مقاومت فشاری بتن چیست؟ (مراحل اجرای آزمایش)

حتما می دانید که مقاومت فشاری بتن از پارامتر های مهم در استفاده از بتن و انتخاب نوع آن است.

از آن جا که بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است، میزان تحمل آن در برابر فشار و بارهای وارده اهمیت زیادی دارد.

در این مقاله با ما همراه باشید تا اطلاعات خوبی درباره مقاومت فشاری بتن در اختیار شما قرار دهیم.

1# مقاومت فشاری بتن چیست؟

به میزان تحمل یک جسم در برابر ضربه و یا فشار بدون ایجاد هر نوع ترک یا از هم گسیختگی را، مقاومت فشاری می گویند.

مقاومت فشاری در انواع سازه ها، مصالح ساختمانی، چوب، سنگ و دیگر اجزا وجود دارد؛
اما ظرفیت تحمل هر کدام با دیگری متفاوت است.

زمانی که فشار وارد شده از مقاومت جسم بیشتر شود، احتمال منهدم شدن آن جسم به حداکثر می رسد و
در هر لحظه ممکن است که هر تکه آن به یک طرف پرت شود.

بتن نیز ماده ای است که دارای مقاومت مشخصی است که
این مقاومت بسیار بالا بوده و شکنندگی آن از دیگر مواد ساختمانی بسیار کمتر است.

در واقع پارامتر مقاومت فشاری بتن که توسط یک آزمایش مخصوص، مشخص می شود، یک فاکتور ارزیابی ویژگی های بتن مانند اسلامپ بتن است.

فرمول محاسبه مقاومت فشاری برای تمام ماده ها مساوی با بار اعمال شده در نقطه شکست به سطح مقطع اعمال بار است.

سطح مقطع / بار = مقاومت فشاری

یکای اندازه گیری این پارامتر در سیستم اندازه گیری SI، پاسکال (Pa) است و
همچنین استفاده از واحدهای دیگری مثل نیوتن بر اینچ مربع، کیلوگرم بر سانتی متر مربع و… نیز متداول است.

مقاومت فشاری بتن (Compressive strength of concrete) به عوامل متعددی وابسته است.

از جمله تاثیرگذارترین این عوامل می توان موارد زیر را نام برد:

• نسبت آب به سیمان
• مقاومت سیمان استفاده شده
• کیفیت مصالح تشکیل دهنده بتن

2# آشنایی با دستگاه اندازه گیری

دستگاه های مختلفی برای تعیین مقاومت فشاری بتن وجود دارد که
معروف ترین آن ها، دستگاه جک فشاری است.

استفاده از این دستگاه ها نیاز به شرایط خاصی دارد که معمولا به سادگی آماده می شود.

دستگاه های جک فشاری دارای دو قطعه سخت هستند که
یکی از آن ها دارای یک شکل صاف بوده و بتن بر روی آن قرار می گیرد.

در قسمت بالایی نیز قطعه ای به شکل یک گوی وجود دارد که
فشار را به بتن منتقل کرده و باعث منهدم شدن آن می شود.

احتمال شکستن این دو قطعه در برابر بتن کمتر از 1 درصد است.

3# آزمایش تعیین مقاومت فشاری بتن

یکی از آزمایش هایی که بر روی بتن انجام می شود و
برای استفاده نهایی از بتن ضرورت دارد، همین آزمایش تعیین مقاومت بتن است.

این آزمایش معمولا در سراسر جهان انجام می شود؛
اما در برخی کشورها ممکن است که نحوه انجام این آزمایش با دیگری متفاوت باشد.

آزمایش تعیین مقاومت بتن به قدری حساس است که
در زمان انجام آن، همه قوانین و اصول باید رعایت شوند و آزمایش به صورت استاندارد انجام شود تا
نتایج به دست آمده همگی با یکدیگر قابل مقایسه باشند.

به طور کلی آزمایشی که عموما استاندارد شناخته شده است،
آزمایش ASTM بوده که دانشمندان زیادی آن را تایید کرده اند.

