09121001763

88259793

از 10 صبح تا 16

جستجو

ازمایش هدایت الکتریکی بتن

ازمایش هدایت الکتریکی بتن

بتن یکی از ماده ای بسیار پرکاربرد در صنعت ساخت و ساز است و سیمان؛ سنگدانه و آب و مواد افزودنی دیگر ساخته می شود. بسیاری از سازه هایی که در سطح شهر و خارج از شهر می بینید با استفاده از بتن ساخته شده اند بنابراین می توان از بتن به عنوان یک مصالح پرکاربرد در صنعت ساخت و ساز نام برد.

لازم به ذکر است که بتن ساخته شده باید دارای مشخصه های بسیار مناسبی باشد تا بتوان از آن در پروژه های مختلف استفاده کرد. برای آن که بتوان در بتن مقاومت، پایداری،نفوذ در برابر آب و یون های مضر، مقاومت در برابر زلزله و .... سنجید، به یک سری آزمایش خاص نیاز است.

باید بیان شود که مقاومت الکتریکی به عنوان یکی از مشخصه های بسیار مهم بتن، نمایان گر برخی از خواص مهم آن از جمله موارد زیر می باشد:

  • نفوذ پذیری بتن
  • جذب آب بتن

می دانید که بسیاری از سازه ها در مناطق سخت و خورنده ساخته شده اند، حال می توان اذعان داشت که مقاومت الکتریکی بتن به خصوص در مناطق خورنده با نفوذ بالای یون کلر نظیر دریای خلیج فارس معنی پیدا می کند. نکته بسیار مهم این است که هرچه مقاومت الکتریکی بالاتر باشد، نفوذ پذیری کمتر خواهد بود.

آزمایش مقاومت الکتریکی بتن به صورتی می باشد که به نمونه ی آزمایش صدمه ای وارد نشود و هم چنین اجرای آزمایش های متوالی روی یک نمونه ی خاص بتنی را ممکن می سازد. به همین دلیل آزمایش تعیین مقاومت الکتریکی بتن به عنوان یک تست غیرمخرب (NDT) شناخته می شود. تخریب نشدن نمونه ی بتنی به خصوص در مواردی که مصالح به کار رفته در ساخت بتن کمیاب و یا گران قیمت هستند و هم چنین از لحاظ تخریب نکردن بخشی از سازه یا موارد مهم دیگر، اهمیت پیدا می کند.در این مقاله از وب سایت آرین تیس به بررسی هدایت الکتریکی بتن می پردازیم، بنابراین برای کسب اطلاعات بیشتر تا انتهای این مقاله با ما باشید.

آزمایش هدایت الکتریکی بتن:

همان گونه که می دانید، خوردگی پدیده الکتروشیمیایی است که اجسام قرار گرفته در محیط اسیدی یا حتی محیط مرطوب اتفاق می افتد. این خوردگی ممکن است در بتن های سازه ایی اتفاق بیافتد که ساز و کار سازه را با مشکل مواجه می کند و می تواند خرابی هایی را به وجود آورد. ایجاد خرابی در هر حالتی برای بتن بسیار مضر است، بنابراین ما مهندسان عمران در پی آن هستیم که از این خرابی ها به هر نحوی جلوگیری کنیم.

در محیط هایی که می دانیم خوردگی وجود دارد، دوام بتن در برابر خوردگی برای ما ارزش بسیاری پیدا می کند. بنابراین برای آن که بدانیم بتن ساخته شده از دوام مناسبی برخوردار است یا خیر، باید آزمایش هایی روی آن انجام گیرد. ترجیح ما بر این است که این آزمایشات غیر مخرب باشد و ضرری برای سازه و نمونه های بتنی نداشته باشد. یکی از این آزمایش ها تست هدایت الکتریکی بتن است که در ادامه با آن بیشتر آشنا خواهید شد.

همان گونه که می دانید، بتن های سازه ایی از میلگرد و بتن ساخته شده اند و در محیط های خورنده، میلگرد به صورت آند و بتن به صورت کاتد عمل می کند و سپس یک جریان الکتریکی بین میلگرد و سطح بتن به وجود می آید. مسلما در این حالت تحرک یون ها را شاهد هستیم. هر چه این حرکت بیشتر و سهل تر انجام شود به مفهوم آن است که مقاومت بتن در برابر تحرک یونی کمتر می باشد و در نتیجه هدایت الکتریکی بتن بیشتر باشد.

