خواص و تكنولوجيا مواد التشييد المحاضرة الرابعة (2011-2012) مقاومة الخرسانة
مقاومة الخرسانة العوامل المؤثرة على مقاومة الخرسانة للضغط: مكونات الخلطة بيئة التصنيع الدمك المعالجة الزمن (العمر) م/س الأسمنت الركام الإضافات
مقاومة الخرسانة تأثير مكونات الخلطة على المقاومة: 1- م/س لها تأثير على مسامية العجينة الأسمنتية و بالتالى مقاومة العجينة و بالتالى مقاومة التماسك مع الركام الماء هو الماء الحر الدمك لا يمكن إغفال تأثيره بدون دمك كاف فإن م/س قليلة لها نفس ضرر م/س كبيرة
مقاومة الخرسانة إذا مضار زيادة م/س هى: 1- ****** 2- ****** 3- ****** 1- ****** 2- ****** 3- ****** 4- زيادة المسامية و بالتالى نقص التحمل مع الزمن ، زيادة احتمالات صدأ حديد التسليح إذا كان لابد من زيادة كمية الماء لأى سبب فيجب زيادة الأسمنت بنفس النسبة و ذلك مع الأخذ فى الاعتبار أن زيادة محتوى الأسمنت يزيد التغيرات الحجمية و الزحف
مقاومة الخرسانة تأثير مكونات الخلطة على المقاومة: 2- الأسمنت: نسب المكونات الأساسية (C2S , C3S) (أى نوع و رتبة الأسمنت) درجة الحرق و الطحن (نوع الأسمنت و رتبة الأسمنت) مثال : CEM I 32.5 N vs CEM I 42.5 R كلما زادت كمية الأسمنت فى الخلطة مع الحفاظ على القوام (أى ثبات كمية الماء) كلما زادت المقاومة أقصى محتوى للأسمنت 450 كجم/م3 يجب تنفيذ الخرسانة بأقل كمية أسمنت
مقاومة الخرسانة تأثير مكونات الخلطة على المقاومة: 3- الركام: خواص الركام: الشكل ، حالة السطح ،المقاس الاعتبارى الأكبر ، المسامية م/س عالية تأثير محدود لخواص الركام و العكس صحيح إذا للخرسانات ذات المقاومة المعتادة لا حاجة لاستخدام ركام ذو مقاس اعتبارى صغير بل يفضل استخدام أكبر قيمة ممكنة للمقاس الاعتبارى الأكبر
مقاومة الخرسانة تأثير مكونات الخلطة على المقاومة: 3- الركام: جودة التدرج هامة جدا لمنع الانفصال الحبيبى لا يمكن انتاج خرسانة عالية المقاومة إلا باستخدام ركام مكسر ذو مقاس اعتبارى (لا يزيد عن 13 مم) لا يجوز استخدام رمل ناعم جدا أو ركام كبير به نسبة عالية من الأتربة (للحفاظ على المساحة النوعية المثالية للركام و هى ****)
مقاومة الخرسانة تأثير مكونات الخلطة على المقاومة: م/س 4- الإضافات: تأثيرها على المقاومة يتوقف على مقدار ما تحدثه من تخفيض فى م/س
مقاومة الخرسانة تأثير بيئة التصنيع على مقاومة الخرسانة: 1- الدمك:
مقاومة الخرسانة تأثير بيئة التصنيع على مقاومة الخرسانة: 2- المعالجة: هى توفير الرطوبة اللازمة لاستمرار إماهة الأسمنت بعد الانتهاء من دمك الخرسانة. الإهمال فى هذه الخطوة يمنع تحقيق الإماهة الكاملة للأسمنت و بالتالى يمنع الوصول للمقاومة المطلوبة للخرسانة
مقاومة الخرسانة تأثير بيئة التصنيع على مقاومة الخرسانة: 3- العمر: نوع الأسمنت و بالتالى نسبة C3S
مقاومة الخرسانة تأثير بيئة التصنيع على مقاومة الخرسانة: 3- العمر: التأثير المشترك مع م/س
أسمنت بورتلاندى سريع التصلد مقاومة الخرسانة تأثير بيئة التصنيع على مقاومة الخرسانة: 3- العمر: نسبة مقاومة الخرسانة للضغط عند عمر 28 يوم إلى مقاومتها عند الأعمار المختلفة (بدون إضافات) عمر الخرسانة نوع الأسمنت 365 90 28 7 3 0.75 0.85 1.00 1.33 2.50 أسمنت بورتلاندى عادى 0.90 1.20 1.80 أسمنت بورتلاندى سريع التصلد الإضافات عادة تعجل من اكتساب المقاومة
مقاومة الخرسانة أنواع المقاومة الأخرى : مقاومة الشد: أقل بكثير من مقاومة الضغط و مع ذلك فهناك حالات نحتاج فيها مقاومة الشد مثل ******* تتناسب مقاومة شد الخرسانة مع مقاومتها للضغط طبقا للعلاقة
مقاومة الشد غير المباشر مقاومة الخرسانة أنواع المقاومة الأخرى : مقاومة الشد: معمليا توجد صعوبة كبيرة فى تقدير مقاومة الخرسانة للشد المباشر. لذلك يستعاض عن تحديد مقاومة الخرسانة للشد المباشر ب: مقاومة الانحناء مقاومة الشد غير المباشر
مقاومة الخرسانة أنواع المقاومة الأخرى : مقاومة الشد: طبقا للكود المصرى الحالى فإن مقاومة شد الانحناء تعطى بالعلاقة: و طبقا للإصدار السابق من الكود فإن مقاومة شد الإنحناء كانت: و هذا يعنى أن مقاومة الشد تتناسب مع مقاومة الضغط و لكن بمعدل متناقص
مقاومة الشد/مقاومة الضغط و مقاومة الضغط مقاومة الشد – مقاومة الضغط مقاومة الخرسانة مقاومة الشد: العلاقة بين نسبة مقاومة الشد/مقاومة الضغط و مقاومة الضغط العلاقة بين مقاومة الشد – مقاومة الضغط ؟؟؟؟؟
مقاومة الشد/ مقاومة الضغط (%) مقاومة الخرسانة مقاومة الشد: مقاومة الشد/ مقاومة الضغط (%) مقاومة الشد (كجم/سم2) مقاومة الضغط (كجم/سم2) م 13.44 26.87 200 1 10.97 32.91 300 2 9.50 38.00 400 3 8.50 42.48 500 4
مقاومة الخرسانة مقاومة الشد:
مقاومة الخرسانة هل تتأثر مقاومة الإنحناء بنفس العوامل التى تؤثر فى مقاومة الضغط؟ نعم و لكن..... 1- الركام الزاوى يعطى مقاومة انحناء أعلى من الركام المدور 2- مقاومة الشد أكثر حساسية لشكل و مقاس الركام و لطريقة المعالجة 3- بينما تتأثر مقاومة الضغط أكثر بالدمك و نسبة الهواء المحبوس
مقاومة الخرسانة مقاومة القص:
مقاومة الخرسانة مخطط مور للانهيار: ضغط ثنائى الأبعاد 3 قص 3 2 1 ضغط شـد
مقاومة الخرسانة مخطط مور للانهيار:
مقاومة الخرسانة وقد تبين معمليا أن مقاومة القص قد تتراوح بين: = 0.2 fc Pure Shear = 0.9 fc Combined Shear and Compression
مقاومة الخرسانة مقاومة الكلال: كلال المواد هو حدوث انهيار تحت تأثير أحمال ترتبط قيمتها بالزمن و تكون قيمة هذه الأحمال التى تؤدى إلى انهيار الكلال أقل من قيمة أحمال الانهيار الاستاتيكى.
مقاومة الخرسانة مقاومة الكلال: تتعرض الخرسانة لنوعين من الكلال: 1- الكلال الاستاتيكى (أو الزحف) : و ينتج من التحميل بحمل أقل من المقاومة الاستاتيكية ببطء و بالتالى يستغرق الوصول لقيمته فترة زمنية طويلة.
