اندازه‎گیری مقاومت کششی بتن با دستگاه ایرانی

مقاومت کششی بتن، از اساسی‎ترین و مهم‏ترین ویژگی‎های بتن، نزد طراحان و مهندسان کنترل کیفیت بتن است زیرا در مقایسه با سایر خواص، مقاومت بتن به‎آسانی قابل‎آزمایش و اندازه‎گیری است.

علاوه‎بر این بسیاری از دیگر ویژگی‎ها مانند مدول ارتجاعی، ضدآب‎بودن یا نفوذناپذیری، مقاومت در مقابل هوازدگی و عوامل ایجادکننده آن مانند آب، رابطه مستقیمی با مقاومت دارند و به‎دست آوردن مقاومت کششی، به‎محاسبه این پارامترها کمک می‏ کند.

یکی از روش‎های تعیین مقاومت کششی بتن، آزمایش کشش مستقیم است. دراین روش هرچند مقاومت کششی بتن به ‏طور دقیق اندازه‎گیری می‎شود، اما محدودیت در آماده‎سازی نمونه و تعداد کم دستگاه‎های این آزمایش، استفاده از این روش را محدود ساخته است.

ازهمین‎رو روش‎های غیرمستقیم برای تعیین مقاومت کششی مانند آزمایش برزیلی، آزمایش کششی رینگی، آزمایش خمش سه نقطه‎ای و چهار نقط ه‏ای، چکش اشمیت، آزمایش بارگذاری نقطه‏ ای و نواری پیشنهاد می‎شود.

معمولا این روش‎های اندازه‎گیری از دقت کافی برخوردار نیستند و شرکت دانش‎بنیان «بتن خودترمیمی ایلیا» برای اولین بار در کشور موفق‎به ساخت دستگاهی یونیورسال برای اندازه‎گیری مقاومت کششی با روش جدید و خلاقانه شده است.

دکتر هادی حائری باسابقه سال‎ها تدریس در دانشگاه‎های مختلف و اجرای پروژه‎های تحقیقاتی فراوان و با توجه به‌ضعف‎های موجود برای اندازه‎گیری مقاومت کششی و نبود دستگاه اندازه‎گیری مقاومت کششی به ‏روش مستقیم در داخل کشور، اقدام به‎ساخت دستگاهی برای اندازه‎گیری مقاومت کششی با روشی جدید و خلاقانه کرد و توانست دستگاهی را بانام «دستگاه کشش یونیورسال» در سال ۹۷ به‎عنوان اختراع ثبت کند.

این دستگاه تاکنون با چهار نرم افزار Franc۲d (برپایه روش اِلمان محدود)، PFC (برپایه روش المان مجزا)، TDQCR (برپایه روش المان مرزی) و ABAQUS (برپایه روش المان محدود) مورد بررسی قرار گرفته است تا نمونه استاندارد و سایز اجزای تشکیل‎دهنده دستگاه تعیین شود.

این دستگاه تا به‎امروز نمونه‏ های مختلفی را مورد آزمایش قرار داده و نتایج به‎دست آمده از آن با دیگر نتایج حاصل از روش‎های دیگر اندازه‎گیری مقاومت کششی مقایسه شده است و دقت نتایج دستگاه کشش یونیورسال مورد تایید قرار گرفته است.

در این روش جدید، نمونه به‎شکل مکعب مستطیل آماده و یک حفره درآن ایجاد می‎شود. سپس نمونه در راستای عمودی بین دو فک، یکی ثابت و دیگر متحرک قرار می‎گیرد و تنش کششی مستقیمی به آن اعمال می‎شود.

دکتر حائری و گروهش از مقایسه این روش با دو روش قبلی، کالیبره‎کردن نتایج، شبیه‎سازی و مدل‎سازی در نرم‎افزارهای عددی، فرمولی را نیز مختص همین دستگاه برای محاسبه نیرو (F) به‎دست آورده‎اند.

دکتر حائری در ادامه می‎افزاید: «نتایج به‌دست‌آمده از دستگاه کشش یونیورسال، در مقایسه با روش غیرمستقیم حدود ۳۰تا۳۲درصد پایین‎تر است. در واقع روش غیرمستقیم عدد خیلی بالایی را نشان می‎دهد، درحالی‎که در این روش اعداد حدود ۳۰درصد کمتر هستند.»

سایر محصولات شرکت بتن خودترمیمی ایلیا

این شرکت تولیدکننده تمام دستگاه‎های آزمایشگاه‎های حوزه بتن، سنگ و خاک با قیمت ۵ ‌تا ۱۰درصد کمتر از سایر تولیدکنندگان است.

