تست مقاومت فشاری بتن یکی از فاکتورهایی است که ایده‌هایی کامل در مورد تمام ویژگی‌های بتن به ما می‌دهد. با انجام این تست می‌توانیم اطمینان داشته باشیم که آیا بتن ریزی و عمل تولید بتن به شکل درستی انجام شده است یا خیر. بطور کلی، مقاومت فشاری بتن و یا استحکام فشاری بتن بین ۱۵ مگا پاسکال (2200 psi) تا ۳۰ مگاپاسکال (4400 psi) تغییر می‌کند و معمولاً در سازه‌های تجاری و صنعتی کمی بالاتر می‌رود.
مقاومت فشاری بتن به عوامل متعددی نظیر نسبت آب به سیمان، مقاومت و استحکام سیمان، کیفیت مواد و مصالح اولیه بتن، کنترل کیفیت در هنگام تولید بتن و مواردی از این قبیل بستگی دارد. تست مقاومت فشاری بتن با کمک مکعب یا سیلندر انجام می‌گیرد که مبنای استاندارد Testing Materials ASTM C39/C39M انجام می‌شود.
پس توصیه می‌کنم که این مطلب را تا انتها با ما همراه باشید که این آزمایش را به طور کامل مورد بررسی قرار دهیم.
تست مقاومت فشاری بتن چیست؟
تست مقاومت فشاری بتن توانایی مصالح و ساختار به کار رفته در تولید بتن کرایه حمل بارهای مختلف در سطح آن بدون هیچگونه ترک خوردگی و انحراف را نشان می‌دهد. مواد مختلف معمولاً تحت فشار تمایل به کاهش اندازه، دست دادن تنش و فشار و همچنین کاهش طول دارند. حال اگر این موارد تحت تأثیر فشار موقعیت و وضعیت فعلی خود را از دست بدهند، به این معنی است که مقاومت فشاری آنها کم است.
تست مقاومت فشاری بتن در توانایی استحکام یک سازه بتنی اهمیت ویژه‌ای دارد. در واقع شما فونداسیون ساختمان یا ستون‌ها را در نظر بگیرید، بارهای متعددی از جهت‌های مختلف به آنها تحمیل می‌شود که ممکن است تحت فشار این بار شکسته و خرد شوند. بنابراین تمامی شرایط طبیعی و استاندارد برای یک بتن معمولی در این آزمایش در نظر گرفته می‌شود تا نمونه آزمایش به بالاترین درصد استحکام خود رسیده در آن تحت آزمایش قرار گیرد.
آماده سازی نمونه برای انجام تست مقاومت فشاری به کمک مکعب بتن
برای انجام آزمایش استحکام فشاری بتن از دو روش استفاده می‌شود که یکی از آنها نمونه مکعبی و روش دوم نمونه سیلندری است. در این مطلب ما روش استفاده از مکعب را انتخاب می‌کنیم. پس لازم است که در ابتدا نمونه مکعبی بتن را آماده سازی کنیم.
آماده سازی نمونه مکعبی بتن
برای این کار نیاز به یک مکعب فلزی دارید که در حالت استاندارد ابعاد آن ۱۵ سانتی متر در ۱۵ سانتی متر در ۱۵ سانتی متر است. البته با یک مکعب به ابعاد ۱۰ سانتی متر هم میتوانید این کار را انجام دهید، اما مکعب ۱۵ سانتیمتر رواج بیشتری دارد. مراحل آماده سازی نمونه مکعبی به شکل زیر است:
- بتن را در حد کامل و به صورت استاندارد مخلوط کنید؛
- سطح داخل مکعب را به طور کامل بشویید و سپس روغن اندود کنید؛
- با یک ابزار خاص تمامی حجم مکعب را با بتن موردنظر پر کنید؛
- با یک وسیله مانند ویبراتور تمامی حباب‌های داخل مکعب را خارج کنید؛
- ۲۴ ساعت به بتن اجازه دهید که به استحکام اولیه برسد و سپس آن را از قالب خارج کنید؛
- پس از خروج بتن از قالب آن را به مدت ۲۸ روز در داخل استخر آب قرار دهید.
بررسی شرایط استاندارد آب و مکعب بتن
برای انجام تست مقاومت فشاری بتن لازم است که شرایط استاندارد و از پیش تعیین شده رعایت شود. در واقع شما باید تمامی فاکتورهای مؤثر بر استحکام بتن را در نظر بگیرید و مطمئن شوید که بتن در یک حالت استاندارد به استحکام صددرصدی خود می‌رسد. پس باید چند کار زیر را انجام دهید:
- همیشه و در همه حال مواظب حجم آب استخر باشید که برای نمونه بتن کافی باشد؛
- هر هفت روز یکبار دمای آب استخر را تنظیم کنید که بین ۲۰ تا ۲۷ درجه سانتیگراد باشد؛
- از تبخیر آب استخر و همچنین از یخ زدن آن جلوگیری کنید؛
- از تأثیر شرایط محیطی مانند بارندگی و سرمای هوا بر نمونه بتن جلوگیری کنید.
