محاسبه مقاومت فشاری بتن و میزان انحراف استاندارد

محاسبه مقاومت فشاری بتن و میزان انحراف استاندارد را در این مقاله بررسی می کنیم و توضیحات بسیار مفیدی در این ارتباط ارائه می دهیم.

یکی از مشخصه های مهم بتن، مقاومت فشاری آن است. همه به خوبی می دانند که بتن دارای مقاومت فشاری بالایی است اما مقاومت کششی پایینی دارد. بتن پیش تنیده ، تنها بتنی است که دارای مقاومت کششی بالایی می باشد و این مسئله سبب شده است که در سازه های مختلفی از این بتن برای اجرای سقف استفاده کنند و یک سقف مستحکم و مقاوم را احداث کنند.

تعریف مقاومت فشاری

مقاومت فشاری، توانایی ماده یا سازه در تحمل بارهای فشاری محوری مستقیم بدون ایجاد شکاف یا تغییر شکل است. مقاومت فشاری، میزان تنش فشاری تک محوری می باشد در موقعی که مؤلفه گسیخته شده است.

بتن دارای بیشترین مقاومت فشاری است و تست هایی که روی آن صورت گرفته است، این مسئله را ثابت می کند. مقاومت فشاری، فاکتوری برای سنجش اولیه خصوصیات بتن می باشد. بتن با بیشترین مقاومت فشاری می تواند در مقابل فشارهایی که به سازه وارد می شود به خوبی مقاومت کند.

میزان مقاومت فشاری در بتن به میزان 15 الی 35 مگا پاسکال است. سازه هایی که تعداد طبقات آنها زیاد است، مقاومت مشخصه آنها به میزان 70 مگا پاسکال در سن 56 روز می باشد. این میزان برای سازه های لرزه بر ویژه، در بازه 25 تا 35 مگا پاسکال می باشد.

فاکتورهای اثرگذار بر مقاومت فشاری بتن

محاسبه مقاومت فشاری بتن و میزان انحراف استاندارد به فاکتورهای گوناگونی بستگی دارد. برخی از فاکتورهایی که در این زمینه اثرگذار هستند شامل نسبت آب به سیمان، نوع سیمان، عیار بتن، شکل سنگدانه ها، ابعاد سنگدانه ها، دانه بندی، رطوبت، تراکم بتن، ترکیبات شیمیایی و المان های تشکیل دهنده بتن، فاکتورهای عمل آوری سیمان، شرایط آزمایش و قالب بتن می باشد.

هر یک از این فاکتورها می توانند مقاومت فشاری بتن را کاهش یا افزایش دهند. این کمیت بر اساس واحد مگا پاسکال محاسبه می شود. البته مگا پاسکال واحد مقاومت فشاری در سیستم SI است و واحد این کمیت در سیستم واحد آمریکایی، پوند بر اینچ مربع می باشد.

نحوه محاسبه مقاومت فشاری بتن و میزان انحراف استاندارد

مقاومت فشاری بر اساس فرمولی محاسبه می شود که عواملی مانند مقاومت فشاری مشخصه بتن بر مبنای تست استوانه ای، مقاومت فشاری متوسط بتن، ضریب اصلاح انحراف استاندارد و انحراف استاندارد مقاومت فشاری نمونه ها در آن دخیل هستند.

محاسبه انحراف استاندارد نیازمند دانستن مؤلفه هایی مانند مقاومت فشاری آزمونه i ام، مقاومت فشاری آزمونه ها و تعداد آزمونه ها می باشد. فرمول هایی که برای محاسبه میزان انحراف استاندارد به کار می روند، با توجه به شرایط مختلف تعیین می شوند.

ورود به این بحث و پرداختن به فرمول ها، بحث تخصصی است که در اینجا مورد هدف ما نیست و هدف ما صرفاً آشنایی با مؤلفه ها و المان هایی است که در تعیین مقاومت فشاری و مقدار انحراف استاندارد اثرگذار می باشند.

