آزمایش بتن

آزمایش بتن

آزمایش بتن

آزمایش بتن 

بتن یکی از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی در سازه های امروزی است . بدلیل استفاده ی زیاد از بتن در ساختمان ها و مشکلات احتمالی بوجود آمده در آنها ، برای سنجش مقاومت بتن ضعیف از آزمایش بتن یا همان تست بتن که روش های متنوعی دارد استفاده می کنند تا در صورت نداشتن میزان مقاومت کافی در آنها اقدام به مقاوم سازی بتن کرد و از عواقب ناشی از ضعف بتن که احتمال فرو ریزش سازه را فراهم می کند پیشگیری کرد . آزمایش با تست بتن به دو شکل مخرب و غیر مخرب انجام می شود . آزمایش بتن روشی مناسب برای دست یابی به مشخصات بتن مورد نظر در اجزای مختلف سازه در قالب آزمایش بتن سقف ، آزمایش بتن فونداسیون و ... است.
عوامل متعددی مثل محدودیت های مالی ، زمانی و میزان دقت لازم بر روی انتخب روش آزمایش بتن یا تست بتن تاثیر می گذارند. بدلیل جدایی ناپذیر بودن بتن از اجزای سازه و اهمیت میزان مقاومت این المان در ساختمان لزوم اجرای آزمایش بتن جهت پیشگیری از زوال سازه افزایش یافته است . 
در این مقاله به خلاصه ای از روش های غیر مخرب تست بتن مثل : آزمایش اولتراسونیک بتن و چکش اشمیت و روش های مخرب تست بتن مثل : تست pull off می پردازیم .
 

آزمایش بتن چیست ؟

آزمایش بتن فرآیندی برای تخمین مقاومت و سایر ویژگی های بتن است.. با استفاده از آزمایش بتن امکان محاسبه ی نتیجه ی واقعی در کوتاه ترین زمان و بدون وارد شدن آسیب به سازه وجود دارد. آزمایش بتن با تست بتن طی سالهای اخیر بسیار بیشتر از گذشته مورد توجه قرار گرفته است . تست بتن برای سنجش میزان مقاومت بتن به دو روش مخرب و غیر مخرب انجام می شود که پارامترهای مختلفی از جمله میزان دقت آزمایش، هزینه، زمان و ... در انتخاب شیوه موثر است. 
 

انجام آزمایش بتن 

انجام آزمایش بتن در محل بتن بکار رفته اهمیت بسیاری دارد بدلیل اینکه تفاوت در نحوه ی عمل آوری بتن ، تراکم بتن و کیفیت بتن در بخش های مختلف سازه ی بتنی ، نمونه گیری از سایر بخش های سازه نمی تواند گواه کیفیت و ویژگی های کلی ساختمان باشد . امروزه بدلایل مختلفی مثل تغییر کاربری ، افزایش طبقات ساختمان بتنی و مقاوم سازی ساختمان نیاز به تعمیر و ترمیم بتن به هر شکل وجود دارد . 
 

روش تست بتن

تست بتن یا آزمایش بتن بر اساس مکانیزم و عملکرد آنها به دو دسته ی آزمایش های مخرب بتن یا تست مخرب بتن (DT) و آزمایش غیر مخرب بتن یا تست غیر مخرب بتن(NDT) تقسیم می شود. 
به کمک تست غیرمخرب بتن می توان بدون ایجاد کوچک ترین تخریبی در اعضای سازه به اطلاعاتی درباره ی مقاومت بتن موجود و تغییرات مصالح بتن به مرور زمان دست یافت . تست غیرمخرب بتن به دلیل عدم ایجاد اثرات تخریبی از محبوبیت زیادی برخوردار است البته لازم بذکر است که عدم نمایش مستقیم نتایج مربوط به اندازه گیری مقاومت فشاری بتن از ضعف های آزمایش غیر مخرب بتن محسوب می شود ، که البته می توان با جدول منحنی کالیبره بطور غیر مستقیم به آن دست یافت . 
آزمایش های مخرب بتن با ایجاد تخریب جزیی بطوریکه عملکرد کلی سازه را تحت تاثیر قرار ندهد و بهر برداری از ساختمان را با مشکل مواجه نکند ، مستقیما اطلاعات مربوط به مقاومت بتن را در اختیار می گذارد . البته باید توجه داشت که طی انجام آزمایش های غیر مخرب بتن یا همان تست های غیر مخرب بتن باید دقت لازم صورت گیرد تا پس از پایان آزمایش بتن با تعمیر و ترمیم بتن مانع از گسترش تخریب و تحت تاثیر قرار گرفتن سایر بخش های سازه شد . آزمایش های مخرب بتن بدلیل دقت بالای آن و اطلاعات مستقیمی که ارائه می دهد از اعتبار بیشتری نسبت به سایر آزمایش های بتن برخوردار می باشد و در پروژه هایی دقت اطلاعات از اهمیت بالایی برخودار است از تست مخرب بتن استفاده می شود 
 

