آزمایش واکنش دینامیکی بتن

معرفی آزمایش واکنش دینامیکی بتن

این آزمایش از ضربه ساده گرفته تا وارد کردن بار دینامیک برای تحقیق واکنش ساختمان های بزرگ متغیر است. روش های ساده برای امتحان یکپارچگی و درستی پایه پل، یافتن ضخامت اعضا و سختی اعضا که تحت تاثیر ترک خوردگی یا خرابی قرار می گیرند استفاده می شود.

رویکردهای ساده "بدون ابزار"

تجربه نشان داده است که گوش انسان در کنار ضربه به سطح، مفیدترین و مقرون به صرفه ترین راه برای تشخیص لایه لایه شدگی های بزرگ می باشد. لایه لایه شدن ممکن است در عرشه پل ها با گسترش خوردگی در لایه بالایی آرماتور که باعث ایجاد یک صفحه ی ورقه ورقه در همان سطح می شود به وجود بیاید و به خصوص در جایی که پوشش بتنی کم است محتمل است. برای انجام تعمیرات، خوردگی باید پیدا شده و حدود آن مشخص شود. روش های در حال استفاده هر روزه براساس صدای خفه ای می باشد که سطح عرشه در محل لایه لایه شدن در هنگام ضربه خوردن ایجاد می کند.

بعضی مواقع چکش ها، میلگردهای فولادی و زنجیرها برای ضربه زدن به عرشه استفاده می شوند و صدای تولید شده با قضاوت شخصی توسط اپراتور بررسی می شود. عملیات بر روی شبکه ای از عرشه برای طرح ریزی آن انجام می شود. این تکنیک های ضربه زنی دستی معایب بسیاری دارد و "زنجیرکشی" رویکردی مفیدتر و سریع تر را ارائه می دهد. روش های اولیه یک زنجیر سنگین با حلقه های 50 میلی متری و وزن 2/2 کیلوگرم و به طول 2 متر که به صورت شلاق گونه بر سطح وارد شود.

استفاده های جدیدتر شامل مجموعه ای به این شرح است: نکته های زنجیر اتصال به قطر 6 میلی متر و طول حدود 460 میلی متر که به میلگردی 600 میلی متری در فواصلی در طول آن وصل شده است و روی زمین کشیده می شود. تفاوت های صوتی می تواند توسط اپراتور تشخیص داده شده و ویژگی های لایه لایه شدگی مشخص شده اند. پروسه برای استفاده از تکنیک های صوتی برای مشخص کردن مکان لایه لایه شدن در عرشه پل در استاندارد آمریکا آورده شده است.

به هر حال این رویکرد به قضاوت شخصی اپراتور در تمایز بین مکان های باصدا و بی صدا استوار است و نتایج به راحتی نمی تواند کیفیت را معلوم نماید. سیستم کشیدن زنجیر خودکاری شامل یک چرخ دستی با میکروفن و سیستم دریافت اطلاعات این اواخر در دسترس قرار گرفته است. سیستم ضربه خودکار نیز وجود دارد اما کمتر توسعه یافته است.

آزمایش واکنش دینامیکی بتن

آخرین مطالب تکمیلی کلینیک بتن ایران را در این بخش دنبال نمایید
آزمایش های کارایی و یکپارچگی بتن
آزمایش بارگذاری بتن و نظارت بر آن
کنکاشی پیرامون آزمایش مغزه گیری بتن

تکنیک های انعکاس ضربه ای

تلاش های بسیاری برای نظارت الکترونیکی پاسخ به ضربه اعمال شده بر سطح بتن انجام شده است و به تکنیک های پالس-بازتاب ختم شده اند، که اکنون در فرم های متفاوتی پایه ریزی شده اند. کارینو این اواخر انواع روش های توزیع موج تنش را مرور کرده است که به طور خلاصه در اینجا آورده شده است. ساده ترین روش دامنه امواج ضربه ای بازتابیده ایجاد شده توسط ضربه چکش سطحی را می سنجد که در شکل 8-11 نشان داده شده است.

شکل 8-11 تشخیص لایه لایه شدن

اگر مسیر امواج کوتاه باشد، قرائت خوبی به دست می آید و مقدار به دست آمده کاهش خواهد یافت اگر مسیر طولانی شود، قرائت ها تنها می تواند به شکل مقایسه ای برای پیدا کردن تغییرات در طول مسیر به دلیل تفاوت در ضخامت اعضا و یا ترک در سطوح داخلی مورد استفاده قرار می گیرند.

استانداردسازی ضربه یکی از بزرگترین مشکلات سر راه ارزیابی کمی بوده است. ابزار همراه برای پردازش سیگنال بدست آمده از مبدل گیرنده پیچیده است و برای کاربرد در مکان حفره ها، مجراها، لانه زنبوری ها و دیگر عیوب در المان های سازه ای توسعه یافته است. موفقیت در آزمایشگاه بدست آمده است و تعداد گزارشات استفاده در کارگاه روبه افزایش است. یک ضخامت منبع در انگلستان در دسترس می باشد.

تفاوت بین دو روش اصلی باید در نظر گرفته شود:

آزمایش پاسخ ضربه که در آن سطح بتن توسط یک چکش نسبتا سنگین (معمولا 1 کیلوگرم) با یک سلول بار، که می تواند جاساز شده باشد، برای ثبت جزئیات زیر سطح ضربه می خورد. پاسخ معمولا توسط یک ژئوفون که در مجاورت محل ضربه قرار دارد اندازه گرفته می شود. امواج تنش در میان المان تولید می شود، با تنش فشاری حداکثر در نقطه ضربه با توجه به مشخصات الاستیک نوک چکش. در بازبینی توسعه این تکنیک داویس مقادیری از 5 مگاپاسکال برای پلاستیک سخت تا 50 مگاپاسکال برای آلومینیوم را گزارش می دهد.

در حالی که در اصل برای آزمایش حوزه ی زمانی شمع ها توسعه یافته است توسعه های تکنولوژی دیجیتال قابلیت های ذخیره داده ها و تحلیل آنها را افزایش داده است که شامل تحلیل فرکانسی که منجر به استفاده از آن در مسائل بسیار متنوع تری می شود. در آمریکا، سازه های صفحه ای شکل مانند دال ها، عرشه پل ها و دیوارها با موفقیت با نتایجی که به شکل نقشه های رقوم ارائه شده اند. پدیده هایی که کشف شده اند شامل حفره های زیر دال ها، تورق، ترک و مطالعات مشابه کامل در مورد سختی دینامیک، حرکت پذیری و میرایی نیز انجام شده است. یک چکش 1 کیلوگرمی معمولا ناحیه تاثیری در حدود 600 میلی متر با فرکانس هایی از صفر تا یک کیلوهرتز دارد، که منجر به فاصله بندی شبکه ای در حدود 300 تا 900 میلی متر می شود. داویس مطالعات میدانی موردی متعددی با استفاده از تجهیزات تجاری موجود این رویکرد را گزارش کرده است.

آزمایش پالس- بازتاب اخیرا توسعه یافته است و شامل تنش های تماسی ضربه حدودا 10 برابر کمتر از رویکرد ضربه-پاسخ و فرکانس هایی در محدوده 3-40 کیلوهرتز می باشد. در نتیجه نفوذ بسیار کمتر و تفسیر بسیار موضعی تر و براساس تحلیل های دامنه فرکانسی است. ضربه معمولا توسط ضربه توپ یا ابزارهای مشابه، با فرکانسی که تحت تاثیر اندازه و زمان تماس ضربه زننده است تولید می شود. سانسالون و استریت توسعه این تکنیک را با جزئیاتی شامل تاریخچه آن شرح داده اند که می تواند به انواع مختلفی از موقعیت اعمال شود

اندازه گیری حوزه زمانی

تکنیک انعکاس ضربه ای به طور گسترده تری برای آزمایش شمع های بتنی به کار رفته است و بر مبنای تحلیل اثرات انعکاسی ضربه برای کشف عیوب و شرایط متنوع تکیه گاه خاکی است. همان طور که گفته شد این یک آزمایش ضربه-پاسخ است. یک ضربه با چکش به بالای شمع زده می شود. حرکت های پیرو آن، شامل امواج شوک برگشتی توسط یک شتاب سنج دریافت می شود. این به یک پردازنده سیگنال که سیگنال را جمع می کند و یک حرکت عمودی در برابر زمان را می تواند بر صفحه نوسان سنج نشان دهد وصل می شود. تجهیزات اصلی و مشخصات معمول یک اثر در تصویر 8-12 نشان داده شده است.

شکل 8-12 روش پالس-بازتاب: اندازه گیری دامنه زمانی

اثر ممکن است برای آزمایش قابل اعتماد طول شمع و برای کشف هرگونه عیب یا عدم یکپارچگی، که به صورت اعوجاج هایی بر اثر خود نشان می دهد، در شمع استفاده شود. اینها ممکن است توسط یک متخصص برای تعیین نوع و موقعیت آنها ارزیابی شود. دستگاه می تواند چندین ضربه چکش را ضبط و ذخیره نموده تا پایداری سیگنال را چک کند و اثرات نوسان سنج ممکن است توسط یک دوربین متصل ضبط گردد یا به صورت دیجیتال برای تولید نسخه های پرینت شده در صورت نیاز استفاده شود. این روش بسیار ساده و ارزان است، اما نمی تواند سطح مقطع شمع یا ظرفیت تحمل آن را معین کند.

این روش برای شمع های ثابت یا برای شمع های پیش ساخته با طول ثابت بسیار مناسب است. بیشترین طولی که می توان تست کرد بستگی به توانایی تولید قله هایی از اثر انعکاس های پاشنه شمع دارد. میرایی قابل ملاحظه ای توسط خاک های اطراف بوجود می آید و طول حداکثر تخمینی 30 برابر طول به قطر برای شمع های در محیط خاک رسی فرض می شود. عیب ها باعث پیک های کوتاه و متوسط می شود، هرچند تفاوت قائل شدن بین برآمدگی ها و باریک شدگی ها دشوار می باشد.

انواع مختلف سیستم ها برای این کاربرد در بازار در دسترس می باشد، بعضی شامل چکشی 6 کیلویی است که از فاصله یک متری با پالایش های الکترونیکی متنوع بر روی سیگنال و فرمت های ارائه ی اثر رها می شود. کاربرد عملی این روش توضیح داده شده، با ادعای نرخ انجام 50 تا 100 شمع در روز و این رویکرد برای کنترل کیفیت و تست های یکپارچگی شمع ها به طور گسترده مورد تایید قرار گرفته است. در حالی که استفاده از این روش در اروپا ادامه می یابد، اخیرا در آمریکا به نفع روش های نگارش صوتی مقطع حفره شامل برش نگاری و تصویر سازی سه بعدی کنار گذاشته شده است.

اندازه گیری های حوزه ی زمانی همچنین برای کشف حفره ها در دال های بتنی با استفاده از تکنیک های پالس-بازتاب فراصوتی استفاده می شود. وجود حفره هوا به شکل بازگشت سریع تر سیگنال بازتاب (شکل 8-13) دیده می شود.

شکل 8-13 تصویربرداری از نقص در بتن با استفاده از روش پالس اکو مافوق صوت: