تاثیر سیمان بر مقاومت بتن

یکی از مهم‌ترین مصالح و متریال‌هایی که در ساخت یک ساختمان به کار برده می‌شود، بتن و فرآورده های بتنی است. خصوصیات مختلفی از یک بتن انتظار می‌رود که از جمله آنها می‌توان به مقاومت بتن اشاره کرد. بتن برای آنکه به یک ساختمان استحکام لازم را بدهد به روش‌های متفاوتی عمل خواهد کرد. برای مثال این متریال باید بتواند نیروهایی که به سازه وارد می‌شد را به زمین برساند و در ضمن باید از توانایی و قدرت خوبی در برابر تحمل نیروهای فشار داشته باشد.

حال برای آنکه بتوان این خواص را از بتن انتظار داشت باید اصول و قواعد تولید یک بتن با کیفیت را دانست و به اهمیت موادی که برای ساخت بتن استفاده می‌شود نیز توجه کرد. از جمله مهم‌ترین موادی که در ساخت بتن با کیفیت، نقش اساسی و مهمی دارد سیمان است. سیمان نقش مهم و اساسی در مقاومت فشاری بتن دارد که در این متن مورد بررسی خواهد گرفت.

ارتباط بین مقاومت فشار بتن با نوع سیمان

تاثیر سیمان بر مقاومت بتن

قبل از آنکه به صحبت در مورد تاثیر سیمان بر مقاومت فشاری بتن صحبت شود لازم است ابتدا با مفهوم مقاومت فشار آشنایی پیدا کنیم و سپس به سراغ مبحث  اصلی این متن برویم. مقاومت فشاری به توانایی یک ماده مانند سیمان در مقابله با تنش‌ها و عدم ایجاد شکستگی در آنها گفته می‌شود. گاهی اوقات نوع سیمان به کار برده شده در ساخت بتن حتی قبل از آنکه سیمان در سازه مورد استفاده قرار گیرد، ممکن است دچار ترک شود.

میزان مقاومت فشاری بتن در مقابل مقاومت آن در برابر شکست در نظر گرفته شده و تعریفی که برای آن ارائه شده، درجه گسیختگی می‌باشد. حال که با مقاومت فشاری بتن آشنا شدیم وقت آن است که بگوییم که رابطه سیمان با بتن چیست و این ماده چگونه می‌تواند بر روی افزایش مقاومت آن تاثیر داشته باشد. قانونی که در مورد جامدات وجود دارد آن است که بین تخلخل جامدات و مقاومتی که دارند یک رابطه معکوس برقرار می‌باشد.

این جمله به این معنا است که هر چه تخلخل و یا حجم هوایی که داخل سنگدانه‌ها وجود دارد بیشتر باشد، مقاومت آن کاهش پیدا خواهد کرد. با این تعریف، مشخص است که میزان تخلخل نیز بر مقاومت فشاری تاثیرگذار است.

موضوع دیگری که بر میزان تخلخل و ناحیه انتقال دارد، نسبت آب مصرف‌شده در مقابل نسبت سیمان مصرف‌شده است. میزان آب به صورت مستقیم بر مقاومت فشاری بتن تاثیر دارد و این نکته نیز باید در نظر گرفته شود. در کنار این موارد، فاکتورهایی ماند مواد افزودنی، نوع تنش‌های وارد شده، رطوبت، عمل آوری و تراکم بتن، کانی‌های سنگدانه و اندازه آنها، سرعت بارگذاری و شکل و ابعاد نمونه از دیگر مواردی است که بر مقاومت فشاری بتن تاثیر دارد.

مقاومت فشاری بتن را چگونه اندازه می‌گیرند؟

مقاومت فشاری بتن را به راحتی می‌توان اندازه‌گیری کرد. با به دست آوردن مقاومت فشاری بتن اطلاعات دیگری را نیز می‌توان به دست آورد که شامل مقاومت بتن در مقابل عوامل و شرایط جوی، میزان نفوذپذیری، ضد رطوبت بودن و مدول ارتجاعی است. از آنجایی که مقاومت فشاری بتن از سایر مقاومت‌های آن بیشتر می‌باشد به همین دلیل بتن باید با توجه به مقاومت فشاری آن تولید شود.