انواع آزمایش بتن:

آزمایش بتن فونداسیون
آزمایش بتن سقف
آزمایش بتن خود متراکم
آزمایش بتن اسلامپ
آزمایش بتن خود تراکم
آزمایش بتن درجا
آزمایش برشی بتن
آزمایش خمش بتن
آزمایش چگالی بتن
آزمایش روانی بتن
آزمایش چکش بتن
آزمایش بارگذاری بتن
آزمایش جوش بتن
آزمایش عیار بتن
آزمایش تخلخل  بتن

 

آزمایش بتن سخت شده

بتن سخت شده در واقع ماده ای است به شکل توده ی سنگی که حاصل از واکنش شیمیایی سیمان و آب است. مقاومت بتن سخت شده تاثیر پذیر از نوع سیمان ، نسبت آب به سیمان، سنگدانه ها، عیار سیمان و نحوه ی مراقبت از بتن است. تست یا آزمایش بتن سخت شده مراحل استانداردی را برای سنجش مقاومت فشاری، مقاومت کشیی و خمشی بتن به شکل مخرب و غیر مخرب فراهم می کند. آزمایش بتن سخت شده 
کنترل بتن سخت شده به سه طریق انجام می شود:
۱- نمونه گیری از بتن تازه، قالبگیری و سپس آزمایش بر روی بتن سخت شده
۲- تهیه نمونه از بتن سخت شده و ریخته شده در قطعه
۳- انجام آزمایش در جا بر روی بتن سخت شده در قطعه
 

آزمایش بتن خود متراکم 

 
برای آزمایش بتن خود متراکم علاوه بر اینکه می توان از روش های موجود استفاده کرد، آزمایش های به خصوص دیگری نیز وجود دارد که مخصوص تست بتن خود متراکم است. این آزمایش ها عبارتند از : آزمایش جریان اسلامپ بتن خود متراکم، آزمایش بتن قیف V شکل، آزمایش بتن جعبه ای L شکل، آزمایش اوریمت بتن خود متراکم و GTM و.... که در ادامه به دو تا از مهم ترین آزمایش های بتن خود متراکم می پردازیم.
 
۱-آزمایش جریان اسلامپ بتن خود متراکم :
یکی از آزمایش به خصوص برای اندازه گیری توانایی بتن خود متراکم برای تغییر شکل تحت اثر وزن خود است. قطر دایره ی بتن معیاری برای جریان و پراکندگی بتن خود متراکم است.
 
۲-آزمایش حلقه J بتن خود متراکم :
آزمایش حلقه ی J بتن یک آزمایش بتن خود متراکم است که به نوعی شبیه سازی گذر بتن از میان موانع بویژه آرماتور متراکم در قالب است. روش انجام آزمایش حلقه J بتن خود متراکم به شرح زیر است: 
۱- در ابتدا مخروط ناقص اسلامپ را در مرکز حلقه J قرار می دهیم.
۲- در مرحله بعد ۶ لیتر بتن را در داخل بتن می ریزیم سپس با سرعت ثابت و با زاویه نود درجه مخروط ناقص را به سمت بالا می کشیم.
۳-میزان اختلاف ارتفاع بتن را داخل و خارج حلقه J در چهار نقطه اندازه می گیریم و میانگین آنرا محاسبه می کنیم.
۴-اگر اطراف آن شیره وجود داشت آنرا یادداشت می کنیم.
۵-توانایی گذر بتن از بین آرماتورها ارتباط عکسی با اختلاف قبل و بعد ارتفاع دارد بدین معنا که هرچقدر میزان اختلاف بیشتر باشد توانایی عبور کمتر است.
۶-برای سنجش میزان آب انداختگی باید به آبی که اطراف بتن جمع می شود توجه کرد.

آزمایش بتن
 

آزمایش بتن اسلامپ

آزمایش اسلامپ بتن یک آزمایش پر کاربرد و متداول برای تعیین میزان کارایی و روانی بتن تازه است و مقدار آب به سیمان بتن را نشان می دهد. این آزمایش بتن عمدتا در آزمایشگاه های بتن و با رعایت شرایط محیطی ویژه و در برخی مواقع نیز در محل پروژه با استفاده از دستگاه اسلامپ بتن طی فرآیند ساده ای انجام می شود. آزمایش اسلامپ بتن توسط ابزارهای ساده ای انجام می شود و هزینه ی زیادی ندارد. ابزار مورد استفاده برای انجام آزمایش اسلامپ بتن متشکل است از : یک مخروط تو خالی از جنس فولاد و دسته دار، میله ای فولادی که برای ایجاد تراکم استفاده می شود بعلاوه ی یک صفحه ی فولادی کف و یک نوار متر جهت اندازه گیری. همانطور که گفتیم نتیجه ی بدست آمده حاصل از آزمایش اسلامپ بتن مقدار کارایی بتن را نشان می دهد اما علاوه بر موارد گفته مواد تشکیل دهنده ی بتن و مقدار آن، نحوه ترکیب بتن، نوع و مقدار سنگدانه ها و غیره.
 

آزمایش برش بتن

آزمایش برشی بتن با هدف تعیین میزان مقاومت بتن در برابر شکست انجام می شود و طی فرآيند آزمایش بتن میزان سختی بتن در برابر اعمال نیروی برشی تعیین می گردد. نیروی برشی در واقع نیرویی است که با هدف ایجاد برشی موازی با جهت اعمال نیرو به سطوح مختلف از جمله بتن وارد می شود. مقاومت و سختی بتن در مقابل نیروی برشی بسیار مهم است و یکی از دلایل بکار بردن میلگرد ها در سازه نیز افزایش سختی برشی می باشد.

آزمایش خمش بتن

نتیجه ی حاصل از آزمایش خمش بتن یکی از پارامترهای مهمی است سازندگان برای طراحی قطعات بتنی به مقدار آن نیاز دارند، آزمایش خمش بتن در واقع فرآیندی است برای سنجش میزان مقاومت بتن (با واحد مگاپاسکال) در برابر نیروهای عمودی یا به بیان دیگر اندازه گیری مقدار مقاومت بتن در برابر خم شدن که می توان گفت در واق همان مقاومت کششی بتن سنجیده می شود. آزمایش خمش بتن برای اندازه گیری میزان مقاومت خمشی بتن با استفاده از روش سه نقطه ای یا روش بار مرکزی اندازه گیری می شود که آزمایش خمش بتن به روش سه نقطه ای بسیار متداول تر از روش دیگر است. لازم بذکر است عدد بدست آمده مربوط به مقاومت خمشی بتن عموما ۱۰ الی ۱۵ درصد مقاومت فشاری بتن است. کیفیت و ابعاد سنگدانه های بتن از عواملی هستند که در نتیجه ی حاصل از آزمایش خمش بتن موثر هستند. آزمایش خمش بتن با استفاده از دستگاه های مخصوص انجام می شود، طی این آزمایش لازم است از قطعه ی بتنی مستطیل شکل بلافاصله بعد از عمل آوری با ابعاد مشخص استفاده شود. برای انجام آزمایش خمش بتن و اندازه گیری میزان مقاومت خمشی آن باید قطعه ی بتنی را در دستگاه قرار داد و نیرویی معادل ۲ الی ۶ درصد بار نهایی محاسبه شده را به آن وارد کرد و به مرور زمان مقدار آنرا افزایش داد تا به مرز گسیختگی برسد و در آخر گسیخته شود . در آخر مقدار مقاومت خمشی بتن با فرمول مشخصی بدست می آید.
 

آزمایش روانی بتن 

براساس ACI آزمایش روانی بتن فرآیندی است که طی آن قابلیت بتن تازه برای جریان یافتن تعیین می گردد. طبق ایین نامه ACIروانی بتن به معنای امکان تحرک نسبی یا توانایی بتن و ملات تازه مخلوط شده برای جریان یافتن است. دست یابی به خاصیت روانی بتن با استفاده از آزمایش اسلامپ بتن امکان پذیر است. با توجه به نکات ذکر شده آزمایش روانی بتن یا آزمایش اسلامپ بتن برای کنترل کارگاهی و تغییرات پیمانه به پیمانه و ساعت به ساعت مصالح به عنوان یک تست بسیار مناسب پیشنهاد می گردد. آزمایش روانی بتن عموما با هدف سنجش میزان سهولت بتن در ریخته شدن و جا گرفتن در قالب صورت می گیرد . آزمایش روانی بتن سنجشی در برابر آزمایش بتن سخت شده می باشد چرا که پیش از گیرش بتن انجام می شود. 
 
