دمانگاری مادون قرمز

در این مقاله که توسط کارشناسان ما در کلینیک بتن ایران تهیه شده است با آزمایش های کارایی و یکپارچگی بتن آشنا خواهید شد.

کاربرد این تکنیک، که در آن عکس برداری های مادون قرمز در مراحل خنک شدن یک سازه حرارت داده شده انجام می شود، توسط مانینگ و هال در 1980 توصیف شده است. دمانگاری مادون قرمز فواید بالقوه بسیاری بر متدهای فیزیکی که در بررسی عرشه های پل استفاده می شود، که در مقالات وب سایت کلینیک بتن ایران بحث شده است، ارائه می کند. بررسی ورقه ورقه شدن یا حفره ها در دمانگاری مادون قرمز بر پایه دماهای سطحی متفاوتی بین بتن سالم و ناسالم تحت شرایط هوایی خاصی انجام می شود. دمای سطح بتن تحت دمای سطح بتن تحت تاثیر گرمای تابش آفتاب در روز و سرد شدن در شب تغییر می کند و این در تابستان مشهودتر می باشد.

در طول گرم ترین ساعات روز دمای بتن در زیر سطح کاهش می یابد در حالی که در شب این قضیه برعکس می شود. تورق درون بتن در افت این دما تاثیر دارد و در نتیجه دماهای سطحی، که می توان آنها را با اندازه گیری مادون قرمز مقایسه کرد، نیز تغییر می کنند. به خاطر اختلاف دمای کوچکی که با آن روبرو هستیم، نتیجه نمی تواند به طور مستقیم توسط فیلم مادون قرمز ضبط شود و عکس دوربین باید روی لوله اشعه کاتدی نمایش داده شود. دمای سطح با طیفی از رنگ خاکستری نشان داده می شود، هر چند رقوم گرمایی می توانند به صورت خودکار تجمیع شوند و مانیتورهای رنگی به گستردگی در حال استفاده هستند. این عکس روی فیلم ضبط می شود تا پرینت آن نیز تولید شود یا اینکه دوربین های دیجیتال امکان ذخیره فایل آن را فراهم می کنند.

تلاش های اولیه با دوربینی که توسط اپراتوری روی عرشه نگه داشته می شود اجرا شده اند، اما فضای دید کمی در اختیار بود و چیدمان عکس های مجاور نامستقیمی ارائه می داد که کاربردی نبود. موقعیت های بیشتر با استفاده از یک سکوی متحرک برای بررسی دقیق عرشه از ارتفاعی تا حدود 20 متر به دست آمد، البته با این شرط که تفاوت های دمایی بالاتر از 2 درجه سانتی گراد می بود. تست هوایی لزومی برای بستن خطوط ترافیکی نداشت و مشکلات ترکیب کردن قطعات عکس های جدا (چیدمان عکس های مجاور) را برای عکسی یک دست کاهش می داد (وسیله توسط بالگرد بالا برده می شد و ماموریت در ارتفاع تا 400 متر انجام می شود). اما با این حال عکس های به دست آمده اغلب بی کیفیت بودند.

آزمایش های کارایی و یکپارچگی بتن

معلوم شد که تفاوت های دمایی در عرشه های تورق یافته در اکثر زمان ها موجود می باشد، اما بیشترین حالت در تابستان اتفاق می افتد، که در بعد از ظهر به حداکثر می رسید. میرایی این گرمای منعکس شده توسط اتمسفر مشکل بزرگی است، که با باد افزایش هم می یابد. رطوبت به وجود آمده روی بتن نیز در مخفی کردن این اختلاف دما نقشی ایفا می کند. در حالی که مزیت های عملیات هوایی علیرغم هزینه بالایش قابل تحسین می باشد، مشکلات دیگری نیز باقی مانده است تا اینکه بتوانیم این تکنیک را مطمئن و مقرون به صرفه بدانیم.

هال و ایلز همچنین استفاده موفقیت آمیز دمانگاری را برای ارزیابی ترک ها در کناره های اتوبان ها با اسکنرهای مادون قرمز و اسکنر فیلمی زنده که به ون و روی تیرکی به ارتفاع 5 متر چسبیده بوده و این ون با سرعتی 15 متر بر ساعت حرکت کرده و عکس ها توسط کامپیوتر کنار هم چیده شده اند را نیز امتحان کرده اند. روندهایی برای دمانگاری در تحقیقات تورق عرشه پل در استاندارد آمریکا آورده شده است.

شکل 8-1 دستگاه دمانگاری مادون قرمز

بقیه کاربردهای دمانگاری مادون قرمز برای تحقیقات سازه ای شامل ارزیابی مقایسه ای شرایط رطوبت بتن می شود، که بر افت دما تاثیر می گذارد، در مکان حفره ها و مجراها، خدمات و دیگر جزئیات ساختمانی تاثیر دارد. تکنیک ها در تشخیص میلگردهای تقویتی که به صورت القای الکتریکی گرم می شوند نیز وجود دارد، در حالی که اکنون توسعه های بسیاری در دمانگاری ضربتی که در آن سطح توسط رادیاتور حرارتی گرم می شود انجام شده است. تحقیقات آزمایشگاهی نشان داده است که حفره های تا عمق 100 میلی متری زیر سطح را می توان با استفاده از تجهیزات و بعد از گرمادهی به مدت حدود 5 دقیقه پیدا کرد. همچنین معلوم شد که حفره های کم عمق در بهترین حالت بعد دوره ی کوتاه سرد شدن تا حدود 1 ساعت قابل یافتن می شوند. تکنیک ها برای ارزیابی کمیتی با استفاده از برنامه های کامپیوتری المان محدود برای کمک در تفسیر نتایج در حال توسعه هستند.

توسعه اخیر تجهیزات 12 بیتی حساسیت به دماهای مختلف مابین 1/0± درجه سانتی گراد (شکل 8-1) را بهبود بخشیده و به ما قابلیت تعریف و تعیین اندازه دقیق حرارت را می دهد. کلارک نشان داده است که این قابلیت یافتن تورق عرشه پل در نحوانی با دماهای محیطی پایین را افزایش داده است و آزمایش هایی را بر سطح زیرین عرشه و از روی زمین شرح می دهد، انتخاب طول موج هم بحث شده است.

تحقیقات پوشش موزاییکی برای ساختمان های چند طبقه ما را به سمت بررسی لایه لایه شدن و محل های ضعیف سوق می دهد. مکان یابی محل های داغ در طول روز یا محل های سرد در شب برای تعیین نیاز به بازسازی مفید خواهند بود. کوچکترین ابعاد آسیب قابل یافتن به اندازه ی mm 200×200 گزارش شده است. دانش عایق کاری ساختمان ها با استفاده از تصویر مادون قرمز با شناسایی مکان های هدر رفت گرما می تواند از هدر رفتن گرما جلوگیری کند.

رادار

در طول 20 سال اخیر استفاده از رادار زیر سطحی برای تشخیص مشکلات مهندسی و به خصوص ساختمان های بتنی افزایش یافته است. برای آزمایش های روی بتن معمولا موج های الکترومغناطیس در فرکانس بین 500 مگاهرتز تا 1 گیگاهرتز در بین ماده پخش می شوند، سرعت و میرایی سیگنال تحت تاثیر خواص الکتریکی مواد جامد درون بتن است.

آخرین مطالب تکمیلی کلینیک بتن را در این بخش دنبال نمایید
آزمایش اسلامپ بتن چیست
آزمایش PULL OFF اف آر پی
آزمایش صحت کفپوش بتنی صنعتی

خواص فیزیکی غالب، واحد نفوذپذیری الکتریکی هستند که سرعت سیگنال را مشخص می کند و رسانایی الکتریکی که افت سیگنال را تعیین می کند. انعکاس و انکسار موج رادار در فواصل بین مواد مختلف رخ می دهد و برگشت سیگنال برگشتی به آنتن سطحی می تواند ارزیابی خواص و هندسه مشخصات زیرسطحی را ارائه دهد (شکل 8-2). گزارش جامعه بتن در زمینه ی آزمایش راداری بتن در سال 1997 انتشار یافت که نشان از افزایش کاربرد آن دارد.

شکل 8-2 بررسی ناهمسانی زیر – سطحی با استفاده از رادار