برای پیاده سازی این آزمایش می توان از استوانه یا مکعب های بتنی استفاده کرد.

استاندارد ASTM این آزمایش را بر روی نمونه استوانه ای مورد بررسی و تایید قرار داده است.

استوانه مورد استفاده عموما توسط ریخته گری قالبی ساخته می شود و
می تواند در ابعاد قطر 150 و ارتفاع 300 میلی متر یا قطر 100 و ارتفاع 200 میلی متر باشد.

1-3# مراحل تست مقاومت فشاری بتن

1. بتن در قالب استوانه ای معرفی شده ریخته می شود و
   به مدت 28 روز زمان برای استراحت و تکمیل فرآیند آماده سازی نیاز دارد.
   در این مرحله 3 استوانه بتنی مشابه برای آزمایش ساخته می شوند.
2. نمونه از مخزن پخت بعد از زمان موردنظر خارج می شود.
3. آب های اضافی سطح نمونه گرفته می شوند.
4. در این مرحله نمونه را باید به صورت عمودی روی صفحه اصلی دستگاه قرار داد.
5. تماس داشتن لبه بالایی استوانه بتنی با بخش اعمال بار بررسی می شود.
6. در این مرحله بار به طور مداوم و یکنواخت بدون ضربه تا مقدار 315 کیلونیوتن در دقیقه اعمال می شود و
   این نیرو تا زمانی وارد می شود که قطعه کار دچار تخریب شود.
7. بیشترین مقدار نیروی تحمل شده یادداشت می گردد.
8. در نهایت تمام تست برای دو قطعه بتنی دیگر مجدد اجرا می شود.

مقدار محاسبه شده معمولا یک عدد در بازه 1 تا 500 مگاپاسکال است که
بر اساس آن میزان عیار بتن را مشخص کرده و آن را به دسته های مختلفی با کاربردهای متفاوت تقسیم می کنند.

برای مثال یک بتن C25 دارای مقاومت 25MPa است که برای مصارف محوطه سازی استفاده می شود.

توجه داشته باشید که این مقدار مشخص کننده مقاومت فشاری بتن 28 روزه است که
مقدار معیار یا همان سطح 1 در نظر گرفته می شود و در دیگر زمان های سن بتن، این عدد به نسبت مقداری کمتر خواهد بود.

در جدول زیر درصد این پارامتر را در سن های متفاوت نسبت به بتن 28 روزه مشاهده می کنید.

4# مقاومت فشاری بتن چه اهمیتی دارد؟

برای این که کیفیت و مقاومت بتن اندازه گیری و مشخص شود، تعیین مقاومت فشاری بتن الزامی است.

باید بدانید که مقاومت فشاری بتن از دیگر مصالح ساختمانی بیشتر است و
این بالا بودن مقاومت به دلیل نوع موادی است که در ساخت بتن استفاده می شود.

به طور کلی بتن تنها نسبت به فشار مقاوم نیست و در برابر کشش و برش نیز مقاومت دارد.

بنابراین پیش از ساخت یک پروژه، برای ارزیابی هر کدام از این عوامل نیز بتن مورد آزمایش قرار می گیرد که
در مجموع، انجام همه این آزمایشات به مدت 28 روز به طول می انجامد.

این آزمایش 28 روزه در سراسر جهان یک آزمایش استاندارد محسوب می شود و
بعد از انجام آن، بتن مورد نظر در پروژه قابل استفاده خواهد بود.

سخن پایانی

در این مطلب قصد داشتیم نحوه تعیین مقاومت فشاری بتن را توضیح دهیم.

همان طور که گفته شد، بتن ماده ای است که دارای مقاومت فشاری بالایی است.

برای مثال، بتن به کار رفته در بسیاری از سازه های بتنی، توانایی تحمل فشارهای بالای 50 مگاپاسکال را دارد؛
اما مقاومت فشاری مصالحی مانند ماسه و سنگ های نرم حدود 5 یا 10 مگاپاسکال است.

برای اندازه گیری مقاومت فشاری بتن معمولا از دستگاه آزمایش جهانی (Universal Testing Machine) استفاده می شود.