آزمایش تراکم مغزه ها در بتن سخت شده
آزمایش تراکم مغزه ها که از بتن سخت شده نمونه گیری می شوند، یک روش اثبات شده مناسب است که بازرسی چشمی مناطق داخلی یک عضو را که با برآورد مقاومت نشان می دهد. با این روش کیفیت های فیزیکی شامل دانسیته جذب آب، مقاومت کششی غیر مستقیم ویژگی های جابجایی شامل درزهای ناشی از واکنش قلیایی مصالح را می توان اندازه گرفت. مغزه ها خیلی اوقات به عنوان نمونه هایی برای تحلیل های شیمیایی پس از آزمایش مقاومت استفاده می شوند استانداردهای موجود در اغلب کشورها فرآیندهای برش مغزه، آزمایش گرفتن و ارزیابی نتایج را توصیه می کند. آیین نامه های بتن انگلیس، استاندارد آمریکا و آیین نامه بتن آمریکا در آمریکا برای توضیح این روش استفاده می شوند البته باید متذکر شد که استاندارد اروپایی بالا راهنمایی برای برنامه ریزی و ارزیابی پیشنهاد نمی کند. اگر چه مدارک بیشتری درباره آن در حال آماده سازی می باشد، راهنما و اطلاعات تکمیلی خیلی با ارزش همراه با جزئیات نیز بوسیله گزارش انجمن فنی بتن و الحاقیه آن داده شده است که مرتبط با چارچوب استاندارد انگلیس می باشد. یک الحاقیه از آیین نامه بتن انگلیس نیز درباره خلل و فرج، میلگرد، کامل شدن و جهت حفاری در حال آماده سازی می باشد که احتمالا در راهنمای انجمن بتن منعکس شود. انجمن بتن همچنین نتایج گسترده آزمایش های میدانی که به بهبود ارزیابی مقاومت مکعبی برآوردی برای انواع سیمان ها، انواع عضو و شرایط اجرایی کمک کرده است را منتشر کرده است، ارزیابی یک فرآیند بالقوه پیچیده است. نویل اخیرا خیلی از موضوعات شامل نمونه گیری در برنامه ریزی آزمایش را بررسی و مرور نموده است.
راهکارهای کلی برای برش مغزه ها و آزمایش بر روی آنها
موقعیت مغزه و اندازه آن؛ اصولا هدف اصلی آزمایش، تعیین محل مغزه می باشد. با در نظر گرفتن توزیع های مقاومت در عضو و درباره توزیع تنش مورد انتظار بررسی شد. آزمایش ها به طور طبیعی در سازه ای که هدف اساسی، ارزیابی کارایی است، باید در نقاط احتمالی با کمترین مقاومت به عنوان مثال در نزدیک وسط دهانه تیرهای ساده و دال ها و در سطح بالایی آنها و یا صفحه ای نزدیک بالای آسانسور برای ستون ها و یا دیوارها گرفته شوند. بنابراین چنانچه عضو لاغر باشد برش مغزه شاید به عضو آسیب بیشتری بزند و مغزه ها باید از نزدیکی جایی با کمترین بحران گرفته شود. ملاحظات زیباشناسی ساختمان بعد از گرفتن مغزه، گاهی اوقات بر انتخاب محل های مغزه گیری تاثیر می گذارد. یک گزینه دیگر استفاده از روش های دیگر برای موقعیت یابی آزمایش از بتن های مورد تردیدی است.
