العلاقة بين قوة الضغط للمكعب الخرساني والأسطوانة معقدة. تؤثر العوامل المختلفة بما في ذلك الاختلافات الكامنة في جودة الخرسانة والمقارنة بين قوة المكعب والأسطوانة على نسبة القوة. تقدم هذه المقالة دراسة تجريبية أجريت للتحقق من تأثير إضافة الركام بأحجام مختلفة ونسبة الوزن على الخواص الميكانيكية للخرسانة الخاضعة للرقابة. يتم تحضير عينات المكعب والاسطوانة ذات الحجم القياسي ومعالجتها لمدة 7 و 28 يومًا.
في نهاية كل فترة معالجة، يتم تحديد قوة الضغط لكل عينة. تشير النتيجة إلى أن محتوى الأسمنت في المزيج يتزايد، كما أن نسبة الأسطوانة إلى قوة المكعب في حالة الركام 10 مم من الركام 20 مم تتزايد أيضًا. تظهر النتائج أيضًا أنه لا توجد علاقة فريدة بين قوة المكعب وقوة الأسطوانة. العوامل التي تؤثر على مكعب الخرسانة ونسب قوة الأسطوانة هي:
تؤثر طريقة صب وتغطية المكعب والأسطوانة على نسب القوة لكليهما. يؤثر استخدام القوالب الصلبة وغير الصلبة على قوتها. كما أن طريقة تغطية هذه القوالب تؤثر على قوتها حيث أن خارج السطح المستوي يؤثر أيضًا على نسبة قوتها. يُعد إجراء المعالجة والاختبار المناسب ضروريًا لربط علاقة مناسبة بين مكعب الخرسانة ونسب قوة ضغط الأسطوانة، وإلا فإنّ النسبة التي تم الحصول عليها ستكون مضللة.
تؤثر العوامل الهندسية مثل حجم الخرسانة وشكل الخرسانة ونسبة الارتفاع إلى البعد الجانبي للعينة على المكعب الخرساني ونسبة قوة الأسطوانة. بحيث يتركّز التأثير من نسبة الارتفاع إلى القُطر إلى نسبة قوة الخرسانة.
لقد ثبت أن القوة الاسمية للخرسانة تؤثر على المكعب الخرساني ونسبة قوة الأسطوانة. تشير الأبحاث التي أجراها الباحث والمهندس إيفانز إلى أن هذه النسبة تتناقص مع زيادة قوة الخرسانة. بحيث تتراوح نسبة قوة الأسطوانة إلى المكعب من 0.77 إلى 0.96 اعتمادًا على مستوى قوة الخرسانة.
يمكن تحميل المكعبات الخرسانية في الاتجاه العمودي للصب بينما يتم تحميل الأسطوانات دائمًا في اتجاه الصب. نظرًا لأن هذه المكعبات والأسطوانات الخرسانية مصبوبة في طبقات متعددة، فإنّ قوتها ستختلف بناءً على اتجاه التحميل.
يؤثر تصنيف الركام في الخرسانة على قوة أي هيكل أو عينة. تأثير اختبار الضغط على عينات الخرسانة كبير بسبب الحجم النسبي لجزيئات الركام لأبعاد العينة. تضع مُعظم المعايير حدودًا لنسبة قُطر أو حجم العينة إلى الحجم الأقصى الاسمي للركام. عادةً ما يكون هذا الحد الأدنى المسموح به حوالي 3 إلى 4.
