کلیات تخمین مقاومت بتن

برای تخمین مقاومت بتن، مقاومت فشاری بتن از مهمترین خواص بتن در رابطه با ارزیابی مقاومت بتن در سازه محسوب میگردد. امروز در آسفالت ایران در این مقاله این کلیات را برایتان توضیح می دهیم. به دلایل متفاوت که در ادامه مقاله در بخش دامنه کاربرد ذکر شده است. ممکن است، ضرورت تخمین مقاومت فشاری بتن در سازه را ضروری سازند. تلاش برای تخمین مقاومت بتن در سازه از 60 سال پیش آغاز شده است و تاکنون روش های متعددی ابداع شده اند. هر چند هنوز ارتباط بین نتایج و تفسیر نتایج به صورت یک روش با توافق عام و استاندارد ارائه نشده است.

برخلاف نمونه های استاندارد استوانه ای یا مکعبی که از همان بتن مصرفی در سازه با استفاده از قالب مکعبی نمونه گیری بتن 15*15 و قالب استوانه ای پلاستیکی بتن  نمونه برداری میشوند.

        قیمت و خرید انواع قالب نمونه گیری مکعبی بتن 15*15 

آزمایش های در محل معمولاً بر روی بتن در سازه انجام میشوند. در گذشته این نوع آزمایش ها به نام روش های غیر مخرب مرسوم بودند، به جهت آن که بعضی از آن آزمایش ها مانند آزمایش چکش اشمیت یا عدد بازگشت بدون  آسیب رسانی به بتن انجام میشدند.

ما در مقاله قبلی در دسته بندی مطالب بتن در سایت آسفالت ایران، در مورد  ارزیابی سازه های بتنی مطلبی منتشر کردیم که به شما مهندسین در درک بهتر این مقاله کمک میکند.

آزمایش های در محل

اما در طول مدت زمان آزمایش هایی برای تخمین مقاومت بتن ابداع شدند که تا حدی سبب آسیب دیدگی محلی در بتن میشدند. بنابراین واژه آزمایش های در محل جایگزین واژه آزمایش های غیر مخرب گردید. آزمایش های در محل شامل آزمایش هایی است. که بر روی بتن اثر گذار نمی باشند و یا سبب آسیب دیدگی سطحی و کم در بتن می شوند . اکثر آزمایش های در محل به طور مستقیم مقاومت فشاری بتن را اندازه گیری نمی کنند. بلکه بعضی از خواص بتن که مرتبط با مقاومت فشاری بتن هستند، اندازه گیری می کنند. سپس مقاومت فشاری بر اساس رابطه به دست آمده بین خواص اندازه گیری شده و مقاومت بتن تخمین زده میشود.

اطلاعات موجود در این دستورالعمل شامل تشریح آزمایش های در محل جهت تخمین مقاومت بتن در سازه میباشد. برای اجرای آزمایش ها در سازه ممکن است وقت و هزینه زیادی صرف گردد، بنابراین هدف بررسی و انجام آزمایش باید به طور روشن مشخص شود. نه تنها تدوین هدف ارزیابی حایز اهمیت است بلکه برنامه ریزی آزمایش ها شامل انتخاب روش ها و محل آزمایش ها تأثیر بسزایی در کسب نتایج مطلوب دارد. بر همین اساس آگاهی از روش اجرای آزمایش ها محدودیت و دقت آنها بسیار ضروری است. بعضی از روش های آزمایش به ظاهر آسان میباشند اما برای ارزیابی و تفسیر نتایج نیاز به افراد ماهر و با تجربه دارد.

قالب استاندارد استوانه ای بتن

نکته

توجه به یک نکته بسیار حایز اهمیت است که در هنگام ارزیابی و تخمین مقاومت بستن در سازه ها، استفاده از نمونه های مغزه ضروری است و هیچگاه نباید آزمایشهای در محل بدون استخراج نمونه های مغزه از سازه انجام پذیرد. به عبارت دیگر در انتخاب آزمایشها باید مغزه گیری در برنامه گنجانده شود و استفاده از دیگر آزمایشها به عنوان مکمل نتایج مغزه ها محسوب می گردد.