اگر هدف اصلی تعیین تطابق با مشخصات است، در قرار گیری محل مغزه ها باید از جایی که معرف بتن کل نیست اجتناب شود و برای ستون ها، دیوارها یا تیرهای عمیق مغزه ها باید به حالت افقی و حداقل در 300 میلی متر پایین تراز بالای سازه گرفته شود. اگر لازم باشد گه حفاری به طور قائم و به سمت بالا یا پایین باشد، مثلا در دال ها، مغزه باید به اندازه کافی بلند باشد تا از میان بتن غیر معرف که بالای 20 درصد از ضخامت را اشغال کرده بگذرد. در جنین مواردی در صورتی که بتوان بایستی حفاری به سمت بالا و از زیر سقف باشد بهتر است و دامنه حفاری را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد، اما ممکن است که اجرای آن سخت تر بوده و عوامل اضافی نامعلومی از تاثیرات ترک های کششی را معرفی کند. میلگردهای گذرنده از داخل مغزه، عدم قطعیت آزمایش مقاومت را افزایش می دهند و تا جایی که ممکن است باید از این موضوع اجتناب شود. بنابراین استفاده از یک پوشش سنج برای مشخص کردن محل میلگردهای اولیه و برای حفاری توصیه شده است.
در جایی که برای آزمایش تراکم از مغزه استفاده می شود استانداردهای آمریکا و انگلیس به قطر مغزه حداقل 3 برابر بزرگترین اندازه اسمی نیاز دارند این در حالی است که در خیلی از کشورها همچون انگلیس قطر حداقل mm100 استفاده می شود. ولی قطر mm150 ارجحیت دارد. هر چند در استرالیا قطر mm75 به طور عمودی پذیرفته شده است در مجموع باید دانست که دقت با افزایش نسبت اندازه مصالح به قطر کاهش می یابد و اگر قطر مصالح ها از mm25 تجاوز کند از مغزه های با قطر mm100 نباید استفاده شود و ترجیحاً مغزه های mm75 باید برای مصالح کمتر از mm20 استفاده شود. در بعضی شرایط به خصوص در اعضاء با اندازه کوچکتر و جایی که حفره های بزرگ قابل پذیرش نباشد مغزه های با قطر کوچکتر استفاده می شود. اما ارزیابی نتایج مربوط به مغزه های کوچک پیچیده تر است. همچنین قطر مغزه از طول نمونه آزمایش نیز تاثیر می پذیرد. به طور عمومی پذیرفته شده است که در آزمایش تراکم مغزه ها باید یک نسبت طول به قطر بین 1و 2 رعایت شود، اما نظرات در مورد بهترین نسبت متغیر است، آیین نامه بتن انگلیس نسبت 2 را برای نتایج مربوط به مقاومت استوانه ای و عدد یک را برای مقاومت های مکعبی توصیه می کند.
انجمن بتن به دلیل هزینه های حفاری، خرابی تغییر پذیری طول و تاثیرات هندسی روی آزمایش پیشنهاد می کند که مغزه ها باید تا حد امکان کوتاه باشد (2/1 = L/d). در هر حال فرآیندها برای مقاومت مغزه مکعبی یا استوانه ای معمولا با یک استوانه استاندارد معادل با نسبت 2 = L/d اصلاح می شوند، اگر نسبت طول به قطر نزدیک به 2 باشد می توان در مورد کوچک کردن مود ضرایب اصلحی بحث کرد، این موضوع به وسیله آیین نامه بتن آمریکا و نویل بررسی شده است.
اما تعداد مغزه ها باید به اندازه کافی بوده تا نماینده بتن تحت آزمایش باشد، به گونه ای که یک برآورد قابل قبولی از مقاومت بدهد. آیین نامه بتن آمریکا همیشه استفاده از 3 مغزه را لازم می داند.
.jpg)
آزمایش مغزه گیری بتن و ارزیابی نتایج
حفاری
معمولا مغزه ها بوسیله یک وسیله حفاری با یک مته الماس قابل جابجایی بریده می شوند ولی این وسیله برای دست سنگین بوده و باید محکم نگه داشته و به جهت جلوگیری از جابجایی در مقابل بتن مهار که منجر به شکستن مغزه یا تغییر شکل آن نشود همچنین یک منبع آب برای نرم کردن (صیقلی کردن) وسیله تراش لازم است. می توان از یک وسیله خلاء کمکی برای محکم کردن تجهیزات حفاری بدون استفاده از مهره های واشو یا مهار کننده های سنگین استفاده کرد در این میان یکنواختی فشار مهم است، پس ضروری است که از کارکنان ماهر برای حفاری استفاده شود. تجهیزات دستی برای مغزه های با قطر تا 75 میلی متر موجود است و به طور معمول با قطع بوسیله تعبیه یک قلم سردبر آهنگری در پایین کناره مغزه درآمده باشد. وقتی یک عمق کافی حفاری شود یک انتهای ناصاف داخلی داشته و انبر حفاری باید برداشته شود تا حفره ای مناسب ایجاد شود.
بهترین روش بدست آمده این است که یا در حفره بتن خشک و با انقباض کم کوبیده شود و یا با جدا کردن یک قالب استوانه ای با اندازه مناسب از سیمان گروت در حفره ریخته شود. خیلی مهم است مغزه مورد آزمایش در صورت وجود میلگردها و یا حفره های زیاد و یا طول ناکافی مغزه های اضافه از محل های مجاور درآورده شود.
عکس های مغزه ها، به خصوص به عنوان تایید کننده مشخصه های گزارش شده در طول بازرسی چشمی مراجع با ارزش دیگری هستند و بعد از بریدن هر چه زودتر باید انجام شوند. مغزه ها باید به طور محفوظی در چندین لایه از یک پوشش به هم چسبیده پیچیده شوند و در یک کیسه پلی اتیلن برچسب دار برای بردن به آزمایشگاه قرا داده شوند.
آزمایش
باید ابتدا و انتهای هر مغزه قبل از آزمایش چشمی، ارزیابی حفره ای و تعیین چگالی آن، مرتب و تمیز شود.
امتحان چشمی
نوع مصالح، اندازه و مشخصات آن باید با دامنه بندی با هم سنجیده شوند. اینها اغلب و به طور معمول روی یک سطح مرطوب است اما برای دیگر مشخصه های برجسته مانند توزیع مصالح، مشبک بودن، ترک ها، نقایص و خرابی های حفاری، یک سطح خشک ارجحیت دارد. جزئیات دقیق از موقعیت و اندازه آرماتورهایی که از میان مغزه گذشته است نیز باید ثبت شود. در حالت بیش از اندازه حفره ها نیز باید و با مقایسه با عکس های استاندارد از حفره های علوم تهیه شده به وسیله گزارش شماره 11 انجمن بتن مقایسه شوند. این عکس های مرجع به فرض تراکم کامل و فضای حفره ای 5% استوار شده اند. این مقدار برآوردی از فضای زیاد حفره ای هنگام تلاش برای محاسبه مقاومت بالقوه مورد نیاز خواهد بود. اگر بررسی جزئیات بیشتری از حفره ها مورد نیاز باشد، باید به حفره ای کوچک (5/0 تا 3 میلی متر) حفره های متوسط (3 تا 6 میلی متر) حفره های بزرگ (بیشتر از 6 میلی متر) رجوع شود. اگر اینها به هم اتصال داده شده باشند با حالت مشبک قابل استفاده شده بودند. همچنین توضیح این که آیا حفره ها خالی هستند یا محتویاتی مانند ژل سفید سفید از واکنش قلیایی- سیلیسی دارند سودمند است.
اصلاح
اصلاح باید مغزه با طول کافی و قسمت های انتهایی موازی با هم که برای محور مغزه عادی باشند را به ما بدهد، در صورت امکان میلگرد و بتن های غیر معرف باید برداشته شوند.
اندودسازی
به جز نقاط انتهایی که بوسیله ساییدن آماده می شوند، مغزه ها باید با ملات سیمان با آلومینای بالا یا اختلاط ماسه و گوگرد اندود شوند تا یک سطح طبیعی موازی با محور مغزه بدست آید. (مصالح دیگر نباید استفاده شود زیرا آنها نتایج غیر قابل اعتمادی داده اند) همچنین اندود باید تا حد امکان نازک باشد، اما ممکن است اگر اصلاح بوسیله دست انجام شود به اندازه بزرگترین مصالح در نقاط ضخیم بالا رود.
تعیین چگالی
این آزمایش برای همه موارد پیشنهاد می شود و توسط راهکار زیر به بهترین شکل اندازه گیری می شود:
- اندازه گیری حجم (Vu) مغزه اصلاح شده با جایگزینی آب
- دادن چگالی مصالح اندود (Dc)
- قبل از آزمایش تراکم، قسمت اندود شده سطحی و سطح خیس شده در هوا و آب برای تعیین وزن کل ω_t و حجم v_t
- اگر میلگرد وجود داشته باشد این را پس از آزمایش تراکم باید از بتن حذف کنیم و وزن ω_t و حجم v_t را تعیین کنیم.
چگالی استاندارد بتن در حالت مغزه اندود نشده را از رابطه زیر محاسبه کنید.
(w_t-D_c (v_t-v_u )- w_s )/(v_u-v_s ) Da =
اگر فولاد وجود نداشته باشد ω_t و u_s هر دو برابر صفر خواهند بود. مقدار بدست آمده در صورت لزوم برای بدست آوردن مقدار حفره زیادی بتن در رابطه زیر استفاده می شود.
%100 × ( D_P-D_a )/(D_P-5000 ) = حفره برآوردشده بیش از حد بتن که DP برابر است با چگالی بالقوه که بر مبنای مقادیر موجود برای مکعب های 28 روزه با ترکیب مشابه بوده و Da چگالی واقعی می باشد.
آزمایش تراکم
فرآیند استاندارد در انگلیس، براساس آزمایش مغزه ها در شرایط اشباع می باشد ولی در آمریکا اگر بتن سخت شده در حالت خشک باشد آزمایش در حالت خشک انجام می شود. اگر مغزه اشباع شده باشد، آزمایش نباید کمتر از دو روز بعد از اندودکاری و غوطه وری در آب انجام شود. میانگین قطر باید با دقت 1 میلی متری با کولیس اندازه گیری شده و با اندازه گیری روی دو محور در یک چهارم و اواسط طول مغزه و طول مغزه نیز باید با دقت 1 میلی متری اندازه گیری شود.
آزمایش تراکم برای دامنه مقاومت N/(mm2/min)12 تا 24 و در ماشین اندازه گیری مناسب انجام خواهد شد که نوع شکست نیز باید مورد ملاحظه قرار گیرد. اگر ترک روی اندود بوجود آمد و یا جدا شد اندود و مغزه باید به دقت نتایج با تردید نگاه کرد. ترک مطلوب باید دور تا دور پیرامون مغزه شبیه باشد. اما یک ترک برشی قطری رضایت بخش است مگر در مغزه های کوتاه و یا سازه ای که میلگرد و یا شبکه حفره ای وجود داشته باشد.
آزمایش های دیگر
اگر چه آزمایش تراکم که در بالا توضیح داده شد معمول ترین روش آزمایش مغزه های مقاومت است با این حال تحقیقات اخیر پتانسیل روش های دیگر را نشان داده که در زیر توضیح داده شده اند. دو تا از این روش ها برای اندازه گیری مقاومت سایشی است، اگر چه هیچکدام از روش ها هنوز کامل نشده اند. مقاومت سایشی را هم می توان توسط آزمایشات جداسازی برزیلی مطابق آیین نامه بتن آمریکا اندازه گیری کرد. و آزمایش خصوصیات دیگر بتن مانند نفوذپذیری، توسعه قلیایی مصالح و محتوای هوا را می توان در نمونه های بدست آمده از مغزه ها انجام داد.
