அரிமையின் அரிப்பு எதிர்ப்பு பாதுகாப்பு
இன்றைய யூரோகோடுகளின்படி, கான்கிரீட் பாதுகாப்பு அடுக்கு (cnom) இன் குறைந்தபட்ச தடிப்பு நிர்ணயிக்கப்பட்டுள்ளது. இப்படியான கான்கிரீட் அடுக்கின் தடிப்பு என்பது, வலுப்படுத்தப்பட்ட கான்கிரீட் கூறின் வெளிப்புற மேற்பரப்பிலிருந்து முதல் உறுதிப்படுத்தும் கம்பி வரை உள்ள குறைந்தபட்ச தூரம். நேரியல் கூறுகளில் அது ஸ்டிரப், மேற்பரப்பு கூறுகளில் அது கீழ்திசை நீள வலுப்படுத்தல் ஆகும். நாமமட்ட பாதுகாப்பு அடுக்கு இவ்வாறு வரையறுக்கப்படுகிறது: cnom = cmin + Δcdev
cmin என்பது குறைந்தபட்சமாக நிர்ணயிக்கப்பட்ட பாதுகாப்பு அடுக்கு; அதன் மதிப்பு கான்கிரீட்டும் கம்பி வலுப்படுத்தலும் இணையும் நிலை, சூழல் நிலை, கம்பி மேற்பூச்சு போன்றவற்றின் அடிப்படையில் மாறுகிறது. Δcdev என்பது செயல்படுத்துதலிலுள்ள விலகலைக் குறிக்கும் மதிப்பு. வலுப்படுத்தப்பட்ட கான்கிரீட் கூறின் வெளிப்பாட்டு வகைப்பாட்டைப் பொறுத்து, பெயரளவு பாதுகாப்பு அடுக்கின் பல்வேறு மதிப்புகள் உள்ளன; இது பெரும்பாலும் 2,5 cm முதல் 3,5 cm வரை இருக்கும். அடித்தளங்களுக்கு அது 5cm எனக் கொள்ளப்படுகிறது.
அடிக்கடி சூடாக்கல் மற்றும் குளிர்த்தலில் சிமெண்டு மோர்டாரும் கான்கிரீட்டும் காட்டும் நடத்தை
புதிய கான்கிரீட்டின் வலிமையை, ஆவியால் படிப்படியாக சூடாக்குவதன் மூலம் அல்லது மெதுவாக சூடாக்கப்பட்ட நீரில் வைத்திருப்பதன் மூலம், பின்னர் மெதுவாக குளிர்விப்பதன் மூலம், விரைவாக அதிகரிக்க முடியும். இவ்வாறு ஒரு நாளின் செயல்முறைக்குப் பிறகு, சாதாரண முறையில் பல வாரங்களுக்குப் பிறகே கிடைக்கும் அளவிலான வலிமைகள் பெறப்படுகின்றன. செயல்திறன் அளவு சிமெண்ட் மற்றும் தொகுப்புப் பொருளின் வகையைப் பொறுத்தது; இருப்பினும், கொழுப்பற்ற கான்கிரீட்டில், கொழுப்பான கான்கிரீட்டைவிட மிகச் சிறந்த முடிவுகள் கிடைக்கின்றன.
காய்ச்சலும் குளிர்விப்பும் பரந்த வரம்புகளில் நடைபெறுமானால், அவை விரைவாகச் செய்யப்பட்டால், கான்கிரீட் உறுப்பில் குறிப்பிடத்தக்க அழுத்தங்கள் உருவாகும். அத்தகைய சூழலில், குறிப்பாக அடிக்கடி மீண்டும் நிகழ்ந்தால், வெளியிலிருந்து உள்ளே ஊடுருவும் பிளவுகள் ஏற்படக்கூடும் என்பதை கணக்கில் கொள்ள வேண்டும்; அவை கான்கிரீட்டின் இயந்திர பண்புகளை பாதிக்கும். இதில் வெவ்வேறு சிமெண்ட்கள் வெவ்வேறு விதமாக நடந்து கொள்கின்றன; ஆகையால் நடைமுறை பயன்பாட்டிற்காக சிமெண்டை கவனமாகத் தேர்ந்தெடுக்க பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.
