کنترل و ارزیابی مقاومت بتن استفاده شده برای مدیران پروژه بسیار مهم است. برخی روش های آزمایش می توانند مستقیم در محل انجام شوند. در حالی که دیگر روش ها جهت ارزیابی مقاومت بتن بکار رفته به زمان بیشتری نیاز دارند. البته زمان تنها فاکتوری نیست که به مدیران کمک می کند؛ دقت روش انجام آزمایش دقیقا به همان اندازه به منظور اطمینان از کیفیت ساختار بتن، مهم است.
مرسوم ترین روش ارزیابی مقاومت بتن تازه در محل، استفاده از نمونه استوانه ای و یا مکعبی است. که در محل و همزمان با اجرای عملیات بتن ریزی پر شده است. این روش از ابتدای قرن نوزدهم دست نخورده باقی مانده است. این نمونه ها بر اساس ASTM C31 طبقه بندی و عمل آوری می شوند و جهت اندازه گیری مقاومت فشاری توسط یک ازمایشگاه در مراحل مختلف و با استفاده از جک بتن شکن آزمایش می شوند. معمولا اگر مقاومت نمونه به ۷۵% مقاومت طراحی شده برسد، مهندسین به تیم خود اجازه پیش روی به مراحل بعد در روند ساخت را می دهند. و در غیر این صورت دستور تخریب و یا جریمه های سنگین صادر می شود.
امروزه پیشرفت های زیادی برای سرعت بخشیدن به روند عمل آوری بتن در راستای نوع کاربری و طراحی در دسترس است.، که از میان آنها می توان از استفاده از پوشش های گرمایی، افزودنی ها و بخارات کند کننده و … نام برد؛ مسئله موجود در آزمایش این روشها، زمان بر بودن انجام تست مقاومت نمونه استوانه ای و یا مکعبی حاصل است که بسیار طولانی و وقت گیر است. باوجود دانستن این موضوع تعداد زیادی از مدیران پروژه ترجیح می دهند که به این روش بچسبند! چرا که این روشی بوده که همیشه انجام می شده! اما این به این معنی نیست که این تکنیک سریعترین و دقیق ترین روش ارزیابی مقاومت بتن در همه بتن ریزی ها است. در واقع روش های زیادی به غیر از شکستن نمونه استوانه ای وجود دارند که میتوان از آنها بهره برد.
شما چگونه تصمیم می گیرید؟!
در اینجا هفت روش مختلف برای آزمایش و ارزیابی مقاومت بتن بطور خلاصه بیان می شود:
در این روش از یک چکش اشمیت با مکانیسم رهاسازی فنر برای فعال کردن کوبه استفاده می شود. کوبه یک پلانگر را تحت فشار قرار می دهد تا به سمت سطح بتن رانده شود (ضربه بزند) فاصله باز جهش کوبه از سطح بتن یک مقدار بین ۱۰ تا۱۰۰ است. این اندازه گیری با مقاومت بتن همبستگی (رابطه) دارد.
این تست بسیار سریع و غیرمخرب بوده و بدون نیاز به هرگونه تخریب در سازه مورد نظر، در کوتاه ترین زمان ممکن، تخمینی با دقت قابل قبول از مقاومت فشاری بتن استفاده شده به اپراتور و مدیران پروژه ارائه می دهد.
-
مقاومت در برابر نفوذ ASTM C803
برای انجام یک آزمایش مقاومت در برابر نفوذ یک پین (پراب) به داخل سطح بتن هدایت می شود (رانده می شود). نیروی به کار رفته جهت نفوذ به سطح بتن و عمق حفره با مقاومت در محل بتن همبستگی دارد.
کاربرد آسان و قابلیت اجرای در محل از مزیت های این روش است. داده ها بصورت معناداری از شرایط سطح بتن تاثیر می پذیرند. طبیعی است برای اندازه گیری های دقیق، نوع و شکل سنگ دانه های استفاده شده نیازمند پیش واسنجی با استفاده از چندین نمونه بتن باشد.
این تکنیک سرعت عبور یک انرژی ارتعاشی از یک قطعه بتنی را، اندازه می گیرد. سهولتی که این انرژی در پیدا کردن راه خودش از قطعه فراهم میکند با چگالی بتن و مقاومت سازه همبستگی دارند.
این تکنیک یک آزمایش غیر مخرب است برای ارزیابی مقاومت بتن است. که می تواند جهت نمایان کردن عیوب بتن مانند ترکها و حفره ها هم به کار برود. این روش به شدت تحت تاثیر وقوع تشدید سنگ دانه ها و رطوبت بتن است. همچنین جهت بالا بردن دقت آزمایش نیازمند واسنجی با چندین نمونه می باشد. سری پیشرفته تر دستگاه های اولتراسونیک همچون مدل C372M ساخت شرکت MATEST ایتالیا دارای قابلیت امکان اتصال به چکش های اشمیت دیجیتال و پردازش داده های ترکیبی و تلفیق داده ها می باشد که صحت و دقت اطلاعات بدست آمده رو بسیار بالاتر می برد.
-
آزمایش بیرون کشیدن (پول اوت) ASTM C900
اصل این آزمایش بر اساس کشیدن بتن با استفاده از میله ای است که درون آن جاگذاری شده یا بعدا روی آن نصب شده است. شکل مخروطی کشیده شده در ترکیب با نیروی مورد نیاز برای کشیدن بتن با مقاومت بتن همبستگی دارد.
کاربرد آسان و قابلیت اجرا در ساختمان های جدید و قدیمی از مزیت های این روش آزمایش مخرب است.
