ارزیابی مقاومت بتن در محل
در این مقاله، گزینه های بالقوه و راه حلهای عملی برای ارزیابی مقاومت بتن در محل را بررسی می کنیم. مقاومت فشاری بتن مهمترین ویژگی نشان دهنده خواص مکانیکی بتن است. برای مثال مقاومت فشاری استوانه ای بتن 28 روزه پارامتری کلیدی در اکثر کدهای طراحی چون ACI 318 است. ارزیابی مقاومت بتن در محل چالشی اساسی در ارزیابی وضعیت سازه های موجود است. صاحبان چنین سازه هایی ترجیح می دهند روش های غیر مخرب (Non Destructive Tests) را برای جلوگیری از آسیب بیشتر به سازه های بحث برانگیز به کار گیرند. در ادامه پنج روش معمول جهت ارزیابی مقاومت بتن در محل توضیح داده شده است.
آزمایش مقاومت فشاری هسته های(کورهای) بتنی (Concrete Cores)
هسته گیری و آزمایش می تواند اولین و قابل اطمینان ترین راه حل برای آزمایش مقاومت فشاری بتن باشد. در این مورد، هسته بتنی از سازه موجود گرفته میشود. این هسته نیاز به برش (اره) و آماده سازی سطح برای آزمایش مقاومت فشاری دارد
مزایا
- این روش قابل اعتماد ترین روش برای تخمین مقاومت فشاری بتن است.
معایب
- آزمایشی مخرب است.نه تنها به یکپارچگی بتن آسیب می رساند، بلکه ممکن است میلگردها را نیز تحت تاثیر قرار دهد. برای جلوگیری از این مشکل ابزارهای مکان یابی میلگردها مورد نیاز است.
- انتخاب محل های آزمون می تواند دشوار باشد. انتخاب بهترین محل هسته ها نسبتا ذهنی است.
- محل هسته ها باید تعمیر شود.
- هسته گیری گزینه‍ای مناسب برای صاحبان سازه های مهم نیست، به ویژه هنگامی که نگرانی هایی در مورد آسیب رساندن به سازه وجود دارد.
آزمایش بیرون کشیدگی(Pull-out Test)
مفهوم پشت این روش به ارتباط بین مقاومت فشاری بتن و نیروی کششی مورد نیاز برای کشیدن یک دیسک فلزی همراه لایه ای بتن بر میگردد. آزمون بیرون کشیدگی به طور معمول برای تشخیص زود هنگام مشکل مقاومت استفاده می شود. با این حال، می توان از آن برای ارزیابی مقاومت بتن در سازه های موجود استفاده کرد.
مزایا
- آسانی استفاده
- در صورت برقراری ارتباط مناسب با مقاومت نتایج مناسبی به دست می دهد.
معایب
- باعث آسیب رسانی به بتن می شود.
چکش برگشتی (Rebound Hammer)
این روش مبتنی براندازه گیری مقدار برگشت چکش بر سطح بتن تحت وزنش است. این آزمایش از زمان معرفی در سال 1948 به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. دلیل اصلی محبوبیت آن، سادگی و راحتی استفاده برای کاربردهای میدانی است. چکش برگشتی برای ارزیابی سختی سطح استفاده می شود. گرچه رابطه علمی چندانی بین قدرت بتن و تعداد برگشت چکش وجود ندارد؛ با این حال، با اعمال محدودیت هایی، همبستگی تجربی بین مقاومت بتن و تعداد برگشت چکش می توان برقرار ساخت. این آزمایش در ایران با عنوان چکش اشمیت شناخته میشود.
مزایا
- برای اکثر کاربردهای میدانی مناسب است.
- این آزمون می تواند برای بررسی یکنواختی بتن مورد استفاده قرار گیرد.
معایب
- این روش بسیار ذهنی است.
- وضعیت سطح، حضور میلگرد، وجود حفره های سطحی می تواند نتایج آزمایش را تحت تأثیر قرار دهد.
سرعت پالس اولتراسونیک (UPV)
سرعت پالس اولتراسونیک (UPV) یک روش موثر برای کنترل کیفیت مواد بتنی و شناسایی آسیب در اجزای سازه ای است. روش UPV به طور سنتی برای کنترل کیفیت مواد همگنی چون فلزات و اتصالات جوشی مورد استفاده قرار می گرفته است. با پیشرفت اخیر در تکنولوژی سنسورها می توان از این آزمایش برای سطوح بتنی استفاده نمود.این آزمون توسط (ASTM C 597, 2016) استاندارد سازی شده است. ایده پشت این روش، اندازه گیری مدت زمان عبور امواج التراسونیک از درون محیط و ارتباط دادن آن با مدول الاستیسیته و چگالی آن محیط است. بدین صورت می توان روابطی را با استفاده از مدول الاستیسیته و مقاومت فشاری نمونه به دست آورد.
مزایا
- UPV توانایی شناسایی سایر نقص های درون محیط از قبیل حفرات، لایه لایه شدگی، نشت دادن و ترک های درون محیط را دارد.
معایب
- حضور میلگرد، حفره ها و ترک ها بر دقت این روش تأثیرگذار است.
- برای ارزیابی قابلیت اطمینان روش به طور میدانی، نتایج کافی وجود ندارد.
روشهای ترکیبی
روش های ترکیبی مخلوطی از روش های غالبا غیر مخرب(NDT) مذکور برای پیش بینی مقاومت بتن در محل است. ترکیبی از UPV و چکش برگشتی توسط چندین پژوهشگر مورد مطالعه قرار گرفته است. روش های ترکیبی اغلب نتایج جامعتری ارائه می دهند. برای بهبود دقت پیش بینی، توجه به عواملی چون نوع سیمان، مقدار سیمان، نوع سنگدانه ها، مقدار ریز دانه و حداکثر اندازه سنگدانه ها ضروری به نظر میرسد.