مقاومة الخرسانة مقاومة الكلال: الكلال الاستاتيكى: التأثير بحمل مداوم له نفس تأثير التحميل البطئ * ”حمل مداوم“ أى حمل يتم الوصول إلى قيمته بسرعة ثم يثبت لفترة زمنية طويلة.
مقاومة الخرسانة مقاومة الكلال: 2- عند التأثير بدورات إجهاد متراوحة فإن الانهيار يحدث بعد عدد من الدورات يقل بزيادة القيمة القصوى للإجهاد الذى يتم التأثير به على الخرسانة
مقاومة الخرسانة مقاومة الكلال: عدد الدورات التى يحدث عندها الانهيار يتناسب عكسيا مع القيمة القصوى للإجهاد (منحنى S-N) الصلب له حد احتمال واضح و لكن الخرسانة ليس لها هذا الحد الواضح. لذلك نحدد عدد كبير من دورات التحميل (مليون دورة تحميل) ليناظر حد الاحتمال.
مقاومة الخرسانة مقاومة الكلال: تعدد دورات التحميل يؤدى إلى تناقص صلابة الخرسانة. تقعر منحنى الإجهاد و الانفعال جهة محور الإجهاد يكون مؤشرا على قرب الانهيار. انخفاض نسبة قيمة الإجهاد الأقصى يمنع تقعر المنحنى جهة محور الإجهاد و بالتالى يمنع انهيار الكلال.
مقاومة الخرسانة مقاومة التماسك مع صلب التسليح: التعريف: مقاومة الخرسانة لانزلاق اسياخ التسليح المدفونة فيها تحت تأثير إجهادات الشد الناتجة من عزوم الإنحناء و المتغيرة من قطاع إلى آخر. الأهمية: متطلب اساسى فى تصميم القطاعات الخرسانية المسلحة. كيف تنشأ مقاومة التماسك: أ- بين الخرسانة و الأسياخ الملساء: الإلتصاق و الاحتكاك ب- بين الخرسانة و الأسياخ ذات النتوءات: الإلتصاق و الاحتكاك و التحميل بين النتوءات و الخرسانة.
مقاومة الخرسانة مقاومة التماسك مع صلب التسليح: الإجهاد المقابل لانزلاق = 2.5 مم يسمى إجهاد التماسك الحرج (تنهار عنده مقاومة الالتصاق). إذا زادت الإجهادات عن مقاومة الخرسانة للشد فإن الشروخ حول الأسياخ الملساء تكون واسعة قليلة العدد و حول الأسياخ ذات النتوءات تكون ضيقة كثيرة العدد. إذا الأسياخ ذات النتوءات يتوفر لها حماية أفضل داخل الخرسانة.
مقاومة الخرسانة مقاومة التماسك مع صلب التسليح: تتناسب مقاومة التماسك مع الجذر التربيعى لمقاومة الضغط و لكن بمعدل متناقص (قارن مع مقاومة الشد) الخرسانة اللدنة المدموكة جيدا تزيد مقاومة التماسك (لماذا؟) تقل مقاومة التماسك عند وجود الأسياخ قرب السطح العلوى للخرسانة (لماذا؟) تقل مقاومة التماسك بارتفاع درجة الحرارة (لماذا؟) تقل مقاومة التماسك للأسياخ المحمية بطبقة من الإيبوكسى يزيد إجهاد انزلاق الأسياخ عند وجود جنشات فى نهايتها
مقاومة الخرسانة مقاومة الصـدم: مهمة للخرسانات المعرضة لأحمال صدم مثل: ***** لا يوجد اختبار متفق عليه لقياسها لا يوجد اتفاق على العلاقة بينها و بين باقى المقاومات تتأثر مقاومة الصـدم اساسا بالتماسك بين المونة و الركام الكبير و أيضا بكل من: نوع الركام أى شكله و حالة السطح و المقاس الاعتبارى الأكبر و معاير المرونة حالة الرطوبة و الجفاف للخرسانة