۱۱ عامل موثر بر مقاومت فشاری بتن که نباید آن‌ها را نادیده گرفت!

عوامل مؤثر بر مقاومت فشاری بتن

بتن ماده‌ای کامپوزیت است که برای تحمل نیرو و تنش طراحی شده است. هر چه انسجام بتن و یکنواختی آن بیشتر باشد، بتن با کیفیت‌تر است. برای بیان کیفیت بتن، لازم است پارامتری مثل مقاومت بتن تعیین شود. همان‌طور که می‌دانید برای تعیین مقاومت بتن، روش‌های مختلفی وجود دارد که یکی از آنها، تعیین مقاومت فشاری بتن است. در این مقاله از بلاگ رامکا به بررسی عوامل مؤثر بر مقاومت فشاری بتن خواهیم پرداخت. پس در ادامه با ما همراه باشید.

عوامل مؤثر بر مقاومت فشاری بتن

از گذشته تا کنون روش‌های مختلفی برای تعیین مقاومت فشاری بتن وجود داشته است. به طور کلی دو سیستم مخرب و غیرمخرب برای تست مقاومت فشاری بتن وجود دارد. در روش مخرب، نمونه تحت بارگذاری مستقیم قرار گرفته تا شکسته شود، اما در روش غیر مخرب با استفاده از سیستم‌های صوتی و امواج به تخمین مقاومت بتن می‌پردازند. هر چند این روش دقیقاً مقاومت بتن را تعیین نمی‌کند، اما با تعیین تراکم و انسجام بتن، مقاومت بتن تخمین زده می‌شود.

نحوه تست مقاومت فشاری بتن
نحوه تست مقاومت فشاری بتن

برای مقایسه انواع بتن و تأثیر شرایط بر یک نمونه، تمامی نتایج مقاومت به صورت مگاپاسکال یا کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع بیان خواهد شد. در ادامه عوامل مؤثر بر مقاومت فشاری بتن بررسی خواهد شد.

۱) نسبت آب به سیمان و نوع سیمان مصرفی

اگر مصالح مناسب به منظور تولید بتنی با کارایی مطلوب با هم ترکیب شده و بتن تحت شرایط عمل‌آوری مناسب نگهداری شود، مقاومت بتن سخت شده در سن معین، عمدتاً تابعی از نسبت آب به سیمان مخلوط خواهد بود. منحنی واقعی تغییرات مقاومت‌‌ بر حسب نسبت آب به سیمان، به خواص هر یک از اجزای تشکیل‌دهنده، نسبت‌های اختلاط اجزاء، روش‌های مخلوط کردن و جا دادن بتن و روش‌های عمل‌آوری وابسته است.

روابط بین سن و مقاومت فشاری برای بتن بدون حباب هوا ساخته شده با سیمان‌های پُرتلند نوع I وIII. این روابط تقریبی هستند و باید به عنوان راهنما به جای اطلاعات مربوط به مصالح موجود در کارگاه استفاده شوند.
روابط بین سن و مقاومت فشاری برای بتن بدون حباب هوا ساخته شده با سیمان‌های پُرتلند نوع I وIII. این روابط تقریبی هستند و باید به عنوان راهنما به جای اطلاعات مربوط به مصالح موجود در کارگاه استفاده شوند.

نسبت آب به سیمان، باید در کمترین حد ممکن باشد. فلسفه وجود آب در بتن، شرکت در واکنش هیدراسیون است. همچنین بخشی از آب طرح اختلاط، صرف روان کردن بتن می‌شود. آبی که برای افزایش روانی است، در نهایت تبخیر شده و فضای خالی در بتن ایجاد می‌کند. فضای خالی ایجاد شده در بتن، هیچ نیرویی را تحمل نکرده و در کل سبب کاهش مقاومت یک توده بتنی می‌شود.

برای این منظور، کم کردن آب بتن در حد نیاز واکنش با سیمان تنظیم می‌شود و برای تأمین روانی هم از مواد جایگزین، مثل روان کننده بتن به جای آب استفاده می‌شود. بدین‌ترتیب فضای خالی ناشی از تبخیر آب اضافی، درون بتن به وجود نمی‌آید و شاهد کاهش مقاومت نخواهید بود.

