مقاومت فشاری بتن چیست و نحوه آزمایش آن چگونه است؟

بتن یکی از مهم ترین مصالح ساختمانی بوده که نقش بسزایی در استحکام و مقاومت یک بنا دارد. متخصصان معمولا معیارهای متفاوتی برای کیفیت بتن در نظر می گیرند که یکی از مهم ترین آنها میزان مقاومت فشاری بتن است. این معیار معمولا بر روی سایر معیارهای کیفیت بتن نیز تاثیرگذار خواهد بود.

متخصصان براساس روش های متداول اقدام به آزمایش تعیین میزان مقاومت فشاری بتن می کنند. این آزمایش نقش زیادی در تعیین نمره کیفیت بتن دارد. برای بسیاری سوال است که منظور از این مقاومت و آزمایش مربوط به آن چیست؟ با ما در این نوشتار همراه باشید تا به این سوالات پاسخ دهیم.

منظور از مقاومت فشاری بتن چیست؟

به طور کل منظور از مقاومت، میزان مقاومت و توانایی یک جسم در برابر فشاری است که به صورت مستقیم به آن وارد می شود. چنانچه این نیرو بیش از مقاومت جسم مورد نظر باشد، جسم متلاشی خواهد شد. همین موضوع در خصوص مقاومت فشاری بتن نیز صدق خواهد کرد. بتن سازه ای است که میزان مقاومت آن بسیار بالا است. با این حال، این مقاومت در انواع بتن براساس معیارهایی متغیر خواهد بود و برای همه یکسان نیست.

این عوامل شامل برخی فاکتورها از قبیل کیفیت مصالح به کار رفته، نسبت آب به سیمان، نوع و میزان مواد افزودنی، دما و برخی موارد دیگر است. در میان تمام این فاکتورها، نسبت آب به سیمان اهمیت به مراتب بیشتری بر روی میزان مقاومت فشاری بتن خواهد داشت. مقاومت فشاری به اختصار با حرف FC نشان داده می شود و واحد سنجش آن مگاپاسکال است. البته در این خصوص واحدهای دیگری نیز وجود دارد که از جمله آنها می توان به سانتی متر مربع، نیوتن بر اینچ مربع و برخی دیگر اشاره کرد.

یکی دیگر از فاکتورهای مهم در تعیین میزان مقاومت فشاری بتن، عیار سیمان است. منظور از عیار، مقدار سیمان به کار رفته در هر متر مکعب از بتن است. به عنوان مثال، هنگامی که می گوییم بتن با عیار 200 است، به این مفهوم اشاره دارد که در هر متر معکب از بتن، به میزان 200 کیلوگرم سیمان به کار رفته است.

میزان عیار بتن نیز بسته به محل استفاده آن، متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، بتن مورد استفاده در ساخت پی بناها، باید از عیار بالایی برخوردار باشد تا مقاومت کافی را داشته باشد. حال ممکن است در برخی موارد دیگر نیازی به چنین مقاومت فشاری بتن نباشد.

در اینجا لازم است اشاره شود که بتن، انواع دیگری از مقاومت را نیز دارد که از جمله مهم ترین آنها می توان به مقاومت کششی اشاره کرد. این نوع از مقاومت نیز همانند مقاومت فشاری، در خصوص بسیاری از سازه ها یا مصالح ساختمانی دیگر نیز کاربرد دارد. منظور از مقاومت کششی این است که یک جسمبه هنگام کشیدن شدن از طرفین چه میزان تون و مقاومت خواهد داشت. بیشینه مقاومت کششی زمانی خواهد بود که جسم مورد نظر بر اثر فشار وارده، بخواهد منهدم شود.

برای تعیین میزان مقاومت کششی نیز معمولا آزمایشات مختلفی در نظر می گیرند. براساس نظر متخصصان مقاومت کششی بتن معمولا در تضاد با مقاومت فشاری بتن خواهد بود. بتن معمولا دارای مقاومت فشاری بسیار بیشتری نسبت به مقاومت کششی است. البته در برخی از سازه های ساختمانی دیگر مانند سرامیک ها، میزان مقاومت کششی بیشتر از مقاومت فشاری خواهد بود.

حال که به مفهوم مقاومت فشاری بتن اشاره کردیم، بد نیست بدانیم که اندازه گیری و سنجش این مفهوم اهمیت بسیار زیادی در ساختمان سازی دارد. به همین دلیل معمولا مهندسان و متخصصان ساختمان سازی در پروژه های مهم، اقدام به سنجش این مفهوم با استفاده از روش های خاص خود می کنند.

آزمایش مقاومت فشاری بتن دارای مراحل و فرایندهای خاص خود بوده و توسط متخصصان این حوزه انجام می ‍‍ گیرد. ما در ادامه به تعریف و نحوه انجام این آزمایش به زبان ساده می پردازیم.

