مقاومت فشاری بتن چیست | اندازه گیری مقاومت بتن

مقاومت فشاری بتن چیست | اندازه گیری مقاومت بتن

 

مقاومت فشاری عبارت است از ظرفیت تحمل یک جسم، مصالح ساختمانی یا سازه در مقابل نیروهای فشاری محوری مستقیم. هنگامی که حد مقاومت فشاری یک ماده فرا می‌رسد، آن ماده منهدم خواهد شد. بتن، ماده‌ای است که دارای مقاومت فشاری بالایی است. برای مثال، بتن به کار رفته در بسیاری از سازه‌های بتنی، توانایی تحمل فشارهای بالای ۵۰ مگاپاسکال را دارد؛ این در حال است که مصالح نرمی همچون ماسه‌سنگ‌های نرم، مقاومت فشاری‌ای د

مقاومت فشاری عبارت است از ظرفیت تحمل یک جسم، مصالح ساختمانی یا سازه در مقابل نیروهای فشاری محوری مستقیم. هنگامی که حد مقاومت فشاری یک ماده فرا می‌رسد، آن ماده منهدم خواهد شد. بتن، ماده‌ای است که دارای مقاومت فشاری بالایی است. برای مثال، بتن به کار رفته در بسیاری از سازه‌های بتنی، توانایی تحمل فشارهای بالای ۵۰ مگاپاسکال را دارد؛ این در حال است که مصالح نرمی همچون ماسه‌سنگ‌های نرم، مقاومت فشاری‌ای در حدود ۵ یا ۱۰ مگاپاسکال دارند. مقاومت فشاری معمولا به وسیله دستگاه آزمایش جهانی (به انگلیسی: Universal Testing Machine)، اندازه‌گیری می‌شود. بزرگی این دستگاه‌ها از اندازهٔ میزهای کوچک تا دستگاه‌هایی با ظرفیت ۵۳MN متغیر است. سنجش میزان مقاومت فشاری، تحت روش‌های آزمایش و شرایط ویژه‌ای است. تاب فشاری به طور معمول در قالب تکنیک‌های استاندارد ویژه‌ای گزارش می‌شوند که می‌تواند در هنگام بهره‌برداری به کار آید و یا ممکن است مورد استفاده قرار نگیرند.

محتویات

• ۱ معرفی
• ۲ مقاومت فشاری
• ۳ تفاوت تنش تئوری با تنش عملی
• ۴ مقایسهٔ مقاومت فشاری و کششی
• ۵ جستارهای وابسته
• ۶ منابع

معرفی

فشار

هنگامی که نمونه‌ای تحت نیروی اعمال‌شده، افزایش طول پیدا کند، نیروی مورد نظر، از نوع کششی است. اما اگر تحت نیروی فشاری، کاهش طول داشته باشد، به این حالت فشار گفته می‌شود.

از منظر اتمی، در حالت کشش، هر یک از مولکول‌ها یا اتم‌ها تمایل دارند که از هم جدا شوند؛ در حالی که در فشار، آنها به هم نزدیک‌تر می‌شوند. از آنجایی که همیشه اتم‌ها در جامدات سعی دارند که به یک حالت متعادل رسیده و با اتم‌های پیرامون خود فاصله مناسب داشته باشند، نیروهایی در کل ماده به‌وجود می‌آیند که در مقابل کشش و فشار مقاومت می‌کنند.

پدیدهٔ غالب در سطح اتمی، مشابه همین است. در مقیاس بزرگتر نیز ویژگی‌های مواد در کشش و فشار کاملا مشابه هم هستند.

تفاوت عمده بین این دو حالت بارگذاری، کرنشی است که برای کشش (مثبت-افزایش طول) و فشار (منفی-کاهش طول) ثبت می‌شود.

دیگر تفاوت عمده، در این است که در کشش، بدنه جسم مورد نظر تمایل به لاغر شدن و در فشار تمایل به افزایش قطر و کمانش دارد.

مقاومت فشاری

بنا به تعریف، مقاومت فشاری برابر است با مقدار تنش فشاری تک محوری، هنگامی که المان مورد نظر کاملا گسیخته می‌شود. میزان مقاومت فشاری، معمولا به وسیله آزمایش فشار و به صورت تجربی به دست می‌آید. دستگاه آزمایش فشار، برای آزمایش کشش نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این تفاوت که به جای اعمال یک بار فشاری تک محوره، بار کششی تک محوره اعمال می‌شود. در آزمایش فشار، نمونه مورد آزمایش (معمولا استوانه‌ای شکل) کوتاه‌تر شده و چاق می‌شود. منحنی تنش-کرنش با استفاده از نتایج آزمایش، به شکل زیر رسم می‌شود:

منحنی تنش-کرنش مهندسی برای یک نمونه معمولی

میزان مقاومت فشاری نمونه، با تنش نقطهٔ قرمز روی منحنی متناظر است. حتی در آزمایش فشار نیز، قسمتی از نمودار به صورت خطی است که بیانگر این است که نمونه مورد آزمایش از قانون هوک تبعیت می‌کند. از این رو، برای قسمت خطی داریم که E نشان‌دهندهٔ مدول یانگ برای فشار است. ناحیه خطی نمودار در نقطه‌ای به نام نقطهٔ تسلیم پایان می‌یابد. بعد از این نقطه، نمونه رفتاری پلاستیکی دارد؛ یعنی به محض برداشتن بار از روی نمونه، به طول و شکل اولیهٔ خود بازنمی‌گردد.

بین تنش تئوری و تنش عملی تفاوت‌هایی وجود دارد. بنا به تعریف اولیه، تنش تک محوره عبارت است از:

 

در اینجا، F = بار اعمال شده (نیوتون) و A = مساحت (مترمربع)

همان گونه که گفته شد، مساحت سطح مقطع نمونه در فشار، دچار تغییر می‌شود. در حقیقت مساحت، تابعی از بار اعمال شده‌است. به عنوان مثال (A = f(F. در واقع، تنش عبارت است از نسبت نیرو به سطح مقطع اولیه (در شروع آزمایش) که به عنوان تنش تئوری شناخته می‌شود:

 

A₀= مساحت اولیه (مترمربع)

کرنش تئوری نیز به این صورت تعریف شده‌است:

 

l= طول کنونی نمونه (متر) و l₀ = طول اولیه نمونه (متر)

در نمودار تنش-کرنش تئوری ، تنش فشاری متناظر است با:

 

 

F^* = مقدار نیرو، درست قبل از انهدام نمونه و l^* = درازای نمونه درست قبل از انهدام

تفاوت تنش تئوری با تنش عملی

پدیدهٔ بشکه‌ای‌شدن

در طراحی مهندسی، اغلب به تنش تئوری رجوع می‌شود. در واقع، تنش عملی متفاوت از تنش تئوری است. بنابر این محاسبه مقاومت فشاری یک المان از طریق معادلات داده شده، نتیجه دقیقی نخواهد داشت. البته این به دلیل این است که در طول زمانی که بار وارد می‌شود، مساحت سطع مقطع A₀، تغییر می‌کند. در واقع سطح مقطع نمونه تابعی از بار وارد شده‌است (A = φ(F.

تفاوت در مقدار نتایج آزمایش با تجربهٔ واقعی فشار، ممکن است از عوامل زیر ناشی شود:

• در فشار، نمونه مورد آزمایش، تمایل به پهن و چاق شدن دارد که این خود عاملی است برای افزایش سطح مقطع.
• در آزمایش فشار، نمونه از طرفین، مهار شده و محکم نگه داشته شده‌است. از این رو نیروی اصطکاکی پدید می‌آید که در مقابل چاق و پهن شدن نمونه مقاومت می‌کند. این بدین معنی است که بخشی از بار اعمال شده در طول آزمایش، باید صرف غلبه بر همین نیروی اصطکاک شود. نتایج حاصل از این آزمایش، مقداری از اندازهٔ واقعی مقاومت فشاری نمونه، متفاوت خواهد بود.