برخی از محصولات دیگرشان عبارتند از: قالب و چکش تراکم، دستگاه بارگذاری صفحات، دستگاه تحکیم خاک، دستگاه سی‎پی‎آر، دستگاه اندازه‎گیری نفوذپذیری آب در بتن، دستگاه چقرمگی شکست، دستگاه کشش یونیورسال، دستگاه کاسا گراند، دستگاه سه محوری، ابزار توده حجمی، دستگاه برش مقاطع بتن، دستگاه اندازه‎گیری مقاومت فشاری بتن، چکش اشمیت و دستگاه خمشی تیر بتنی.

دکتر حائری درادامه درباره خدمات این مجموعه می‎افزاید: «شرکت بتن خودترمیمی ایلیا به‏عنوان شرکتی دانش‎بنیان درزمینه توسعه دانش ژئوتکنیک تلاش می‎کند و خدمات ژئوتکنیکی مانند مطالعات ساختگاهی، آزمایش‎های صحرایی و آزمایشگاهی مکانیک سنگ و خاک و مطالعات زمین‎شناسی را ارائه می ‏دهد. همچنین در رشته‎های عمرانی و معدنی مثل تکنولوژی بتن، توسعه محصولات نوین ساخت‎وساز، واردات و صادرات انواع مواد شیمیایی، پلیمر، تجهیزات و ابزارآلات آزمایشگاه‎های تحقیقاتی، اجرای آزمایش‎های تخصصی مكانیک خاک، بتن و مكانیک سنگ خدماتی را ارائه می‎کند.»

وی درادامه می‎افزاید: «اجرای پروژه‎های تونل‎سازی، ساختمانی، سازه‎های بتنی و سنگی، طراحی، نظارت، نوسازی و بازسازی، برگزاری گارگاه‎های آموزشی تخصصی و اجرای طرح‏های تحقیقاتی در زمینه سازه‎های بتنی، خاكی و سنگی و همین‎طور طرح و تامین دستگاه‎های خاص آزمایشگاهی با ویژگی‎های منحصربه‎فرد برحسب نیازهای موردی، از دیگر فعالیت‎های این شرکت هستند.»

چشم‎اندازهای بتن خودترمیمی ایلیا

دکتر حائری در خصوص برنامه‌ های آینده این شرکت به جام‏ جم می‏ گوید: «تا به امروز ما دو پروژه موفق را با همکاری شرکتی در چین اجرا کرده ‏ایم. باتوجه به نیاز دیگر کشورها در امور صنعتی و تحقیقاتی به دستگاه ما و با در نظرگرفتن نتیجه همکاری‎مان با چین، فروش یک دستگاه به این کشور ، معادل فروش ۱۰ دستگاه در داخل کشور است. برای همین حدس می‎زنیم با شرکت در نمایشگاه‎های بین‎المللی و گسترش صادرات آن به دیگر کشورها، سودآوری ارزی بسیار بالایی به‎همراه خواهد داشت.»

وی در ادامه می‎افزاید: «امیدواریم بتوانیم این دستگاه را به‏ عنوان استاندارد، در آزمایشگاه ‏های مرجع جا بیندازیم تا به‎عنوان یک دستگاه استاندارد شناخته شود و آزمایش‎های مرسوم با این دستگاه انجام شود.»

مشخصات دستگاه کشش یونیورسال:
بدنه کاملا صلب
نمایشگر تاچ اسکرین
ظرفیت بارگذاری پنج تُن
رسم منحنی تنش کُرنش
قابل‎استفاده با برق تک فاز
رسم نمودار جابجایی بر زمان
اندازه‎گیری مقاومت فشاری ملات
ذخیره‎سازی داده‏ها در محیط اکسل
وزن سبک و قابل‎حمل در آزمایشگاه
دارای صفحات بارگذاری از جنس آلومینیوم
دارای موتور و گیربکس جهت اعمال سرعت یکنواخت و بدون لرزش
اندازه‎گیری مقاومت کششی بتن، سنگ، آسفالت، ملات، سرامیک و کاشی
اندازه‎گیری چقرمگی شکست کششی بتن، سنگ، آسفالت، ملات، سرامیک و کاشی
قطر حفره نمونه ۷.۵سانتی‎متر، طول ۱۵سانتی‎متر، ارتفاع ۱۹سانتی‎متر، ضخامت ۶سانتی‎متر

تائیدیه‌های این دستگاه:
دریافت گواهی ثبت اختراع
دریافت جایزه سطح سه بنیاد ملی نخبگان
دریافت جایزه سطح دو بنیاد ملی نخبگان (مرحله تجاری‎سازی)
چاپ نزدیک‎به ۱۰تا۱۲مقاله آی‌اس‌آی با ضریب تاثیر بالا
دریافت تایید از انجمن مجله مهندسی معدن
دریافت تایید از انجمن علمی بتن ایران
دریافت تایید از هیأت‎علمی دانشگاه‎های صنعتی شریف، یزد و تربیت مدرس
دریافت گواهی استاندارد

ریحانه رادی - نشان ایرانی 2 / روزنامه جام جم