تقویت بتن کم مقاومت- مقاوم سازی بتن کم مقاومت فونداسیون ، تیر و ستون

تقویت بتن کم مقاومت

مقاوم سازی بتن کم مقاومت فونداسیون ، تیر و ستون - انواع روش های مقاوم سازی سازه های بتنی

 

• كنترل كيفيت بتن

                بررسي كيفي براي همه محصولات توليدي به دو صورت انجام مي‌شود.       

1-      تضمين كيفيت (QA) انجام آزمايش هايي برروي اجزاء محصول و توجه به دستورالعملهاي توليد محصول انجام مي گردد.

2-      كنترل كيفيت (QC) با انجام آزمايش هايي برروي محصول نهايي توليد شده انجام مي گردد.

 

بررسي وكنترل بتن به عنوان محصول توليدي در دو مرحله انجام مي‌شود.

مرحله 1) مرحله بتن تازه (خميري)

مرحله 2) بتن سخت شده

 

مرحله 1- آزمايش هاي كنترل بتن تازه

كنترل كارآيي                           جهت كنترل سريع نسبت آب به سيمان با فرض صحت مصرف اجزاء بتن بجز آب                                               

كنترل درصد هوا                       جهت كنترل مقدار حباب هواي ايجاد شده در بتن حبابدار و كنترل يكنواختي اختلاط                                                 

كنترل وزن مخصوص                 جهت كنترل صحت ساخت بتن بويژه در بتن‌هاي سبك و سنگين و كنترل يكنواختي اختلاط و مقدار هوا

كنترل دما                                  جهت مقايسه با حداقل و حداكثر مجاز مشخصات فني

كنترل زمان گيرش                     جهت بررسي زمان گيرش در پروژه‌هاي خاص مانند قالب لغزنده، پيش ساختگي، هواي گرم و بتن پاشي

تجزيه بتن تازه                           جهت تعيين مقادير آب، سيمان و سنگدانه‌ها و نسبت تقريبي آب به سيمان و كنترل يكنواختي اختلاط

كنترل آب انداختن                    جهت بررسي وضعيت مقدار آب انداختن و سرعت آن

تغيير حجم بتن تازه                    جهت بررسي جمع‌شدگي بتن در سنين و ساعات اوليه

 

مرحله 2- آزمايش هاي كنترل بتن سخت شده

-         مقاومت فشاري، كششي و خمشي

-         خشك شدگي و جمع‌شدگي بتن سخت شده

-         مدول الاستيسيته استاتيكي و نسبت پواسون

-         آزمايش اولتراسونيك جهت تعيين سرعت پالس در بتن و تعيين مدل الاستيسيته ديناميكي

-         تعيين چگالي و جذب آب و تخلخل

-         تعيين عيار سيمان بتن سخت شده

-         تعيين وضعيت ميكروسكپي سيستم حبابهاي هوا

-         مقاومت بتن در برابر يخبندان و آب شدن سريع

-         مقاومت در برابر سايش

-         تهيه مغزه و تعيين مقاومت آن

-         تعيين مقاومت در برابر بيرون كشيدن

-         چكش اشميت و تعيين عدد برجهندگي

-         آزمايش بتن با اشعه گاما

-         تعيين يون كلر بتن

-         مقاومت بتن در برابر يون كلر با شاخص الكتريكي

-         مقاومت الكتريكي بتن

-         آزمايش جذب آب حجمي

-         آزمايش جذب آب سطحي

-         آزمايش جذب آب موئينه

-         تعيين نفوذپذيري تحت فشار آب

-         تعيين نفوذپذيري تحت فشار هوا

 

·     تعيين مقاومت فشاري بتن

               جهت تعيين مقاومت فشاري بتن مراحل زير انجام مي‌گيرد.         

-         كنترل بتن از نظر انطباق با مقاومت مشخصه (نمونه‌هاي عمل آمده در آزمايشگاه) طبق استاندارد             ASTM C192 , C39

-         كنترل بتن از نظر يكنواختي اختلاط طبق استاندارد ASTM C94 ( مربوط به بتن آماده )

-         كنترل عمل‌آوري (تهيه نمونه‌هاي عمل‌آمده در كارگاه )‌ ASTM C31 , C39

-         كنترل مقاومت بتن در زمان هاي مختلف در شرايط عمل‌آوري كارگاهي (نمونه آگاهي) براي قالب‌برداري و عمل‌آوري

-         كنترل مقاومت مغزه‌هاي بتن سخت شده قطعات سازه طبق استاندارد  ASTM C42

 

·     نمونه برداري از بتن تازه

-         طبق استاندارد ASTM C172 و 489 ايران

-      تهيه و عمل آوري نمونه‌هاي آزمايشي بتن در آزمايشگاه طبق استاندارد ASTM C192 و
 581 ايران

 

·     نكات مربوط به نمونه‌برداري از بتن تازه

در نمونه‌برداري از بتن تازه نكات ذيل را بايد رعايت نمود.

-         بين اولين و آخرين بخش نمونه اخذ شده نبايد بيش از 15 دقيقه فاصله زماني وجود داشته باشد.

-         بخش‌هاي نمونه اخذ شده بايد به كمك يك بيل يا بيلچه مجدداً  بخوبي مخلوط شود تا يكنواختي در حداقل مدت زمان ممكن حاصل گردد.

-         آزمايش هاي تعيين اسلامپ و هواي بتن يا هر دو آن ها را بايد ظرف مدت 5 دقيقه پس از تهيه آخرين بخش بتن آغاز كرد.

-         قالب‌گيري از آزمونه‌هاي مقاومتي بايد ظرف مدت 15 دقيقه پس از تهيه نمونه مخلوط شده، آغاز شود و سريعاً ادامه يابد ( طبق دستور تهيه قالب).

-         آزمونه بايد در برابر باد، آفتاب و ساير عوامل تبخير سريع و نيز از نزديكي با مواد مضر و عوامل آسيب رسان محافظت شود.

-      حداقل اندازه نمونه براي آزمايش هاي مقاومت 25 ليتر است (حداقل 5 برابر حجم آزمونه‌ها) نمونه‌هاي كوچكتر براي انجام آزمايش هاي رواني ودرصد هوا مجاز تلقي مي‌شوند.

-      تهيه نمونه از مخلوط كن‌هاي ثابت ( بجز بتونيرها) با مخلوط نمودن 2 بخش يا بيشتر از نمونه‌هاي اخذ شده در فواصل منظم زماني در هنگام تخليه بخش‌هاي مياني مخلوط بتن انجام مي‌شود. هرگز نبايد از قسمت هاي اول و آخر مخلوط نمونه‌ گرفته ‌شود. نمونه اخذ شده بايد از تمام سطح جريان مخلوط گرفته شود و نبايد جدا شدگي در جريان بوجود آيد.

-      تهيه نمونه از بتونيرها با اخذ حداقل 5 بخش از بتن تخليه شده از بتونير و اختلاط آن ها انجام مي‌شود. بتن تخليه شده نبايد در معرض تبخير شديد يا جذب آب توسط سطح جاذب باشد.

-      تهيه نمونه از تراك ميكسر با مخلوط نمودن 2 بخش يا بيشتر از نمونه‌هاي اخذ شده در فواصل منظم زماني در هنگام تخليه بخش‌هاي مياني انجام مي‌شود. بايد از قسمت هاي اول و آخر تراك نمونه‌ گرفته شود و نبايد قبل از اختلاط كامل آب يا افزودني مورد نظر نمونه‌گيري شود. توصيه‌ مي‌شود بخش‌هاي اين نمونه از تخليه ، ،  و  تهيه شود. در انجام آزمايش رواني مي‌توان پس از تخليه 3/0 مترمكعب بتن از تراك ميكسر نمونه‌گيري را انجام داد.

·     كنترل بتن جهت انطباق با مقاومت مشخصه ( نمونه كنترلي، نمونه آزمايشي، نمونه عمل‌ آمده در آزمايشگاه)

جهت كنترل كيفيت مقاومت فشاري بتن مخلوط شده قبل از ريختن در قطعه اصلي بايستي موارد ذيل را در نظر گرفت.

