مقاومت بتن

مقاومت بتن چیست؟

مقاومت بتن یکی از مهمترین خاصیت ها و ویژگی بتن می باشد که به هنگام طراحی مورد بررسی مهندسین عمران و همچنین مهندسین کنترل کیفیت قرار می گیرد. مقاومت بتن (Concrete Resistance) عبارت است از توانایی آن در برابر تنش هایی که به بتن وارد می شود، به طوری که بتن شکسته نشود. گاها شکست بتن همراه با ترک های ایجاد شده می باشد. البته بتن قبل از بارگیری خارجی نیز ترک هایی کوچکی در داخل بر می دارد که به شکست بتن منجر نمی شود. شکست بتن به دو صورت اتفاق می افتد و عبارت اند از:

۱- شکست تحت تنش کششی که به صورت گسیختگی بوده و تنش وارده به حداکثر اندازه خود می رسد.

۲- شکست تحت تنش فشاری که در این حالت ترک های داخلی بتن به اندازه ای بیشتر می شود که بتن دیگر قادر به تحمل بارهای اضافی نخواهد بود.

اهمیت مقاومت بتن بیشتر به این دلیل است که اندازه مشخصی داشته و در آزمایشگاه به آسانی قابل اندازه گیری می باشد. همچنین با دانستن اندازه مقاومت بتن می توان به دیگر خاصیت های مهم بتن نظیر میزان نفوذپذیری آن و مقاومت در برابر عوامل بیرونی مانند هوا و ساییدگی و غیره نیز پی برد که رابطه مستقیمی با خاصیت مقاومت بتن دارند.

برای آشنایی با بتن پیش تنیده می توانید مقاله “پیش تندیگی بتن و کاربرد بتن پیش تنیده” را در وبسایت بپتا مطالعه نمایید.

شکست بتن در اثر تنش های وارده

علت شکست بتن با در نظر گرفتن فاکتورهای مؤثر مختلف در آن از جمله فضاهای خالی موجود در بتن و اندازه سنگدانه ها که تاثیر مستقیم در ریز ترک های داخلی دارند، کار نسبتا دشواری است. اما دانستن حالات مختلفی که به شکست بتن منجر می شود در کنترل عوامل مؤثر در مقاومت بتن حائز اهمیت می باشد.

در حالت کششی نیروی کمتری برای رشد ترک های داخلی نیاز است که در صورت افزایش تنش کششی این ترک ها به سرعت رشد کرده و گسترش می یابند که در نهایت منجر به شکست بتن می شود. برعکس حالت قبل در حالت تنش فشاری نیروی بسیار زیادی برای رشد و گسترش ترک ها نیاز است که در این حالت شکنندگی به ندرت اتفاق می افتد. لذا نتیجه کلی بدین صورت است که بتن در برابر کشش مقاومت بسیار کمتری داشته و در برابر فشار مقاومت بسیار زیادی دارد.

مقاومت فشاری بتن

مقاومت بتن در برابر نیروی وزن مقاومت فشاری بتن نامیده می شود. و به عبارت دیگر قابلیت تحمل بار توسط سازه ها و مصالح بتنی بدون ایجاد ترک، شکستگی و یا تغییر شکل در آن ها می باشد. حداکثر مقدار نیرویی که در اثر آن بتن می شکند مقاومت بتن نامیده می شود. لازم به ذکر است سازه های بتنی در اثر تنش های اعمال شده کششی افزایش ابعاد داشته و تحت تنش های فشاری کاهش ابعاد دارند.

عوامل مؤثر بر مقاومت فشاری بتن:

مقاومت بتن و عملکرد آن هم به تنش های فشاری و کششی وارد شده و هم به عوامل مختلف که در تخلخل (حجم فضای خالی در مواد جامد) بتن مؤثر است، بستگی دارد که در مقایسه با تنش های وارده عامل تخلخل از اهمیت زیادی برخوردار است. پیش بینی مدل‌های دقیق مقاومت بتن بسیار مشکل است زیرا مشخص کردن تخلخل اجزای بتن عملا غیر ممکن است. موارد مؤثر بر تخلخل نیز عبارت اند :

• خواص مصالح بتن
• شرایط عمل آوری بتن
• فاکتورهای آزمایشگاهی بتن

خواص مصالح بتن و مشخصات آن

انتخاب مصالح مناسب و نسبت آن ها از عوامل حیاتی در کیفیت و مقاومت بتن مورد نظر می باشد که قبل از اختلاط مواد باید به دقت بررسی شوند. لازم به ذکر است عوامل اختلاط بتن به تنهایی تاثیر گذار نبوده و در عمل در ترکیب با همدیگر مؤثر واقع می شوند.

برای آشنایی با خصوصیات بتن مرغوب می‌توانید این مقاله را در وبسایت بپتا مطالعه نمایید.

نسبت آب به سیمان (W/C)

با توجه به قانون نسبت آب به سیمان آبرام که در اوایل قرن بیستم مطرح شد، مقاومت فشاری بتن رابطه معکوس با نسبت آب به سیمان دارد و در طول زمان نیز میزان مقاومت افزایش می یابد. بدین صورت که افزایش نسبت آب به سیمان موجب افزایش تخلخل بتن شده و مقاومت آن را کاهش می دهد.

میزان هوا در بتن

اگر به هر دلیلی همچون کاربرد مواد حباب هوازا و یا نداشتن تراکم کافی مخلوط بتن در داخل آن، حباب های اضافی در آن شکل گیرد، موجب افزایش تخلخل می شود و از آن جایی که بر مقاومت فشاری بتن تاثیر مستقیم دارد، آن را کاهش می دهد. به عبارت دیگر در یک نسبت آب به سیمان مشخص، میزان هوای موجود در بتن باعث کاهش مقاومت بتن می شود.

نوع سیمان بتن

همچنان که مطرح شد نسبت آب به سیمان در تخلخل و در نتیجه مقاومت بتن تاثیر دارد. در عمل تحت شرایط یکسان و نسبت آب به سیمان معین، سیمان پورتلند نوع ۳ نسبت به سیمان پورتلند نوع ۱، سریع تر با آب واکنش نشان می دهد. لذا تخلخل کمتری خواهد داشت که سبب افزایش مقاومت بتن می شود.

سنگدانه بتن

با اینکه سنگدانه ها در مقاومت بتن های معمولی زیاد مطرح نیست و عوامل نسبت آب به سیمان و تخلخل بیشتر مد نظر قرار می گیرند، اما لازم به ذکر است که خواص سنگدانه ها به نسبت های مختلف در مقاومت بتن تاثیر گذار است از جمله این ویژگی ها می توان به اندازه، نوع شکل، دانه بندی و بافت سطحی اشاره کرد. نکته مهم در این مورد این است که خواص مطرح شده، از تغییراتی که در نسبت آب به سیمان داده می شود، نمایان می گردد.

آب اختلاط بتن

بصورت کلی آب به عنوان یکی از عوامل اختلاط بتن، عامل اصلی و تاثیر گذار در مقاومت بتن نیست ولی در عین حال باید دقت لازم را انجام گیرد تا آب مصرف شده در ساخت بتن بیش از اندازه ناخالصی داشته باشد زیرا ممکن است در این حالت بر مقاومت بتن تا حدودی تاثیر گذار باشد. مضاف بر آن آبی که ناخالصی زیادی داشته باشد سبب خوردگی فولاد در بتن می شود.

به عبارت دیگر تاثیر آب با ناخالصی زیاد، در بتن مسلح مطرح بوده و باعث خوردگی فولاد می گردد، این عامل در بتن غیر مسلح آنچنان مهم نمی‌باشد. آب استفاده شده در تهیه بتن مسلح باید ویژگی قابل شرب داشته باشد، زیرا آب شرب مواد محلول بسیار کمتری با خود به همراه دارد.

مواد افزودنی در بتن

بصورت کلی هرچه میزان افزایش مقاومت بتن در سنین اولیه کندتر اتفاق بیفتد، مقاومت نهایی بتن بالاتر خواهد بود. لذا مواد افزودنی تندگیر کننده و کندگیر کننده در تهیه بتن بر روی روند گیرش بتن تاثیر می‌گذارد که این عامل در مقاومت نهایی بتن هم تاثیرگذار خواهد بود. همچنین در یک نسبت آب به سیمان یکسان، افزودن مواد کاهش دهنده آب در بتن نیز سبب افزایش مقاومت بتن می شود.

برای آشنایی و خرید تیرچه پیش تنیده و هالوکور ارومیه می توانید به وبسایت شرکت بپتا مراجعه نمایید.