-تهران - کوی نصر - خیابان علالی غربی (پیروزی) -پلاک ۱۱۵- طبقه دوم - واحد۳ | تلفکس :۹ - ۸۸۴۸۶۷۷۸ | ۸۸۲۵۹۷۹۳ مشاوره رایگان : ۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

تلفکس :۹ - ۸۸۴۸۶۷۷۸ | ۸۸۲۵۹۷۹۳ مشاوره رایگان : ۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

مشاوره رایگان

۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

انواع آزمایش های بتن

انواع آزمایش های بتن

انواع آزمایش های بتن با توجه با خاصیت مصالح های زیر در این مقاله گرد آوری شده است. قبل از آغاز مرحله ارزیابی، باید اهداف ارزیابی بین کارفرما و مسئول ارزیاب به مرحله ی توافق برسد. پارامتر هایی که باید در نظر گرفته شوند.

دوشنبه 20 آبان 1398 ساعت 14:5

انواع آزمایش های بتن با توجه با خاصیت مصالح های زیر در این مقاله گرد آوری شده است. قبل از آغاز مرحله ارزیابی بتن، باید اهداف ارزیابی بین کارفرما و مسئول ارزیاب به مرحله ی توافق برسد. پارامترهایی که باید در نظر گرفته شوند در ادامه آورده شده است.

 

اقدامات مقدماتی آزمایش بتن

 

قبل از آغاز مرحله ارزیابی، باید اهداف ارزیابی بین کارفرما و مسئول ارزیاب به مرحله ی توافق برسد. پارامتر هایی که باید در نظر گرفته شوند، عبارتند از:

1- آیا پایداری کل سازه یا عضوی از سازه مورد شک است؟ در صورتی که ارزیابی پایداری سازه ضروری است، روش آزمایش باید بررسی شود.

2- آیا نقشه های چون ساخت موجود است؟ در صورت موجود نبودن، آیا تهیه ی نقشه آرماتور بندی و تعیین مقاومت بتن ضروری است؟

3- آیا دسترسی به قسمت های مختلف سازه مشکل است و نیاز به تجهیزات ویژه دارد؟

4- برای ارزیابی کدام تخصص ها لازم است؟ مثلا تکنولوژیست بتن، مهندس سازه و ....

5- اگر سازه در حال بهره برداری است، برای انجام عملیات ارزیابی، چه نوع محدودیت هایی وجود دارد؟

6- آیا لازم است قبل از انجام ارزیابی، هزینه و زمان عملیات برآورد گردد؟

7- کارفرما انتظار دارد که از عمر مفید سازه آگاهی یابد.

پس از توافق در موارد یاد شده، اقدامات مقدماتی در دو مرحله جمع آوری اطلاعات و بازدید از سازه آغاز می گردد.

 

جمع آوری اطلاعات و مدارک  در بازسازی سازه 

 

در این مرحله تمام اطلاعات و مدارک موجود در بازسازی سازه جمع آوری می گردد که می تواند شامل موارد زیر باشد:

 

- مشخصات سازه

 

  • نقشه های اجرایی (مانند جزئیات آرماتور)
  • روش های ساخت (مثل روش بتن ریزی و متراکم کردن)
  • نوع مصالح مصرفی
  • طرح اختلاط بتن
  • مقاومت فشاری نمونه های استاندارد
  • نحوه عمل آوری
  • شرایط محیطی ( دما و رطوبت در مدت سن سازه)
  • جزئیات تعمیر، مانند زمان و نوع مصالح (چنانچه سازه قبلا تعمیر شده باشد)
  • هر گونه تغییرات غیر معمول در زمان ساخت (مانند تغییر در نوع مصالح)
  • عکس ها در عملیات ساخت
  • مقدار و ماهیت بارگذاری

 

بازدید از سازه و بررسی ظاهری

 

  • در مرحله بازدید باید هر گونه جزئیات مهم که مشاهده می شود، به صورت های مختلف مانند جدول، شکل و پیش نویس ثبت گردد.
  • بررسی ظاهری باید توسط شخص با تجربه ای انجام شود.
  • شخص بررسی کننده باید قابلیت مشاهده دقیق و ثبت یافته ها را به صورت اصولی داشته باشد.
  • باید تمام قسمت های آسیب دیده سازه یا نارسایی ها مورد توجه کامل قرار گیرند.
  • عکس برداری از نقاط آسیب دیده به بررسی سازه کمک می کند.
  • با استفاده از نقشه های سازه، می توان محل آسیب دیدگی را در آن علامت گذاری کرد.

معولا نتایج بدست آمده در مرحله ظاهری به عنوان مبنا برای انتخاب محل و نوع آزمایش بتن تلقی می گردد. بنابر این تا حد امکان باید اطلاعات کافی جمع آوری شود.

 

 

bazdid

 

 

ادامه ی بازدید از سازه و بررسی ظاهری

 

معمولا بررسی ظاهری شامل مراحل زیر است:

  • شناسایی قسمت های آسیب دیده
  • ثبت شرایط محیطی که قسمت های آسیب دیده در معرض آن قرار دارند.
  • شناسایی ترک ها، محل پکیدگی و غیره
  • اندازه گیری در حد محدود از ترک ها

 

روش شناسایی ترک ها

 

مکانیزم های ترک خوردگی:

 

الف- جا به جایی ایجاد شده در بتن، مانند: جمع شدگی، انبساط یا انقباض ناشی از تغییرات دما و نشست پلاستیک

ب- انبساط مصالح در بتن، مانند خوردگی آرماتور

ج- شرایطی که سازه در معرض آن قرار دارد، مانند: بارگذاری یا نشست نامتقارن پی ها.

مشخصات ترک ها شامل امتداد، عرض و عمق است. از دیدگاه امتداد، ترک ها به شکل های مختلف طولی، مورب، عمودی و تصادفی ظاهر می شوند.

بر اساس محدوده ی ترک، ترک ها به سه گروه تقسیم می شوند:

- ترک ریز : کمتر از 1 میلیمتر     

- ترک متوسط : بین 1 تا 2 میلیمتر  

- ترک عریض : بیش از 2 میلیمتر

 

ادامه ی شناسایی ترک ها

 

  • سطح بتن باید شرایط خاص رطوبت را داشته باشد، به عبارت دیگر، سطح بتن باید تمیز و خیس باشد و در حالی که رطوبت در حال تبخیر است، مشاهده ترک ها به صورت خطوط آب قابل تشخیص است.
  • افشاندن آب روی سطح بتن و سپس کمی خشک شدن آن، روش مناسبی برای ایجاد شرایط خاص رطوبت به صورت مصنوعی است، هرچند مرحله خشک شدن ممکن است نیم ساعت یا بیشتر به طول انجامد.
  • اگر از سطح بتن قدری فاصله گرفته شود، قابلیت دیدن ترک ها افزایش مس یابد، زیرا از فاصله ی نزدیک، امتداد خطوط رطوبت چندان قابل رویت نیست.
  • برای اندازه گیری دقیق عرض ترک، استفاده از میکروسکوپ دستی یا خط کش مخصوص ضروری است.
  • بهتر است بازرسی ترک ها هر چند وقت یکبار تکرار گردد و عرض آن ها در نقاط مشخص اندازه گیری شود.

 

 

identify cracks

 

 

شناسایی فضاهای خالی توسط آزمایش ضربه

 

معمولا در مرحله بازدید از سازه و بررسی ظاهری، آزمایش ضربه زدن (Tapping Surveys) نیز انجام می شود. این آزمایش بر این اصل استوار است که اگر به وسیله ی چکش مخصوص (Club Hammer) ضربه ای بر سطح بتن زده شود، بر مبنای آن از نوع صدایی که شنیده می شود می توان وجود حفره یا پکیدگی در بتن را تشخیص داد.

استفاده از چکش و ضربه زدن بر روی سطح بتن موقعیت بتن را در عمق کم مشخص می کند و در عمق بیشتر از 10 میلیمتر و در صورت وجود حفره یا جداشدگی پوشش بتنی از میلگردها قابل تشخیص نیست.

در چنین مواردی نیاز به دستگاه خاص از قبیل دما نگاری مادون قرمز (Infra-Red Thermography) است.

 

بازرسی و انتخاب آزمایش ها

 

پس از نتیجه گیری از مرحله ی اقدامات اولیه، برنامه ریزی برای بازرسی و انتخاب آزمایش انجام می گیرد که با توجه به پارامترهای زیر انجام می گردد:

  • انتخاب نوع آزمایش
  • انتخاب محل آزمایش

امروزه تقسیم بندی مطلق آزمایش ها به دو گروه آزمایشگاهی و محلی، امکان پذیر نیست. چرا که امروزه بسیاری از آزمایش ها را با ابداع دستگاه های قابل حمل می توان در محل انجام داد.

آزمایش هایی که در محل انجام می گیرد، به آزمایش های غیر مخرب (N.D.T) موسوم است.

 

مزیت آزمایش های غیر مخرب:

 

1- به دلیل آسانی و سریع بودن آزمایش ها می توان برای تعیین یکنواختی و کیفیت بتن در سازه و به عنوان روش کنترل کیفیت مورد استفاده قرار داد.

2- در مواردی که دسترسی به عضو سازه برای مغزه گیری مشکل است، آزمایش های غیر مخرب به آسانی انجام می شود.

3- از این آزمایش ها می توان برای تعیین محل مغزه گیری بهره گرفت.

4- از آن جایی که این آزمایش ها با خواص لایه ی سطحی بتن رابطه مستقیمی دارد، می توان آنها را برای کاربردهای زیر استفاده کرد:

  • ارزیابی میزان آسیب دیدگی مانند خرابی سولفاته یا آتش سوزی
  • ارزیابی دوام سطح بتن، مانند تعیین مقاومت سایشی کف
  • ارزیابی پیوستگی مواد تعمیری به بتن قدیم
  • تعیین عمق ترک ها

 

انواع آزمایش های انجام شده روی سازه

 

آزمایش های مختلفی روی سازه ها انجام میگیرد که در ادامه به برخی از آن ها اشاره می کنیم:

1- تعیین مقاومت بتن در سازه

2- آزمایش مافوق صوت

3-آزمایش سختی سطح (عدد بازگشت یا چکش اشمیت)

4- آزمایش بیرون کشیدن و کشش سطحی

5- آزمایش مغزه گیری

6- آزمایش آرماتوریاب

7- تعیین عمق کربناتاسیون

8- تعیین پروفیل کلر

9- ارزیابی نفوذپذیری بتن

10- تعیین پتانسیل خوردگی

11- آزمایش وزن سنجی

12- تعیین مقاومت الکتریکی

 

 

diffrent types of experiment

 

 

تعیین مقاومت بتن در سازه

 

امروزه برای تعیین مقاومت بتن در سازه انواع آزمایش های غیر مخرب بدون نیاز به مغزه گیری ابداع شده است.

 بعضی از روش ها فقط کیفیت سطح بتن را مشخص می کنند، مانند روش بازگشت(چکش اشمیت) که رابطه بین نتایج آزمایش و مقاومت بتن چندان قابل اعتماد نیست.

در بعضی آزمایش ها نیاز به مغزه گیری نسبی است، در نتیجه تخمین مقاومت بتن در عمق بیشتر امکان پذیر است. مثلا آزمایش بیرون کشیدن و کشش سطحی که نتایج قابل اعتماد تری ارائه می دهند.

 معمولا کارخانه های سازنده دستگاه، برای تعیین مقاومت بتن، منحنی های همبستگی را که فقط از تعداد محدودی نمونه بدست آمده است، در اختیار می گذارند که دقت کمی دارند. به همین دلیل ضروری است که برای بتن مصرف شده در سازه، منحنی همبستگی خاص برقرار شود

 

 

عمق بتن که در نتیجه تاثیر دارد (mm)

دقت در تخمین مقاومت بتن

نوع آزمایش

30

5

با تنظیم مخصوص ± 25%

با تنظیم مخصوص ± 15%

سختی سطح (چکش اشمیت)

کشش سطحی

25

با تنظیم عمومی ± 20%

بیرون کشیدن

در هر عمقی امکان پذیر است

با تنظیم مخصوص ± 20%

آزمایش التراسونیک بتن

 

 

آزمایش التراسونیک بتن

 

آزمایش التراسونیک علاوه بر تعیین مقاومت بتن، موارد استفاده زیادی دارد، از قبیل:

  • تعیین یکنواختی بتن در عضو یا بین اعضای سازه
  • کشف وجود ترک و اندازه گیری عمق آن و دیگر نارسایی ها مانند منافذ
  • اندازه گیری تغییرات خواص بتن با زمان
  • تعیین مدول الاستیک و نسبت پواسون دینامیکی

برقراری رابطه تجربی بین سرعت پالس با مدول الاستیک، دینامیک و مقاومت بتن، امکان پذیر است. این روابط تحت تاثیر عواملی مثل نوع سیمان، مقدارآن، مواد افزودنی، نوع و اندازه سنگدانه ها، شرایط عمل آوری و سن بتن قرار دارد.

 

 

ultrasonic

 

 

توضیح دستگاه

 

دستگاه شامل تولید کننده پالس الکتریکی، دو عدد مولد، تقویت کننده و وسیله ای الکترونیکی برای اندازه گیری زمان عبور پالس بین مبدل فرستنده و گیرنده است.

مبدل الکترو-اکوستیک تولید کننده پالس ارتعاشات طولی است. این مبدل بر سطح بتن تحت آزمایش قرار داده می شود. پس از عبور پالس از طول معین L از بتن، ارتعاشات پالس توسط مبدل ثانویه(گیرنده) به علامت های الکتریکی تبدیل می گردد. مدار الکترونیکی دستگاه قادر است که زمان عبور پالسT را اندازه گیری کند. سرعت پالس V از رابطه زیر بدست می آید:

                                                                                          V=L/T                 

L  : طول مسیر پالس

T : زمان عبور پالس

به دلایل زیر، ارتعاشات پالس مافوق صوت به جای فرکانس صوت استفاده می شود:

 - پالس ها به صورت دقیق و کامل در بتن منتقل شود.