روابط بین سن و مقاومت فشاری برای بتن بدون حباب هوا ساخته شده با سیمان‌های پُرتلند نوع I وIII. این روابط تقریبی هستند و باید به عنوان راهنما به جای اطلاعات مربوط به مصالح موجود در کارگاه استفاده شوند.
روابط بین سن و مقاومت فشاری برای بتن بدون حباب هوا ساخته شده با سیمان‌های پُرتلند نوع I وIII. این روابط تقریبی هستند و باید به عنوان راهنما به جای اطلاعات مربوط به مصالح موجود در کارگاه استفاده شوند.

رابطه‌ی مقاومت فشاری و نسبت آب به سیمان برای بتن دارای حباب هوا و ساخته شده با سیمان‌های پرتلند نوع I و III در سنین ۱، ۳، ۲۸ روزه در شکل زیر ارائه شده است. ضمناً جهت در نظر گرفتن تغییرات در مصالح و روش‌های آزمایش در هر مورد، به جای یک منحنی منفرد، نواری از مقادیر ارائه شده است.

بیشتر بخوانید: تغییر مقاومت بتن و دلایل آن

نمودار تأثیر نسبت آب به سیمان بر مقاومت فشاری بتن
نمودار تأثیر نسبت آب به سیمان بر مقاومت فشاری بتن

مقاومت بتن با مصالح، روانی و دانسیته‌ ثابت، با مقدار سیمان مصرفی در مخلوط افزایش می‌یابد تا به مقاومت سیمان یا سنگدانه‌های ضعیف‌تر برسد. اطلاعات شکل زیر، نتایج آزمایشات روی بتن‌های مرطوبِ عمل آمده با اسلامپ یکسان ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلی‌متر و ساخته شده از سنگدانه‌های مشابه شامل ۳۸ درصد ماسه و ۶۲ درصد سنگدانه‌ را ارائه می‌دهد. برای مخلوط‌های کارا با روانی کمتر، منحنی‌های مربوطه بالاتر بوده و برای روانی‌های بیشتر منحنی‌ها پایین‌تر هستند. همچنین استفاده از سیمان‌های مقاومت بالا، منحنی‌ها را به سمت بالا حرکت می‌دهد.

تأثیر مقدار سیمان روی مقاومت بتن. شن و ماسه از 0 تا 37.5 میلی‌متر دانه‌بندی شده‌اند. مدول نرمی ‌مخلوط سنگدانه‌ها برابر با 5.5 است.
تأثیر مقدار سیمان روی مقاومت بتن. شن و ماسه از ۰ تا ۳۷٫۵ میلی‌متر دانه‌بندی شده‌اند. مدول نرمی ‌مخلوط سنگدانه‌ها برابر با ۵٫۵ است.

تأثیر نرمی‌ سیمان (واگنر) که با سطح مخصوص بر حسب سانتی‌متر مربع بر گرم بیان می‌شود، روی مقاومت فشاری بتن طی چهار سن مختلف در شکل زیر نشان داده شده است. سیمان‌های ریزتر به دلیل افزایش مقاومت، بخصوص در سنین اولیه و همچنین افزایش کارایی مطلوب هستند. البته به دلیل مشارکت در ترک‌خوردگی و کاهش مقاومت در مقابل یخ زدن و آب شدن، می‌توانند نامطلوب هم باشند. بر اساس ASTM حداقل نرمی ‌لازم برای سیمان پُرتلند برابر با ۱۶۰ متر مربع بر کیلوگرم (واگنر) و ۲۸۰ متر مربع بر کیلوگرم (بلین) است.

رابطه‌ی بین سطح مخصوص سیمان و مقاومت فشاری بتن
رابطه‌ی بین سطح مخصوص سیمان و مقاومت فشاری بتن

منحنی‌های شکل زیر بر اساس تقسیم‌بندیASTM ، تغییرات مقاومت فشاری بتن را بر حسب سن آن برای پنج نوع سیمان پُرتلند ارائه نموده‌اند. تمام منحنی‌ها تقریباً از سن سه ماهه یکدیگر را قطع می‌کنند. بتن ساخته شده با سیمان زودگیر (تیپ III) در سنین تا سه ماه، مقاومت نسبتاً بالایی دارد، حال آنکه پس از آن، اندکی کمتر از بتن ساخته شده با سیمان معمولی تیپ (I) و به میزان قابل ملاحظه‌ای کمتر از مقاومت بتن ساخته شده با سیمان اصلاح شده (تیپ II) یا کم حرارت (تیپ VI) یا سیمان ضد سولفات (تیپ V) است.

