مقاومت خمشی بتن چیست؟اهمیت قدرت خمشی

مقاومت خمشی بتن

بتن یک مصالح ساختمانی همه کاره و بادوام است، اما همه مخلوط های بتن به یک اندازه ایجاد نمی شوند. مخلوط های مختلف بتن دارای مقادیر متفاوتی از مقاومت فشاری و خمشی هستند. کیفیت بتن تا حد زیادی بر اساس مقاومت بتن قضاوت می شود.

مقاومت خمشی بتن

مقاومت خمشی بتن چیست؟

مقاومت خمشی یکی از معیارهای مقاومت کششی بتن است. این معیاری از تیر یا دال بتن غیر مسلح برای مقاومت در برابر شکست در خمش است. با بارگذاری تیرهای بتنی 6×6 اینچی (150×150 میلی متر) با طول دهانه حداقل سه برابر عمق اندازه گیری می شود. استحکام خمشی به صورت مدول پارگی (MR) بر حسب psi (MPa) بیان می‌شود و با روش‌های تست استاندارد ASTM C 78 (بارگذاری نقطه سوم) یا ASTM C 293 (بارگذاری در نقطه مرکزی) تعیین می‌شود.

قدرت خمشی بتن

چرا تست قدرت خمشی؟

طراحان روسازی از تئوری مبتنی بر مقاومت خمشی استفاده می کنند. بنابراین، طراحی اختلاط آزمایشگاهی بر اساس آزمایش‌های مقاومت خمشی ممکن است مورد نیاز باشد، یا محتوای مواد سیمانی ممکن است از تجربیات گذشته برای به دست آوردن MR طراحی مورد نیاز انتخاب شود. برخی نیز از MR برای کنترل میدانی و پذیرش روسازی ها استفاده می کنند.
تعداد بسیار کمی از آزمایش خمشی برای بتن سازه ای استفاده می کنند. آژانس هایی که از مقاومت خمشی برای کنترل میدانی استفاده نمی کنند، عموماً استفاده از مقاومت فشاری را برای قضاوت در مورد کیفیت بتن تحویلی راحت و قابل اعتماد می دانند.

مشکلات فلکسور چیست؟

تست‌های خمشی نسبت به آماده‌سازی، جابجایی و عمل آوری نمونه بسیار حساس هستند. تیرها بسیار سنگین هستند و هنگام جابجایی و انتقال از محل کار به آزمایشگاه آسیب می بینند. اجازه دادن به یک تیر برای خشک شدن، استحکام کمتری را به همراه خواهد داشت.
تیرها باید به روشی استاندارد عمل کنند و در حالت مرطوب آزمایش شوند. برآورده کردن همه این الزامات در یک محل کار بسیار دشوار است و اغلب منجر به مقادیر غیرقابل اعتماد و عموماً پایین آمدنMR می شود. یک دوره کوتاه خشک شدن می تواند باعث کاهش شدید مقاومت خمشی شود.

مقاومت فشاری در مقابل خمشی:

مقاومت فشاری به حداکثر مقدار بار فشاری یا خردکننده بتن قبل از شکست اشاره دارد که اساساً به این معنی است که بتن چقدر وزن یا نیرویی را بدون شکستگی یا ترک تحمل می کند. بتن دارای مقاومت فشاری بسیار زیادی است که با افزایش سن بتن افزایش می یابد.
مقاومت خمشی به حداکثر میزان بار کششی که بتن می تواند قبل از شکست تحمل کند، اشاره دارد، که اساساً به این معنی است که بتن تا چه حد می تواند قبل از شکستن یا ترک خوردگی خم شود یا کشیده شود. بتن استحکام کششی بسیار کمی دارد زیرا برای خم شدن طراحی نشده است. ترک در جاده های بتنی، پیاده روها و دال ها عمدتاً به دلیل کشش یا خمش است.

اهمیت قدرت خمشی:

بسیاری از اجزای سازه در معرض خمش هستند، مانند روسازی، تیرها و دال ها. مهم است که مخلوط‌های بتن دارای استحکام خمشی باشند که بتوانند در برابر نیروهای خمشی یا کششی مقاومت کنند. با این حال، مقدار دقیق مقاومت خمشی مورد نیاز بر اساس نقش بتن در مقاومت سازه متفاوت است.
محل یک عنصر سازه ای بتنی درجه اهمیت مقاومت خمشی را تعیین می کند. برای مثال بتن مورد استفاده در ستون های طبقه اول باید مقاومت خمشی بسیار بالاتری نسبت به بتن مورد استفاده در دیوارهای غیر باربر داشته باشد. آیین نامه های ساختمانی حداقل مقاومت مورد نیاز در قسمت های مختلف سازه را مشخص می کنند. محاسبه مقاومت خمشی مناسب بتن شما در مکانیک سازه بسیار مهم است زیرا تضمین می کند که سازه شما با قوانین ساختمانی مطابقت دارد و امنیت عمومی را تهدید نمی کند.

افزایش قدرت خمشی:

روش های افزایش مقاومت خمشی را بررسی کنید. نوع سنگدانه درشت مورد استفاده در مخلوط بتن شما به طور قابل توجهی بر مقاومت فشاری و خمشی تأثیر می گذارد. 

به طور معمول، مخلوط هایی که از سنگدانه های گرد استفاده می کنند، مقاومت کششی کمتری نسبت به مخلوط های ساخته شده با سنگدانه های خرد شده دارند. همچنین می توانید با افزودن فولاد تقویت کننده، که بدون شکستن خم می شود، استحکام کششی را افزایش دهید.
انتخاب بتن پیش تنیده ترکیب قوی تری را ارائه می دهد زیرا فولاد تقویت کننده قبل از ریختن بتن در اطراف آن تحت کشش قرار می گیرد. هنگامی که این کشش آزاد شد، فولاد به حالت قبلی خود باز می گردد و کشش معکوس را اضافه می کند که بتن را تقویت می کند.

