برای استفاده از پوشش سنج های بتن از چه دستورالعمل های باید استفاده کرد؟ 

بیشتر پوشش سنج ها از منبع نیرو، تقویت کننده و وسیله سنجش (متر) تشکیل شده اند و یک واحد جداگانه ی جستجو شامل الکترومغناطیس هایی که با واحد اصلی توسط یک کابل متصل شده اند. در عمل، قرائت اول صفر خواهد شد و واحد جستجوی دستی بر روی سطح بتن تحت آزمایش جابجا می شود. وجود میلگرد درون دامنه ی کارکرد دستگاه توسط یک مقدار عددی در صفحه نمایش نشان داده خواهد شد.
سپس واحد جستجو برای به دست آوردن سیگنال حداکثر حرکت داده و چرخانده می شود (که به راحتی در شکل 7-9 دیده می شود، همین طور که خط سیاه نزدیک بالای صفحه نمایش، با نزدیک شدن میلگرد، به راست حرکت می کند و وقتی میلگرد عبور می کند، دوباره به چپ بر می گردد). این موقعیت مرتبط با مکان آرماتور خواهد بود (حداقل پوشش) و نمایانگر چیدمان آن است. در بعضی ابزارها این به همراه یک خروجی صدا با گام های متغیر نیز یادری شده است. در نهایت خروجی پوشش بتنی را با مقیاس مناسب نشان می دهد، در حالی که جهت میلگرد با راستای واحد جستجو موازی خواهد بود. استفاده از جدا کننده ها ممکن است برای بهبود دادن صحت اندازه گیری پوشش های بتنی که کمتر از mm20 هستند لازم باشد.

شکل 7-9 اطلاعات نمایش داده شده توسط کاورمتر

تجهیزات کامل تر، همان طور که در بالا نشان داده شده است، می توانند به طور همزمان و به طور خودکار اندازه ی میلگرد و پوشش بتنی حقیقی را تخمین بزنند (شکل 7-9 را ببینید، که در آن شکل ها در گیومه ها اندازه ی تخمینی میلگرد و پوشش بتنی تصحیح شده است در این مورد مطابق مقادیر وارد شده ی اولیه، اما اغلب با هم اختلاف دارند اگر مقدار قطر میلگرد در دستگاه ناصحیح وارد شده باشد).

قابلیت اطمینان، محدودیت ها، کاربردها

اگر چه دستگاه به درستی می تواند برای آرماتورهای بتن کالیبراسیون شود، در پوشش سنج های ساده تر دقت موجود، به طور چشم گیری کاهش می یابد. عواملی که در تحت تاثیر قرار دادن این کاهش نقش بیشتری دارند آنهایی هستند که میدان مغناطیسی درون دامنه ی سنجش ابزار را متاثر می کنند و شامل موارد زیر است:

• وجود بیشتر از یک آرماتور، همپوشانی، میلگرد عرضی به شکل یک لایه دوم یا آرماتورهای با فواصل کم (کمتر از سه برابر پوشش بتنی) ممکن است باعث نتایج اشتباه شود. در بعضی دستگاه ها یک «ردیاب نقطه ای» کوچک غیر جهت مند می تواند برای بهبود نتایج آرماتورهای با فواصل کم و برای تعیین محل آرماتورهای عرضی استفاده شود.
• مفتول آرماتور بندی فلزی، جایی که به وجود آنها مطمئن یا مشکوک هستیم، قرائت ها باید فاصله هایی در طول خط میلگرد انجام شده و میانگین گرفته شود.
• تغییرات محتوای آهن درون سیمان و استفاده از سنگدانه هایی با ویژگی های مغناطیسی، ممکن است باعث کاهش در مقادیر نشان داده شده بر پوشش ها شود، در ابزارهای جدید این مشکل تقریباً رفع شده است.
• ادعا شده که یک پوشش سطحی از اکسید آهن روی بتن، که ناشی از استفاده از قالب فولادی است باعث تخمین کمتر از واقعیت از پوشش بتنی می شود و باید تمهیداتی در برابرش داشت.
  