چگونگی توسعه‌ مقاومت بتن ساخته شده با انواع مختلف سیمان
چگونگی توسعه‌ مقاومت بتن ساخته شده با انواع مختلف سیمان

۲) تراکم بتن از عوامل مؤثر در مقاومت فشاری بتن

تراکم یک بتن، نشان از کیفیت بالای آن است. برای رسیدن به تراکم مناسب، بتن باید کارایی مناسب داشته باشد. استفاده از ویبراتور، تراکم بتن را افزایش می‌دهد، زیرا سبب خروج هوای اضافی از بتن می‌شود. به همین سبب نمونه‌های آزمایش مقاومت فشاری نیز بایستی به خوبی متراکم شوند.

۳) اجزای تشکیل دهنده بتن

بتن یک ماده کامپوزیت است. اجزای اصلی این مخلوط، سیمان، آب و سنگدانه هستند. برای بالا بردن و افزایش مقاومت فشاری بتن، استفاده از مصالح با کیفیت بسیار مطلوب است. انتخاب مصالح بهینه و ایده‌آل در هر پروژه متفاوت است؛ برای مثال سیمانی که در سد سازی بهترین انتخاب است، ممکن است در ساخت یک ستون بتنی کاربرد نداشته باشد، چرا که در بتن حجیم کاهش حرارت هیدراسیون موضوع مهمی است.

  • مشخصات سنگدانه

به منظور ساخت بتن‌های با جرم حجمی‌۲۸۸۰ تا ۳۵۲۰ کیلوگرم بر متر مکعب به عنوان محافظ در مقابل اشعه و بتن مورد استفاده به عنوان وزنه‌ی تعادل، از سنگدانه‌های سنگین، مانند: مگنیت، باریت و براده‌های آهن و برای بتن‌های سازه‌ای سبک، قطعات بنایی و پارتئین‌ها با جرم حجمی‌۴۰۰ تا ۱۹۲۰ کیلوگرم بر متر مکعب از سنگدانه‌های سبک، مانند: رس‌ها و شیل‌های منبسط شده، سرباره‌ی منبسط شده، ورمیکولیت، پرلیت، پومیس و ذغال نیم‌سوخته استفاده می‌شود.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی جیپیکس GIPIX

مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی یونیکس UNIX

افزایش زمان حالت خمیری و کارایی ملات سنگ مصنوعی

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی رزیکس RESIX

افزایش آب‌بندی و مقاومت فشاری و خمشی موزاییک پلیمری

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

دیرگیر بتن

دیرگیر بتن لیکو LICO

افزایش زمان گیرش بتن در هوای گرم

مصالح اصلی به کار رفته در بتن معمولی با جرم حجمی‌۲۲۴۰ تا ۲۴۸۰ کیلوگرم بر متر مکعب، ماسه، شن، سنگ شکسته و سرباره‌ی سرد شده در هوا است. معمول‌ترین سنگ شکسته استفاده شده در بتن، گرانیت، بازالت، ماسه سنگ، سنگ آهک و کوارتزیت است.

خواصی از سنگدانه‌ها، از جمله: شکل ذرات، بافت سطحی، حداکثر اندازه، سلامت، دانه‌بندی و عاری از مواد زیان‌آور بودن، روی مقاومت بتن تأثیر می‌گذارند. البته معمولاً تأثیر نوع سنگدانه‌های معمولی با دانه‌بندی و خواص رضایت‌بخش روی مقاومت بتن اندک است، زیرا غالباً سنگدانه‌ها از خمیر سیمان مقاوم‌تر هستند.

تغییرات مقدار سیمان و حداکثر اندازه سنگدانه‌ها برای مقاومت‌های فشاری مختلف. هر نقطه عبارت است از میانگین چهار نمونه استوانه‌ای 900*450 میلی‌متر و دو نمونه‌ی استوانه‌ای 1200*600 میلی‌متر آزمایش شده در سن ۹۰ روز. مقاومت‌ها بر حسب مگاپاسکال بیان شده‌اند.
تغییرات مقدار سیمان و حداکثر اندازه سنگدانه‌ها برای مقاومت‌های فشاری مختلف. هر نقطه عبارت است از میانگین چهار نمونه استوانه‌ای ۹۰۰*۴۵۰ میلی‌متر و دو نمونه‌ی استوانه‌ای ۱۲۰۰*۶۰۰ میلی‌متر آزمایش شده در سن ۹۰ روز. مقاومت‌ها بر حسب مگاپاسکال بیان شده‌اند.

با افزایش حداکثری اندازه‌ی سنگدانه‌ در مخلوط بتن با اسلامپ ثابت، مقادیر سیمان و آب مصرفی بر حسب کیلوگرم در متر مکعب بتن کاهش می‌یابد. تأثیر حداکثر اندازه‌ی سنگدانه‌ روی مقاومت فشاری بتن در شکل بالا نشان داده شده است. منحنی‌ها نشان می‌دهند برای حداقل سیمان، حداکثر اندازه‌ی سنگدانه‌ها اثر عکس روی مقاومت فشاری دارد. همچنین در محدوده‌ی مقاومت‌های پایین، حداکثر اندازه‌ی سنگدانه‌ها کم اهمیت بوده و در محدوده‌ی مقاومت‌های بالا، بتن با حداکثر اندازه‌ی سنگدانه‌ی کوچک‌تر مقاومت بیشتری دارد.

  • کیفیت آب

از لحاظ استاندارد، آب قابل شرب بهترین آب برای ساخت بتن است. در صورت عدم دسترسی به آب شرب، یون مخرب – مثل: کلر و سولفات در آب – شوری آب و PH آب، باید در حد مجاز باشد. لازم به ذکر است آب شور سبب گیرش سریع بتن می‌شود.

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

دیرگیر بتن

دیرگیر بتن لیکو LICO

افزایش زمان گیرش بتن در هوای گرم

دیرگیر بتن

دیرگیر پمپ بتن پامپر PUMPER

ویژه جابجایی پمپ در هوای گرم

استفاده از آب بازیافتی و آب چاه در شرایط رعایت استاندارد امکانپذیر است. در هر صورت کیفیت آب بتن در هنگام اختلاط و عمل‌آوری، نباید فرآیند هیدراسیون سیمان را دچار تخلخل کند. آب دریا به دلیل وجود یون زیاد کلر، برای سازه بتن آرمه مخرب است.

۴) عمل‌آوری بتن

بتن جسمی زنده است، یعنی دائماً در حال رشد و تکاپو است. هر موجود زنده نیاز به رسیدگی و تأمین دارد. نیاز بتن تا رسیدن به حد بالای مقاومت آب است. عمل‌آوری بتن، یعنی فراهم کردن شرایط مناسب برای کسب مقاومت و تکمیل فرآیند هیدراسیون در بتن. عمل‌آوری صحیح بتن، مستلزم تأمین یک میزان رطوبت کافی و دمای مساعد طی سنین اولیه بتن به منظور توسعه‌ی رضایت‌بخش خواص آن است. عدم انجام عمل‌آوری مناسب، افت جدی خواص بالقوه‌ی مطلوب بتن را در پی خواهد داشت.

مرطوب نگه داشتن بتن، از شرایط عمل‌آوری مناسب است.
مرطوب نگه داشتن بتن، از شرایط عمل‌آوری مناسب است.

در مورد عمل‌آوری بتن باید به رده مقاومتی بتن توجه نمود. در رده‌های بالای ۵۰ مگاپاسکال، عمل‌آوری بتن نیاز به شرایط خاصی دارد.

بیشتر بخوانید: انواع مواد و افزودنی عمل‌آوری بتن

  • زمان عمل‌آوری

برای افزایش مقاومت بتن، روند صعودی نسبت به زمان در نظر گرفته می‌شود. این افزایش تا سن ۲۸ روزه برابر ۹۰% و ۹۰ روزه برابر ۹۹%، یعنی تقریباً برابر کل مقاومت یا مقاومت نهایی است. پس ایجاد شرایط مساعد در زمان تکمیل فرآیند هیدراسیون برای کسب مقاومت بیشینه الزامی است.

در آیین‌نامه ACI 301-10 حداقل زمان عمل‌آوری بتن، رسیدن به ۷۰% مقاومت است. معمولاً ۷ روز برای عمل‌آوری اولیه بتن معمولی مقدار مناسبی است. البته زمان عمل‌آوری تحت‌تأثیر دمای هوا یا بتن قرار دارد؛ مثلاً در هوای گرم، بتن زودتر از حالت عادی سفت می‌شود، پس مدت کمتری نیاز به رسیدگی‌های اولیه دارد.

یکی دیگر از عوامل مؤثر در زمان عمل‌آوری، نوع سیمان مصرفی است؛ برای مثال در سیمان تیپ یک، ۷ روز، سیمان تیپ دو ۱۰ روز، تیپ سه ۳ روز و تیپ چهار و پنج ۱۴ روز عمل‌آوری نیاز است.

تأثیر زمان عمل‌آوری بر مقاومت نهایی بتن
تأثیر زمان عمل‌آوری بر مقاومت نهایی بتن

بتن در سنین اولیه به مراقبت شدیدی نیاز دارد. با گذشت زمان و افزایش سن بتن، این مراقبت کاهش یافته و بتن معمولی پس از ۹۰ روز، به مراقبت خاصی نیاز ندارد.

  • رطوبت عمل‌آوری

برای عمل‌آوری بتن، یکی از افزودنی‌های مناسب، افزودنی کیورینگ بتن است. افزودنی کیورینگ بتن از خروج آب درون بتن جلوگیری می‌کند. در واقع این افزودنی یک محفظه بسته برای ایجاد فعل و انفعالات درون بتن ساخته تا از آب موجود در بتن حداکثر استفاده شود.

تأثیر رطوبت در روند عمل‌آوری بتن در اشکال زیر نشان داده شده است. هر دو شکل، بیانگر این واقعیت هستند که مقاومت فشاری با افزایش دوره‌ی زمانی نگهداری مرطوب با شیب کاهشی افزایش می‌یابد و در صورت نگهداری در هوا، توسعه‌ی مقاومت در سنین اولیه متوقف می‌شود.

تأثیر قرار گرفتن در هوا روی مقاومت فشاری بتن مرطوب نگهداری شده
تأثیر قرار گرفتن در هوا روی مقاومت فشاری بتن مرطوب نگهداری شده

شکل بالا که در این قسمت از مقاله ۱۱ عامل مؤثر بر مقاومت فشاری بتن بررسی شده است، نشان می‌دهد در صورت ادامه نیافتن نگهداری مرطوب، مقاومت فشاری در یک دوره زمانی کوتاه افزایش می‌یابد، ولی پس از آن ثابت می‌ماند یا دچار کاهش می‌شود. اما شکل زیر گواه این مطلب است که با سر گرفتن نگهداری مرطوب پس از گذارندن یک دوره‌ی زمانی در هوا، افزایش مقاومت دوباره آغاز می‌شود.

تأثیر عمل‌آوری روی مقاومت فشاری بتن
تأثیر عمل‌آوری روی مقاومت فشاری بتن
  • درجه حرارت عمل‌آوری

بتن برای گیرش نیاز به آرامش دمایی دارد. این آرامش در دمای معمولی و حدود ۲۰ تا ۲۵ درجه سانتی‌گراد رخ می‌دهد. در این وضعیت، روند کسب مقاومت به دلیل تکمیل هیدراسیون در بیشترین حالت ممکن خواهد بود. با افزایش دمای بتن، مقاومت زودتر از حالت عادی کسب شده و در نهایت افت نسبی در مقایسه با شرایط معمولی ایجاد می‌شود.

اثر درجه حرارت روی مقاومت فشاری بتن طی اشکال زیر ارائه شده‌ است. شکل زیر نشان می‌دهد نگهداری بتن در دماهای بالاتر حصول مقاومت‌های بیشتر در سنین اولیه را به دنبال خواهد داشت و مقاومت ۲۸ روزه برای درجه حرارت‌های بالاتر از ۱۳ درجه‌ی سانتی‌گراد با دمای عمل‌آوری نسبت معکوس دارد.

