای بررسی مقاومت فشاری بتن بوده و بر اساس موقعیت کار سنجیده می شود.