همان طوری که در خطوط بالایی به آن اشاره کردیم، تخلخل سیمان به شدت بر مقاومت فشاری بتن تاثیر دارد. معمولا نوع سیمان‌های موجود در بازار درجه‌های متفاوتی از تخلخل را نشان داده و به همین علت مقاومت فشاری بتن نیز به شدت تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. این تاثیرات هم می‌توانند به صورت منفی خود را نشان دهند و هم به صورت مثبت.

نوع سیمان بر حالت شکست بتن چه تاثیری دارد؟

تاثیر سیمان بر مقاومت بتن

موضوع مهمی که در همین جا باید در مورد آن، نکاتی ارائه شود این است که هر چه مقاومت فشاری بتن کمتر باشد احتمال آنکه بتن در اثر فشارهای وارده دچار شکست ناگهانی شود، وجود دارد. به همین دلیل است که مبحث تاثیر سیما بر مقاومت بتن در این متن  مورد بررسی قرار می‌گیرد. همان طوری که ذکر کردیم یکی از مهم‌ترین موادی که در ساخت بتن استفاده می‌شود، سیمان است. وجود فضاهای داخلی در این ماده و تخلخل ناشی از آنها، باعث تغییر تنش شده و این تغییر تنش باعث تغییر حالت شکست بتن خواهد شد. برای آنکه بتوان مقاومت فشاری بتن را اندازه‌گیری کرد باید حالات شکست ناشی از مقاومت تن را بررسی کرد.

زمانی که کشش به صورت تک محوری به وقوع می‌پیوندد معمولا انرژی زیادی برای به وجود آمدن ترک در بتن نیاز نیست. موضوعی که می‌تواند باعث شکست بتن شود گستردگی سریع ترک‌های ناحیه انتقال خمیر است. ترک‌های منطقه انتقال خمیر و ترک‌های جدید خمیر، با هم ارتباط داشته و گستردگی این ارتباط است که می‌تواند باعث شکست بتن شود. در حالات فشاری به این دلیل که میزان انرژی مورد نیاز برای ایجاد و گستردگی ترک‌ها باید بیشتر باشد، میزان شکست در بتن کمتر مشاهده شده و در اینجا بتن از سمت داخل مورد تخریب و خراب‌شدن واقع خواهد شد.

آیا نوع سیمان از نظر فنی بر مقاومت برشی تاثیر دارد؟

برای آنکه بتوان به این سوال که آیا نوع سیمان از نظر فنی بر مقاومت برشی تاثیر دارد یا خیر، باید رابطه آب و مواجهه با سیمان، درجه هیدراتاسیون سیمان و نکات ذکر شده در مورد تخلخل سیمان را مورد بررسی قرار داد.

سیمان پرتلند نوع 3 قادر است از سیمان پرتلند نوع 1، سه برابر واکنش پذیری بالاتری در مقابل سیمان از خود نشان دهد. معمولا اگر یک قسمت آب با یک قسمت از سیمان پرتلند نوع 3مخلوط شود، میزان تخلخل کمتری را از خود نشان خواهد داد و به همین دلیل مقاومت فشاری بتنی که با سیمان پرتلند نوع 3 ساخته شده، افزایش پیدا خواهد کرد. برای بررسی مقاومت فشاری بتن جداولی به صورت استاندارد طراحی شده است که برای انواع سیمان مورد استفاده می‌باشد.

مورد دیگری که در اینجا باید به آن توجه داشت این است که در دماهای معمولی، افزایش مقاومت و روند هیدراتاسیون سیمان‌هایی که از نوع پرتلند نوع 5، 4، 2، سیمان پرتلند پوزولانی و نوع سیمان روباره‌ای هستند از زمانی که سیمان پرتلند نوع 1 استفاده می‌شود، کمتر خواهد بود. معمولا درجه هیدراتاسیون در سیمان‌های پرتلند ترکیبی و سایر انواع سیمان‌های پرتلند، تا 90 روز و بالاتر می‌باشد. بنابراین تاثیر نوع سیمان، تاثیر میزان تخلخل و تاثیر ترکیبات را بر میزان مقاومت فشاری بتن در سن ابتدایی بتن، یعنی تا قبل از رسیدن به 90 روز، می‌‌توان به خوبی متوجه شد.