قوة الانضغاط هي أهم خصائص الخرسانة. يتم تحديد مقاومة الانضغاط للخرسانة في المختبر في ظروف خاضعة للرقابة. على أساس نتيجة الاختبار هذه نحكم على جودة الخرسانة. لكن في بعض الأحيان، تختلف نتائج اختبار القوة على نطاق واسع بحيث يصعب الوصول إلى أي نتيجة. يمكن تجنّب هذا الاختلاف في نتائج الاختبار من خلال اتخاذ الخطوات اللازمة. هناك 5 عوامل تؤثر على قوة الخرسانة عند اختبارها لمقاومة الانضغاط. هذه العوامل مذكورة أدناه:
يؤثر شكل وحجم العينات على نتيجة اختبار قوة الخرسانة إلى حد كبير. إذا تم اختبار مكعبين من أحجام مختلفة ولكن تم تحضيرهما من نفس الخرسانة، فسوف تظهر نتائج اختبار مختلفة للخرسانة. على سبيل المثال، تكون قوة عينة مكعبة بحجم 10 سم أقل بنسبة 10% من قوة عينة مكعبة يبلغ حجمها 15 سم. إذا تم اختبار مكعبين من أشكال مختلفة (مثل المكعب والأسطوانة)، فسيظهران نتائج اختبار مختلفة. من التجربة وجد أن قوة الأسطوانة التي يبلغ قطرها 15 سم وطولها 30 سم تساوي 0.8 مرة قوة 15 سم مكعب.
بشكل عام لاختبار عينة الخرسانة الأسطوانية، يتم الاحتفاظ بنسبة الارتفاع إلى القُطر بمعدّل 2. ولكن في بعض الأحيان لا يمكن الحفاظ على نسبة الارتفاع إلى القطر مساوية لـ 2 عندما يتم قطع اللب من رصيف الطريق أو المطار أو أي جزء من الهيكل. إذا كان طول القلب طويلًا جدًا، فيمكن قصه إلى نسبة 2 إلى 1 قبل الاختبار. ولكن إذا كان طول العينة الأساسية قصيرًا، فمن الضروري تطبيق عامل تصحيح على نتيجة الاختبار.
يتم الحصول على عامل تصحيح وفقًا لنسبة الارتفاع إلى القُطر للعينة بعد السد من المنحنى. سيعطي ناتج عامل التصحيح هذا وقوة الضغط المقاسة قوة الضغط المصححة. تعادل قوة الضغط المصححة قوة الأسطوانة التي لها نسبة ارتفاع إلى قطر 2.
معدّل تطبيق الحِمل له تأثير كبير على نتائج اختبار القوة. إذا كان معدّل تطبيق الحِمل بطيئًا، أو كان هناك تأخير في بعض الوقت. ثم سينتج عن ذلك قيم أقل للقوة. السبب وراء ذلك هو الزحف. بسبب التطبيق البطيء للحمل، ستخضع العينة لقدر من الزحف ممّا يؤدي بدوره إلى زيادة الضغط. وهذه السلالة المتزايدة مسؤولة عن فشل عينة الاختبار، ممّا يؤدي إلى انخفاض قيم القوة.
يؤثر وجود محتوى الرطوبة في عينة الاختبار أيضًا على نتيجة الاختبار إلى حد كبير. إذا تم تحضير مكعبين (أحدهما رطب والآخر جاف) من نفس الخرسانة، وتم اختبارهما في نفس العمر، فإنّ المكعب الجاف سيعطي قوة أعلى من المكعب الرطب. قد يكون هذا بسبب انخفاض تماسك مكونات الخرسانة بسبب وجود الماء. للحصول على نتائج قابلة للتكرار، يُنصح بفحص المكعبات أو الأسطوانات الخرسانية فور إزالتها من خزان المعالجة. لأنه إذا اختبرت الخرسانة في حالة جافة، فستختلف نتائج الاختبار إلى حد كبير.
هناك العديد من الطرق المتاحة لسد الأسطوانات الخرسانية مثل تغطية الأسطوانات الخرسانية بالكبريت وتغطية الجبس وتغطية الملاط الأسمنتي وما إلى ذلك. نوع مادة السد المستخدمة له أيضًا بعض التأثير على القيمة التي تم الحصول عليها من اختبار القوة. لذلك يُقترح أنه بالنسبة لمشروع بناء معين، يجب أن تكون طريقة تغطية الأسطوانات الخرسانية واحدة. ولا ينبغي تغيير هذه الطريقة في أي وقت. باستخدام هذه الطريقة، يمكننا تجنّب الاختلافات الكبيرة في نتائج الاختبار ويمكننا الحُكم على جودة الخرسانة.
العربية