 برنامه ریزی آزمایش ها

قبل از شروع عملیات آزمایشها برای تخمین مقاومت بتن باید موارد زیر در نظر گرفته شوند:

•  دلیل ارزیابی : دلیل ارزیابی باید برای مهندس ارزیاب کاملاً مشخص باشد و فقط با معلوم بودن علت ارزیابی است که میتوان روشهای مناسب را انتخاب کرد. علل ارزیابی در قسمت دامنه کاربرد ارائه شده است.
•  انتخاب روش : هر روش آزمایش اطلاعات خاصی را ارائه می دهد و باید بر اساس اطلاعات مورد نیاز روش مناسب را انتخاب کرد به عنوان یک قانون ساده هیچ آزمایش یا اندازه گیری نباید انجام شود مگر آن که معلوم باشد، نتایج برای چه هدفی مورد استفاده قرار میگیرند.
•  انتخاب محل آزمایشها : انتخاب محل آزمایشها بستگی به سازه و تغییرات کیفیت بستن در سازه دارد. ضوابط انتخاب محل آزمایشها در ادامه تشریح شده است.
•  انتخاب تعداد آزمایشها : تعداد آزمایشها باید در حد بهینه انتخاب شوند، زیرا تعداد کم آزمایشها از دقت نتایج می کاهد و عدم قطعیت نتایج را افزایش می دهد و از طرف دیگر تعداد زیاد آزمایشها نه تنها مقرون به صرفه نیست بلکه ممکن است باعث آسیب دیدگی زیاد سازه گردد. ضوابط انتخاب تعداد آزمایشها در فصل پنجم به طور کامل ارائه شده است.
•  قابلیت اجرا : در بعضی موارد به دلیل دسترسی سخت به محل مورد نظر و با توجه به اهمیت ایمنی در عملیات ارزیابی باید روشهای آزمایشها با در نظر گرفتن محل دسترسی انتخاب گردد. برای مثال تا حد امکان باید از استخراج مغزه از زیر دال سازه های بتنی اجتناب شود.
•  هزینه روش آزمایش : به طور کلی ارزیابی مقاومت سازه نیاز به بودجه زیاد دارد بنابراین با توجه به هدف ارزیابی و بهینه سازی هزینه ها روشهای مناسب آزمایش انتخاب شوند.

 دامنه کاربرد

دامنه کاربرد آزمایشهای در جا بسیار وسیع است و شامل ارزیابی آسیب دیدگی سازه های بتنی و آزمایش ها به منظور تخمین خواص بتن در سازه برای طراحی مواد تعمیری و تخمین مقاومت فشاری بتن در سازه است. اما در این بخش هدف از انجام آزمایش های درجا محدود به تخمین مقاومت فشاری بتن در سازه و تعیین یکنواختی بتن میباشد. به طور کلی اهداف تخمین مقاومت فشاری بتن در سازه به شرح زیر است :

•  عدم تطابق نتایج نمونه های استاندارد با مشخصات فنی در چنین مواردی با استفاده از آزمایشهای درجا میتوان در خصوص مقاومت واقعی بتن در سازه تصمیم گیری نمود.
•  شک داشتن به اجرای سازه احتمال دارد که نتایج مقاومت فشاری بر روی نمونه های استاندارد تطابق داشته باشد. اما اجرای صحیح سازه مورد نظر متراکم کردن عمل آوری و یکنواختی مورد شک باشد بنابراین از آزمایشهای درجا استفاده می شود. تغییر کاربردی سازه ممکن است سازه مورد نظر برای کاربردی دیگر غیر از آن کاربری که قبلاً برای آن طراحی سازه انجام شده است مورد استفاده قرار بگیرد. برای مثال قبلاً یک سازه برای بار زنده کمتری در نظر گرفته شده بود و اکنون قرار است مقدار بار زنده تغییر کند.
•  آسیب دیدگی سازه اگر سازه به دلایل متعدد مانند آتش سوزی و یا تهاجم سولفات دچار آسیب دیدگی شده باشد با استفاده از آزمایش های در محل می توان کاهش مقاومت بتن در محل های آسیب دیده را مورد بررسی قرار داد.

_________________________________________________________________

شاید دوست داشته باشید بخوانید✔️

• ارزیابی سازه های بتنی
• آزمایش های بتن در محل

_________________________________________________________________

محل انجام آزمایش ها

حتی وقتی یک نوع مخلوط بتن در یک سازه معین استفاده میشود. مقاومت اعضای آن سازه نه تنها با یکدیگر احتمالاً تفاوت دارند. بلکه در یک عضو قسمتهای مختلف آن عضو با یکدیگر اختلاف دارند تغییر مقاومت در سازه دلایل متعددی دارد که از جمله تفاوت در نسبت های اجزای مخلوط نحوه تراکم و تفاوت در عمل آوری را می توان نام برد.

