آشنایی با خواص مکانیکی بتن

خواص مکانیکی بتن شامل مقاومت فشاری ، مقاومت کششی ، مقاومت خمشی و مقاومت برشی آن است که در ادامه به طور مفصل به آنها می پردازیم. بتن ، یکی از مصالح ساختمانی بسیار مهم برای ساخت سازه است که بدون آن امکان هیچ ساخت و سازی وجود نخواهد داشت.

بتن درچندین نوع وجود داشته که هر یک از آنها ، دارای کارایی خاصی در ساختمان سازی هستند. نسل جدید بتن که برای اجرای سقف تیرچه پیش تنیده مورداستفاده قرار می گیرد ، بتن پیش تنیده است که خواص متفاوتی نسبت به سایر بتن ها دارد و این خواص موجب شده است که بتن پیش تنیده را برترین نوع بتن بدانند.

اهمیت بتن برای ساخت و ساز

پیش از بررسی خواص مکانیکی بتن ، اشاره کوتاهی به نقش مهم بتن در ساختمان سازی می کنیم. بتن به سبب مقاومت و دوام بسیار زیاد خود ، بهترین مصالح برای ساخت ساختمان ها و پل ها و اتوبان ها و … است. چیزی که موجب شده است به استفاده از بتن اهمیت زیادی داده شود ، خاصیت مکانیکی آن است.

به منظور آشنایی با پتانسیل و ساختار بتن لازم دانستیم که در این ارتباط توضیحاتی را ارائه دهیم. این خواص ، تأثیر زیادی در چگونگی عملکرد کلی و کارایی بتن برای پروژه های عمرانی گوناگون دارد.

چهار خاصیت مکانیکی بتن

1-مقاومت فشاری

2-مقاومت خمشی

3-مقاومت برشی

4-مقاومت کششی

در میان انواع بتن ، بتن پیش تنیده دارای حداکثر مقاومت کششی است و این مسئله سبب شده است که بتن پیش تنیده را به منظور افزایش مقاومت و طول عمر سازه ها مورداستفاده قرار دهند. بررسی مقاومت فشاری بتن منظور از مقاومت فشاری بتن ، ظرفیت بتن برای استحکام در مقابل نیروهای خارجی و پایدار ماندن به لحاظ ساختاری است.

اینکه بتن از چنین ظرفیتی برخوردار باشد ، اهمیت زیادی برای ساخت سازه دارد. مقاومت فشاری بتن ، فاکتور حائزاهمیتی در تعیین یکپارچگی سازه و طول عمر آن است. اگر به این فاکتورها توجه شود ، دستیابی به حداکثر مقاومت برای هر سازه ای امکان پذیر خواهد بود. در چنین شرایطی سازه ها به بازسازی زودهنگام نیاز ندارند.

مقاومت بتن چه زمانی به حداکثر میزان ممکن خواهد رسید

به متریال مورداستفاده برای ساخت بتن ، شرایط عمل آوری بتن ، مواد افزودنی بتن ، نسبت آب به سیمان ، خاصیت سنگدانه ها و … اهمیت داده شود. بررسی مقاومت کششی بتن ، یکی از خواص مکانیکی بتن اهمیت این خاصیت مکانیکی بتن ، بسیار زیاد است. منظور از مقاومت کششی بتن ، ظرفیت بتن برای مقابله با بارهای کششی است. متأسفانه مقاومت کششی بتن معمولی برعکس مقاومت فشاری آن ، اندک است.

همین مسئله دانشمندان را به سمت ابداع بتن پیش تنیده سوق داده است. بتن پیش تنیده با رفع نقطه ضعف بتن ، تضمین کننده مقاومت کششی هر سازه ای است. با استفاده از آرماتورهای فولادی و ایجاد تنش های از پیش تعیین شده در بتن ، مقاومت کششی بسیار بالایی در بتن ایجاد می شود.

بدین ترتیب بتن حاضر است در مقابل انواع تنش های کششی بوجود آمده مقابله نموده و آنها را از بین ببرد. به همین علت توصیه می شود که از بتن پیش تنیده برای ساختمان سازی استفاده شود که نسبت به بتن معمولی ، برتری های متعددی دارد. از میان خواص مکانیکی بتن ، بیشترین مقاومت کششی را بتن پیش تنیده دارا می باشد.

این مسئله موجب می شود که سازه ها از نظر زمین لرزه مقاوم شوند و کمترین آسیب دیدگی و خسارت را داشته باشند. بتن پیش تنیده به سبب سایر خواصی که دارد موجب کاهش هزینه های ساخت و ساز و صرفه جویی در مصالح و افزایش انعطاف پذیری در طراحی سازه ها می شود.

بررسی مقاومت خمشی بتن

این نوع خاصیت بتن برای کاربردهایی که به خمش یا تغییر شکل احتیاج است ،اهمیت زیادی دارد. منظور از مقاومت خمشی بتن ، ظرفیت بتن برای ایستادگی در مقابل خمش بدون ایجاد ترک یا درز و آسیب دیدگی و … است.

فاکتورهای مهمی مانند نسبت آب به سیمان ، نوع سنگدانه ، وضعیت عمل آوری بتن و … بر میزان مقاومت خمشی بتن اثر می گذارند. بررسی مقاومت برشی بتن ، از خواص مکانیکی بتن بتن از این نظر ضعیف است و مقاومت برشی بسیار بالایی ندارد.

مقاومت برشی بتن در تعیین رفتار بتن تحت بارگذاری ، اثرگذاری زیادی دارد. منظور از مقاومت برشی بتن ، ظرفیت و قدرت بتن برای مقابله با نیروهای موازی با سطح است. هنگامی در یک سازه پدیده شکست برشی اتفاق می افتد که بار اعمال شده از مقاومت برشی بتن ، زیادتر باشد.

بکارگیری فناوری های جدید برای افزایش مقاومت بتن با خواص مکانیکی بتن آشنا شدیم. بتن از برخی از این خواص به میزان بالایی بهره برده و از برخی دیگر به میزان اندکی بهره می برد. پیشرفت فناوری ، در صنعت ساخت و ساز نیز اثرگذار بوده است.

همین مسئله موجب شده است که با تکنیک های گوناگون به دنبال افزایش مقاومت بتن باشند. یکی از فناوری های به کار رفته برای افزایش مقاومت و کیفیت بتن.

بهره گیری از مواد سیمانی مکمل (SGM)

این مواد برای جایگزینی درصدی از سیمان به ترکیب بتن افزوده می شوند.با افزوده شدن این مواد به ترکیب بتن ، برخی از خواص آن افزایش پیدا می کند. افزوده شدن این مواد سبب افزایش مقاومت و دوام بتن می شود و احتمال ترک خوردگی در بتن را تا حدی کاهش می دهد.

چنین بتنی در مقابل عوامل خورنده و فرسایشی ، مقاومت بهتری دارد. نتایج اضافه کردن افزودنی ها به بتن اضافه کردن افزودنی ها موجب تقویت خواص مکانیکی بتن می شود. با افزوده شدن بتن ، این ماده برای استفاده در برخی از کاربردها مناسب تر می شود.

نتایج افزودن افزودنی های مختلف به بتن شامل تغییرات در کارایی بتن ، زمان گیرش بتن ، مقاومت بتن ، طول عمر بتن و … است. اگر مقداری نرم کننده به بتن اضافه شود ، فرم پذیری بتن بهتر می شود. با اضافه شدن مواد خاص می توان مقاومت بتن در برابر سرما و گرما را افزایش داد. افزوده شدن شتاب دهنده ها موجب تغییرات زمان گیرش بتن می شود.