آیین نامه بتن انگلیس قسمت 204 پیشنهاد می کند که در پوشش های بتنی کمتر از 100 میل متر می توان انتظار دقتی حدود %15±، با حداکثر mm5± را داشت و مهم است به یاد داشته باشیم که مقیاس های صحت سنجی شده (کالیبره شده) به طور معمول براساس آرماتورهای فولادی ساده ی متوسط در بتن با سیمان پرتلند هستند. اگر دستگاه در هر یک از شرایط زیر استفاده می شود، باید صحت سنجی مجدد انجام شود:

• میلگرد کمتر از قطر mm10، فولاد با قابلیت کششی بالا یا آرماتورهای تغییر شکل داده شده. در این حالت ها پوشش نشان داده شده به طور احتمالی بیشتر از مقدار واقعی است. اگر آرماتورها منحنی باشند و از این رو موازی با مغزه الکترومغناطیسی نباشند نیز این حالت پیش می آید.
• میلگرد با قطر بیش از mm32 ممکن است برای بعضی مدل ها نیاز به صحت سنجی دوباره داشته باشد.
• تخمین های برای قطر آرماتور ممکن است تنها در بین دو اندازه میلگرد امکان پذیر باشد. اگر چه نویسندگان مرتباً نتایج خوبی با پوشش سنج پروتوال به دست آورده اند. بازه دمایی که پوشش سنج می تواند کار کند نیز به طور معمول نسبتا کوچک است و مدل های باتری دار معمولا عملکرد رضایت بخشی را در دمای زیر یخ زدگی از خود نشان نمی دهند، که ممکن است به طور جدی استفاده آنها را در زمستان محدود کند. پایداری قرائت ها ممکن است در بعضی انواع ابزارها مسئله ساز باشد و آزمون مکرر صفر در هوای باز لازم است.

قابل اعتمادترین کاربرد این روش برای موقعیت آرماتورهای در محل و اندازه گیری پوشش بتنی برای اعضای با میلگرد کم خواهد بود. همین طور که پیچیدگی و مقدار میلگرد افزایشی می یابد، اعتبار آزمایش به طور قابل توجهی کاهش می یابد و توجه ویژه ای در آن مناطقی که مخلوط شن و ماسه ممکن است ویژگی های مغناطیسی داشته باشد باید انجام شود. اوموتو و همکاران شرحی از آزمایش های محک زنی با دستورالعمل مطابق استاندارد ژاپنی که با استفاده از هر دو تکنسین های ماهر و تازه کار و برای انواع مختلفی از فولاد و شرایط ارائه کرده اند. نتایج نشان می دهد که در بیشتر موارد می توان میلگردها را با دقت mm10± برای مکان mm5± برای اندازه و mm10± برای عمق پیدا کرد. همچنین اشاره شده که ممکن است مشکلاتی در نزدیکی لبه ها ایجاد شود. مالهورتا روشی برای برآورد کیفیت بتن پیش ساخته شرح داده است، که در آن مقیاس خطی برای  فراهم کردن دامنه ی مقادیر قابل به دست آمده برای بازبینی قسمت عادی صحت سنجی شده است. اسنل، والیس و روتلیج همچنین برنامه ی نمونه گیری با جزئیاتی را برای بررسی های در محل در نظر گرفته اند و روش آماری برای یک چنین موقعیت هایی را توسعه داده اند. آلدرد تعدادی از پوشش سنج های مختلف بر روی میلگرد فولاد در هم فشرده با هم مقایسه کرده است و تعدادی ضریب اصلاح که ممکن است برای اصلاح خطای وسیله ها استفاه=ده شود را ارائه داده است.

اندازه گیری پتانسیل نیم پل

این روش توسعه داده شده است و در سال های اخیر با موفقیت در بسیاری موارد که به زنگ زدگی مشکوک است به گستردگی کار گرفته شده است و به طور معمول شامل اندازه گیری پتانسیل میلگرد فولادی مستغرق در نسبت با یک مرجع نیم پیل که بر روی سطح بتن جای گرفته است، چنانکه در شکل 7-10 نشان داده شده است. آیین نامه بتن آمریکا به این روش می پردازد.

