مقاومت بتن

۵-۹ مقاومت بتن 

۰-۵-۹ علائم اختصاری

 f_c= مقاومت فشاری مشخصه بتن ، بر اساس آزمونه های استوانه ای ، مگاپاسکال
f_cm= مقاومت فشاری متوسط بتن ، مگاپاسکال
R= ضریب اصلاح انحراف استاندارد

S= انحراف استاندارد مقاومت فشاری نمونه ها

r_۱= ضریب تبدیل مقاومت نمونه استوانهای غیر استاندارد به مقاومت نظیر نمونه استوانهای استاندارد

r_۲= ضریب تبدیل مقاومت نمونه مکعبی به ابعاد غیر۲۰۰ میلیمتر، به مقاومت نظیر نمونه مکعبی به ابعاد ۲۰۰ میلیمتر

r_۳= ضریب تبدیل مقاومت نمونه مکعبی به ابعاد ۲۰۰ میلیمتر، به مقاومت نظیر نمونه استوانهای استاندارد

a= قطر نمونه استوانهای، میلیمتر

b= بعد نمونه مکعبی، میلیمتر

۱-۵-۹ کلیات

۱-۱-۵-۹ کیفیت بتن از نظر مقاومت ، پایایی و سایر نیازهای ویژه محیطی باید با ضوابط مندرج در این فصل مطابقت داشته باشد. تطابق ویژگی های مواد تشکیل دهنده بتن با ضوابط مندرج در فصل دهم این مبحث و نیز مفاد مبحث پنجم مقررات ملّی ساختمان ایران تحت عنوان « مصالح و فرآوردههای ساختمانی» الزامی است .

۲-۱-۵-۹ تعیین نسبت های اختلاط بتن در آزمایشگاه باید طوری باشد که مقاومت فشاری متوسـط مورد نظر مطابق بند ۹-۵-۳-۳ به دست آید. بتن باید طوری ساخته شود که تعداد آزمونـه هـایی کـه مقاومتی کمتر از مقاومت متوسط فشاری لازم ، مطابق بند ۹-۵-۳-۳ نشان می دهند، حداقل باشد.

۹-۵-۱-۳ نمونه استوانهای استاندارد به ابعاد ۳۰۰ × ۱۵۰ میلیمتر مـی باشـد . در صـورت اسـتفاده از آزمونه های مکعبی باید مقاومت آنها به مقاومت نظیر آزمونه های استوانه ای تبدیل شـود. بـرای تبـدیل مقاومت نمونه های غیر استاندارد به استاندارد از ضرائب تبدیل r_۲،r_۱ و r_۳ مطابق جـداول ۹-۵-۱ تـا ۹-۵-۳ استفاده میگردد.

جدول ۹-۵-۱  مقادیر r_۱

a×۲a	100 ×۲۰۰	150 ×۳۰۰	200 ×۴۰۰	250 ×۵۰۰	300 ×۶۰۰
r۱	1/02	1/00	0/97	0/95	0/91

جدول ۹-۵-۲ مقادیر r_۲

مکعبی b	100	150	200	250	300
r۲	1/05	1/00	1/00	0/95	0/9

جدول ۹-۵-۳ مقادیر r_۳

مقاومت فشاری نمونه مکعبی (MPa )	۲۵≥	30	35	40	45	50	55
r۳	1/25	1/20	1/17	1/14	1/13	1/11	1/10
مقاومت فشاری نمونه  استوانهای (MPa )	با توجه به ضریب	25	30	35	40	45	50

۴-۱-۵-۹ تهیه و آزمایش آزمونه های استوانه ای بتن باید مطابق استانداردهای زیر باشد:

۱-۴-۱-۵-۹ «روش نمونه برداری از بتن تازه»، استانداردهای ملّی ایران، برای نمونه برداری

۲-۴-۱-۵-۹ «روش ساختن و عمل آوردن آزمونه بتن در  کارگاه»، مطابق استانداردهای معتبر بین المللی برای ساختن آزمونه ها

۳-۴-۱-۵-۹ «روش آزمایش مقاومت فشاری آزمونه های استوانه ای بتن» مطابق استانداردهای معتبـر بین المللی

۵-۱-۵-۹ مقاومت فشاری مشخصه بتن مقاومتی است که حداکثر ۵ درصد تمامی مقاومتهای اندازهگیری شده در نمونه های استوانهای استاندارد بر اساس آزمایشهای ۲۸ روزه کمتر از آن باشد.

