یکی از مهمترین موارد در اجرای ساختمان های بتن آرمه، کیفیت اجرا و اطمینان از حصول مقاومت فشاری بتن می باشد.
این موضوع از این نظر حائز اهمیت است که چنانچه مقاومت فشاری بتن ساخته و اجرا شده در سازه
کمتر از مقدار در نظر گرفته شده در طراحی می باشد، این احتمال وجود دارد که خسارت جبران ناپذیری
به ساکنین و یا کارفرما تحمیل شود. از این رو در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، ضوابطی ارائه شده
است تا با رعایت آنها بتوان از کیفیت مناسب در اجرای بتن اطمینان حاصل نمود.
اصلاحات مهم در محاسبه ی مقاومت بتن
مقاومت فشاری مشخصه بتن
مقاومت فشاری مشخصه بتن، مقاومتی است که حداثر ۵ درصد تمام مقاومت های اندازه گیری شده
در نمونه های استاندارد، بر اساس آزمایش های ۲۸ روزه، از ان کمتر است مقاومت فشاری مشخصه را با [latex]{{f}_{c}}[/latex]
نمایش می دهند.
عیار بتن
مقدار وزن سیمان در یک متر مکعب را عیار سیمان می گویند. به عنوان مثال بتن با عیار ۳۰۰ یعنی
مقدار سیمان در ۱ متر مکعب برابر با ۳۰۰ کیلوگرم می باشد.
تذکر مهم ۱: توجه داشته باشید که مقاومت بتن با عیار بتن متفاوت است، همانطور که گفته شد
عیار بتن مقدار وزن سیمان است اما مقاومت، مقدار تحمل نمونه از لحاظ مقاومت فشاری را بیان
می کند و این یعنی مقدار نیرویی که به بتن وارد می شود و بتن می شکند.
تذکرمهم ۲: همواره در روابط آیین نامه منظور از مقاومت فشاری بتن[latex]{{f}_{c}}[/latex]
، مقاومت نمونه استوانه ای استاندارد است.
تعریف نمونه های مکعبی و نمونه های استوانه ای بتن
در پروژه های عمرانی از بتن تازه نمونه گیری انجام می شود انواع نمونه گیری های بتنی عبارت است از،
- نمونه مکعبی
- نمونه استوانه ای (سیلندری)
تعریف نمونه استاندارد
قالب های مورد استفاده در هر دو نوع قالب استوانه ای و مکعبی دارای ابعاد مختلفی هستند.
در نمونه های استوانه ای همواره ارتفاع مقطع دو برابر قطر آن می باشد. یعنی در حالت کلی
می توان نمونه استوانه ای را به صورت مقابل معرفی نمود.
[latex]D{\times}2D[/latex]
باید دقت شود که در بین نمونه های مکعبی نیز نمونه ی مکعبی با بعد ۲۰۰mm به نوعی نمونه ی
استاندارد محسوب می شود، اما باز هم تاکید می کنیم که نمونه استاندارد آیین نامه، نمونه استوانه ای mm 300*150 می باشد.
در صورت استفاده از آزمون های مکعبی در کارگاه باید ابتدا مقاومت آنها به مقاومت نظیر آزمونه های
استوانه ای تبدیل شود که برای تبدیل این مقاومت ها باید از ضرایب و جداول استفاده شود.
تبدیل مقاومت نمونه های بتن
همانطور که گفته شد، قالب های نمونه گیری از بتن به شکل های استوانه ای و مکعبی هستند.
در بسیاری از موارد به دلیل راحتی بیشتر از قالب های مکعبی استفاده می شود. در چنین مواردی
نمی توانیم از مقاومت فشاری به دست آمده از نتیجه ی آزمایش به طور مستقیم استفاده کنیم و
لازم است ابتدا مقدار به دست آمده را به مقاومت نمونه ی استوانه ای تبدیل کنیم. در تبدیل نمونه
های مختلف از دو اصل اساسی زیر استفاده می شود:
۱) با افزایش ابعاد نمونه، مقاومت آن کاهش می یابد و در عوض با کوچک شدن نمونه، مقاومت فشاری آن افزایش می یابد.
۲)مقاومت نمونه ی استوانه ای استاندارد۳۰۰*۱۵۰ mm از نمونه ی مکعبی با بعد۲۰۰mm کمتر است.
به طور کلی روند تبدیل مقاومت نمونه ها به صورت زیر می باشد:
نکته: دقت کنید روند فوق به صورت رفت و برگشتی قابل استفاده است.
یعنی اگر بخواهیم مقاومت نمونه ی مکعبی با بعد b رابه نمونه ی استوانه ای غیر استاندارد
تبدیل کنیم، کافیست مسیر فوق را از راست به چپ طی کنیم. لازم به ذکر است
لزومی ندارد همیشه روند ذکر شده، به صورت کامل طی شود.
برای تبدیل مقاومت نمونه های استوانه ای از یکدیگر، از جدول زیر استفاده میکنیم:
برای تبدیل مقاومت نمونه های مکعبی به یکدیگر نیز از جدول زیر استفاده می شود:
به منظور تبدیل مقاومت نمونه های مکعبی به بعد۲۰۰mm به نمونه های استوانه ای استاندارد،
از جدول زیر استفاده می شود. در این جدول همانطور که مشاهده می کنید،برای نمونه های
مکعبی با مقاومت بیشتر از۳۰MPA،علاوه بر ضریب تبدیل مقاومت [math]{{r}_{3}}[/math]،
مقدار مقاومت نظیر نمونه ی استوانه ای استاندارد نیز داده شده است، یعنی در این موارد عملا
نیازی به استفاده از ضریب[math]{{r}_{3}}[/math]نبوده و مقدار مقاومت را به راحتی مطابق
جدول به دست می آوریم. برای مقادیری که در جدول نیستند(مثلا ۳۷MPa)،از درون یابی خطی استفاده می کنیم.
همانطور که در جدول فوق مشاهده می شود ،می توان گفت مقدار مقاومت فشاری نمونه های
استوانه ای به اندازه ی ۵MPa از مقاومت نمونه های مکعبی کمتر است. نتیجه ی این کار تقریبا
مشابه با حالتی است که از درون یابی خطی استفاده می کنیم.
تاثیرنوع سیمان در مقاومت فشاری بتن
یکی از مواردی که در مبحث نهم مقررات ملی مطرح شده و در آزمون های نظام مهندسی نیز مورد
سوال قرار گرفته است، تاثیر نوع سیمان در مقاومت فشاری بتن است. با توجه به اینکه در ساخت
بتن از سیمان پرتلند که خود مشتمل بر ۵ نوع است استفاده می شود. در مبحث نهم جدولی ارائه
شده است که به کمک آن می توان مقاومت بتن های ساخته شده با سیمان را در سنین مختلف با هم مقایسه نمود.
برای به دست آوردن مقاومت نظیر بتن با سیمان های پنج گانه در سنین مختلف از جدول زیر استفاده می کنیم.
همانطور که مشاهده می شود، در این جدول بتن ساخته شده با سیمان نوع I در سن ۲۸ روز به عنوان مبنا
(با ضریب ۱٫۰) در نظر گرفته شده و سایر اعداد از مقایسه با این حالت به دست آمده است.