دمای عمل‌آوری ۵ درجه سانتی‌گراد، باعث مقاومت‌های پایین در کلیه سنین خواهد بود، اما سرعت افزایش مقاومت ۲۸ روزه قابل ملاحظه است. شکل زیر اثرات مطلوب طولانی بودن دوره‌ی اولیه‌ی نگهداری مناسب روی مقاومت فشاری بتن را بیان می‌نماید. عمل‌آوری بتن در دمای پایین‌تر از یخ‌زدگی، اثرات زیانبار قابل توجهی خواهد داشت.

تأثیر دمای عمل‌آوری روی مقاومت فشاری بتن
تأثیر دمای عمل‌آوری روی مقاومت فشاری بتن

گرچه بتن سازه‌ای معمولاً تحت عمل‌آوری مرطوب قرار می‌گیرد، ولی محصولات بتنی، غالباً توسط بخار با فشار پایین یا بخار با فشار بالا (اتوکلاو) نیز نگهداری می‌شوند. عمل‌آوری توسط بخار با فشار پایین، معمولاً در شرایط فشار اشباع با دماهای بین ۵۷ و ۹۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. بیشترین سرعت کسب مقاومت و حداقل افت در مقاومت نهایی، بین ۵۵ و ۷۴ درجه سانتی‌گراد حاصل می‌شود.

تأثیر عمل‌آوری توسط بخار در دماهای پایین‌تر از 93 درجه سانتی‌گراد، روی مقاومت فشاری بتن در سنین اولیه
تأثیر عمل‌آوری توسط بخار در دماهای پایین‌تر از ۹۳ درجه سانتی‌گراد، روی مقاومت فشاری بتن در سنین اولیه

عمل‌آوری توسط بخار با فشار بالا، معمولاً در شرایط حداکثر فشار به میزان ۰٫۹۸ تا۱٫۰۵ مگاپاسکال (۱۸۲ تا ۱۸۵ درجه سانتی‌گراد) انجام می‌شود. بتنی که با این روش عمل ‌آورده شده، عرض ۲۴ ساعت حدوداً مقاومتی معادل مقاومت ۲۸ روزه‌ی بتن در شرایط عمل‌آوری مرطوب با عمل‌آوری توسط بخار با فشار پایین خواهد داشت.

۵) شکل سنگدانه‌ها از عوامل مؤثر در مقاومت فشاری بتن

سنگدانه بتن در شکل گرد، شکسته، گوشه‌دار، پهن و دراز هستند. سنگدانه‌های گرد، اصطلاحاً سنگدانه رودخانه‌ای هستند. سنگدانه‌های شکسته، سطح تماس بیشتری دارند و به همین علت، سطح بیشتری برای چسبیدن به ژل سیمان ایجاد می‌کنند.

انواع سنگدانه بتن
انواع سنگدانه بتن

کاپلان در مطالعه تأثیر شکل سنگدانه، متوجه افزایش ۲۲ درصدی مقاومت فشاری نمونه حاوی سنگدانه شکسته نسبت به نمونه گردگوشه شد. برای ساخت بتن پر مقاومت، استفاده از سنگدانه غیرحجیم ممنوع است. همچنین در آیین‌نامه‌ها، استفاده از سنگدانه سوزنی و پولکی به علت افت شدید مقاومت بتن، منع شده است.

۶) حداکثر بعد سنگدانه‌ها

آنچه در این بخش از مقاله ۱۱ عامل مؤثر در مقاومت فشاری بتن لازم است به آن توجه شود، مبحث سنگدانه‌ها است. سنگدانه بتن، شن یا ماسه است. به طور معمول، سنگدانه رد شده از الک ۴٫۷۵ میلی‌متر را ماسه می‌نامند و شن هم حدوداً تا ۳۵ میلی‌متر در بتن مصرف می‌شود. برای استفاده صحیح از سنگدانه در بتن‌های پرمقاومت، باید از آزمایش‌های توصیفی استفاده نمود. برای مثال آزمایش مدول نرمی، یکی از این روش‌هاست. در جدول زیر با تغییر در بزرگ‌ترین اندازه دانه بتن، نسبت آب به سیمان کم شده و به همین دلیل از مقدار ریز دانه نیز باید کاست.