۶-۱-۵-۹ آزمایش های مقاومت کششی بتن نباید مبنای پذیرش بتن در کارگاه باشد.

۷-۱-۵-۹ دستگاه نظارت باید تا خاتمه دوره تضمین وحداقل یکسال پس از پایـان کـار هـر پـروژه ، سابقه کامل نتایج آزمایش های انجام شده روی بتن مصرفی را نگهداری و سـپس بـه کارفرمـا تحویـل دهد. ضبط و نگهداری این اطلاعات به صورت رایانه ای برای ساختمانهای مهم الزامی است .

۲-۵-۹ مبانی تعیین نسبت های اختلاط بتن

۱-۲-۵-۹ تعیین  نسبتهای اختلاط بتن باید به گونه ای باشد که شرایط زیر را  برآورده سازد:

۱-۱-۲-۵-۹ کارایی و روانی بتن به اندازه کافی باشد تا بتن بتواند به سهولت در قالب ها ریخته شود و به خوبی میلگردها را در بر گیرد بدون اینکه جدایی دانه ها یا آب انداختن زیاد روی دهد.

۲-۱-۲-۵-۹ ملزومات پایایی بتن برای شرایط محیطی مختلف باید مطابق مندرجات فصل ششم باشد.

۳-۱-۲-۵-۹ مقاومت متوسط هدف و مقاومت مشخصه بتن تأمین شود.

۲-۲-۵-۹ نسبت های اختلاط مواد تشکیل دهنده بتن بر اساس تجارب کارگاهی و استفاده از مخلوط های آزمایشی در آزمایشگاه مبتنی بر روشهای متداول با مصالح مصرفی کارگاه تعیین می شوند.

۳-۵-۹ تعیین نسبت های اختلاط براساس تجربه کارگاهی و مخلوطهای آزمایشی

۱-۳-۵-۹ رده بندی بتن

رده بندی بتن بر اساس مقاومت فشاری مشخصه آن به ترتیب زیر است :

C6 C8 C10 C12 C16 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50

C55 C60 C65 C70 C75 C80 C85 C90 C95 C100 C110 C120

اعداد بعد از C بیانگر مقاومت فشاری مشخصه بتن برحسب مگاپاسکال می باشند. در عمل ، در شرایط اجرایی کارگاهی، در صورتی بتن منطبق بر مشخصات و قابل قبول تلقی می شود که با شرایط مندرج در فصل دهم مطابقت داشته باشد.

۲-۳-۵-۹ روش های تعیین نسبت های اختلاط

۱-۲-۳-۵-۹ برای بتن های پایین تر از رده ۲۰ C میتوان نسبتهای اختلاط را براساس تجارب قبلـی و بدون مطالعه آزمایشگاهی تعیین کرد و یا به شرط آنکه مصالح مصرفی استاندارد باشند، »نسبت های اختلاط استاندارد« مطابق دفترچه مشخصات فنی عمومی را ملاک قرار داد.

۲-۲-۳-۵-۹ برای بتن های رده ۲۰ C و بالاتر، تعیین نسبت های بهینه اختلاط باید ازطریق مطالعـات آزمایشگاهی و با در نظر گرفتن ضوابط طراحی بر اساس دوام صورت گیرد.

این مطالعات ممکن است قبل از شروع عملیات اجرایی توسط طراح انجام پذیرد و نتیجه به دست آمده به عنوان «نسبت های اختلاط مقرر» در دفترچه مشخصات فنی خصوصی درج شود، یا توسـط مجـری به انجام رسد و نتیجه به دست آمده به عنوان «نسبت های اختلاط تعیین شده» به کار رود.

۹-۵-۳-۳ مقاومت فشاری متوسط

۹-۵-۳-۳-۱ مقاومت فشاری متوسط لازم، باید برابر با بزرگترین مقدار بدست آمده از هـر یـک از دو رابطه (۹-۵-۱) و (۹-۵-۲) در نظر گرفته شود:

(۱-۵-۹)

 f_{cm =} f_c + ۱/۳۴_S + ۱/۵ MPa 

(۲-۵-۹)

f_{cm =} f_c + ۲/۳۳_S – ۴ MPa

که در آنها S، انحراف استاندارد مقاومت فشاری آزمونه ها بر حسب مگاپاسکال میباشد.

۴-۳-۵-۹ تعیین انحراف استاندارد

برای تعیین انحراف استاندارد میتوان از دو روش استفاده کرد:

اگر از نتایج آماری پروژههای مشابه قبلی استفاده میگردد باید طبق بند ۹-۵-۳-۴-۱ انحراف استاندارد محاسبه گردد.

منظور از پروژههای مشابه پروژههایی است که:

• مصالح مصرفی بکار رفته در آن و پروژه موجود از نظر نوع و مشخصات فنی تشابه داشته باشند.
• شرایط نظارت و کنترل کیفیت آنها و پروژه موجود تشابه داشته باشند.
• مقدار تفاوت در مقاومت فشاری مشخصه بتن در آنها و پروژه موجود از ۵ مگاپاسکال بیشتر نباشد.

در غیر اینصورت برای مواردی که اطلاعات آماری وجود ندارد، از روش ارائه شده در بنـد ۹-۵-۳-۴-۲ استفاده میشود.

۹-۵-۳-۴-۱ محاسبه انحراف استاندارد بر اساس نتایج آماری پروژههای قبلی

در این روش باید بر اساس نتایج مقاومت فشاری آزمونهها که از پرونده آزمایش های پروژههـای مشـابه بدست آمده است، انحراف استاندارد را با استفاده از رابطه (۹-۵-۳) محاسبه کرد.

(۳-۵-۹)

x: مقاومت فشاری آزمونه

m: میانگین مقاومت فشاری آزمونه ها

n: تعداد آزمونه ها

نتایج آزمایش حداقل ۳۰ نمونه متوالی باید از پروژه مشابه قبلی موجود باشـد. اگـر کمتـر از ۳۰ نتیجـه آزمایش موجود باشد، باید ضریب اصلاحی برای انحراف استاندارد مطابق رابطه (۹-۵-۴) محاسبه گردد:

 (۴-۵-۹)                                                                  

که در آن:

n: تعداد آزمونه ها

چنانچه نتایج آزمایش حداقل ۳۰ نمونه متوالی موجود نباشد، میتوان از دو گروه نمونههای متـوالی بـا مجموع حداقل ۳۰ آزمایش استفاده کرد. در چنین حالتی باید انحراف استاندارد دو گـروه آزمـایش بـر اساس رابطه (۹-۵-۵) به صورت میانگین آماری محاسبه گردد.

(۵-۵-۹)

اگر از روش محاسبه انحراف استاندارد بر اساس نتایج پروژههای مشابه استفاده شود، باید موارد زیر در نظر گرفته شود:

• مقدار انحراف استاندارد فرض شده، باید پس از کسب اطلاعات کافی در حین اجرای پروژه، بر اساس انحراف استاندارد واقعی اصلاح گردد.
• در هیچ شرایطی نباید انحراف استاندارد کارگاهی کمتر از ۲/۵ مگاپاسکال در نظر گرفته شود.

۲-۴-۳-۵-۹ تعیین انحراف استاندارد در صورت عدم دسترسی به اطلاعات آماری

در مواردی که نتایج مقاومت فشاری آزمونهها از نتایج آماری پروژههای قبلی، در دسترس نباشد، میتوان بر اساس سطح نظارت و کنترل کیفیت کارگاه و مقاومت مشخصه بتن مقدار انحراف استاندارد را از جدول ۹-۵-۴ تخمین زد.

 رتبه بندی کارگاه به شرایط تولید، نظارت و کنترل کیفیت بستگی دارد. بطور کلی کارگاهها به سه درجه الف، ب و ج تقسیم میشوند. برای تعیین رتبه کارگاه باید از اطلاعات داده شده در جدول ۹-۵-۵ استفاده شود.

جدول ۹-۵-۴  انحراف استاندارد بر اساس رتبه بندی کارگاه و مقاومت مشخصه بتن

جدول ۹-۵-۵ رتبهبندی کارگاهها بر اساس وضعیت تولید بتن، نظارت و کنترل کیفیت

۵-۳-۵-۹ تدوین مدارک مربوط به مقاومت فشاری متوسط

مجموعه مدارکی که نشان می دهند نسبت های پیشنهادی اختلاط ، مقاومت فشاری متوسطی ، حداقل معادل مقاومت فشاری متوسط لازم را تأمین می کند، می تواند مشتمل بر پرونده ای از آزمایشهای مقاومت در شرایط کارگاهی یا چند پرونده از آزمایش های مقاومت یا مخلوط های آزمایشی آزمایشگاهی باشد.

۱-۵-۳-۵-۹ پرونده آزمایشهای مقاومت باید معرف مصالح و شـرایط مـورد انتظـار در عمـل باشـد. تغییرات در مصالح و نسبتهای اختلاط نباید محدودیتی بیشتر از حدود تعیین شـده در طـرح مـورد نظر داشته باشد. به منظور تدوین مدارکی که نشان دهد مخلوط بتن مقاومت متوسـط لازم را خواهـد داشت، میتوان پروندهای مشتمل بر حداقل ۱۰ آزمایش متوالی یا ۳۰ آزمایش متفـرق را بـه کـار بـرد مشروط بر آنکه این پرونده آزمایشهای انجام شده در مدت حداقل ۴۵ روز را در برگیرد.

نسبتهای لازم برای اختلاط بتن را میتوان بر اساس درونیابی خطی بـین مقاومـت هـا و نسـبت هـای اختلاط ذکر شده در حداقل ۲ پرونده آزمایش، مطابق سایر ضوابط این بند به دست آورد.

۲-۵-۳-۵-۹ در صورتی که در کارگاه پروندههـای قابـل قبـول از نتـایج آزمـایش هـا موجـود نباشـد میتوان نسبتهای اختلاط بتن را براساس مخلوطهای آزمایشی آزمایشگاهی و با مراعات شـرایط زیـر تعیین کرد:

الف- اختلاط مصالح باید همان باشد که در طرح مورد نظر به کار خواهد رفت.

ب‌- مخلوطهای آزمایشی آزمایشگاهی با نسبتهای اختلاطی و روانی لازم برای کـار مـورد نظـر بایـد حداقل با سه نسبت مختلف آب به سیمان یا سـه مقـدار سـیمان سـاخته شـوند، بـه طـوری کـه محدودهای از مقاومتهای فشاری متوسط لازم را در برگیرند.

پ- مخلوطهای آزمایشی آزمایشگاهی باید طوری طراحی شوند که اخـتلاف اسـلامپ آنهـا بـا مقـدار حداکثر مجاز اسلامپ در محدوده ۲ ± میلیمتر باشد و برای بتن حبابدار، اختلاف مقدار هوا بـا هوای حداکثر مجاز در محدوده ۰/۵±درصد باشد.

ت‌- برای هر نسبت آب به سیمان یا هر مقدار سیمان باید حداقل سـه آزمونـه ، سـاخته و عمـل آورده شوند. آزمونهها باید درسن ۲۸ روزه یا هر سن دیگری که در طرح برای تعیین مقاومت مشخصـه بتن مقرر شده آزمایش شوند.

ث‌- بعد از حصول نتایج آزمایشهای فشاری آزمونهها باید نموداری رسم کرد که رابطه بـین نسـبت آب به سیمان با مقاومت فشاری در زمان آزمایش را نشان دهد.

ج‌- حداکثر نسبت آب به سیمان یا حداقل مقدار سیمان برای بتن مورد استفاده در طـرح، بایـد نظیـر قسمتی از نمودار باشد که بر اساس آن مقاومت فشـاری متوسـط مطـابق بنـد ۹-۵-۳-۳ تـامین شود، مگر آن که با توجه به مندرجات فصل ششم مقداری کمتر برای نسـبت آب بـه سـیمان یـا مقداری بیشتر برای عیار سیمان مورد نظر باشد.

۶-۳-۵-۹ تقلیل یا افزایش مقاومت فشاری متوسط

۱-۶-۳-۵-۹ بعد از به دست آمـدن اطلاعـات کـافی از نتـایج آزمـایش هـای مقاومـت ضـمن اجـرای ساختمان ، می توان مقاومت فشاری متوسط لازم را تقلیل داد، مشروط بر آنکه :

الف -نتایج حداقل۳۰ آزمایش مقاومت موجود باشد و متوسط آنها از مقدار لازم مطابق بنـد ۹-۵-۳-۳ بیشتر باشد.

ب -ضوابط مربوط به شرایط ویژه محیطی مندرجات فصل ششم  تأمین شود.

۲-۶-۳-۵-۹ در  صورتیکه متوسط نتـایج حـداقل ۳۰ آزمـایش مقاومـت از مقـدار لازم مطـابق بنـد ۹-۵-۳-۳ کمتر باشد باید اقداماتی برای افزایش مقدار متوسط نتـایج آزمـایشهـای بعـدی مقاومـت صورت گیرد.