 

1- ضوابط نمونه‌برداري و آزمايش

-      نمونه‌گيري بايد بصورت تصادفي ( عدم نمونه‌گيري عمدي از بتن سفت‌تر يا شل‌تر يا داراي وضعيت خاص در زمان خاص) باشد تا مباني آماري پذيرش بتن مخدوش نگردد و قضاوت صحيح ميسر باشد.

-         برداشتن نمونه از آخرين محل قبل از ريختن در قطعه برداشت شود.

-         به هيچ وجه بتن‌هايي كه در قالب قطعه ريخته شده‌اند مجدداً برداشت نشوند.  

-      هر نوبت نمونه‌گيري شامل حداقل دو آزمونه براي سن مقاومت مشخصه (28 روز) مي‌باشد كه در صورت نياز به تعيين مقاومت بتن در سن ديگر مي‌توان تعداد آزمونه را افزايش داد.

-      با توجه به نكات مندرج در تفسير جديد آيين نامه بتن ايران بهتر است يك آزمونه اضافي براي قضاوت در زماني كه اختلاف زيادي بتن دو آزمونه وجود دارد تهيه شود. اين آزمونه همان آزمونه شاهد كه اخذ آن در كارگاه ها  رايج است نمي‌باشد.

-         تهيه آزمونه‌هاي شاهد در آيين نامه خاصي پيش‌بيني نشده است اما رويه رايج در ايران است و تهيه و آزمايش آن مانعي ندارد.

-         در هر روز براي هر نوع بتن حداقل يك نوبت نمونه‌برداري لازم است.

-         حداقل 6 نوبت نمونه‌برداري از يك سازه براي يك رده بتن الزامي است (درACI پنج نوبت).

-      در ACI براي سازه هاي معمول ساختماني اخذ يك نوبت نمونه به ازاء هر 110 مترمكعب بتن يا هر 460 مترمربع سطح دال و ديوار ضروري است اما براي بسياري از سازه‌هاي خاص ( بجز بتن حجيم و سد) به ازاء هر 75 مترمكعب يك نوبت نمونه‌برداري لازم است. در قالب لغزنده حداقل يك نوبت نمونه‌برداري در هر 8 ساعت كار روزانه ضروري است.

-      در آبا در صورتيكه حجم هر نوبت اختلاط بيشتر از يك مترمكعب باشد براي دال و ديوار از هر 30 مترمكعب بتن يا هر 150 مترمربع سطح يك نوبت نمونه‌برداري ضروري است. همچنين در آبا براي تير و كلاف ( در صورت ريختن قطعات بصورت جدا از هم ) به ازاء هر 100 متر طول و براي ستونها به ازاء هر 50 متر طول يك نوبت نمونه‌برداري پيش‌بيني شده است . در تفسير جديد براي قطعاتي مانند شالوده هايي با حجم زياد، يك نمونه‌برداري از هر 60 مترمكعب بتن توصيه شده است ( بويژه هر نوبت اختلاط بيش از 2 مترمكعب ).

-      در آبا گفته شده است كه اگر حجم هر نوبت اختلاط كمتر از يك مترمكعب بتن باشد مي‌توان مقادير فوق را به همان نسبت كاهش داد يعني تعداد دفعات نمونه‌برداري بيشتر مي‌شود. مسلماً اگر به تشخيص دستگاه نظارت، كنترل كيفي مطلوبي در ساخت بتن ديده نشود و يكنواختي خوبي حاصل نگردد، مي‌توان از اين اختيار استفاده نمود.

-      طبق تفسير جديد آبا اگر حجم هر نوبت اختلاط بيش از 3 مترمكعب باشد ( مانند تراك ميكسر ) مي‌توان مقادير فوق را سه برابر نمود ( از هر 90 مترمكعب بتن دال و ديوار و 450 مترمربع سطح ، 300 متر تير و كلاف و 150 متر ستون).

-         طبق تفسير جديد آبا توصيه شده است نوبت‌هاي نمونه‌برداري در سازه بين طبقات مختلف و اعضاء مختلف توزيع گردد.

-         در محاسبه سطح دال و ديوار فقط يك وجه آن در نظر گرفته مي‌شود.

-      طبق آبا اگر حجم بتني در يك كارگاه از 30 مترمكعب كمتر باشد دستگاه نظارت به تشخيص خود در صورت رضايت مي‌تواند براي بخش بدون كيفيت بتن ( با توجه به سابقه مصرف بتن آماده يا طرح مخلوط خاص در ساير پروژه‌ها ) از نمونه‌برداري و آزمايش مقاومت صرفنظر كند. مسلماً ناظر بايد شواهد و قرائني را دال به رضايت بخش بودن بتن دردست داشته باشد و به هرحال مسئوليت عدم نمونه‌برداري به عهده ناظر خواهد بود     ( در ACI برابر 38 مترمكعب).

-         نتيجه هر نوبت نمونه‌برداري ميانگين نتيجه دو آزمونه در يك سن ( مانند سن 28 روزه ) مي‌باشد.

-      آزمونه‌هاي استاندارد استوانه‌هائي به قطر 150 ميلي‌متر و ارتفاع 300 ميلي‌متر است. در تفسير آبا - در صورتيكه نمونه مكعبي تهيه شود، اين نمونه مي‌تواند به استوانه استاندارد تبديل شود. نحوه تبديل در جدول زير مشاهده مي‌شود. همچنين در آبا مكعب 150 ميلي‌متري و 200 ميلي‌متري يكسان فرض شده است و در صورت تهيه استوانه به قطر 100 ميلي‌متر و ارتفاع 200 ميلي‌متر ضريب تبديل آن به استوانه استاندارد02/1 خواهد بود.

 

 

 

جدول 1: تبديل مقاومت مكعبي 150 ميلي‌متري به استوانه استاندارد و بالعكس

مقاومت فشاري مكعبي MPa	25	30	35	40	45	50	55
ضريب تبديل استوانه به مكعب	25/1	20/1	17/1	14/1	13/1	11/1	1/1
مقاومت فشاري استوآن هاي استاندارد MPa	با توجه به ضريب 20	25	30	35	40	45	50
ضريب تبديل مكعب به استوانه	8/0	833/0	857/0	875/0	888/0	9/0	91/0

 

-         در برخي آيين نامه ها و مشخصات ممكنست نحوه تبديل مقاومت مكعبي به استوآن هاي متفاوت مي‌باشد كه در آبا معتبر تلقي نمي‌شود.

-      طبق تفسير جديد آبا اگر اختلاف مقاومت دو آزمونه بيشتراز 5 درصد ميانگين آن دو باشد نتيجه آزمونه سوم قاضي خواهد بود در اين صورت نتيجه پرت حذف مي‌شود و دو نتيجه ديگر ميانگين‌گيري مي‌شوند.

-         طبق تفسير جديد آبا اگر مشخص شود ايرادي در مراحل نمونه‌گيري تا آزمايش وجود دارد، نتيجه آزمونه مربوطه قابل استناد و ميانگين گيري نمي‌باشد.

-      اگر خطاهاي عده‌اي در تهيه نمونه قالب‌گيري و تراكم، نگهداري و محافظت، مراقبت،  حمل، عمل‌آوري و يا در انجام آزمايش تعيين مقاومت بتن وجود داشته باشد، نتيجه آن نوبت نمونه‌برداري در مرحله پذيرش ناديده گرفته مي‌شود و از ليست نتايج حذف مي‌گردد. در  غير اينصورت از نتيجه هيچيك از آزمونه ها نمي‌توان صرفنظر كرد.

-      عدم يكنواختي بتن تازه، عدم تراكم صحيح و كامل، نگهداري بتن در محيطي با دماي كمتر يا بيشتر از محدوده استاندارد بويژه در روز اول، فراهم ننمودن پوشش مانع تبخير آب، قراردادن نمونه درزير آفتاب يا در برابر باد، وجود شوك‌هاي حرارتي و رطوبتي، اعمال ضربه در خروج از نمونه از قالب و در حمل و نقل بويژه در روز اول، عمل‌آوري غير استاندارد از نظر رطوبتي و دما، انجام آزمايش فشاري برروي آزمونه‌هاي ناصاف و غيرگونيا يا لب پريده و بدون بكارگيري پوشش مناسب در سطح نمونه استوآن هاي ، طبق تفسير جديد آبا دليلي قابل قبول براي صرفنظر نمودن از نتايج نمونه‌برداري خواهد بود. بديهي است در غيراينصورت از نتيجه نمونه‌ها نمي توان صرفنظر كرد.