-
قالب گیری در محل (استوانه ای و یا مکعبی) ASTM C873
قالب های استوانه ای در محل بتن ریزی قرار داده میشود . بتن تازه در این قالب ها که در بلوک (قطعه) مانده اند ریخته میشود و پس از سخت شدن، از قالب خارج شده و جهت اندازه گیری مقاومت، مورد آزمایش مستقیم تست فشارش با استفاده از دستگاه جک بتن شکن قرار می گیرد.
این تکنیک دقت بیشتری از نمونه های عمل آوری شده در محل دارد . به این دلیل که برعکس نمونه های عمل آوری شده، بتن در شرایط عمل اوری مشابه بلوک مورد مطالعه قرار داد.
این روش یک روش مخرب است که به تمامیت ساختار بلوک صدمه می زند.
از یک دستگاه مغزه گیری برای بیرون آوردن بتن سخت شده از بلوک استفاده میشود. سپس این نمونه ها در دستگاه جک بتن شکن تحت نیروی فشاری قرار می گیرند تا مقاومت آنها بررسی شود.
این نمونه ها با دید درست دقت بیشتری از نمونه های عمل آوری شده در محل دارند؛ چرا که نمونه مورد مطالعه در یک پیشینه دمایی و شرایط عمل آوری یکسان و در محل سازه بوده است.
-
حسگر بی سیم بلوغ (Maturity) اسمارت راک (Smart Rock) ASTM C1074
این تکنیک بر اساس این اصل است که مقاومت بتن مستقیما به پیشینه ی دمای هیدراسیون آن مرتبط است. این حسگر های بیسیم داخل قالب بتن قرار می گیرند و به میلگرد محکم می شوند. قبل از بتن ریزی داده های دما توسط حسگر جمع آوری می شوند و با استفاده از یک نرم افزار روی هر وسیله هوشمندی بارگذاری میشوند. این اطلاعات جهت محاسبه مقاومت فشاری (در شرایط) بلوک بتنی بر اساس معادله بلوغ (Maturity) که در نرم افزار تنظیم شده است، به کار گرفته می شود.
داده های مقاومت فشاری در لحظه دریافت و هر ۱۵ دقیقه به روز می شوند. این داده ها دقیقتر و معتبرتر هستند چرا که حسگر ها مستقیما در قالبکار بتن جاگذاری شده اند. یعنی آنها تحت شرایط یکسان عمل آوری بلوک بتن در شرایط و در داخل سازه هستند.
ترکیب روشهای آزمایش مقاومت:
بعضا جهت اطمینان از روند کنترل کیفیت و کیفیت ساختار بتن، ترکیبی از این روش ها برای اندازه گیری و ارزیابی مقاومت بتن استفاده می شود. یک روش ترکیبی در یک چشم انداز وسیع تر از قالب کار (SLAB) به شما اجازه می دهد تا داده های مقاومت را با استفاده از بیش از یک روش آزمایش تایید کنید، بنابراین دقت داده های مقاومت بالا خواهد رفت.
چگونگی تصمیم گیری در انتخاب روش اندازه گیری مقاومت فشاری:
آزمایش هایی همچون چکش اشمیت و نفوذ اگر چه اجرای آسان دارند اما از دقت کمتری نسبت به دیگر روش های آزمایش برخوردار هستند؛ به این دلیل که آنها مرکز بلوک بتن را آزمایش نمیکنند. روش هایی مانند التراسونیک و بیرون کشیدن (Pull Out) اجرای سخت تری دارند چرا که روند کالیبراسیون آنها طولانی است و برای به دست آوردن داده های دقیق، تعداد زیادی نمونه نیاز دارند.
روش های مخرب مغزه گیری و قالب گیری استوانه ای در محل به آزمایشگاه نیاز دارند تا آزمایش شکست برای تعیین مقاومت اجرا شود؛ در نتیجه وقتی که از هر دو نوع این روش ها استفاده می شود، زمان بیشتری در برنامه پروژه نیاز است. در یک مقایسه نسبی روش بلوغ (Maturity) می تواند داده های مقاومت را در لحظه و در محل دریافت کرده و سرعت تصمیم گیری را بالا ببرد. همچنین با کاهش اتکا به آزمایش شکست میتوان از خطای بین آزمایشگاه ها جلوگیری کرد.
قدرت تصمیم
دقت این روش ها و زمانی که در آنها صرف به دست آوردن مقاومت می شود، عوامل قابل توجهی هستند که آنچنان که باید در نظر گرفته نمی شوند. در مورد اینکه کجا همه وقت و پول در حین ساخت و ساز پروژه صرف خواهد شد فکر کنید! چقدر از آن برای تعمیر، هزینه آزمایشگاه و کارگر اضافه پرداخت می شود تا مطمئن شوید پروژه شما سر وقت تمام می شود؟
دقت روشی که انتخاب می شود می تواند دوام آینده و مسائل عملکردی ساختار بتن را تضمین کند! بعلاوه انتخاب یک روش که وقت اضافه می گیرد تا داده های مقاومت را دریافت کند می تواند برای زمان بندی پروژه ها زیان آور باشد و سود آوری پروژه را تحت تاثیر قرار دهد؛ برعکس انتخاب ابزار مناسب می تواند اثر شدیدا مثبتی بر فرجه های پروژه داشته باشد و اجازه می دهد تا پروژه را با بودجه کمتری تمام شود.
شما چگونه تصمیم می گیرید که کدام روش آزمایش اندازه گیری/تخمین مقاومت را استفاده کنید؟
