تعیین مدول الاستیسیته بتن

مدول الاسیتسیته نسبت تنش به کرنش می‌باشد. قسمت ابتدای منحنی تنش- کرنش بتن برخلاف بیشتر فلزات، دارای قسمتی به صورت «خط مستقیم» واقعی نمی‌باشد، اگرچه در بسیاری از بتن‌های جدید منحنی خیلی به خط مستقیم نزدیک است. لذا چون قسمت مستقیم الخط واقعی وجود ندارد، حد خطی واقعی نیر مشخص نیست و مدول در هر تنش انتخابی متفاوت خواهد بود.

سه روش برای نشان دادن و محاسبه مدول الاسیتسیته پیشنهاد شده است. این سه روش به نام‌های مدول وتری[۱] ، مدول اسکانت[۲] و مدول مماسی[۳] خوانده می‌شوند. در این بین مدول وتری بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

استاندارد ASTM C469 مراحل تعیین این مدول‌ها را بیان می‌کند. این روش معمولاً شامل اندازه‌گیری کرنش به ازای بارهای مختلف و رسم منحنی تنش-کرنش براساس این اطلاعات می‌باشد. اندازه‌گیری کرنش با بستن دو حلقه فلزی روی نمونه‌ استوانه‌ای mm300´ mm 150 انجام می‌شود. این حلقه‌ها نزدیک دو انتهای نمونه و با فاصله کمتر از mm200 از یکدیگر بسته می‌شوند. روش اندازه‌گیری کرنش در شکل زیر نشان داده شده است.

جابه‌جایی حلقه‌ها به وسیله اندازه‌گیر مدرج اندازه‌گیری می‌شود و کرنش از تقسیم جابه‌جایی کل اندازه‌گیری شده بر طول اندازه‌گیر، محاسبه می‌شود. گاهی اوقات برای اندازه‌گیری از کرنش‌سنج‌های الکتریکی به طول حداقل mm150 به جای حلقه‌ها و اندازه‌گیر مدرج، استفاده می‌شود.

مدول وتری شیب خط راستی است که از نقطه متناظر با کرنش mm/mm 50 منحنی آغاز می‌شود و به نقطۀ تنش انتخابی وصل می‌گردد. استاندارد ASTM C469 توصیه می‌کند که مدول وتری در نقطۀ متناظر ۴۰% مقاومت نهایی محاسبه شود. شکل زیر روش تعیین مدول وتری در تنشMPa 11.2 را نشان می‌دهد:

که در آن:

E= مدول الاستیسیته وتری ((MPa

S2= تنش متناظر حداکثر بار اعمالی (MPa)

S1= تنش متناظر کرنش طولی mm/mm 50 (MPa)

 = کرنش طولی حاصل از تنش S2

بیشتر بخوانید  آزمایش های کارگاهی بتن | تعیین توده ویژه سنگدانه‌های سبک سازه‌ای

گاهی اوقات در متون مهندسی مدول سکانت و مدول مماسی تحت یک عنوان بیان می‌شوند. مدول سکانت شبیه مدول وتری است با این تفاوت که آن شیب خطی است که از مبدأ آغاز می‌شود و به هر نقطۀ دلخواه روی منحنی وصل می‌شود. مدول مماسی شیب خط مماس بر هر نقطه دلخواه از منحنی می‌باشد.

روش انجام آزمایش تعیین مدول الاستیسیته استاتیکی.
روش انجام آزمایش تعیین مدول الاستیسیته استاتیکی.

 

روش تعیین مدول الاستیسیته از روی منحنی تنش-کرنش.
روش تعیین مدول الاستیسیته از روی منحنی تنش-کرنش.

 

عموماً با افزایش سن بتن، مدول الاستیسیته مانند مقاومت بتن افزایش می‌یابد. اگرچه مدول الاسیتسیته بتن دقیقاً با مقاومت آن متناسب نیست، لیکن بتن‌های با مقاومت بالاتر مدول الاسیتسیته بزرگتری دارند.

آیین‌نامه ساختمانی ACI این مطلب را تصدیق می‌کند. جهت انجام آزمایش‌های متداول بتن نیازی به تعیین مدول الاسیتسیته نمی‌باشد لیکن در بعضی مطالعات خاص، تعیین مدول الاسیتسیته بتن ضروری است.

مدول الاسیتسیته را همچنین می‌توان با استفاده از رابطه قراردادی زیر در هر تنش دلخواهی محاسبه نمود، اگرچه معمولاً در ۴۰ درصد مقاومت نهایی محاسبه می‌شود.

 

[۱] – Chord modulus

[۲] – Secand modulus

[۳] – Tangent modulua

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Share via
Copy link
Powered by Social Snap