تحقیق رایگان درباره آزمايش، ميباشد.، استاندارد، ASTM

دانلود پایان نامه ارشد

5 برابر مدول ارتجاعي بتن است) و انبساط جانبي خيلي كمتري (ضريب پواسون فولاد در حدود 2 برابر ضريب پواسون بتن است) ميباشند، بوجود ميآيد. درجه اعمال محدوديت توسط صفحات روي مقطع بتن، بستگي به ميزان اصطكاك در سطح تماس بتن و صفحات فولادي و فاصله مقطع از سطوح انتهايي نمونه دارد. در نتيجه علاوه بر فشار تك محوري، تنش برشي جانبي هم وجود دارد، كه اثر آن افزايش ظاهري مقاومت فشاري بتن ميباشد [3].
نيروي برشي به وجود آمده، هرچه به سمت مرکز نمونه بتني پيش ميرود، کمتر ميشود، اما از بين نميرود. به همين سبب در نمونه بتني، در کنارهها، ترکهاي قائم و مجزا نمايان ميشود و تنها يک مغزه تقريباً سالم از نمونه برجا ميماند. چنانچه صفحههاي فولادي، صلبيت کافي براي اين آزمايش نداشته باشند، نمونه بتني با حالت انفجاري، و با شکلي غير از آنچه که توضيح داده شد، شکسته ميشود که تصاوير آن در شکلهاي 3-13، 3-14، 3-15 و 3-16 قابل رويت ميباشند.

شکل 3– 13- نحوه شکسته شدن صحيح بتن در آزمايش مقاومت فشاري [71]

شکل 3– 14- نحوه شکسته شدن ناصحيح بتن در آزمايش مقاومت فشاري [71]

شکل 3-15- شکسته شدن صحيح نمونه فشاري مکعبي در تست مقاومت فشاري

شکل 3–16- شکست نمونههاي مردود مقاومت فشاري [71]

3-14-2- مقاومت كششي بتن
مقاومت کششي بتن يکي از مقاومتهاي مکانيکي مهم و موثر بتن ميباشد. اين مقاومت از لحاظ تئوريکي 10 تا 8 برابر کمتر از مقاومت فشاري بتن ميباشد و اين به معني وجود رابطهاي منطقي بين اين دو مقاومت ميباشد. اين رابطه هرچند يک رابطه مستقيم نميباشد، اما به طور کلي افزايش مقاومت فشاري، سبب افزايش مقاومت کششي ميشود. هر چند عوامل ديگري وجود دارند كه رابطه بين دو مقاومت را تحت تأثير قرار ميدهند، كه اصليترين آنها روش آزمايش بتن در كشش، اندازه نمونه، بافت سطحي درشتدانه و وضعيت رطوبتي بتن ميباشد [62]. در مورد بتن سبک، جنس سبکدانه به کار رفته در بتن، يکي از عوامل مهم در تبيين رابطه بين اين دو مقاومت ميباشد [75]. براي تعيين مقاومت كششي نمونهها از آزمايشهاي مختلف استفاده ميگردد، در حالي كه آزمايش مقاومت فشاري تقريباً استاندارد شده است. آزمايش کشش مستقيم بتن، به علت دشواري نگهداري نمونه در گيره و اعمال بار در راستاي محوري، از لحاظ اجرا دشوار بوده و آزمايش کشش غير مستقيم توسط استاندارد ASTM C496[74] پيشنهاد شدهاند.
آزمايش کشش دو نيم شدن يا روش برزيلي، يکي از اين آزمايشهاي کشش غير مستقيم ميباشد. براي انجام اين آزمايش(Splitting Test) يك استوانه بتني mm 300 ×mm 150 از نوعي كه براي آزمايشهاي فشاري استفاده ميشود، روي محور افقي بين صفحات ماشين آزمايش قرار ميگيرد، بطوريكه فشار در طول قطري از استوانه كه بطور قائم قرار دارد وارد ميشود. به اين ترتيب يك تنش كششي تقريباً يكنواخت در جهت عمود بر سطح بار بوجود ميآيد. بار با سرعت ثابتي اعمال ميگردد، بنحوي كه تنش كششي طبق 71 – 496 ASTM C [74] بين MPa/s011/0 تا MPa/s023/0 قرار بگيرد. سپس مقاومت كششي دو نيم شدن با دقت MPa/s05/0 از رابطه 3-4 محاسبه ميشود.
(3-4) ft = 2P/(πLd) (N/mm2)
كه در آن ft تنش كششي ناشي از دو نيم شدن، p ماكزيمم نيروي وارده برحسب نيوتن، d قطر استوانه برحسب ميليمتر و L طول استوانه برحسب ميليمتر ميباشد [74]. شکل 3-17 و 3-18 نمونه و نحوه آزمايش را نشان ميدهند.

شکل 3-17- نمونه کششي بتن

شکل 3–18- آزمايش مقاومت کششي غيرمستقيم

قالبهاي بهکار رفته براي تست کششي، قالبهاي استوانهاي با قطر cm 15 و ارتفاع cm 30 ميباشند. اين قالبها نيز از جنس چدن ميباشند و قبل از استفاده بايد با روغن چرب شود. اين نمونهها نيز مانند نمونههاي فشاري، پس از h 24 از قالب خارج شده و تا زمان آزمايش در آب با دماي C ○ 19 تا C ○ 21 نگهداري ميشود.
3-14-3- مقاومت خمشي بتن
مقاومت خمشي بتن، يکي ديگر از مقاومتهاي حائز اهميت براي بتن ميباشد. اين آزمايش نيز مانند ساير آزمايشهاي مکانيکي بتن در استاندارد ASTM ذکر شده است. در اين استاندارد، دو استاندارد ASTM C78 و ASTM C293 [42] به اين آزمايش اختصاص يافتهاند. اين آزمايش به دو صورت انجام ميگيرد. ASTM C293 استاندارد تست خمش با يک نقطه بارگذاري در وسط تير، و ASTM C78 [9] استاندارد مربوط به تست خمش با چهار نقطه بارگذاري ميباشد. شکل 3-19،3-20 و 3-21 اين آزمايشها را نشان ميدهند. آزمايش صورت گرفته در اين تحقيق، آزمايش تست خمش با يک نقطه بارگذاري در وسط دهانه، تحت استاندارد ASTM C293 [42] ميباشد. يکي از اهداف اين تست، بدست آوردن مدول گسيختگي بتن ميباشد. ميزان مقاومت خمشي حاصل شده در اين آزمايش، به ابعاد نمونه و نوع عملآوري نمونه بستگي دارد. اين تست مقاومت خمشي بالاتر از نتيجه حاصل شده از تست ASTM C78 [9] ميدهد. براي نمونه به کار رفته در اين تست، بايد فاصله بين دو تکيهگاه 3 برابر عمق تير بوده، و تير به کار رفته بايد داراي قائده مربعي بوده و راستگوشه باشد. نمونه به کار رفته در اين آزمايش، داراي ابعاد cm10× cm10×cm 40 ميباشد که فاصله بين دو تکيهگاه، با احتساب سه برابر عمق تير، cm 30 ميباشد. نحوه اعمال بار بايد به گونهاي باشد که سرعت افزايش تنش در شديدترين و دورترين تار تنشي،MPa/min 9/0 تا MPa/min 2/1 باشد. پس سرعت بارگذاري دستگاه بايد برابر روابط 3-5 و 3-6 باشد.
r=(2sbd^2)/3L (MN/min) (ASTM C293) (3-5)

r=(sbd^2)/L (MN/min) (ASTM C293) (3-6)
که در آن:
r= سرعت (نرخ) بارگذاري (MN/min)
s= نرخ افزايش تنش در دورترين تار تنشي (MPa/min)
b= ميانگين عرض تير (mm)
d= ميانگين عمق تير (mm)
L= فاصله دو تکيهگاه (mm)
براي محاسبه مدول گسيختگي تير، پس از شکسته شدن تير، از يکي از سطوح شکسته شده استفاده ميکنيم. براي اندازهگيري هر بعد از ابعاد سطح شکسته شده، دو اندازهگيري در هر يک از لبهها و يک اندازهگيري در وسط سطح شکسته شده صورت ميگيرد و ميانگين اين سه اندازهگيري به عنوان طول بعد مورد نظر در نظر گرفته ميشود.
مدول گسيختگي تير شکسته شده مطابق روابط 3-7 و 3-8 برابر است با:

R=3PL/(2bd^2 ) (MPa) (ASTM C293) (3-7)
R=PL/(bd^2 ) (MPa) (ASTM C78) (3-8)

که در آن:
R= مدول گسيختگي MPa))
P= حداکثر نيروي وارد شده توسط دستگاه (N)
L= طول دهانه (mm)
b= ميانگين عرض مقطع شکسته (mm)
d= ميانگين عمق مقطع شکسته (mm)

شکل 3–19- مقاومت خمشي بتن با يک نقطه بارگذاري در وسط تير [42]

شکل 3–20- مقاومت خمشي بتن با چهار نقطه بارگذاري [42]

شکل 3–21- مقاومت خمشي بتن با يک و دو نقطه بارگذاري در وسط تير، استانداردهاي مختلف [42]
3-14-4- آزمايش حرارتي بتن
يکي از پيشآمدهاي غيرمترقبه براي بتن، آتشسوزي و قرارگيري بتن در معرض حرارت ميباشد. بتنخودمتراکم نيز به عنوان نوع خاصي از بتن، با اين مسئله روبرو و مقاومت و عملکرد اين بتن در برابر حرارت مطرح ميباشد. براي بتنخودمتراکم به علت نسبت آب به سيمان بالاتر نسبت به بتن معمولي و درصد هواي کمتر آن، به علت تراکم بالايش، نسبت به بتن معمولي، مسئله مقاومت و عملکرد حرارتي، حساستر خواهد بود. در کشورهاي مختلف جهان، با توجه به رويکردي که به مقاومت بتن در برابر حرارت دارند، آييننامههاي مختلفي تهيه و تنظيم شده است. مهمترين اين آييننامهها عبارتند از: ASTME 119, ISO 834, EN 1363-1, UL 1709 RWS و آييننامههاي مشابه. در شکل 3-22 نمودارهاي استاندارد زمان-دماي اين آييننامهها قابل ملاحظه ميباشد.

شکل 3-22- منحنيهاي مختلف زمان- دما در استانداردهاي مختلف [76]

آزمايشهاي استاندارد آتش، براي محاسبه عملکرد مصالح، ساختمانها و سازهها در برابر آتش استفاده ميشوند [76]. در برخي از استانداردها، ميزان درجه حرارت و سرعت افزايش حرارت، بر اساس موارد تجربي، به 3 دسته تقسيم ميشود:
1- منحني زمان دماي استاندارد براي ساختمان (منحنيهاي شکل 3-22)
2- آزمايش آتش پتروشيميايي7
3- آزمايش حرارت تونل (استانداردهايي مثل RWS)
در شکل 3-23، تست استاندارد ISO 834[85] و آزمايش آتش تونل و پتروشيميايي قابل مشاهده و مقايسه ميباشد [76].

شکل 3-23- انواع منحنيهاي زمان- دما [76]
3-14-4-1- اثر دماي بالا بر مصالح
بعد از حمله 11سپتامبر به برجهاي تجارت جهاني، تمايل به طراحي سازههاي مقاوم در برابر حرارت، افزايش يافت [77]. مقاومت يک سازه در برابر آتش سوزي به جنس و رفتار مصالح مورد مصرف در حين حريق بستگي زيادي دارد. هر عضو از اعضاي ساختمان بر اين مبنا ارزيابي ميشود که تا چه حد و چه مدت ميتواند در برابر آتش مقاومت کند. موادي مانند شيشه، گچ، فلز و … جزء موادي هستند که مقاومت خوبي از خود نشان نميدهند. در بسياري از کشورها مصالح ساختماني مورد استفاده در ساختمانها جهت بررسي رفتارشان در زمان حريق تست ميشوند و بر اساس نتايج آزمايش دسته بندي ميشوند.
در اين آزمايشها موارد زير اندزهگيري ميشوند [3].
مقدار انرژي که ماده به حريق ميدهد.
اشتعال زايي
ميزان گسترش دودگاز در زمان حريق
ميزان توليد گدازه
در استاندارد DIN [95] مواد به دو گروه عمده A,B تقسيم ميشوند. در گروه A موادي قرار ميگيرند که مشتعل نميشوند و در گروه B موادي قرار ميگيرند که مشتعل ميشوند. هر کدام از اين گروهها به زير گروههاي ديگر هم تقسيم ميشوند که عبارتند از A1 ,A2- .B1 ,B2 ,B3 به طور مثال بتن و آجر در گروه A و چوب در گروه B قرار ميگيرد.

3-14-4-2- اثر دما بر بتن
تغيير حاصل شده در اثر دماهاي بالا، به نوع سنگدانههاي مصرفي بستگي دارد. سنگدانههاي مصرفي در بتن، ميتوانند به سه دسته تقسيم شوند: سنگدانههاي کربناته، سنگدانه داراي سيليکا و سبکدانه. سنگدانههاي کربناته شامل سنگ آهک و سنگ دولوميت ميباشد. سنگدانههاي سيليکاتي شامل مواد متشکل از سيليکا، مثل گرانيت و ماسه سنگي ميباشد. سنگدانههاي سبک نيز معمولاً از يک فرآيند حرارتي بر شل، ذغال سنگ و خاک رس حاصل ميشوند. آزمايشها نشان ميدهد که بتن حاوي سنگدانههاي حاوي سيليکات، در دماي F800 شروع به ريزش و خردشدن ميکنند و در دماي F1200 به 55% مقدار اوليه خود ميرسد. بتنهاي حاوي سبکدانه نيز مقاومت خود را تقريباً تا دماي F1200 حفظ کرده و بعد از اين دما شروع به افت کردن ميکنند. سبکدانهها به علت خاصيت عايقي خود، ضريب انتقال حرارتي کمتري داشته و ايمني حرارتي بيشتري نسبت به بتنهاي حاوي سنگدانه طبيعي حاصل ميکند. نتايج در حالت کلي نشان ميدهد که افزايش حرارت، سبب کاهش مقاومت بتن، با هر نوع سنگدانهاي ميشود [77]. شکل 3-24 هدايت گرمايي بتن متناسب با مصالح را بيان ميکند.

شکل 3-24- هدايت گرمايي بتن با مصالح مختلف [77]

اثر مخرب آتش بربتن خودمتراکم، شديدتر از اثر آن بر بتن معمولي ميباشد. در بتن خودمتراکم به علت نسبت بالاي آب به مواد سيماني و همچنين تراکم بالا و درصد هواي خيلي کم، به هنگام آتشسوزي، دماي بتن

پایان نامه
Previous Entries تحقیق رایگان درباره آزمايش، اسلامپ، جريان، ميباشد. Next Entries تحقیق رایگان درباره فشار بخار آب