انتخاب روش آزمون بتن

بررسی روش های انتخاب آزمون بتن 

ماهیت غیرهمگن بتن معمولا طول های اندازه گیرهای کوچک را حذف می کند مگر اینکه از مصالح خیلی کوچک استفاده شود. برای عملی ترین آزمایش سازه ای، اندازه گیرهای مکانیکی مناسب تر خواهد بود، مگر اینکه نیاز عملی به قرائت از راه دور وجود داشته باشد در هر حالت اندازه گیرهای سیم های ارتعاشی و طول های دقیق تری از طول های اندازه گیر حدود 100 تا 150 میلی متر می تواند سودمند باشد. هر دو نوع برای کاربرد بلند مدت با محافظت کافی مناسب است. فیبرهای نوری در جاهایی می تواند مناسب باشد که اندازه گیری در طول های قابل ملاحظه ای مورد نیاز باشد.
اندازه گیرهای مقاومت الکتریکی زمانی سودمند خواهد بود که کرنش در آرماتورها را بخواهیم بررسی کنیم یا برای آزمایش رفتار قبل از ترک برداشتن در آزمایشگاه سودمند خواهد بود که معمولا با اندازه گیر کوچک تری محاسبه می شود و دقت بالاتری را نسبت به روش های مکانیکی ارائه می دهند. البته این اندازه گیرها قابل استفاده مجدد نیستند، اندازه گیرهای مکانیکی مزیت عدم تخریب توسط ایجاد ترک در امتداد طول اندازه گیر را دارا هستند. اندازه گیرهای نیمه رسانا با وجود حساسیت زیاد خیلی دقیق هستند و احتمال دارد که محدود به کاربرد آزمایشگاهی خاصی باشند. برای آزمایشات دینامیک، مقاومت الکتریکی یا اندازه گیرهای مبدل پیچیده تر و پرهزینه تر خواهد بود. روش های فوتوالاستیک و پیزوالکتریکی کاربردهای خاص خود را دارند که در بالا بیان شده است. اطلاعات زیادی که مربوط به دامنه وسیع اندازه گیرهای تجاری موجود هستند، توسط تولید کنندگان تجهیزات مختلف در مقالات یافت می شود و پیشنهاد می گردد که این را باید قبل از انتخاب یک اندازه گیر خاص مورد مشاوره قرار داد.

بررسی روش های آزمایش بتن 

آزمایش بارگذاری نهایی نمونه های بتنی

آزمایش بار نهایی جدا از کاربرد آن به عنوان بررسی کنترل کیفیت در عناصر پیش ساخته استاندارد یک راهکار غیرمعمول اما مهم است زمانی که آزمایشات بار اضافی سازه ای غیرممکن یا غیرکافی باشند. تلاش و وقفه مورد نیاز در حذف و جایگزینی یک سازه کامل قابل ملاحظه می باشد، اما نتایج آزمایش بررسی شده به طور دقیق که در آزمایشگاه انجام می شوند مدرک نتیجه گیری مهمی را ایجاد می کنند که مربوط به بخش تحت بررسی می باشند. مقایسه بخش آزمایش شده با بخش باقی مانده در سازه باید بررسی گردد که اغلب با آزمایش غیرمخرب همراه است.

فرآیند آزمایش و تکنیک های اندازه گیری

آزمایش های بار نهایی باید ترجیحا در محیط آزمایشگاه انجام شوند که کاربرد بار هیدرولیک کنترل شده دقیق و سیستم های ثبت کننده موجود هستند. برای بخش های کوچک این امکان وجود دارد که از ماشین های آزمایش استاندارد استفاده کنیم و برای بخش های بزرگ تر می توان یک چارچوب مناسب را جمع آوری کرد. اگر اندازه بخش زیر آزمایش از انتقال به محیط آزمایشگاهی جلوگیری کند این امکان وجود خواهد داشت که یک چارچوب آزمایشی را در محل جمع آوری کنیم که مجاور با سازه ای است که بخشی از آن گرفته شده است. در این حالت بارها ممکن است توسط جک های دستی و با تکنیک های دیگر مشابه با تکنیک های استفاده شده در آزمایشگاه اعمال شوند. کنترل کاربرد بار و سنجش آن معمولا دارای دقت کمتری خواهد بود و در صورت امکان باید از آزمایشات محل اجتناب کرد.

