مقاومت فشاری درجا چیست؟
مقاومت درجا چیست؟ سازه های بتنی برای تحمل بارهای مرده و زنده در طی ساخت و ساز و همچنین خدمت طراحی میشوند. نمونه های بتن در جریان ساخت و ساز نمونه برداری میشوند و روش های استاندارد ASTM برای اندازه گیری پتانسیل مقاومت بتن هایی که تحویل میشود، مورد استفاده قرار میگیرند.
استوانه ها قالب گیری شده و در دمای C°17 تا C°27 به صورت غرق آبی در آزمایشگاه تا زمان فرا رسیدن زمان شکست مور عمل آوری قرار میگیرند. آزمونه های مقاومت فشاری معمولاً در سنین 7 و 28 روزه و یا یک سن دیگر که در مشخصات پروژه قید شده است، مورد آزمون قرار می گیرند.
مقاومت درجا معادل مقاومت اندازه گیری شده استوانه های استاندارد (استوانه های آزمایشگاهی) نیست و بطور معمول پایین تر از آنها خواهد بود. موارد اجرایی مانند جابجایی، بتن ریزی، تراکم و عمل آوری بتن میتوانند بر روی مقاومت بالقوۀ بتن تاثیر گذار باشند. آیین نامه ها و اصول طراحی این مورد در نظر میگیرند. معمولاً مقاومت درجا 85/0 مقاومت آزمونه های آزمایشگاهی میباشد. در آب و هوای سرد معمولاً نرخ کسب مقاومت درجا پایین تر است.
آزمون مقاومت محلی اعضای بتنی
مقاومت درجا معادل مقاومت اندازه گیری شده استوانه های استاندارد (استوانه های آزمایشگاهی) نیست و بطور معمول پایین تر از آنها خواهد بود. موارد اجرایی مانند جابجایی، بتن ریزی، تراکم و عمل آوری بتن میتوانند بر روی مقاومت بالقوۀ بتن تاثیر گذار باشند. آیین نامه ها و اصول طراحی این مورد در نظر میگیرند. معمولاً مقاومت درجا 85/0 مقاومت آزمونه های آزمایشگاهی میباشد. در آب و هوای سرد معمولاً نرخ کسب مقاومت درجا پایین تر است.
ابزار های سنجش، براورد و مقایسه مقاوتم درجا شامل: چکش اشمیت، پراب نفوذی، آزمون بیرون کشیدگی، بلوغ، استوانه های کارگاهی عمل آمده، آزمون مغزه ها و آزمون بارگذاری عضو سازه ای یا سیستم سازه ای است.
مغزه های مته شده از سازه یکی از روش های ارزیابی از ظرفیت کافی عضو بتنی است. مغزه های مته شده بطور معمول مقاومت پایین تری از آزمونه های استاندارد-عمل آمده خواهند داشت.
آیین نامه ACI 318 بتن هایی رو مورد پذیرش قرار میدهد که میانگین سه مغزه آن معادل و یا بیشتر از 85/0 درصد مقاومت مشخصه آن بخش از سازه باشد و مقاومت هیچ مغزه ای کمتر از 75/0 مقاومت مشخصه باشد. مغزه ها میبایست از نواحی گرفته شوند که از کل عضو نمایندگی کند. مقاومت های اندازه گیری شده از مغزه ها به سن تصحیح نمیشوند. ACI 214.4R راهنمایی های بیشتری در خصوص آزمون مغزه های و ارائه کرده است.
زمانی که استوانه های نمونه برداری شده مقاومت کمی نشان دهند و یا معیار پذیرش مقاومت را تامین نکنند، ممکن است آزمون های درجای مخرب و یا غیر مخرب مورد نیاز باشد. با این حال، بدون بررسی های اولیه، اقدام به آزمون درجا نکنید.
مطمئن شوید که مقاومت های اندازه گیری شدۀ بتن در انطباق با مقررات معین شده نیست، مقاومت های پایین به علت خطا های آزمایش است. در بسیاری از موارد، بتن مورد نظر بدون نیاز به اندازی گیری درجای مقاومت بتن، قابل پذیرش است.
برخی از موارد وجود دارد که انجام آزمون درجا در آن ضروری است. این موارد عبارتند از: باز کردن قالب های عضو بتنی، پس کشیدگی، بارگذاری های اولیه، بررسی خرابی ناشی از یخ زدگی، آتش سوزی و یا عمل آوری نامطلوب، براورد از ساختمان های قدیمی و غیره.
در زمانی که آزمون های محلی برای بررسی کفایت سازه ای لازم جواب گوی محدودۀ لازم نبود، عمل آوری های اضافی ممکن است مقاومت مورد نیاز را تامین کند. این امر بخصوص در زمانی که بتن حاوی خاکستر بادی و سیمان سرباره و یا دیگر سیمان های آمیخته باشد، امکان پذیر است. بنابراین در بتن های حاوی پوزولان های طبیعی و یا مصنوعی میتوان انتظار کسب مقاومت در سنین ثانویه داشت.
چکش اشمیت
اگر فقط یک سری از آزمونه ها (مکعبی و یا استوانه ای) دارای پاسخ کمتر از مورد انتظار باشند، غالباً میتوان آن را با مقایسه نتایج چکش اشمیت و یا مقاومت نفوذی (نفوذ پراب) در نواحی مورد نظر که آزمونه های از آن ناحیه اخذ شدند، این مورد را بررسی کرد. در نواحی که احتمال مقاومت کم به قدری زیاد باشد که نیاز به بررسی باشد، به یک مطالعه و آزمون سازمان یافته مناسب نیاز خواهد بود.
یک شبکه ایجاد کنید و قرائت های سیستماتیک از مناطق سوال برانگیز داشته باشید.
قرائت های مقاومت نفوذی و چکش اشمیت را لیست کنید.
اگر عداد قرائت شده در برخی از نواحی کم هستند، مغزه هایی از نواحی با مقاومت کم و مقاومت خوب اخذ کنید.
اگر نتایج مغزه های، پاسخ نتایج چکش اشمیت و مقاومت نفوذی را تایید کند، دیگر نیازی به مغزه گیری بیشتر نیست و نتایج آزمون غیر مخرب قابل قبول است.
مقاومت مغزه (ASTM C 42) :
اگر مغزه گیری از بتن ضروری باشد، می بایست موارد ذیل را درنظر گرفت:
- آزمایش میبایست حداقل از سه مغزۀ گرفته شده از هر محل از سازه که آزمون مقاومت آن مورد سوال است، انجام پذیرد.
- قطر مغزه های میبایست حداقل mm 85 و یا دو برابر حداکثر اندازه اسمی سنگدانه ها باشد.
- هسته های با قطر کوچک تر تنها در زمانی مجاز است که گرفتن مغزه های بزرگتر امکان پذیر نباشد.نسبت طول به قطر مغزه (L/D) میبایست در حدود 2 باشد.
- از مغزه گیری از لایه های بالایی ستون ها، دال ها، دیوارها و یا فنداسیون های پرهیز کنید. این نواحی 10 الی 20 درصد ضعیف تر از بخش های پایین و یا میانی هستند.
مغزه ها را در کیسه ها و یا ظرف های آب بند نگهداری کرده و به آزمایشگاه منتقل نمایید. آزمایش مغزه ها را مطابق با روش آزمون انجام دهید. مغزه ها را پس از دو روز برش داده و صاف کنید و بعد از خیس کردن آنها را حداقل برای 5 روز در شرایط عایق و مهر موم شده نگهداری کنید. برای اطلاعات بیشتر به ASTM C 42 مراجعه کنید.
مقاومت نفوذی (ASTM C 803):
پراب و یا پین ها به داخل بتن وارد میشوند و میتوان آنها را برای بررسی مقاومت نسبی بتن مورد استفاده قرار داد.
- برای مقاومت های مختلف بتن و یا چگالی های مختلف بتن ممکن است پین هایی با سایز مختلف نیاز باشد. همچنین میتوان نیروی محرک آن را نیز تغییر داد.
- اندازه گیری دقیق طول در معرض پراب ضروری است.
- پراب ها میبایست حداقل 7 اینچ از هم فاصله داشته و نزدیک به لبه بتن نباشند.
- اگر پراب ها بطور مناسب به داخل بتن نفوذ نکرده باشند آزمایش میبایست مردود شود.
- یک منحنی کالیبراسیون مقاومت برای مواد و شرایط مورد آزمون ایجاد کنید.
- شرایط سطوح، شرایط رطوبتی و مشخصات سنگدانه میتوانند روی نتایج اثر مستقیم داشته باشد.
چکش اشمیت (ASTM C 805):
همچنین این روش نیز برای ارزیابی از مقاومت نسبی درجا و یا محلی بتن مورد استفاده قرار می گیرد:
- تمامی سطوح مورد آزمون را برای چندین ساعت و یا یک شب مرطوب کنید.
- قرائت های یک سطح با قالب های دارای جنس مختلف مقایسه نکنید، شرایط رطوبتی متغییر بتن، خوانش هایی با جهت ضربه مختلف و چکش های مختلف را با یک دیگر مقایسه نکنید.
- سطوح بتن مورد آزمایش را مورد سایش قرار ندید مگر اینکه سطوح ماله کشی شده باشد و یا دارای بافت باشد.
- تست دال ها را از بخش زیری آنها انجام دهید.
- بتن منجمد شده را مورد آزمایش چکش اشمیت قرار ندهید.
- شرایط سطح، رطوبت و مشخصات سنگدانه می تواند بر روی نتایج تاثیر گذار باشد.
منابع:
ACI 318, Building Code Requirements for Structural Concrete, ACI, Farmington Hills, MI, www.concrete.org.
ACI 228.1R, In-Place Methods to Estimate Concrete Strength, ACI, Farmington Hills, MI.
ACI 214.4R, Guide for Obtaining Cores and Interpreting Compressive Strength Results, ACI, Farmington Hills, MI.
ASTM C 31, C 39, C 42, C 805, C 803, C 873, C 900, ASTM Book of Standards, Vol. 04.02, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA
