مقاله تحلیلی: آزمایش تعیین مدول الاستیسیته بتن

مدول الاستیسیته بتن به‌صورت نسبت تنش اعمال‌شده به کرنش متناظر در بتن تعریف می‌شود. مقدار دقیق مدول الاستیسیته بتن را می‌توان با انجام تست‌های آزمایشگاهی مثل تست فشار نمونه‌های استوانه‌ای تعیین کرد.

در تست، تغییر شکل نمونه تحت بارهای متفاوت آنالیز می‌شود. نتیجه این آنالیز نمودار تنش – کرنش است که مدول الاستیسیته بتن با توجه به آن تعیین می‌شود. در این نمودار شیب خطی که نقطه‌ای با تنش صفر را به نقطه‌ای با تنش فشاری f'c 0.45 وصل می‌کند، برابر با مدول الاستیسیته بتن است.

در ادامه به توضیح آزمایش‌های لازم برای تعیین مدول الاستیسیته بتن خواهیم پرداخت.

فرآیند

فرآیند آزمایش شامل دو مرحله می‌شود. در ابتدا فشارسنج تنظیم و سپس آزمایش با اعمال بار انجام می‌شود.

تنظیم فشارسنج

فشارسنج وسیله‌ای است که از آن برای تعیین ویژگی‌های نمونه‌های استوانه‌ای در کرنش و تغییر شکل استفاده می‌شود. فرآیند تنظیم این دستگاه به شرح زیر است.

همان‌طور که در شکل 1 نشان داده شده است، فشارسنج دو قاب یکی در بالا و یکی در پایین دارد. این قاب‌ها به‌واسطه اسپیسرها در جای خود فیکس شده‌اند.

1. پیچ‌ها به‌واسطه یک میله در موقعیت خود قفل می‌شوند. این پیچ‌ها در قاب‌های بالا و پایین در وضعیت سفت نشده قرار دارند.
2. فشارسنج بعد از تنظیم روی سطح مسطح نمونه بتنی قرار می‌گیرد به‌طوری‌که در مرکز آن باشد.
3. سپس پیچ‌ها سفت می‌شوند تا فشارسنج روی نمونه فیکس شود.
4. در مرحله بعد می‌توان اسپیسرها را باز کرد.

تست نمونه بتن

فرآیند تست شامل مراحل زیر است:

1. نمونه به همراه فشارسنج فیکس شده در دستگاه تست فشار قرار می‌گیرد. موقعیت نمونه باید دقیقاً در مرکز دستگاه باشد.
2. بار به‌طور پیوسته و بدون وقفه با سرعت 140 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع در دقیقه اعمال می‌شود.
3. اعمال بار تاز مانی که مقدار تنش به مقدار (C+5) کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع برسد، ادامه می‌یابد. C برابر با یک‌سوم مقاومت فشاری متوسط نمونه مکعبی است. مقاومت نمونه مکعبی حین اعمال بار 5 کیلوگرم بر سانتی مربع اندازه‌گیری می‌شود که برابر با T 12.4 است.
4. وقتی تنش به این مقدار رسید، دستگاه 60 ثانیه در این وضعیت می‌ماند و سپس تا تنش 1.5 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع که بار برابر با T 0.3 است، کاهش می‌یابد.
5. سپس بار تا مقدار تنش (C+1.5) کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع که در آن بار برابر با T 11.8 است، افزایش می‌یابد. در این نقطه فشارسنج عدد متناظر را ثبت می‌کند.
6. بار به‌تدریج کاهش می‌یابد و فشارسنج اعداد متناظر را در فواصل 1T یعنی 1.8T,10.8T,9.8T,8.8T,7.8T,............,1.8T,0.3T ثبت می‌کند.
7. آزمایش را سه بار تکرار کنید و اعداد را در فواصل 1T ثبت کنید.

نمودار بار – خیز

طبق مشاهدات، نمودار بار – خیز با توجه به بارهای متغیر اعمال می‌شود. دو خط مماس در قسمت ابتدایی نمودار و نقطه‌ای که نشان‌دهنده تنش مجاز است، رسم می‌کنیم. سپس این دو نقطه را با خطی به هم وصل می‌کنیم.

محاسبات و نتایج

• شیب مماس در قسمت اولیه نمودار به ما مدول مماسی اولیه را می‌دهد.
• شیب مماس در نقطه تنش مجاز به ما مدول مماسی در این نقطه را می‌دهد.
• شیب خطی که دو نقطه مذکور را به هم وصل کرده بود نیز مقدار مدول سکانت یا همان مدول الاستیسیته بتن را نتیجه می‌دهد.

نکات

1. خواندن مقادیر و ثبت آن‌ها باید به‌طور پیوسته انجام شود.
2. اگر مقادیر ثبت‌شده کرنش در آزمایش‌های مختلف بیش از %5 متفاوت باشد، باید آزمایش تکرار گردد.

منبع

ترجمه شده توسط تیم مترجمین ۸۰۸

اگر دوست دارید به تیم مترجمین ۸۰۸ بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.