اما دلایل اختلاف مقاومت در بخشهای یک عضو بتنی ناشی از اثر هیدرواستاتیک تراکم در عضو است که بخش پایینی عضو از تراکم بیشتری نسبت به بخش بالایی برخوردار است. از طرف دیگر حرکت رطوبت مخلوط بتن به طرف بالا و نشست سنگدانه به . به طرف پایین به ایجاد اختلاف مقاومت در یک عضو کمک میکند. در شکل تغییرات مقاومت در محدوده اعضای بتنی مقاومت نسبی اعضای متفاوت یک سازه را که از یک نوع بتن ساخته شده اند، نشان میدهد.

همان طور که از شکل مشاهده می شود، اختلاف مقاومت عضو دیوار در بالا و پایین عضو میتواند به ۵۰ درصد برسد.

اگر هدف از ارزیابی تخمین مقاومت بتن در سازه و مقایسه نتایج با مقاومت طرح در مشخصات فنی خصوصی است، باید محل آزمایش ها به نحوی انتخاب شوند که شرایط میانگین در سازه را نشان دهند.

اما اگر قرار است سرویس دهی و مناسب بودن مقاومت بتن و یا تغییر کاربردی سازه هدف باشد باید ضعیف ترین قسمت های سازه مورد بررسی مقاومت قرار بگیرند.

یکی از مهترین کارها برای تعیین مقاومت بتن روش نمونه گیری از بتن تازه است که ممکن است به آن نیاز داشته باشید.

               شکل تغییرات مقاومت در محدوده اعضای بتنی 

 محدوده استفاده از آزمایش ها در تخمین مقاومت بتن

در تخمین مقاومت بتن،آزمایش های در محل در واقع مکمل آزمایش مغزه گیری میباشند. به عبارت دیگر نباید آزمایش مقاومت فشاری بر روی مغزه ها از برنامه تخمین مقاومت حذف گردد. آزمایش های در محل به منظور مقرون به صرفه کردن عملیات ارزیابی و کاهش آسیب رساندن به سازه ناشی از مغزه گیری است.

مهمترین مرحله تخمین مقاومت بتن در سازه بتنی. ایجاد رابطه بین نتایج مغزه ها و نتایج آزمایش های در محل مانند چکش اشمیت و آزمایش التراسونیک یا مافوق صوت است.

تهیه رابطه مقاومت بین مغزه ها و آزمایش های دیگر باید بر اساس روش های آماری و علمی انجام پذیرد. در مقاله های بعدی به طور کامل تشریح خواهد شد. روش های آماری کمک می کنند تا خطا در نتیجه گیری و تفسیر نتایج به حداقل برسد. نتیجه تخمین مقاومت بتن با اعتماد بیشتری صورت پذیرد. در صورت عدم ایجاد رابطه فوق استفاده از روش های در محل برای تخمین مقاومت توصیه نمی شود.

به هر حال آزمایش های در محل نباید پایه اصلی پذیرش یا رد بتن در سازه محسوب شود. اما از نتایج آزمایش های در محل میتوان به عنوان پشتوانه نمونه های استاندارد استوانه ای یا مکعبی که با مشخصات فنی خصوصی تطابق ندارند، استفاده کرد.

 منابع

کتاب آزمایش های بتن

 ACI 437 R, “Strength Evaluation of Existing Concrete Buildings” 2003. 2. Mindess, S., and young, J.F, “Concrete”, Prentice-Hall, 1981.

 ACI 228.1 R, “In-Place Methods to Estimate Concrete Strength”, 2003. 4. Bungey, J, H, “The Testing of Concrete in Structures”, Surrey University

Press 1989. 5. Kay, T. and Walker, M., “Guide to Evaluation and Repair of Concrete

Structures in the Arabian Peninsula Concrete Society & Bahrain Society Engineers, 2002.

 ACI 301, “Standard Specifications for Structural Concrete” American Concrete Institute, 1999.

آسفالت ایران

همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، آسفالت ایران منبع مهمی برای اطلاعات مفید در مورد تخمین مقاومت بتن است. همچنین مطالب قبلی وبسایت در مورد بتن میتواند به شما کمک کند. امیدواریم این مقاله برای کلیات تخیمن مقاومت در بتن به شما کمک کند. لطفاً برای سوالات یا راهنمایی و خرید تجهیزات آزمایشگاه بتن و خرید تجهیزات آزمایشگاه خاک یا قیر و آسفالت در برند و جنس های مختلف در مورد درخواست خود با کارشناسان مجموعه ما تماس بگیرید.