مقاوم سازی سازه های بتنی
کلینیک بتن ایران
کـلینیــــک بتـــــــن ایران ، هلدینـــــگ تولـــــــــیدی ، مــــــهندسی ، بـــــــازرگانی و آموزشـــــی بتــن کشور
ساعات کاری

شنبه - پنجشنبه ۸:۰۰ - ۱۸:۰۰

Search

آزمایش تعیین مقاومت کششی میلگرد

تماس برای مشاوره؟

متخصصین و کارشناسان کلینیک بتن ایران آماده پاسخگویی به سوالات شما می باشند.

فهرست

جستجوی کلمه آزمایش تعیین مقاومت کششی میلگرد در سایت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران با کد 1986

 

 

 

آزمایش تعیین مقاومت کششی میلگرد

 

4 آزمون‌های مقاومت نیمه مخرب

در سال‌های اخیر در روش‌های ارزیابی مقاومت بتن در محل که موجب یک آسیب محلی می‌شود، پیشرفت‌های قابل توجهی صورت گرفته است. این آسیب آنقدر کوچک است که هیچ خللی در عملکرد سازه ایجاد نمی‌کند. همه این روش‌ها، آزمون ناحیه سطحی هستند که تنها به دسترسی به یک وجه بتن که در معرض دید است نیاز دارد. این روش‌ها تغییر مفهوم تکنیک‌های مقاومت نفوذی، بیرون کشیدگی، پاره‌شدگی و خردشدگی را دربر دارند که طی سال‌های زیادی مطرح شده است. برآورد مقاومت به وسیله نمودارهای همبستگی صورت می‌گیرد که به طور کلی به همان تعداد متغیری حساس است که چکش برجهندگی یا آزمون سرعت پالس حساس است. کاربرد و دقت آن دارای نقایصی است که ممکن است بنا به روش متفاوت باشد اما شرایط زیادی وجود دارد که این روش‌ها در آن ارزش قابل توجهی دارد. ویژگی کلیدی این است که در مقایسه با تاخیر چند روزه برای آزمون مغزه، برآورد مقاومت مستقیما امکانپذیر است هر چند دقت ممکن است مناسب نباشد، آزمون به طور قابل توجهی کمتر مخرب و آسیب‌رسان است.

تثبیت‌شده ترین روش‌ها تحت استاندارد آمریکا و سایر استانداردهای ملی قرار گرفته و BS 1881: Part 207 (75) و گزارش کمیته 228 ACI آن‌ها نیز شامل این روش‌ها است (37). انتخاب روش در هر شرایط خاص عمدتا به این بستگی دارد که آیا آزمون قبل از قالب‌گیری از پیش برنامه‌ریزی شده است و همچنین به عوامل عملی نظیر دسترسی، هزینه، سرعت و دانش قبلی درباره بتن مورد نظر وابسته است. از این آزمون‌ها تنها زمانی می‌توان استفاده کرد که موفقیت آزمون در سطوح قابل قبول باشد.

1.4 آزمون مقاومت نفوذ

تکنیک شلیک میخ یا پیچ‌های فولادی به سطح بتن برای ایجاد اتصالات کاملا جا افتاده است و روشن است عمق نفوذ تحت تاثیر مقاومت بتن قرار دارد. روش تعیین مقاومت مبتنی بر این رویکرد با استفاده از یک پیچ با طراحی خاص و کارتریج انفجاری استاندارد، اواسط دهه 1960 در آمریکا توسعه یافته و به آزمون پروب میندسور معروف است (76). این روش به خصوص برای کنترل توسعه مقاومت در سایت در آمریکا و کانادا متداول شده و تابع ASTM C803 است (77). مقامات زیادی در آمریکای شمالی آن را معادل مغزه‌های سایت دانسته و برخی موارد به جای سیلندرهای کنترل در آزمون مطابقت مناسب است. استفاده در خارج از آمریکای شمالی محدود شده است اما این ابزار براحتی در دسترس بوده و این روش تحت استاندارد BS 1881: Part 207 قرار گرفته است.

با اینکه ارتباط دادن نظری عمق نفوذ پیچ به مقاومت بتن کار مشکلی است، روابط تجربی منسجم را می‌توان مشاهده کرد که اساسا هیچ تاثیری از تکنیک اپراتور نمی‌گیرد. این روش نوعی آزمون سختی است و اندازه‌گیری‌ها صرفا به کیفیت بتن نزدیک سطح مربوط است اما ادعا می‌شود ناحیه بین تقریبا 25 و 75 میلیمتری زیر سطح بر نفوذ تاثیرگذار است. عمق از آزمون برجهندگی یا هر آزمون «ناحیه سطح» تثبیت شده دیگر، به طور قابل توجهی بیشتر است.

یک روش با مقیاس کوچکتر نیز پیشنهاد شده است (78) که در آن چکش فنری، یک گیره کوچک را به سطح بتن تا عمق بین 8-4 میلیمتر می‌کوبد. این آزمون نفوذ گیره در اصل برای تعیین مقاومت بتن در محل در نظر گرفته است تا مهار قالب‌گیری میسر شود.

1.1.4 پروب ویندسور

ابزار و عملکرد آزمون: پیچ یا پروب که به بتن شلیک می‌شود (شکل 1.4) ار نوع آلیاژ فولاد سخت‌شده است. مخروط انتها صاف برای سوراخ کردن ماتریس و سنگدانه نزدیک سطح و یک شانه برای بهبود چسبندگی به بتن متراکم و تضمین جایگیری محکم از ویژگی‌های اصلی آن است.

قطر پروب‌ها به طور کلی 6.35 میلیمتر و طول آن‌ها 79.5 میلیمتر است اما پیچ‌های دارای قطر بیشتر (7.94 میلیمتر) برای آزمون بتن‌های سبک موجود است.

شکل 1.4 پروب آزمون مقاومت نفوذی.

شکل 2.4 محرک مورد استفاده.

یک سر فولادی شلیک در انتهای رگه‌دار پیچ پیچیده شده و راهنمای پلاستیکی پروب را درون دهانه محرکی قرار می‌دهد که از ان شلیک می‌شود. این محرک که در شکل 2.4 در حال کار نشان داده شده است از یک کارتریج قدرت به دقت استاندارد شده بهره می‌گیرد. این محرک بدون توجه به جهت‌گیری شلیک، مقدار ثابت انرژی را به پروب می‌دهد و سرعت 183 میلیمتر بر ثانیه را تولید می‌کند که بیش از 1٪± تغییر نمی‌کند. وقتی با بتن دارای مقاومت پایین سر و کار داریم، صرفا با قرار دادن پروب در یک موقعیت ثابت درون لوله محرک، این میزان قدرت را می‌توان کاهش داد. محرک در مقابل صفحه فولادی که روی سطح بتن قرار دارد محکم تحت فشار قرار می‌گیرد که یک چفت ایمنی را رها کرده و وقتی ماشه کشیده شود، شلیک را میسر می‌کند. پس از شلیک، سر محرک و صفحه مکان‌یابی برداشته شود و هر آوار سطحی اطراف پروب دور انداخته شده یا با برس تمیز می‌شود تا یک سطح صاف بدست آید. یک صفحه فولادی مسطح روی این سطح قرار می‌گیرد و یک درپوش فولادی روی پروب پیچانده می‌شود تا اندازه‌گیری طول در معرض دید تا نزدیک‌ترین 0.5 میلیمتر را با عمق‌سنج کالیبره فنری میسر شود که در شکل 3.4 نشان داده شده است.

همان طور که ذکر شد نفوذهای پروب را می‌توان تک تک اندازه‌گیری کرد یا می‌توان پروب‌ها را در گروه‌های سه‌تایی با استفاده از قابل مثلثی با پروب‌های واقع در مرکز 177 میلیمتری اندازه‌گیری کرد. در این حالت، سیستم صفحات اندازه‌گیری مثلثی به کار می‌رود که یک خوانش متوسط از طول در معرض دید گروه پروب‌ها ارائه خواهد کرد. این رویکرد می‌تواند عدم یکپارچگی بین تک تک پروب‌ها را پنهان می‌کند و اندازه‌گیری هر پروب به طور جداگانه ارجحیت دارد. آنگاه مقدار متوسط اندازه‌گیری شده طول پروب در معرض دید را می‌توان به وسیله جداول یا نمودارهای کالیبراسیون مناسب به طور مستقیم به مقاومت بتن ارتباط داد.

شکل 3.4 اندازه‌گیری ارتفاع.

باید اذعان کرد در انگلیس مطابقت با شرایط BS 4078: Part 1 (79) مربوط به استفاده از واحدهای محرک پودری و نیز طیف قوانین ایمنی و سلامت که در BS 1881: Part 207 (75) فهرست شده است، الزامی است. این محدودیت‌ها می‌تواند استفاده از این تکنیک را در برخی موقعیت‌ها محدود کند.

2.1.1.4 روال کار: تک تک پروب‌ها ممکن است تحت تاثیر ذرات سنگدانه نزدیک به سطح که به طور ویژه‌ای قوی هستند قرار گیرد و لذا پیشنهاد می‌شود حداقل سه آزمون انجام گیرد و برای نتیجه‌گیری میانگین‌ آن‌ها گرفته شود. اگر محدوده یک گروه از سه آزمون بیشتر از 5 میلیمتر باشد، آزمون دیگری باید انجام داد و بیشترین مقدار را دور انداخت. با اینکه ناهمواری جزئی سطح اهمیت ندارد، سطوح درشت‌تر از پرداخت جاروبی باید قبل از آزمون برای صاف شدن ساییده شود و پروب همواره باید به صورت عمود بر سطح حرکت داده شود.

وقتی مقاومت مکعب پیش‌بینی شده بتن کمتر از N/mm2 26 باشد، از موقعیت «کم‌توان» باید استفاده کرد اما در مورد مقاومت‌های بالاتر، این نفوذ نمی‌توان آنقدر کافی باشد که جایگیری محکم پروب را تضمین کند و موقعیت «با توان استاندارد» الزامی است. اگر پروب‌ها در همان بتن دارای مقاومت بالا ثابت باقی نماند، اندازه‌گیری مستقیم عمق سوراخ ایجاد شده پس از تمیزکاری و تفریق آن از طول پروب امکانپذیر خواهد بود. با این حال، باید توجه داشت این کار با شرایط BS 1881: Part 207 مطابقت ندارد. تولیدکنندگان این سیستم پیشنهاد می‌کنند حداقل فاصله لبه 100 میلیمتری باید حفظ شود (75 میلیمتر در توام کم) اما تجربه نویسندگام حاکی از آن است که این مقادیر همواره نمی‌توان آنقدر کافی باشد که از شکافتن جلوگیری کند. به علاوه، پروب‌ها حداقل باید 175 میلیمتر دور باشد تا از هم‌پوشانی نواحی تاثیر جلوگیری شود.

BS 1881: Part 207 فاصله لبه 150 میلیمتری و حداقل فاصله‌گذاری 200 میلیمتری را پیشنهاد کرده و محدودیت دیگری را اضاف می‌کن مبنی بر اینکه آزمون نباید در حدود 50 میلیمتری نوار تقویت انجام شود. حداقل ضخامت عنصر بتن نیز 150 میلیمتر پیشنهاد می‌شود.

سختی سنگدانه عامل مهمی در ارتباط نفوذ با مقاومت به مشار رفته و لذا ممکن است تعیین مقدار آن ضروری باشد. ایم مقدار بر اساس مقیاس سختی موهس ارزیابی می‌شود که سیستم طبقه‌بندی مواد معدنی به ده گروه از لحاظ سختی است. گروه 10 سخت‌ترین و گروه 1 نرم‌ترین آن‌ها است و لذا هر ماده معدنی یه ماده دیگر از گروه پایین‌تر از خود را می‌خراشد. آزمون شامل خراشیدن سطح ذره سنگدانه معمولی با مواد معدنی از یک بسته آزمون است که سختی آن معلوم است؛ به منظور کاهش سختی ابتدا سخت‌ترین ماده و سپس سایر مواد مورد استفاده قرار می‌گیرد تا زمانی که علامت خراشیدن پاک شود. اولین خراشی که بتوان پاک کرد نشان دهنده طبقه‌بندی موهس سنگدانه است.

3.1.1.4 نظریه، کالیبراسیون و تفسیر: یک توصیف نظری قانع‌کننده درباره نفوذ بتن حجیم به وسیله پروب امکانپذیر است زیرا تردیدی وجود ندارد که ترکیب پیچیده نیروهای فشاری، کششی، برشی و سایشی باید وجود داشته باشد. تولیدکنندگان ابزار پروب ویندسور اظهار کرده‌اند حباب تراکم فشاری سطح زیرین در مقابل نفوذ مقاومت می‌کند که در شکل 4.4 نشان داده شده است. سطح بتن در زیر نوک پروب فشرده شده و همان طور که امواج شوک مربوط به این ضربه به بدنه بتن نفوذ می‌کند، موجب خطوط شکستگی و از اینرو پوسته پوسته شدن سطح مجاور پروب خواهد شد. انرژی مورد نیاز برای ایجاد این پوسته پوسته شدگی یا شکستن قطعات سنگدانه، درصد پایین مجموع انرژی پروب رانده شده بوده و لذا اثر کمی بر عمق نفوذ خواهد داشت. نفوذ ادامه پیدا می‌کند در حالی که ترک‌ها لزوما به سطح نرسیده و در نهایت دیگر به صورت قطرات تنشی تشکیل نمی‌شود. با له شدن مداوم در این نقطه، شکستگی سطحی و تراکم حباب بتن، انرژی جذب می‌شود. این اثر اخیر از برجهندگی پروب جلوگیری کرده و ادعا می‌شود این حباب و عمق نفوذ نسبت معکوسی با مقاومت فشاری خواهد داشت. در حال حاضر برای حمایت از این طرح‌ها، هیچ داده‌ای در دست نیست. با اینکه مفهوم خاصیت اندازه‌گیری شده مربوط به بتن زیرین نسبت به سطح، معقول به نظر می‌رسد، این طرح‌ها را باید ساده قلمداد کرد.

با اینکه به لحاظ نظری می‌توان محاسبات را مبتنی بر جذب انرژی جنبشی پروب انجام داد، اما این کار مشکل است و ایجاد رابطه تجربی بین نفوذ و مقاومت بسیار ساده‌تر است.

شکل 4.4 حباب تراکم.

شرط حداقل فاصله لبه مانع کالیبراسیون می‌شود و از شافتن جلوگیری می‌کند. با اینکه می‌توان از مکعب‌ها یا استوانه‌های استاندارد 150 میلیمتری برای آزمون در توان کم استفاده کرد، نمونه باید طی آزمون در امان نگه داشته شود. تولیدکنندگان پروب ویندسور یک قالب نگهدارنده برای استوانه‌ها در دسترس قرار می‌دهند و مکعب‌ها به ساده‌ترین شکل در دستگاه آزمون تراکم محکم می‌شود هر چند درباره تاثیر مقاومت فشاری اعمال شده هیچ اطلاعاتی در دست نیست. مالوترا (50) پیشنهاد کرده است گروه‌های حداقل شش نمونه‌ای از یک بچ مورد استفاده قرار گیرد و سه نمونه از لحاظ تراکم مورد آزمون قرار گیرد و هر کدام از سه نمونه دیگر با یک آزمون پروب مورد آمزون قرار گیرد و برای رسیدن به یک نکته درباره نمودار کالیبراسیون، از نتایج میانگین گرفته شود. به علاوه او نشان داده است کاهش مقاومت اندازه‌گیری شده استوانه‌هایی که قبلا پروب شده‌اند ممکن است تا 17.5٪ باشد و لذا این نمونه‌ها را نمی‌توان برای اهداف کالیبراسیون از لحاظ تراکم مورد آزمون قرار داد.

وقتی مقاومتمکعب بتن بیشتر از N/mm2 26 باشد، استفاده از ترکیبی از مکعب‌ها یا استوانه‌ها برای آزمون تراکم و دال یا تیر بزرگتر متعلق به یک بچ برای پروب کردن الزامی است. اندازه این نمونه‌ها اهمیت ندارد به شرط اینکه آنقدر بزرگ باشد که حداقل با سه پروب منطبق باشد که حداقل شرایط فاصله لبه و فاصله‌گذاری را فراهم می‌کند. این نمونه‌های آزمون را باید به طور یکسان متراکم باشد و همه آن‌ها باید باهم عمل‌آوری شود. در این موقعیت‌ها، استفاده از اندازه‌گیری سرعت پالس التراسونیک جهت مقایسه کیفیت بیت بین نمونه‌ها ارزشمند خواهد بود. نویسندگان (80) این رویکرد را در یک پژوهش مورد استفاده قرار دادند که در آن تیرهای 150×250×1000 میلیمتری برای پروب و مکعب‌های 100 میلیمتری برای آزمون تراکم بکار رفته و معلوم شد مقاومت بتن تیر بین 10 و 20 درصد کمتر از بتن در مکعب‌ها است. از آنجا که کالیبراسیون‌ها با طور طبیعی به مقاومت واقعی بتن ارتباط دارد، اهمیت دارد شرایط رطوبت نمونه‌ها مشابه باشد. شکل 5.4 نمودار کالیبراسیون معمولی حاصل از این روش را با دامنه مقاومت حاصل از تغییرات نسبت آب به سیمان و سن را نشان می‌دهد. رابطه بین نفوذ و مقاومت در دو سطح توان متفاوت را نمی‌توان به راحتی به هم ارتباط داد و لذا تولید نمودارهای کالیبراسیون برای هر کدام از آن‌ها به طور تجربی الزامی است.

