مقاومت خمشی چیست؟
مقاومت خمشی، معیاری غیرمستقیم از مقاومت کششی بتن است. این معیار بیشترین تنش روی وجه کششی یک تیر یا دال بتنی غیرمسلح در نقطه شکست در خمش را تعییننموده و با بارگذاری تیرهای بتنی دارای مقطع ۱۵۰×۱۵۰ میلیمتر با طول دهانه حداقل سه برابر عمق اندازهگیری میشود. نمونههای کوچکتر تیر دارای مقطع ۱۰۰×۱۰۰ میلیمتر نیز به عنوان اندازه استاندارد شناخته میشود.
مقاومت خمشی به صورت مدول گسیختگی (MR) بر حسب مگاپاسکال بیان شده و با روشهای آزمون استاندارد ASTM C78 (بارگذاری یکسوم دهانه) یا ASTM C293 (بارگذاری نقطه مرکزی دهانه) تعیین میگردد. اندازه نمونه و نوع بارگذاری بر مقاومت خمشی اندازهگیریشده، تأثیر گذاشته و مقایسهها یا الزامات باید بر اساس همان اندازه تیر و پیکربندی بارگذاری انجام شود.
چرا مقاومت خمشی اندازهگیری میشود؟
طراحی ضخامت روسازیهای بتنی بر اساس مقاومت خمشی یا مدول گسیختگی است. عوامل اثرگذار شامل بارگذاری عبورومرور و سختی خاک بستر هستند. طراحان روسازی اغلب نیاز به صحتسنجی این موضوع دارند که مخلوط پیشنهادشده، به مدول گسیختگی مورد استفاده در طراحی خواهد رسید یا خیر. مخلوطهای بتنی باید بهطور مناسب طراحی شوند تا مدول گسیختگی که در اسناد قرارداد ذکر شدهاست را تامین نمایند. هنگامی که پذیرش در محل بر اساس آزمونهای مقاومت خمشی باشد، مخلوط بتن باید بهدرستی طراحیشده تا سطح مقاومتی بالاتری را کسب نماید که منجر به کاهش ریسک عدم پذیرش نتایج آزمون خواهد شد.
چگونه از مقاومت خمشی استفاده میشود؟
مقاومت خمشی بهطور محافظهکارانه در محاسبه مقاومت خمشی اسمی برای طراحی اعضای سازهای نادیده گرفتهمیشود. مقاومت خمشی که از رابطۀ تجربی تخمین زدهمیشود، به منظور برآورد تنش کششی که باعث ترکخوردگی بتن غیرمسلح میشود و برای ارزیابی خیزها در بارهای بهرهبرداری بهکارمیرود. برای آزمون پذیرش روسازیهای جادهای، از مقاومت فشاری به جای آزمونهای مقاومت خمشی در اغلب سازمانهای راهسازی استفاده میشود.
آزمایشهای مقاومت خمشی در تحقیقات و ارزیابی آزمایشگاهی مخلوطها مفید بوده اما حساسیت به تغییرات آزمایش باعث میشود که نتوان از آنها بهعنوان مبنای پذیرش یا رد بتن در محل استفاده کرد. آزمایشهای مقاومت خمشی برای پذیرش در محل، به طور معمول برای روسازیهای فرودگاهی استفاده میشود.
مشکلات آزمونهای خمشی چیست؟
آزمونهای خمشی بهشدت به آمادهسازی نمونه، نحوهی جابجایی و روشهای عملآوری حساس هستند. نمونههای تیر، سنگین بوده و ممکن است حین جابجایی و حملونقل آسیب ببینند. تیرها باید به روش استاندارد عملآوری شده و در حالت مرطوب تست شوند. یک دوره کوتاه خشکشدن میتواند منجر به کاهش شدید مقاومت خمشی گردد. رعایت همۀ این الزامات در محل پروژه، بسیار دشوار بوده و اغلب باعث نتایج غیرقابل اعتماد و به طور کلی، کم در نتایج آزمون مدول گسیختگی میشود.
ASTM C78 (بارگذاری یکسوم دهانه) – بار در دو نقطه در فواصل یکسوم طول دهانه اعمال شده و تنش بیشینه روی قسمت یکسوم میانی تیر اتفاق میافتد.
ASTM C293 (بارگذاری نقطه مرکزی دهانه) – بار در نقطه میانی دهانه اعمال شده و تنش بیشینه در مرکز تیر، زیر موقعیت بار اتفاق میافتد.