تجهیزات و دستگاه ها تست مقاومت خمشی بتن:

قالب تیرچه:

به ابعاد 15*15*70 سانتی‌متر (زمانی که اندازه سنگدانه کمتر از 38 میلی‌متر است) یا در اندازه 10×10×50 سانتی‌متر (زمانی که اندازه سنگدانه کمتر از 19 میلی‌متر است) مورد استفاده قرار می گیرد.

میله کوبنده :

(طول 40 سانتی متر، وزن 2 کیلوگرم و بخش کوبنده به ابعاد 25 در 25 میلی متر)

دستگاه تست خمشی:

بستر دستگاه تست باید دارای دو غلتک فولادی به قطر 38 میلی متر باشد که نمونه بر روی آن قرار می گیرد و این غلتک ها باید طوری نصب شوند که فاصله مرکز تا مرکز 60 سانتی متر باشد. نمونه های 15.0 سانتی متری یا 40 سانتی متری برای نمونه های 10.0 سانتی متری مناسب می باشد.

بار باید از طریق دو غلتک مشابه نصب شده در سومین نقطه دهانه نگهدارنده که در فاصله 20 یا 13.3 سانتی متر از مرکز به مرکز نصب شده اند اعمال شود. بار باید به طور مساوی بین دو غلتک بارگیری تقسیم شود و همه غلتک ها باید به گونه ای نصب شوند که بار به صورت محوری و بدون اینکه نمونه تحت هیچ گونه تنش یا محدودیت پیچشی باشد اعمال شود.

روش آزمایش مقاومت خمشی بتن

روش آزمایش:

نمونه آزمایش را با پر کردن بتن در قالب در 3 لایه با ضخامت تقریباً مساوی آماده کنید. هر لایه را 35 بار با استفاده از نوار تپینگ همانطور که در بالا مشخص شده است تپ کنید. کوبیدن باید به طور یکنواخت در کل مقطع قالب تیر و در تمام عمق هر لایه توزیع شود.
سطوح یاتاقان غلتک های نگهدارنده و بارگیری را تمیز کنید و هرگونه شن و ماسه سست یا مواد دیگر را از سطوح نمونه که قرار است با غلتک ها تماس پیدا کند جدا کنید.
غلتک‌های دایره‌ای ساخته شده از فولاد با سطح مقطع 38 میلی‌متر برای تأمین نقاط پشتیبانی و بارگذاری نمونه‌ها استفاده می‌شوند. طول غلتک ها باید حداقل 10 میلی متر بیشتر از عرض نمونه آزمایشی باشد.

 در مجموع باید از چهار غلتک استفاده شود که سه غلتک باید در امتداد محورهای خود بچرخند. فاصله بین غلتک های بیرونی (یعنی دهانه) باید 3d و فاصله بین غلتک های داخلی d باشد . غلتک های داخلی باید به طور مساوی بین غلتک های بیرونی قرار گیرند، به طوری که کل سیستم سیستماتیک باشد.
نمونه ذخیره شده در آب باید بلافاصله پس از خروج از آب آزمایش شود. در حالی که هنوز خیس هستند نمونه آزمایشی باید در ماشین قرار گیرد که به طور صحیح با محور طولی نمونه در زوایای قائم به غلتک ها در مرکز قرار گیرد. برای نمونه های قالب گیری، جهت پر شدن قالب باید با جهت بارگذاری نرمال باشد.
بار باید با سرعت بارگذاری 400 کیلوگرم در دقیقه برای نمونه های 15 سانتی متری و با سرعت 180 کیلوگرم در دقیقه برای نمونه های 10 سانتی متری اعمال شود.

محاسبه:

f b = pl/bd 2 (وقتی برای نمونه 15 سانتی متری > 20 سانتی متر یا برای نمونه 10 سانتی متری > 13 سانتی متر است)
یا
f b = 3pa/bd 2 (زمانی که یک <20.0cm اما >17.0 برای نمونه 15.0cm یا <13.3cm اما>11.0cm برای نمونه 10.0cm.)
جایی که،
a = فاصله بین خط شکست و تکیه گاه نزدیکتر، اندازه گیری شده در خط مرکزی سمت کششی نمونه
b = عرض نمونه (سانتی متر)
d = عمق نقطه شکست (سانتی متر)
l = طول پشتیبانی شده (سانتی متر)
p = حداکثر بار (کیلوگرم)

تجهیزات مقاومت خمشی

آیا می توان مقاومت خمشی بتن را بهبود بخشید؟

مقاومت خمشی بتن را می توان با روش های مختلفی بهبود بخشید، به عنوان مثال با افزودن مواد افزودنی پوزولانی به مخلوط می توان به مقاومت بهبود بخشید. گزینه دیگر کاهش تخلخل و نسبت آب و سیمان مخلوط است. بتنی که پیش تنیده شده است نیز مقاومت کششی کلی بالاتری نسبت به سایر محصولات بتنی خواهد داشت.

ملاحضات امنیتی:

در هنگام تست از دستکش دستی استفاده کنید.
تمام قطعات فلزی در معرض دید را چرب نگه دارید.
میله های راهنما را محکم روی پایه و صفحه بالایی ثابت نگه دارید.
قبل از آزمایش و بعد از آزمایش، تجهیزات باید کاملاً تمیز شوند

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

بهترین مقالات روزانه را از سایت ما بخوانید.

برای دریافت مشاوره تخصصی و خرید با تخفیف از وبسایت، لطفا شماره موبایل خود را وارد نمایید.