ایا وجود ناخالصی می‌تواند بر مقاومت فشاری تاثیر  داشته باشد؟

موضوعی که در مورد آماده‌سازی بتن باید مورد توجه قرار داده شود این است که گاهی اوقات سیمان‌هایی که در ساخت بتن به کار برده می‌شوند، کاملا خالص نبوده و گاهی اوقات ممکن است ناخالصی‌هایی در آن وجود داشته باشد. سوال مهمی که در اینجا مطرح می‌شود این است که آیا این ناخالصی‌ها می‌‌توانند میزان مقاومت فشاری تن را تحت تاثیر خود قرار دهند یا خیر.

ناخالصی‌هایی که شاید در سیمان وجود داشته باشد باعث ایجاد یک تاثیر منفی برای مقاومت فشاری بتن خواهد شد. این ناخالصی‌ها در حین دوران گیرش بتن نیز می‌توانند در سطح بتن شوره ایجاد کرده و باعث خوردگی میلگردهایی شود که داخل بتن به کار برده شده است.

البته ناخالصی‌هایی که ممکن است وارد بتن شود تنها از ناحیه سیمان نخواهد بود و حتی آب نیز ممکن است باعث اضافه شده ناخالصی به بتن شود. در مورد آب استفاده شده در ساخت بتن و میزان املاحی که در آن وجود دارد نیز اظهارنظرهای متفاوتی وجود دارد. معمولا نمی‌توان به صورت قطعی عنوان کرد که آب‌های غیر آشامیدنی، همان طوری که برای بدن مناسب نیستند، برای ساخت بتن نیز مناسب به نظر نخواهند آمد. برای آنکه بتوان متوجه شد آبی که برای ساخت بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد، برای این امر مناسب هست یا خیر، باید آزمایش آب و بررسی آن از نظر کیفی انجام شود تا به این موضوع پی برد.

تاثیر شکل دانه‌های سیمان بر مقاومت فشاری

تاثیر شکل دانه‌های سیمان بر مقاومت فشاری

انواع مختلف سیمان از نظر دانه‌بندی با هم تفاوت‌هایی دارند. این تفاوت در دانه‌بندی نیز از جمله عواملی است که می‌تواند بر میزان مقاومت فشاری بتن تاثیر داشته باشد. به صورت کلی می‌توان این گونه بیان کرد که هر چه دانه‌بندی سیمان ریزتر بوده باشد، میزان تخلخل آن نیز کمتر بوده و هر چه دانه‌بندی درشت‌تر باشد، میزان و درصد تخلخل نیز کمتر خواهد بود. در حالت کلی، فشرده شدن سیمان می‌تواند میزان هوای بین دانه‌ها را کاهش دهد و باعث افزایش مقاومت فشاری بتن شود. توجه به این نکته لازم و ضروری به نظر می‌رسد که گاهی اوقات حتی با وجود پایین بودن میزان تراکم، اگر درصد تخلخل بالا بود، احتمال آنکه بتن با شکستگی مواجه شود افزایش پیدا  خواهد کرد. اگر می‌خواهید بدانید که بتن ها به چه صورت قابلیت ترمیم و تعمیر دارند، پیشنهاد می‌کنیم مطلب «تعمیر و ترمیم بتن» در سایت را بخوانید.

جمع بندی

موضوع مهمی که در این متن مورد بحث و بررسی قرار گرفت، تاثیر سیمان بر مقاومت بتن بود. در این متن تاثثر بتن از جهات مختلف مانند کوچکی و یا بزرگی دانه‌ها، شکل دانه‌ها و غیره بررسی شد. از آنجایی که کیفیت سیمان عامل و فاکتور مهمی بر بالا بردن کیفیت بتن است به همین جهت قبل از اقدام برای ساخت بتن باید مصالح مورد استفاده برای تولید آن به خوبی مورد بررسی قررا گیرد؛ زیرا همانطوری که اشاره کردیم بتن عامل بسیار مهمی در افزایش استحکام سازه به شمار می‌رود.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.