 

 

·     ضوابط پذيرش بتن نمونه‌هاي آزمايشي (عمل‌آمده در آزمايشگاه )        

-         نتايج نمونه ها بايد طبق تاريخ و ساعت اخذ آن ها فهرست گردد.

-         وقتي بتن منطبق بر رده و قابل قبول تلقي مي‌شود كه هر دو شرايط زير برقرار باشد.

 طبق ACI  (براي هر سه نمونه متوالي ) :

                                                            و             

در غيراينصورت بتن كم مقاومت تلقي مي‌شود و مشمول بررسي بتن كم مقاومت خواهد بود كه شكل و محتواي آن با آبا تقريباً يكسان است.

-         در آبا وقتي بتن منطبق بر رده و قابل قبول تلقي مي‌شود كه يكي از دو شرايط زير برآورد شود;

الف- هيچيك از سه نتيجه نمونه‌ متوالي مقاومتشان كمتر از مقاومت مشخصه نباشد
 ( مقاومت همه آن ها مساوي يا بيشتراز مقاومت مشخصه باشد ).

ب – شرايط دو گانه زير برآورده شود:

                                                                                                                                                                                                                                           

-         بتن غير قابل قبول خواهد بود اگر يكي از دو شرايط زير برقرار باشد:

                                 و             

 

-      اگر بتن منطبق بررده نباشد اما طبق شرايط فوق نيز غير قابل قبول تلقي نگردد مي‌توان به تشخيص طراح، بدون بررسي بيشتر، آن را از نظر سازه‌اي قابل قبول تلقي نمود. مسلماً طراح به درجه اهميت مقاومت فشاري بتن در منطقه مورد نظر و نحوه اعمال ضرائب ايمني در تحليل و طراحي توجه خواهد كرد. به هرحال طراح مي‌تواند بتن را از نظر سازه‌اي بدون بررسي بيشتر قبول ننمايد. در اين صورت بايد بررسي بتن با مقاومت كم در دستور كار قرار گيرد.

-      در صورتي كه بتن از نظر انطباق با رده قبول نشود ولي از نظر تأمين مقاومت سازه‌اي پذيرفته گردد كارفرما و مسئول نظارت مي‌توانند طبق دستورالعمل موجود، پيمانكار را جريمه كنند زيرا پيمانكار ضوابط موجود در مشخصات را رعايت نكرده است.

 

·     كنترل بتن از نظر يكنواختي اختلاط ( بويژه براي بتن آماده )

جهت بررسي ناهمگني يا يكنواختي يك بتن مخلوط شده بدليل نقص دستگاه مخلوط كن يا مدت و نحوه اختلاط و پس از حمل و يا حتي بتن‌هاي تخليه شده در قالب بايستي موارد ذيل را در نظر گرفت.

-         در گام اول بررسي چشمي انجام مي‌شود و اگر يكنواختي ديده شود معمولاً آزمايش انجام نمي‌شود.

-      در صورت وجود شك، لازم است پس از تخليه 15 درصد بتن از مخلوط كن يا تراك ميكسر يك نمونه تهيه گردد و پس از تخليه 85 درصد از بتن با فاصله كمتر از 15 دقيقه نمونه ديگري تهيه شود. انجام آزمايش هاي اسلامپ، وزن مخصوص، دانه‌بندي سنگدانه‌ها، درصد حباب هوا  و مقاومت فشاري بالا براي تعيين يكنواختي بتن ضروري است.

-      نتايج‌ آزمايش هاي انجام شده برروي دو نمونه ( هر نمونه بايد حداقل سه آزمونه استوآن هاي در سن مورد نظر داشته باشد ) نبايد اختلافي بيش از حد مجاز جدول زير داشته باشد.

 

 

جدول 2

آزمايش	حداكثر اختلاف مجاز دونمونه
وزن مخصوص بتن تازه كاملاً متراكم	16  kg/m3
درصد هواي بتن	1 درصد
اسلامپ براي اسلامپ 100 ميلي متر و كمتر	25 ميلي‌متر
اسلامپ براي اسلامپ بيشتر از 100 ميلي‌متر	38 ميلي‌متر
درصد مانده روي الك شماره 4	6 درصد
مقاومت فشاري 7 روزه	5/7  درصد

 

 

·     كنترل عمل‌آوري بتن

جهت بررسي و قضاوت در مورد نحوه و مدت عمل‌آوري رطوبتي (مراقبت)، عمل‌آوري حرارتي   ( پروراندن) و عمل‌آوري حفاظتي ( محافظت )‌ در صورت بروز شك در صحت نحوه عمل‌آوري و كفايت مدت آن بايستي موارد ذيل را در نظر گرفت.

-      نمونه‌اي متشكل از چند آزمونه بايد تهيه شود و در شرايط كارگاهي از نظر عمل‌آوري و دقيقاً شبيه قطعات اصلي سازه، نگهداري گردد. در همان زمان بايد نمونه‌اي نيز از همان بتن تهيه و در شرايط عمل‌آوري آزمايشگاهي نگهداري شود.

-         پس از گذشت 28 روز ( سن مقاومت مشخصه)، نتيجه ميانگين هر كدام از دو نوع نمونه كه در شرايط متفاوتي عمل‌آوري شده‌اند، بدست مي‌‌آيد.

-         در صورتي عمل‌آوري قابل قبول تلقي مي‌شود كه يكي از دو شرايط زير برقرار باشد:

 

          و                      

 

-  مقاومت فشاري عمل‌آوري شده در شرايط كارگاهي،  مقاومت فشاري نمونه‌هاي عمل آمده در آزمايشگاه و  مقاومت مشخصه فشار بتن هستند.

-      در صورتيكه هيچيك از اين شرايط برآورده نشود روش عمل‌آوري ( نحوه و مدت) قابل قبول نيست و بايد اقداماتي براي بهبود انجام گيرد. لازم به ذكر است كه 15 درصد كاهش مقاومت در كارگاه پذيرفته شده است.

 

·     كنترل مقاومت بتن در زمآن هاي مورد نظر در شرايط عمل‌آوري واقعي كارگاهي (نمونه‌آگاهي)

جهت بررسي و آگاهي يافتن از كيفيت بتن در موعدهاي خاص براي باز كردن قالب زيرين يا برداشتن پايه اطمينان، حمل و نقل قطعات پيش ساخته، مقاومت موجود در طي عمل‌آوري در زمآن هاي مختلف بويژه براي قطعات پيش ساخته و غيره بايستي موارد ذيل را در نظر گرفت.

-      نمونه‌اي از بتن ( شامل حداقل 2 آزمايش براي يك سن ) تهيه ‌شود و در شرايط عمل‌آوري واقعي كارگاهي نگهداري مي‌گردد و در سن مورد نظر مقاومت آن تعيين ‌شود. در اين حالت نياز به مقايسه با مقاومت نمونه‌هاي عمل‌ آمده در آزمايشگاه وجود ندارد.  

-      در صورتيكه مقاومت موجود به ميزان مورد نظر و دلخواه رسيده باشد مي‌توان قالب‌برداري را به انجام رسانيد يا قطعات پيش ساخته را جابجا كرد و يا نوع و مدت عمل‌آوري تسريع شده را مشخص كرد.

 

·     كنترل مقاومت مغزه‌هاي بتن سخت شده قطعات سازه

جهت بررسي بتن كم مقاومت، بررسي نحوه بتن‌ريزي، تراكم و عمل‌آوري مشكوك، ارزيابي سازه‌هاي اجرا شده و ايمني آن، بررسي و ارزيابي سازه‌هاي آسيب ديده  بايستي موارد ذيل را در نظر گرفت.

-      در صورتيكه منطقه ضعيف در بررسي بتن كم مقاومت مشخص شده باشد يا احتمال ضعف در آنجا داده شود ضمن بررسي مدارك كارگاهي و پس از انجام آزمايش هاي شناسائي توسط چكش اشميت يا اولتراسوتيك تهيه حداقل سه مغزه از نقاط ضعيف انجام مي‌شود. مناطق مشكوك يا محلهائي براي اخذ مغزه در بررسي و ارزيابي سازه‌هاي اجرا شده يا آسيب ديده بايد توسط ناظر يا مشاور مشخص شود و مغزه‌ها اخذ شودكه در اين حالت ممكن است مغزه‌ها بيش از سه مغزه‌ باشد.

