خواص و تكنولوجيا مواد التشييد

المحاضرة الرابعة (2011-2012)

مقاومة الخرسانة

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةالعوامل المؤثرة على مقاومة الخرسانة

للضغط:مكونات الخلطة

بيئة التصنيع

م/س•

األسمنت•

الركام•

اإلضافات•

الدمك•

المعالجة•

الزمن •)العمر(

تأثير مكونات الخلطة على المقاومة:

- م/س1

لها تأثير على مسامية العجينة األسمنتية و بالتالى

مقاومة العجينة و بالتالى مقاومة التماسك مع الركام

الماء هو الماء الحر•الدمك ال يمكن إغفال تأثيره•بدون دمك كاف فإن م/س قليلة لها نفس ضرر م/س •

كبيرة

إذا كان البد من زيادة كمية الماء ألى سبب فيجب زيادة •األسمنت بنفس النسبة

و ذلك مع األخذ فى االعتبار أن زيادة محتوى األسمنت •يزيد التغيرات الحجمية و الزحف

إذا مضار زيادة م/س هى:1 ****** -2****** -3****** -- زيادة المسامية و بالتالى نقص التحمل مع الزمن 4

، زيادة احتماالت صدأ حديد التسليح

تأثير مكونات الخلطة على المقاومة:

- األسمنت: 2

( )أى نوع و C2S , C3Sنسب المكونات األساسية )•

رتبة األسمنت(

درجة الحرق و الطحن )نوع األسمنت و رتبة األسمنت(•

CEM I 32.5 N vs CEM I 42.5 Rمثال : •

كلما زادت كمية األسمنت فى الخلطة مع الحفاظ على •

القوام )أى ثبات كمية الماء( كلما زادت المقاومة

3 كجم/م450أقصى محتوى لألسمنت •

يجب تنفيذ الخرسانة بأقل كمية أسمنت •

تأثير مكونات الخلطة على المقاومة:

- الركام:3

خواص الركام: الشكل ، حالة السطح ،المقاس

االعتبارى األكبر ، المسامية

م/س عالية تأثير محدود لخواص الركام و العكس صحيح

إذا للخرسانات ذات المقاومة المعتادة ال حاجة

الستخدام ركام ذو مقاس اعتبارى صغير بل يفضل

استخدام أكبر قيمة ممكنة للمقاس االعتبارى األكبر

تأثير مكونات الخلطة على المقاومة:

- الركام:3

جودة التدرج هامة جدا لمنع االنفصال الحبيبى

ال يمكن انتاج خرسانة عالية المقاومة إال باستخدام

( مم13ال يزيد عن ذو مقاس اعتبارى )مكسرركام

ال يجوز استخدام رمل ناعم جدا أو ركام كبير به نسبة

عالية من األتربة )للحفاظ على المساحة النوعية

المثالية للركام و هى ****(

تأثير مكونات الخلطة على المقاومة:

- اإلضافات:4

تأثيرها على المقاومة يتوقف على مقدار ما تحدثه من تخفيض فى

م/س

تأثير بيئة التصنيع على مقاومة الخرسانة:

- الدمك:1

تأثير بيئة التصنيع على مقاومة الخرسانة:

- المعالجة:2

هى توفlير الرطوبlة الالزمlة السlتمرار إماهlة األسlمنت •

بعد االنتهاء من دمك الخرسانة.

اإلهمlال فى هlذه الخطlوة يمنlع تحقيlق اإلماهlة الكاملlة •

لألسlمنت و بالتlالى يمنlع الوصlول للمقاومlة المطلوبlة

للخرسانة

تأثير بيئة التصنيع على مقاومة الخرسانة:

C3S- العمر: نوع األسمنت و بالتالى نسبة 3

تأثير بيئة التصنيع على مقاومة الخرسانة:

- العمر: التأثير المشترك مع م/س3

تأثير بيئة التصنيع على مقاومة الخرسانة:

- العمر:3

يوم إلى 28نسبة مقاومة الخرسانة للضغط عند عمر مقاومتها عند األعمار المختلفة )بدون إضافات(

عمر الخرسانة نوع األسمنت365 90 28 7 3

0.75 0.85 1.00

1.33 2.50 أسمنت بورتالندى عادى

0.85 0.90 1.00

1.20 1.80 أسمنت بورتالندى اإلضافات عادة تعجل من اكتساب المقاومةسريع التصلد

أنواع المقاومة األخرى :مقاومة الشد:

أقل بكثير من مقاومة الضغط و مع ذلك فهناك حاالت نحتاج فيها مقاومة الشد

مثل *******تتناسب مقاومة شد الخرسانة مع مقاومتها للضغط

طبقا للعالقة

)7.0 5.0( nff nct

أنواع المقاومة األخرى :مقاومة الشد:

معمليا توجد صعوبة كبيرة فى تقدير مقاومة الخرسانة للشد المباشر.

لذلك يستعاض عن تحديد مقاومة الخرسانة للشد المباشر ب:

مقاومة الشد غير مقاومة االنحناءالمباشر

أنواع المقاومة األخرى :مقاومة الشد:

طبقا للكود المصرى الحالى فإن مقاومة شد االنحناء تعطى بالعالقة:

9.1 ctb ff

و هذا يعنى أن مقاومة الشد تتناسب مع مقاومة الضغط و لكن بمعدل متناقص

75.0 2/3 ctb ff

و طبقا لإلصدار السابق من الكود فإن مقاومة شد اإلنحناء كانت:

مقاومة الخرسانةمقاومة الشد:

العالقة بين مقاومة الشد – مقاومة

الضغط

العالقة بين نسبة مقاومة الشد/مقاومة الضغط

و مقاومة الضغط

؟؟؟؟؟

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة الشد:

مقاومة الشد/

مقاومة الضغط )%(

مقاومة الشد

2)كجم/سم

)

مقاومة الضغط (2)كجم/سم

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 الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة الشد:

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةهل تتأثر مقاومة اإلنحناء بنفس العوامل التى

تؤثر فى مقاومة الضغط؟

نعم و لكن.....