آزمایش مقاومت فشاری بتن چیست؟

برای انجام آزمایش مورد نظر معمولا دو قالب از بتن های ساخته شده را انتخاب می کنند که یکی از آنها قالب استوانه ای و دیگری قالب مکعبی خواهد بود. مهندسین عمران یا متخصصان سازه بعد از انجام این آزمایش ها تشخیص می دهند که آیا بتن مورد نظر برای ساخت وساز مناسب خواهد بود یا خیر؟

مقاومت فشاری بتن باید چیزی در حدود 15 مگاپاسکال تا 30 مگاپاسکال باشد و اعداد خارج از این محدوده معمولا در رنج غیرنرمالی قرار می گیرند. البته این محدوده معمولا برای ساختمان ها و سازه های معمولی مانند ساختمان های مسکونی است. این در حالی است که این مقدار در سازه های صنعتی مانند سدها معمولا بیشتر بوده و بالاتر از 30 مگاپاسکال خواهد بود.

آزمایش مقاومت فشاری بتن باید در آزمایشگاه های مخصوص و توسط متخصصان مربوطه انجام می گیرد. انجام این آزمایش معمولا از حساسیت بالایی برخوردار بوده و باید با دقت بالایی انجام شود. معمولا متخصصان چندین بار این آزمایش را تکرار می کنند تا از صحت میزان مقاومت فشاری بتن اطمینان حاصل کنند. اما انجام آزمایش مقاومت فشاری بتن نیاز به دستگاه ها، ابزار و وسایل خاص خود دارد که در ادامه به آنها اشاره می کنیم.

دستگاه ها، ابزار و وسایل آزمایش مقاومت فشاری بتن

دستگاه تست مهم ترین وسیله ای است که برای آزمایش مقاومت فشاری بتن به آن نیاز داریم. این دستگاه دارای دو سطح مختف در بالا و پایین بوده که بتن مورد نظر را در میان آن قرار می دهند. لازم به ذکر است که روش های مختلفی برای سنجش مقاومت وجود دارد که یکی از مهم ترین آنها روش ASTM C39 است. البته این روش بیشتر برای نمونه های استوانه ای کاربرد دارد.

یکی دیگر از دستگاه ها و ابزار مورد نیاز برای این کار، سطح باربر صفحات تحت فشار است. علاوه بر این موارد، برای آزمایش مقاومت فشاری بتن، نیاز به چندین نمونه نیز وجود دارد. معمولا باید از سه نمونه مختلف مکعبی و استوانه ای استفاده شود. یکی از معیارهای دیگر در این خصوص سن بتن بوده که باید به آن توجه شود. در ادامه به روش انجام آزمایش مقاومت فشاری بتن اشاره می کنیم.

چگونگی انجام آزمایش مقاومت فشاری بتن

همانگونه که اشاره شد آزمایش مذکور از حساسیت بالایی برخوردار بوده و باید با دقت بالایی انجام گیرد. برای انجام این آزمایش یک سری الزامات وجود دارد که باید آنها را رعایت کرد. در ادامه به مهم ترین این الزامات اشاره خواهیم کرد.

یکی از اولین الزامات آزمایش مقاومت فشاری بتن مربوط به دمای محیط آزمایشگاه است. دمای این محیط به هنگام آزمایش باید دمایی بین 3 تا 27 درجه سانتی گراد باشد. نمونه هایی که انتخاب می شوند باید فاقد رطوبت یا آب باشند. ضمن آنکه بر روی سطوح آنها نباید اجسام دیگر چسبیده باشد.

هنگامی که نمونه مورد نظر در دستگاه قرار می گیرد، نباید بین سطح دستگاه و نمونه جسم یا اشیاء دیگری وجود داشته باشد. حتی باید دقت شود که دانه های شن یا ماسه نیز وجود نداشته باشد. هنگام اعمال فشار بر روی سطح بتن، باید به تغییر شکل آن یا نحوه از هم گسیختگی نمونه توجه شود. علاوه بر موارد فوق، نکات و الزامات دیگری نیز وجود دارد که باید به آنها توجه کرد و متخصصان امر کاملا نسبت به آن آگاه هستند.

جمع بندی و کلام آخر

ما در این مقاله تلاش کردیم نکات مهمی را درباره  مقاومت فشاری بتن برای شما بیان کنیم. ضمنا درباره چگونگی انجام آزمایش مقاومت فشاری بتن و وسایل مورد نیاز آن نیز به شما توضیح دادیم. لازم به ذکر است که روش های دیگری جهت انجام این آزمایش نیز وجود دارد. در خصوص انتخاب روش انجام آزمایش مقاومت فشاری بتن نیاز است که متخصصان و مهندسان عمران تصمیم گیری کنند.