بنابراین باید گفت یکی از راه های ساده و هم چنین بسیار مناسب، آزمایش دوام بتن برای تعیین مقاومت ویژگی الکتریکی آن می باشد. مقاومت الکتریکی بتن نیز مانند مقاومت هر جسم مرکب دیگر تابع اجزا آن و ارتباط اجزا با یک دیگر است.

مواردی که در مقاومت الکتریکی بتن تأثیر دارد، به صورت زیر می باشد:

  • مقاومت الکتریکی سنگدانه ها
  • مقاومت الکتریکی خمیر سیمان سخت شده
  • نسبت مقدار مقاومت الکتریکی سنگدانه ها و خمیر سیمان در بتن
  • هم چنین کیفیت وجه مشترک ( ناحیه انتقالی )
  • مصرف افزودنی های پودری معدنی.

دو مورد بسیار مهمی که می تواند مقاومت الکتریکی بتن را کم کند به صورت زیر است:

  • وجود رطوبت و اشباع مقاومت الکتریکی را کم می کند.
  • وجود ترک های ریز که با آب پر شود به شدت مقاومت الکتریکی را کاهش می دهد.
  • اگر به جای آب از محلول آب نمک یا آب دریا استفاده کنیم افت شدیدی در مقاومت الکتریکی مشاهده خواهیم نمود.

بنابراین سعی می شود مقاومت الکتریکی بتن های اشباع با آب نمک یا آب دریا اندازه گیری شود. اندازه گیری مقاومت الکتریکی ساده است. کافی است دو صفحه برنجی یا مسی را کاملا در تماس با سطح نمونه بتن قرار دهیم و با یک اهم متر مخصوص مقاومت الکتریکی را به دست آوریم.

اما این مقاومت الکتریکی باید بدون توجه به اثر ابعاد گزارش شود یعنی باید مقاومت ویژه الکتریکی تعیین و اعلام گردد تا بتوان آن را با سایر بتن ها مقایسه نمود. برای اتصال مناسب صفحه برنجی با بتن معمولا  لایه نازکی از خمیر سیمان نسبتا شل را به کار می برند و صفحه را با فشار به خمیر سیمان و سطح بتن چسبانیده و اندازه گیری را به انجام می رسانند اعتقاد بر آن است که هر چه مقاومت ویژه الکتریکی بیشتر باشد بتن با دوام تر و مطلوب تری داریم.

به موارد زیر توجه داشته باشید:

  • اگر مقاومت ویژه الکتریکی بتن اشباع شده بیشتر از 200 باشد، آن گاه بتن از نظر دوام در برابر خوردگی عالی می باشد.
  • اگر مقاومت ویژه الکتریکی بتن اشباع شده عددی بین 120 تا 200 باشد، آن گاه بتن از نظر دوام در برابر خوردگی خوب است.
  • اگر مقاومت ویژه الکتریکی بتن اشباع شده عددی بین 50 تا 120 باشد، آن گاه بتن از نظر دوام در برابر خوردگی متوسط می باشد.
  • اگر مقاومت ویژه الکتریکی بتن اشباع شده کمتر از 50 باشد، آن گاه بتن از نظر دوام در برابر خوردگی ضعیف است.

مقایسه ایی بین تست RCPT و آزمایش هدایت الکتریکی بتن:

باید بیان شود که آزمایش هدایت الکتریکی بتن یکی از آزمایش های بسیار مهم است که میزان هدایت الکتریکی حجمی نمونه اشباع بتن سخت شده را برای شناسایی مقاومت بتن در برابر نفوذ یون کلر با روش پخش اندازه گیری می نماید. به این دلیل از کلمه حجمی استفاده کردیم که هدایت الکتریکی به وسیله سنجش جریان الکتریکی در تمامی بدنه نمونه بتنی انجام می شود. شرایط انجام آزمایش هدایت الکتریکی بتن، تقریبا با تست RCPT یکسان است. ممکن است برای شما این سوال به وجود بیاید که، تست RCPT چیست ؟

برای پاسخ به این سوال باید بیان شود که تست RCPT یکی از آزمایش های بسیار رایج و هم چنین پر استفاده برای تعیین نفودپذیری یون کلراید در درون بتن و کنترل دوام بتن است که در استاندارد های ASTM C1202 و AASHTO T227 مورد بررسی قرار گرفته است. دو نکته بسیار مهم در رابطه با این آزمایش وجود دارد که به صورت زیر به آن ها اشاره می کنیم:

  • در آزمایش RCPT میزان جریان الکتریکی عبوری در طول بتن طی یک ولتاژ استاندارد در زمان مشخص اندازه گیری می گردد.
  • اگرچه این آزمایش مقاومت بتن در برابر یون کلراید را به خوبی نشان می دهد اما انجام  مراحل آن طولانی بوده و قابلیت اندازه گیری مستقیم را نخواهد داشت.