கான்கிரீட்டின் வெப்ப ஊடுருவல்
கான்கிரீட்டின் வெப்பக் கடத்துத் தன்மை, சேர்க்கைப் பொருள் மற்றும் சிமெண்டின் பண்புகள், சிமெண்டின் அளவு, கலவைக்கான நீரின் அளவு, கான்கிரீட்டின் ஈரப்பதம், அதேபோல் வெப்பநிலையின் அளவு ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. 10 cm தடிமனுடைய தகடுகளும் மிகவும் உலர்த்தப்பட்ட கான்கிரீட்டும் கொண்டு மேற்கொண்ட சோதனைகளில், வெப்பக் கடத்துத் தன்மை கூட்டெண் λ 1,163 W/mK என 10 oC-இல் இருப்பதாக நிரூபிக்கப்பட்டது; நீரில் இருந்த கான்கிரீட் தகடுகளில் அது 2,326 W/mK வரை இருந்தது. மேலும் தடிமனான தகடுகள் அதிகமான வெப்பக் கடத்துத் தன்மை கூட்டெண்களை வழங்கின; அதிகபட்ச மதிப்பு 2,38 W/mK ஆக இருந்தது.
வெப்பத்தில் கான்கிரீட்டின் விரிவு
பெரிதாகப் பார்த்தால் விரிவு, கூட்டு துகள்மூலப் பொருள், பின்னர் கான்கிரீட்டின் ஈரப்பதம், மேலும் சிமெண்ட் தானே ஆகியவற்றின் மீது निर्भर்கிறது. இதுவரை அறியப்பட்ட வரம்பு மதிப்புகள் 0 முதல் 40 oC வரை சுமார் 6 முதல் 13*10-6 m/m வரை, ஒவ்வொரு டிகிரிக்கும்.
அடிக்கடி ஏற்படும் சுமைக்கு எதிரான தாங்கும் திறன்
1. சோர்வு நிலையில் சுருக்க வலிமை. சோர்வு வலிமை என்ற கருத்து இங்கு பொதுவான அர்த்தத்தில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது; தொழில்நுட்பப் பயன்பாட்டிற்கு சோர்வு வலிமைகள் (சுருக்கம், இழுவை, மாறிமாறி சுருக்கம் மற்றும் இழுவை, வளைப்பு, வெட்டு, தூய வெட்டு, வளைவு) என்பவற்றையும், சுமை விதத்தையும் (மட்டும் நிலையானது, மட்டுமே மறு மறு, பகுதி நிலையானது மற்றும் பகுதி உயரும்) எப்போதும் குறிப்பிட வேண்டும்.
நிறைமையற்ற சுமையால் ஏற்படும் சோர்வில் அழுத்த வலிமை: நீண்டகால சுமையின்பால் எதிர்ப்பு, சாதாரண அழுத்தச் சோதனையில் கிடைக்கும் வலிமையின் குறைந்தபட்சம் ¾ ஆக இருக்க வேண்டும் என்று எதிர்பார்க்க வேண்டும்.
அடிக்கடி வரும் சுமைகளால் உண்டாகும் சோர்வு நிலையில் உள்ள அழுத்த வலிமை (அடிப்படை இயக்க வலிமை): பல்வேறு அமைப்புடைய கான்கிரீட் தூண்களின், குறிப்பாக வெவ்வேறு அளவு சிமெண்ட் மற்றும் வெவ்வேறு தாணுவளவு கொண்ட தூண்களின் அடிப்படை இயக்க அழுத்த வலிமை, சாதாரண சுமை ஏற்றலிலிருந்து முறிவு வரை உள்ள பிரிசம் வலிமையின் குறைந்தது 0,5 ஆக இருப்பது கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இதில் நிமிடத்திற்கு 260 சுமைச் சுழற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன; இந்த அடிப்படை இயக்க வலிமை நிர்ணயிக்கப்பட்ட மொத்த சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை இரு மில்லியன் ஆகும். நிமிடத்திற்கு சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும்போது ( 10 முதல் 450 சுழற்சிகள்/நிமிடம் வரை ஆய்வு செய்யப்பட்டது), முறிவை ஏற்படுத்தும் மீள்தொடர்வு எண்ணிக்கையும் அதிகரித்தது.
