سیمان

مقاومت فشاری ملات ماسه و سیمان ، مقدار و روش آزمایش

آزمایش مقاومت فشاری سیمان

مقاومت فشاری سیمان (ملات ماسه و سیمان) ، مقدار و روش آزمایش

آزمایش مقاومت فشاری ملات ماسه و سیمان برای تعیین مقدار مقاومت فشاری ملات نرمال سیمان های متداول مورد استفاده قرار می گیرد. اما این روش آزمایش برای سیمان هایی که زمان گیرش اولیه بسیار کوتاهی دارند (سیمان با گیرش سریع) ، کاربرد ندارد.

این نوع مقاومت مکانیکی سیمان سخت شده یکی از مهم ترین خاصیت های سیمان ، از لحاظ سازه ای می باشد. اگر بخواهیم در اینجا عواملی که مقاومت ملات یا بتن به آنها بستگی دارد را بررسی کنیم، 3 مورد مهم را می توانیم نام ببریم.

  • چسبندگی خمیر سیمان
  • چسبندگی سیمان به سنگدانه ها
  • مقاومت سنگدانه ها

نمونه های مکعبی استاندارد و مکعبی اصلاح شده

نمونه های مکعبی استاندارد و مکعبی اصلاح شده

دو روش متداول و قابل بررسی برای آزمایش مقاومت فشاری سیمان عبارت اند از : آزمایش با نمونه های مکعبی استاندارد به ضلع 5 سانتی متر (مطابق با استاندارد ASTM C109) و آزمایش با استفاده از نمونه منشوری (قالب مکعب مسطیل) به ابعاد 160*40*40 (مطابق استاندارد ملی ایران و ASTM C349) که در این روش بعد از قرار دادن نمونه های مکعب مستطیل تحت بار خمشی و شکستن آنها، با استفاده از همان نمونه های شکسته شده آزمایش مقاومت فشاری را انجام می دهند. به همین دلیل روش دوم را با عنوان روش نمونه های مکعبی اصلاح شده نام گذاری می کنند.

مقاومت فشاری ملات سیمان اندازه گیری شده بر روی مکعب های اصلاح شده ، به طور مستقیم قابل مقایسه با مقاومت مکعب استاندارد نخواهد بود.

محاسبه مقدار مقاومت فشاری

محاسبه مقدار مقاومت فشاری برای زمانی است که می خواهید بدانید، مقاومت فشاری ملات ماسه سیمان چقدر است؟ مقاومت فشاری (Sc) اصلاح شده از روابط زیر بدست می آید.

فرمول مقاومت فشاری مکعب اصلاح شده

که در ابن روابط F حداکثر بار وارده بر حسب پوند یا نیوتون می باشد.

آزمایش سیمان خالص یا ملات ماسه سیمان؟

جالب است بدانیم که به دلیل مشکلات متعددی که نتایج مختلفی از آزمایش بر روی نمونه خالص سیمان تاکنون بدست آمده است. امروزه در تمامی آیین نامه های معتبر دنیا از ملات ماسه سیمان و یا بتن با شرایط مشخص و دقیق برای تعیین مقاومت فشاری سیمان به کار می رود.

آزمایش استاندارد ملات ماسه سیمان

آیین نامه استاندارد ایران و استاندارد اروپایی EN اندازه گیری مقاومت فشاری و خمشی سیمان را براساس اندازه گیری تاب (تحمل) فشاری و خمشی با نمونه های منشوری به ابعاد 160*40*40 میلی متر توصیه نموده است.

آیین نامه BS نمونه های مکعبی به ضلع 70.7 میلی متر را مورد قبول قرار داده است. و مطابق آیین نامه ASTM C 109 تعیین مقاومت فشاری ملات های مکعبی شکل به ابعاد 50 میلی متر یا 2 اینچ توصیه شده است.

مقادیر نمونه های آزمایش و اجزای مخلوط خمیری مطابق استاندارد ایران و استاندارد های بین المللی به شرح زیر است.

نوع مقادیر توصیه شده استاندارد ملی ایران
سیمان به مقدار یک قسمت وزنی
ماسه استاندارد سه قسمت وزنی
آب نصف قسمت وزنی

(یعنی نسبت آب به سیمان برابر با 0.5) است.

استاندارد EN همین نسبت ها را تایید می کند. اما استاندارد BS مقدار نسبت آب به سیمان برای نمونه ها را 0.4 توصیه نموده است. و استاندارد ASTM C109  مقدار نسبت آب به سیمان را 0.485 و برای مقدار ماسه استاندارد دانه بندی شده مقدار 2.75 قسمت وزنی توصیه نموده است.

پس از انتخاب مصالح به کمک هم زن مکانیکی مواد را با هم مخلوط کرده و با دستگاه تراکم متراکم می نمایند.

بعد از قالب گیری نمونه ها ، آنها را در محیط مرطوب به مدت 24 ساعت قرار می دهند. و بعد از آن نمونه ها را از قالب خارج کرده و در ظرف آب با دمای ثابت تا رسیدن به زمان آزمایش قرار می دهند. سپس هر کدام از نمونه ها بعد از اینکه تحت نیروی خمشی به دو قسمت شکسته شدند هر کدام از نیمه ها را تحت نیروی فشاری جهت تعیین میزان مقاومت فشاری قرار می دهند.

وسایل آزمایش

استاندارد ملی ایران شرایط و وسایل آزمایش ملات ماسه سیمان را مشخص نموده است. که ما در اینجا به شرح خلاصه ای از مهم ترین موارد آن اشاره می کنیم.

دستگاه مخلوط کن که مطابق توصیه استاندارد کاسه تیغه مخلوط کن باید از جنس فولاد ضد زنگ و ظرفیت آن حدود 5 لیتر که شامل دو حرکت وضعی و دورانی است، باشد.

قالب نمونه (قالب سیمان) که شامل سه خانه (قسمت) افقی می باشد. به طوری که سه آزمونه (نمونه) منشوری به ابعاد 160*40*40 می تواند به طور همزمان آماده نماید. مطابق توصیه آیین نامه ناهمواری کلیه سطوح داخلی نباید بیشتر از 0.03 میلی متر باشد.

قالب سیمان

(خرید قالب سیمان از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی آزمان)

قالب سیمان

(خرید قالب سیمان از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی آزمان)

برای پخش و هم سطح کردن مخلوط سیمان دو عدد پخش کننده و یک خط کش سرزن لازم است به کار رود.

دستگاه تراکم که این دستگاه به صورت ضربه زن عمل می کند. و در واقع میز کار از طریق یک قطعه می تواند از ارتفاع حدود 15 میلی متر سقوط کند. که مطابق استاندارد این دستگاه در این آزمایش باید دقیقا روی 60 ضربه تنظیم شود.

روش آزمایش مقاومت فشاری ملات ماسه سیمان

آزمایش ملات ماسه سیمان

روش آزمایش مقاومت فشاری ملات ماسه سیمان بستگی به این دارد که آزمایش روی نمونه های مکعبی اصلاح شده (نمونه های مکعب مستطیل شکسته شده) و یا نمونه های مکعبی استاندارد انجام شود. تصویر بالا نمونه مکعبی اصلاح شده را قبل از شکسته شدن و بعد از آن نمایش می دهد.

آزمایش فشاری بر روی هر یک از نیمه های منشور با اعمال بار از طرف وجوه در تماس با قالب توسط دستگاه جک ملات شکن انجام می گیرد.

جک ملات شکن

(خرید جک ملات شکن از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی آزمان)

اگر افزایش بار با دست تنظیم می شود ، باید دقت شود تا سرعت اعمال بار در نزدیکی بار گسیختگی کاهش یابد زیرا این امر تاثیر زیادی در نتایج بدست آمده دارد.

مقاومت فشاری (نمونه های مکعبی اصلاح شده) بر حسب مگاپاسکال از رابطه زیر محاسبه می شود.

فرمول محاسبه مقاومت فشاری سیمان

که در این رابطه Rc برابر است با مقاومت فشاری بر حسب مگاپاسکال

Fc که  برابر است با بیشینه نیرو در هنگام شکست بر حسب نیوتون

عدد 1600 در مخرج رابطه سطح تماس فک بارگذاری یا سطح صفحات کمکی  به ابعاد 40*40 میلی متر مربع می باشد.

در نهایت لازم است که میانگین عددی نتایج بدست آمده را برای مقاومت فشاری محاسبه کنیم.

در صورتی که هر یک از 6 نتیجه بیش از 10± درصد نسبت به میانگین بدست آمده، تفاوت داشته باشد. این نتیجه را حذف و میانگین 5 نتیجه باقی مانده را محاسبه و منظور می نماییم.

در صورتی که یکی از این 5 نتایج بیشتر از 10± درصد با میانگین عددی اختلاف داشته باشد ، کلیه نتایج حذف و آزمون باید مجددا تکرار شود.

حداقل مقاومت فشاری چقدر باید باشد؟

حداقل مقاومت فشاری برای مقاومت سیمان مطابق الزامات BS

مطابق این استاندارد آزمایش مقاومت سیمان به دو روش آزمایش ملات و بتن قابل انجام است و حداقل مقاومت فشاری مطابق این استاندارد به شرح زیر است.

روش آزمایش آزمایش ملات

Mpa

آزمایش ملات

Mpa

آزمایش بتن

Mpa

آزمایش بتن

Mpa

عمر بر حسب روز برای پرتلند معمولی برای پرتلند زود سخت شونده برای پرتلند معمولی برای پرتلند زود سخت شونده
3 23 29 13 18
28 41 46 29 33

 

مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، مقادیر مجاز برای مقاومت فشاری سیمان مطابق جدول مشخصات مکانیکی الزامی سیمان های پرتلند (جدول زیر) می باشد.

جدول حد مجاز مقاومت فشاری نمونه سیمان

منابع

ASTM C109

ASTM C349

استاندارد ملی ایران

مبحث نهم مقررات ملی ساختمان

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.