تولیدکنندگان ابزار آمزون جداول کالیبراسیون را ارائه می‌کنند (76) که در آن سختی سنگدانه تنها متغیر تاثیرگذار بر رابطه نفوذ و مقاومت به شمار می‌رود. طبق کار این نویسندگان و تجربه گزارش شده از آمریکا (81) مشخص شده است که این مساله مصداق ندارد و نوع سنگدانه نیز می‌تواند تاثیر زیادی داشته باشد. می‌توان نتیجه گرفت جداول تولیدکنندگان مبتنی بر سنگ خردشده است و در مورد ماسه‌های گرد مقاومت نهایی ممکن است کمتر از مقاومتی باشد که نتایج پروب نشان می‌دهد. باید انتظار داشت اختلاف اتصالات در رابط سنگدانه و ماتریس ناشی از مشخصات سطح سنگدانه می‌تواند مقاومت نفوذی و مقاومت نهایی را تحت تاثیر قرار دهد. با این وجود، همان طور که در شکل 6.4 مشخص شده است اندازه اختلاف کالیبراسیون که ممکن است به آن نسبت داده شود آزاردهنده است.

  طول پروب در معرض دید (کم‌توان) (میلیمتر)

شکل 5.4 کالیبراسیون مقاومت کم‌توان معمولی (طبق مرجع 80)

 طول پروب در معرض دید (کم‌توان) (میلیمتر)

شکل 6.4 مقایسه کالیبراسیون‌ها (طبق مرجع 76 و 80).

کالیبراسیون‌های تعدادی از منابع در شکل 7.4 مورد مقایسه قرار گرفته است. به نظر می‌رسد شرایط رطوبت، اندازه سنگدانه (تا 50 میلیمتر) و نسبت‌های سنگدانه همگی تاثیراتی دارند که در مقایسه با سختی سنگدانه و نوع آن اندک است. سوامی و الحامد (82) نیز اظهار کرده‌اند با توجه به رابطه متفاوت نفوذ و مقاومت بتن کهنه و جدید، شرایط عمل‌آوری و سن اهمیت دارد. بنابراین، لازم است نمودارهای کالیبراسیون مناسبی برای نوع سنگدانه خاص مطرح در هر کاربرد عملی این روش تهیه کرد و این شرط در بتن‌های سبک نیز مورد تایید است (24).

4.1.1.4 قابلیت اطمینان، محدودیت‌ها و کاربردها: این آزمون به شدت تاح تاثیر تکنیک اپراتور قرار دارد هر چند عمود بودن پیچ بر سطح اهمیت آشکاری دارد و اگر هم‌ترازی مناسب نباشد، دستگاه ایمنی در محرک از شلیک جلوگیری می‌کند. ادعا می‌شود متوسط ضریب تغییر در مجموعه‌ای گروه‌های سه خوانشی در بتن مشابه ب مرتبه 5 درصد را می‌توان انتظار داشت و ضریب همبستگی بیشتر از 0.98 را می‌توان برای رابطه کالیبراسیون خطی در یک ترکیب واحد تحقق بخشید. آزمون‌های میدانی درباره دال‌های عرشه بزرگراه‌ها به وسیله نویسندگان نیز در نتایج پروب در نواحی درگیر در کامیون‌های باری بتن به ضریب تغییر یکسانی دست یافتند. همچنین طبق شکل 5.4 واضح است که با توجه به نمودارهای کالیبراسیون مناسب، 95 درصد حدود 20٪± در مقاومت پیش‌بینی شده در یک مجموعه واحد از سه پروب امکانپذیر است.

پیش‌بینی مقاومت در دامنه N/mm2 50-25 در سنین بیشتر از یک سال ممکن است با مشکل مواجه شود (82) و بنا به تجربه نویسندگان، این روش را نمی‌توان اب اطمینان برای مقاومت‌ها یکمتر از حدود N/mm2 10 بکار برد. نتایج در بتن سبک (24) حاکی از آن است که وقتی ذرات ریز سبک وجود داشته باشد میزان دقت ممکن است کاهش یابد. می‌توان انتظار داشت اندازه سنگدانه بر پراکندگی تک تک خوانش‌های پروب تاثیرگذار باشد اما در حال حاضر برای ارزایبی اثر این بر روی دقت پیش‌بینی مقاومت داده‌های کافی در دست نیست هر چند اندازه حداکثر 50 میلیمتر پیشنهاد می‌شود. به همین ترتیب، اثر آرماتور مجاور پروب نامعلوم است و حداقل وضوح 50 میلیمتری باید بین پروب‌ها و نوارهای آرماتور میسر باشد.

طوب پروب در معرض دید (میلیمتر)

شکل 7.4 تاثیر نوع و نسبت‌های سنگدانه‌ (طبق مرجع 50).

محدودیت فیزیکی اصلی این روش ناشی از نیاز به فواصل کافی و فاصله‌گذاری‌ کافی همراه با ضخامت عضو حداثل ذوبراربر نفوذ پیش‌بینی شده، است. پس از اندازه‌گیری، می‌توان پروب را بیرون کشیده، یک ناحیه آسیب مخروطی را بر جای گذاشت (شکل 8.4) که باید اصلاح شود. خطر دیگر شکافتن عضو است اگر مطابق با حداقل ابعاد پیشنهادی نباشد. در مورد ابزارهای نسبتا گران هزینه موضوع دیگری است و هزینه‌های مکرر و جنبه‌های ایمنی را که قبلا مطرح شده است نمی‌توان نادیده گرفت.

شکل 8.4 آسیب سطحی ناشی از برداشتن پروب.

محدودیت‌های مطرح در بالا بدان معنی است که  با اینکه اندازه‌گیری پروب درون بتن در عمق بیشتر از اندازه‌گیری با چکش برجهندگی انجام می‌شود، بعید است آزمون نفوذ جای آزمون برجهنگی را بگیرد مگر زمانی که آزمون برجهندگی به وضوح رضایت‌بخش نباشد. پروب‌ها نمی‌تواند داخل عضو را به همان شیوه التراسونیک بررسی کند و این روش موجب آسبی می‌شود که باید تعمیر شود. با این حال، پروب‌ها مزیت نیاز به تنها یک سطح و متغیرهای کالیبراسیون کمتر را دارا هستند. با این حال، در مورد مغزه‌ها، پروب روش‌های آزمون آسان‌تر، نتایج سریع و دقت برآورد مقاومت قابل مقایسه با نمونه‌های دارای قطر کم را ارائه می‌کند. با اینکه دقت مغزه‌های دارای قطر بیشتر را نمی‌توان تطبیق داد، احتمالا در برخی شرایط پروب را می‌توان به عنوان جایگزین مغزه‌ها بکار برد.

در آمریکا به خصوص در ارتباط با پس‌تنیدگی گرایش به آزمون مطابقت در محل است. از آنجا که قابل اطمینان‌ترین کاربرد روش نفوذ در مقایسه بتن مشابه است که در آن نمودارهای کالیبراسیون ویژه را می‌توان بدست آورد، تعدادی از کاربردها با این ماهیت گزارش شده است. به نظر می‌رسد مزایای سرعت و سادگی همراه با توانایی حرکت دادن پروب‌ها در چوب یا حتی قالب فولادی نازک بدون تاثیرگذاری مهم‌تر از هزینه است. متاسفانه جزئیات ضخامت قابل قبول در دسترس نیست اما در چنین شرایطی تصمیمات معمولا بر حدود قبلا تعیین شده «رفتن/نرفتن» نفوذ اندازه‌گیری شده مبتنی است.

سایر کاربردها شامل شناسایی اعضای یا نواحی استاندارد بتن پخته است و این روش به خصوص برای دیوارها یا دال‌های بزرگ دارای تنها یک سطح در معرض دید عاری از پرداخت مناسب است. نویسندگان این نوع پژوهش‌ها را در دال‌های عرشه پل‌های بزرگراه با موفقیت انجام داده‌اند. پروب روی زیر طاق عرشه از یک سکوی هیدرولیک متحرک کوچک انجام شد در حالی که جاده بالا به طور معمول استفاده می‌شد و در یک چنین پژوهشی، یک اپراتور در مدت شش ساعت کلا 18مجموعه پروب کار گذاشت. سرعت این کار همراه با دسترس‌پذیری فوری نتایج بدان معنی است که نسبت به زمانی که مغزه گرفته می‌شود، آزمون‌های خیلی بیشتری را می‌توان انجام داد و محل آزمون‌ها را می‌توان در پرتو نتایج حاصله تعیین کرد. این کار به خصوص زمانی ارزشمند است که محل و اندازه بتن غیراستاندارد را تعریف می‌کنیم.

خواه آزمون ارزش چشمگیری در مقاومت داشته باشد خواه نداشته باشد، ارزیابی مقاومت بتن «ناشناخته» قطعی نیست اما بدیهی است نتایج صرفا مبتنی بر سختی سنگدانه ناکافی است. با این حال ممکن است از آنجه که نتایج بیشتری در دسترس خواهد بود، اطمینانی را که این روش ممکن است فراتر از موقعیت‌های قیاسی کشیده شود می‌توان افزایش داد.

2.1.4 آزمون نفوذ گیره

ناصر و المناصیر (78) این روش جدید را با هدف تعیین دفعات اوراق کردن قالب، توسعه دادند. این دستگاه شامل یک چکش فنری است که می‌تواند گیره‌ای با طول 3.5 و قطر 3.56 میلیمتری را محکم بگیرد که نوک آن در زاویه °22.5 ماشین‌کاری شده است. این فنر با فشار دادن چکش به سطح بتن متراکم می‌شود و با یک ماشه رها می‌شود که موجی می‌شود گیره و محور چسبیده به آن و چکش با انرژی حدود 108 نیوتن متر بر سطح بتن ضربه بزند. عمق سوراخ ایجاد شده پس از تمیزکاری با دمنده هوا، با یک دستگاه اندازه‌گیری عقربه‌دار اندازه‌گیری می‌شود.

آزمون کالیبراسیون با بتن‌های شنی و سبک با مقاومت استوانه‌ای بین 3.1 و 24.1 نیوتن بر میلیمتر مربع، رابطه خطی بین مقاومت نفوذی و فشاری را نشان داده است که ضریب همبستگی خوبی داشته و به همدیگر بسیار نزدیک هستند (78). اظهار می‌شود برای اهداف عملی، این روش‌ها را می‌توان ترکیب کرد. همین نویسندگان بعدا عملکرد را با طیف روش‌های دیگر آزمون مورد مقایسه قرار داده (81) و نشان دادند این روش از لحاظ دقت همبستگی کاملا قیاس شده است و تنها روشی است که به کالیبراسیون جداگانه بتن سبک نیازی ندارد.

اظهار می‌شود خوانش باید به عنوان میانگین پنج گروه اول از هفت آزمون گرفته شود تا تاثیرات محلی منظور شود. مزایای اصلی این روش به نظر می‌رسد سرعت، سادگی، هزینه کم و میزان کم آسیب آن باشد. بعید است عمق نفوذ بیش از 8 میلیمتر باشد از اینرو در آرماتور هیچ مشکلی پیش نمی‌آید. نتایج در حال حاضر هم از لحاظ دامنه مقاومت و هم انواع سنگدانه و ترکیب، محدود است. ویژگی‌هایی نظیر کربوناسیون و دما هنوز باید به طور مفصل مورد بررسی قرار گیرد اما شویا و دیگران (83) داده‌هایی ارائه کرده‌اند که حاکی از ضرایب تغییر تا 18 درصد بوده و مشکلات پیش‌بینی مقاومت در سطوح خراب‌شده یا کربناته را نشان می‌دهد. با این حال، به نظر می‌رسد این روش احتمالا ارزش تحقیق بیشتر را دارد.

2.4 آزمون بیرون‌کشیدگی

مفهوم اندازه گیری نیروی مورد نیاز برای کشیددن پیچ یا یک ابزار مشابه از سطح بتن سال‌ها مورد بررسی بوده است. آزمون‌ها پیشنهادی در دو گروه اصلی قرار می‌گیرد: آزمون‌هایی که شامل یک insert است که در بتن ریخته می‌شود و آزمون‌هایی که انعطاف‌پذیری بیشتری از insert محکم شده در سوراخ ایجاد شده در داخل بتن سخت‌شده دارد. روش‌های cast-in را باید از قبل برنامه‌ریزی کرده و لذا تنها در آزمون مطابقت ویژگی‌ها ارزش خواهد  داشت دتر صورتی که روش‌ سوراخ دریل‌شده برای بررسی‌های میدانی بتن پخته مناسب‌تر خواهد بود. در هر دو مورد، ارزش آزمون به توانایی ارتباط نیروهای بیرون‌کشیدگی با مقاومت بتن وابسته است و ویژگی به خصوص ارزشمند این است که مشخصات ترکیب و سابقه عمل‌آوری روی این ارتباط نسبتا بی‌تاثیر است. با اینکه نتایج تنها به ناحیه سطح مربوط می‌شود، مزیت این رویکرد این است که مقاومت به طور مستقیم‌تر و در عمقی بیشتر از آزمون سختی سطح به وسیله روش برجهندگی اندازه‌گیری می‌شود اما بازهم تنها به یک سطح در معرض دید نیاز دارد. کارینو روال کار را اخیرا به طور جزئی مورد بررسی قرار داه است (84).

1.2.4 روش‌های cast-in

گزارشاتی که آزمون‌هایی را توصیف می‌کرد که در آن پیچ cast-in از بتن بیرون کشیده می‌شود برای اولین بار در اواخر دهه 1930 در آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی منتش شده است. به نظر می‌رسد این روش‌ها متداول شده است و این اتفاق نیفتاده بود تا 30 سال بعد که آزمون‌های به خصوص امکانپذیر توسعه یافت. دو روش اصلی به وجود آمده است که هر دو آن‌ها به یک insert دندانه‌دار نیاز دارد که قبل از بتن‌ریزی به قالب بتن محکم می‌شود. سپس پیچ به درون insert پیچانده می‌شود و به صورت هیدرولیک بر یک حلقه واکنش مدور کشیده می‌شود. تفاوت اصلی بین سیستم‌ها که به ترتیب در دانمارک و کانادا توسعه یافته است در شکل insert و تکنیک بارگذاری است. در هر دو مورد، مخروط بتن با پیچ «بیرون کشیده» می‌شود و نیروی موردنیاز برای دستیابی به آن با استفاده از کالیبراسیون تجربی به مقاومت فشاری تبدیل می‌شود.

1.1.2.4 آزمون لوک: این رویکرد که اواخر دهه 1960 در دانشگاه فنی دانمارک توسعه یافت در اسکاندیناوی محبوبیت کسب کرده و اکنون تعدادی از سازمان‌های عمومی در دانمارک آن را به عنوان معادل استوانه‌های آزمون پذیرش مقبول واقع شده است (1).

Insert (شکل 9.4) شامل یک غلاف فولادی است که به صفحه لنگری به قطر 25 میلیمتر و ضخامت 8 میلیمتر متصل می‌شود که در عمق 25 میلیمتری زیر سطح بتن قرار دارد (85). این غلاف معمولا دور قالب بتن پیچانده می‌شود یا به یک جام شناور پلاستیکی محکم می‌شود که در آن دال‌ها باید مورد آزمون قرار گیرد. سپس این روکش برداشته می‌شود و یک میله به قطر 7.2 میلیمتر جای آن را می‌گیرد که به صفحه لنگری پیچانده شده و به جک تنشی متصل می‌شود. کل این دستگاه برای جلوگیری از اتصال به بتن از پیش روکش می‌شود و cut-off از چرخش صفحه جلوگیری می‌کند. یک ابزار توسعه ویژه نیز برای آزمون‌ در عمق‌های بیشتر در صورت نیاز در دسترس است. جک هیدرولیک قابل حمل که با دست کار می‌کند با یک حلقه واکنش به قطر 55 میلیمتر، بار را بر پیچ کششی اعمال می‌کند. این ابزار (شکل 1.4) جمع و جور بوده و وزن آن کمتر از 5 کیلوگرم است.

ابزار بارگذاری می‌تواند نیروی مورد نیاز برای ایجاد گسیختگی را با کشیدن دیسک تعیین کند و برای پوشش دادن تمام مقاومت‌های بتن شامل بتن‌های «مقاومت بالا»، انواع جک‌ها موجود است. بار با دقت 2٪± در دماهای عملیاتی عادی اندازه‌گیری می‌شود و سیستم سوپاپ دقیق همراه با یک کوپلینگ اصطکاکی، میزان بار ثابت 10±30 کیلونیوتن در دقیقه را تضمین می‌کند. دستگاه دیجیتالی الکترونیک خوانش با امکانات ذخیره داده‌ها اخیرا در دسترس قرار گرفته است. به محض رسیدن به اوج، بار آزاد شده، تنها یک ترک ریز مدور روی سطح بتن بر جای می‌گذارد. نمودارهای کالیبراسیون نظیر نمودارهایی که پترسون (86، 1) (شکل 11.4) یا نویسندگان (87) ارائه کرده‌اند برای برآورد مقاومت فشاری بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

BS 1881: Part 207 پیشنهاد می‌کند مرکز محل‌های آزمون را باید حداقل هشت برابر قطر سر insert از هم جدا بوده و حداقل فاصله لبه‌ها باید چهار قطر باشد. ضخامت عنصر حداقل چهار قطر سر insert الزامی بوده و آزمون‌ها باید طوری مکان‌یابی شود که در محدوده قطر نوار (یا حداکثر اندازه سنگدانه، اگر بزرگ باشد) سطح شکستگی مخروطی مورد انتظار، هیچ فولاد آرماتوری وجود نداشته باشد.