ترکیب بار

معمول ترین ترکیب بار استفاده شده برای تیرها متشکل از بارگذاری سه نقطه ای خواهد بود. این روش دارای مزیت منطقه مهم دارای لحظه یکسان همراه با برش های خیلی کوچک است که خیز وسط تیر را ارزیابی می کند و بار معمولا بر روی فاصله مناسب و کوتاه تری از تکیه گاه متمرکز می گردد.
بارگذاری سه نقطه ای را می توان توسط ترتیب نشان داده شده در شکل 6-21 انجام داد. بار از یک سلول بار یا حلقه اثباتی و استقرار بر روی تیرهای گسترده تر اعمال می شود. این تیر مستقر بر روی صفحات فولادی بر روی بخش آزمایشی دارای ملات، گچ با مقاومت بالا یا مواد مشابه دیگر قرار می گیرد. بخش آزمایشی در صفحات گسترده مشابه پشتیبانی می گردد. کورلس و موریس به طور کامل شرایط ترتیب آزمایش مکانیکی را برای اجتناب از محدودیت های ناخواسته و اطمینان ثابت بررسی کرده اند.
جزئیات چارچوب آزمایشی مطابق با امکانات موجود و اندازه بارهای موجود تغییر خواهد کرد اما باید قابلیت حمل بارهای آزمایشی پیش بینی شده را بدون اختلالات مهم داشته باشد. سهولت دسترسی به یک سوم میانی برای مشاهده ترک، خواندن خیز و اندازه گیری کرنش دارای اهمیت زیادی است مانند ایمنی در مواقعی که شکست ایجاد می گردد. وقفه هایی ممکن است برای پشتیبانی از بخش پس از تخریب مورد نیاز باشد.
در شرایط استثنایی که دو بخش وجود دارد این امکان وجود خواهد داشت که آنها را به صورت متوالی آزمایش کنیم. انتهای آنها را بوسیله چارچوب های فولادی پیچ دار می توان به هم متصل کرد و مراکز تیرهای جدا از سیستم مناسب با نیروسنج محاسبه می گردد. این روش می تواند خصوصا برای انجام آزمایشات بتن در محل سودمند باشد.

شکل 6-21 ترتیب آزمایش بارگذاری تیر در آزمایشگاه

اندازه گیری

عرض ترک ها، گسترش ترک و خیز معمولا با استفاده از تکنیک های توصیف شده برای آزمایش سازه ای بررسی می گردد. قطرها برای قرائت انحراف ها کافی خواهند بود مگر اینکه قرائت اتوماتیک مورد نیاز باشد، که در هر حالت مبدل های جایگزینی الکتریکی می تواند سودمند باشد. اندازه گیری های کرنش ممکن است برای آزمایشات مقاومت مشخص مورد نیاز نباشد اما برای آزمایش بر روی بخش های معمول ارزشمند هستند یا زمانی که اطلاعات کامل در مورد توزیع تنش ها مورد نیاز باشد. انتخاب روش مستلزم ملاحظات زیادی خواهد بود اما مزایای استفاده از اندازه گیر بزرگ در لحظه ثابت قابل ملاحظه می باشد.

مراحل

قبل از آزمایش، بخش باید از لحاظ بعدی بررسی گردد و بررسی چشمی کاملی با ثبت کامل اطلاعات انجام شود. اگر مجبور باشیم که از آزمایش های غیرمخرب استفاده کنیم آنها را باید قبل از تنظیم نهایی در چارچوب آزمایش انجام دهیم. پس از تنظیم و قرائت همه اندازه گیرها بار را باید تا بار محاسبه شده همراه با بارهای تغییر مکان و کرنش افزایش دهیم که در هر مرحله ثبت شده است. ترک ها را باید به صورت چشمی بررسی کنیم و طرح بار انحراف آماده شده برای آزمایش را باید انتخاب کنیم. معمولا لازم نخواهد بود که بار موثر را برای یک دوره خاص حفظ کنیم مگر اینکه آزمایش به عنوان یک آزمایش بار اضافی انجام شود، بار را باید به صورت پله ای حذف کنیم و قرائت ها را در هر مرحله انجام دهیم. بارها معمولا بار دیگر در افزوده های مشابه تا شکست افزایش داده می شوند و اندازه گیرهای خیز توسط یک مقیاس مناسب برای راهکارهای شکست جایگزین می گردد. این کار برای اجتناب از آسیب وارد شدن به اندازه گیرها ضروری است و با اینکه دقت کاهش می یابد، خیز در این مرحله معمولا بزرگ هستند و به آسانی از یک فاصله اندازه گیری می شوند. همچنین، مشاهدات ترک را باید به عنوان راهکارهای شکست به تعویق انداخت مگر اینکه اقدامات احتیاطی امنیتی خاصی استفاده گردد. اگر ضروری باشد که قرائت های انحراف دقیق را در نظر بگیریم، اندازه گیرهای قرائت از راه دور در بالای بخش آزمایشی ممکن است ضروری باشد. در صورت امکان، انتشار صوتی را باید برای هشدار شکست استفاده کرد.
ماشین های آزمایش بار مدرن معمولا اختیار آزمایش بخش ها تحت کنترل بار یا کنترل جایگزینی را به ما می دهند. استفاده از کنترل بار منجر به شکست نهایی و ناگهانی بار مطابق در شکل 6-22 خواهد شد. استفاده از کنترل جایگزینی می تواند رفتار در محدوده نهایی را برای آزمایش دقیق تر ممکن سازد تا اینکه استحکام کلی ماشین آزمایش بار بزرگتر از بخش آزمایشی باشد. گسترش ترک باید در سطح بخش آزمایشی مشخص شود و عرض آن هم در صورت نیاز ثبت گردد.

شکل 6-22 منحنی بار/ خیز برای تیر پیش فشرده تقویت شده

حالت و موقعیت شکست را هم باید با دقت ثبت کرد. اگر اطلاعات مربوط به مقاومت واقعی بتن در بخش آزمایشی مورد نیاز باشد، مغزه ها را باید پس از تکمیل آزمایش بار برش داد و مراقب باشیم که از مناطق آسیب دیده اجتناب کنیم.

قابلیت اطمینان، تفسیر و کاربردها در اعمال نظر بر روی سازه های بتنی 

راهکارهای توصیف شده در بالا مربوط به آزمایش های بار مبنا برای تعیین مقاومت یک بخش سازه ای می باشد. اینها نسبتا مشخص هستند اما دقت قابل دستیابی در آزمایشگاه در مقایسه با کارگاه تا حد زیادی بالاتر خواهد بود. در محل های خاصی، آزمایشات پیچیده تری ممکن است مورد نیاز باشد که مستلزم بارگذاری دینامیک، بررسی کشش های فولادی، اندازه گیری گسترش ترک های مویی یا توزیع کرنش ها کامل باشد. تکنیک های مناسب برای این اهداف وجود دارد که می توانید با مطالعه مقالات وب سایت کلینیک بتن ایران آنها را مطالعه فرمایید اما دارای.آزمایش مدل ها یا نمونه های نوعی هم از بسیاری از تکنیک های توصیف شده استفاده خواهند کرد.
در بیشتر موارد نتایج آزمایشات بار را می توان مستقیما با مقاومت های مورد نیاز توسط محاسبات مقایسه کرد. بخش خطی منحنی بار/ تغییر مکان را می توان با بارهای موثر انجام شده توسط عضو مقایسه کردو عرض ترک ها هم با حدود مناسب مقایسه می گردند. بار تخریب را می توان برای محاسبه لحظه مقاومت برای مقایسه با مقادیر نهایی مورد نیاز استفاده کرد. یک منحنی بار/ تغییر مکان برای تیر تحت فشار را می توان برای تعیین مقاومت آرماتور (شکل 6-23) بکار برد. آیین نامه بتن انگلیس نیازمند این است که وقتی که آزمایشات بر روی عضوهای پیش ساخته جدید برای اهداف قابل قبول انجام می شوند، مقاومت نهایی باید حداقل 5 درصد بیشتر از طراحی بار نهایی باشد و اینکه خیز این بار باید کمتر از 40/1 ام دهانه باشد.
محاسبه لحظه تخریب مقاومت براساس آزمایشات بر روی مواد همیشه مقداری را ایجاد نمی کند که دارای تطابق نزدیکی با مقدار اندازه گیری شده باشد، همان طور که در شکل 6-23 نشان داده شده است که بارهای تخریب را برای یکسری تیرهای پیش تنیده در مقایسه با مقادیر پیش بینی شده از برآوردهای مقاومت مغزه ای کوچک از همان تیرها نشان می دهد. برای تیرهای تقویت شده، وابستگی لحظه تخریب مقاومت بتن حتمال دارد که بیشتر باشد (شکل 6-22). توجه خاصی در هنگام آزمایش تیرهای پیش تنیده شود مگر اینکه کنترل جایگزینی استفاده شود همان طور که در بالا بحث شد که اغلب هشدار کمی از انحراف های در حال پیشروی را نشان می دهد.

شکل 6-23 رابطه لنگر واژگونی طول سنجی شده و محاسبه شده برای تیرهای بتنی پیش تنیده

آزمایش تخریب مناسب ترین روش قابل اطمینان برای ارزیابی مقاومت بخش بتنی می باشد، اما مقدار عملی آزمایشات بر روی عضوهایی از سازه های موجود به نمایش بخش آزمایش شده بستگی دارد. روش های چشمی و غیرمخرب را می توان برای انجام مقایسه به کار برد، اما عدم اطمینان ممکن است همیشه وجود داشته باشد. محتمل ترین کاربرد زمانی خواهد بود که تعداد زیادی از واحدهای مشابه مورد تردید باشند. صرف نظر کردن از بعضی از این ها را می توان در رابطه با هزینه احتمالی کارهای تعمیراتی تنظیم کرد. امیدواریم مقاله انتخاب روش آزمون بتن برای شما مفید بوده باشد!

انجام آزمایش و آزمون روی بتن 

شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر از دیگر مقالات ما بازدید نمایید:

• تفسیر نتایج آزمایش مغزه گیری یا کرگیری بتن
• روش ها در آزمایش نفوذ پین در بتن
• ارزیابی آزمون غیر مخرب بتن التراسونیک