۶۳۳۱٫۵۱۶۸حداکثر اندازه سنگدانه‌ها
۱۴۷۱۶۰۱۶۷۱۹۰آب (کیلوگرم بر مترمکعب)
۲۹۴۳۲۰۳۳۴۳۸۰سیمان (کیلوگرم بر مترمکعب)
۳۸۴۷۵۶۷۴ریزدانه (به درصد)
۰٫۵۱۲۳هوای حبس شده (به درصد)
اندازه بزرگ‌ترین دانه­‌بندی در بتن

طبق نتایج مشاهدات، بیشترین مقاومت بتن، مربوط به اندازه ماکزیمم سنگدانه ۲۵ میلی‌متر است. مقاومت بتن با سنگدانه بزرگ‌تر از ۴۰ میلی‌متر کاهش می‌یابد. در تولید بتن‌‌های با مقاومت بیش از ۶۰ مگاپاسکال، حداکثر بعد سنگدانه باید محدود به ۰٫۸ تا ۱۶ میلی‌متر شود.

بیشتر بخوانید: مشخصات سنگدانه‌های بتن

۷) دانه‌بندی سنگدانه‌ها

محدوده دانه‌بندی مناسب در بتن، به طور دقیق در استانداردها بیان شده است. استفاده از نمودارهای دانه‌بندی و تطابق با نمونه مصرفی در ساخت بتن پرمقاومت الزامی است؛ برای مثال استفاده از سنگدانه با دانه‌بندی پیوسته، بهتر از دانه‌بندی منقطع و گسسته است. در واقع در نمونه سنگدانه، باید تمام همه اندازه‌های لازم وجود داشته باشد.

۸) شرایط آب و هوایی

شرایط آب و هوایی از نظر اهمیت در زمان بتن‌ریزی، به سه حالت سرد، گرم و معمولی تقسیم می‌شود. در حالت عادی، راهکارهای معمول برای افزایش مقاومت وجود دارد. بحث اصلی در هوای خیلی گرم یا خیلی سرد است. در هوای گرم از دست رفتن سریع آب سبب ناقص ماندن واکنش هیدراسیون می‌شود. پس باید در هوای گرم آب مورد نیاز واکنش سیمان تأمین شود. نگه داشتن آب موجود در بتن هم روشی کارآمد است. در هر صورت، هر چه واکنش هیدراسیون روند طبیعی خود را حفظ کند، مقاومت بتن بیشتر می‌شود.

تأمین شرایط بتن‌ریزی در هوای سرد برای افزایش مقاومت بتن
تأمین شرایط بتن‌ریزی در هوای سرد برای افزایش مقاومت بتن

در هوای سرد واکنش هیدراسیون، حتی در حضور آب هم متوقف می‌شود. یک راه جلوگیری از این اتفاق، افزایش دمای بتن و مجموعه بتن‌ریزی است. راه دیگر سرعت بخشیدن به واکنش سیمان با استفاده از مصالح و افزودنی‌های مختلف یا استفاده از سیمان‌های حرارت‌زا است. هدف اصلی در این شرایط، جلوگیری از یخ زدن آب بتن است.

۹) دما از عوامل مؤثر در مقاومت فشاری بتن

 در شرایط آب و هوایی یکسان، با افزایش معینی از دما، سرعت فرآیند هیدراتاسیون افزایش می‌یابد و سبب گیرش سریع بتن می‌شود. تغییرات ناگهانی دما باعث ایجاد شوک حرارتی و ترک خوردن و پوسته شدن بتن می‌شود، به طوری که مقاومت نهایی بتن در دمای بسیار بالا کمتر می‌شود.

۱۰) سرعت بارگذاری

سرعت بارگذاری جک بتن شکن باید استاندارد باشد. نحوه قرار گرفتن نمونه در آن و سرعت بارگذاری دستگاه در تعیین مقاومت نهایی آن مؤثر است. اگر بارگذاری سریع باشد و حالت ضربه پیدا کند، مقاومت اعلام شده بسیار کمتر از مقاومت واقعی نمونه بتن خواهد بود.

استفاده از دستگاه تست مقاومت فشاری با قابلیت تنظیم سرعت بار
استفاده از دستگاه تست مقاومت فشاری با قابلیت تنظیم سرعت بار

۱۱) سن بتن

با حضور رطوبت، مقاومت فشاری بتن در طول زمان افزایش می‌یابد. وایتی طی یکسری آزمایشات که از سال ۱۹۱۰ آغاز شد، نشان داد مقاومت فشاری با سن بتن تا ۵۰ سال افزایش می‌یابد و می‌توان از یک معادله‌ی لگاریتمی ‌برای بیان رابطه‌ی میان آن‌ها استفاده نمود. مخلوط‌های ۱:۲:۴ و ۱:۳:۶ استفاده شده توسط وایتی و ارائه شده در شکل زیر، دارای نسبت‌های وزنی آب به سیمان ۰٫۶۳ و ۰٫۹ بوده‌اند. وایتی معادلات محافظه‌کارانه زیر را پیشنهاد نموده است:

برای مخلوط ۱:۲:۴ D log 8.36+2.45=Se

برای مخلوط ۱:۳:۶ D log 4.66+1.54=Se

در این روابط، Se مقاومت فشاری بر حسب N/mm2 و D سن بتن بر حسب روز می‌باشد. وی همچنین بر اساس فرضیات معین، معادلات را برای تقریب مقاومت بر حسب سن برای مخلوط‌های بتنی مشابه ساخته شده از سیمان نوع I و عمل‌آوری شده در شرایط یکسان پیشنهاد نمود:

برای مخلوط ۱:۲:۴ D log 9.66=Se

برای مخلوط ۱:۳:۶ D log 5.57=Se

 میزان توسعه‌ی مقاومت‌های فشاری، کششی و خمشی برای بتن‌های ساخته شده که با انواع مختلف سنگدانه‌ها و نسبت وزنی آب به سیمان ۰٫۵۳۲ در شرایط عمل‌آوری مرطوب قرار داشته‌اند، در جدول زیر ارائه شده است. مقادیر مربوط به سن ۲۸ روز ۱۰۰% در نظر گرفته شده و مقادیر مربوط به سنین دیگر بر اساس آن به صورت درصد بیان شده‌ است.

نوع آزمایش۳ روزه۷ روزه۲۸ روزه۳ ماهه۱ ساله
فشاری۳۵۵۹۱۰۰۱۳۵۱۶۱
خمشی۵۳۷۱۱۰۰۱۲۶۱۴۳
کششی۴۶۶۸۱۰۰۱۲۱۱۵۰
میزان رشد انواع مقاومت بتن بر در سنین مختلف

در این مقاله تلاش شد ۱۱ عامل مؤثر بر مقاومت فشاری بتن بررسی شود. همچنین فاکتورهایی مثل عمل‌آوری و سنگدانه نیز به طور کامل مورد بررسی قرار گرفت تا اطلاعات به صورت همه‌جانبه در اختیار شما مخاطبان عزیز قرار گیرد. امیدواریم توانسته باشید با مطالعه این مقاله اطلاعات مفیدی را در زمینه مقاومت فشاری بتن و عوامل مؤثر بر آن به دست آورید.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی جیپیکس GIPIX

مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی یونیکس UNIX

افزایش زمان حالت خمیری و کارایی ملات سنگ مصنوعی

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی رزیکس RESIX

افزایش آب‌بندی و مقاومت فشاری و خمشی موزاییک پلیمری

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

دیرگیر بتن

دیرگیر بتن لیکو LICO

افزایش زمان گیرش بتن در هوای گرم

3 دیدگاه برای “۱۱ عامل موثر بر مقاومت فشاری بتن که نباید آن‌ها را نادیده گرفت!

  1. اشتراک‌ها: مقاومت فشاری بتن؛ روش های افزایش مقاومت فشاری بتن کدامند؟! | صنایع شیمی ساختمان رامکا

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

چت واتساپ | مشاوره و خرید افزودنی بتن
چت در واتساپ
سلام! برای چت در WhatsApp پرسنل پشتیبانی که میخواهید با او صحبت کنید را انتخاب کنید
معمولاً در چند دقیقه پاسخ می دهیم