آزمایش ها برای تعیین مقاومت فشاری بتن

محاسبه مقاومت فشاری بتن و میزان انحراف استاندارد ، یک مبحث تخصصی است که از آن عبور می کنیم. اینک به این مسئله می پردازیم که آزمایش تعیین مقاومت فشاری بتن چطور و چگونه انجام می شود. آزمایش مقاومت فشاری بتن از رایج ترین تست هایی است که روی بتن پیاده سازی می شود. این تست باید در شرایط تحت کنترل و دقیق و بر اساس استانداردهای جهانی صورت بگیرد.

استاندارد ASTM به منظور نمونه های استوانه ای و استاندارد ISO به منظور نمونه های استوانه ای و مکعبی به کار می رود. این تست ها با استفاده از دستگاه UTM صورت می گیرد. دستگاه UTM دارای یک قاب بارگذاری، کلگی، سلول بارگذاری، نمایشگر، فکی ها و گیره نگهدارنده است.

روش انجام تست بدین صورت است که نمونه داخل دستگاه یونیورسال گذاشته می شود. مقاومت وابسته به سرعت بارگذاری می باشد و بایستی با یک سرعت نظارت شده ای برای جک های هیدرولیکی بارگذاری شود.

ماکزیمم بار فشاری قابل تحمل به واسطه هر نمونه سنجیده و قید می شود. سرانجام با استفاده از فرمول P=F/A می توان مقاومت فشاری نمونه بر اساس کیلوگرم بر سانتی متر مربع لحاظ شود. محاسبه مقاومت فشاری بتن و میزان انحراف استاندارد نشان می دهد که انواع بتن ها دارای مقاومت فشاری بالایی می باشند.

تأثیرگذاری سن بتن بر میزان مقاومت فشاری

مقاومت فشاری بتن با گذشت زمان زیاد می شود. نحوه بدست آوردن مقاومت بتن هایی که در موقعیت برابر اما با سیمان های پرتلند مختلف تولید می شوند، یک اندازه نیست. اما مقاومت 90 روزه همه آنها با همدیگر مساوی است و معادل با 1.2 برابر مقاومت فشاری نمونه 28 روزه می باشد که سیمان نوع 1 تولید می شود.

با توجه به توضیحات ارائه شده می توان متوجه شد که هر چه سن بتن افزایش پیدا کند، مقاومت فشاری آن بیشتر می شود. بر این اساس می توان اعلام کرد که مقاومت فشاری بتن 1 روزه معادل با 16 درصد، مقاومت فشاری بتن 3 روزه 40 درصد، مقاومت فشاری بتن 7 روزه 65 درصد، مقاومت فشاری بتن 14 روزه 90 درصد و مقاومت فشاری بتن 28 روزه 99 درصد می باشد. در محاسبه مقاومت فشاری بتن و میزان انحراف استاندارد باید دقت لازم صورت بگیرد.

چگونگی تأثیر برخی از المان ها بر مقاومت فشاری بتن

شرایط عمل آوری: شرایط عمل آوری مخصوصاً زمانی که دمای در این پروسه، محیط را برای تسریع پروسه هیدراتاسیون و سخت شدن بتن آماده می کند، بر روی مقاومت به شدت اثر می گذارد. در محیط های بسیار خشک، سطح بتن به صورت چشمگیری خشک و سرعت پروسه هیدراتاسیون کاهش پیدا می کند.

شرایط آزمایش: شرایطی که نمونه بتنی در آن مورد بررسی قرار می گیرد حتماً بر میزان مقاومت فشاری اثر می گذارد و این میزان را کم و زیاد می کند.

ابعاد ذرات سیمان: اندازه ابعاد ذرات سیمان بر میزان رشد مقاومت بتن اثر دارد. هر چقدر سیمان ریزتر باشد، سطح بزرگتری برای واکنش هیدارتاسیون آماده است و این مسئله سبب افزایش شتاب واکنش می شود.

نسبت آب به سیمان: فضای متخلخل داخل بتن، موجب گسترش ترک در زمان بارگذاری می شود. هر اندازه نسبت آب به سیمان بیشتر باشد، مقاومت فشاری بتن پایین تر خواهد بود.