مقاومت کششی و خمشی یک روکش را در نظر بگیرید

نیروی رو به پایین از بالا باعث می‌شود که پایین منشور در کشش دچار شکست شود. این اتفاق در طول آزمایش ASTM C348 که در آزمایشگاه CTS انجام شد، رخ داد.

بسیاری از افراد اغلب از مقاومت فشاری - توانایی یک ماده در تحمل فشار یا فشرده‌سازی - برای تعیین کیفیت ملات و بتن استفاده می‌کنند. این امر برای کف‌ها و پوشش‌ها منطقی است زیرا نیروهای اصلی اعمال شده به آنها، بارهای فشاری رو به پایین ناشی از ترافیک، تجهیزات یا هر چیزی است که تحت تأثیر نیروی جاذبه قرار می‌گیرد.

با این حال، وقتی صحبت از روکش‌های تزئینی می‌شود، معمولاً آنها را با ضخامت بین 3/8 تا 1/2 اینچ نصب می‌کنید. مقاومت در برابر ترک نیز بسیار مهم است. هنگام پرداختن به نگرانی‌های مربوط به ترک، درک چگونگی ایجاد ترک‌ها و چگونگی نقش انواع مختلف مقاومت در مقاومت و دوام ترک، مهم است.

در ملات‌های روکش، مقاومت فشاری توسط ASTM C109 - روش آزمایش استاندارد برای مقاومت فشاری ملات‌های سیمان هیدرولیکی  آزمایش می‌شود. این آزمایش اساساً میزان نیرویی را که می‌توانید به مکعبی با مساحت سطح 4 اینچ مربع قبل از شکستن مکعب اعمال کنید، اندازه‌گیری می‌کند. این به کاربر اجازه می‌دهد تا پوند بر اینچ مربع (psi) ملات را محاسبه کند.

معمولاً بتن استاندارد بین ۳۰۰۰ تا ۵۰۰۰ psi است. طبق گفته موسسه بین‌المللی بتن صیقلی (IPCI)، طرح اختلاط بتن ترجیحی حداقل مقاومت فشاری ۳۵۰۰ psi دارد یک روکش صیقلی باید مقاومت فشاری زیرلایه بتنی را برآورده یا از آن بیشتر کند. با این حال، باید مقاومت کششی و خمشی یک روکش را نیز در نظر بگیرید.

این لابی اداری در آستین، تگزاس، روکش Rapid Set Tru SP را دریافت کرد. این روکش معماری با عملکرد بالا و خود تراز شونده، آزمایش‌های گسترده‌ای را از نظر مقاومت‌های جامع، کششی و خمشی پشت سر گذاشته است تا تحلیل جامع‌تری از عملکرد کلی آن در برابر ترک خوردگی ارائه شود.

دو نقطه قوت دیگر را در نظر بگیرید

مقاومت کششی - توانایی مقاومت در برابر جدا شدن - اغلب توسط ASTM C307 - روش آزمایش استاندارد برای مقاومت کششی ملات، گروت و سطوح یکپارچه مقاوم در برابر مواد شیمیایی  - اندازه‌گیری می‌شود.

مقاومت خمشی، توانایی مقاومت در برابر خمش یا انحراف هنگام اعمال بار است. ASTM C348 - روش آزمایش استاندارد برای مقاومت خمشی ملات‌های سیمان هیدرولیکی - این را اندازه‌گیری می‌کند.

ASTM C348 یک آزمایش خمش سه نقطه‌ ای است که در آن نمونه از سمت مخالف سمتی که نیرو اعمال می‌شود، دچار شکست می‌شود. سمتی که شکست می‌ خورد، تحت تنش کششی قرار می‌ گیرد، بنابراین مقاومت خمشی را می‌توان به عنوان معیار دیگری از مقاومت کششی در نظر گرفت.

بتن و سایر محصولات سیمانی به طور سنتی از مقاومت فشاری بسیار بالا و مقاومت کششی بسیار کمتری برخوردارند. قاعده کلی این است که بتن سیمان پرتلند دارای مقاومت کششی حدود 10٪ از مقاومت فشاری است، اما این درصد بر اساس طرح اختلاط متفاوت است. تولیدکنندگان می‌ توانند با تغییر دوز افزودنی‌ های شیمیایی در مخلوط، مقاومت را تنظیم کنند.

