آزمایش مقاومت خمشی بتن چگونه انجام می شود

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 29 آذر ، 1396

در آزمایش مقاومت خمشی بتن، در واقع ما به صورت غیر مستقیم همان مقاومت کششی بتن را اندازه‌گیری می‌کنیم. در این آزمایش، مقاومت بتن در برابر نیروهای عمودی وارد بر آن سنجیده می‌شود. به طور ساده‌تر می‌توان  گفت مقاومت بتن در برابر خم شدن اندازه گیری می‌شود. مقاومت خمشی بتن به عنوان مدول گسیختگی و با یکای مگاپاسکال (MPa) یا psi به دست می‌آید.آزمایش مقاومت خمشی بتن معمولاً با استفاده از روش بار سه نقطه‌ای (ASTM C78) یا روش بار مرکزی (ASTM C293) انجام می‌شود. در شکل‌های پایین در هر کدام این دو روش را به ترتیب می‌بینید. در این مقاله برای توضیح این آزمایش، از روش بار سه نقطه‌ای استفاده می‌کنیم.

روش بار سه نقطه‌ای

آزمایش مقاومت خمشی سه نقطه ای بتن _ کلینیک بتن ایران

روش بار مرکزی

آزمایش مقاومت خمشی بار مرکزی بتن _ کلینیک بتن ایران

ذکر این نکته ضروری است که عدد به دست آمده از طریق روش بار مرکزی، حدود 15 درصد کم‌تر از عدد به دست آمده از روش بار سه نقطه‌ای است. همچنین در آزمایش‌ها مشاهده شده زمانی که میزان بار افزایش پیدا می‌کند، این اختلاف بیشتر می‌شود. به همین آزمایش بار سه نقطه‌ای بیشتر معمول است.درجه گسیختگی یا مقاومت خمشی بتن معمولاً 10 تا 15 درصدِ مقاومت فشاری بتن است. مواد مخلوطی در بتن، کیفیت و اندازه‌ی سنگدانه‌ها از عوامل تاثیرگذار در میزان مقاومت خمشی بتن هستند. از معادله‌ی زیر برای به دست آوردن مقاومت خمشی با داشتن مقاومت فشاری استفاده می‌شود. اما اگر مقدار دقیق آن مورد نیاز باشد، بتن بایستی در آزمایشگاه مورد آزمایش قرار بگیرد. در این معادله، fc مقاومت فشاری و fr مقاومت خمشیِ بتن می‌باشد مقاومت خمشی بتن یکی از مقادیر بسیار مهم است که طراحان سازه برای طراحی قطعاً به مقدار آن احتیاج دارند. عوامل زیادی در مقاومت خمشی بتن تاثیر دارند که از مهم ترین آن‌ها می‌توان به رطوبت هوا در هنگام عمل آوری و شیوه‌ی عمل آوری بتن به طور کلی اشاره کرد. برای آزمایش و به دست آوردن مقدار مقاومت خمشی، به نمونه‌ای مکعب مستطیل احتیاج داریم که در استانداردهای مختلف اندازه‌های مختلفی برای آن ذکر شده است. اما معمول‌ترین اندازه‌ای که استفاده می‌شود و معمولا مورد ترجیح مهندسان عمران است، نمونه‌ای است با اندازه‌ی 150 × 150 × 750 میلی‌متر.آزمایش بایستی بلافاصله پس از خارج کردن بتن از عمل‌آوری صورت بگیرد تا هیچ‌گونه جمع شدگی در سطح بتن رخ ندهد. آزمایش مقاومت خمشی بتن در دستگاه صورت می‌گیرد که تصویر آن را در ذیل مشاهده می‌کنید.

آزمایش مقاومت خمشی بتن _ کلینیک بتن ایران

پس از قرار دادن نمونه در دستگاه، معمولاً در ابتدا بین 2 تا 6 درصد بار نهاییِ محاسبه شده به نمونه وارد می‌شود. سپس بار به مرور افزایش پیدا می‌کند تا نمونه مرز گسیختگی برسد و در نهایت گسیخته شود. در نهایت میزان مقاومت خمشی بتن از فرمول زیر محاسبه می‌شود:

که در این معادله، MR به معنای مدول گسیختگی یا مقاومت خمشی بتن است. P نیروی نهایی است که به نمونه وارد می‌شود. L طول نمونه است. b میانگین عرض نمونه‌ها در نقطه‌ی گسیختگی است. d نیز میانگین عمق گسیختگی در نمونه‌ی بتنی است. این آزمایش معمولاً بر روی چندین نمونه صورت می‌گیرد و اندازه‌ها به صورت میانگین در فرمول قرار داده می‌شود.

6LejitwhAAAAANvn8APaMURvuVWIRBhNqoFP0e9r