چرا یک دوره ۲۸ روزه
شاید این سؤال برای شما پیش آمده باشد که معمولاً بعد از ۴۸ تا ۷۲ ساعت کیفیت بتن مناسب است و حتی می‌توان از آن به عنوان یک بتن محکم یاد کرد. اما چرا این آزمایش باید بعد از ۲۸ روز کامل انجام گیرد و در کمتر از آن نتایج آزمایش صحیح نیستند. برای بررسی این موضوع، لازم است که روند سفت شدن بتن را در یک دوره ۲۸ روزه بررسی کنیم:
- بتن بعد از یک روز به ۱۶ درصد استحکام خود می‌رسد؛
- بتن بعد از سه روز به ۴۰% استحکام خود می‌رسد؛
- بتن بعد از یک هفته به ۶۵ درصد استحکام خود می‌رسد؛
- بتن بعد از دوهفته به ۹۰% استحکام خود می‌رسد؛
- بتن بعد از ۲۸ روز به ۹۹ درصد استحکام خود می‌رسد.
پس این موضوع نشان می‌دهد که طی شدن دوره ۲۸ روزه برای تست مقاومت فشاری بتن اهمیت ویژه‌ای دارد و اکثر کارشناسان بر این موضوع تاکید ویژه‌ای دارند.
انجام آزمایش مقاومت فشاری
انجام تست مقاومت فشاری بتن بسیار راحت است، برای انجام این تست شما به یک دستگاه مخصوص برای اعمال فشار دلخواه و مورد نظر به سطح نمونه مکعبی نیاز دارید. به خاطر داشته باشید که مهمترین نکته در انجام این آزمایش، آماده سازی هر چه سریعتر و استاندارد نمونه مکعبی بتن است. پس کاری که در جریان این آزمایش باید انجام دهید به شکل زیر است:
- آماده سازی دستگاه برای انجام آزمایش و تست کردن آن؛
- خروج نمونه بتن از استخر آب و تمیز کردن آن؛
- انتقال نمونه بتن به محل دستگاه و شروع به اعمال فشار؛
- اعمال فشار تا ۱۴۰ کیلومتر بر هر سانتی متر مربع؛
- ادامه آزمایش تا زمان شکسته شدن و خرد شدن نمونه آزمایش.
در جریان آزمایش باید به خاطر داشته باشید که مساحت سطح هر کدام از مکعب‌های ۱۵ سانتی متری، ۲۲۵ سانتی متر مربع است. این موضوع باید در گزارش نهایی انجام آزمایش آورده شود تا مهندسان بتوانند از آن برای بررسی نتایج استفاده کنند.
اهمیت انجام تست مقاومت فشاری بتن
انجام این آزمایش از جهات مختلفی برای بررسی کیفیت یک سازه و همچنین کیفیت تولید بتن در کارخانه بتن آماده اهمیت دارد. بنابراین این موضوع را می‌توان از دو جهت مختلف بررسی کرد.
کارخانه‌های تولید بتن آماده در جریان تولید هر کدام از محصولات خود، اقدام به نمونه برداری و مکعب نمونه بتن می‌کنند و تمامی شرایط استاندارد را برای آن در نظر می‌گیرد. این نمونه بتن برای طولانی‌مدت حفظ شده و در نهایت در اختیار تیم کنترل کیفیت قرار می‌گیرد. تیم کنترل کیفیت در بررسی این مکعب نتیجه را به گروه تولید گزارش داده و از آنها می‌خواهند که روند فعلی را حفظ کرده یا در آن تغییر ایجاد کنند. این موضوع برای فروش و تعمیر یک بتن آماده با کیفیت به مشتری اهمیت دارد.
دسته دوم پیمانکارهای پروژه‌های بزرگ هستند. مطمئناً برای این پیمانکارها اعتماد به کارخانه بتن آماده در اولویت قرار دارد و سعی می‌کنند که بهترین گزینه ممکن را انتخاب کنند. اما موضوع زمانی برای پیمانکاران سخت می‌شود که مهندسین سازمان مهندسین ناظر از آنها می‌خواهند که کیفیت بتن را نشان دهند. طبیعتاً اعتماد به کارخانه تولید بتن آماده نمی‌تواند موضوع مناسب و قابل درک باشد. به همین دلیل تست مقاومت فشاری بتن بهترین راهکار است. در این حالت پیمانکار در ابتدای کار چند نمونه مکعب بتن آماده می‌کند و در صورت نیاز در اختیار مهندس ناظر و مهندس پروژه قرار می‌دهد.