مرکز بتن | مشاوره، کارشناسی و ارائه آزمایش‌های غیرمخرب بتن

امروزه استفاده از بناها و سازه‌های بتنی مرغوب در عمران شهرها، بنادر، پل‌ها، سدها، کارخانه‌ها و ... بسیار مورد توجه قرار گرفته است. چرا که از بین رفتن این بناها، هزینه‌های جانی و مالی بسیاری بر جامعه تحمیل می‌کند. بنابراین مهندسان در تلاش هستند تا با ارزیابی مقاومت سازهای بتنی قبل، در حین و بعد از ساخت سازه، از آنها در برابر فرسایش، زلزله و سیل مراقبت کنند. در این مقاله به بررسی مهم‌ترین روش‌های آزمایش غیر مخرب مقاومت بتن می‌پردازیم.

 

چه خدماتی در زمینه بتن ارائه می‌شود؟

بتن متشکل از ذرات شن و ماسه است، که به وسیله ماده چسبناک سیمان به هم می‌چسبد. این ماده از پرکاربردترین مواد در امور ساختمان سازی و عمرانی محسوب می‌شود. زیرا علاوه بر استحکام مناسب، قیمت تقریباً ارزان دارد و به راحتی در دسترس مهندسان قرار می‌گیرد. حدود ۲۰ درصد بتن را آب، ۱۰ تا ۱۵ درصد سیمان و ۶۰ و ۷۵ درصد را سنگدانه (شن و ماسه) تشکیل می‌دهد. کیفیت سازه‌های بتنی، همانند هر محصول و خدمات دیگر باید ارزیابی شود.

کیفیت نامناسب این سازه‌ها در مقابل حوادث، آثار بسیار مخرب و حتی جبران‌ ناپذیری دارد. بنابراین ارزیابی کیفیت بتن، یکی از مهم‌ترین نکاتی است که باید همیشه به آن توجه داشت. استفاده از سازه‌های بتنی مخصوصاً در پروژه‌های بزرگ به مشاوره، کارشناسی و نظارت مهندسان نیاز دارد. بنابراین قبل از شروع ساخت و در زمان ساخت سازه‌های بتنی، از کیفیت آنها مطمئن شوید. همچنین مهندسان برای ارزیابی کیفیت بتن، از انواع بتن و انواع روش‌های آزمایشی استفاده می‌کنند این روش‌ها به طور کلی به دو دسته مخرب و غیر مخرب تقسیم می‌شوند؛ آزمایش‌های مخرب و غیرمخرب.

 

تفاوت آزمایش‌های مخرب وغیر مخرب چیست؟

از بارزترین تفاوت این دو روش آزمایش مقاومت بتن این است که در آزمایش‌های غیرمخرب بتن، سازه بتنی تخریب نمی‌شود و در همان محل سازه، مقاومت بتن ارزیابی می‌شود. به همین دلیل این ارزیابی، هزینه‌های بسیار کمتری دارد. در حالی که هرچند دقت ارزیابی در روش‌های مخرب بتن بالاتر است، اما به سازه بتنی آسیب می‌رساند. همچنین احتمالا زمان بیشتری هم برای ارزیابی مقاومت بتن لازم است. در این مقاله به توضیح مهم‌ترین آزمایش‌های غیر مخرب بتن می‌پردازیم.

آزمایش‌های غیر مخرب عبارتند از:

• آزمایش هافسل (یا نیم پیل)
• تست التراسونیک
• اسکن آرماتور یا میلگرد در بتن
• آزمایش چکش اشمیت (آزمایش برجهندگی بتن)
• آزمایشpull_off  )تست مقاومت چسبندگی بتن(

 

آزمایش هافسل (یا نیم پیل)

میلگرد برای استحکام و مقاومت بیشتر بتن استفاده می‌شود. در واقع بدون استفاده از میلگرد، بتن تقریباً کارایی ندارد. اما استفاده از میلگردها در بتن، ممکن است باعث تخریب و فرسایش بتن شود. اگر این سازه‌های بتنی در سواحل و مناطق  دارای رطوبت زیاد استفاده شود، بر اثر واکنش‌های شیمیایی مثل کربناته شدن و رسیدن یون کلرید به میلگرد، ph محیط کاهش و خوردگی آغاز می‌شود.

امروزه با ایجاد محیط قلیایی در اطراف میل گرد، از آن در برابر خوردگی‌ها محافظت می‌شود. آزمایش هافسل، برای تست خوردگی میلگرد استفاده می‌شود. این آزمایش در شناسایی محل‌هایی از سازه بتنی که پتانسیل بیشتری برای خوردگی دارند، حائز اهمیت است. مقاومت بتن درمقابل خوردگی، به مقاومت در برابر نفوذ یون کلر دربتن بستگی دارد و همچنین نوع فولادی که در ساخت بتن استفاده شده بسیار تاثیرگذار است.

معمولاً در نتیجه آزمایش هافسل اگر اختلاف پتانسیل کمتر از ۲۰۰ باشد احتمال خوردگی بسیار کم  و در حدود ۱۰ درصد است. اگر بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ باشد، احتمال خوردگی نامشخص و اگر بزرگتر از۳۵۰ باشد، احتمال خوردگی بیش از ۹۰ درصد است.

تست التراسونیک (به انگلیسی ultrasonic test :)

این تست از مهم‌ترین و پرکاربردترین تست‌های غیرمخرب بتن است. تست التراسونیک با هدف ارزیابی میزان مقاومت بتن، پیدا کردن ترک و تخمین عمق ترک‌های سطح بتن انجام می‌شود. در این تست یک موج فراصوتی که به آن پالس می‌گویند، با استفاده از فرستنده به داخل بتن فرستاده می‌شود و با گیرنده در طرف دیگر بتن، این پالس دریافت می‌شود.

پالس‌های التراسونیک بتن قادر نیستند تا در هوا حرکت کنند، بنابراین زمانی که با یک حفره  یا ترک روبرو می‌شوند، مسیر را تغییر می‌دهند. بدین ترتیب طول مسیر بیشتر می‌شود و امواج التراسونیک را ضعیف می‌کند. به این شکل عدم یکپارچگی بتن را تشخیص می‌دهند. و عمق ترک‌ها را با روش‌هایی از طریق سرعت امواج مشخص می‌کنند. برای استفاده از دستگاه التراسونیک به تخصص و تجربه نیاز است. نتایج این تست به تعداد دفعات آزمایش و نوع دستگاه و بتن بستگی دارد.

 

اسکن آرماتور یا میلگرد در بتن

همانطور که می‌دانید میلگردها در فونداسیون، دیوارها و ... مخفی هستند. مهندسان با استفاده از یک دستگاه اسکن، می‌توانند شبکه، تعداد، نوع و فاصله میلگردهای استفاده شده در بتن‌ها را تشخیص دهند. همچنین از مقدار پوشش بتن روی میلگردها مطلع شوند. این اطلاعات، برای مقاوم‌سازی بناها و سازه‌های بتنی به کار گرفته می‌شود. با استفاده از این دستگاه، اطلاعات لازم را بدون تخریب بنا و سازه بتنی بدست می‌آوریم و با هزینه عملیات مقاوم سازی را کاهش می‌دهیم. اسکن آرماتور این اطلاعات را با استفاده از امواج الکترومغناطیسی به دست می‌آورد.

 

آزمایش چکش اشمیت

اولین بار این آزمایش توسط مهندس سوئیسی، ارنست اشمیت انجم شده است. از آزمایش غیر مخرب چکش اشمیت، برای تعیین مقاومت بتن در بناها و سازه‌ها، تعیین زمان قالب برداری و کنترل یکنواختی بتن استفاده می‌شود. البته در این آزمایش، تنها ناحیه سطحی بتن (حدود ۳۰ میلی متر) ارزیابی می‌شود و به نوعی این روش، تکمیل کننده روش‌های مخرب است.

 

مراحل انجام آزمایش چکش اشمیت (Smith hammer) به صورت زیر است:

• قبل از استفاده از چکش اشمیت، دستگاه با یک صفحه کالیبره می‌شود تا از صحت عملکرد دستگاه مطمئن شویم.
• سطح زیر پلانجر باید صاف و هیچ توده سنگی زیر آن نباشد. اگر در حین آزمایش بتن خورد یا شکسته شود، آزمایش قابل قبول نیست.
• بهتر است از چکش روی سطح، در سه وضعیت افقی، قائم رو به بالا و یا قائم رو به پایین قرار بگیرد. (انحراف چکش نباید بیش از ۵ درجه باشد) در صورتی که امکان آزمایش در این جهت‌ها وجود نداشته باشد، آزمایش را با جهت دلخواه انجام دهید. سپس با استفاده از منحنی تصحیح که شرکت سازنده چکش ارائه می‌دهند، نتایج را برای حالت قائم و افقی به دست آورید.
• فاصله هر آزمایش نباید از ۵.۲ کمتر باشد.(معمولاً این آزمایش در هر سطح ۱۰ بار انجام می‌شود)

 

 

آزمایشpull_off  )تست مقاومت چسبندگی بتن(

تست pull_off  یا بیرون کشیدگی، در سال ۱۹۷۰ در دانشگاه بلفاست و کویینز انجام گرفت و منجر به ساخت اولین دستگاه، برای ارزیابی مقاومت چسبندگی به نام limpet  شد. این آزمایش، برای ارزیابی مقاومت کششی بتن است. تست مقاومت چسبندگی بتن به دو صورت مغزی جزئی و سطحی انجام می‌شود.

 در روش سطحی، دیسک فلزی دستگاه مستقیماً بر روی سطح بتن چسبانده می‌شود. در این صورت تنها مقاومت کششی سطح بتن، مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. بنابراین مقاومت سطح روی بتن با مقاومت کل بتن، رابطه چندانی ندارد. به همین دلیل این آزمایش را به صورت مغز جزئی هم انجام می‌دهند. در آزمایش مغزی جزئی، ابتدا مغزگیری انجام می‌شود، سپس تکه فلزی را با یک چسب مخصوص روی سطح مغز بتن می‌چسبانند. این روش آزمایش در عمق بتن صورت می‌گیرد و رابطه قوی با مقاومت کل بتن دارد.

کلام آخر

برای جلوگیری از آسیب به بنا و سازه‌های بتنی، از آزمایش‌های غیرمخرب استفاده می‌شود. این آزمایش‌ها، هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. هرچند آزمایش‌های غیرمخرب دقت آزمایش‌های مخرب را ندارند اما اگر در کنار آنها استفاده شوند، هزینه‌ها و آسیب وارد شده به بنا را بسیار کاهش می‌دهند.

در نظر داشته باشید برای دریافت خدمات مشاوره، کارشناسی و ارائه آزمایش‌های غیرمخرب بتن می‌توانید با ما تماس بگیرید.