آزمایش مقاومت خمشی بتن

در این مقاله با تست خمش بتن آشنا خواهید شد.

آزمایش مقاومت خمشی بتن

سر فصل های مقاله

آزمایش مقاومت خمشی بتن چیست؟

آزمایش مقاومت خمشی بتن به صورت غیر مستقیم استحکام کششی بتن را ارزیابی می کند. این آزمون مقاومت به شکست تیر یا دال بتنی غیر مسلح را مورد ارزیابی قرار می دهد.

نتایج آزمایش مقاومت خمشی بتن به عنوان مدول از هم گسیختگی بیان می شود و با نماد MR در واحد MPa یا psi نشان داده می شود. آزمون خمش بتن را می توان هم به صورت خمش چهار نقطه ای (ASTM C78) و هم به صورت خمش سه نقطه (ASTM C293) انجام داد، که به ترتیب در شکل 1 و 2 نمایش داده شده است.

تست خمش چهار نقطه ای بتن

شکل 1: تست خمش چهار نقطه ای

تست خمش سه نقطه ای بتن

شکل 2: تست خمش سه نقطه ای بتن

باید توجه داشت که مدول از هم گسیختگی بدست آمده از تست خمش چهار نقطه حدود 15 درصد کوچکتر از مدول از هم گسیختگی حاصل از تست خمش سه نقطه ای بتن است.

همچنین، مشاهده شده که هر چه اندازه ی نمونه ی بتن بزرگتر باشد، مدول از هم گسیختگی آن کوچکتر خواهد شد.

علاوه بر این، مدول از هم گسیختگی بتن حدود 10 تا 15 درصد استحکام فشاری بتن است. این عامل متاثر از نسبت مخلوط کردن، سایز و حجم سنگ دانه درشت مورد استفاده در ساختار نمونه است.

در نهایت، می توان از معادله ی زیر برای محاسبه ی مدول از هم گسیختگی استفاده کرد، اما چنانچه این عامل برای طراحی مهم باشد باید از طریق تست در آزمایشگاه بدست آید:

محاسبه ی مدول از هم گسیختگی

معادله 1

محاسبه ی مدول از هم گسیختگی
دستگاه آزمایش مقاومت خمشی بتن

شکل 3 – دستگاه آزمایش مقاومت خمشی بتن و نمونه بتنی (ASTM C78)

حتما بخوانید

آموزش تخصصی تست خمش سه نقطه ای + آموزش کار با دستگاه + ویدیو و تصاویر

آموزش تصویری سنجش استحکام خمشی تسمه با بهترین و دقیق ترین دستگاه تست یونیورسال ایرانی به همراه آموزش کامل نکاتی که برای آزمون خمش سه نقطه ای صحیح به آن نیاز دارید.

کاربردهای آزمایش مقاومت خمشی بتن چیست؟

  • از طریق این آزمون انطباق نمونه با استانداردها مشخص می گردد.

  • این آزمون کاربردی اساسی در طراحی مخلوط بتن دارد.

  • از این آزمون برای ارزیابی بتن در ساختار دال یا کف سازی ها(کف پیاده رو و خیابان) استفاده می شود.

چه عواملی موجب تفاوت در نتایج تست خمش می شود؟

  • آماده سازی نمونه بتنی

  • اندازه نمونه

  • شرایط رطوبت نمونه بتنی

  • عمل آوری نمونه

  • اثرات ناشی از قالب زدن نمونه یا بریدن آن به اندازه ی مورد نیاز

اندازه ی نمونه بتنی برای تست خمش

مطابق با استاندارد ASTM عرض و عمق نمونه هر کدام 150 میلیمتر و طول نمونه نباید حداقل از سه برابر عمق نمونه کمتر باشد.

استاندارد هندی اندازه ی نمونه بتنی را به این صورت تعیین می کند: عرض 150 میلیمتر، عمق 150 میلیمتر و دهانه ی 700 میلیمتر.

همچنین این استاندارد اعلام می کند چنانچه حداکثر اندازه سنگ دانه مورد استفاده بیشتر از 19 میلیمتر نباشد، آنگاه اندازه های 100 میلیمتر برای عرض و عمق، و اندازه ی 500 میلیمتر برای دهانه می تواند استفاده شود.

استاندارد انگلستان سطح مقطع مربعی به ابعاد 100 یا 150 میلیمتر و دهانه در بازه ی 4 تا 5 برابری عمق نمونه را تعیین می کند.

در هر صورت، این استاندارد عرض و عمق 150 میلیمتر، و دهانه ی 750 میلیمتر را برای نمونه ترجیح می دهد.

لوازم مورد نیاز برای آزمایش مقاومت خمشی بتن

  • قالب های فولادی، چدنی، یا دیگر مواد غیر قابل جذب با اندازه ی 150mm × 150mm × 750mm.

  • میله های فشرده سازی بتن(Tamping rods): میله بلند با قطر و طول به ترتیب 16 و 600 میلیمتر، و میله کوچک با قطر و طول به ترتیب 10 و 300 میلیمتر مطابق استاندارد ASTM.

  • دستگاه تست با توانایی اعمال بار با سرعت یکنواخت و بدون ایجاد شوک.

  • بیلچه(چمچه)

  • ماله

  • ترازو با دقت 1 گرم

  • مخلوط کن برقی بتن

  • میز ویبره در صورتیکه برای متراکم کردن بتن در قالب از ویبراسیون استفاده می شود.

آماده سازی نمونه بتنی

  • نسبت های مواد شامل سیمان، ماسه، سنگ دانه و آب را تعیین کنید.

  • مواد را به کمک دست یا با استفاده از ماشین مخلوط کن مناسب، در دسته هایی با اندازه 10 درصد بیشتر از قالب نمونه تستی مخلوط کنید.

  • رکود(اسلامپ) هر دسته بتنی را پس از مخلوط کردن اندازه بگیرید.

  • قالب ها را روی سطح افقی قرار داده و سطح داخل قالب را با استفاده از روغن مناسب، چرب کنید و از روغن کاری بیش از حد بپرهیزید.

  • بتن تازه را در سه لایه درون قالب ها بریزید.

  • هر لایه را با میله ی 16 میلیمتری و با زدن 25 ضربه فشرده سازید، یا قالب را کاملا پر کرده و با استفاده از میز ویبره آن را متراکم کنید.

  • بتن اضافی را از بالای قالب برداشته و بدون وارد آوردن فشار آن را صاف کنید.

  • روی نمونه های داخل قالب ها را پوشانده و به مدت 24ساعت در دمای اتاق نگهداری کنید.

  • دوره ی آزمون 14 روز و 28 روز است و برای هر آزمون 3 نمونه باید آماده شود. (بر اساس استاندارد هندی، نمونه پس از نگهداری 48 ساعته در آب 24 تا 30 درجه سانتی گراد مورد آزمون قرار می گیرد)

حتما بخوانید

آزمایش مقاومت کششی بتن

نحوه آزمایش مقاومت خمشی بتن

  • آزمون باید بلافاصله پس از به عمل آمدن نمونه بر روی آن اجرا گردد تا از خشک شدن سطح نمونه که باعث کاهش استحکام خمشی آن می شود، جلوگیری گردد.

  • نمونه را بر نقاط بارگذاری قرار دهید. سطح تمام کار شده با دست در نمونه نباید در تماس با نقاط بارگذاری باشد. این امر تماس قابل قبول میان نمونه و نقاط بارگذاری را تضمین می کند.

  • سیستم بارگذاری را نسبت به نیروی اعمالی مرکز کنید.

  • سنبه های اعمال نیرو را در نقاط بارگذاری بر سطح نمونه مماس کنید.

  • نیروهای اعمالی بین 2 تا 6 درصد نیروی محاسبه شده ی نهایی باشد.

  • با استفاده از فیلر گیج های 0.1 میلیمتر و 0.38 میلیمتر، مشخص کنید که آیا فاصله بین نمونه و سنبه های اعمال نیرو یا فاصله بین نمونه و تکیه گاه ها بزرگتر یا کوچکتر از فاصله ی گیج ها در طول 25 میلیمتر یا بیشتر است.

  • با استفاده از درزگیرهای چرمی هر گونه شکاف و فاصله ی بزرگتر از 0.10 میلیمتر را حذف کنید (ضخامت 6.4 میلیمتر و بلندای 25 تا 50 میلیمتر) و این امر باید در تمام عرض نمونه صورت گیرد.

  • جهت حذف شکاف های بیشتر از 0.38 میلیمتر باید اندودکاری و سمباده زنی صورت گیرد.

  • به طور یکنواخت و بدون شوک تا رسیدن به نقطه شکست، به نمونه با نرخ ثابت نیرو وارد کنید (استاندارد هندی نرخ بارگذاری را Kg/min 400 برای نمونه 150 میلیمتری، و Kg/min 180 برای نمونه 100 میلیمتری تعیین می کند، بر طبق استاندارد انگلستان نرخ افزایش تنش mm2.s 0.04-/+0.06 است)

  • بر طبق استاندارد ASTM نرخ بارگذاری را می توان با استفاده از معادله ی زیر محاسبه نمود:

نرخ بارگذاری در آزمایش مقاومت خمشی بتن

معادله 2

که در آن :

  • r = نرخ بارگذاری

  • s = نرخ افزایش فیبر اضافی (RATE OF INCREASE OF EXTREME FIBER)

  • b = عرض متوسط نمونه

  • d = عمق متوسط نمونه

  • l = طول دهانه

جهت محاسبه ی عمق و عرض متوسط نمونه، سطح مقطع نمونه ی تستی را در مرکز و دو انتهای نمونه اندازه بگیرید.

محاسبه ی مدول از هم گسیختگی

برای محاسبه ی تخمینی مدول از هم گسیختگی از معادله ی زیر استفاده می شود:

فرمول مدول از هم گسیختگی آزمایش مقاومت خمشی بتن

معادله 3

که در آن نمادها عبارتند از:

  • MR = مدول از هم گسیختگی

  • P = بار اعمالی نهایی نشان داده شده توسط دستگاه تست

  • L = طول دهانه

  • b = متوسط عرض نمونه در شکست

  • d = متوسط عمق نمونه در شکست

جدیدترین و دقیق ترین مدل دستگاه آزمایش مقاومت خمشی بتن را داشته باشید.

بهترین انتخاب دستگاه آزمایش مقاومت خمشی بتن کوپا است چون دستگاه آزمایش مقاومت خمشی بتن کوپا بسیار پیشرفته اما کاربرپسند طراحی و از دقت و قابلیت اعتماد بالایی برخوردار می باشد.

برای مشاهده اطلاعات بیشتر درباره دستگاه آزمایش مقاومت خمشی بتن کوپا کلیک کنید

فروش دستگاه آزمایش مقاومت خمشی بتن

جهت کسب اطلاعات بیشتر، قیمت دستگاه آزمایش مقاومت خمشی بتن و مشاوره کارشناسان کوپا پژوهش آماده پاسخگویی به سوالات شما می باشند.

هم چنین بخوانید:

مراجع:

  • www.koopaco.com
  • www.theconstructor.org