لازم به ذکر است که به عنوان یک جایگزین برای تست RCPT، آزمون مقاومت الکتریکی را می توان به عنوان یک ارزیاب عملکردی بتن مورد استفاده قرار داد. آزمایش هدایت الکتریکی بتن نسبت به تست RCPT دارای مزایایی می باشد که از آن ها به صورت زیر اشاره می کنیم:

  • آزمایش هدایت الکتریکی بتن در اجرا بسیار ساده تر از تست RCPT  است
  • آزمایش هدایت الکتریکی بتن از آزمایش RCP سریع تر می باشد.
  • نتایج این آزمایش را مستقیما می توان برای محاسبه ضریب انتشار یون کلراید بتن طبق رابطه Nernst-Einstein مورد استفاده قرار داد.

نحوه انجام آزمایش هدایت الکتریکی بتن

نحوه انجام آزمایش هدایت الکتریکی بتن:

آزمایش هدایت الکتریکی بتن به این صورت است که میزان جریان الکتریکی را در خلال یک نمونه اشباع شده بتن با اختلاف پتانسیل اعمال شده 60 ولت در دو سر نمونه اندازه گیری می نماید. لازم به ذکر است که نمونه های بتنی دارای قطر 100 و طول 200 میلی متر هستند یا می توان از مغزه هایی با قطر 100 و طولی بین 100 الی 200 میلی متر نیز استفاده کرد.

دو نکته بسیار مهم:

  • در آزمایش هدایت الکتریکی بتن آب بند کردن نمونه انجام نمی شود و جریان عبوری 1 دقیقه بعد از اعمال ولتاژ سنجیده می شود.
  • جریان به دست آمده، ولتاژ اعمالی و ابعاد نمونه برای محاسبه هدایت الکتریکی حجمی بتن استفاده می شود.

برای آن که آزمایش هدایت الکتریکی بتن را انجام دهید به مراحل زیر دقت کرده و طبق آن عمل کنید:

  • در ابتدا نمونه ایی که برای آزمایش هدایت الکتریکی بتن وجود دارد را درون آب قرار دهید.
  • سپس نمونه بتنی را از آب خارج کرده و آب اضافی سطح آن را پاک کنید.
  • آن گاه طول نمونه را با فاصله 0.1 میلی متر از لبه نمونه در چهار درجه 0 ، 90 ، 180 و 270 درجه اندازه بگیرید. اگر اختلاف طول از 5 میلی متر بیشتر است دو طرف نمونه را بتراشید.
  • دوباره طول نمونه را اندازه گیری نمایید. اگر نمونه دارای برآمدگی یا فررفتگی بیش از 5 میلی متر نسبت به محیط آن است، دو سطح نمونه را بتراشید. میانگین 4 طول به دست آمده را اندازه گیری کنید.
  • دو قطر نمونه را اندازه گرفته و سپس میانگین آن ها را محاسبه نمایید
  • نمونه را در طول آزمایش در حالت اشباع نگه دارید. چنانچه در خلال اندازه گیری طول و قطر نمونه سطح نمونه خشک شود از یک پارچه مرطوب برای اشباع نگه داشتن آن استفاده کنید.
  • نمونه را همانند تست RCPT در سلول قرار داده به جز این که دو طرف نمونه نیاز به آبندی نخواهد داشت.
  • دو طرف سلول را با محلول NaCl پر کنید.

نکته:

در آزمایش هدایت الکتریکی بتن ، هر دو سلول به وسیله محلول نمک طعام پر می شود در صورتی که در آزمایش RCPT یکی از سلول ها با محلول NaOH پر می شود.

