آزمایش استاندارد برای تعیین مقاومت فشاری نمونه های استوانه ای بتن

 

روش آزمایش:

1-  دامنه کاربرد

این آزمایش روش تعیین مقاومت فشاری نمونه های استوانه ای بتن مانند مغزه های استوانه ای با نمونه های تهیه شده توسط قالبهای استوانه ای را شامل می شود. این روش برای بتن هایی که وزن مخصوص آنها بیش از ۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است مورد استفاده قرار می گیرد.

 

2- خلاصه روش آزمایش

این روش از اعمال بار محوری فشاری به نمونه های استوانه ای با مغزه های استوانه ای با نرخی مشخص، تا گسیخته شدن نمونه تشکیل می شود. مقاومت فشاری از تقسیم حداکثر بار تحمل شده توسط نمونه بر سطح مقطع آن بدست می آید.

 

3- اهمیت و کاربرد

چون مقاومت برای بتن ساخته شده با مصالح مشخص یک خاصیت ذاتی و اساسی نمی باشد ، لذا باید به اهمیت تعیین مقاومت فشاری توجه خاصی مبذول شود . مقادیر بدست آمده برای مقاومت به شکل نمونه، ابعاد آن، روش مخلوط کردن، نحوه اعمل آوردن، روش نمونه گیری، نحوه قالب گیری، نحوه ساخت و سن نمونه بستگی دارد.

این روش می تواند برای تعیین مقاومت فشاری نمونه های استوانه ای که بر طبق استانداردهای ASTM C42 ASTM C31 و ASTM C192 و دستورالعمل ASTM C617 و روش آزمایش ASTM C873 آماده و عمل آورده شده اند ، به کار برده شود .

نتایج این آزمایش می تواند به عنوان پایه ای برای کنترل کیفیت بتن، نسبتهای اختلاط آن، روش مخلوط کردن و ریختن بتن و مطابقت آن با مشخصات و همچنین ارزیابی اثرات مواد افزودنی و مواد مشابه دیگر روی بتن، به کار برده شود .

 

4- وسایل مورد نیاز

ماشین آزمایش - ماشین آزمایش باید دارای ظرفیت کافی بوده و سرعتهای بارگذاری مطرح شده در قسمت  ۵ را دارا باشد.

- کالیبره کردن ماشین آزمایش باید مطابق دستورالعمل ASTM E4 و در مواقع زیر انجام شود.

- ۱۸ ماه پس از هر دوره کالیبراسیون، که بهتر است این مدت به ۱۲ ماه کاهش داده شود.

- در موقع نصب اولیه دستگاه و یا جابجا کردن آن

- بعد از هر بار تعمیر یا تنظیم هایی که بر روی عملکرد سیستم وزنی یا مقادیر نشان داده روی صفحه اثر دارد (برای تنظیم صفر که وزن دستگاه، یا نمونه یا هر دو را خنثی می کند، لازم نیست دستگاه کالیبره شود )

- هر وقت تردیدی در مورد دقت نتایج وجود دارد (بدون توجه به زمان آخرین کالیبراسیون).

- طرح ماشین - ماشین آزمایش باید خصوصیات و مشخصات زیر را دارا باشد

- ماشین باید قادر باشد بار را بطور پیوسته و بدون تغییرات ناگهانی اعمال نماید.

- فاصله ای که برای قرار دادن نمونه در نظر گرفته شده است باید به اندازه کافی بزرگ باشد به طوری که دستگاه کالیبراسیون ارتجاعی در این موقعیت قابل خواندن باشد. دستگاه کالیبراسیون باید داری ظرفیت کافی بوده، تمامی دامنه بارگذاری ماشین را بپوشاند و شرایط ASTM E74 را دارا باشد

- دقت - دقت ماشین آزمایش باید مطابق شرایط زیر باشد.

- درصد خطای تعیین بار در محدوده پیش بینی شده برای کاربرد ماشین نباید از ۱ درصد بار نشان داده شده تجاوز کند

-دقت ماشین آزمایش باید بوسیله پنج بار آزمون در چهار مرحله افزایش بار تقریبا مساوی مورد بررسی قرار گیرد . تفاوت بین دو بار آزمون متوالی نباید بیش از یک سوم تفاوت بین حداکثر و حداقل بار آزمون باشد.

-بار آزمون مشخص شده بوسیله ماشین و باری که از قرائت دستگاه کالیبراسیون بدست می آید باید در هر نقطه آزمون ثبت گردد. با استفاده از اطلاعات حاصله مقدار خطا و درصد آن به صورت زیر تعیین می گردد.

E=A-B

Ep = 100 (A - B)/B

 A= بار مشخص شده بوسیله ماشین بر حسب پوند (یا نیوتن)

B= بار تعیین شده بوسیله دستگاه کالیبراسیون بر حسب پوند (یا نیوتن).

- ماشین آزمایش باید به دو بلوک فولادی تکیه گاهی با سطح سخت مجهز باشد. فک فوقانی جک باید دارای یک قسمت کروی به عنوان نشیمن بوده و فک دیگر که نمونه روی آن قرار می گیرد باید یک بلوک تو پر باشد، باید سطوح تکیه گاهی ابعادی حداقل ۳ درصد بزرگتر از قطر نمونه مورد آزمایش داشته باشند.

- بلوک تکیه گاهی زیرین باید شرایط زیر را دارا باشد :

-بلوک تکیه گاهی برای ایجاد یک سطح ماشین کاری شده صاف و تأمین شرایط مشخص شده برای سطح تماس دستگاه فشار و نمونه به کار برده می شود . ( در صورتی که سطح فک ماشین فشار صاف بوده باشد و شرایط مناسب برای سطح تماس را حائز باشد نیاز به استفاده از بلوک تکیه گاهی نیست)

 سطوح فوقانی و تحتانی باید موازی هم باشند. بلوک تکیه گاهی می تواند به یک دستگاه بسته شود . ابعاد افقی صفحه حداقل باید ۳ درصد بزرگتر از قطر نمونه مورد آزمایش باشد.

- مرکزی کردن بلوک تکیه گاهی باید با توجه به بلوک فوقانی که نشیمن کروی دارد انجام شود.

- بلوک تکیه گاهی تحتانی در صورتی که مستعمل نباشد باید حداقل به ضخامت ۲۵ میلیمتر بوده و بعد از اینکه پس از مدتی استفاده، سطح صفحه سنگ زده شد، حداقل ۲۲ / ۵ میلیمتر باشد.

- بلوک تکیه گاهی که نشیمن کروی دارد باید شرایط زیر را دارا باشد :

- حداکثر قطر سطح تکیه گاه نباید از مقادیر زیر تجاوز کند:

 

قطر نمونه آزمایشی (mm)

حداکثر قطر سطح تکیه گاه (mm)
51 102
76 127
102 165
152 254
203 279

 

- مرکز کره باید در داخل سطح تکیه گاهی در دامنه ۶۵ درصد شعاع کره قرار بگیرد . قطر کره باید حداقل ۷۵ درصد قطر نمونه مورد آزمایش باشد

- کره و نشیمن کاسه ای آن باید طوری ساخته شده باشند که فولاد در تمام سطوح با هم تحت بارهای تا ۱۲۰۰۰ پوند بر اینچ مربع ( 82/7 مگا پاسکال) و استفاده مکرر تغییر شکل دائمی ندهد.

- سطوح منحنی نشیمن کاسه ای و قسمت کروی باید تمیز نگه داشته شوند و با روغنهای نفتی مانند روغن موتور معمولی روغنکاری گردند ولیکن از گریس که از نوع روغنهای فشاری است نباید استفاده شود .

- اگر شعاع کره کوچکتر از شعاع بزرگترین نمونه مورد آزمایش باشد، نباید ضخامت قسمتی از سطح تکیه گاه که صاف و غیر کروی است کوچکتر از تفاوت بین شعاع کره و شعاع نمونه باشد. حداقل اندازه سطح تکیه گاه باید حداقل به اندازه قطر کره باشد (شکل ۱).

- قسمت غير ثابت بلوک تکیه گاهی باید در نزدیکی نشیمن کروی اقرار بگیرد ، اما تکیه گاه باید طوری طرح شده باشد که بتواند آزادانه دوران کرده و حداقل در هر جهت 4 درجه کج شود.