رابینز نشان داده است که آزمایش بار نقطه ای که یک روش مورد قبول از طبقه بندی مقاومت سنگی است را هم می توان در مغزه های بتن اعمال کرد. یک بار متراکم توسط یک جک هیدرولیکی در امتداد قطر اعمال می شود (شکل 5-3) و نمونه بین صفحات مخروطی با نقطه ای با شعاع 5 میلی متر نگه داشته می شود. مشخص شده است که شاخص مقاومت بار نقطه ای رابطه مستقیمی با مقاومت فشردگی بتن دارد، اگر چه اندازه مغزه و نوع مصالح هم بر این رابطه تاثیرگذار است. برای اندازه مغزه و مصالح معین، شاخص به صورت خطی با مقاومت مکعب برای مقاومت های بزرگتر از N/mm220 تغییر پیدا می کند. رابینز هم بیان می کند که تغییرپذیری آزمایش با تغییرپذیری پیش بینی شده برای آزمایش قراردادی مغزه قابل مقایسه است. مزیت اصلی این راهکار اینست که اصلاح و اندودکاری در آن مورد نیاز نبوده و نیروهای آزمایش کمتر هستند بنابراین اجازه استفاده از تجهیزات کوچک قابل حمل در محل و با هزینه کمتر را به ما می دهند.
آزمایش بار متمرکز که ضرورتاً یک آزمایش کششی است نیز همچنین تایید می کند که یک رابطه خطی ساده بین شاخص بار متمرکز و مقاومت خمشی وجود دارد. این آزمایش مخصوصا برای بتن های الیافی و تزریقی سودمند است. در آزمایش تنش فشاری با گاز، کلایتون بیان می کند که فشار گاز استفاده شده روی استوانه ها، تاثیرات ازمایش تک محوری را شبیه سازی می کند و همچنین آن مغزه ها برای این هدف استفاده می شوند. نمونه در یک پوشش فولادی استوانه ای که هر طرفش آب بندی شده تعبیه می شود و فشارگاز روی سطح خمیده بدون روپوش به کار برده می شود. مشخص شده که نیتروژن از نظر ایمنی گاز مناسبی است. جریان به وسیله یک تنظیم کننده یک مرحله ای کنتل شده و فشار به صورت دستی در یک میزان مشخص افزایش داده می شود تا زمانی که گسیختگی به شکل یک شکست واحد در صفحه مورب با محور نمونه آزمایش ظاهر گردد. دو مقطع به طور شدیدی تحت تاثیر نیرو قرار می گیرند. احتیاط های ایمنی جهت جلوگیری از بیرون زدن خرده های بتن از پوشش آزمایش لازم ست.
این روش برای استوانه های 100 میلی متری استفاده شده است اما برای مغزه های 75 میلی متری و با درصد بالای آلومین در سیمان بتن آن که در بعضی حالت ها نسبت های طول به قطر کمتر از 1 داشته اند به طور موفقیت آمیزی به کار برده شده است هرچند شاهد مقدماتی نشان می دهد که شاید این یک روش قابل اعتماد در تعیین مقاومت سازه ای کششی را بدهد و تحقیق بیشتری برای آن لازم است. متاسفانه مدارکی از فعالیت های اخیر در این سطح وجود ندارد.
نوع سوم آزمایش مقاومت وی مغزه ها به وسیله کرسیپ و همکارانش انجام شده است که میزان کرنش پایین بار چرخشی فشاری روی مغزه های با قطر 72 میلی متر را و با نسبت طول به قطر 5/2 که میزان خرابی را مشخص کند در حالت هایی که خرابی بوجود آمده است مورد استفاده قرار می دهد. داده های مربوط به کرنش با استفاده از یک تراکم سنج ثبت و به طور اتوماتیک در یک کامپیوتر کوچک برای رسیدن به مشخصات سختی و پسماند پردازش شده است. اینها می توانند برای بیان کردن یک سری از پارامترهای آسیب موجب خرابی استفاده وند و مغزه ها به طور چشمگیری بیش ز این به وسیله آزمایش تخریب نمی شوند. نتایج خوبی با آزمایش «تخریب سختی» برای بتن بدست آمده که از واکنش های قلیایی مصالح تاثیر می پذیرد. این روش احتمالا به دیگر مکانیسم های تخریب گسترش پیدا خواهد کرد.
شرکت کلینیک بتن ایران با ارائه بهترین خدمات آزمایشگاهی بتن و مقاوت های سازه ای در خدمت شما همراهان گرامی می باشد.
.jpg)
بررسی نتایج آزمایش مغزه گیری بتن
شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر از دیگر مقالات ما بازدید نمایید: