آزمایش و تست اولتراسونیک بتن
آزمایش اولتراسونیک بتن یا همان تست التراسونیک بتن یکی از
آزمایش های بتن از نوع غیر مخرب و برای سنجش میزان
مقاومت بتن می باشد . تست اولتراسونیک با قراردادن اطلاعاتی از وضعیت بتن به مهندسین کمک زیادی برای رفع نواقص موجود ، تعمیر ،
ترمیم بتن و در نهایت کیفیت سنجی اقدامات اجرا شده بروی بتن می کند . مهم ترین ویژگی این آزمایش یا تست بتن ، غیر مخرب بودن آن است بدین معنی که طی انجام آزمایش اولتراسونیک بر روی بتن جهت اندازه گیری ویژگی های داخلی بتن ، نمونه ی آزمایش ده تخریب نمی گردد و آسیب نمی بیند ، در حالیکه طی انجام سایر آزمایش های مشابه در بتن ، نمونه ی آزمایش شده تا مرز تخریب پیش می رود .
در صورت وجود ترک در بتن به کمک آزمایش اولتراسونیک یا همان تست بتن می توان به اطلاعاتی درباره ی مقدار ترکها ، ابعاد و عمق آنها دست یافت . مهندسین با بررسی نتایج حاصل از آزمایش اولتراسونیک بتن یا تست بتن نسبت به ارائه ی بهترین روش
مقاوم سازی ساختمان موجود و
تقویت سازه های بتنی اقدام می کنند . لازم بذکر است یکی دیگر از وظایف آزمایش اولتراسونیک یا تست اولتراسونیک بتن ، بررسی و ارزیابی کیفی عملیات مقاوم سازی صورت گرفته بر روی بتن است .
هدف از آزمایش التراسونیک بتن
1-بررسی وجود یا عدم وجود هرگونه آسیب و ناپیوستگی در بتن مثل ، ترک ، لایه لایه شدن و ...
2- بدست آوردن ابعاد ، اندازه و عمق
ترک های بتن 3- سنجش مقدار مقاومت بتن در بخش های مختلف ، دانه بندی بتن و تشکیل منحنی آن
4- ارزیابی میزان کیفیت
مقاوم سازی بتن .
آزمایش التراسونیک بتن چیست ؟
آزمایش اولتراسونیک بتن یا تست اولتراسونیک بتن از طریق ارسال یک پالس از جنس امواج اولتراسونیک با فرکانس 50 الی 54 هرتز بوسیله ی یک فرستنده به داخل بتن و اندازه گیری مدت زمان عبور امواج از داخل بتن و دریافت آن توسط گیرنده از طرف دیگر و پس از آن محاسبه ی سرعت امواج می توان در نهایت مقاومت بتن را بدست آورد .
با دستیابی به مدت زمان عبور امواج اولتراسونیک از داخل بتن و در دست داشتن طول مورد نظر می توان سرعت عبور امواج را بدست آورد . سرعت امواج در تست اولتراسونیک تحت تاثیر چگالی و ویژگی های الاستیک بتن می باشد .
سرعت زیاد موج اولتراسونیک به معنای بالاتر بودن مدول الاستیسیته ی بتن ، چگالی بتن و در نهایت مقاومت و سختی آن می باشد .
نحوه ی انجام آزمایش التراسونیک بتن
نحوه ی اجر آزمایش اولتراسونیک بتن یا تست اولتراسونیک غیر مخرب بتن بدین صورت می باشد که ، یک موج فراصورت یا همان اولتراسونیک بوسیله ی یک فرستنده با فرکانس حدودی 50 الی 54 هرتز تولید و سپس به درون بتن ارسال می شود . سپس موج ارسال شده پس از عبور از بتن در طرف دیگر بتن توسط یک فرستنده دریافت می شود .
سپس با محاسبه ی زمان عبور موج که از مقطع در نظر گرفته می شود و با داشتن طول ، سرعت حرکت پالس مورد نظر درون بتن بدست می آید . سرعت پالس با مقاومت بتن ارتباطی مستقیم دارد ، در واقع هر چقدر سرعت پالس بیشتر باشد ، چگالی بتن ، مدول الاستیسیته ی بتن و در نهایت مقاومت بتن نیز بیشتر است و سرعت حرکت موج اولتراسونیک درون
بتن ضعیف کمتر است.
عوامل تاثیر بر نتایج آزمایش التراسونیک بتن
اندازه گیری و تحلیل سرعت پالس در آزمایش اولتراسونیک بتن نیز یکی از قابل اطمینان ترین راه ها برای دست یابی به ویژگی هی داخلی بتن و سنجش کیفی آن است . اندازه گیری سرعت پالس های ارسالی به عنوان یک روش مفید برای ارزیابی مقاومت بتن و بررسی میزان همگن بودن اجزای داخلی آن بسیار مورد توجه واقع شده است . با استفاده از این روش می توان کیفیت بتن مورد نظر را تحلیل و ارزیابی کرد ، در جدول زیر به ارتباط سرعت پالس عبوری در بتن و کیفیت بتن مورد نظر می پردازیم و سپس عوامل تاثیر گذار بر سرعت آزمایش اولتراسونیک بتن و در نهایت نتیجه ی تست اولتراسونیک را توضیح میدهیم .
| سرعت پالس | کیفیت بتن |
| کمتر از 4 کیلومتر بر ثانیه | بسیار خوب و عالی |
| بین 3/5 تا 4 کیلومتر بر ثانیه | خوب تا خیلی خوب (امکان وجود تخلخل) |
| بین 3 تتا 3/5 کیلومتر بر ثانیه | قابل قبول (وجود احتمال بالای آسیب دیدگی) |
| کمتر از 3 کیلومتر بر ثانیه | بتن سست و ضعیف است |
عوامل تاثیر گذار برسرعت پالس عبوری در آزمایش التراسونیک بتن : 1- طول مسیر عبوری پالس
2- ابعاد جانبی
3- مسلح بودن یا نبودن بتن
4- مقدار رطوبت موجود در بتن
5- دمای بتن
ابعاد جانبی : ابعاد جانبی نمونه عمدتا تاثیری در سرعت نهایی بتن ندارد مگر در شرایطی که ابعاد نمونه ی آزمایشی نسبت به طول پالس های موج اولتراسونیک ارسال شده ، بسیار کمتر باشد . برای مثال ابعاد جانبی کمتر از 80 میلی متر جهت عبور یک پالس ارسالی با فرکانس حدودا 50 هرتز مناسب نمی باشد . ضمنا برای دستیابی به نتایج دقیق در بتن هایی که فاقد مقدار مناسبی از همگنی در اجزای خود هستند و این مسئله عمدا در آنها ظاهر شده باید طول مسیر را بلند تر لحاظ کرد .
مسلح بودن بتن : سرعت عبور پالس های اولتراسونیک از فلزات بسیار زیاد است ، به همین علت سرعت پالس هایی که از درون میلگردهای موجود در بتن یا به اصطلاح از درون بتن های مسلح شده عبور می کنند ، زیاد است . و احتمالا وجود فلزات درون بتن سبب بروز افزایش سرعت امواج شده است .
رطوبت : یکی دیگر از عوامل تاثیر گذار بر سرعت عبور امواج اولتراسونیک و در نهایت نتیجه تست اولتراسونیک بتن ، رطوبت محیط است . رطوبت محیط ارتباطی مستقیم با سرعت پالس اولتراسونیک دارد ، به این معتی که هر چقدر میزان رطوبت بیشتر باشد ، سرعت پالس نیز بیشتر است .
رطوبت محیط به عنوان یکی از عوامل تاثیر گذار باید پیش از انجام آزمایش اندازه گیری شود و در نتایج بدست آمده لحاظ شود . ضمنا رطوبت باید در نحوه نگهداری یا همان کیورینگ بتن در نظر گرفته شود .
دمای محیط : دمای محیط نیز یکی دیگر از عوامل تاثیر گذار بر سرعت پالس عبوری طی آزمایش اولتراسونیک بتن یا همان تست بتن اولتراسونیک بتن است . دمای محیط با نتیجه سرعت بدست آمده در تست اولتراسونیک بتن رابطه ی معکوس دارد . در واقع با کاهش دمای محیط و بتن مقدار فضای موجود در بتن کم و آب موجود در بتن متخلخل نیز کاهش می یابد . بدنبال کم شدن فضای خالی ، کاهش سرعت پالس نیز کمتر خواهد شد ، چراکه فضاهای خالی موجود در بتن سبب کاهش سرعت پالس های ارسالی می شوند و هرچقدر تعداد آنها بیشتر باشد ، بیشتر شاهد کاهش سرعت خواهیم بود .
در نتیجه با پایین آمدن دمای محیط و دمای بتن بعلت کم شدن حجم فضای خالی درون بتن ، سرعت حرکت پالس عبوری افزایش می یابد .