 - در امتداد توسعه پالس ها، حداکثر انرژی ایجاد گردد.

مبدل الکترو-اکوستیک تولید کننده پالس ارتعاشات طولی است. این مبدل بر سطح بتن تحت آزمایش قرار داده می شود. پس از عبور پالس از طول معین L از بتن، ارتعاشات پالس توسط مبدل ثانویه(گیرنده) به علامت های الکتریکی تبدیل می گردد. مدار الکترونیکی دستگاه قادر است که زمان عبور پالسT را اندازه گیری کند. سرعت پالس V از رابطه زیر بدست می آید:

                                                                                          V=L/T                

L  : طول مسیر پالس

T : زمان عبور پالس

به دلایل زیر، ارتعاشات پالس مافوق صوت به جای فرکانس صوت استفاده می شود:

 - پالس ها به صورت دقیق و کامل در بتن منتقل شود.

 - در امتداد توسعه پالس ها، حداکثر انرژی ایجاد گردد.

 

تعیین سرعت پالس

 

مولد گیرنده، آن قسمت از پالس را کشف می کند که زودتر برسد. در واقع ارتعاشات پیشرونده طولی زودتر می رسند.

نحوه قرار دادن مولد ها به صورت های زیر امکان پذیر است:

 - انتقال مستقیم (سطح مخالف)

 - انتقال نیمه مستقیم (سطح مجاور)

 - انتقال غیر مستقیم (در یک سطح)

 

تعیین سرعت پالس در روش انتقال مستقیم

 

این روش مطلوب ترین آرایش قرارگیری مولدهاست و حداکثر انرژی پالس ها را منتقل و دریافت می کند. بنابراین تعیین دقیق سرعت پالس تابع دقت در اندازه گیری طول مسیر است. به عبارت دیگر چنانچه طول مسیر با دقت اندازه گیری شود، سرعت پالس تعیین شده از دقت کافی برخوردار خواهد بود.

 

تعیین سرعت پالس در روش انتقال نیمه مستقیم

 

در مواردی که از این روش استفاده می شود نباید فاصله بین مولدها چندان زیاد باشد؛ در غیر این صورت، امکان عدم دریافت پالس ها وجود دارد. برای تعیین طول مسیر باید فاصله بین مراکز مولد ها اندازه گیری شود. این روش از دقت کافی برخوردار است.

 

تعیین سرعت پالس در روش انتقال  غیر مستقیم

 

این روش باید در موارد زیر استفاده شود:

 - فقط یک طرف بتن قابل دسترس است

 - عمق ترک باید تعیین شود

 - ضخامت لایه سطحی بتن که کیفیت مطلوبی ندارد، باید اندازه گیری شود.

نحوه آزمایش بدین صورت است که ابتدا محل مولد فرستنده ثابت نگه داشته می شود و محل مولد گیرنده در فواصل معین و در طول یک خط تغییر می یابد. هر دفعه که محل مولد تغییر می کند، زمان انتقال پالس اندازه گیری می شود. فاصله بین دو مولد در محور x و زمان های انتقال پالس در محور y نمودار ترسیم می گردد. در واقع شیب خط برابر با سرعت پالس است. چنانچه خط رسم شده غیر پیوسته باشد، نشانه وجود ترک در لایه سطحی است و یا کیفیت لایه سطحی بتن نامطلوب است.

 

 

puls speed

 

 

اثر آرماتور

 

سرعت پالس در بتن آرمه بیشتر از بتن معمولی با همان نوع بتن است. چون سرعت پالس در فولاد حدود دو برابر سرعت در بتن است و اولین پالس را که مولد گیرنده دریافت می کند، بخشی از بتن و بخش دیگر آن از فولاد عبور می کند.

افزایش ظاهری در سرعت پالس به نزدیکی مولد به آرماتور، قطر و تعداد میلگردها و امتداد آنها نسبت به مسیر انتشار پالس بستگی دارد. به هر حال تصحیح مقادیر اندازه گیری شده دقت تخمین را کاهش می دهد، بنابراین تا جایی که امکان دارد باید از نزدیک بودن مولدها به آرماتور اجتناب شود.

ضربیب تصحیح در صورت موازی بودن محور آرماتور با مسیر پالس و یا عود بودن بر مسیر پالس از گراف هایی بدست می آید.

 

کشف نارسایی ها

 

استفاده از روش مافوق صوت برای کشف وسعت آسیب دیدگی بتن باید منحصرا به افراد با تجربه واگذار شود. همچنین باید توجه داشت که نتیجه گیری نباید بر اساس تنها یک قرائت انجام گیرد.

 

تخمین عمق ترک سطحی

 

برای تخمین عمق ترک از روش انتقال غیر مستقیم استفاده می شود. دو مولد گیرنده و فرستنده در دو طرف ترک به فاصله مساوی x بر سطح بتن قرار داده شده و با استفاده از رابطه زیر عمق ترک بدست می آید:

     h = (x/T2) (T12-T22)1/2 

x : فاصله مولد از ترک (mm)

T1 : زمان انتقال پالس در بتن ترک خورده (μsec)

T2 : زمان انتقال پالس در بتن سالم (بدون ترک) (μsec)

 

 

estimate

 

 

رابطه بین سرعت پالس و مقاومت

 

رابطه بین سرعت پالس و مقاومت تحت تاثیر عواملی مانند : سن، شرایط عمل آوری، شرایط رطوبت، نسبت های مخلوط، نوع سنگدانه و سیمان قرار دارد. اگر ضروری است که مقاومت تخمین زده شود باید بین مقاومت و سرعت، رابطه ای برای نوع بتن تحت آزمایش برقرار گردد. برای برقرار کردن چنین رابطه ای باید بر روی تعداد نمونه کافی آزمایش شود. درجه اعتماد به تعداد نمونه های آزمایش بستگی دارد. برای تهیه نمونه ها می توان، نمونه های قالبی (ساخته شده در قالب) استفاده کرد و یا اقدام به مغزه گیری از سازه نمود.

مقاومت مخلوطی معین از سیمان و سنگدانه ممکن است توسط یکی از عوامل نسبت آب به سیمان و یا سن بتن تغییر داده شود. انتخاب روش بستگی به نوع کاربرد دارد. چنانچه مقاومت بتن رو به افزایش است، بهتر است رابطه با تغییرات سن بتن برقرار گردد. ولی برای کنترل کیفیت بتن برقراری رابطه با تغییر نسبت آب به سیمان ترجیح دارد.

 

تعیین مدول الاستیک و نسبت پواسون دینامیکی

 

رابطه بین مدول الاستیک و سرعت پالس مافوق صوت از فرمول زیر بدست می آید:

     Ed = ρ V2 (1+v)(1-2v)/(1-v)

Ed : مدول الاستیک دینامیکی

v  : نسبت پواسون دینامیکی

ρ : دانسیته بتن

V : سرعت پالس

بر اساس جدول تجربی بین مدول الاستیک، استاتیک، دینامیک و سرعت پالس مقادیر مورد نیاز بدست می آیند.

 

آزمایش عدد بازگشت (چکش اشمیت)

 

به طور کلی این روش جایگزین روش های دیگر برای تعیین مقاومت بتن در سازه محسوب نمی شود و تنها به عنوان روشی مقدماتی و تکمیلاتی مفید است. اطلاعات این روش تنها محدود به لایه ی سطحی بتن (حدود  mm30 عمق) است. بنابراین رابطه ی بین نتایج آزمایش با دیگر خواص بتن جنبه ی تجربی دارد.

تخمین مقاومت بر اساس منحنی رابطه ی همبستگی بین اعداد بازگشت و مقاومت امکان پذیر نیست، زیرا عوامل متعددی اندازه گیری عدد بازگشت را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابر این برای هر نوع بتن نیاز به منحنی رابطه ی همبستگی است، به عبارت دیگر قبل از آزمایش بر روی سازه باید کالیبره ی مخصوص انجام شود.

مقدار انرژی ضربه در چکش ها متفاوت است و بسته به نوع بتن، معمولی، سبک یا پرحجم، می توان چکش مناسب را انتخاب کرد.    

ابزار

برای تعیین عدد بازگشت یا سختی از چکش اشمیت استفاده می شود. چکش دارای میله فولادی است که در تماس با سطح بتن قرار داده می شود. در داخل چکش وزنه ای وجود دارد که با مقدار انرژی معینی بر میله فولادی ضربه می زند. پس از ضربه، وزنه باز می گردد و در همین حال، شاخص متصل به وزنه مقدار بازگشت را نشان می دهد. در واقع عدد بازگشت به همان اندازه بازگشت وزنه است.

 

 

schmit hammer

 

 

رابطه ی همبستگی بین مقاومت و عدد بازگشت و ارزیابی نتایج

 

آسانترین راه برای بدست آوردن مقاومت و عدد بازگشت، انجام دادن آزمایش عدد بازگشت و مقاومت روی نمونه های مکبی است، هر چند که طریقه ی بهتر و نتایج دقیق تر، استفاده از مغزه است. بر این اساس باید از قسمت های مختلف سازه مغزه گیری کرد و آزمایش را روی آن ها انجام داد. پس از به دست آوردن نتایج، منحنی همبستگی بین اعداد بازگشت و مقاومت فشاری ترسیم می گردد.

چنانچه نتایج آزمایش در نقاط مختلف سازه متفاوت باشد، نشانه متغیر بودن کیفیت بتن در سازه است.

 

آزمایش های نزدیک به سطح

 

روش های آزمایش نزدیک به سطح عبارتند از:

 الف – آزمایش بیرون کشیدن

 ب – آزمایش کشش سطحی

این روش ها تنها کیفیت بتن در نزدیک سطح را نشان می دهد و احتمال دارد که بتن در لایه ی سطحی نماینده ی بتن در عمق نباشد.

 

دامنه ی کاربرد

 

  • برآورد مقاومت بتن در سازه (با استفاده از منحنی همبستگی)
  • بررسی همگنی بتن : تعیین قسمت هایی از عضو سازه ای متفاوت از لحاظ کیفیت
  • تعیین مقاومت پیوستگی : بین مصالح تعمیری و بتن سازه
  • تعیین روند خرابی : انتظار افزایش خرابی در طول زمان
  • کاربرد های دیگر : تعیین زمان قالب برداری، زمان حمل قطعات پیش ساخته و زمان اعمال نیروی پیش تنیدگی

 

انتخاب روش آزمایش

 

به عوامل متعددی مانند هدف از آزمایش، چگونگی دسترسی به محل آزمایش، اندازه عضو تحت آزمایش و دقت مورد انتظار از نتایج بستگی دارد.

 

آزمایش بیرون کشیدن

 

ماهیت آزمایش بیرون کشیدن بر این اصل استوار است که حداکثر نیروی کششی که به قطعه نصب شده است، در داخل بتن اعمال می گردد و قبل از آن که بتن گسیخته شود با مقاومت فشاری بتن رابطه همبستگی دارد.

زاویه گسیختگی در این آزمایش حدود 31 درجه و نزدیک به زاویه اصطکاک بتن است. بنابراین نیروی مورد نیاز برای بیرون کشیدن نسبت مستقیم با مقاومت فشاری بتن دارد. این آزمایش نسبت به آزمایش کشش سطحی، دقت بیشتری دارد.

 

معمولا به دو روش انجام می شود:

 

 - نصب در قالب :

 

قطعه فلزی به قالب نصب می شود و سپس بتن ریزی می گردد، بنابراین قبل از ساخت سازه نسبت به انجام آن باید برنامه ریزی شود.

 

 - نصب در بتن سخت شده :

 

در بتن سخت شده، مته زنی می شود و در داخل حفره ایجاد شده، قطعه فلزی تعبیه می شود.

روش دوم از لحاظ تصمیم گیری برای انجام آزمایش در هر سنی انعطاف بیشتری دارد.

 

رابطه بین مقاومت بتن و نیروی بیرون کشیدن

 

معمولا منحنی رابطه ی همبستگی بین مقاومت بتن و نیروی بیرون کشیدن توسط کارخانه سازنده دستگاه بیان میشود. این منحنی محدوده وسیعی از انواع بتن ها را در بر می گیرد و از دقت کافی برخوردار است.

اگر برای برآورد مقاومت بتن از منحنی رابطه عمومی استفاده شود، دقت نتایج ±20% است، ولی در مواردی که منحنی رابطه خاص به کار می رود، دقت در محدوده ±10% خواهد بود.

 

آزمایش کشش سطحی

 

ماهیت آزمایش کشش سطحی بر این اصل استوار است که مقدار نیروی کششی که لازم است بر صفحه مدور فولادی اعمال شود تا آن، همراه با لایه سطحی بتن جدا گردد. این صفحه مدور با مقاومت بتن رابطه همبستگی دارد.

به دو شکل انجام می گیرد:

 - بدون مغزه گیری

 - با مغزه گیری

باید منحنی همبستگی خاص برای بتن تحت آزمایش و نوع صفه مدور تهیه شود. ولی در بعضی موارد ممکن است منحنی همبستگی عمومی مناسب باشد. برای بدست آوردن منحنی همبستگی خاص باید نمونه های متعددی ساخته شود و تغییرات در مقاومت نمونه ها باید در محدوده مقاومت بتن در سازه باشد. دقت در نتایج بسته به تعداد نمونه هاست.

 

آزمایش مغزه گیری

 

در واقع مغزه گیری نوعی نمونه برداری است. به طور کلی مغزه گیری به دو علت انجام می شود:

 

1 - تعیین مقاومت فشاری بتن در سازه

2 – انجام دادن آزمایش هایی که در محل امکان پذیر نیست و بنابراین با مغزه گیری در آزمایشگاه انجام می شود. به عنوان مثال تعیین مقدار کلر در عمق های مختلف مغزه.

برای آن که تجزیه و تحلیل نتایج در حد مطلوب باشد باید تمام مشخصات نمونه های مغزه ثبت گردد. مواردی که در هنگام مغزه گیری پیش نویس می شود عبارت اند از:

 1-  در صورت ترک خوردگی نمونه های مغزه باید مشخص شود که ترک در هنگام مغزه گیری ایجاد شده و یا قبلا در عضو سازه ای موجود بوده است.

 2- نشانه ی پیکان بر روی مغزه که امتداد مغزه را نسبت به سطح خارجی بتن نشان می دهد.

3- ترسیم محل مغزه گیری در سازه که موقعیت نومنه مغزه در سازه را نشان می دهد.

4- عکس برداری یا محل ترسیم محل مغزه گیری که مشخصاتی از قبیل ترک خوردگی یا درز انبساط را نشان دهد.

5- مشخصات قطعاتی که در مغزه وجود دارد، مثلا میلگرد (قطر، طول و تعداد)

 

 

maghze giri

 

 

آزمایش اسکن میلگرد

 

دستگاه اسکن میلگرد امروزه تنوع زیادی دارد و نوع دیجیتال آن در اندازه یک ماشین حساب است.

آزمایش آرماتوریاب برای اهداف زیر استفاده می شود:

1- تعیین حداقل ضخامت و تغییرات پوشش در بتن سازه

2- مشخص کردن محل میلگردها و کابل های پیش تنیده

 

تعیین عمق کربناتاسیون

 

قلیایی بودن بتن سبب ایجاد لایه محافظ روی سطح آرماتور می شود. آزمایش کربناتاسیون نشان دهنده ی قسمت هایی از بتن است که قلیایی بودن خود را به دلیل کربناته شدن، از دست داده اند. به عبارت دیگر عمق بتن کربناته شده اندازه گیری می شود.

روش متداول آزمایش، اعمال محلول معرف (فنل فتالئین) روی سطح بتنی است که به تازگی از سازه جدا شده است. پس از اعمال محلول، اگر PH بتن بیش از 9 باشد، رنگ سطح بتن به قرمز تبدیل می شود و چنانچه PH بتن کمتر از 9 باشد، تغییر رنگی مشاهده نمی شود. باید توجه داشت که اگر PH بتن کمتر از 11 شود، خوردگی میلگردها آغاز می شود، بنابراین آزمایش کربناتاسیون از دیدگاه خوردگی یک نشانگر تقریبی است.

روش دیگر نمونه گیری و به دست آوردن پودر بتن و حل کردن آن در 10 میلی لیتر آب است. بتن کربناته شده PH حدود 8 و بتن کربناته نشده حدود 10 است.

 

تعیین مقدار کلر

 

بهترین روش برای نمونه برداری از سازه، دریل کردن است. نمونه برداری پودر بتن در عمق 25-5 ، 50-25، 75-50، 100-75 میلیمتر و .... انجام می گیرد.نمونه ها به طور جداگانه در کیسه های پلاستیکی جمع آوری شده تا در آزمایشگاه یا محل، مقدار کلر تعیین شود. مقدار کلر به وسیله ی غلظت یابی توسط نیتریت نقره انجام می گیرد.

روش های مختلف تسریع شونده با استفاده از الکترودهای مخصوص برای تعیین مقدار کار در بتن ابداع شده است که در دقت آن ها اختلاف نظر وجود دارد.

از نمونه های پودر بتن بدست آمده برای آزمایش مقدار سولفات نیز می توان استفاده کرد.

مقدار کلر در بتن به صورت های مختلف : کل کلر، حلال در اسید و حلال در آب تعیین می شود.

معمولا اکثر آیین نامه ها، مقدار بحرانی کلر برای شروع خوردگی را 4% وزن سیمان فرض می کنند.

 

 

identify chlorine

 

 

آزمایش نفوذپذیری

 

روش های متعددی برای سنجش نفوذ پذیری در بتن سازه ابداع شده است. مکانیزم نفوذپذیری بتن به آب و گاز متفاوت است و اندازه گیری نفوذپذیری بتن نسبت به هر یک از عوامل آب یا گاز می تواند برای ارزیابی بتن مفید واقع شود.

معایب

مزایا

روش آزمایش

عایق کردن کلاهک دستگاه مشکل است و بافت سطح بتن و رطوبت آن در نتیجه اثر منفی می گذارد.

آزمایش غیر مخرب

جذب سطحی (ISAT)

مقادیر بر اساس کاهش یا افت فشار در ثانیه بدست می آید. رطوبت جانبی در نتیجه اثر منفی دارد.

از هوا(گاز) و آب

 می توان استفاده نمود

فیگ (Figg)

 

 

مقادیر نفوذ پذیری

روش آزمایش

زیاد

متوسط

کم

0.50 <

0.35 <

0.20 <

0.15 <

0.50 – 0.25

0.35 - 017

0.2 – 0.1

0.15-0.07

10 دقیقه 0.25 >

30دقیقه 0.17 >

1 ساعت 0.10 >

2 ساعت 0.07 >

ISAT

100 >

300-100

300 <

Figg (هوا)

 

 

آزمایش پتانسیل خوردگی

 

وقتی کلر به سطح آرماتور می رسد یا پوشش بتنی آرماتور کربناته می شود، فرایند خوردگی آغاز می شود و برای ادامه ی روند خوردگی وجود رطوبت و اکسیژن ضروری است. در چنین مواردی آرماتور در حالت فعال است و در صورتی که آرماتور فعالیت خوردگی نداشته باشد، در حالت انفعالی یا خنثی خواهد بود.

آزمایش پتانسیل خوردگی (Corrosion Potential)، فعال یا انفعالی بودن آرماتور در بتن را تعیین می کند. به عبارت دیگر پتانسیل خوردگی نشان می دهد که آرماتور از نظر خوردگی در چه وضعیتی قرار دارد.

  • پتانسیل خوردگی شدت یا سرعت خوردگی را نشان نمی دهد و برای تعیین شدت خوردگی از پتانسیومتر باید استفاده کرد.

 ممکن است آزمایش پتانسیل خوردگی نشان دهد آرماتور در بتن فعال است. ولی وقتی پوشش بتنی از روی آرماتور برداشته شود، مشاهده می شود. آثار زنگ و خوردگی بر سطح آرماتور وجود ندارد. باید توجه داشت پتانسیل خوردگی نشانه فعال بودن آرماتور است، به عبارت دیگر آلوده بودن پوشش بتنی به کلر و دی اکسید کربن را نشان می دهد و ممکن است مشاهده ی آثار زنگ بر روی آرماتور، ماه ها و سال ها به طول انجامد.

پتانسیل خوردگی آرماتور به صورت مطلق قابل اندازه گیری نیست و برای اندازه گیری آن نیاز به الکترود مرجع است. پتانسیل تمام الکترودها نسبت به الکترود هیدروژن تعیین می شود. الکترودهای مرجع شامل : الکترود هیدروژن با پتانسیل mV 0، الکترود کلرید نقره – نقره  با -222 mV، الکترود کالومل اشباع (S.C.E) با -244 mV و الکترود سولفات مس – مس (C.S.E) با پتانسیل -318 mV هستند.

الکترود مرجع تشکیل نیم پیلی را می دهد و اگر الکترود به آرماتور و بتن متصل شود، یک پیل کامل تشکیل می شود.

استاندارد ASTM C876 وضعیت فعالیت آرماتور را بر اساس مقادیر پتانسیل برای الکترود CSE مطابق جدول زیر تقسیم بندی کرده است :

 

 

درصد احتمال فعالیت خوردگی

مقدار پتانسیل mV

90

50

10

بیشتر از -350

بین -200 تا -350

کمتر از -200

 

 

آزمایش وزن سنجی (Gravimetry)

 

آزمایش وزن سنجی بسیار ساده است و نیاز به دستگاه خاصی ندارد. اساس آزمایش بر این اصل استوار است که بر اثر خوردگی از قطر و وزن آرماتور کاسته می شود و با اندازه گیری مقدار کاهش وزن یا قطر می توان مقدار خوردگی را تعیین نمود.

آزمایش وزن سنجی به دو دلیل زیر انجام می شود:

 - در مواردی که پوشش بتنی روی آرماتور بر اثر خوردگی تخریب شده و آرماتور در معرض دید است.

 - در هنگام آزمایش پتانسیل خوردگی ضروری است تا در بعضی نقاط، پوشش بتنی برداشته شود و وضعیت میلگردها به طور عینی مشاهده گردد و در صورت مشاهده خوردگی، کاهش وزن یا قطر میلگرد اندازه گیری شود.

 

 

gravimetry

 

 

آزمایش مقاومت الکتریکی بتن

 

خوردگی آرماتور یک فرایند شیمیایی است برای آن که خوردگی بین آند و کاتد جریان داشته باشد، باید یون ها از میان بتن مجاور آرماتور عبور کنند. حرکت یون ها از میان محلول موجود در منافذ بتن صورت می گیرد. به سبب این حرکت یون ها، بتن هادی الکتریکی است و اندازه گیری هدایت الکتریکی (یا مقاومت الکتریکی) مقدار خوردگی را نشان می دهد.

دستگاه اندازه گیری مقاومت الکتریکی شامل دو الکترود است که یا هر دو روی سطح بتن قرار می گیرند و یا الکترودی را به میلگرد و الکترود دیگر روی اسکلت بتنی قرار می گیرد.

احتمال خوردگی

مقاومت الکتریکی (ohm-m)

خوردگی احتمال ندارد

خوردگی احتمال دارد

خوردگی حتمی است

بیشتر از 120

بین 50 تا 120

کمتر از 50

 

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

ثبت نظر

ارسال