சோர்வு காரணமாக ஒரே நேரத்தில் நிலையான மற்றும் மீள்மீளும் சுமைகளின் செயலால் உருவாகும் அழுத்த வலிமை: மீள்மீளும் சுமைகளுடன் நிலையான சுமைகள் சேர்க்கப்பட்டபோது, நிலையான சுமைகள் அதிகரித்ததுடன், பொதுவாக இரு மில்லியன் முறை மீண்டும் மீண்டும் வழங்கப்பட்ட மீள்மீளும் சுமைகளின் அலைவீச்சு மதிப்புகள் குறைந்தன. உதாரணமாக, பட. 1 இல் மீள்மீளும் சுமைகளின் அலைவீச்சுகள் S இவ்வாறு இருந்தன:
- நிலையான சுமை நிலையில் σu = 6 kg/cm2 க்கு S = 109 kg/cm2
- அமைதியான சுமையில் σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- அமைதியான சுமையில் σu = 157 kg/cm2 S = 8 kg/cm2
படம் 1
பட. 2
2. சோர்வு நிலையில் உள்ள கான்கிரீட்டின் வளைவு வலிமை. படம் 2-இல் காட்டப்பட்டுள்ள, நிலையான ஈர நிலைமையில் பராமரிக்கப்பட்ட கீற்றுகளின் ஆய்வுகள், அடிப்படை இயக்கச் சுமையில் சோர்வு நிலை வளைவு வலிமை 28 kg/cm2 எனவும், சாதாரண வளைவு வலிமை 53 kg/cm2 எனவும் இருப்பதை காட்டின; இது 0,53 என்ற விகிதத்துக்கு இணங்குகிறது.
இலகு கான்கிரீட்
இலகு கான்கிரீட் (எடை 18 kN/m3-ஐ விட குறைவான கான்கிரீட்) என்பது, பியூமிஸ், உயர் உலைச் சுரங்கு, காயிலர் சுரங்கு போன்ற இலகு, துளையுள்ள கூட்டுத்துகள்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் பெறப்படுகிறது; மேலும் இயற்கை அல்லது செயற்கை மணல் மற்றும் மாவுடன், மோட்டார் தயாரிப்பின் போது வாயுக்களை உருவாக்கும் சேர்க்கைகள் (வாயுக் கான்கிரீட்) அல்லது மோட்டாரில் நுரைத் தன்மையை ஏற்படுத்தும் சேர்க்கைகள் (நுரை கான்கிரீட்) பயன்படுத்துவதன் மூலமும் பெறப்படுகிறது.
இலகு கான்கிரீட், பிறவற்றுடன் சேர்த்து, கல் கட்டுமானக் கட்டைகள் மற்றும் சுவர்கள், கூரைகளுக்கான பொமிஸ் கல் தகடுகள் தயாரிக்கப் பெரிதும் பயன்படுத்தப்படுகிறது; உலர்ந்த நிலையில் இது வெப்பக் கடத்தியாக மோசமானது; வலிமை நடுத்தரமானது, ஆனால் எளிதில் சரிசெய்யக்கூடியது, அதனால் குடியிருப்பு கட்டிடங்களின் சுமைத் தாங்கும் சுவர்களுக்கான இலகு கட்டுகளை நம்பிக்கையுடன் தயாரிக்க முடிகிறது.
வாயுக்களை உருவாக்கும் ஊக்கியாக வாயு கான்கிரீட்டில் அலுமினியத் தூள் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கலப்புகளின் அளவிலும் பிற நிபந்தனைகளிலும் ஏற்ப, அதிகமோ குறையோ துளையுள்ள பொருள் கிடைக்கிறது; உலர் நிலையிலான எடை சுமார் 3 kN/m3 முதல் மேலாக இருக்கும்.