دلایل زیادی برای ترک خوردن روکش‌ های سیمانی و قابل صیقل وجود دارد - مانند انقباض ناشی از خشک شدن، انقباض پلاستیک، حرکت یا خم شدن زیر لایه و ترک خوردگی بازتابی از درزها یا ترک‌ های موجود. در نهایت، ترک‌ های سطحی زمانی اتفاق می‌ افتند که نیروهای کششی درون ماده از توانایی ماده در مقاومت در برابر آن نیرو، یعنی مقاومت کششی، فراتر روند. ترک، تنش کششی در روکش را کاهش می‌ دهد.

شکل ۱: مقایسه منحنی‌های تنش در برابر کرنش برای سطوح ترازکننده مختلف

چرا به آزمایشهای تست اهمیت می‌دهیم؟

وقتی به یک ماده نیرو وارد می‌کنید، مقداری تغییر شکل غیردائمی خواهد داشت. وقتی نیرو را حذف می‌کنید، به شکل اولیه خود برمی‌گردد. مدول الاستیسیته (MOE) به عنوان نسبت نیرو یا تنش به آن تغییر شکل یا کرنش غیردائمی تعریف می‌شود. مواد صلب یا شکننده MOE بالایی دارند و مواد انعطاف‌پذیر یا شکل‌پذیر MOE پایینی دارند.

در ملات و بتن، شما MOE را با استفاده از ASTM C469 - روش آزمایش استاندارد برای مدول الاستیسیته استاتیک و نسبت پواسون بتن در فشار (www.astm.org/Standards/C469) اندازه‌گیری می‌کنید. در این آزمایش، شما یک قفس را به یک استوانه نصب می‌کنید و تغییر شکل استوانه را در اثر بار اعمال شده اندازه‌گیری می‌کنید. شما کرنش را که تغییر طول است بر کل طول استوانه تقسیم می‌کنید.

شکل ۱ منحنی‌های تنش در برابر کرنش را برای پوشش‌های خودتراز مختلف نشان می‌دهد . از آنجایی که MOE نسبت تنش به کرنش است، شیب هر خط، MOE است. خط زرد شیب بسیار تندی دارد که نشان دهنده MOE بالا و ملات بسیار سفت و سخت است. خط سیاه نشان دهنده ملاتی است که انعطاف‌پذیرتر است و احتمال بیشتری دارد که قبل از شکستن کمی خم شود.

این موضوع هنگام در نظر گرفتن تنش‌های کششی که ممکن است منجر به ترک خوردگی در سطح شوند، مهم است. موادی با MOE بسیار بالا ممکن است مقاومت فشاری بالایی داشته باشند. با این حال، آنها به دلیل سفتی بسیار زیاد، بیشتر مستعد ترک خوردگی هستند. موادی با MOE کمتر در مواجهه با تنش‌های کششی به جای ترک خوردن، کمی خم می‌شوند.

در نتیجه،

برای اطمینان از اینکه روکش‌های تزئینی به انتظارات عملکردی و زیبایی‌شناختی دست می‌یابند، باید مقاومت فشاری، کششی و خمشی را به طور کلی ارزیابی کنید. مقاومت فشاری، توانایی یک ماده را در مقاومت در برابر نیروهای ناشی از ترافیک و تجهیزات اندازه‌گیری می‌کند. همچنین توانایی آن را در مقاومت در برابر ضربه ناشی از افتادن اشیاء اندازه‌گیری می‌کند. مقاومت کششی و خمشی، توانایی ماده را در مقاومت در برابر نیروهایی که می‌توانند منجر به ترک خوردگی شوند، اندازه‌گیری می‌کند.

شما نمی‌توانید دوام و استحکام بلندمدت را تنها با مقاومت فشاری پیش‌بینی کنید. ارزیابی مقاومت‌های فشاری، کششی و خمشی با هم، تجزیه و تحلیل جامع‌تری از عملکرد کلی ارائه می‌دهد. این رویکرد جامع به معماران و طراحان کمک می‌کند تا انتظارات عملکردی و زیبایی‌شناختی را در طرح‌های روکش صیقلی برآورده کرده و فراتر بروند.