সিমেন্টের শক্তি পরীক্ষা: সিমেন্ট আসলে মর্টারে পরীক্ষা হয়

সিমেন্টের শক্তির কথা উঠলে একটি প্রশ্ন প্রায়ই আসে: শুধু সিমেন্ট দিয়ে নমুনা বানিয়ে ভাঙলেই তো হয়, মর্টার কেন?

উত্তর পেতে আগে দেখা যাক পরীক্ষাটা কীভাবে হয়।

সিমেন্টের শক্তি মাপা হয় মর্টারে

খাঁটি সিমেন্ট পেস্টের নমুনা বানালে ফল অনেক বিষয়ে প্রভাবিত হয়: নমুনার ভেতরে ফাটল বা সংকোচন, পানির বাষ্প হয়ে যাওয়া ইত্যাদি। তুলনা করা কঠিন হয়ে পড়ে।

তাই স্ট্যান্ডার্ড পদ্ধতিতে সিমেন্টকে নির্দিষ্ট বালি ও নির্দিষ্ট পানির সঙ্গে মিশিয়ে মর্টার বানানো হয়। সব কিছু স্থির রাখা হয়, শুধু সিমেন্ট বদলায়। তাই ফলের পার্থক্য সিমেন্টের কারণে, এই বিশ্বাস করা যায়।

মূল ধাপগুলো

১. নির্দিষ্ট অনুপাতে সিমেন্ট, স্ট্যান্ডার্ড বালি ও পানি মিশিয়ে মর্টার বানানো হয় ২. মর্টার নির্দিষ্ট ছাঁচে ঢেলে ঠাসা (compact) হয় ৩. ছাঁচে ভরা নমুনা আর্দ্র পরিবেশে রাখা হয় ৪. নির্দিষ্ট বয়সে ছাঁচ থেকে খুলে পানিতে চুবিয়ে রাখা হয় (ASTM C109-এ চুন-সম্পৃক্ত পানি) ৫. প্রতিটি নির্ধারিত বয়সে নমুনা প্রেসে ভাঙা হয় আর ভাঙার মুহূর্তের বল মাপা হয়

সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো নিয়ন্ত্রিত অবস্থা: তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, পানি, মেশানোর সময় সবই স্ট্যান্ডার্ড অনুযায়ী।

শক্তির হিসাব

Compressive strength হলো একক ক্ষেত্রফলে সর্বোচ্চ কত বল নমুনা সইতে পারল:

এখানে $P$ = ভাঙার সময়ের সর্বোচ্চ বল (N), $A$ = যে ক্ষেত্রফলে বল পড়েছে (mm²), আর $f$ = শক্তি (N/mm², যা MPa-এর সমান)।

উদাহরণ: EN 196-1 পদ্ধতিতে প্রিজমের ভাঙা অংশের ৪০ mm × ৪০ mm মুখে চাপ পড়ে, তাই $A = 1600\ \mathrm{mm^2}$। (ASTM C109 cube-এ ক্ষেত্রফল আলাদা।) প্রেসে ভাঙল ৭২ ০০০ N বলে:

(কাল্পনিক সংখ্যা, শুধু হিসাব বোঝানোর জন্য।)

EN আর ASTM, দুটি আলাদা পথ

বিশ্বে সিমেন্টের শক্তি মাপার প্রধান দুটি পদ্ধতি ঘরানা আছে:

উৎস: BS EN 196-1:2016 (EN 196-1:2016-এর যুক্তরাজ্যের সংস্করণ); ASTM C109-08। পরীক্ষার বয়স ও নমুনার আকার এই দুই স্ট্যান্ডার্ড থেকে।

• লোডিং হার: EN 196-1-এ ২৪০০ ± ২০০ N/s; ASTM C109-এ ৯০০–১৮০০ N/s।
• কিউরিং: EN 196-1-এ প্রথম ২৪ ঘণ্টা আর্দ্র পরিবেশে (আপেক্ষিক আর্দ্রতা কমপক্ষে ৯০ %), তারপর ২০ ± ১ °C পানিতে। ASTM C109-এ চুন-সম্পৃক্ত পানিতে ২৩ ± ২ °C।

এই লেখা স্ট্যান্ডার্ডের বিকল্প নয়। ব্যবহারের আগে বর্তমান সংস্করণ মিলিয়ে নিন। ASTM কপিটি ২০০৮ সালের।

EN পদ্ধতিতে প্রিজমকে আগে আড়াআড়ি বেঁকিয়ে (flexural) ভাঙা হয়, এরপর দুই ভাঙা অংশ আলাদা করে compressive পরীক্ষা হয়। ASTM-এ সাধারণত cube সরাসরি compression-এ ভাঙা হয়। তাই দুই পদ্ধতির ফল সরাসরি তুলনা করা ঠিক নয়।

শক্তি-ক্লাস কীভাবে আসে?

শক্তি-ক্লাস (যেমন 32.5, 42.5, 52.5) EN 197-1-এ ২৮ দিনের শক্তির সীমা থেকে আসে। এর সঙ্গে ‘N’ (সাধারণ), ‘R’ (দ্রুত শুরুর শক্তি) বা কিছু সিমেন্টে ‘L’ (কম শুরুর শক্তি) অক্ষর যুক্ত হলে বোঝায় শুরুর শক্তির ধরন। আগের লেখায় এ নিয়ে একটু বলেছিলাম।

উদাহরণ হিসেবে 42.5N ক্লাসে ২ দিনে কমপক্ষে ১০ MPa এবং ২৮ দিনে ৪২.৫–৬২.৫ MPa।

উৎস: EN 197-1 (শক্তির সীমা); BDS EN 197-1:2023 (একই অভিন্ন গ্রহণ)। অন্য ক্লাসের সীমা মূল টেবিল থেকে দেখুন।

ল্যাবে যেসব ভুল ফল বদলে দেয়

• পানির পরিমাণে সামান্য গোলমাল
• নমুনা ঠিকমতো ঠাসা না হওয়া, ভেতরে ফাঁপা থাকা
• কিউরিং পানির তাপমাত্রা ঠিক না থাকা
• প্রেসের প্লেট সমতল না থাকা বা লোডিং হার ঠিক না থাকা
• প্রেস নিয়মিত ক্যালিব্রেট না করা

সংখ্যা যত নির্ভুলভাবে মাপা হোক, উপরের কোনো একটি ভুল হলে ফল নিয়ে প্রশ্ন ওঠে।

একটি ভুল ধারণা

“সিমেন্টের শক্তি ৪২.৫ MPa মানে আমার কংক্রিটও ৪২.৫ MPa হবে”, এটি ঠিক নয়। এটি সিমেন্টের শক্তি, মানসম্মত মর্টারে মাপা। আপনার কংক্রিটের শক্তি নির্ভর করবে পানি-সিমেন্ট অনুপাত, aggregate, মেশানো, ঢালা ও কিউরিংয়ের ওপর। সিমেন্টের শক্তি কংক্রিটের শক্তির একটি উপাদান, পুরো গল্প নয়।

সারকথা

• সিমেন্টের শক্তি মর্টারে মাপা হয়, যাতে সব শর্ত স্থির থাকে
• f = P / A, এককে 1 N/mm² = 1 MPa
• EN ও ASTM-এর নমুনা ও পদ্ধতি আলাদা, ফল সরাসরি তুলনীয় নয়
• ল্যাবের ছোট ভুলও ফল বদলে দিতে পারে