به عنوان نکته پایانی، نیروی اصطکاک ذکر شده، در تمام سطح مقطع نمونه، ثابت نیست. به طوری که در مرکز سطح، مقدار آن بیشینه و در کناره‌های آن دارای مقدار کمینه‌است. بنابراین زمانی که یک نمونه تحت آزمایش فشار به حالت یک بشکه تبدیل می‌شود، به این پدیده بشکه‌ای شدن (به انگلیسی: Barrelling) می‌گویند.

مقایسهٔ مقاومت فشاری و کششی

بتن، نمونه‌ای از ماده‌ای است که مقاومت فشاری بسیار بالایی نسبت به مقاومت کششی دارد. معمولا مقاومت فشاری سرامیک‌ها نیز بیشتر از مقاومت کششی آن‌ها است. در مقابل، مواد کاپوزیتی، دارای مقاومت کششی بیشتری نسبت به مقاومت فشاری هستند. قالب اپوکسی الیاف شیشه‌ای از این نمونه‌است.

مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، سعی نموده است با بهره گیری از کارشناس و تجربیات چندین ساله ، فضایی علمی ، مشاوره و مهندسی در زمینه تکنولوژی های روز ، بازرگانی ، مهندسی و مقالات بتن  جهت دسترسی سریع ، آسان و کاربردی مهندسان ، اساتید ، کارفرمایان، کارخانجات بتن آماده ، کارخانجات بتن پیش ساخته و دانشجویان مرتبط با صنعت بتن فراهم آورد. شما می توانید با انتخاب و کلیک بر هریک از مباحث زیر به شرح موضع و کسب اطلاعات مورد نظر از طریق سایت به روز و کاربردی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران دسترسی یابید :

