خلاصه اختراع: اين اختراع، در چهار مرحله معرفي مي شود. مرحله اول ساخت نمونه هاي بتني حاوي حفره مركزي مخصوص آزمايش، مرحله دوم معرفي دستگاه مبدل بار فشاري به كششي، مرحله سوم مدلسازي عددي آزمايش به منظور بررسي اثر تمركز تنش اطراف حفره نمونه و تعيين معيار مناسب براي تعيين مقاومت كششي بتن و مرحله چهارم اعتبارسنجي نتايج آزمايش با مقاومت كششي برزيلي بتن. 1) نمونه موردآزمايش داراي يك حفره دايره اي است. اين نمونه بتني از تركيب آب، ماسه ريز دانه و سيمان با نسبتهاي %40، %30 و %30 آماده شده اند. نمونه هاي بتني داراي ابعاد mm 190×mm 60 × mm150 بوده كه داراي يك حفره مركزي به قطر mm 75 مي باشند. 2) دستگاه آزمايش از 7 قظعه فولاد ضد زنگ مجزا با شكل هاي مختلف ساخته شده است. اين اجزا با تكنيك ساده اي به نمونه بتني متصل مي شوند. ارتفاع كل دستگاه و نمونه cm 45 و عرض آن cm 20 است. اين دستگاه بگونه اي طراحي شده است كه با قرارگيري در ماشين فشاري تك محوره، بار فشاري ماشين به بار كششي تبديل شده و به نمونه منتقل مي گردد. بار كششي باعث ايجاد شكست كششي در ديواره حفره و پيشروي آن در راستاي عمود بر محور بارگذاري مي شود. وجود حفره در نمونه باعث تمركز تنش اطراف آن شده كه به اين ترتيب وقوع شكست كششي به دليل تمركز تنش اتفاق مي افتد. در اين شرايط بايستي تاثير حفره بر توزيع تنش و تمركز تنش در نمونه مطالعه شود تا بتوان مقاومت كششي بتن را براساس تمركز تنش تعيين نمود. 3) براي بررسي تاثير قطر حفره بر تمركز تنش در نمونه، مجموعه اي از شبيه سازي هاي عددي توسط نرم افزار FRANC2D انجام شد. به اين ترتيب تاثير قطر حفره بر تمركز تنش اطراف حفره بررسي شد و يك معيار مناسب براي تعيين مقاومت كششي بتن ارائه گرديد 4)همزمان با تست كشش مستقيم، آزمايش برزيلي بر نمونه هاي بتني انجام شد و نتايج دو روش مقايسه شدند. نتايج حاصل از دستگاه تبديل بار فشاري به كششي نشان مي دهد كه اين دستگاه قابليت ايجاد شكست كششي در نمونه را دارد. مقادير مقاومت كششي حاصل از اين روش، %33 كمتر از مقاومت كششي برزيلي نمونه بتني تعيين شد. آزمايش برزيلي مقاومت كششي بتن را بيشتر از CTT تقريب مي زند؛ كه اين به دليل ايجاد گراديان تنش درامتداد سطح شكست مي باشد ولي در آزمايش CTT تمركز تنش در ديواره حفره عامل شكست است كه مي توان آنرا بطور نقطه اي، يكنواخت دانست.

اين اختراع شامل دستگاه مبدل بار فشاري به كششي است كه با استفاده از آن مي توان مقاومت كششي بتن را تعيين نمود. دستگاه آزمايش از 9 قطعه فولاد با شكل هاي مختلف ساخته شده است. اين دستگاه پيرامون نمونه بتني حفره دار نصب مي شود و در ماشين فشاري تك محوره جايگذاري مي شوند. ابعاد نمونه بتني mm 40×mm 120 × mm120 و قطر حفره مركزي mm 60 مي باشد. ارتفاع كل دستگاه بهمراه نمونه cm 17.4 و عرض آن cm 18است. با شروع بارگذاري، بار فشاري ماشين به بار كششي تبديل و به نمونه منتقل مي گردد. بار كششي باعث ايجاد شكست كششي در ديواره حفره مي شود. مجموعه اي از شبيه سازي هاي عددي توسط نرم افزار Abaqus انجام و تاثير قطر حفره بر تمركز تنش اطراف حفره بررسي و معيار مناسب براي تعيين مقاومت كششي ارائه گرديد. همزمان با تست كشش مستقيم، آزمايش برزيلي انجام و نتايج دو روش مقايسه شد. نتايج حاصل از آزمايش دستگاه اهرمي نشان مي دهد كه اين دستگاه قابليت ايجاد شكست كششي در نمونه را دارد. مقادير مقاومت كششي حاصل از اين روش، 3 كمتر از مقاومت كششي برزيلي نمونه بتني است.