 

تعیین بار:

- اگر بار ماشین فشار که برای آزمایش بتن به کار برده می شود روی یک صفحه مدرج گرد نشان داده شود ، این صفحه باید با دقت ۰/۱ درصد کل باری که صفحه برای آن مدرج شده قابل قرائت باشد. صفحه مدرج باید در هر دامنه بارگذاری با دقت ۱ درصد باری که دستگاه نشان می دهد ، قابل قرائت باشد. طول عقربه دستگاه باید کافی باشد به طوری که به علائم درجات روی دستگاه برسد. عرض عقربه نباید از فاصله خالی بین کوچکترین تقسیمات تجاوز کند. صفحه مدرج باید دارای یک پیچ مخصوص تنظيم صفر باشد که از خارج صفحه قابل دسترسی باشد . همچنین باید به یک وسیله مناسب مجهز باشد که تا استفاده مجدد از دستگاه حداکثر با اعمال شده در بار گذاری گذشته را با دقت ۱ درصد ضبط نماید (مثلا عقربه اضافی که همراه عقربه اصلی حرکت می کند اما با برگشت عقربه اصلی در جای خود باقی می ماند .

- اگر ماشین بار گذاری از نوع دیجیتالی است باید صفحه نمایش اعداد به اندازه کافی بزرگ باشد تا بسادگی بتوان اعداد را از روی آن قرائت نمود. نرخ افزایش اعداد باید کمتر یا مساوی ۰/۱ درصد کل باری که دستگاه در هر دامنه بارگذاری نشان می دهد ، باشد . دقت بار مشخص شده باید در هر دامنه بارگذاری حداقل ۱ درصد عددی که دستگاه نشان می دهد باشد . برای تنظیم صفر در بار صفر باید پیش بینی مناسبی انجام شده باشد. دستگاه باید طوری ساخته شده باشد که بتواند حداکثر بار اعمال شده به نمونه را تا استفاده مجدد از آن با دقت ۱ درصد ضبط نماید .

 

 5-نمونه ها

اگر قطر نمونه در یک نمت بیش از ۲ درصد با قطر آن در هر قسمت دیگر تفاوت داشته باشد نباید آن را مورد آزمایش قرار داد.

ته نمونه نباید از امتداد عمود بر محور آن بیش از ۰/۵ درجه منحرف باشد (تقریبا معادل ۳ میلیمتر در ۳۰۰ میلیمتر). در صورتی که دو انتهای نمونه بیش از  ۰/۰۵ میلیمتر ناصاف باشد، باید مطابق روش عملی ASTM C617 پوشش داده شود با سطوح آن سمباده زده شود . قطر نمونه که برای محاسبه سطح مقطع آن به کار برده می شود باید با دقت ۰/۲۵ میلیمتر تعیین گردد . قطر نمونه را از میانگین گیری مقادیر اندازه گیری شده در وسط نمونه و در دو امتداد عمود بر هم تعیین می کنند.

- تعداد نمونه های استوانه ای که قطر متوسط آنها اندازه گیری می شود را می توان به یک نمونه در هر ده نمونه با سه نمونه در روز کاهش داد. حتی در صورتی که همه نمونه ها با یک قالب با تعدادی قالب که مورد استفاده مجدد قرار می گیرند به طور پیوسته ساخته می شوند و خطای آنها در حدود ۰/۵۱ میلیمتر می باشد، می توان تعداد نمونه هایی که قطر آنها اندازه گیری می شود را بسیار کاهش داد. در صورتی که قطر متوسط بیش از ۰/۵۱ میلیمتر خطا داشته باشد یا وقتی نمونه ها با قالبهای مختلف ساخته می شود باید قطر همه استوانه های مورد آزمایش تک تک اندازه گیری شده و منحصرة مقادير واقعی مربوط به هر یک در محاسبه تنش آنها به کار برده شود . در صورتی که قطر تعدادی نمونه به عنوان نماینده یک گروه نمونه در یک روز اندازه گیری شده باشد باید میانگین قطر، حداقل از ۳ نمونه بدست آمده باشد .

وقتی نسبت طول به قطر نمونه کمتر از ۱/۸ با بیش از ۲/۲ باشد یا وقتی حجم استوانه از اندازه گیری ابعاد آن تعیین می گردد ، باید طول آن با دقت ۰/۰۵ قطر اندازه گیری شود .

 

 

6- روش انجام آزمایش

- نبروی فشاری که تحت رطوبت عمل آورنده شده اند باید هرچه زودتر بعد از اتاق رطوبت بعد از بیرون آوردن از اتاق رطوبت مورد آزمایش قرار گیرد.