افزودنی های بتن چیست ، انواع افزودنی های بتن ، لیست قیمت افزودنی های بتن ، روش مصرف افزودنی های بتن ، بتن ریزی در هوای سرد ، بتن ریزی در هوای گرم ، ترمیم بتن ، انواع روش های ترمیم بتن ، ترمیم بتن ترک خورده ، بتن گوگردی ، ترمیم کننده بتن ، چسب بتن چیست ، انواع چسب بتن ، چسب اپوکسی بتن چیست ، چسب های آب بندی بتن ، روان کننده بتن چیست ، انواع فوق روان کننده بتن ، قیمت انواع چسب بتن ، لیست قیمت چسب های بتن ، انواع روش کیورینگ بتن ، مواد کیورینگ بتن ، لیست قیمت کیورینگ بتن ، آب بندی بتن چیست ، انوع روش های آب بندی بتن ، آب بندی بتن به روش تزریق رزین پلی یورتان ، ماستیک پلی یورتان چیست ، لیست قیمت ماستیک های پلی یورتان ، ماستیک های سرد اجرا ، ماستیک های گرم اجرا ، ترمیم بتن یخ زده ، راهنمای طرح اختلاط بتن ،طرح مخلوط بتن چیست ، طرح اختلاط بتن سبک ، کرگیری بتن چیست ، آزمایش التراسونیک بتن ، آزمایش های غیرمخرب بتن ، انواع آزمایش های غیرمخرب بتن ، اسکن میلگرد و آرماتور، کاشت آرماتور در بتن چیست ، آزمایش گالواپالس چیست ، چسب کاشت آرماتور هیلتی ، خمیر کاشت بولت چیست ، لیست قیمت خمیر کاشت آرماتور و بولت ، روش اجرای گروت ریزی ، واتراستاپ بتن چیست ، انواع واتراستاپ بتن ، انتخاب واتراستاپ بتن ، واتراستاپ بنتونیتی ، واتراستاپ های هیدورفیلی چیست ، روش ترمیم بتن های ترک خورده ، سوپر روان کننده بتن ، لیست قیمت واتراستاپ بتن ، رنگ بتن ، بتن خودتراکم ، طرح اختلاط بتن خودتراکم ، بتن غلطکی چیست ، شرکت سیکا ، روش اجرای بتن غلطکی یا RCC ، آزمایش های بتن خود تراکم، روش آب بندی مخازن بتنی ، انواع افزودنی های بتن شرکت فسروک ، مواد افزودنی بتن شرکت آبادگران ،لیست قیمت واتراستاپ های هیدروفیلی ، کف پوش اپوکسی ، فاصله نگهدار یا اسپیسر بتن ، انواع گروت های شرکت آبادگران ، کف پوش پلی یورتان ، میکروسیلیس ، فوق روان کننده بتن ، ژل میکروسیلیس ، میکروسیلیس چیست، لیست قیمت ژل میکروسیلیس ،  اسپیسر بتن چیست ، روغن قالب چیست ، روش مقاوم سازی ساختمان ، مقاوم سازی ساختمان و ساز های بتنی با الیاف FRP ، گروت چیست ، گروت اپوکسی چیست ، لیست قیمت انواع گروت اپوکسی، الیاف پلی پروپیلن چیست ،پرداخت سطح بتن چیست ، بتن حجیم چیست ، روش ساخت بتن حجیم ، ترمیم ترک های بتن ، مقاوم سازی بتن ، خوردگی بتن در سواحل خلیج فارس ، التراسونیک بتن چیست بتن ترمی ، بتن پلیمری چیست،  بتن ریزی زیر تراز آب ، بتن گوگردی ، طرح اختلاط بتن گوگردی ، بتن پلیمری ، آزمایش هافسل بتن چیست ،روش انجام آزمایش پتانسیل خوردگی ، ابرروان کننده بتن چیست ، سوپر روان کننده بتن چیست ، میزان مصرف روان کننده بتن ، روش آب بندی استخر ، اسلامپ بتن چیست ، میزان روانی مجاز بتن ، زمان بازکردن قالب های بتن پس از بتن ریزی ، زمان حمل مجاز بتن ، روش ساخت و اجرای بتن در کارگاه ، عیار بتن چیست ، روش مصرف الیاف بتن PP ، بتن مگر چیست ، پوشش فایبرگلاس چیست ، انواع بتن های خاص ، بتن خاص چیست ، مواد آب بندی بتن ، آب بندی سازه های بتنی ، حداکثر زمان حمل بتن ، قالب لغزنده بتن ، بتن آماده ، گروت ساختمانی ، بتن پیش ساخته، عوامل موثر در کیفیت بتن آماده ، ضدیخ بتن ، انواع ضد یخ بتن ، قالب بندی بتن چیست ، روش قالب بندی بتن ، روش بتن ریزی خاص ، انواع مواد آب بندی سازه های بتنی ، روش های تراکم بتن ، روش های حمل بتن، روش های مقاوم سازی بتن ، مقاوم سازی بتن ، ضوابط پذیرش بتن کم مقاومت ، روش پرداخت سطح بتن ، انواع کف پوش های صنعتی بتن ، پوشش های ضد حریق ، فایرپروف بتن چیست ، فلای اش چیست ، روش اجرای آب بندی استخر ، نانو سیلیس چیست ، روش ترمیم بتن کرمو ، بتن اکسپوز چیست ، روش ساخت بتن اکسپوز ، ترمیم بتن اکسپوز ، افزودنی حباب زا چیست ، افزودنی دیرگیر بتن چیست ، افزودنی زودگیر بتن چیست ، منبسط کننده بتن چیست ، پنترون چیست ، پنکریت چیست ، پوشش نفوذگر چیست ، فایبرگلاس چیست ، پوشش آب بندی الاستومری چیست ، روش آب بندی با پوشش سوپر الاستومری ، درز اجرایی بتن چیست ، لیست قیمت افزودنی های بتن،  ترمیم کننده ویژه بتن، مصالح ترمیم بتن، روان ساز بتن ، جلوگیری از کرمو شدن بتن ،رنگ نمای بتن ، سوپر روان کننده بتن ، حداقل زمان کیورینگ و عمل آوری بتن ،  کیورینگ بتن با بخار ، دلیل جداشدگی بتن ، تست التراسونیک بتن چیست ، لیست قیمت گروت های شرکت فارس ایران ، لیست قیمت انواع گروت ، روش اجرای پوشش ضد حریق یا فایرپروف ،