1. இலகுவான கான்கிரீட்டின் பருமன் எடை. இயற்கை பிம்பக்கல்லுடன், பருமன் எடைகள் — 105 oC இல் உலர்த்தப்பட்ட நிலையில் எனக் கருதி — 7 kN/m3 முதல் மேலாகவும், 2 MPa அழுத்த வலிமைகளுடனும் உறுதிப்படுத்தப்படலாம். எதிர்பார்க்கப்படும் பருமன் எடை, தளர்த்தப்பட்ட நிலையில் உள்ள கலவைப் பொருள் மற்றும் சிமெண்டின் கூட்டுத்தொகையுடன் சுமார் சமமாகும். 8 kN/m3-ஐ விட அதிக பருமன் எடை கொண்ட வாயுக் கான்கிரீட் பொதுவாக தொழில்நுட்ப ரீதியாக பொருத்தமற்றது.
2. லேசான கான்கிரீட்டின் அழுத்த வலிமை. நிரப்புக் கான்கிரீட்டுக்கு சிறப்பு நடவடிக்கைகள் எதுவும் இன்றி 8 MPa வரை வலிமைகளைப் பெற முடியும்; சரளையுடன் கூட 12 MPa வரை பெற முடியும். தொடர்ந்து பொருத்தத்தன்மை சோதனைகள் அவசியம். துளையுள்ள கான்கிரீட் (வாயு கான்கிரீட் மற்றும் நுரை கான்கிரீட்) நீராவி அழுத்தத்தில் கடினப்படுத்தப்பட்ட பின்னரே தாங்குச்சுவர்களுக்கு ஏற்றது. பொருத்தமான மூலப்பொருட்களுடன் 6 kN/m3 பருமன் எடைகள் மற்றும் 5 MPa அழுத்த வலிமைகள் உறுதிசெய்யப்படலாம்.
3. இலகு கான்கிரீட்டின் வளைவு வலிமை. வளைவு வலிமையும் அழுத்த வலிமையும் இடையிலான உறவு, நடைமுறை தேவைகளின் எல்லைக்குள் ஒப்பீட்டளவில் பெரியதாகத் தெரிகிறது; வலிமைகள் அதிகரிக்கும் போது அந்த உறவு குறைகிறது.
4. இலகு கான்கிரீட்டின் சுருக்க நிலை. சுருக்க நிலை பெரும்பாலும் தொகுப்புப் பொருளின் நெகிழ்வுத்தன்மையிலும், கடினமாகிய சிமெண்டு கலவையின் அளவிலும் சார்ந்தது; இலகு கான்கிரீட்டின் சுருக்கம், கற்கள் கலந்த கான்கிரீட்டின் சுருக்கத்தை விட அதிகமாகும். செங்கல் துண்டுகளைக் கொண்ட கான்கிரீட் ஒரு ஆண்டில் சுமார் 0,65 mm/m மொத்த சுருக்கத்தைக் காட்டியது. இயற்கை பிமைஸ் கல் கொண்டு புதிதாக வழங்கப்பட்ட கூறுகள், 14 m மாதங்களில் சுமார் 0,8 mm/m அளவு சுருங்கின. வாயுக் கான்கிரீட் மற்றும் நுரை கான்கிரீட் மாதிரிகள் காற்றில் கடினமாகும்போது இன்னும் அதிகமான சுருக்கத்தைக் காட்டின; அது 2 mm/m-ஐத் தாண்டியது. மழை மற்றும் உருகிய பனியால் ஒவ்வொரு கான்கிரீட்டும் ஈரமடைந்தால் வீங்கி, பின்னர் உலரும்போது மீண்டும் சுருங்கும் என்பதை மறக்கக் கூடாது.
படம் 3
5. வெப்பக் கடத்துத்தன்மை மாறி. வெப்பக் கடத்துத்தன்மை மாறி பருமன் எடையுடன் குறைகிறது; மற்ற எல்லா நிபந்தனைகளும் ஒரே மாதிரியாக இருந்தால், அதன் காற்று துளைகள் சிறியதாகவும் சமச்சீராகப் பரவியிருக்கவும் அளவுக்கு அது மேலும் குறைகிறது. காற்றில் உலர்ந்த நிரப்புக் கான்கிரீட்டிற்கு இது (λ = 0,4625 for 9 kN/m3; λ = 0,58 – 0,7 for 12 kN/m3; λ = 0,81 – 1,05 for 16 kN/m3). காற்றில் உலர்ந்த வாயுக் கான்கிரீட்டிற்கான தகவல்கள் படம் 3-இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.
குறிப்பு:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3