- نمونه های آزمایش باید در فاصله ای که از اتاق رطوبت خارج می شوند تا انجام آزمایش به یک روش ساده مرطوب نگه داشته شوند و در شرایط مرطوب مورد آزمایش قرار بگیرند.

- دامنه مجاز تغییرات زمان شکستن نمونه هایی که باید در سن مشخصی شکسته شوند به صورت زیر است.

 

دامنه تغییرات مجاز سن
0/5 ± ساعت یا 2/1 درصد 24 ساعت
2 ساعت یا 2/8 درصد 3 روز
6 ساعت یا 3/6 درصد 7 روز
20 ساعت یا 3 درصد 28 روز
2 روز یا 2/2 درصد 90 روز

 

- قرار دادن نمونه در زیر ماشین فشار - ابتدا بلوک تکیه گاهی پائینی را در جای خود قرار دهید. باید دقت کنید که روی سخت شده آن به طرف بالا قرار گیرد. سطوح تکیه گاه و نمونه را تمیز نموده و نمونه را روی بلوک تکیه گاهی پائینی قرار دهید. با دقت محور نمونه و مرکز بلوک تکیه گاهی که نشیمن کروی دارد را هم امتداد نمائید

- سرعت بارگذاری : بار را بدون تغییرات ناگهانی و بصورت پیوسته اعمال نمائید.

- فک متحرک ماشینهایی که از نوع مارپیچی هستند باید وقتی هنوز با نمونه تماس پیدا نکرده اند با سرعت 1/3 میلیمتر در دقیقه حرکت کند. سرعت بارگذاری در ماشینهایی که از نوع هیدرولیکی هستند باید0/14  تا 0/34 مگا پاسکال در ثانیه باشد . سرعت بارگذاری مشخص شده باید حداقل در محدوده نصف بار پیش بینی شده ثابت بماند.

 - در ضمن اعمال اولین نیمه بارگذاری پیش بینی شده، سرعت بارگذاری بزرگتری مجاز شمرده می شود.

- وقتی نمونه به حد تسلیم رسیده است نباید در سرعت بارگذاری هیچ تغییری داده شود.

- بالاخره نمونه را بارگذاری کرده و حداکثر باری را که نمونه تحمل می کند ، ثبت کنید. به نوع شکست ظاهری بتن نیز توجه نمائید .

 

7- محاسبات

(۱۔۷)مقاومت فشاری نمونه از تقسیم حداکثر بار اعمال شده به سطح مقطع آن تعیین می گردد. همانطور که در قسمت ۵ گفته شد نتیجه باید با دقت 11 کیلو پاسكال ذکر شود.

اگر نسبت قطر به طول نمونه کمتر از ۱/۸ است، نتیجه بدست آمده در قسمت ۷-۱ را با اعمال ضرایب زیر تصحیح کنید:

1/00 1/25 1/50 1/75 :L/D
0/87 0/93 0/96 0/98 :ضریب

8- گزارش

گزارش باید موارد زیر را در بر داشته باشد :

- شماره نمونه

- قطر (و طول در صورتی که خارج از دامنه 1.8D تا 2.2D  قرار داشته باشد) بر حسب میلیمتر.

- سطح مقطع نمونه بر حسب سانتیمتر مربع

- حداکثر بار اعمال شده به نمونه بر حسب نيوتن

- مقاومت فشاری محاسبه شده با دقت ۹۹ کیلو پاسكال

- نوع شکست در صورتی که از نوع مخروطی نباشد. (شکل ۲ ملاحظه کنید)

- عیوب نمونه یا پوشش ها

- سن نمونه

 دستگاه آزمایش مقاومت فشاری نمونه های استوانه ای بتن

شرکت مقاوم سازان مینو با بیش از 10 سال سابقه اجرای ژئوسنتتیک ها در زمینه های مختلف از جمله کشاورزی، صنعت و معدن، گودهای ساختمانی و... در تمامی نقاط کشور ... بیشتر بدانید

ساعت کاری

شنبه تا

پنج شنبه

08:00 صبح  الی

15:00 بعد از ظهر

جمعه   تعطیل

 

نماد اعتماد الکترونیکی

Please publish modules in offcanvas position.