مقاومت نمونه های بتن

اهمیت کیفیت اجرا و مقاومت فشاری بتن

یکی از مهم‌ترین عوامل در اجرای ساختمان‌های بتن آرمه، کیفیت اجرا و اطمینان از حصول مقاومت فشاری بتن است. این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا در صورتی که مقاومت فشاری بتن اجرا شده در سازه کمتر از مقدار تعیین شده در طراحی باشد، احتمال وارد آمدن خسارت جبران‌ناپذیر به ساکنین یا کارفرما وجود دارد. ازمایش مقاومت فشاری تنها یک مرحله اداری نیست، بلکه پایه طراحی ایمنی سازه‌هاست. حتی یک کاهش 5 مگاپاسکال در تخمین مقاومت، می‌تواند منجر به کاهش 20درصد در ظرفیت باربری ستون‌ها شود. به همین دلیل، در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، ضوابطی ارائه شده است تا با رعایت آنها بتوان از کیفیت مناسب اجرای بتن اطمینان حاصل نمود.

اصطلاحات مهم در محاسبه مقاومت بتن

از اصطلاحات مهمی که در مبحث مقاومت نمونه بتن ضروری است شامل موارد زیر است:

مقاومت فشاری مشخصه بتن : مقاومت فشاری مشخصه بتن، مقاومتی است که حداقل ۵ درصد تمام مقاومت فشاری اندازه‌گیری شده در نمونه‌های استاندارد بر اساس آزمایش‌های ۲۸ روزه از آن کمتر باشد.

عیار بتن : عیار بتن به مقدار وزن سیمان در یک متر مکعب بتن اطلاق می‌شود. به عنوان مثال، بتن با عیار ۳۰۰ یعنی وزن سیمان در یک متر مکعب بتن برابر ۳۰۰ کیلوگرم است.

• تذکر ۱: عیار بتن با مقاومت فشاری آن متفاوت است. عیار بتن وزن سیمان را مشخص می‌کند، اما مقاومت فشاری بیانگر نیرویی است که نمونه می‌تواند تحمل کند تا دچار شکست شود.
• تذکر ۲: در روابط آیین‌نامه، مقاومت فشاری بتن همواره مربوط به نمونه استوانه‌ای استاندارد است.

نمونه‌های بتن و تعریف نمونه استاندارد

نمونه‌گیری از بتن تازه در پروژه‌های عمرانی انجام می‌شود و شامل دو نوع است:

• نمونه مکعبی بتن
• نمونه استوانه‌ای (سیلندری) بتن

نمونه استاندارد

• نمونه استوانه‌ای: ارتفاع این نمونه دو برابر قطر آن است. مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، نمونه استوانه‌ای استاندارد دارای ابعاد 150×300 میلی‌متر است.
• نمونه مکعبی: نمونه مکعبی با ابعاد 200 میلی متر به عنوان نمونه‌ای شبه‌استاندارد در نظر گرفته می‌شود. در صورت استفاده از نمونه مکعبی، لازم است مقاومت آن به مقاومت معادل نمونه استوانه‌ای تبدیل شود. برای تبدیل مقاومت نمونه‌های غیر‌استاندارد به نمونه استاندارد، از ضرایب و جداولی استفاده می‌شود که در ادامه مقاله به آنها میپردازیم.

تبدیل مقاومت نمونه‌های بتن

برای استفاده از مقاومت فشاری به‌دست آمده از قالب‌های مختلف، دو اصل اساسی رعایت می‌شود:

• تأثیر ابعاد نمونه: با افزایش ابعاد نمونه، مقاومت آن کاهش می‌یابد و با کوچک شدن نمونه، مقاومت افزایش می‌یابد.
• مقاومت استاندارد: مقاومت نمونه استوانه‌ای استاندارد (300×150) میلی‌متر کمتر از مقاومت نمونه مکعبی با بعد ۲۰۰ میلی‌متر است.

نکته: روند تبدیل مقاومت نمونه‌ها رفت و برگشتی است و در صورت نیاز می‌توان مسیر تبدیل را از راست به چپ طی کرد. لازم نیست همیشه روند کامل طی شود.

جداول تبدیل مقاومت

جداول و ضرایب تبدیل مقاومت نمونه‌های بتن به شرح زیر است:

تبدیل مقاومت نمونه‌های استوانه‌ای به یکدیگر

برای تبدیل مقاومت نمونه استوانه‌ای غیر استاندارد به مقاومت نظیر نمونه استوانه‌ای استاندارد از ضرایب موجود در جدول روبه‌رو استفاده می‌شود:

تبدیل مقاومت نمونه‌های مکعبی به یکدیگر

جدول ضریب تبدیل مقاومت نمونه مکعبی به مقاومت نظیر نمونه مکعبی استاندارد (نمونه مکعبی با ابعاد 200 میلی متر) به شرح زیر می‌باشد:

تبدیل مقاومت نمونه مکعبی به استوانه ای

ضریب تبدیل مقاومت نمونه‌ مکعبی (با بعد ۲۰۰ میلی‌متر) به نمونه استوانه‌ای استاندارد مطابق جدول زیر می‌باشد:

برای نمونه‌های مکعبی با مقاومت بالاتر از ۳۰ مگاپاسکال، علاوه بر ضریب تبدیل، مقاومت متناظر نمونه استوانه‌ای استاندارد نیز ارائه شده است. برای مقادیری که در جدول نیستند، می‌توان از درون‌یابی خطی استفاده نمود.

به طور کلی، مقاومت فشاری نمونه‌های استوانه‌ای حدود ۵ مگاپاسکال کمتر از مقاومت نمونه‌های مکعبی است، که تقریباً مشابه با درون‌یابی خطی می‌باشد.

تأثیر نوع سیمان در مقاومت فشاری بتن

یکی از موارد مهم در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و آزمون‌های نظام مهندسی، تأثیر نوع سیمان بر مقاومت فشاری بتن است. بتن با سیمان پرتلند، که شامل پنج نوع مختلف است، ساخته می‌شود.

در مبحث نهم، جدولی ارائه شده است که مقاومت بتن‌های ساخته شده با سیمان‌های مختلف را در سنین متفاوت قابل مقایسه می‌کند. شما می‌توانید تأثیر نوع سیمان و سن بر روی مقاومت فشاری را از مقاله مقاومت فشاری بتن مطالعه و بررسی کنید.

نمونه مبنا: بتن ساخته شده با سیمان نوع I در سن ۲۸ روز با ضریب ۱٫۰ در نظر گرفته شده است. سایر مقادیر با مقایسه با این نمونه به دست می‌آید.

این جدول امکان مقایسه و پیش‌بینی مقاومت بتن با سیمان‌های مختلف در سنین مختلف را فراهم می‌کند.