مانیتورینگ مقاومت بتن

استفاده از یک روش مانیتورینگ مقاومت فشاری بتن برای مدیران پروژه بسیار مهم است. برخی روش های آزمایش می توانند مستقیم در محل انجام شوند، در حالی که دیگر روش ها جهت ارائه مقاومت به زمان بیشتری نیاز دارند. البته زمان تنها فاکتوری نیست که به مدیران کمک می کند؛ دقت روش انجام آزمایش دقیقا به اندازه تاثیر مستقیم آن به کیفیت ساختار بتن، مهم است.

مرسوم ترین روش مانیتورینگ مقاومت در محل، استفاده از استوانه ای است که در محل 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 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.

پیشرفت های زیادی برای سرعت بخشیدن به روند عمل آوری وجود داشته است. شامل پوشش های گرمایی، افزودنی ها و بخارات کند کننده و…  . اما زمان بر 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! این به این معنی نیست که این تکنیک سریعترین و دقیق ترین روش آزمایش مقاومت همه بتن ریزی ها است. در واقع روش های زیادی به غیر از شکستن نمونه استوانه ای وجود دارند که میتوانند استفاده بشوند.

شما چگونه تصمیم می گیرید؟!

در اینجا هفت رویکرد مختلف برای آزمایش مقاومت بتن بطور خلاصه بیان می شود:

 

یک مکانیسم فنر-رها سازی 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.

از این دستگاه می توان به راحتی در محل استفاده کرد و کار با آن نسبتا ساده است.

 

برای انجام یک آزمایش مقاومت در برابر نفوذ یک پین (پراب) را 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 نهایتا این داده ها با مقاومت قطعه همبستگی دارند.

این تکنیک یک آزمایش غیر مخرب 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.

 

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) 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 زمانی که سخت شدند جدا شده و جهت اندازه گیری مقاومت مورد آزمایش مستقیم بتن شکنی قرار می گیرند.

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.

 

  • مغزه گیری ASTM C42

از یک دستگاه مغزه گیری برای بیرون آوردن بتن سخت شده از بلوک استفاده میشود. سپس این نمونه ها در ماشین (جک) 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 مورد مطالعه بوده در یک پیشینه دمایی و شرایط عمل آوری در محل بلوک بوده است.

 

  • حسگر بلوغ کامل بی سیم ASTM C1074

این تکنیک بر اساس این اصل است که مقاومت بتن مستقیما به پیشینه ی دمای هیدراسیون آن مرتبط است. حسگر های بیسیم داخل قالبکار 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 هوشمند آپلود میشود (بارگذاری) این اطلاعات جهت محاسبه مقاومت فشاری (در شرایط) بلوک بتنی بر اساس معادله بلوغ که در نرم افزار تنظیم شده است، به کار گرفته می شود.

داده های مقاومت فشاری در لحظه ارائه 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 هستند.

چکش اشمیت دیجیتال بتن
مهندسین مشاور زمین کاوان ناژ | Nazhco

ترکیب روشهای آزمایش مقاومت:

بعضا جهت اطمینان از روند کنترل کیفیت و کیفیت ساختار بتن، ترکیبی از این روش ها برای اندازه گیری مقاومت فشاری 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:

آزمایشاتی مانند 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 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 گرفتن داده 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 می تواند داده های مقاومت را در لحظه و در محل دریافت کرده و سرعت در 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؟