- الركام الزاوى يعطى مقاومة انحناء أعلى 1من الركام المدور

- مقاومة الشد أكثر حساسية لشكل و 2مقاس الركام و لطريقة المعالجة

- بينما تتأثر مقاومة الضغط أكثر بالدمك و 3نسبة الهواء المحبوس

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانة

مقاومة القص:

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانة

مخطط مور لالنهيار:

3

شـدضغط

قص

12

3

ضغط ثنائى األبعاد

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانة

مخطط مور لالنهيار:

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانة

وقد تبين معمليا أن مقاومة القص قد تتراوح بين:

= 0.2 fc Pure Shear = 0.9 fc Combined Shear and Compression

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانة

مقاومة الكالل:كالل المواد هو حدوث انهيار تحت تأثير أحمال

ترتبط قيمتها بالزمن و تكون قيمة هذه األحمال التى تؤدى إلى انهيار الكالل أقل من

قيمة أحمال االنهيار االستاتيكى.

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة الكالل:

تتعرض الخرسانة لنوعين من الكالل:- الكالل االسlتاتيكى )أو الزحlف( : و ينتج من 1

التحميlل بحمlل أقlل من المقاومlة االسlتاتيكية ببطء و بالتlالى يسlتغرق الوصlول لقيمتlه فlترة

زمنية طويلة.

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة الكالل:

الكالل االسllتاتيكى: التllأثير بحمllل مllداوم لllه نفس تأثير التحميل البطئ

* ”حمllل مllداوم“ أى حمllل يتم الوصllول إلى قيمته بسرعة ثم يثبت لفترة زمنية طويلة.

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة الكالل:

- عند التأثير بدورات إجهاد متراوحة فإن 2االنهيار يحدث بعد عدد من الدورات يقل بزيادة القيمة القصوى لإلجهاد الذى يتم

التأثير به على الخرسانة

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة الكالل:

عدد الدورات التى يحدث عندها االنهيار يتناسب (S-Nعكسيا مع القيمة القصوى لإلجهاد )منحنى

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 االحتمال.

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة الكالل:

تعدد دورات التحميل يؤدى إلى تناقص صالبة الخرسانة.

تقعر منحنى اإلجهاد و االنفعال جهة محور اإلجهاد يكون مؤشرا على قرب االنهيار.

انخفاض نسبة قيمة اإلجهاد األقصى يمنع تقعر المنحنى جهة محور اإلجهاد و بالتالى يمنع انهيار الكالل.

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة التماسك مع صلب التسليح:

التعريف: مقاومة الخرسانة النزالق اسياخ التسليح المدفونة فيها تحت تأثير إجهادات الشد الناتجة من عزوم

اإلنحناء و المتغيرة من قطاع إلى آخر.

األهمية: متطلب اساسى فى تصميم القطاعات الخرسانية المسلحة.

كيف تنشأ مقاومة التماسك: أ- بين الخرسانة و األسياخ الملساء: اإللتصاق و االحتكاك

ب- بين الخرسانة و األسياخ ذات النتوءات: اإللتصاق و االحتكاك و التحميل بين النتوءات و الخرسانة.

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة التماسك مع صلب التسليح:

مم يسمى إجهاد التماسك الحرج 2.5اإلجهاد المقابل النزالق = )تنهار عنده مقاومة االلتصاق(.

إذا زادت اإلجهادات عن مقاومة الخرسانة للشد فإن الشروخ حول ذات العدد و حول األسياخ واسعة قليلة تكون األسياخ الملساء

العدد.ضيقة كثيرة تكون النتوءات إذا األسياخ ذات النتوءات يتوفر لها حماية أفضل داخل الخرسانة.

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة التماسك مع صلب التسليح:

تتناسب مقاومة التماسك مع الجذر التربيعى لمقاومة الضغطو لكن بمعدل متناقص )قارن مع مقاومة الشد(

الخرسانة اللدنة المدموكة جيدا تزيد مقاومة التماسك )لماذا؟(

تقل مقاومة التماسك عند وجود األسياخ قرب السطح العلوى للخرسانة )لماذا؟(

تقل مقاومة التماسك بارتفاع درجة الحرارة )لماذا؟(

تقل مقاومة التماسك لألسياخ المحمية بطبقة من اإليبوكسىيزيد إجهاد انزالق األسياخ عند وجود جنشات فى نهايتها

مقاومة الخرسانةمقاومة الخرسانةمقاومة الصlدم:

مهمة للخرسانات المعرضة ألحمال صدم مثل: *****

ال يوجد اختبار متفق عليه لقياسهاال يوجد اتفاق على العالقة بينها و بين

باقى المقاومات

تتأثر مقاومة الصlدم اساسا بالتماسك بين المونة و الركام الكبير و أيضا بكل من:

نوع الركام أى شكله و حالة السطح و المقاس االعتبارى األكبر و معاير المرونة

حالة الرطوبة و الجفاف للخرسانة