مقاله تحلیلی: پنج روش ارزیابی مقاومت بتن در محل

در این مقاله، ما گزینه‌های بالقوه و راه حل‌های عملی ارزیابی مقاومت بتن در محل را بررسی خواهیم کرد. مقاومت بتن (فشاری) مهم‌ترین خاصیت بتن می‌باشد. این خاصیت نشان دهنده خواص مکانیکی بتن است. به‌عنوان مثال، مقاومت فشاری 28 روز استوانه‌های بتنی یک پارامتر کلیدی در بسیاری از آیین نامه‌های طراحی (ACI 318-14، CSA A23.3-14) محسوب می‌شود. همچنین مقاومت (حداقل در علم قدیم) به‌عنوان یک عامل کلیدی در عملکرد پایداری بتن و سازه در نظر گرفته می‌شد.

ارزیابی مقاومت بتن در محل، یک چالش اصلی در ارزیابی وضعیت زیرساخت‌های موجود است. صاحبان و مدیران این‌گونه از سازه‌ها، روش‌های غیر مخرب را برای جلوگیری از آسیب بیشتر به سازه ترجیح می‌دهند.

۱- آزمایش فشرده سازی هسته بتنی

مغزه گیری و آزمایش مقاومت ممکن است اولین و قابل اطمینان­ترین راه حل باشد. در این مورد، هسته بتنی از سازه موجود گرفته می‌شود. سطح هسته بتنی را باید آماده سازی کرد. بعد از آن مقاومت فشاری مورد آزمایش قرار می‌گیرد.

مزایا

• این روش، مطمئن‌ترین روش برای تخمین مقاومت فشاری بتن است. این روش نسبتاً سریع است.

معایب

• این روش مخرب است. نه تنها به یکپارچگی بتن صدمه می‌زند، بلکه ممکن است، آرماتورها را نیز در سازه‌های بتن مسلح تحت تأثیر قرار دهد. ابزار تعیین محل میلگرد برای جلوگیری از این مشکل مورد نیاز است.
• انتخاب موقعیت مغزه گیری می‌تواند مشکل باشد. انتخاب بهترین مکان مغزه نسبتاً به خود شخص بستگی دارد.
• محل مغزه گیری شده نیاز به تعمیر دارد.
• مغزه گیری یک گزینه مناسب برای مالکان سازه‌های مهم نمی‌باشد، به ویژه هنگامی که نگرانی‌هایی در مورد آسیب بیشتر به سازه وجود دارد.

۲- آزمایش بیرون کشیدن

مفهوم پشت این روش این است که نیروی کششی لازم برای بیرون کشیدن یک دیسک فلزی از سطح یک لایه بتنی که به آن متصل شده است، مرتبط با مقاومت فشاری بتن است. آزمایش بیرون کشیدن به طور معمول برای تشخیص زود هنگام مشکلات مقاومت بتن استفاده می‌شود. با این حال، می‌توان از آن برای ارزیابی مقاومت بتن در سازه‌های موجود نیز استفاده کرد. آزمایش بیرون کشیدن، شامل اتصال یک قطعه کوچک به پیچ، مهره و یا بست بیرونی است. این قطعه سپس به میزان بار تنشی معین برای تعیین میزان ایمنی و قدرت بست، کشیده می‌شود.

مزایا

• برای استفاده نسبتاً آسان است.
• اگر رابطه با مقاومت ایجاد شود، این روش می‌تواند نتایج قوی از آزمایش را ارائه کند.

معایب

• این روش شامل خرد کردن و صدمه به بتن است.

۳- چکش اشمیت یا چکش برجهندگی

این روش بر اساس اصل برجهندگی است که شامل اندازه گیری برجهندگی یک فنر پس از برخورد چکش با بتن است. این آزمایش از زمان معرفی آن در سال 1948 به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. دلیل اصلی استفاده از آن، سادگی و راحتی استفاده از آن برای کاربردی‌های صحرایی است. چکش برجهندگی برای ارزیابی سختی سطح استفاده می‌شد. مالهوترا (2004) استدلال می‌کند که «یک رابطه نظری آشکار بین مقاومت بتن و تعداد برجهندگی چکش وجود دارد. با این حال، روابط تجربی بین مقاومت و تعداد جهش ایجاد شده است.»

مزایا

• در اکثر کاربردهای میدانی مناسب و آسان است.
• این آزمایش می‌تواند برای بررسی یکنواختی بتن مورد استفاده قرار گیرد.

معایب

• این روش بسیار به شخص آزمایش کننده وابسته است.

۴- سرعت پالس التراسونیک

سرعت پالس التراسونیک (UPV) یک روش مؤثر برای کنترل کیفیت بتن و تشخیص خسارت در اجزای سازه‌ای است. روش‌های UPV به طور معمول برای کنترل کیفیت مصالح، عمدتاً مواد همگن مانند فلزات و اتصالات جوش داده شده، استفاده می‌شده است. با پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی ترانسفورماتور، این آزمایش به طور گسترده‌ای در تست مصالح بتن پذیرفته شده است. این روش آزمایش به‌عنوان «روش آزمایش استاندارد برای سرعت پالس از بتنی» (ASTM C 597، 2016) استاندارد شده است. مفهوم پشت این تکنولوژی اندازه گیری زمان انتقال امواج صوتی در محیط و ارتباط دادن آن‌ها با خواص الاستیک و تراکم مصالح است. زمان انتقال امواج مافوق صوت، وضعیت درونی محل مورد آزمایش را منعکس می‌کند. برخی از محققان برای ایجاد یک رابطه بین مقاومت و سرعت موج تلاش کرده‌اند.

مزایا

• UPV می‌تواند برای شناسایی سایر نقایص زیر سطحی مورد استفاده قرار گیرد.

معایب

• این روش با وجود میلگرد، حفره و ترک تحت تأثیر قرار می‌گیرد.
• نتایج کافی برای ارزیابی قابلیت اطمینان این روش در این زمینه وجود ندارد.

 ۵- روش‌های ترکیبی

روش ترکیبی شامل ترکیبی از روش‌های NDT (غیر مخرب) برای پیش بینی مقاومت بتن در محل است. ترکیب UPV و چکش برجهندگی توسط چندین محقق مورد مطالعه قرار گرفته است. روش ترکیبی اغلب نتایج جامع‌تری را ارائه می‌کند. دقت پیش بینی مقاومت بتن را با استفاده از ضرایب اصلاحی با در نظر گرفتن اثر نوع سیمان، مقدار سیمان، نوع سنگ‌دانه، اصطکاک سنگ‌دانه ریز و حداکثر اندازه سنگ‌دانه می‌توان بهبود بخشید. دقت ترکیب روش‌های چکش برجهندگی و سرعت پالس التراسونیک موجب افزایش دقت در برآورد مقاومت فشاری بتن می‌شود (Hannachi و Guetteche، 2012).

منبع

ترجمه شده توسط تیم مترجمین ۸۰۸

اگر دوست دارید به تیم مترجمین ۸۰۸ بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.