شکل 7-10 اندازه گیری پتانسیل میلگرد

تئوری، تجهیزات و راهکارها

نیم پیل مرجع معمولا مس/سولفات مس Cu / CuSO4 یا نقره/سولفات نقره (Ag / AgCL) است اما ترکیبات دیگری هم استفاده شده اند. نمونه های مختلف سلول مقادیر متفاوتی از پتانسیل سطحی تولید می کنند و در طول تاویل نتایج ممکن است تصحیح نتایج با توجه به یک سلول استاندارد شده ی مناسب را لازم نماید.
نقش های بتن به عنوان نواحی خودگی الکترولیتی و اندی فولاد در مجاورت نقطه ی آزمایش را ممکن است بتوان از طریق تجربه به اختلاف پتانسیل که توسط مقاومت جریان متناوب ولت سنج اندازه گیری شده مرتبط کرد.
معمولا برای فراهم کردن اتصال الکتریکی با میلگرد فولاد جدایی پوشش بتن لازم است. این اتصال مهم است و پیچ سرمته برای این کار پیشنهاد شده است، البته پیوستگی اتصال الکتریکی کافی معمولا در میان شبکه یا قفسه فولادی موجود است که از تکرار اتصالات بی نیازمان می کند. بعضی آماده سازی سطح، شامل خیس کردن، نیز برای اطمینان بدست آوردن اتصال الکتریکی برای آزمایش مقایسه ای استفاده شوند، اما بعضی مواقع به عنوان روشی با قابلیت اعتماد کمتر دیده می شوند. تجهیزات پایه بسیار ساده است و اجازه ی بررسی بدون تخریب سطح عضو بتنی را برای ایجاد نقشه های رقوم پتانسیل برابر، چنانکه در شکل 7-11 نشان داده شده است، را می دهد.

شکل 7-11 خطوط تراز پتانسیل نیمه سلولی بر روی یک دال بتنی

گستره ای از وسایل تجاری موجود در دسترس شامل دستگاه های تک قرائتی دیجیتال (شکل 7-12 و 7-13)، همچنین دستگاه «چند سلولی» و دستگاه «چرخی» (شکل های 7-14 و 7-15) با انتقال خودکار داده و تسهیلات چاپی که طوری طراحی شده اند که اجازه ی آزمایش سریع و اقتصادی نواحی وسیع را می دهد.

شکل 7-12 تجهیزات نیم سلولی ساده

شکل 7-13 تجهیزات موجود برای تنظیمات از دستگاهی تشکیل شده است که پتانسیل نیم پیلی، مقاومت ویزه و دما را قرائت می کند و سطوح مشترک با رشته نرم افزاری را مشخص می سازد که همه داده های تحقیقاتی، پوشش سنج و اطلاعات موجود در عکس ها را مدیریت می کند.

شکل 7-14 دستگاه اندازه گیری نیمه سلولی چندگانه

شکل 7-15 دستگاه نیمه سلولی چرخدار

قابلیت اطمینان، محدودیت ها و کاربردها

مطالعات اولیه بر روی پتانسیل های نیم پیل اصولا در مورد عرشه های پل های بلند در ایالات متحده آمریکا، جایی که بتن بدون عایق در هر زمستان با مقدار زیادی از نمک های یخ زدا مواجه می شد، بوده است. در ظرایطی که دسترسی بسیاری به اکسیژن است و جایی که آلودگی کلراید اجازه ی ورود به سطح را دارد، می توان راهنماهای تفسیر را برای ارزیابی خطر احتمالی وقوع زنگ زدگی ارائه کرد (جدول 7-1).

جدول 7-1 راهنمایی های کلی برای تفسیر نتایج آزمایش نیم پیلی 

در به کار بردن آن راهنماها برای شرایط محیطی متفاوت باید هوشیار بود. مطالعات بر روی عرشه پل های اروپایی، که اعضای عایق بندی در برابر آب استفاده شده بودند و نمک های یخ زدای بسیار کمتر استفاده می شوند، منجر به استفاده راهنماهای تفسیری متفاوتی شده است. اگر چه یک اتصال مرطوب بین نیم پیل و بتن نیاز است، خیس کردن کامل سطح بتن می تواند به طور قابل توجهی باعث نتایج پتانسیل منفی تا mu 200 شود، در حالی که بتن کاملا با آب اشباع شده می تواند منجر به کمبود اکسیژن شود که منجر به مقادیر پتانسیل منفی تر از mu 700- می شود. مطالعات بر روی بتن کربناته نشان داده که خوردگی معمولا با قرائت پتانسیل نیم پیلی در بازه ی mu 200- تا mu 500- همراه شده است، اما به طور قابل توجهی گرادیان های پتانسیل کم عمق تری نسبت به حالت حضور ناخالصی کلرید خارجی دارد.
جایی که کلریدها درون بتن وجود دارند، در اثر استفاده از تسریع کننده ی کلسیم کلرید درون ترکیب اصلی، یا دخول نمک یخ زدایی یا نمک دریایی، معمولا خوردگی با قرائت پتانسیل نیم پیلی در بازه ی mu 100+ تا mu 400- یا بیشتر، اغلب با بازه ی باریکی از جداشدگی پتانسیل نواحی سریعا در حال زنگ زدن و نواحی ظاهرا بدون زنگ زدگی همراه است. گرادیان های پتانسیل نیم پیلی، در نتیجه ی مجاورت زنگ زدگی «میکرو-سلول ها» روی سطح میلگرد فولاد، بیشتر مواقع سطحی هستند. در سایه ی این معیارهای تفسیری پیچیده، هم اکنون استفاده ی صرف از مقادیر پتانسیل به عنوان ابزار ارزیابی احتمال رخداد زنگ زدگی رایج نیست. رسم نقشه های رقوم هم پتانسیل مانند شکل 7-11 ترجیح داده می شود.
خطر خوردگی موضعی توسط جزایری با ناحیه های اندی تر و منفی تر و توسط گرادیان های پرشیب پتانسیل، که در محل تراکم رقوم هم پتانسیل دیده می شود، مشخص می شود. اختلاف پتانسیل های بیشتر از mu100 بین قرائت های مجاور، خطر خوردگی شدید و مهم را نشان می دهد. در انجام بررسی پتانسیل، معمولا شبکه ی اولیه ی m5/0 تا m1 برای نمونه برداشتن از پتانسیل های سطحی استفاده می شود. در ناحیه هایی که مورد توجه ویژه یا جایی که به فعالیت زنگ زدگی میکروسلولی مشکوک است، ممکن است یک شبکه به ریزی m1/0 استفاده شود. لازم است بدانیم که روش نیم پیلی نمی تواند نرخ خوردگی واقعی یا حتی اینکه خوردگی ای شروع شده است را نشان دهد. آزمایش فقط ناحیه هایی با نیاز به بررسی بیشتر را نشان می دهد و ارزیابی احتمال رخ دادن زنگ زدگی ممکن است به کمک اندازه گیری مقاومت در آن ناحیه بهبود یابد.
این روش در بسیاری از موارد برای ارزیابی نگهداری و تعمیر مورد نیاز استفاده می شود. به خصوص در مکان یابی مقایسه ای ناحیه هایی که ممکن است خوردگی در آینده ایجاد مشکل کند و مواردی که قبلا بدون شواهد قابل مشاهده در سطح اتفاق افتاده است ارزشمند هستند. گرانتهام معیار پتانسیل mu 150- نیم پیلی (Ag / AgCL) را برای موقعیت یابی نواحی از یک پارکینگ ماشین به منظور کارهای تعمیراتی، در کنار آن نواحی ای که به وضوح تخریب شده بودند، به کار بست. سپس تعمیرات با محافظت مضاعف با یک سیستم در عرشه پارکینگ انجام شد. همچنین پتانسیل نیم پیل اغلب برای تایید اینکه تعمیرات پیش روی یک سازه ی بتن مسلح آسیب دیده از خوردگی باعث بازگشت حالت غیرفعال بودن در بتن شده است. زمانی که سازه هایی که با تعمیرات الکتروشیمیایی تعمیر شده اند را وارسی می کنیم باید هوشیار باشیم تا از اینکه میلگردها پیش از انجام اندازه گیری ها پایدار شده اند مطمئن شویم. این حالت ممکن است بعد از گذشت چند ماه از حذف الکتروشیمیایی کلراید انجام شود. برای مثال، اندارک و مارتینز بر روی سیستمی کار می کنند تا بدون قطع جریان، غیرفعال بودن میلگردها تحت حفاظت کاتدی را تایید کند.
به هر حال باید متوجه بود که پتانسیل نیم پیلی پدیده ی وابسته به آب و هوا است. روش مزبور این را بررسی می کند که آیا یک سازه محتمل است دچار خوردگی شود نه اینکه آیا این سازه هم اکنون دچار خوردگی شده است! علیرغم شواهد واضح مبنی بر خوردگی های پیشین و پوسته پوسته شدن بتن، در تابستان ممکن است بتن خشک شود و سلول های خوردگی نابود شود، که منجر به قرائت های پتانسیل بسیار کمتری می شود. در نتیجه مهندسان می توانند فرض کنند و فرض کرده اند که این آزمایش گمراه کننده است، به علت اینکه آنها متوجه نیستند که این آزمایش احتمال اینکه خوردگی در زمان اندازه گیری فعال باشد را نشان می دهد.

اندازه های مقاومت ویژه

توانایی جریان های زنگ زدگی برای جاری شدن در میان بتن می تواند به شکل مقاومت الکترولیتی مصالح ارزیابی شود. دستورالعمل هایی برای اندازه گیری های در محل برای استفاده ی در ترکیب با اندازه گیری های پتانسیل نیم پیل در دسترس هستند، اما در زمان حال این روش، حداقل در انگلیس، کمتر استفاده شده است.

تئوری، تجهیزات و راهکارها

آزمایشات مقاومت الکتریکی سال های متمادی با استفاده از تکینک چهار الکترودی وینر برای آزمودن خاک استفاده شده است و اخیرا این روش برای استفاده در بتن سخت شده توسعه یافته است. چهار الکترود در یک مسیر مستقیم بر روی سطح بتن، یا دقیقا زیر سطح آن، در فواصل برابر قرار داده می شوند که در شکل 7-16 نشان داده شده است.

شکل 7-16 آزمایش مقاومت ویژه دارای چهار میله بازرسی

جریان الکتریکی متناوب فرکانس پایینی بین دو الکترود بیرونی انتقال می یابد در حالی که افت ولتاژ بین الکترودهای درونی اندازه گیری می شود. مقاومت ظاهری به شکل زیر محاسبه می شود:
2πsv/I p=
که S فواصل الکترودها است، V افت ولتاژ است و I جریان است. به طور معمول فاصله بندی حدود 50 میلی متر انتخاب می شود و معمولا مقاومت در .cmΩ یا /cmΩK بیان می شود.
تلاش های قابل توجهی برای توسعه ی تجهیزات با قابلیت جابجا شدن که بدون احتیاج به حفر چاله هایی درون سطح اجازه ی ارتباط الکتریکی را می دهند انجام شده است و الکترود با نوک ابری مرطوب را می توان برای تماس خوب با سطح بتن استفاده کرد (شکل 7-17). روش جایگزین با استفاده از جریان متناوب موج برای مقابله با تماس سطحی ضعیف استفاده شده است (شکل 7-18). هر دو رویکرد نتایج بسیار مشابهی را در بسیاری شرایط عملی یکسان ارائه کرده اند. این امکان و اجازه ی ارزیابی سریع و بدون تخریب نواحی سطحی بتن را می دهد. تجهیزات دو الکترودی که با دست نگه داشته می شوند هم موجود هستند (شکل 7-19)، اگر چه این وسیله نیازمند حفر سوراخ هایی در سطح بتن و پر کردن انها با ژل اتصال دهنده ی رسانا است تا از حصول نتایج قابل اعتماد مطمئن باشیم. تجربه ی نویسندگان در مورد این رویکرد محدود است.

شکل 7-17 دستگاه اندازه گیری مقاومت ویژه با چهار میله بازرسی و اتصال های اسفنجی

شکل 7-18 دستگاه اندازه گیری مقاومت ویژه دارای چهار میله بازرسی و با الکترودهای فاصله بندی متغیر

شکل 7-19 دستگاه اندازه گیری مقاومت ویژه با چهار میله بازرسی و اتصال های اسفنجی

قابلیت اطمینان، محدودیت ها و دستورالعمل ها

طبقه بندی درست از زنگ زدگی واقعی که رخ می دهد را م یتوان براساس مقادیر جدول 7-2 به دست آورد، زمانی که اندازه گیری های پتانسیل نیم پیل نشان داده که زنگ زدگی محتمل است قابل استفاده است. مقاومت بتن تحت تاثیر عوامل متعددی شامل رطوبت، نمک، دما و همچنین طرح اختلاط و نسبت آب به سیمان می باشد.

جدول 7-2 تفسیر سنجش های مقاومت ویژه

مک کارتر و همکارانش، با مطالعات آزمایشگاهی نشان داده اند که مقاومت با افزایش نسبت آب/ سیمان کاهش می یابد و از آنجا که مقاومت سنگدانه تا بی نهایت به مقاومت مربوط به خمیر بتن وابسته است، مقدار مقاومت بتن وابسته به خصوصیات خمیر و تناسب آن است. همچنین ادعا شده است که مقاومت ممکن است به عنوان مقیاسی از درجه ی هیدراسیون سیمان در بتن باشد. برای اندازه گیری مقاومت در محل بعضی از ملاحظات عملی هست که باید قبل از تفسیر کردن نتایج اعمال شود.

• وجود میلگرد فولادی در نزدیکی محل اندازه گیری باعث ارزیابی کمتر از مقاومت بتن در واقعیت خواهد شد.
• وجود لایه های سطحی ناشی از کر��ناته شدن یا خیسی سطح می تواند باعث تخمین بالا یا پایین تر مقاومت بتن شود.
• اندازه گیری مقاومت روی یک قسمت بسیار کوچک از عضو یا نزدیک به لبه ی مقطع ممکن است باعث تخمین بیش از اندازه مقاومت بتن باشد.
• اندازه گیری مقاومت با تغییرات دمای محیط و بارندگی نوسان خواهد داشت. در شرایط محیطی باز در انگلیس، جاییکه بتن معمولا مرطوب است دما عامل تعیین کننده تری است.
  

تلاش هایی برای ارتباط دادن پتانسیل نیم پیل و اندازه گیری مقاومت به مقادیر خوردگی در مدل سازی نرم افزاری انجام شده است، اما از این روش هنوز استفاده ی کاربردی قابل توجهی نشده است.
اگر چه کاربرد اصلی برای ارزیابی احتیاجات تعمیر و نگهداری در ترکیب با اندازه گیری پتانسیل نیم پیل است، این تکنیک ممکن است در مقیاس بزرگتری با فواصل بیشتر برای تخمین ضخامت کف سازی راه ها استفاده شود.
مور اداره ی کار راه فدرال ایالات متحده تفاوت ویژگی های مقاومت پیاده روهای بتنی و زیراساس را شرح داده است. فواصل الکترودها متفاوت هستند و تغییر در شیب نمودار مقاومت یا فاصله بندی به عنوان نسبت جریان در میان مواد اصلی اتفاق خواهد افتاد. امیدواریم خواندن مقاله دستورالعمل استفاده از پوشش سنج های بتن برای شما مفید بوده باشد!!

پوشش سنج های بتن  

شرکت کلینیک بتن ایران با ارائه بهترین خدمات و محصولات شیمیایی در خدمت شما همراهان گرامی می باشد. همچنین شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر از دیگر مقالات ما بازدید نمایید:

• سیستم های راداری آزمایش بر روی بتن
• کالیبراسیون و اندازه گیری پوشش الکترومغناطیس در سطوح بتنی
• آزمایش های کارایی و یکپارچگی بتن