آزمایش مقاومت کششی بتن چیست و چگونه انجام می شود؟
مقاومت کششی بتن، یکی دیگر از خواص مهم بتن است که مقدار آن بر روی نحوه ایجاد و گسترش ترک بر روی سازه تأثیر مستقیم دارد.
به علاوه، مقاومت کششی بتن بسیار کمتر از مقاومت فشاری آن است. این مسئله به ماهیت شکننده بتن برمی گردد.
بتن در برابر کشش مستقیم مقاومت نمی کند. در نتیجه، تعیین مستقیم مقاومت کششی بتن امکان پذیر نیست.
به طور کلی، دو روش برای اندازه گیری غیر مستقیم مقاومت کششی بتن وجود دارد:
- «آزمایش مقاومت کششی دو نیم کردن» (Splitting Tensile Strength Test) یا اصطلاحا «آزمایش برزیلی» (Brazilian Test).
- «آزمایش مقاومت خمشی» (Flexure Test).
آزمایش برزیلی چیست و چگونه انجام می شود؟
آزمایش برزیلی، شناخته شده ترین آزمایش تعیین غیر مستقیم مقاومت کششی بتن است. این آزمایش بتن در محیط آزمایشگاه، بر روی نمونه های استوانه ای و مطابق با استاندارد 6047 ایران یا ASTM C496 انجام می شود.
تجهیزات مورد نیاز برای اجرای آزمایش برزیلی عبارت هستند از:
- دستگاه آزمایش: این دستگاه باید مطابق استانداردهای آزمایش مقاومت فشاری باشد.
- صفحه تکیه گاهی کمکی: در صورت کو چک تر بودن قطر نمونه از حداقل ارتفاع عمودی محل قرارگیری آن در دستگاه، از صفحه تکیه گاهی کمکی استفاده می شود.
- نوارهای تکیه گاهی: دو نوار تکیه گاهی در بالا و پایین نمونه قرار می گیرند. این نوارها، یک بار مصرف هستند.
فرآیند آماده سازی نمونه های آزمایش برزیلی با استفاده از وسایل زیر انجام می شود:
- قالب فلزی استوانه ای به ضخامت 3 میلی متر، قطر 15 سانتی متر و ارتفاع 30 سانتی متر برای ریختن بتن تازه به درون آن.
- میله کوبشی به قطر 16 میلی متر، طول 60 سانتی متر و دارای حداقل یک سر گرد برای متراکم کردن لایه های نمونه درون قالب.
- حوضچه آب.
پس از آماده سازی وسایل نمونه برداری، باید بتن مورد نظر در قالب فلزی ریخت، آن را به خوبی متراکم کرد و به مدت 28 روز درون حوضچه آب با دمای مناسب (25 تا 29 درجه سانتی گراد) قرار داد.
پس از عمل آمدن بتن، نمونه ها آماده اجرای آزمایش مطابق مراحل زیر می شوند:
- خروج نمونه از آب پس از 7، 28 یا 90 روز.
- تمیز کردن آب از روی نمونه.
- رسم خطوط قطری بر روی دو طرف نمونه به منظور اطمینان از قرارگیری هر دو طرف بر روی یک محور.
- اندازه گیری وزن و ابعاد نمونه.
- تنظیم دستگاه آزمایش.
- قرار دادن نوار تکیه گاهی پایینی.
- قرار دادن نمونه بر روی نوار تکیه گاهی و تنظیم نمونه با کمک خطوط قطری.
- قرار دادن نوار تکیه گاهی بالایی.
- پایین آوردن صفحه اعمال بار دستگاه برای لمس نوار تکیه گاهی بالا.
- اعمال به صورت پیوسته و با نرخی بین 0.7 تا 1.4 مگاپاسکال بر دقیقه.
- کنترل نمونه و نوشتن مقدار بار در لحظه شکست.
پس از تعیین بار شکست نمونه، مقاومت کششی بتن آن از رابطه زیر به دست می آید:
- T: مقاومت کششی دو نیم کردن.
- P: قطر نمونه.
- L: طول نمونه.