انواع روش های غیرمخرب آزمایش بتن
۱-آزمایش بتن با چکش اشمیت :
چکش اشمیت دارای یک میله ی فولادی است که در تماس به سطح بتن قرار می گیرد . درون چکش اشمیت یک وزنه هم وجود دارد که به میله ضربه وارد می کند و پس از وارد کردن ضربه ، وزنه باز می گردد . در همین حین ضاخص متصل به وزنه میزان بازگشت را که همان فاصله ی برگشت می باشد ، نمایش می دهد . بر اساس این ععد و با استفاده از منحنی کالیبره می توان بطور غیر مستقیم مقاومت فشاری بتن را اندازه گیری کرد .
اساس آزمایش چکش اشمیت در تست های غیر مخرب بتن ، بر پایه ی نیروی بازگشت اجسام می باشد .  
نحوه ی انجام آزمایش چکش اشمیت به گونه ای است که سطحی که زیر چکش قرار میگیرد باید کاملا صاف باشد و طبق نظر انجمن بین المللی مکانیک سنگ ، میله باید در یکی از سه وضعیت قائم روبه بالا ، قائم رو به پایین و یا کاملا افقی قرار بگیرد . 
لازم بذکر است که میزان سختی سطحی بتن کاملا وابسته به نحوه ی قرار گیری چکش است . 
 
آزمایش بتن با اولتراسونیک
مبنای آزمایش اولتراسونیک بر اساس سرخت عبور امواح پالسی از میان اجسام می باشد و به سه روش امواج مستقیم ، نیمه مستقیم و سطحی انجام می شود که بهترین آنها عبور امواح التراسونیک بصورت مستقیم می باشد ، در این روش بدلیل عبور مستقیم امواج از بتن نتایج بدست آمده دارای دقت بالاتری می باشند. در آزمایش اولتراسونیک بتن منحنی کالیبره بر اساس نتایج حاصل از سرعت بدست آمده و مقاومت فشاری بتن می باشد .
بدلیل تفاوت موجود در سرعت عبور پالس ها در مصالح مختلف لازم است برای سنجش میزان مقاومت بتن این آزمایش در بخش هایی از بتن انجام گیرد که فاقد فولاد (آرماتور) باشند چرا که سرعت عبور امواج در فولاد تقریبا دو برابر فولاد است .
باید همواره توجه داشت که عوامل متعددی بر روی نتایج بدست آمده از تست اولتراسونیک در آزمایش بتن تاثیر گذار خواهند بود ، از جمله پارامترهای تاثیر گذار در آزمایش اولتراسونیک میزان رطوبت و شکل سنگدانه های بتن می باشد . 
 

انواع روش های مخرب آزمایش بتن  
۱- مغزه گیری یا کرگیری بتن:
آزمایش بتن به روش کرگیری بتن یا مغزه گیری یکی از دقیق ترین آزمایش های بتن می باشد . این آزمایش نسبت به سایر روش های سنجش مقاومت بتن هزینه ی بیشتر و سرعت کمتری دارد اما نتایج دقیق حاصل از کرگیری تا مقدار قابل توجهی معایب این آزمایش بتن را پوشش می دهد . آزمایش کرگیری یا مغزه گیری یک آزمایش نیمه مخرب است که تجارب حاصل از این آزمایش همگی نشان دهنده ی دقت بالای این آزمایش بتن است که بوسیله ی مته ی الماسی صورت می گیرد . 
نمونه های بریده شده ی مورد مطالعه به شکل استوانه ای می باشند . 
مغزه های مورد آزمایش قرار گرفته در آزمایش کرگیری برای سنجش مقاومت فشاری بتن باید دارای قطر ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلی متر باشد که البته در ضوابط برخی کشورها ، قطر مته کرگیری کمتر از ۱۰۰ الی ۱۵۰ میلی متر هم مجاز دانسته اند . 
لازم به ذکر است ، مطالعات نشان می دهد که تاثیر قطر مته در نتایج مقاومت فشاری بتن به قدری ناچیز است که می توان از آن صرف نظر کرد . 
 
۲- آزمایش PULL OFF  بتن :
آزمایش بتن به روش پول آف یکی از روش های اندازه گیری مقاومت بتن است . آزمایش پول آف بتن بیان می کند که مقدار نیروی کششی لازم برای کندن دیسک به همراه لایه ی سطحی بتن با مقدار مقاومت کششی بتن در ارتباط است .
آزمایش بتن به روش  pull off  یک روش آسان و سریع برای دستیابی به مقاومت فشاری بتن می باشد . باید توجه داشت که اجرای این تست بتن مستلزم مسطح سازی و هموارسازی بتن می باشد . 
آزمایش pull off به دو روش انجام می پذیرد ، در اولین روش در تست pull off  دیسک فلزی مستقیما به سطح بتن می چسبد و در روش دوم دیسک با استفاده از چسب اپوکسی مخصوص به سطح مغزه گیری شده می چسبد . 
پارامترهای تاثیر گذار در نتایج این آزمایش جنس دیسک ، ضخامت و نوع سنگدانه های بتن می باشد .