  • پس از آن سیم ها را مطابق با تست RCPT به سلول و مخزن اعمال ولتاژ وصل کنید.
  • سطح نمونه را در حالت اشباع نگه داشته و چنانچه رطوبت اضافی بر روی آن مشاهده می شود با استفاده از یک پارچه آن را بگیرید.
  • به محض آنکه سطح نمونه شروع به خشک شدن کرد دستگاه را با اعمال ولتاژ 60 ولت روشن کنید.
  • جریان عبوری را مشاهده کرده و از کارکرد صحیح اطمینان حاصل کنید.
  • لازم به ذکر است که در خلال اندازه گیری دمای محیط اطراف و دمای نمونه و سلول باید بین 20 تا 25 درجه سانتی گراد باشد.
  • جریان الکتریکی را بعد از گذشت 1 دقیقه با دقت 0.1 میلی آمپر خوانده و ثبت کنید.
  • سلول را خالی کرده و نمونه را از آن خارج کنید.

دوام بتن به چه عواملی وابسته است؟

لازم به ذکر است که دوام بتن وابستگی بسیار زیادی به ریز ساختارهای بتن مانند موارد زیر دارد:

  • میزان منافذ بتن
  • مقدار توزیع و شکل منافذ بتن
  • ارتباط بین منافذ بتن

هرچه شبکه فضای خالی بتن ریزتر و با ارتباطات کمتری باشد، آن گاه می توان بیان کرد که نفوذپذیری بتن کاهش می یابد و برعکس. یک ساختار متخلخل با میزان بالای ارتباطات داخلی بین ذرات باعث نفوذ پذیری بسیار زیاد و در نتیجه کاهش دوام خواهد شد.

می توان اذعان داشت که ایده اصلی که در روش مقاومت الکتریکی بتن استفاده می شود این است که به نحوی مشخصات ریز ساختار بتن مورد ارزیابی واقع شود. به طور کلی مقامت الکتریکی بتن را می توان مقاومت بتن در برابر انتقال یون های تحت تاثیر میدان الکتریکی تفسیر کنیم. از نتایج مقاومت الکتریکی بتن می توان جهت ارزیابی ذرات و میزان ارتباطات منافذ استفاده کرد.

کاربرد مقاومت الکتریکی بتن چیست؟

باید بیان شود که مقاومت الکتریکی بتن دارای کاربرد بسیاری می باشد که از آن ها به صورت زیر اشاره می کنیم:

  • تعیین نفوذپذیری یون کلرید در بتن

مشابه تست RCPT از مقاومت الکتریکی بتن نیز می توان برای ارزیابی نفوذ کلراید استفاده کرد. اساس آزمون RCPT میزان جریان عبوری طی یک زمان مشخص در طول بتن است.

  • محاسبه ضریب انتشار با استفاده از مقاومت الکتریکی

لازم به ذکر است که ضریب انتشار یک شاخص مهم در عمر سرویس دهی سازه های جدید می باشد. به علاوه این ضریب برای نگه داری و بهسازی سازه های موجود نیز به کار می رود. ضریب انتشار یک رابطه ی خطی با مقاومت الکتریکی بتن در شرایط SSD دارد. بنابراین به کمک نتایج حاصل از آزمایش مقاومت الکتریکی و این رابطه می توان تخمین مناسبی از عمر سرویس دهی سازه برآورد کرد.

  • تخمین میزان خوردگی

مطالعات موجود نشان می دهد ارتباطی بین مقاومت الکتریکی بتن و شروع خوردگی و انتشار آن وجود دارد.

کاربرد مقاومت الکتریکی بتن چیست؟

  • شناسایی ترک ها در بتن

وجود ترک در ریز ساختار بتن باعث تغییر در مشخصات بتن از جمله شیوه اتصال فضاهای خالی می گردد. از آزمون مقاومت الکتریکی می توان برای شناسایی و رصد شروع و انتشار ترک در بتن استفاده کرد.

  • زمان گیرش

هنگامی که بتن تازه شروع به سخت شدن می کند ناپیوستگی منافذ مویینه مقاومت الکتریکی بتن را افزایش می دهد.

  • میزان رطوبت

یکی دیگر از کاربردهای آزمون مقاومت الکتریکی شناسایی و تخمین میزان رطوبت موجود در بتن است.

برای کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت آرین تیس مراجعه فرمایید.

انصراف از نظر
فیلترها
Sort
display