-      بهتر است محل مزبور فاقد ميلگرد باشد و در جائي واقع شود كه آسيب و ضعف اساسي در عضو بوجود نياورد. تهيه مغزه از قطعاتي كه ارتفاع (ضخامت)‌آن ها از نظر مغزه كمتر باشد امكان پذير نيست. در اين حالت از دستگاههائي كه محل ميلگرد رامشخص مي كند استفاده مي‌شود.

-      پس از تهيه مغزه‌ها بايد سر و ته آن بريده شود و كلاهك‌گذاري گردد. توصيه مي‌شود حتي اگر سطح خارجي صاف باشد باز هم به ميزان 2 تا 3 سانت بريده شود تا تركهاي ناشي از   جمع شدگي، بر مقاومت موجود اثر نگذارد.

-      مغزه ها بصورت خشك يا اشباع تحت آزمايش فشاري قرار مي‌گيرند. در بررسي بتن معمولاً به شرايط بهره‌برداري توجه مي‌شود و شرايط رطوبتي مغزه مشخص مي‌شود. براي مغزه‌هاي خشك بايد 7 روز آن ها را در دماي 16 تا 27 درجه و در رطوبت نسبي كمتر از 60 درصد نگهداشت در صورتي كه شرايط اشباع مد نظر باشد مغزه‌ها بايد به مدت حداقل 40 ساعت در آب ( يا آب آهك) غوطه‌ور شوند. بديهي است در صورت نياز به اشباع كردن، عمل كلاهك گذاري پس از خروج از آب انجام مي‌شود.

-      نتايج آزمايش مقاومت فشاري مغزه‌ها بايد به مقاومت نمونه استوانه اي استاندارد تبديل شود. دو نوع ضريب تبديل در اين رابطه بكار مي‌رود. ضرايب تبديل مقاومت مغزه بدليل نداشتن نسبت ارتفاع به قطر مورد نظر در جدول زير ديده مي‌شوند. حداقل قطر مغزه معمولاً 100 ميلي‌متر است، لذا ارتفاع مغزه نيز نمي‌تواند كمتر از 100 ميلي‌متر باشد. در صورتيكه قطر مغزه 100 ميلي‌متر باشد بايد آن را بر 02/1 تقسيم نمود تا مقاومت قطر 150 ميلي متري بدست آيد.

 

جدول 3: ضرائب تبديل مقاومت نمونه استوانه اي با نسبت ارتفاع به قطر كمتر از 2 به مقاومت نمونه استاندارد

نسبت به ارتفاع به قطر	94/1	75/1	5/1	25/1	1
ضريب تبديل	1	98/0	96/0	93/0	87/0

 

 

-         مقادير جدول(3) براي بتن‌هاي معمولي يا بتن‌هاي سبك با چگالي بيشتر از  kg/m³ 1600         ( بصورت خشك يا اشباع ) بكار مي‌رود و مقاومت نمونه‌ها بايد بين 14 تا 42 مگاپاسكال باشد. از درون‌يابي مي‌توان ضريب تبديل را بدست آورد و در صورتيكه نسبت ارتفاع به قطر مغزه بيشتر از 1/2 باشد بايد آنرا كوتاه‌تر نمود.

-         نتايج هر آزمونه و متوسط آن ها بايد پس از تبديل به مقاومت استوانه استاندارد در گزارش آورده شوند.

 

·     بررسي بتن كم مقاومت

جهت بررسي وضعيت بتن سازه از نظر عملكرد عضو يا كل سازه بواسطه وجود بتن كم مقاومت يا غير قابل قبول در سازه يا عضو بايستي موارد ذيل را در نظر گرفت.

-      با وجود عدم انطباق بتن بررده مورد نظر و غير قابل قبول بودن آن ممكن است بتن از نظر سازه‌اي مورد قبول واقع شود و يا قطعه يا سازه پذيرفته شود. بديهي است قبول بتن از نظر سازه‌اي رافع مسئوليت پيمانكار نيست و كارفرما مي‌تواند جريمه‌هاي لازم را در نظر بگيرد.

-      تدابير زير را براي بررسي بتن كم مقاومت و حصول اطمينان از ظرفيت باربري سازه مي‌توان به ترتيب موجود اتخاذ نمود. برخي از آن ها در مراحل اول كاملاً تحليلي و برخي از آن ها در مرحله دوم توأم با آزمايش است.

-      در وهله اول، مي‌توان همان مقاومت كم را مورد استفاده قرار داد. با استفاده از تحليل موجود سازه و صرفاً با دقت در تحليل مقاطع ( بدون تحليل مجدد و طراحي مجدد) اگر بتوان نشان داد به ازاي مقاومت بتن كمتر از مقاومت مشخصه نيز ظرفيت باربري سازه تأمين مي‌شود، نوع بتن از نظر تأمين مقاومت سازه‌اي قابل قبول است. بكارگيري ابعاد بزرگتر و مصرف ميلگرد بيشتر براي بكارگيري تعداد صحيحي از ميلگرد و يكسان بودن قطر آن ها عاملي براي جواب گرفتن در اين مرحله مي‌باشد.

-      در صورتيكه در طي انجام مراحل فوق نتيجه‌اي حاصل نشود مي‌توان با تحليل و طراحي مجدد و با فرض وجود بتن كم مقاومت در قسمت هائي از سازه كه احتمال مي‌رود در اين نقاط مصرف شده باشد، كنترل باربري سازه و مقاطع آنرا به انجام رسانيد. مسلماً در اين مرحله، از تلاشها و لنگرهاي هر عضو كه در تحليل مجدد سازه بدست آمده است، استفاده مي‌شود. بسياري از اقدامات انجام شده در طراحي مانند تيپ كردن اعضاء و تقريب‌هاي مربوط به تحليل و غيره مي‌تواند باعث شود كه در اين مرحله نتيجه حاصل شود و بتوان بتن را از نظر تأمين مقاومت سازه‌اي قابل قبول تلقي نمود . داشتن بايگاني براي بررسي مدارك كارگاهي شرط مهمي براي استفاده از اين بند مي‌باشد و دقت در اين مرحله مي‌تواند احتمال قبول بتن را از نظر سازه‌اي بيشتر نمايد.

-      در صورتيكه بررسي‌هاي تحليلي فوق به سرانجام نرسد، مغزه‌گيري از قسمت هائي كه احتمال وجود بتن با تفاوت كمتر در آن ها داده مي‌شود در دستور كار قرار مي‌گيرد. حداقل سه مغزه از قسمت هايي از سازه كه نمونه بتن آن ها شرايط پذيرش را فراهم نكرده‌اند، تهيه مي‌شود و در صورتي بتن از نظر تأمين مقاومت پذيرفته مي‌شود كه شرايط زير برآورده شود. كه در اينصورت نيازي به بررسي‌هاي تحليلي فوق وجود نخواهد داشت.

   مغزه‌ها

در اين حالت 15 درصد كاهش در متوسط مقاومت مغزه‌ها و 25 درصد كاهش در مقاومت حداقل مغزه‌ها مجاز شمرده شده است زيرا در عمليات بتن‌ريزي، تراكم و عمل‌آوري در كارگاه كاستي‌هائي نسبت به تهيه نمونه‌هاي عمل‌آمده در آزمايشگاه وجود دارد.

-      اگر  به هر دليل در مورد مغز‌ه‌هاي اخذ شده (قبول يا رد شده) شكي وجود داشت، مي‌توان مغزه‌گيري را تكرار نمود مسلماً در صورتي كه عضو مورد نظر يا سازه از اهميت و حساسيت ويژه اي برخوردار باشد و يا مسئول نظارت در انتخاب نقاط مورد نظر براي مغزه‌گيري شك نمايد، تكرار مغزه‌گيري توصيه مي‌شود.

-      در صورتي كه با انجام مراحل فوق باز هم نتوان بتن را از نظر سازه‌اي و تأمين مقاومت ، قابل قبول تلقي نمود و ترديد در مورد آن كماكان باقي بماند، ظرفيت باربري عضو و سازه با آزمايش بارگذاري برروي عضو خمشي مشكوك مورد بررسي قرار مي گيرد. بديهي است اين امر براي اعضاء غير خمشي و يا حتي برخي اعضاء خمشي ميسر نيست . اين آزمايش طبق ضوابط آبا در فصل 19 و ACI 437 انجام مي‌شود و نتيجه آن نشان مي دهد كه عضو مشكوك در زير بار استاتيكي آزمايش رفتار قابل قبولي را ارائه مي‌دهد يا نه؟ اما اين آزمايش از اينكه نشان دهد صرفاً بتن داراي مقاومت مطلوب و قابل قبول است عاجز مي‌باشد. طراحي محافظه كارانه، اجراي قطعات با ابعاد بزرگتر، مصرف ميلگرد بيشتر و با مقاومت بالاتر از مقاومت مشخصه و يا ايجاد بازوي لنگر بيشتر بدليل نحوه قرارگيري ميلگردها از جمله دلائلي است كه حتي مصرف بتن كم مقاومت نيز، ظرفيت باربري قابل قبولي را در آزمايش بارگذاري نشان مي‌دهد. از طرفي ممكن است حتي در صورتي كه بتن قابل قبول و منطبق بررده هر مصرف، شده باشد، بارگذاري جواب قابل قبولي ندهد. بنابراين تفكيك صحت طراحي و اجراي صحيح و مصرف مصالح منطبق با مشخصات از يكديگر با آزمايش بارگذاري به سهولت امكان پذير نمي‌باشد.

-      در آبا گفته شده است كه در كنار آزمايش بارگذاري مي‌توان اقدامات مقتضي ديگري را به اجرا درآورد. غالباً اين تصور پيش مي‌آيد كه مقصود از اقدامات مقتضي ديگر احتمالاً تخريب بتن و قطعه مردود مي‌باشد اما چنين تصوري صحيح نيست. ممكن است با تغيير بارهاي مرده قطعه ( تغيير نقشه، تغيير مصالح و جزئيات اجرا) ‌بتوان بتن و سازه را از نظر تأمين مقاومت و باربري سازه‌اي قابل قبول تلقي نمود. تغيير شرايط بهره‌برداري و همچنين تغيير بار زنده نيز   از جمله اقداماتي است كه مي‌تواند انجام شود. در هر صورت اين اقدامات بايد با نظر مساعد كارفرما و زير نظر دستگاه نظارت و طراح پروژه به دقت و با بررسي جميع جهات صورت گيرد.

-      ممكن است بتوان با تقويت و ترميم بتن و سازه و اتخاذ روشهاي مناسب، بتن را از نظر سازه‌اي به حد قابل قبول رساند كه از جمله اقدامات مقتضي تلقي مي‌شود.

-      از جمله اقدامات مقتضي ديگر آن است كه اگر مقاومت مغزه‌ها طبق ضوابط فوق مورد پذيرش واقع نشده باشد مي‌توان اين مقاومت كم و غير قابل قبول را در محاسبات سازه‌اي و مقطع مانند روش هاي تحليلي بكار برد و در مورد قابل قبول بودن بتن از نظر سازه‌اي اظهار نظر كرد. در اين حالت بايد توجه شود كه مقاومت مغزه را نمي‌توان مستقيماً در روابط طراحي و تحليل مقطع بكار برد ولازم است آنرا بر 85/0 تقسيم نمود و سپس از آن استفاده كرد و يا ضرائب ايمني مربوط به بتن را افزايش داد زيرا در روابط موجود از مقاومت مشخصه ( پتانسيل ) ‌استفاده شده است در حاليكه مقاومت مغزه يك مقاومت موجود (اكتيو ) به حساب مي‌آيد

-      ضعف مقاومتي بتن اغلب نشانه افزايش نسبت آب به سيمان است كه باعث كم شدن پايائي و افزايش نفوذ پذيري بتن خواهد بود. در اين موارد لازم است ضوابط پايائي نيز مورد توجه قرار گيرد. در اين حالت مي‌توان حدس زد كه نسبت آب به سيمان مخلوط بتن تا چه حد افزايش يافته است و سپس به طرح مسئله دوام و پايائي پرداخت.

-      نكته ديگري كه بايد بدان توجه نمود موضوع پيوستگي بتن با ميلگردهاست . اين پيوستگي متناسب با مقاومت فشاري بتن مي‌باشد و ضعف در مقاومت بتن باعث ضعف در پيوستگي است كه كنترل آن در محاسبات سازه و طول پوشش ميلگردها ضروري مي‌باشد.

-      اگر در شرايط خصوصي يا مشخصات فني خصوصي موارد ديگري مطرح شده باشد رعايت آن ها نيز در كنار بررسي بتن كم مقاومت ضروري است كه البته در بيشتر موارد موضوع پايائي اهميت بيشتري دارد.

-      تخريب بخش هائي از سازه معمولاً بعنوان آخرين راه حل بايد مد نظر قرار گيرد. تخريب بتن و سازه علاوه بر هدر رفتن سرمايه‌هاي ملي مي‌تواند آثار نامطلوبي را بر بخش‌هاي سالم و قابل قبول برجاي گذارد. تخريب بايد طبق دستور دستگاه نظارت و زير نظر ناظر و با دقت تمام انجام گيرد و از اعمال ضربه براي تخريب حتي‌الامكان خودداري شود.

-         بهرحال با پذيرش بتن از نظر سازه‌اي مسئله جريمه منتفي نيست و مي‌تواند طبق ضوابطي محاسبه گردد و وصول شود.

 

·     آزمايش بارگذاري اعضاء خمشي

جهت بررسي ظرفيت باربري خمشي اعضاء سازه مانند تير و دال جهت قبول يا رد بتن از نظر سازه‌اي و يا ارزيابي سازه‌هاي اجراء شده و ايمني آن و يا ارزيابي سازه‌هاي آسيب ديده و يا عدم انطباق با آئين نامه فعلي در زمان ساخت و يا تغيير شرايط بهره‌برداري بايستي موارد ذيل را در نظر گرفت.

-      دستگاه نظارت در صورت بروز و وجود ترديد در ظرفيت باربري پس از انجام محاسبات تحليلي مي‌تواند درخواست آزمايش بارگذاري را برروي قسمت مشكوك و يا تمام سازه ارائه نمايد.

-      آزمايش بارگذاري بايد تحت نظر نظارت و پس از گذشت حداقل 8 هفته از زمان اجراء     آن قسمت مشكوك انجام شود مگر آنكه طراح و كارفرما و پيمانكار همگي با انجام آزمايش در سن كمتر موافقت كنند.

-      آزمايش بارگذاري بايد به نحوي انجام گيرد كه اولاً منجر به خرابي و ريزش سازه يا بخشي از آن نشود و در صورت بروز خرابي، امنيت جاني افراد و سالم ماندن تجهيزات موجود تأمين شود. ملاحظات ايمني نبايد بر نتايج آزمايش و خيزها اثر گذارند.

-         هدايت و انجام آزمايش توسط مهندس ذيصلاح و با سابقه در اين كار كه مورد قبول نظارت باشد ضروري است.

-      اگر قرار باشد فقط قسمتي از سازه بارگذاري شود بايد به نحوي بارگذاري گردد كه عامل ضعف مورد شك بخوبي بررسي شود. اين امر در تيرها و دالهاي يكسره داراي اهميت زيادي است و بايد به توزيع باربرروي عضو خمشي و ايجاد حداكثر لنگر و تلاشهاي ممكن توجه نمود.

-      48 ساعت قبل از آن كه بارهاي آزمايش وارد شود، لازم است بارمرده قطعات كامل شود و تا زمان اتمام آزمايش در محل باقي بماند و معمولاً بار مرده به دلايلي هنوز در اين زمان كامل نيست كه در اينصورت اعمال تتمه بار مرده ( بدون ضريب ) لازم است.

-      بارهاي وارده مي‌تواند توسط مصالح مختلف و با قرار دادن برروي عضو خمشي اعمال گردد. استفاده از كيسه‌هاي توزين شده مواد و مصالح ساختماني يا غير ساختماني، آجر، بلوك، جدول و ... بلامانع است اما بايد وزن متوسط اين مصالح را بدست آورد. امكان استفاده از ماسه يا خاك بصورت فله‌اي و بدون كيسه نيز وجود دارد اما هر نوع مصالح بارگذاري نبايد در هنگامي كه روي عضو قرار دارد داراي اثر قوس باشد و بتواند بار خود را مستقيماً در همان نقطه وارد نمايد.

-      قبل از اينكه تتمه بار مرده وارد شود بايد ابعاد محل بارگذاري، ابعاد مقطع عضو يا اعضاء مورد نظر و روندكار مشخص شود و مقدار تتمه بار مرده لازم و مقدار بارهاي آزمايشي در كل و در هر مرحله مشخص گردد و مصالح بارگذاري تهيه شود تا در حين كار مشكل يا وقفه ناخواسته پيش نيايد.

-         پس از اعمال تتمه بار مرده لازم است مباني قرائت‌هاي خيز و تغيير مكآن ها قبل از اعمال بار آزمايش مشخص شود و اقدامات لازم جهت نصب تير مرجع و وسايل اندازه‌گيري صورت گيرد. بديهي است مبناي قرائت خيز بايد چنان باشد كه فقط خيز را در نقطه مورد نظر در اثر بارگذاري برروي قطعه مزبور نشان دهد و تأثير تغيير طول ساير اعضاء در خيز مربوطه وارد نشود. معمولاً براي اين امر تير مرجع را برروي ستونها يا ديواره‌هاي بار مربوطه قرار مي‌دهند تا بطور خودكار تغيير شكل قائم آن ها از كل خيز كسر گردد و خيز خالص بدست آيد.          خيز معمولاً در نقاطي كه احتمال داده مي‌شود حداكثر خيز و تغيير شكل حاصل شود اندازه‌گيري مي‌شود.

-      بار آزمايش با احتساب بار مرده موجود در هنگام آزمايش برابر 95/0 بار نهايي مرده و زنده (با ضريب) واقع مي‌شود و برروي عضو يا بخش مورد نظر وارد مي‌گردد. بار زنده با مراعات ضوابط كاهش سربارها طبق آيين نامه بارگذاري مورد نظر مشخص مي‌شود. بنابراين باري كه بايد علاوه بر اعمال تتمه بار مرده وارد آيد عبارت است از :

                  ( L 5/1 + D 25/1 ) 95/0 = بار كل آزمايش

L                                            425/1 + D 1875/0 = D – ( L 5/1+ D 25/1) 95/0 = بار آزمايش

بطور مثال اگر D برابر  Kg/m² 500 و Kg/m²200 = L باشد بار آزمايش عبارت است از :

                                                                         Kg/cm²  380 =200 × 425/1 + 500 × 1875/0 = بار آزمايش

اين بار علاوه بر بار مرده Kg/m² 500 به عضو مزبور وارد مي‌شود كه بار كل در واقع Kg/m²  880 است در حاليكه بارهاي مرده وزنده سرويس جمعاً Kg/m2 700 مي‌باشد.

مسلماً اگر دهانه بزرگي وجود داشته باشد و طبق آيين نامه‌هاي بارگذاري، كاهش سربار مجاز باشد، بايد آن را كاهش داد.

-      بار آزمايش بايد حداقل در چهار مرحله و با افزايش تقريباً يكسان در هر مرحله بدون وارد كردن ضربه به سازه اعمال شود. در اين مرحله هدايت تيم و نظارت بر آن كاملاً ضروري است و بايد از توزيع يكنواخت بار و اعمال همه آن (نه كم و نه زياد)‌ بر عضو خمشي مطمئن گرديد و از عملكرد قوسي مصالح بارگذاري جلوگيري به عمل آورد. 

توصيه مي‌شود در انتهاي يك مرحله از مراحل بارگذاري، بار سرويس مرده و زنده اعمال شده باشد به همين دليل افزايش دقيقاً يكسان مطرح نشده است. در مثال فوق‌ اگر در چهار مرحله بارگذاري شود، بارگذاري هر مرحله Kg/m²  95 خواهد بود و مسلماً پس از مراحل اول 595 و پس از مرحله دوم Kg/m²690 وجود خواهد داشت كه مي‌توان آنرا به 700 رسانيد و مرحله بعدي را Kg/m² 85 در نظر گرفت.

برخي علاقمندند در زير بار سرويس نيز وضعيت عضو موردنظر را دقيقاً بررسي نمايند كه در اين مرحله مي‌توانند خواسته‌هاي خود را به اجرا در آورند.

-      در آبا و ACI 318 زمان شروع بارگذاري مرحله بعد مشخص نشده است. در ACI 437 براي اعمال هر مرحله از بار بايد خيز در فواصل زماني مساوي اندازه‌گيري شود تا تغيير شكلها تقريباً به وضعيت مقادير ثابت برسند. براي اين منظور اگر تغيير بين دو قرائت خيز متوالي به فاصله حداقل 2 ساعت از 10 درصد خيز كل اوليه ثبت شده براي مرحل بارگذاري جاري تجاوز نكند، مي‌توان تغيير شكلها را تقريباً ثابت شده تلقي كرد و بار مرحله بعدي راوارد نمود.

-      اگر در طول آزمايش خيزها از حداكثر خيز مجاز تجاوز نمايد آزمايش را بايد متوقف كرد اما در صورت صلاحديد مهندس ناظر و مهندس آزمايش كننده، آزمايش مي‌تواند ادامه يابد كه اين مسئله دقيقاً به اينكه آزمايش در چه مرحله‌اي است و چه وضعيتي در قطعه حاكم است و چه تدابيري براي جلوگيري از خرابي و آسيب ديدگي تدارك ديده‌ مربوط مي‌شود.

-      مهندس آزمايش كننده بايد مرتباً در هر مرحله بارگذاري، تغيير شكلها، تركها، چرخش‌ها و غيره را كنترل نمايد. بديهي است قبل از انجام و شروع آزمايش نيز وضعيت قطعه يا اعضاء از نزديك بايد بررسي و ثبت شده باشد تا تغييرات حاصله بتواند مشخص شود. اين بررسيها مي‌تواند منجر به دستور قطع آزمايش و يا تداوم آن گردد.

-      رسم منحني بار تغيير شكل (خيز) براي نقاط بحراني كه در آن خيز اندازه‌گيري مي‌شود مي‌تواند انجام شود كه دستگاههاي الكترونيكي ثبات مي‌توانند كمك مؤثري باشند و پاسخي از طرف سازه براي بارگذاري و رسيدن به ظرفيت باربري نهائي تلقي مي‌شوند.

-         پس از اينكه چهار مرحله بارگذاري ( يا بيشتر ) با بارهاي آزمايشي كامل شد، بايد خيز را قرائت كرد ( قرائت اوليه).

-      سپس بايد بلافاصله اقدام به باربرداري نمود. بار برداري معمولاً در 2 مرحله يا بيشتر انجام مي‌شود و مقدار بار برداشته شده در هر مرحله نبايد از دو برابر مقدار بارگذاري در هر مرحله تجاوز نمايد.

-      شروع باربرداري هر مرحله نيز تابع ضوابط بارگذاري در هر مرحله است با اين تفاوت كه در اينجا خيزها در حال كاهش است و وقتي آهنگ برگشت خيز ثابت شد مرحله بعدي باربرداري آغاز مي‌شود. مسلماً در اين حالت بار مرده سرويس وجود خواهد داشت.

-         24 ساعت پس از حذف بار آزمايش قرائت نهايي خيز انجام مي‌گيرد.

-         معيار پذيرش سازه از نظر ظرفيت باربري آن است كه خيز حاصل از قرائت اوليه در پايان بارگذاري با بار آزمايش از مقدار مجاز زير تجاوز نكند

كه در آن L_t طول دهانه ( فاصله محور تا محور تكيه‌گاه و يا فاصله آزاد بين تكيه‌گاهها به اضافه ارتفاع عضو، ‌هر كدام كوچكتر است، مي‌باشد. در تيرها يا دالهاي طره‌اي طول مربوطه در برابر فاصله تكيه‌گاه تا انتهاي طره است و h ارتفاع قطعه مي‌باشد

همچنين نبايد آثار شكست يا گسيختگي ريختن بتن و چرخش مشاهده شود وگرنه نبايد اجازه آزمايش مجدد هم در آن قسمت داده شود.

-      در صورتيكه خيز موجود از حد مجاز فوق تجاوز نمايد اما برگشت تغيير مكان طي 24 ساعت پس از حذف بار آزمايش مساوي با 75 درصد حداكثر خيز اوليه باشد ظرفيت باربري تأمين است در غير اينصورت نمي‌توان سازه يا عضو را از اين نظر قبول نمود. برگشت خيز نشانه رفتار الاستيك مي‌باشد و نشان مي دهد سازه به محدوده پلاستيك بصورت جدي وارد نشده است (‌در عضو پيش تنيده اين مقدار 80 درصد است). زير بار سرويس نبايد از خيز محاسباتي طراحي تجاوز شود و تركي بوجود آيد.

-      درصورتيكه قطعات از نوع غير پيش تنيده و در  آزمايش مردود تلقي شده باشند مي‌توان آنرا پس از حداقل 72 ساعت از شروع باربرداري مجدداً مورد آزمايش قرار داد. در اين حالت اگر ترك يا شكست و گسيختگي خاصي مشاهده نشود و برگشت تغيير مكان نيز مساوي يا بيشتر از 80 درصد حداكثر خيز اوليه در آزمايش مجدد باشد مي‌توان آنرا قبول نمود.

-      اگر باز هم قطعه مردود شود اما ترك و خرابي حاصل گردد و قطعه تعمير شود يا سطح انتظار از قطعه تغيير كند نبايد آزمايش مجدد انجام گردد مگر اينكه در تعمير و مقاوم سازي سطح كيفي سازه ارتقاء يافته باشد.

 

 

مقاوم سازی دالها با FRP

مقاوم سازی و بهسازی کف و دالهای بتنی بخصوص سقف بتنی از طریق پوشش FRP (جهت رسیدن به ظرفیت و عملکرد مورد نظر)، باعث افزایش مقاومت خمشی، برشی و همچنین افزایش مقاومت در برابر خوردگی، ارتعاش، سایش (که سبب افزایش عمر دال می‌گردد) و ... می‌شود.

نوع المان سازه ای:

دالهای بتنی

سقف های کامپوزیت

سقفهای طاق ضربی

سقف های تیرچه بلوک

سقف های تیرچه کرومیت

هدف از مقاوم سازی با ورقه های FRP:

افزایش مقاومت خمشی دالهای یک طرفه

افزایش مقاومت خمشی دالهای دو طرفه

تقویت و افزایش مقاومت برشی

افزایش سختی

کنترل گسترش ترک

افزایش دوام و عمر

افزایش شکل پذیری

ترمیم و تقویت ناشی از خوردگی

افزایش مقاومت در برابر خوردگی

 

 

 

 

مقاوم سازی با الیاف FRP پدستال ها و فونداسیونها

در مراکز صنعتی پدستالها برای باربری ادوات مانند سیستم پمپاژ و تکیه گاههای ستون فولادی مورد استفاده قرار میگیرند. ارتعاشات ناشی از سیستم ها در اثر انتقال به پدستالهای بتونی، باعث ترک خوردن و ورقه ورقه شدن بتن می‌گردد. سیستم مقاوم سازی با الیاف FRP ترکها را محدود کرده و پدستال را از خوردگی آتی محافظت می‌کند.

هدف از مقاوم سازی:

افزایش مقاومت برشی

افزایش عمر و دوام

کنترل ترک

افزایش مقاومت در برابر خوردگی

مقاوم سازی ستونها با تکنولوژی FRP

برای مقاوم سازی ، تقویت و افزایش مقاومت ستونهای بتنی و فولادی در برابر زلزله، سایش، خوردگی، حرارت، آتش سوزی و یا باز گرداندن ستون به عملکرد دلخواه می‌توان از FRP Wrap ها استفاده کرد. بدین ترتیب ضمن افزایش مقاومت خمشی و برشی ستون، مقاومت در برابر مواد شیمیایی نیز افزایش یافته و عمر سازه و شکل پذیری آن از طریق محصور شدگی با FRP افزایش می‌یابد.

نوع المان سازه ای:

ستونهای بتنی

لوله های بتنی

ستونهای فولادی

لوله های فولادی

هدف از مقاوم سازی با FRP:

افزایش مقاومت خمشی

افزایش مقاومت برشی

افزایش مقاومت فشاری

کنترل گسترش ترک

افزایش دوام و عمر

افزایش شکل پذیری

ترمیم ناشی خوردگی

افزایش مقاومت در برابر خوردگی 

 

 

 

نصب و اجرای مصالح FRP

الیاف و مصالح مختلف FRP می‌توانند نوسط روشهای دستی، روش دور پیچی با دستگاه مکانیزه (ماشینی)، دستگاه آغشته ساز الیاف،  عمل آوری سریع در محل اجرا و یا از طریق روش انتقال تزریق رزين (Resin Transfer Molding) بدون نیاز به حفاری (Trench less) بر روی المانهای مورد نظر نصب گردد. مراحل گام به گام اجرای الیاف FRP برای تقویت و مقاوم سازی به شرح زیر است:

 

 

1. آماده سازی سازه مقاوم سازی: قبل از انجام هرگونه تقویت با ورقه های FRP بایستی درصورت نیاز بتن تخریب شده را جدا کرده و در صورت رسیدن به آرماتور خورده شده اقدامات مربوط به ترمیم آنها یا تعویض آنها را انجام دهیم و سپس با مصالح یکنواخت سطح آنها را بپوشانیم.

2. آماده سازی سطح: پس از تعمیر سازه آسیب دیده، سطح آن کاملا صاف شده و نامنظمی ها و زوایای تند و تیز گوشه ها به وسیله ماسه پاشی Send Blast، ماله، فشار آب Water Jet یا ساب کاملا گرد می شود.

3. به کار بردن آستری یا پرایمر FRP: برای افزایش چسبندگی و جلوگیری از جدایش ورقه FRP  از لایه چسب یا رزین اپوکسی بین بتن و ورقه، با غلتک یک لایه اپوکسی FRP با لزجت کم به طور موضعی روی سطح موردنظر به عنوان پرایمر می‌مالند.

4. بتونه کردن سطح مقاوم سازی: یک لایه چسب FRP با ویسکوزیته بالا برای پرکردن خلل و فرج و فرورفتگیها در محلهای مورد نیاز به کار برده می شود. چسبندگی مناسب الیاف یا لمینت FRP با اجرای مستقیم مصالح ترمیم بر روی لایه زیرین که به درستی آماده شده است حاصل می‌شود.

5. بریدن شیت FRP: بر روی یک سطح تمیز و آماده که عاری از هر گونه آلودگی، چسب و ناصافی است ورقه FRP مطابق مشخصات و جزئیات ارائه شده بریده می شود.

6. اشباع کردن الیاف FRP: در پروژه های بزرگ مقاوم سازی ورقه ها با دستگاههای گرداننده خاص در کارخانه اشباع می شوند و لایه اپوکسی یا ماتریس رزین به آن اضافه می شود و فقط کافی است در محل مورد نظر چسبانده شود ولی در کارهای کوچکتر در محل کارگاه رزین FRP روی سطح موردنظر مالیده شده سپس ورقه FRP خشک و بدون چسب بر روی سطح بتن چسبانده می شود.

7. کاربرد  مصالح FRP: الیاف را با دقت روی سطح هموار و بدون هیچ گونه آلودگی، حباب هوای محبوس به صورت کاملا صاف و مستقیم دقیق می چسبانند.

8. نظارت بر کنترل کیفیت FRP: در زمان عمل آوری 2 تا 6 ساعت بسته به شرایط حاکم، سطح مقاوم سازی شده با FRP چک و کنترل می شوند تا هیچ گونه حباب هوا بین لایه FRP و بتن حبس نشده باشد و خم شدگی یا بیرون زدگی (Sagging) وجود نداشته باشد و ناظرهای تربیت شده ای برای کنترل کیفیت FRP استفاده می شود.

9. اطمینان از کیفیت اجرای مقاوم سازی با FRP: گزارش های کنترل کیفیت تهیه شده و به خوبی نگهداری می شوند تا اطمینان از اجرای موفقیت آمیز ترمیم ، تقویت و تعمیر با FRP حاصل شود.

10. لایه رویه FRP: پس از عمل آوری و نظارت بر کیفیت اجرای مقاوم سازی، ورقه های FRP به منظور حفاظت، نگهداری و حفظ زیبایی و معماری با یک لایه بتن رویین یا ماده ای دیگر پوشانده می شوند.

 

 

 

 

 

مشخصات عمومی محصولات کامپوزیتی FRP:

مشخصات کلی و مکانیکی کامپوزیتهای FRP به شرح زیر می‌باشد:

مقاومت FRP در مقابل خوردگی

بدون شك برجسته‌ترین و اساسی‌ترین خاصیت سیستم های كامپوزیتی FRP مقاومت FRP در مقابل خوردگی و خصوصیات فنی بالای الیاف و صفحات FRP در مقاوم سازی است. در حقیقت این خاصیت ماده FRP تنها دلیل نامزد كردن آنها به عنوان یك گزینه جانشین برای اجزاء فولادی و نیز میلگردهای فولادی است. به خصوص در سازه‌های بندری، ساحلی و دریایی و همچنین در سازه های مرتبط با نفت ، پتروشیمی و پالایشگاهی مشخصات فنی مناسب كامپوزیت FRP در مقابل خوردگی، سودمندترین مشخصه میلگردهای FRP است.

مقاومت FRP

مصالح FRP معمولاً مقاومت كششی بسیار بالایی دارند، كه از مقاومت كششی فولاد به مراتب بیشتر است. مقاومت كششی بالای مواد FRP كاربرد آنها را برای سازه‌های بتن آرمه، خصوصاً برای سازه‌های پیش‌تنیده بتنی و مقاوم سازی بسیار مناسب نموده است. مقاومت كششی مصالح FRP اساساً به مقاومت كششی، نسبت حجمی، اندازه و سطح مقطع فایبرهای FRP بكار رفته در آنها بستگی دارد. مقاومت كششی محصولات FRP برای میله‌های با الیاف كربن 1100 تا 4900 Mpa ، برای میله‌های با الیاف شیشه تا 2300 Mpa، و برای میله‌های با الیاف آرامید تا MPa 1650 گزارش شده است. چنین مشخصات فنی بالا اهمیت مقاوم سازی با FRP را بیش از بیش روشن می سازد.

مدول الاستیسیته FRP

مدول الاستیسیته الیاف FRP اكثراً در محدوده قابل قبولی قرار دارند. مدول الاستیسیته FRP ساخته شده از الیاف كربن، شیشه و آرامید به ترتیب در محدوده 200 تا 230 ، 70 و GPa 60 گزارش شده است. برای مقاوم سازی و تقویت بتن از این الیاف استفاده می شود.

وزن مخصوص FRP

وزن مخصوص FRP به مراتب كمتر از وزن مخصوص فولاد است؛ به عنوان نمونه وزن مخصوص كامپوزیتهای CFRP یك سوم وزن مخصوص فولاد است. نسبت بالای مقاومت به وزن در الیاف FRP از مزایای عمده آنها در كاربردشان به عنوان تقویت و مسلح كننده بتن محسوب می شود.

عایق بودن FRP

مصالح FRP خاصیت عایق بودن بسیار عالی دارند. به بیان دیگر، این مواد از نظر مغناطیسی و الكتریكی خنثی بوده و عایق مناسبی محسوب می‌شوند. بنابراین استفاده از بتن مسلح به FRP به جای استفاده از میل گردهای فولادی در قسمتهایی از بیمارستان كه نسبت به امواج مغناطیسی حساس هستند. و در مسیرهای هدایتی قطارهای شناور مغناطیسی و همچنین در باند فرودگاهها و مراكز رادار بسیار سودمند خواهد بود.

مقاومت خستگی FRP

خستگی خاصیتی است كه در بسیاری از مصالح ساختمانی وجود داشته و در نظر گرفتن آن ممكن است به شكست غیر منتظره، خصوصاً در اجزایی كه در معرض سطوح بالایی از بارها و تنش‌های تناوبی قرار دارند، منجر شود. در مقایسه با فولاد، رفتار مصالح FRP در پدیده خستگی بسیار عالی است؛ به عنوان نمونه برای تنش‌های كمتر از یك دوم مقاومت نهایی، مواد FRP در اثر خستگی گسیخته نمی‌شوند و مناسب مقاوم سازی با FRP در بتن می باشند.

خزش FRP

پدیده گسیختگی ناشی از خزش اساساً در تمام مصالح ساختمانی وجود دارد؛ با این وجود چنانچه كرنش ناشی از خزش جزء كوچكی از كرنش الاستیك باشد، عملاً مشكلی بوجود نمی‌آید. در مجموع، رفتار خزشی كامپوزیت‌های FRP بسیار خوب است؛ به بیان دیگر، اكثرFRP های در دسترس، دچار خزش نمی شوند.

چسبندگیFRP با بتن در مباحث مقاومسازی

خصوصیت چسبندگی، برای هر ماده‌ای كه به عنوان مسلح كننده بتن بكار رود، بسیار مهم تلقی می شود. تحقیقات اخیر در دنیا مقاومت چسبندگی خوب و قابل قبولی را برای میله‌های كامپوزیتی FRP در مقاوم سازی بتن گزارش می كند.

برای مشاهده مشخصات شیت های کربن، شیشه و آرامید و میلگرهای FRP شرکت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران لطفا به قسمت محصولات وبسایت مراجعه کنید.

 

 

 

 

کاربردهای FRP

به دنبال فرسوده شدن سازه‌های زیر‌بنایی و نیاز به تقویت و مقاوم سازی سازه‌ها برای برآورده کردن شرایط سخت‌گیرانه طراحی طبق نشریه های جدید، طی دو دهه اخیر تأکید فراوانی بر روی تعمیر و مقاوم‌سازی ساختمان ها در سراسر جهان، صورت گرفته است. از طرفی، بهسازی لرزه‌ای سازه‌ها بخصوص در مناطق زلزله‌ خیز، اهمیت فراوانی یافته است. در این میان تکنیک‌های استفاده از مواد مرکب FRP بعنوان مسلح‌ کنندة خارجی به دلیل خصوصیات و مشخصات فنی الیاف CFRP و GFRP، از جمله مقاومت بالا، سبکی، مقاومت شیمیایی و سهولت اجرا، در مقاوم‌سازی و تقویت سازه‌های بتنی و فولادی اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده‌اند. از طرف دیگر، این تکنیک‌ها به دلیل اجرای سریع و هزینه‌های کم مورد پسند جامعه مهندسی برای کاربرد FRP قرار گرفته است.

دلیل دیگر استفاده از صفحات و پروفیل های FRP و کاربرد آن در داخل بتن، جلوگیری از پدیده خوردگی در برابر اسید های قوی و افزایش عمر سازه در برابر ارتعاش زلزله می باشد. هرچند که استفاده از پروفیل FRP به جای فلز سبب کاهش وزن بنا نیز خواهد شد، اما در استفاده از این صفحات، مساله کاهش وزن اهمیت ناچیزی نسبت به دو مورد بیان شده دارد. دلیل بالا بودن عمر کامپوزیت های FRP خواص غیر کشسان الیاف است. در حالی که مواد فلزی حالت کشسان داشته و انرژی جذب شده را میرا می نمایند. بنابراین مواد کامپوزیتی FRP در برابر ارتعاشات زلزله عملکرد بهتری خواهند داشت و بهترین گزینه جهت مقاوم سازی ساختمان FRP خواهد بود (برای مقابله با زلزله).  مصالح پلیمری یا کامپوزیتی FRP در واقع به عنوان پوشش های محافظتی، مقاومت سازه را در برابر مواد شیمیایی بسیار خورنده (محیط های اسیدی قوی)، مولکولهای پر تحرک و آشفته آب، دمای بالا و سایش افزایش می دهد. استفاده از این پوشش ها به همراه کامپوزیتهای FRP ضمن افزایش مقاومت المانهای زیر، آنر نفوذناپذیر و عایق نیز می کند.