پیکربندی هندسی که در شکل 9.4 نشان داده شده است تضمین می‌کند سطح گسیختگی مخروطی و در زاویه تقریبا °31 به محور نیروی کششی اعمال شده، است. این زاویه به زاویه اصطکاک بتن نزدیک است که به طور کلی °37  فرض می‌شود و کار نظری گسترده نشان داده است این زاویه قابل اطمینان‌ترین اندازه مقاومت فشاری را تولید می‌کند. نظریه شکل‌پذیری بتن با استفاده از معیار گسیختگی کولومب اصلاح شده نشان‌دهنده این است که وقتی زاویه گسیختگی و زاویه اصطکاک برابر باشد، نیروی بیرون‌کشیدگی با مقاومت فشاری متناسب است. تحلیل‌های المان محدود مکانیسم گسیختگی (88) نشان داده است گسیختگی نه با ترک خوردن بتن بلکه با خرد شدن آن آغاز می‌شود. اظهار می‌شود یک باند باریک متقارن از نیروهای فشاری بین دیسک cast-in و لوله واکنش روی سطح حرکت می‌کند. تحقیقات نظری (89) و تجربی (90) دیگری نیز تلاش کرده است مکانیسم‌های گسیختگی را توضیح داده و دیدگاه‌های متفاوت به قوت خود باقی است. این تحقیقات در اصل به اهمیت نسبی اثر هم‌پیوستگی خردشدگی فشاری و سنگدانه پس از ترک خوردگی پیرامونی اولیه مربوط می‌شود که به طور کلی توافق شده است که در حدود 95٪ بار نهایی بیرون‌کشیدگی توسعه می‌یابد.

 شکل 10.4 ابزار آزمون لوک.

استون و گیزا (91) اثر تغییرات هندسه و ترکیب آزمون و اثر خواص سنگدانه بتن بر قابلیت اطمینان آزمون بیرون‌کشیدگی را به طور مفصل بررسی کرده‌اند. آن‌ها در مورد بتن با مقاومت استوانه‌ای در محدوده N/mm2 17- 14 به این تیجه رسیدند که با افزایش زاویه راس، نیروی بیرون‌کشیدگی کاهش می‌یابد اما تغییرپذیری زوایای راس بین °54 و °86 هیچ تغییری نمی‌کند هر چند پراکندگی در زوایای کوچکتر به سرعت افزایش می‌یابد. همان طرو که می‌توان انتظار داشت، بار بیرون‌کشیدگی با عمق جاسازی افزایش می‌یابد و تایید می‌شود که نوع یا اندازه سنگدانه بر آن تاثیری ندارد. با این حال، ثابت شد تغییرپذیری در سنگدانه 19 میلیمتری بیشتر از اندازه‌های کوچک‌تر است و نمونه‌های ملات نسبت به نمونه‌های مشابه حاوی سنگدانه طبیعی، تغییر کمتر و بار گسیختگی کمتری از خود نشان دادند. به همین ترتیب، در بتن سنگدانه‌ای سبک تغییرپذیری کمی مشاهده شد.

شکل 11.4 نمودار معمولی کالیبراسیون آزمون لوک (طبق مرجع 24 و 86).

با توجه به اینکه ضرایب همبستگی در کالیبراسیون آزمایشگاهی بر روابط خط راست حدود 0.96 است و ضریب مشابه تغییر حدود 7٪ است، قابلیت اطمینان این روش مناسب اعلام شده است. مقایسه با چکش برجهندگی و کالیبراسیون مقاومت سرعت پالس التراسونیک نشان می‌دهد شیب بسیار تندتر است، از اینرو این آزمون به تغییرات مقاومت بسیار حساس‌تر است. ویژگی مهم این رویکرد عدم وابستگی کالیبراسیون ویژگی‌هایی نظیر نسبت آب به سیمان، عمل‌آوری، نوع سیمان و خواص طبیعی سنگدانه (تا حداکثر 28 میلیمتر) است. بنابراین، کالیبراسیون مقاومت قابل اطمینان‌تر از اکثر روش‌های غیر مخرب و نیمه مخرب دیگر است و همبستگی‌های عمومی ممکن است با دقت پیش‌بینی مرتبه 20٪± قابل قبول باشد. با این حال، برای پروژه‌های بزرگ پیشنهاد می‌شود برای بتنی که در واقع مورد استفاده قرار می‌گیرد کالیبراسیون ویژه‌ای ایجاد شود که در این مورد حدود اطمینان 95٪، یعنی 10٪± امکانپذیر است. همچنین باید توجه داشت سنگدانه‌های سبک مطنوعی احتمالا به کالیبراسیون ویژه‌ای نیاز دارند که در شکل 11.4 (24) مشخص داده شده است و کاهش مقدار نیروی بیرون‌کشیدگی در یک سطح مقاومت فشاری خاص را نشان می‌دهد. دو مدودیت اصلی، استفاده از قبل برنامه‌ریزی شده (هر چند آزمون کاپو، بخش 3.2.2.4، بر این مساله غلبه می‌کند) و ماهیت ناحیه سطحی آزمون است. ابزار آزمون را می‌توان به شکل یک بسته چمدانی حاوی تمام اقلام کمکی ضروری دریافت کرد هر چند هزینه آن نسبتا بالا است.

شکل 12.4 آرایش در آزمون‌های زمان پیاده کردن قالب.

بیکلی (92) اظهار می‌کند استفاده از این رویکرد در آمریکای شمالی به خصوص برای تعیین زمان پیاده کردن قالب به سرعت در حال رشد است و مثال‌های روشنگری از تحلیل آماری در رابطه با معیارهای مشخصات ارائه می‌کند. به نظر می‌رسد در رابطه با استفاده در محل عملا مشکل چندانی وجود ندارد . آرایش نظیر آنچه در شکل 12.4 نشان داده شده است می‌تواند در این موقعیت مناسب باشد. ثابت شده است این تکنیک به خصوص برای آزمون در بتن‌های دارای مقاومت بسیار کم و سنین اولیه مناسب است که نتیجه‌گیری نویسندگان در شکل 13.4 آن را نشان می‌دهد. کاربردهای دیگر شامل تعیین زمان تنش در سازه پس‌تنیده است در حالی که این روش در دانمارک به عنوان روش استاندارد تعیین مقاومت در محل مورد قبول بوده و می‌تواند مبنای ارزایبی مطابقت مخشصات را تشکیل دهد (1). استفاده آن در بسیاری از نقاط جهان برای کنترل مقاومت در محل قابل توجه بوده و احتمالا در آینده گسترش خواهد یافت.

2.1.2.4 روش‌های بیرون‌کشیدگی در آمریکای شمالی: ریچاردز اوایل دهه 1970 طبق آزمون‌هایی با استفاده از ابزاری که خود طراحی کرده بود داده‌هایی منتشر کرد (84) که شکل اصلی آن در شکل 14.4 نشان داده شده است. طی سال‌های بعد تعدادی برنامه‌ آزمون با استفاده از این روش و سایر ترکیبات آزمون قابل مقایسه، ‌در آمریکا و کانادا گزارش شد. این برنامه‌ها برای تایید مطابقت با ارزش احتمالی این روش کافی بود و بعدا یک استاندارد آمریکایی (93) توسعه یافت.

 شکل 13.4 همبستگی آزمون لوک مقاومت پایین.

 شکل 14.4 insert «آمریکایی».

ASTM C900 در حالی که دامنه ابعاد نسبی اصلی را تعیین می‌کند، در جزئیات ترکیب آزمون عرض جغرافیایی قابل توجهی را منظور می‌کند. هدف از این روش این است که پمپ هیدرولیک برای اعمال بار بکار می‌رود که باید در مدت تقریبا دو دقیقه در یک سرعت یکنواخت باشد. عمق آزمون ممکن است بیشتر از آزمون لوک باشد (بخش 1.1.2.4) هر چند این ابزار شرایط هر دو استاندارد آمریکایی و کانادایی را برآورده کند. در واقع، گزارشات اخیر حاکی از آن است که استفاده از سیستم آزمون لوک که به صورت تجاری در دسترس است در این کشورها به جای سایر نسخه‌های این روش غالب است.

به دلیل دامنه ابعاد مجاز، سطح گسیختگی چندان دقیق‌تر از آزمون لوک مشخص نخواهد شد اما ریچاردز (94) اظهار می‌دارد زاویه راس °67 رضایت بخش ترین مقدار است. با اینکه کار نظری چندانی درباره این نوع insert منتشر نشده است، احتمالا مکانیسم‌هایی بروز خواهد کرد که مشابه مکانیسم‌های آزمون لوک است. با این حال، نفوذ نتایج طبق ASTM C900 (93) باید به شکل مقاومت بیرون‌کشیدگی (pƒ) باشد که از روی نسبت نیروی بیرون‌کشیدگی در مساحت سطح گسیختگی محاسبه می‌شود:

که در آن F نیروی وارد بر پمپ

و A مساحت سطح گسیختگی است.

A را می‌توان از

محاسبه کرد که در آن d2 سر insert بیرون‌کشیدگی

d قطر داخلی حلقه واکنش

H فاصله از سر insert تا سطح است.

داده‌های عددی منتشر شده درباره این روش گسترده نیست اما ضرایب همبستگی 0.99 بین مقاومت بیرون‌کشیدگی و مقاومت مغزه ادعا می‌شود و رابطه مقاومت بیرون‌کشیدگی برابر با 0.21 × مقاومت مغزه است. به نظر می‌رسد ضرایب تغییر در آزمون تحت تاثیر ماهیت insert قرار می‌گیرد اما ریچاردز (94) نیز مقادیری به اندازه 7٪ را برای inserts با دقت تنظیم‌شده گزارش کرده است.

بدیهی است کاربردها به موقعیت‌های از قبل برنامه‌ریزی شده محدود است و مشابه کاربردهایی خواهد بود که برای آزمون لوک مطرح شد؛ محدودیت‌های مشابهی نیز اعمال خواهد شد.

2.2.4 روش‌ سوراخ حفر شده

این روش‌ها مزیت زیادی دارد که لازم نیست استفاده از آن از قبل برنامه‌ریزی شود. طرح‌های اولیه از سوی کشورهای اتحاد جماهیر شوروی شامل پیچ‌هایی است که درون سوراخ‌ها دوغاب‌ریزی می‌شود اما به تازگی دو روش جایگزین توسعه یافته است که هر دو از اهمیت برخوردار است. چابوسکی و بریدن – اسمیت (95) که در موسسه تخقیقات ساختمانی کار می‌کردند، استفاده از پیچ‌های گوه مهاری گسترشی را در سال 1977 پیشنهاد کردند. تکنیک آن‌ها ابتدا برای استفاده در تیرهای بتن سیمانی پیش تنیده با آلومینای بالا طراحی شد و به آزمون شکستگی داخلی معروف است. این کار بعدا به بتن‌های سیمان پورتلند گسترش پیدا کرد (96) و نویسندگان اظهار کرده‌اند تکنیک بار جایگزین قابلیت اطمینان بیشتری دارد (97). در دانمارک کار برو روی آزمون لوک (بخش 1.1.2.4 را ملاحظه کنید) تا تولید آزمون کاپو (برش و بیرون کشیدگی) گسترش یافته است که در آن حلقه انبساطی به یک شیار بزرگنمایی‌شده محکم می‌شود و پیکربندی بیرون‌کشیدگی مشابه پیکربندی مورد استفاده در آزمون لوک را ایجاد می‌کند.

تحقیقات در کانادا (98) نیز به روش‌های حفر سوراخ پرداخته است که ترکیبات غلاف شکافته را در بر داشته و همچنین مفهوم مجموعه پیچ‌ها را در بتن سخت شده با استفاده از اپوکسی احیا کرده است. این امر حاکی از آن است که علی رغم مشکلات عملی و تغییرپذیری بالای آزمون، هر دو این رویکردها ارزش تحقیق و توسعه در آینده را دارد. یک ابزار غلاف انبساطی نیز در انگلیس (99) مطرح شده است و ESCOT نامیده می‌شود. تردیدی نیست که اگر رویکرد قابل اطمینان بیرون کشیدگی سوراخ حفرشده را بتوان تثبیت کرد، برای ارزیابی مقاومت بتن در محل بسیار ارزشمند خواهد بود به خصوص زمانی که جزئیات ترکیب بتن معلوم نباشد.

1.2.2.4 آزمون‌های شکستگی داخلی: روندهای اصلی این روش (95) به این صورت است که یک سوراخ به عمق 35-30 میلیمتری بتن با استفاده از دریل چکش روتو با مته اسمی 6 میلیمتری حفر می‌شود. سپس به وسیله یک دمنده هوا سوراخ از گرد و خاک تمیز شده و یک پیچ گوه مهاری با غلاف انبساطی به آرامی روی سوراخ زده می‌شود تا زمانی که غلاف 20 میلیمتر زیر سطح قرار گیرد (شکل 15.4). عمود بودن تراز پیچ نسبت به سطح را می‌توان با استفاده از یک قالب چاک دار ساده بررسی کرد.

شکل 15.4 آزمون شکستگی داخلی.

شکل 16.4 منحنی بار معمولی.

BS 1881: Part 207 (75) به حدقال فاصله گذاری 150 میلیمتری مرکز به مرکز و فاصله 75 میلیمتر از لبه نیاز دارد.

پیچ با سرعت استانداردی در مقابل حلقه واکنش سه پایه به قطر 80 میلیمتر با سه پایه هر کدام به عرض 5 و طول 25 میلیمتر بار می‌شود. در صورت لزوم، می‌توان برای اصلاح ناهمترازی پیچ کوچکتر از یک بیلچه استفاده کرد. پس از اینکه یک بار اولیه اعمال شد تا موجب انبساط غلاف شود، نیروی موردنیاز برای ایجاد شکستگی به وسیله گسیختگی داخلی بتن اندازه گیری می‌شود. این بار، بار اوج خواهد بود که الگوی معمولی بار/حرکت در شکل 16.4 آن را نشان می‌دهد. اگر بار کاهش یابد به محض اینکه این اوج حاصل شد، احتمالا هیچ آسیب سطحی ایجاد نشده و اظهار می‌شود پیچ را می‌توان اره کرد. اگر اعمال بار ادامه یابد، مخروطی از بتن از سطح بیرون کشیده می‌شود که اغلب دست نخورده است و ممکن است اصلاح زیادی ضرورت داشته باشد. نویسندگان (97) دریافته اند روش اعمال بار به شدت بر مقدار نیروی بیرون کشیدی مورد نیاز تاثیر می‌گذارد. سرعت اعمال بار نه تنها بر بزرگی بله بر تغییرپذیری نتایج نیز تاثیر می‌گذارد و نتایج روش‌های مداوم نسبت به زمانی که وقفه در کار ایجاد می‌شود، سازگارتر است. هر روش بارگذاری که انتخاب شود، لازم است هر کدام از منحنی‌های کالیبراسیون مورد استفاده با روندهایی که دنبال می‌شود ارتباط خاصی دارد. اهمیت این موضوع با مقایسه منحنی‌های دو روش اختصاصی که در شکل 2.4 نشان داده شده است مشخص می‌شود.

شکل 17.4 روش بارگذاری گشتاورسنج.

در روش بارگذاری BRE پیشنهاد می‌شود بار از طریق مهره روی دندانه پیچ گریس کاری شده به وسیله گشتاورسنج اعمال شود که نیم دور در 10 ثانیه می‌چرخد و قبل از خوانش رها می‌شود و این روند تا عبور از نقطه اوج تکرار می‌شود. این ترکیب سه پایه (شکل 17.4) شامل یک حرکت دورانی و امکان هم ترازی خودکار با محور پیچ مهاری است تا تضمین کند بار محوری بدون هیچ اثر خمشی اعمال می‌شود. آزمون‌های اولیه نیز به یک سلول بار نیاز دارد اما بعدا این روش بر مبنای کالیبراسیون‌های بین گشتاور انداره گیری شده و مقاومت فشاری توسعه یافت.

با اینکه استفاده از این روش بارگذاری در سطوح افقی و عمودی ساده است اما دو عیب عمده دارد. اولا، یک گشتاور به طور اجتناب ناپذیری بر پیچ وارد می‌شود که تا حدی به مقدار گریس روی دندانه وابسته است و ممکن است بار گسیختگی را کاهش داده و پراکندگی حاصل از نتایج اختصاصی را افزایش دهد. دوما، گشتاورسنج نسبتا غیرحساس است و ایجاد وقفه در جایگیری در روند بارگذاری مانع تعیین بار اوج می‌شود.

نویسندگان (97) روش جایگزین برای بارگذاری مکانیکی توسعه داده اند که مزیت آن در این است که کشش مستقیم را بدون عمل چرخاندن انجام می‌دهد. آخرین نسخه این ابزار در شکل 18.4 نشان داده شده است. استفاده از حلقه اثبات برای اندازه گیری بار حساس است و به جای خوانش مقرر خوانش پیوسته ارائه می‌کند و نتیجه این است که تغییرپذیری ناشی از اعمال و اندازه گیری بار کاهش می‌یابد. بارگذاری با یک سرعت ثابت بدون وقفه با چرخاندن دسته بارگذاری با سرعت یک دور در 20 ثانیه میسر می‌شود. نمودارهای کالیبراسیون برای این روند بارگذاری ترسیم شده است که مقاومت فشاری را به نیروی مستقیم ارتباط داده و ثابت شده است تغییرپذیری ناشی از آزمون با استفاده از این رویکرد کمتر از روش BRE است.

شکل 18.4 روش بارگذاری حلقه اثبات.

مکانیسم‌های انتقال بار در این روش‌ها به دلیل اعمال متمرکز محلی غلاف انبساطی، پیچیده است. محل ذرات سنگدانه بزرگ نسبت به غلاف موضوع پیچیده دیگری است که بر توزیع تنش‌های داخلی تاثیر می‌گذارد. این امر تا حدودی عامل تغییرپذیری بالای آزمون است که در آزمون شکستگی داخلی مشاهده می‌شود. ابعاد اصلی ترکبیب آزمون عمدتا طبق ملاحظات عملی بزرگی مناسب نیرو و بدست آوردن عمق آزمون به طور کلی برای اجتناب از آثار کربوناسیون سطح در حال کاهش تداخل احتمالی آرماتور تعیین می‌شود. نام این روش حاکی از ان است که تصور می‌شود گسیختگی با یک ترک خوردگی داخلی آغاز می‌شود. برای توضیح نظری این مساله بر مبنای متوسط گسیختگی مشاهده شده به عمق 17 میلیمتر تلاش‌هایی صورت گرفته است که مطابق با نصف زاویه گسیختگی ˚78 است. این زاویه بسیار بزرگتر از زاویه احتمالی اصطکاک در بتن ˚37 است و اعمال معیار گسیختگی کولومب اصلاح شده (با توجه به آزمون لوک، بخش 1.1.2.4) گسیختگی ناشی از ترکیبی از لغزش و انفصال را نشان می‌دهد. این امر وابستگی نیروی بیرون کشیدگی به مقاومت کششی بتن را تایید می‌کند اما روش آزمون در مرحله فعلی توسعه خود به کالیبراسیون‌های تجربی متکی است.

آزمون روی مکعب‌هایی که بعدا خرد می‌شود برای انواع ترکیبات به وسیله چابوسکی (96) و نویسندگان (97) توصیف شده است. هر دو گزارش حاکی از کاهش مقاومت نهایی مکعب‌های 150 میلیمتری مرتبه 5٪ در نتیجه آزمون‌های قبلی شکستگی داخلی مکعب است. این امر باید در زمان انجام کالیبراسیون به حساب آید مگر اینکه نمونه‌های آسیب ندیده برای مقایسه در دسترس باشد. همچنین این توافق وجود دارد که در اهداف عملی، مشخصات ترکیب (نوع سیمان، نوع سنگدانه، اندازه و نسبت‌های آن) بر رابطه مقاومت فشاری و بیرون کشیدگی در سنگدانه‌های طبیعی تاثیر نخواهد گذاشت. حد بالایی 20 میلیمتری بر حداکثر اندازه سنگدانه از نظر عمق کم آزمون، پیشنهاد می‌شود. نویسندگان همچنین نشان داده اند تغییرپذیری نتایج با اندازه سنگدانه افزایش می‌یابد و شرایط رطوبت و پختگی اثر ناچیزی دارند. این ویژگی‌هامزیت اصلی این رویکرد را در مقایسه با سایر روش‌های غیرمخرب یا نیمه مخرب نشان می‌دهد هر چند پراکندگی نتایج بالا است به طور که درشکل 19.4 مشخص است و میانگین شش آزمون روی یک مکعب را نشان می‌دهد.

شکل 19.4 ماومت فشاری/کالیبراسیون گشتاور معمولی (طبق مرجع 96).

این بدان معنی است که تعداد قابل توجهی نمونه برای تولید یک منحنی کالیبراسیون مورد نیاز است.

چابوسکی آثار پیش تراکم را نیز که ممکن است در ستون‌ها یا سازه‌های پیش تنیده مشاهده کرد مورد بررسی قرار داده است و به این نتیجه می‌رسد که هیچ تاثیر روشنی مشخص نشده است. با اینکه گرایش به سمت افزایش نیروی بیرون‌کشیدگی با افزایش تراکم جانبی مشخص است، اظهار می‌شود (به شرط اینکه نواحی تنش پایین انتخاب شود) از این اثر می‌توان عملا چشم پوشی کرد. حضور تنش کششی جانبی مستقیم اثر مشابهی خواهد داشت و آزمون‌ها نباید مجاور ترک‌های قابل رویت انجام گیرد. کربوناسیون سطح اثر دیگری است که هر دو پژوهشگر به این نتیجه رسیده اند می‌توان در اکثر موارد از آن چشم پوشی کرد. تنها در بتن کهنه که در آن عمق کربوناسیون به عمق آزمون نزدیک می‌شود، این اثر دارای تاثیر خواهد بود. کم عمقی آزمون نیز مزیتی است که آرماتور بعید است بر نتایج تاثیر بگذارد اما BS 1881: Part 207 (75) ایجاب می‌کند عمق آزمون حداقل باید به قطر یک نوار یا حداکثر اندازه سنگدانه خارج از سطح شکستگی مخروطی مورد انتظار باشد.

تاثیر روش بارگذاری در بالا بیان شده است. نتایج روش بارگذاری گشتاورسنج به طور کلی به شکل رابطه مقاومت فشاری و گشتاور بیان می‌شود اما چابوسکی میانگین نسبت نیرو به گشتاور 1.15را گزارش می‌کند. آزمون‌های مقایسه‌ای حاکی از نسبت مشابه 1.4 است که تفاوت در تکنیک‌های بارگذاری را نشان می‌دهد. روابط میانگین برای این تکنیک‌ها در شکل 20.4 مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین باید متذکر شد کالیبراسیونی که نویسنده با استفاده از گشتاورسنج بدست آورده بود حاکی از مقاومت‌های فشاری تا 20٪ کمتر از کالیبراسیون BRE است. کیلر (100) و لانگ (101) ویژگی مشابهی را بیان کرده‌اند که نمی‌توان نادیده گرفت.

تغییرپذیری نتایج آزمون به دلایل مختلف بالا است. این دلایل شامل ماهیت محلی آزمون، مکانیسم‌های غیر دقیق انتقال بار و تغییرات ناشی از دریل کردن است. حدود اطمینان 95٪ بر مقاومت برآورد شده 30٪± مبتنی بر میانگین نتیجه شش آزمون در روش بار گشتاورسنج مورد قبول است (75) به شرط اینکه هر یک از نتایجی که ضریب تغییر بیشتر از 16٪ را موجب می‌شود، کنار گذاشته شود. نویسندگان (97) دامنه مشابه 20٪± را مبتنی بر چهار نتیجه برای سنگدانه‌های 10 میلیمتری با استفاده از ابزار کشش مستقیم ادعا کرده‌اند. ضرایب متوسط تغییر که برای مکعب‌های دارای حداکثر اندازه سنگدانه 20 میلیمتری مشاهده شد برای گشتاور 16.5٪ و برای نیروی مستقیم 7.0٪ با مقادیر 20٪ کمتر ابرای سنگدانه 10 میلیمتری بود.

این روش را می‌توان برای بتن‌های سبک بکار برد (24) هر چند در انواع سنگدانه بسیار نرم ممکن است مشکلاتی پیش آید. همبستگی‌های معمولی با استفاده از روش گشتاورسنج در شکل 21.4 مورد مقایسه قرار گرفته است که طبق آن اثرات نوع سنگدانه را می‌توان به روشنی مشاهده کرد. گشتاور اندازه‌گیری شده طبق مقاومت فشاری معین در مقایسه با سنگدانه‌های طبیعی کاهش می‌یابد اما به علاوه به شدت تحت تاثیر نوع سنگدانه سبک فعلی قرار می‌گیرد. همچنین جالب توجه است که روش بار کشش مستقیم سازگاری بسیار نزدیکتری بین همبستگی‌ها در انواع مختلف سنگدانه‌ها نشان داد (24).

شکل 20.4 مقایسه منحنی‌های کالیبراسیون سنگدانه‌های طبیعی (طبق مرجع 96 و 97).

 شکل 21.4 مقایسه منحنی‌های کالیبراسیون سنگدانه‌های سبک (روش گشتاورسنج) (طبق مرجع 24).

مزیت اصلی آزمون شکستگی داخلی در توانایی استفاده از یک منحنی عمومی‌برای کالیبراسیون مقاومت سنگدانه‌های طبیعی است که تنها با روش بارگذاری ارتباط دارد. علی رغم تغییرپذیری، ماهیت سطح محلی و آسیب ایجاد شده، این مزیت ممکن است در موقعیت‌هایی که برآورد مقاومت بتن در محل با سن یا ترکیب نامعلوم ضرورت دارد، ارزش ویژه‌ای داشته باشد. این امر به خصوص در مورد اعضای سست و ضعیفی صحت دارد که تنها یک سطح در معرض دید دارد که در آن مغزه‌ها یا سایر تکنیک‌های مستقیم امکانپذیر نباشد. دقت براورد مقاومت مشابه دقتی خواهد بود که به وسیله مغزه‌های کوچک حاصل می‌شود اما صرفه‌جویی در زمان، هزینه و شکاف قابل توجه خواهد بود.

2.2.2.4 ESCOT: این آزمون را دومون و کاسترو (99) برای ارائه یک تکنیک ارزان، قوی و ساده برای اندازه‌گیری مقاومت توسعه داده‌اند. این آزمون که مانند روش حفر سوراخ طراحی شده است، بر اساس اصل غلاف انبساطی کار می‌کند که در عمق پایین20 میلیمتر زیر سطح موجب شکستگی داخلی بتن می‌شود و قطر ناحیه مخروطی گسیختگی بین 100 و 200 میلیمتر خواهد بود. این آزمون ساده‌تر از آزمون کاپو است و با اینکه بار به وسیله گشتاورسنج اعمال می‌شود، نیازی به هیچ حلقه حامل مانند آزمون شکستگی داخلی نیست. این ابزار و اصل در شکل 22.4 نشان داده شده است.

  شکل 22.4 سیستم آزمون غلاف انبساطی ESCOT (طبق مرجع 99).

آزمون‌ برای تشریح آثار اندازه سوراخ (که نباید از 0.2 میلیمتر بزرگتر باشد)، عمق و زاویه شیب (که نباید °10 از عمود بیشتر باشد) و نیز آثار آرماتور در ناحیه گسیختگی گزارش شده است (99). این آزمون را می‌توان در یک سوراخ نیز بکار برد که به وسیله زبانه فولادی طی بتن‌ریزی  انجام می‌شود اما در این مورد مقادیر اندازه گیری شده اندکی کاهش خواهد یافت. ثابت شده است همبستگی آزمایشگاهی با مقاومت فشاری ماهیت مشابهی داشته اما بهتر از آزمون شکستگی داخلی BRE است و دقت آن با روش بیرون کشیدگی ASTM اصلاح شده که در بخش 2.1.2.4 بیان شد قابل مقایسه است. بر اساس میانگین چهار نتیجه، اظهار می‌شود مقاومت را می‌توان تا 25٪± بدون هیچ دانش قبلی درباره بتن غیر از اندازه و نوع سنگدانه برآورد کرد. افزایش دقت در کالیبراسیون یک بتن خاص احتمال دارد و مزایای احتمالی حاصل از ترکیب با خوانش‌های سرعت پالس آلتراسونیک مطرح می‌شود.

بدیهی است قبل از اینکه بتوان آزمون را به طور کلی پذیرفت پژوهش بیشتری مورد نیاز است اما وقتی جزئیات سنگدانه معلوم باشد، به نظر می‌رسد جایگزین ساده‌تر و مطمئن‌تری برای روش شکستگی داخلی BRE است.

3.2.2.4 آزمون کاپو: این آزمون در دانمارک (1) معادل آزمون لوک برای موقعیت‌هایی توسعه یافته است که نمی‌توان کاربرد را از پیش برنامه‌ریزی کرد. هندسه اصلی آزمون لوک که در بخش 1.1.2.4 ذکر شد حفظ شده است هر چند insert بیرون کشیدگی شامل حلقه انبساطی تزریق شده به شیار برش زیرین است. این نام بر اساس عبارت «برش و بیرون کشیدگی» بوده و روند کار شامل حفر کردن سوراخی به عمق 45 میلیمتریو قطر 18 میلیمتری است که پس از آن یک شیار 25 میلیمتری به عمق 25 میلیمتر با استفاده از دستگاه فرز سیار بریده می‌شود که در شکل 23.4 نشان داده شده است. سپس insert حلقه انبساطی در این شیار قرار گرفته و منبسط می‌شود که در شکل 24.4 نشان داده شده ایت و همان طرو که قبلا ذکر شد می‌توان از ابزار متعارف کشش آزمون لوک استفاده کرد. آزمون همچنان باید درزگیر بتن را بیرون بکشد و این حلقه را می‌توان بازیابی کرده، دوباره متراکم کرده و تا سه تا چهار بار مجددا از آن استفاده کرد.

برنامه‌های آزمون آزمایشگاهی انبساطی (86) نشان داده است رفتار این آزمون به طور موثری مشابه آزمون لوک است و کالیبراسیون مقاومت و قابلیت اطمینان را می‌توان یکسان دانست. ادعا می‌شود کل عملیات آزمون شامل دریل کردن را می‌توان در حدود ده دقیقه کامل کرد و این ابزار به شکل یک بسته جامع در دسترس است. این روش در دانمارک معادل آزمون لوک مورد قبول بوده و در تعدادی از پروژه‌ها برای تعیین مقاومت در محل در نواحی حساس بکار رفته است (1). نواحی احتمالی کاربرد آن وسیع است و با اینکه اثر ناحیه سطحی باید مورد توجه قرار داد، به نظر می‌رسد این رویکرد مطمئن‌ترین علامت موجود از مقاومت در محل دور از مغزه‌ها است. با اینکه هزینه این ابزار بالا است، آسیب، زمان و هزینه آزمون به طور قابل توجهی کمتر از مغزه‌ها است. وجود آرماتور در ناحیه آزمون مشکلات را به وجود می‌آورد و باید از نوارها اجتناب کرد اما ارزش این آزمون در موقعیت‌هایی قابل توجه است که جزئیات ترکیب معلوم نباشد.

شکل 23.4 ابزار آزمون کاپو.

شکل 24.4 پیکربندی آزمون کاپو.

4.2.2.4 روش پیچ چوب: ژاگرمن یک تکنیک بیرون کشیدگی ساده با بهره گیری از پیچ‌های چوب را تصریح کرده است (102). این تکنیک برای استفاده جهت کنترل توسعه مقاومت در دامنه مقاومت N/mm2 15-5 برای اهداف مهار قالب‌گیری در ساختمان‌های صنعتی درنظر گرفته شده است.

یک میخ به سطح بتن تازه زده می‌شود تا ذرات سنگدانه را به کنار فشار دهد و پیچ با یک حلقه تثبیت پلاستیکی متصل در ارتفاع مناسب وارد می‌شود تا حلقه سطح بتن را لمس کند. قسمت بالایی بدون شیار پیچ رنگ می‌شود تا از اتصال جلوگیری شود و آزمون‌ها را می‌توان در عمق‌های مختلف با استفاده از پیچ‌هایی با طول متفاوت انجام داد. بار به وسیله یک حلقه اثبات یا ابزار جک هیدرولیک بر سر پیچ اعمال می‌شود. فرض اصلی این است که ملات ریز اطراف شیارهای پیچ بر نیروی مورد نیاز برای بیرون کشیدن پیچ از بتن غلبه می‌کند و آزمایشات آزمایشگاهی همبستگی مقاومت خوبی با تکرارپذیری معقول نشان می‌دهد اما تسهیل کاربرد میدانی به توسعه بیشتری نیاز دارد.

3.4 روش‌های پاره‌شدگی

این رویکرد برای اندازه گیری مقاومت کششی بتن در محل با اعمال نیروی کشش مستقیم، توسعه یافته است. این روش می‌توان برای اندازه گیری اتصال تعمیرات سطح (103) با قطرهای دیسک معمولا 50 یا 75 میلیمتری است. روند کار تحت پوشش BS 1881: Part 207 قرار می‌گیرد اما باید متذکر شد سطح شکستگی زیر سطح بتن خواهد و بود و لذا یک آسیب سطحی بر جا خواهد گذاشت که باید تعمیر شود.

شکل 25.4 روش بیرون کشیدگی – به طور سطحی و جزئی مغزه گیری شده است.

شکل 26.4 ابزار لیمپت.

آزمون‌های پاره‌شدگی (101) ابتدا در اوایل دهه 1970 برای تیرهای بتن مشکوک با آلومینای بالا توسعه یافت. یک دیسک با رزین اپوکسی به سطح بتن چسبانده می‌شود و با جک بلند می‌شود تا نیروی لازم برای بیرون کشیدن قطعه بتن از سطح اندازه گیری شود. گسیختگی کششی مستقیم در شکل 25.4 نشان داده شده است و اگر آثار کربوناسیون سطح یا یا پوست وجود داشته باشد می‌توان با استفاده از مغزه گیری جزئی به عمق مناسب از ان جلوگیری کرد. ابزار بارگذاری «لیمپت» با ظرفیت 10 کیلونیوتن برای اعمال نیروی کششی در میله ای که به صورت محوری در یک دیسک به قطر 50 میلیمتر با پیچ محکم می‌شود. این ابزار (شکل 26.4) بر سطح بتن مجاور ناحیه آزمون فشار وارد می‌کند و با چرخاندن ثابت دسته، به صورت دستی کار می‌کند  بار به صورت دیجیتالی ارائه می‌شود. نوع رایج دیگر از سیستم بارگذاری به وسیله دستگاه سه پایه است که در آن بار به صورت مکانیکی (به طوری که در شکل 27.4 نشان داده شده است) و هیدرولیکی اعمال می‌شود. علی رغم تغییرات گسترده در سرعت بارگذاری و پیکربندی‌های واکنش بین سیستم‌های مختلف، نویسندگان (105) به این نتیجه رسیده اند که بعید است نتایج تحت تاثیر قرار گیرد به این شرط که بین دیسک و نقاط واکنشclearance  کافی وجود داشته باشد. آماده سازی سطح بتن با ماسه ریزی و پاک کردن گریس جهت اطمینان از اتصال خوب چسب که ممکن است به عمل آوری بین 1.5 و 24 ساعت بسته به ماده و شرایط نیازمند است به دقت زیادی نیاز دارد. در سطوح مرطوب ممکن است مشکلاتی پیش آید.

BS 1881: Part 207 ایجاب می‌کند میانگین شش آزمون معتبر باید انجام شود و باید حداقل در دو قطر دیسک مجزا متمرکز باشد. ثابت شده است سفتی دیسک پارامتر مهمی است و نسبت محدود ضخامت به قطر به ماده مورد استفاده بستگی خواهد داشت (105). این موضوع در شکل 28.4 نشان داده شده است و می‌توان مشاهده کرد برای تضمین توزیع تنش یکنواخت و لذا حداکثر بار گیسختگی، ضخامت دیسک فولادی باید 40٪ قطر باشد در حالی که در مورد آلومینیوم تا 60٪ افزایش می‌یابد. تحلیل‌های المان محدود این یافته‌های تجربی را تایید می‌کند.

شکل 27.4 ابزار سه پایه «hydrajaws».

شکل 28.4 آثار نوع و ضخامت دیسک (طبق مرجع 105).

مقاومت کششی اسمی بتن بر اساس قطر دیسک حاسبه می‌شود و می‌توان آن را با استفاده از نمودار کالیبراسیون متناسب با بتن به مقاومت فشاری تبدیل کرد. این کالیبراسیون بر این اساس که آیا مغزه گیری مورد استفاده قرار گرفته است یا نه (100) با توجه به اینکه آزمون‌هایی که با استفاده از مغزه انجام میشود به طور کلی به نیروی پاره‌شدگی کمتری نیاز دارد. مغزه گیری جزئی، سطح گسیختگی کمتری را به بدنه بتن انتقال خواهد داد اما عمق مغزه گیری نیز می‌تواند مهم باشد به طوری که شکل 29.4 نشان می‌دهد و همواره باید از 20 میلیمتر بیشت باشد. بدیهی است وقتی مغزه گیری جزئی مورد استفاده است باید از فولاد آرماتور اجتناب کرد. لانگ و مورای (101) با استفاده از میانگین سه نتیجه آزمون، ضریب تغییر 7.9٪ آزمون با دامنه مقاومت پیش بینی شده/واقعی بین 0.85 و 1.25 مربوط به مکعب‌های سیمان پورتلند 150 میلیمتری را گزارش کرده اند. شکل 30.4 منحنی کالیبراسیون معمولی را نشان می‌دهد و ادعا می‌شود عواملی نظیر سن، نوع و اندازه سنگدانه، هوادهی، تنش فشاری و عمل آوری صرفا تاثیر جزئی بر آن دارد. آزمون‌های میدانی گسترده طی ساخت پارکینگ طبقاتی نیز با موفقیت انجام شده است (106).

BS 1881: Part 207 پیشنهاد می‌کند همبستگی مقاومت باید برای بتن مورد پژوهش برقرار شود و نتایج سایت از یک محل احتمالا ضریب تغییر حدود 10% است. دقت پیش بینی‌های مقاومت تحت شرایط آزمایشگاهی حدود 15%± (حدود اطمینان 95%) محتمل است. به علاوه، نویسندگان (105) نشان داده اند برای انواع مختلف سنگدانه‌های سبک همبستگی‌های جداگانه مورد نیاز است به طوری که شکل 31.4 نشان می‌دهد و به دلیل روابط مختلف مقاومت کششی و فشاری، این همبستگی‌ها با همبستگی سنگدانه‌های طبیعی متفاوت است. می‌توان متذکر شد مقادیر پاره‌شدگی در سنگدانه‌های سبک نسبت به سنگدانه‌های طبیعی در یک سطح مقاومت معین، بیشتر است.

شکل 29.4 آثار مغزه گیری جزئی (طبق مرجع 105).

شکل 30.4 همبستگی معمولی پاره‌شدگی و مقاومت در سنگدانه طبیعی (طبق مرجع 106).

هدف از این آزمون در اصل تعیین مقاومت در محل برنامه ریزی نشده، است. این روش به خصوص برای اعضای مقطع کوچک مناسب است و روند کنترل بلندمدت را نیز می‌توان توسعه داد که شامل آزمونهای بار محک در فواصلی روی مجموعه پروب‌های دائمی است. همچنین به خصوص با استفاده از مغزه‌گیری جزئی در ماده پایه برای ارزیابی مقاومت اتصال تعمیرات به طوری که در بالا بیان شد، مناسب است.

این زمینه توجه صنعتی قابل توجهی را به خود جلب کرده و اکنون بسیاری از ویژگی‌های تعمیر به آزمون پاره‌شدگی به عنوان بخشی از روند کنترل کیفیت نیزا دارد (107). در این موارد، تعیین حداقل تنش پاره‌شدگی معمول است و لذا بسیار مهم است که روند آزمون‌ها با دقت تعیین یا استانداردسازی شود اگر قرار باشد معنی‌دار شود.

شکل 31.4 همبستگی‌ معمولی مقاومت سنگدانه‌های سبک.

4.4 روش‌های شکستن

1.4.4 روش نروژی

یوهانسون (108) توسعه استفاده از تکنیک شکستن را در نروژ گزارش کرده است. این تکنیک در اصل به عنوان آزمون کنترل کیفیت در نظر گرفته شده و مقاومت خمشی در یک صفحه موازی و در فاصله معین از سطح بتن، به طور مستقیم تعیین می‌کند. نوع لوله‌ای یکبار مصرف به داخل بتن تازه فرو می‌شود یا اینکه یک سوراخ شکل‌دار را می‌توان ایجاد کرد تا یک نوع درز که در شکل 32.4 نشان داده شده است، ایجاد شود. مغزه‌ای که بعد از برداشتن insert بر جا می‌ماند با نیروی عرضی وارد بر سطح بالایی که نشان داده شده است، شکسته می‌شود. این نیرو با استفاده از ابزار سیاری که به طور اختصاصی توسعه یافته است تحت عنوان «تستر TNS» به صورت هیدرولیک ارائه می‌شود.

ثابت شده است مقاومت در برابر شکستن که طبق نتایج محاسبه می‌شود با مدول پارگی همبستگی خطی نشان می‌دهد که روی نمونه‌های بلوری اندازه‌گیری شده است هر چند مقادیر به طور متوسط 30٪ بالاتر بود. کریستیانسن و دیگران (109) رابطه بین مقادیر شکستن و مقاومت کششی خمشی را مورد بررسی قرار داده و نشان داده است نسبت آب به سیمان،‌سن، عمل‌آوری و نوع سیمان معنی‌دار است. مقادیر بدست آمده (108) در یک قرارداد پیاده‌رو فرودگاه حاکی از ضریب تغییر 4.6٪ برای نمونه‌های آزمایشگاهی و 12.6٪ در محل است. در سایت‌های دیگر سازه نیز مقادیر قابل مقایسه‌ای مشاهده شده است (110). اظهار می‌شود از نظر تغییر بالای در مدت آزمون باید میانگین پنج نتیجه آزمون مورد استفاده قرار گیرد. BS 1881: Part 207 (75) ایجاب می‌کند حداقل ضخامت عنصر بتن 10 میلیمتر باشد و حداقل فاصله‌گذاری مشخص یا فاصله لبه از وجه بیرونی شیار چهار برابر حداکثر اندازه سنگدانه (50 میلیمتر) باشد. بدیهی است از نوارهای آرماتور باید اجتناب کرد و تضمین اینکه تراکم و عمل‌آوری در محل‌های آزمون آماده معرف بدنه اطراف بتن است، دقت ویژه‌ای را می‌طلبد.

 شکل 32.4 روش شکستن.

ادعا می‌شود این روش سریع و ساده بوده، هر آزمون کمتر از دو دقیقه طول می‌کشد. نتایج چندان تحت تاثیر شرایط سطح یا انقباض محلی و دما قرار نمی‌گیرد. همبستگی با مقاومت فشاری ایجاد شده است که طیف وسیعی از بتن را در بر می‌گیرد اما از نظر عوامل تاثیرگذار بر رابطه مقاومت کششی و فشاری، احتمالا قابلیت اطمینان آن کمتر از همبستگی مقاومت کششی است. برآورد مقاومت فشاری تا 20٪± باید با کمک کالیبراسیون‌های مناسب امکانپذیر شود. این روش به خصوص مناسب بتن بسیار تازن است و با اینکه ناحیه آسیب قابل اندازه‌گیری را بر جا می‌گذارد، وقتی مقاومت کششی اهمیت داشته باشد، می‌توان آن را آزمون کنترل کیفیت در محل به شمار آورد. با اینکه این روش سریع‌تر از آزمون تراکم مغزه‌ها است، استفاده از نتایج برآورد مقاومت بتن کهنه می‌تواند قابل اطمینان باشد مگر اینکه رابطه کالیبراسیون خاصی موجود باشد. کارلسون و دیگران (111) تجربه میدانی در انواع موقعیت‌ها را گزارش کرده‌اند. نیک (112) نیز تجربه میدانی را بررسی کرده و اظهار داشت سنگدانه‌های خرد شده ممکن است مقاومتی حدود 10٪‌بیشتر از سنگدانه‌های گرد نشان دهند و نتیجه آزمون با استفاده از سوراخ کردن 9٪ بالاتر از زمانی است که یک غلاف به داخل بتن تازه فرو می‌شود.

دال یورگنسن و یوهانسون (110) نسخه اصلاح شده این ازمون را بیان کرده است که در آن سیلندر فولادی را به سطح می‌چسبانند و با جک بر یک پایه مقابل بلند می‌کنند. این روش برای آزمون اتصال پوشش‌های بتن یا روکش سطح اپوکسی در نشر گرفته شده است و ادعا می‌شود تغییرپذیری این آزمون کمتر از روش‌های پاره‌شدگی است.

2.4.4 آزمون گشتاور توقف

هدف از این رویکرد پیشنهادی (113) برای بهبود در تغییرپذیری که در روش‌های دیگر با ان روبرو هستیم و میسر کردن آزمون در عمق‌های بیشتر زیر سطح نسبت به روش‌های بیرون‌کشیدگی، پاره‌شدگی یا مقاومت نفوذی است. یک دوک میخ‌دار استوانه‌ای به ارتفاع 18 و قطر 35 میلیمتر (33.4) به پیچ گشتاور 19 میلیمتری به طول حداقل 51 میلیمتری به طور قابل برداشتن متصل می‌شود و در عمق مورد نیاز در بتن قالب‌گیری می‌شود. یک نوار متراکم به پیرامون آن به استثنای سطوح میخ‌داری که به طور شعاعی انبساط یافته و به طور متقارن در مقابل قرار دارد، متصل می‌شود که مستقیما علیه ملات بتن عمل می‌کنند. یک نرده آهنی کوچک از نفوذ ذرات مجتمع بزرگ به نوک ملات جلوگیری می‌کند که با اعمال گشتاور بر پیچ به وسیله آچار تورک معمولی، می‌شکند.

حداکثر بار با مقاومت فشاری همبستگی دارد. نوک ملات در معرض تنش فشاری نیمه محدود قرار می‌گیرد که به گسیختگی برشی/فشاری منجر می‌شود. در حال حاضر داده‌های محدودی در دست است که روابط خطی قابل اطمینان با مقاومت استوانه‌ای در حدود N/mm2 34-6.7 را نشان می‌دهد که تحت تاثیر نوع سنگدانه، جابجایی و ترکیبات سیمان است. تغییرپذیری و دقت به خوبی با روش‌های دیگر مطرح در این فصل قابل مقایسه است اما به طور معنی داری بهتر از آن‌ها نیست و نتایج باید مبتنی بر میانگین حداقل سه آزمون باشد. به نظر می‌رسد ارزش اصلی این روش در کنترل از پیش برنامه‌ریزی شده توسعه مقاومت در محل باشد که احتمالا با مهار قالب‌گیری یا اعمال بار ارتباط دارد. تصور می‌شود ابزار برای تولید تجاری در حال اصلاح است و بدیهی است عوامل تاثیرگذار بر همبستگی‌های مقاومت به پژوهش بیشتری نیاز دارد.

3.4.4 روش تیغه برش

این روش یک آزمون دیرینه برای اهداف کنترل کیفیت بتن پیش ساخته در اتحادیه جماهیر شوری سابق است که لشینسکی و دیگران (34) آن را توصیف کرده‌اند. یک جک هیدرولیک دستی به یک عنصر خطی با حداقل ضخامت 170 میلیمتر محکم می‌شود که برای برش گوشه این عنصر مورد استفاده قرار می‌گیرد. بار محلی بر عرض 30 میلیمتری در زاویه °18 تا سطح و در فاصله 20 میلیمتری از لبه اعمال می‌شود. بنابراین مجموعه فولاد آرماتور در پوشش‌های طبیعی هیچ تاثیری بر نتایج نخواهد داشت و ادعا می‌شود همبستگی مقاومت به شدت پایدار است. در حال حاضر، این تکنیک در هیج جای دیگر دنیا تثبیت نشده است.

دوام یا پایایی بتن متناظر با سن یا عمر خدمت رسانی آن در شرایط محیطی مشخص به شمار می آید. بدیهی است با تغییر شرایط محیطی حاکم بر بتن، مفهوم دوام بتن تغییر می کند.

طبق تعریف ACI 201، دوام بتن حاوی سیمان پرتلند به توانایی آن برای مقابله با عوامل هوازدگی، تهاجم شیمیایی، سایش و یا هر فرآیندی که به آسیب دیدگی می انجامد، گفته می شود. بنابراین، بتن پایا بتنی است که تا حدود زیادی شکل اولیه و کیفیت و قابلیت خدمت رسانی خود را در شرایط محیطی حاکم حفظ نماید [1].

اکنون لزوم منظور نمودن مشخصات دوامی مصالح مصرفی در سازه ها همانند مشخصات مکانیکی پذیرفته شده است که همراه آن هزینه نیز منظور می گردد.

افزایش فزاینده هزینه های تعمیر و بازسازی سازه های آسیب دیده ناشی از تخریب مصالح مصرفی، بخش قابل توجهی از هزینه ساخت سازه ها را به خود اختصاص می دهد [2].

برآورد می گردد در کشورهای پیشرفته صنعتی بیش از 40 درصد کل منابع پولی صنعت ساختمان در بخش تعمیر و نگهداری سازه های موجود، و کمتر از 60 درصد آن برای ایجاد سازه های جدید خرج می گردد [2].

این موارد ما را بر آن می دارد که موضوع دوام مصالح مصرفی بویژه بتن را جدی بگیریم. علاوه بر هزینه، موضوع حفظ محیط زیست و آلودگی هوا و خاک و آب کره زمین و حفظ منابع خدادادی طبیعی این کره خاکی، ما را مجبور به با دوام تر ساختن بتن می نماید.

سازه هایی همچون رویه های بتنی راه، فرودگاه و پارکینگ ها، بتن های سیلوهای غلات و سیمان و سایر مصالح معدنی، پلهای راه و راه آهن، باراندازها و اسکله های بتنی و پلهای ارتباطی آن، مخازن آب یا نفت و گاز مایع و غیره، جداول بتنی و قطعات نیوجرسی، قطعات پیش ساخته ای همانند تراورس و لوله های بتنی آب و فاضلاب، سازه های بتنی فراساحلی، سدهای بتنی و سرریزها، پوشش بتنی پیش ساخته و درجا برای تونل های راه و راه آهن و انتقال آب، سازه های بتنی تصفیه خانه های آب و فاضلاب، سازه های بتنی راکتورهای اتمی و تاسیسات وابسته به آن، کانالهای انتقال آب و آبروهای بتنی، دودکش ها و برج های مخابراتی بتنی، ساختمانها و بناهای مسکونی، تجاری، اداری و آموزشی، فرهنگی و ورزشی، نیروگاه های آبی، گازی و حرارتی، برجهای خنک کن باز و بسته نیروگاه های حرارتی، سازه های مرتبط با صنایع مختلف مانند سیمان، نفت و گاز، فولاد، شیشه و صنایع مختلف کشاورزی و غذایی، ساخت قطعات پیش ساخته غیرمسلح یا مسلح برای حفاظت از موج شکن ها و تاسیسات بندری و غیره از جمله مواردی است که مصرف بتن با دوام و قطعات بتنی با عمر زیاد را می طلبد.

هرچند از دیرباز مسئله دوام مصالح ساختمانی اهمیت داشته است اما بعد از جنگ جهانی دوم و بویژه از دهه 70میلادی به موضوع دوام بتن بیش از پیش پرداخته شده است و مرتبا بر اهمیت آن افزوده می شود.

گستره دوام بتن به مراتب وسیع تر از موضوع مقاومت آن می باشد. تعیین مقاومت بتن به ویژه مقاومت فشاری آن امری است که طی سالیان گذشته به مدت بیش از 100سال به انجام رسیده است و به نظر می رسد حاوی نکات پیچیده ای نباشد، هرچند دارای جزئیات خاصی است و به هرحال در سن خاصی در کوتاه ترین زمان ممکن اندازه گیری می شود. اما در مورد دوام پیچیدگی بیشتری بدلیل ساز و کارهای متفاوت و آزمایش های گوناگون وجود دارد [3].

طبقه بندی ساز و کار دوام و آزمایش های آن

دوام بتن دوام بتن ابعاد مختلفی دارد [2]:

– پایایی در برابر عوامل فیزیکی (آتش، یخبندان و آب شدگی پی در پی، تبلور نمک ها)

– پایایی در برابر تهاجم شیمیایی (سولفات ها، کربناسیون، تاثیر واکنش قلیایی ها با سنگدانه ها بر بتن)

– پایایی در برابر عوامل مکانیکی (سایش، خلازایی)

– تخریب در اثر خوردگی میلگرد

پی بردن به دوام بتن در شرایط مختلف نیاز به قرار گرفتن در این شرایط و طی شدن زمان قابل توجه دارد و معمولا امکان انجام تحقیق در شرایط واقعی وجود ندارد و یا از حوصله دست اندرکاران خارج است. برای اینکه مشخص شود یک بتن در چنین شرایطی بطور مناسب و مطلوب عمل می کند نیاز به آزمایش هایی کوتاه مدت دارد که در این آزمایش ها عوامل تهاجمی یا اعمالی تشدید می شود (تسریع شده) و یا آزمایش بصورت تسریع نشده و در شرایط معمولی انجام می گردد که در این حالت دوم معیار مقایسه تغییر می کند.

گاه برخی آزمایش های کوتاه مدت مرتبط با دوام و در معرض عاملی غیر از عامل موردنظر مورد استفاده قرار می گیرد و با توجه به تجربیات موجود در پروژه های واقعی و در کارهای تحقیقاتی آزمایشگاهی معیارهایی ارائه می شود.

نمونه ای از آزمایش های کوتاه مدت تسریع شده در برابر عامل تشدید شده موردنظر، سایش یا آزمایش ASTM C1293 می­باشد.

نمونه ای از آزمایش تسریع نشده کوتاه مدت در شرایط تشدید نشده را می توان آزمایش یخبندان و آب شدگی دانست.

از میان آزمایش های کوتاه مدت مرتبط با دوام که در معرض عامل اصلی موردنظر قرار نگرفته است می توان آزمایش جذب آب یا جذب آب مویینه را نام برد. شاید بتوان آزمایش های جمع شدگی را نیز مرتبط با دوام دانست. آزمایش های تراوایی (نفوذپذیری) نیز مرتبط با دوام به حساب می آید.

ارزیابی کیفیت بتن از نظر دوام و معیارهای آن

ارزیابی دوام از طریق انجام آزمایش هایی بر روی بتن سخت شده در سنین کم و گاه در سن موجود صورت می گیرد. برای این کار نیاز به معیارها و ملاک هایی می باشد. در زیر به برخی از آزمایش های ارزیابی بتن و معیارهای آن اشاره می شود.

آزمایش های یخ زدن و آب شدن

این آزمایش ها به دو صورت در استانداردها وجود دارد:

                – یخبندان و آب شدگی پی در پی در حالت اشباع در آب یا هوا و کنترل کاهش وزن، کاهش مقاومت، افزایش حجم و کاهش مدول ارتجاعی دینامیکی مانند ASTM C666 [4]

                – یخبندان و آب شدگی پی در پی در مجاورت آب نمک یا نمک های یخ زدا و کنترل پوسته شدن سطح بتن و کاهش وزن آن مانند ASTM C1262 [5]، ASTM C672 [6] و EN 1340 [7]

به هرحال این آزمایش ها عمدتا در سنین کم 28 تا 90 روزه بر روی بتن ها در آزمایشگاه انجام می شود و مدت زمان زیادی بطول می انجامد.

امروزه در آزمایش های یخبندان در حالت اشباع مانند ASTM C666 از پارامتر کاهش مدول ارتجاعی دینامیکی استفاده می شود. پس از تعداد معینی سیکل یخبندان، درصد مدول ارتجاعی دینامیکی اولیه بدست می آید.  حداقل درصد قابل قبول مدول ارتجاعی دینامیکی اولیه، یک ملاک یا ضابطه تلقی می شود. مثلا بتنی با دوام تلقی می گردد که پس از 300 سیکل یخبندان و آب شدگی مکرر، حداقل 60 و یا 80 درصد مدول ارتجاعی دینامیکی را دارا باشد [4].

در مواردی تعداد سیکل های یخبندانی را که مدول ارتجاعی دینامیکی را به 60 درصد مقدار اولیه می رساند مشخص می گردد. بدیهی است در این حالت باید حداقل تعداد سیکل های یخبندان مورد نظر به عنوان یک معیار اعلام گردد [4].

در آزمایش های یخبندان و آب شدگی پی در پی در معرض مواد یخ زدا معمولا درصد وزن بتن پوسته شده پس از تعداد معینی سیکل یخبندان بدست می آید. با محدود کردن میزان مواد پوسته شده، معیاری ارائه می گردد. به عنوان مثال در ASTM C1372 [8] پس از 100سیکل خاص یخبندان در آزمایش ASTM C1262 [5] نباید از 1درصد وزن اولیه بیشتر شود.

هرچند در این آزمایش نیز می توان تعداد سیکل یخبندان برای دستیابی به درصد خاصی از پوسته شدن را به عنوان یک معیار برگزید، اما این امر سابقه چندانی ندارد.

برای مثال در EN1340 برای جداول بتنی پیش ساخته مقدار مواد پوسته شده نباید از kg/m3 1 پس از 28 سیکل خاص یخبندان در حالی که محلول نمک طعام 3 درصد بر روی آن ریخته شده است، بیشتر باشد [7].

در ASTM C672 معمولا پس از 50 سیکل یخبندان خاص در معرض مواد یخ زدا (محلول کلرید کلسیم 4 درصد) که روی قطعه ریخته می­شود و درجه تخریب سطح پس از 5، 10، 15، 25 و 50 سیکل گزارش می شود که معیار درجه تخریب ارائه می شود [6].

به هر حال باید دانست که در همه انواع آزمایش یخبندان و آب شدگی مکرر در برابر آب یا نمک های یخ زدا، شرایط آزمایش با واقعیت موجود تطابق ندارد اما به ناچار از این آزمایش ها و معیارهای ارزیابی آن استفاده می شود.

در ASTM C1262 که برای قطعات پیش ساخته بتنی و برخی قطعات بنایی بکار می رود و آب یا آب نمک 3درصد (بسته به نیاز) در مجاورت قسمت تحتانی قطعه ریخته می شود و معمولا سیکل های خاص یخبندان اعمال می گردد و درصد کاهش وزن بدست می آید. با توجه به معیار خاص کاهش وزن در برابر تعداد خاصی سیکل یخبندان کیفیت دوامی قطعه کنترل می شود [5].

مقاله های بتن:  کاشت میلگرد ( آرماتور ) دیوار و فونداسیون

آزمایش تبلور نمک ها

برای بررسی تاثیر تبلور نمک ها بر دوام بتن، آزمایش خاصی پیش بینی نشده است، هرچند عامل مهمی در مناطق نیمه خشک و خشک در تخریب سطح بتن ها محسوب می شود بویژه اگر املاح قابل توجهی در بتن و یا آب و خاک وجود داشته باشد [2].

آزمایش دوام در برابر سولفات ها

برای بررسی دوام بتن در برابر سولفات ها آزمایش استاندارد خاصی در ASTM و EN مشاهده نمی شود. همچنین روشن است که معیار خاصی نیز وجود ندارد. پس از سالهای طولانی که از تشخیص خرابی بتن در اثر حمله سولفات ها گذشته است هنوز آزمایش خاص و معیار دوام بتن در برابر حمله سولفات ها و یا در برابر سولفات خاصی ارائه نشده است [8].

سعی می شود با استفاده از سیمان مناسب، محدودیت نسبت آب به سیمان و یا عیار سیمان و یا استفاده از افزودنی های خاصی مانند پوزولان ها و سرباره ها و یا حباب­زا و مواد آب­بند کننده، دوام بتن را بالا برده اما نحوه تشخیص این افزایش دوام روشن نیست [1].

سعی شده است آزمایش هایی بر روی سیمان یا ملات در محلول سولفات دار انجام گردد و انبساط آنها اندازه گیری شود و با تعیین معیارهایی، کیفیت سیمان از نظر مقابله با حمله سولفات ها مشخص گردد [9 و 10].

آزمایش هایی برای نفوذ و انتشار سولفات در بتن پیش بینی شده است اما هنوز استاندارد نشده است. با این حال نفوذ سولفات در بتن دقیقا نمی تواند دوام بتن در برابر سولفات ها را به نمایش گذارد [11 و 12].

آزمایش کربناسیون

آزمایش ساده و معمول تعیین عمق کربناسیون تا چندی پیش صرفا بر اساس دستورالعمل RILEM CPC18 انجام می گردید [13] که EN نیز به تازگی دستورالعمل استانداردی را مشابه RILEM ارائه کرده است [14]. در این آزمایش عمق بتن کربناته شده با محلول فنل فتالئین به عنوان یک معرف اندازه گیری می شود. معمولا این آزمایش بر روی بتن سخت شده در شرایط محیطی واقعی اندازه گیری می شود که می توان تحت شرایطی نفوذ CO2 را تسریع نمود [13].

به هرحال هنوز معیار خاصی برای قدرت مقابله با کربناسیون و عمق نفوذ آن ارائه نشده است، هرچند می توان میزان نفوذپذیری گاز CO2 در بتن را اندازه گیری نمود.

می توان با اندازه گیری pH پودر بتن پروفیل pH در برابر عمق را رسم کرد و عمق کربناسیون را مشخص نمود [15].

آزمایش انبساط ناشی از واکنش قلیایی ها با سنگدانه های بتن

معمولا بیشتر آزمایش ها در این زمینه بر روی ملات می باشد و یا شرایط خاصی همچون تشدید شرایط حاکم و یا افزایش قلیایی ها در ملات و یا محیط نگهداری را دارا می باشد. طبق استاندارد ASTM C1293 و تعدادی از استانداردهای کانادایی، انبساط بتن در شرایطی نزدیک به واقع اما در دمای 38 یا 60 درجه با رطوبت 100درصد را در زمانی طولانی تر از 6ماه و یا یک سال و بیشتر بدست می آورند [16].

معیارهایی همچون انبساط 04/0 درصد پس از سه ماه در 60 درجه سانتیگراد و یا پس از یک سال در 38 درجه سانتیگراد ارائه شده است. به هرحال در این آزمایش انبساط بالقوه بتن بدست می آید [17، 18 و 19].

برای سنگدانه کربناتی از ASTM C1105 استفاده می شود و معیارهایی برای آن ارائه شده است [17 و 20].

آزمایش های سایش

در استاندارد ASTM برای بتن چهار آزمایش سایش ارائه شده است و برای برخی قطعات بتنی نیز از این آزمایش ها و یا آزمایش های دیگری استفاده می شود.

                – ASTM C944 برای سایش بتن یا ملات (روش سمباده چرخان) [21]

                – ASTM C418 برای سایش بتن (روش ماسه پاشی) [22]

                – ASTM C779 برای سایش سطوح افقی بتنی (سه روش صفحه مدور سمباده ای چرخان، چرخ استوانه ای دندانه دار، بلبرینگ چرخان) [23]

                – ASTM C1138 برای سایش بتن (روش زیر آب) [24]

به نظر می رسد در آزمایش های سایش دقت زیادی شده است تا نزدیکی بیشتری با واقعیت موجود داشته باشد که تنوع آزمایش ها را سبب گشته است.

در موارد مختلف برای هر نوع قطعه یا سطح در هر پروژه یا کاربرد خاص، معیاری ارائه می شود که نشانه دوام بتن در برابر سایش است. در برخی استانداردهای دیگر آزمایش سایش چرخ عریض و آزمایش سایش Bohme پیش بینی شده است. برای مثال در استاندارد جداول بتنی (EN 1340) این دو آزمایش پیش بینی شده است و معیار خاصی در هر مورد ارائه شده است [7].

جدول 1- تقسیم بندی کیفیت سایشی جداول بتنی طبق EN 1340 [7]

رده از نظر سایش*

نتیجه آزمایش سایش چرخ پهن (حداکثر)

نتیجه آزمایش سایش Bohme (حداکثر)

متوسط

23 میلی­متر

کمتر از mm25000/mm320000

خوب

20 میلی­متر

کمتر از mm25000/mm318000

* در مورد رده ضعیف هیچ ضابطه ای ارائه نمی شود.

آزمایش های نفوذپذیری

آزمایش های نفوذپذیری بتن در برابر آب و گازهای مختلف و حتی برخی سیال های خاص دیگر انجام می شود.

آزمایش های نفوذپذیری در برابر آب

آزمایش های نفوذپذیری بتن در برابر آب از گذشته دور براساس رابطه دارسی انجام می شده است. ارتش آمریکا و USBR آزمایش هایی را برای تعیین ضریب نفوذپذیری بتن در برابر آب ارائه کرده اند که بسیار مشکل است. در روش ارتش آمریکا (CRD-C48) فشار حدود 14 اتمسفر و در روش USBR 4913 فشار 5/28 اتمسفر بکار می رود [25 و 26]. در این آزمایش­ها مقدار k با بعد L/T بدست می­آید. در هر پروژه مقدار حداکثر k مشخص می­شود و لازم است بتن موردنظر این خواسته را برآورد کند.

بتن هایی که در حال حاضر برای پروژه های آبی ساخته می شود دارای نفوذپذیری پایینی است و عملا انجام این آزمایش و تعیین k بصورت مستقیم غیرممکن گشته است. بدین دلیل سعی شده است با اندازه گیری عمق نفوذ آب در این آزمایش و با استفاده از یک سری روابط تجربی بر اساس فرضیات مختلف، از عمق نفوذ مقدار k را بدست آورد که نتایج آن قابل اعتماد نمی باشد.

جدول 2- تقسیم بندی کیفیت نفوذناپذیری بتن بر اساس ضریب نفوذپذیری آب [27]

کیفیت نفوذناپذیری بتن

خیلی ضعیف

ضعیف

متوسط

خوب

خیلی خوب

عالی

ضریب نفوذپذیری (m/s)

بیشتر از 6-10

6-10 تا 7-10

7-10 تا 8-10

8-10 تا 9-10

9-10 تا 10-10

کمتر از 10-10

همچنین روش های درجا و آزمایشگاهی معروف دیگری نیز وجود دارند که به جای ارائه ضریب نفوذپذیری، شاخص های نفوذپذیری را بدست می دهند. از جمله این آزمایش ها می توان به آزمایش فیگ (Figg) و یا آزمایش Autoclam اشاره کرد. این آزمایش ها در ایران رایج نیست و ممکن است به ندرت در کارهای تحقیقاتی استفاده شده باشد. به هرحال محققین بر اساس این آزمایش ها معیارها و طبقه بندی هایی را برای کیفیت بتن ارائه کرده اند.

آزمایش های نفوذپذیری در برابر گاز

آزمایش های نفوذپذیری با گاز به ویژه اکسیژن روش های مختلفی دارد که معروف ترین آن مربوط به روش CemBureau (انجمن سیمان اروپا) می باشد که در RILEM و استاندارد ایتالیا (UNI) نیز آورده شده است [28 و 29].

در این روش، نمونه قرصی شکل بتنی در محفظه­ای با تیوب دورگیر تحت فشار قرار گرفته و در فشارهای مختلف اعمالی، دبی عبوری گاز بدست آمده و با رابطه اصلاح­شده دارسی برای سیال تراکم پذیر، ضریب نفوذپذیری محاسبه می­گردد. نتیجه این روش آزمایش به درصد رطوبت نمونه بتنی بسیار وابسته می باشد. به همین دلیل، در روش پیشنهادی این آزمایش، دو رژیم نمونه کاملا خشک و با درصد رطوبت مشخص، پیشنهاد شده است [28 و 29].

معیار میزان نفوذپذیری در برابر اکسیژن در مشخصات فنی داده می شود اما تلاش شده است بتن ها از این نظر تقسیم بندی شوند که در زیر دیده می شود.

جدول 3- تقسیم بندی کیفیت بتن بر اساس نفوذپذیری بتن در برابر اکسیژن به روش CemBureau (نمونه خشک) [30]

کیفیت

عالی

خیلی خوب

متوسط

ضعیف

خیلی ضعیف

ضریب نفوذپذیری (m2 16-10)

کمتر از 1/0

5/0 – 1/0

5/2 – 5/0

5/12 – 5/2

بیشتر از 5/12

در منطقه خلیج فارس با توجه به آیین نامه پایایی بتن، برای شرایط D، E و F کیفیت عالی و برای B و C خیلی خوب و برای شرایط A حالت کیفی متوسط پیشنهاد می شود. هرچند ممکن است با بکارگیری چنین بتن هایی در عمل به نتیجه چندان خوبی هم دست نیافت.

آزمایش های نفوذپذیری در برابر یون کلرید (آزمایش های انتشار یون کلرید)

کامل ترین راه برای تعیین ضریب انتشار یون کلرید در بتن طبق روش جدید ASTM C1556 [31] که مشابه روش NTBuild 443 [32] است، می باشد. در این روش بتن سخت شده در محلول نمک طعام با غلظت معین قرار می گیرد و در سن موردنظر پس از خشک کردن آن، با تعیین یون کلرید در اعماق مختلف، با توجه به قانون فیک (Fick) ضریب انتشار یون کلرید بدست می آید که بعد آن L2/T است.

برای بتن هر پروژه می توان ضریب انتشار خاصی را درنظر گرفت. بتن ها از این نظر به ویژه در شرایط رویارویی با یون کلرید تقسیم بندی می شوند که در زیر مشاهده می گردد.

جدول 4- تقسیم بندی نفوذپذیری بتن بر اساس ضریب انتشار یون کلرید [33]

طبقه بندی نفوذپذیری

شدید

متوسط

کم

ناچیز

ضریب انتشار یون کلرید (m2/s×12-10)

بیشتر از 5

1 تا 5

2/0 تا 1

کمتر از 2/0

ضریب انتشار یون کلرید (mm2/Year)*

بیشتر از 15

3 تا 15

6/0 تا 3

کمتر از 6/0

* اعداد ذکر شده دقیقا با ردیف فوق یکسان نیست.

یکی از پارامترهای منحصربفردی که می توان به کمک آن و بهره گیری از اطلاعات و فرضیات دیگر در هر سنی غلظت یون کلرید پیش بینی نمود در هر عمقی به چه میزان است، ضریب انتشار یون کلر می باشد و بر این اساس زمان رسیدن غلظت یون کلرید در مجاورت میلگرد به حد آستانه تعیین می گردد که زمان شروع خوردگی را مشخص می کند [34].

معمولا از آنجا که تعیین این پارامتر دشوار است، سعی می شود بجای آن، پارامترهای دیگری مشخص شود و جایگزین آن گردد در حالی که عملا نمی توانند جای آن را بگیرند.

یکی از آزمایش های رایج AASHTO T259 است که سطح بتن در معرض محلول کلرید قرار می گیرد و مقدار یون کلرید در سنین خاص و در عمق های خاص اندازه گیری می شود و عمق نفوذ یون کلرید بدست می آید که به کمک آن می توان کیفیت بتن ها را در مقایسه با یکدیگر ارزیابی نمود و می توان بتن ها را نیز از این نظر طبقه بندی کرد. به هرحال نتیجه این آزمایش از جنس نفوذپذیری نیست اما نفوذپذیری را نشان می دهد [35].

روش دیگر برای تعیین نفوذ سریع یون کلرید (مهاجرت) توسط دستور NTBuild 492 [36] ارائه شده است که AASHTO T277 [37] روش مشابه آن را ارائه کرده است.

استاندارد ASTM C1202 روش را برای تعیین سریع نفوذپذیری کلرید در بتن سخت شده ارائه می دهد که در این روش در دو سمت یک قرص بتنی کاملا اشباع شده در خلا به قطر حدود 100 میلیمتر و ضخامت 50 میلیمتر محلول های کلرید سدیم و سود سوزآور با غلظت معین قرار می گیرد و جریان الکتریکی با اختلاف پتانسیل 60 ولت برقرار می شود و شدت جریان عبوری از بتن اشباع بدست می آید و طی 6ساعت، مقدار جریان عبوری از بتن برحسب کولمب محاسبه می گردد که نشانه مقاومت بتن در برابر این جریان است و به عبارتی به نوعی به مقاومت الکتریکی مربوط می باشد. هرچه این جریان عبوری بیشتر باشد نشانه نفوذپذیری بیشتر بتن به ویژه در برابر یون کلرید است. طبقه بندی بتن ها را می توان طبق ASTM C1202 بصورت زیر دانست [38].

جدول 5- نفوذپذیری در برابر یون کلرید براساس میزان جریان عبوری

نفوذپذیری در برابر یون کلر

زیاد

متوسط

کم

خیلی کم

ناچیز

میزان جریان عبوری (کولومب)

بیشتر از 4000

2000 تا 4000

1000 تا 2000

100 تا 1000

کمتر از 100

در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در محیط خلیج فارس و دریای عمان (نشریه شماره ض428 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن) معیارهای زیر برای شرایط مختلف طبق روش ASTM C1202 ارائه شده است [34].

جدول 6- مقادیر مجاز میزان جریان عبوری در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

شرایط محیطی

A

B و C

D، E و F

میزان جریان عبوری (کولومب)

حداکثر 3000

حداکثر 3000

حداکثر 2000

بهتر است در آینده با تجدید نظر در طبقه بندی موجود برای برخی رده های مورد نظر مانند E یا F شرط سخت گیرانه تری مانند 1200 یا 1000 کولومب منظور شود. در عوض برای شرایط محیطی A حداکثر 4000 کولومب نیز پذیرفته گردد.

به هرحال این آزمایش و نتایج آن محل تردید است. برخی معتقدند که بهتر است اختلاف پتانسیل را کم کرده و مدت را متناسبا زیاد نمود تا دمای بتن و محلول ها حین آزمایش بطور شدید بالا نرود و شرایط واقعی تری برقرار باشد [39]. ظاهرا قرار است تغییری در یکی از محلول ها نیز در دستور کار قرار گیرد. به هرحال این آزمایش طی یک روز منجر به اخذ نتیجه می شود و این امر بسیار مهم است.

آزمایش های عمق نفوذ آب

از آنجا که آزمایش های نفوذپذیری در برابر آب همراه با چالش های فراوانی است، در برخی کشورهای اروپایی مانند آلمان آزمایش دیگری انجام می شد که تحت فشار آب، در زمان معینی، عمق آب نفوذی در بتن بدست می آمد (DIN 1048-5) [40]. سپس در EN 12390-8 با تغییرات مختصر، این آزمایش با سهولت بیشتر ارائه شد که در آن نمونه بتنی سه روز از سطح زیرین تحت فشار MPa 5/0 (5 بار) قرار می گیرد و سپس حداکثر عمق نفوذ آب بدست می آید که پارامتری در جهت ارزیابی نفوذ آب در بتن می باشد [41]. در منابع مختلف طبقه بندی بتن ها در آزمایش DIN 1048 آمده است اما هنوز این طبقه بندی برای آزمایش براساس روش EN ارائه نشده است. پراکندگی نتایج آزمونه های مختلف یک نوع بتن در این آزمایش زیاد است و چندان قابل اعتماد نمی باشد [33].

در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در حاشیه خلیج فارس، معیارهای زیر برای شرایط مختلف محیطی حاکم ارائه شده است [34].

جدول 7- مقادیر مجاز عمق نفوذ آب در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

شرایط محیطی

A

B و C

D، E و F

عمق نفوذ آب در سن 28 روز (mm)

حداکثر 50

حداکثر 30

حداکثر 10

دستیابی به حداکثر عمق نفوذ آب 10 میلیمتر عملا بسیار مشکل است و با ضوابط دیگر انطباق مناسبی ندارد و تجدیدنظر در معیار آن ضروری به نظر می رسد. شاید حداکثر عمق نفوذ آب برای طبقه D را بتوان 20 میلیمتر و برای E و F حداکثر 10 یا 15 میلیمتر منظور نمود.

به هرحال الزاما در شرایط واقعی، فشار تا این حد وجود ندارد اما این آزمایش به نوعی تعیین کننده کیفیت بتن می باشد.

آزمایش های جذب آب

آزمایش های جذب آب به شکل های مختلفی وجود دارد که مهم ترین آنها عبارتند از:

                – جذب آب کوتاه مدت نیم ساعته (Early Water Absorption)

                – جذب آب نهایی (بلند مدت) 2 روزه یا بیشتر در شرایط عادی یا جوشانده شده (Final Water Absorption)

                – جذب آب سطحی اولیه ISAT (Initial Surface Water Absorption Test)

                – جذب آب مویینه ( Capillary Water Absorption و Water Sorptivity)

هرکدام از این آزمایش ها یک ویژگی خاص از بتن را به نمایش می گذارد و لازم است از هر آزمایش زمانی استفاده نمود که به واقعیت موجود شباهتی داشته باشد [42].

آزمایش جذب آب کوتاه مدت

در BS 1881 در سال های گذشته آزمونه مکعبی خشک 100میلی لیتری در آب غرق می شد و پس از یک ساعت درصد وزنی آب جذب شده بدست می آید که گزارش می شد. در BS 1881 part122 این آزمایش عمدتا برای قطعات بتنی پیش ساخته پس از مغزه گیری به قطر 75 میلیمتر انجام می شود که باید دارای طول معینی باشد و نمونه کاملا خشک شده در آون، غرقاب می شود و درصد جذب آب نیم ساعته بدست می آید [43]. این آزمایش کیفیت سطحی بتن موردنظر را بدست می دهد.

در انگلیس کیفیت جداول بتنی و برخی قطعات پیش ساخته با این آزمایش کنترل می شود. برای مثال جذب آب نیم ساعته یک جدول نباید از 2درصد بیشتر باشد [44]. در آزمایش های جذب آب کوتاه مدت حساسیتی در مورد شکل و اندازه نمونه وجود دارد و نسبت سطح به حجم اهمیت پیدا می کند. در استاندارد BS 1881 ضرایب تصحیح خاصی پیش بینی شده است تا در صورت تغییر قطر و طول نمونه نسبت به قطر و طول استاندارد، بتوان نتایج تصحیح شده را محاسبه نمود [43].

در توصیه های CIRIA برای مناطق عربی در حاشیه خلیج فارس و دریای سرخ و غیره، حداکثر جذب آب کوتاه مدت طبق BS 1881 را 2 درصد مطرح نموده است [45].

در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در حاشیه خلیج فارس، معیارهای زیر برای شرایط مختلف محیطی حاکم با روش BS 1881 part122 ارائه شده است [34].

جدول 8- مقادیر مجاز درصد جذب آب کوتاه مدت در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

شرایط محیطی

A

B و C

D، E و F

درصد جذب آب (%)

حداکثر 4

حداکثر 3

حداکثر 2

به نظر می رسد لازم است با تجدید نظر در مورد شرایط E و F مقدار حداکثر جذب آب نیم ساعته را به 5/1 درصد محدود کرد.

آزمایش جذب آب نهایی

هرچند در آزمایش جذب آب کوتاه مدت قدیمی و جدید BS 1881 می توان با تداوم آزمایش تا رسیدن به وزن ثابت، جذب آب نهایی را بدست آورد و حتی با جوشاندن آن در آب به جذب آب نهایی بیشتری دست یافت، اما در این دستور چنین پیش بینی هایی صورت نگرفته است.

در ASTM C642 مقدار جذب آب نهایی بدست می آید و می توان چگالی و تخلخل را نیز بدست آورد، حتی جوشاندن نمونه در آب نیز پیش بینی شده است. در این استاندارد در مورد شکل و اندازه نمونه حساسیتی وجود ندارد اما حداقل جرم و حجم مشخص شده است زیرا به موضوع جذب آب نهایی پرداخته است. این آزمایش عمدتا برای قطعات پیش ساخته بکار می رود [46].

در استاندارد EN 1340 جذب آب نهایی قطعات پیش ساخته ای مانند جداول بتنی به چشم می خورد که حداقل برای حجم یا جرم نمونه مطرح شده است [7]. در استانداردهایی همچون ASTM C497، مقدار جذب آب لوله های بتنی بدست می آید که دو روش A و B با توجه به نحوه خشک کردن و زمان جوشاندن نمونه در آب دارد [47].

برای مثال در برخی استانداردهای قطعات پیش ساخته در ASTM C76 مانند لوله های بتن مسلح آب و فاضلاب، حداکثر جذب آب نهایی طبق ASTM C497 به میزان 9درصد برای روش A و 5/8درصد برای روش B مطرح شده است [48] و از این نظر می توان معیار و طبقه بندی برای کیفیت دوامی بتن ارائه نمود، بویژه اگر قطعه بتنی بصورت غرقاب باشد و آب همواره در مجاورت آن حضور داشته باشد. در استاندارد لوله های بتنی آب و فاضلاب ایران به شماره 8906 از چنین مشخصاتی استفاده شده است [49].

در استاندارد EN 1340 در مواردی که شرایط یخبندان و آب شدگی حادی در برابر نمک های یخ زدا وجود ندارد. حداکثر جذب آب نهایی 6 درصد برای جداول بتنی پیش ساخته ارائه شده است [7].

به نظر می رسد برای بتن های با دوام، حداکثر جذب آب نهایی بتن بهتر است به 6 درصد و برای حالت جوشانده شده به 5/5 درصد محدود شود. برای مناطق حاشیه خلیج فارس بتن های موردنظر در شرایط محیطی طبقه بندی شده در آیین نامه پایایی بتن پیشنهادی، مقدار جذب آب نهایی زیر توسط اینجانب پیشنهاد می شود.

جدول 9- مقادیر مجاز درصد جذب آب کوتاه مدت در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

شرایط محیطی

A

B و C

D

E و F

حداکثر درصد جذب آب نهایی (%)

6

5

4

5/3

حداکثر جذب آب نهایی جوشانده (%)

7

5/5

5/4

4

در برخی مشخصات استاندارد قطعاتی مانند بلوک سیمانی و موزاییک و آجرهای سیمانی به جذب آب نهایی پرداخته شده است [50، 51 و 52].

آزمایش جذب آب سطحی اولیه

این آزمایش عمدتا در BS 1881 part208 پیش بینی شده است. در این آزمایش سعی می شود مقدار جذب آب ریخته شده روی سطح افقی نمونه بتنی یا قسمتی از قطعات پیش ساخته در حالی که ارتفاع آب چندانی برای اعمال فشار وجود ندارد و به میزان 200 میلیمتر محدود شده است، بدست آید. در این آزمایش در فواصل زمانی مختلف مقدار آب جذب شده برحسب گرم یا میلی لیتر بر واحد سطح (m2) گزارش می شود [53].

طبقه بندی کیفی بتن ها در این آزمایش را می توان بصورت زیر مطرح کرد. در انگلیس از نتایج این آزمایش استفاده می شود اما در آیین نامه پایایی بتن ایران در حاشیه خلیبج فارس و یا در استانداردهای قطعات پیش ساخته مانند جداول مورد اقبال قرار نگرفته است. به هرحال این آزمایش برای موادی که باعث آب بندی سطحی می شوند می تواند با موفقیت بکار رود و کیفیت سطحی را به نمایش گذارد [42].

جدول 10- تقسیم بندی جذب سطحی بتن با معیار جذب سطحی اولیه (mL/m2/s)

میزان جذب

زمان پس از شروع آزمایش

جذب تجمعی در ساعت (mL/m2)

10 دقیقه

30 دقیقه

1ساعت

2ساعت

زیاد

بیشتر از 50/0

بیشتر از 35/0

بیشتر از 20/0

بیشتر از 15/0

بیشتر از 2000

متوسط

50/0 – 25/0

35/0 – 17/0

20/0 – 10/0

15/0 – 07/0

2000 – 1000

کم

کمتر از 25/0

کمتر از 17/0

کمتر از 10/0

کمتر از 07/0

کمتر از 1000

به نظر می رسد در محیط خلیج فارس بویژه در شرایط D، E و F، میزان جذب باید در حد کم و یا در حدی به مراتب کمتر از آن باشد.

جذب آب مویینه

یک ساز و کار جذب آب، حرکت آب به صورت نم مویینه رو به بالا می باشد که نیاز به انجام آزمایش خاص و هماهنگ با این ساز و کار احساس می شود.

در این آزمایش ها معمولا مقدار آب جذب شده در واحد سطح، ارتفاع نم مویینه و آهنگ جذب آب مویینه تعیین و گزارش می شود که در همه دستورها بصورت یکسان نیست و در هر دستور به برخی از این پارامترها پرداخته می شود.

دستور آزمایش RILEM CPC11.2 از جمله دستورهای آزمایش قدیمی در این زمینه است که سالها مورد استفاده قرار گرفته است [54]. اخیرا دستور استاندارد ASTM C1585 ارائه شده است که با دقت بیشتری شرایط آزمایش و شکل آزمونه را مشخص نموده است [55]. در این آزمایش از یک قرص بتنی به قطر 100 میلیمتر و ارتفاع 50 میلیمتر استفاده می شود که بخش تحتانی آن به میزان 1 تا 3 میلیمتر در آب قرار گرفته است و رطوبت محیط اطراف نمونه نیز کنترل می گردد و درنهایت، آهنگ جذب آب مویینه در بازه های زمانی مختلف بدست می آید.

لازم به ذکر است که در این استاندارد دو مقدار آهنگ جذب آب اولیه و ثانویه بدست می آید که معمولا نرخ جذب آب ثانویه به مراتب کمتر از نرخ جذب آب اولیه است. در حالیکه در روش RILEM فقط یک نرخ جذب آب بدست می آید. نگاه ASTM به نرخ جذب آب از RILEM منطقی تر به نظر می رسد و اشکال موجود در روش RILEM و مشکلات برازش یک خط بر چهار نقطه موجود در این روش را حل نموده است. ضمن اینکه تعداد نقاط رسم شده در صفحه مختصات را به مقدار قابل توجهی افزایش داده است و با برازش دو خط به دو مجموعه از این نقاط، برخورد واقع­بینانه تری داشته است.

هنوز طبقه بندی خاصی در مورد کیفیت بتن ها با کاربرد این آزمایش مطرح نشده است و آنچه در زیر مشاهده می شود عمدتا مربوط به آزمایش های انجام شده بر اساس دستور RILEM می باشد [56].

جدول 11- محدوده پذیرش جذب آب مویینه بتن با دوام

کیفیت بتن

عالی

خیلی خوب

خوب

متوسط

ضعیف

جذب آب (mm/h-0.5)

کمتر از 1/0

1/0 تا 15/0

15/0 تا 2/0

2/0 تا 25/0

بیشتر از 25/0

هرچند ساز و کار برخی خرابی ها در ایران و حتی جنوب کشور مربوط به جذب آب مویینه است، اما در دستورهای استاندارد ایران این آزمایش برای بتن جایگاهی ندارد و طبعا مشخصات استاندارد و محدودیت خاصی نیز مطرح نگردیده است. به هر حال به نظر می رسد برای شرایط E و F، کیفیت عالی و یا بهتر از آن، برای شرایط D کیفیت خیلی خوب یا عالی، برای B و C حالت خوب یا خیلی خوب و برای رده A، کیفیت خوب یا متوسط کاربرد دارد.

آزمایش مقاومت ویژه الکتریکی

سهولت یا سختی عبور جریان الکتریکی از بتن اشباع می تواند نشانه ای از نفوذپذیری آن در برابر آب و به ویژه انتشار و مهاجرت یونی (به ویژه یون کلرید) باشد مخصوصا اگر با آب نمک اشباع گردد.

این آزمایش بین پژوهشگران بسیار معروف و رایج است اما دستور استاندارد خاصی برای آن تدوین نشده است.

این آزمایش با استفاده از دو صفحه مسی یا برنجی که بر سطح آزمونه بتنی اشباع از آب به کمک خمیر سیمان تازه می چسبد و مقاومت الکتریکی به کمک اعمال یک جریان متناوب با فرکانس مشخص بدست می آید. می توان با داشتن سطح بتن و فاصله بین دو صفحه فلزی، مقاومت ویژه الکتریکی را بدست آورد. همچنین می توان با چهار الکترود (روش ونر) و تعبیه آن بر سطح بتن یا در سوراخ خاص و برقراری اتصال و تماس الکتریکی، مقاومت الکتریکی و مقاومت ویژه آن را بدست آورد.این روش برای قطعات بتنی موجود نیز قابل استفاده است، در حالی که روش قبلی فقط برای آزمونه های آزمایشگاهی مکعبی، استوانه ای یا منشوری و مکعب مستطیل کاربرد دارد. در صورتی که نخواهیم مقاومت ویژه الکتریکی را بدست آوریم از دو الکترود استفاده کرد که به عمق معین و فاصله معینی از یکدیگر در بتن فرو می رود و بصورت مقایسه ای می توان مقاومت الکتریکی بتن را در بین دو الکترود بدست آورد.

در راه انجام این آزمایش مشکلات و مباحث خاصی مطرح می شود که عبارتند از:

                – میزان رطوبت و اطمینان از اشباع بودن بدلیل تاثیر شدید رطوبت بر مقاومت الکتریکی بتن

                – نوع جریان و فرکانس مصرفی بدلیل تاثیر آن بر نتایج حاصله

                – نقش شکل و اندازه نمونه بر نتایج حاصله

                – نقش روش آزمایش (الکترود چهارگانه یا صفحات)

                – نقش افزودنی های شیمیایی در تغییر نتایج

                – نقش مقاومت الکتریکی سنگدانه های بتن در تغییر نتایج

                – نقش هدایت الکتریکی الکترولیت موجود در منافذ به علت املاح محلول در آن

                – نقش دما در مقاومت الکتریکی

به هرحال لازم است با محدود کردن تغییرات احتمالی، دستور استاندارد واحدی را تدوین کرد و بتن ها را از این نظر مقایسه نمود و طبقه بندی کرد. ظاهرا کمیته ای در ASTM مشغول به تدوین چنین دستورالعملی می باشد [15، 57، 58 و 59].

طبقه بندی زیر که معیاری جهت ارزیابی بتن محسوب می شود، ارائه شده است [39].

جدول 12- تقسیم بندی احتمال خوردگی میلگرد براساس آزمایش مقاومت الکتریکی

احتمال خوردگی میلگرد

خیلی زیاد

زیاد

کم

ناچیز

مقاومت ویژه الکتریکی بتن (اهم-متر)

کمتر از 50

50 تا 100

100 تا 200

بیش از 200

با پیشنهاد طبقه بندی زیر، به نظر می رسد برای شرایط D، E و F از کیفیت عالی، برای شرایط B و C از کیفیت خوب و یا خیلی خوب و برای شرایط A کیفیت متوسط بکار گرفته شود.

جدول 13- تقسیم بندی پیشنهادی کیفیت بتن بر اساس آزمایش مقاومت الکتریکی

کیفیت بتن

عالی

خیلی خوب

خوب

متوسط

ضعیف

خیلی ضعیف

مقاومت ویژه الکتریکی بتن (اهم-متر)

بیش از 200

150 تا 200

100 تا 150

75 تا 100

50 تا 75

کمتر از 50

لازم به ذکر است اشباع کردن بتن در آب یا آب نمک با غلظت های معین، به شدت بر مقاومت ویژه الکتریکی بتن اثر می گذارد و وجود نمک محلول در منافذ بتن، مقاومت ویژه الکتریکی آن را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد. به هر حال مقادیر مندرج در جداول فوق، برای حالت اشباع در آب قابل شرب صادق می باشد.

اعداد جداول فوق ارتباط تنگاتنگی با مقادیر طبقه بندی های مندرج در جدول 5 (نفوذپذیری در برابر یون کلرید بر اساس جریان عبوری) دارد اما بدست آوردن یک رابطه کلی بین آنها به سهولت مقدور نمی باشد، مگر اینکه در رابطه با یک بتن مشخص، رابطه خاصی بدست آید.

آزمایش های تغییر حجم و ساختار بتن

لازم به ذکر است که آزمایش هایی در مورد جمع شدگی و انبساط بتن وجود دارد که به دوام مربوط می شود. برخی از اشکال دوام دارای آزمایش استاندارد معتبر نمی باشد. در آزمایش استاندارد ASTM C827 [60] تغییرات حجمی اولیه بتن تازه مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین در سالهای اخیر در ارتباط با تعیین زمان ترک خوردگی خمیری مقید بتن که در معرض تبخیر خاصی قرار می گیرد دو آزمایش ASTM C1579 [61] و ASTM C1581 [62] پیشنهاد شده است که اولی برای بتن الیافی و دومی برای بتن معمولی کاربرد دارد و عمدتا بتن ها از نظر این زمان ترک خوردگی می توانند با یکدیگر مقایسه شوند اما ضابطه خاصی برای مناسب بودن بتن ها در منابع ارائه نشده است. در مورد بتن سخت شده صرفا آزمایش ASTM C490 [63] به چشم می­خورد که می تواند جمع شدگی بتن سخت شده را به نمایش گذارد. همچنین برخی آزمایش ها مانند پتروگرافی بتن ASTM C856 [64] به بررسی مشکلات موجود در بتن و دوام آن می پردازد که جنبه کمی خاصی ندارد. همچنین امروزه آزمایش هایی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی در ارتباط با بررسی کیفی انجام می شود که عمدتا بر اساس روش روبشی (SEM) استوار است. به تازگی دستورالعمل راهنمای استاندارد برای آزمایش SEM بتن سخت شده در ASTM C1723 [65] ارائه شده است.

آزمایش نیم پیل (پتانسیل خوردگی)

این آزمایش به طور مستقیم کیفیت بتن را از نظر دوام به نمایش نمی گذارد اما در آزمایشگاه می توان با ساخت آزمونه هایی با بتن­های متفاوت و نگهداری بتن در شرایط مشابه، پتانسیل خوردگی میلگردها را بدست آورد که به نوعی می تواند نمایانگر کیفیت بتن مصرفی هر کدام از آزمونه ها بصورت مقایسه ای باشد.

دستور استاندارد ASTM C876 [66] برای تعیین پتانسیل خوردگی میلگردهای قطعات بتنی سازه ها در کارگاه (در محل) ارائه شده است مشروط بر اینکه میلگرد بتن دارای پوشش خاصی مانند اپوکسی یا روی نباشد. با این حال می توان در آزمایشگاه نیز این آزمایش را با تغییراتی انجام داد. برای این منظور از یک ولت متر و یک الکترود استفاده می شود و قطب مثبت مدار به الکترود و قطب منفی به میلگرد متصل می شود و ولتاژ (اختلاف پتانسیل) بین میلگرد و سطح بتن تعیین می گردد. معمولا محل تماس الکترود با سطح بتن به خوبی با مواد مرطوب کننده، مرطوب می شود تا اتصال برقرار گردد. در این آزمایش طبق دستور استاندارد از الکترود مس- سولفات مس استفاده می شود، اما می توان از الکترود کالومل اشباع یا الکترود نقره-کلرید نقره نیز استفاده کرد و نتایج بدست آمده را طبق استاندارد ASTM G3 [67] تبدیل نمود.

در کارگاه با ایجاد شبکه ای به فواصل 5/0 تا یک متر بر روی سطح بتن، اندازه گیری ها انجام می شود و خطوط تراز هم پتانسیل رسم می گردد. نتیجه آزمایش نمایانگر وجود فعالیت های خوردگی میلگردها در هنگام آزمایش می باشد. در ASTM C876 زمانی که از الکترود مس- سولفات مس استفاده می شود، احتمال وجود فعالیت خوردگی بصورت زیر مطرح شده است [66].

جدول 14- احتمال فعالیت خوردگی میلگردها بر اساس الکترود مس- سولفات مس در آزمایش نیم پیل

احتمال فعالیت خوردگی میلگرد

کمتر از 10 درصد

50 درصد

بیش از 90 درصد

اختلاف پتانسیل خوردگی (میلی ولت)

بزرگتر از 200-

350- تا 200-

کمتر از 350-

باید توجه داشت که با انجام این آزمایش نمی توان مستقیما شدت خوردگی میلگرد و یا میزان خوردگی آن را تعیین نمود.

بر اساس نتیجه آزمایش پتانسیل خوردگی، نمی توان در کارگاه در مورد کیفیت بتن ها از نظر نفوذپذیری در برابر یون کلرید یا CO2 به راحتی اظهارنظر نمود. در آزمایشگاه معمولا میلگردی را درون بتن به نحوی قرار می دهند که ضخامت بتن روی آن دقیقا مشخص و یکسان باشد. در صورتی که میلگردها کاملا مدفون در بتن باشد، باید سیمی را به آن وصل کرد و به بیرون انتقال داد. در صورتی که سر میلگرد بیرون از بتن باشد باید قسمت بیرونی و بخشی از قسمت درونی آن را (به میزان بیش از کاور) با اپوکسی پوشاند. معمولا نمونه های استوانه ای تهیه شده را تا دو سوم ارتفاع درون آب نمک قرار داده و در زمان های مختلف اختلاف پتانسیل قرائت می شود. هنوز دستور استانداردی غلظت آب نمک، نحوه تهیه نمونه، سن قرارگیری در آب نمک و غیره را مشخص نکرده است و پژوهشگران روش مشابهی را برای بتن های مختلف بکار می برند. در صورتی که میلگرد نمونه بتنی کاملا مدفون باشد می توان آن را کاملا درون آب نمک غرقاب کرد [15 و 59].

آزمایش شدت خوردگی میلگردها

شدت خوردگی میلگردها معمولا به صورت mA/cm2 و یا mm/Year بیان می گردد. آزمایش شدت خوردگی میلگردها در واقع آهنگ خوردگی میلگردها را در زمان آزمایش و در شرایط موجود حاکم بر آن نشان می دهد و در اصل بر حسب میکرو آمپر بر هر سانتی متر مربع از سطح میلگرد بیان می شود. هر mA/cm2 1 در واقع معادل 6/11 میکرومتر خوردگی در سطح میلگرد در هر سال می باشد که بر اساس تجربیات موجود این تبدیل انجام می گردد.

امروزه این آزمایش در آزمایشگاه و همچنین در کارگاه انجام می شود که در آزمایشگاه از دستور استاندارد ASTM G5 [68] استفاده می گردد. اما دستورالعمل استانداردی برای کارگاه وجود ندارد. اندازه گیری شدت خوردگی میلگردها به روش پتانسیواستاتیک یا پتانسیودینامیک انجام می شود که روش پتانسیواستاتیک کاربرد بیشتری در مورد خوردگی میلگردهای بتن دارد.

در این آزمایش علاوه بر اندازه گیری اختلاف پتانسیل (نیم پیل)، مقاومت الکتریکی بتن موجود در نزدیکی میلگرد اندازه گیری می شود و بر اساس این اندازه گیری ها، شدت خوردگی میلگردها بدست می آید.

نتیجه این آزمایش اطلاعات خاصی را در مورد کیفیت بتن بدست نمی دهد هرچند نفوذپذیری بتن و کم بودن مقاومت الکتریکی آن می تواند به افزایش شدت خوردگی منجر شود. در پژوهش های آزمایشگاهی، نمونه های شبیه به نمونه های نیم پیل تهیه و در شرایط یکسان در آب نمک نگهداری می گردد و در صورتی که میلگردها یکسان باشد، زیاد بودن شدت خوردگی نشانه بی کیفیتی بتن اطراف آن خواهد بود.

دستگاه مورد استفاده و رایج در تعیین شدت خوردگی میلگردها در کارگاه موسوم به گالواپالس است. شدت خوردگی میلگردها با روش گالواپالس دارای طبقه بندی زیر می باشد [69].

جدول 15- طبقه بندی شدت خوردگی میلگرد بر اساس روش گالواپالس

میزان شدت خوردگی

ناچیز

کم

متوسط

زیاد

خیلی زیاد

شدت خوردگی میلگرد (mm/Year)

کمتر از 6

6 تا 23

23 تا 58

58 تا 174

بیش از 174

شدت جریان خوردگی میلگرد در سطح (mA/cm2)

کمتر از 5/0

5/0 تا 2

2 تا 5

5 تا 15

بیش از 15

یکی از آزمایش های آزمایشگاهی شدت خوردگی که به آزمایش ماکروپیل شدت خوردگی موسوم است، آزمایشی است که با اقتباس از دستور استاندارد ASTM G109 [70] انجام می گردد. این آزمایش در اصل برای تعیین اثر مواد افزودنی بر خوردگی میلگردها تدوین شده است اما با تغییر در نوع بتنی که استفاده می شود می توان مقایسه ای بین بتن ها داشت بدون اینکه افزودنی خاصی در آن بکار رود.

در این آزمایش یک مکعب مستطیل ساخته می شود که در بالا یک میلگرد و در پایین دو میلگرد قرار می گیرد. در بالای نمونه یک حوضچه نصب می شود که در آن محلول آب نمک با غلظت خاصی می ریزند و بین میلگردهای پایین و بالا یک مقاومت نصب می گردد. محلول آب نمک در دوره های خاصی تخلیه و پر می شود و با اندازه گیری اختلاف ولتاژ، مقدار شدت جریان الکتریکی بدست می آید و در یک بازه زمانی، کل جریان عبوری بدست می آید که هر چه بیشتر باشد شدت خوردگی میلگردها بیشتر است. البته مقدار شدت جریان بر واحد سطح میلگرد نیز تعیین می شود [59 و 71].

پیشنهاد بکارگیری دوام مشخصه و دوام هدف طرح مخلوط بتن

همانگونه که برای مشخص کردن سطح مقاومتی بتن بکارگرفته شده در یک پروژه از واژه مقاومت مشخصه و یا حداقل مقاومت استفاده می شود، قاعدتا هنگامی که سطح دوام مشخصی مدنظر طراح پروژه باشد لازم است از واژه دوام مشخصه و یا ذکر نوع دوام و کیفیت بتن استفاده گردد، مثلا جذب آب مشخصه یا مقاومت ویژه الکتریکی مشخصه بکار رود. بدیهی است که دوام مشخصه نیز مانند مقاومت مشخصه یک مقدار احتمالاتی است که به سطح کیفی بتن از نظر دوام گفته می شود که 95 درصد بتن ها از آن بهتر می باشند. همانگونه که در طرح مخلوط بتن با استفاده از مقاومت مشخصه مقدار مقاومت میانگین طرح مخلوط (مقاومت هدف طرح) محاسبه می شود و در این محاسبه، انحراف معیار مقاومتی و یا حاشیه امنیت مقاومتی با توجه به سطح کیفی تولید بتن بکار می رود، در اینجا نیز باید از واژه دوام هدف طرح مخلوط بهره گیری شود و لازم است در آینده در آیین نامه های بتن و روش های طرح اختلاط بتن، جایگاه ویژه ای برای این تعاریف در نظر گرفته شود و بر این اساس پس از ساخت مخلوط های آزمون، دستیابی به این اهداف بررسی گردد و در صورت عدم توفیق در دستیابی به این اهداف، تغییر و اصلاح متناسبی در طرح اعمال شود. توصیه می شود کاهش 5 درصدی در دوام هدف طرح مخلوط بتواند پذیرفته شود و نیاز به تغییر طرح مخلوط نداشته باشیم.

پیشنهاد بکارگیری مفاهیم ارزیابی و پذیرش بتن بر اساس دوام

در همه آیین نامه های موجود دنیا پذیرش بتن از نظر مقاومتی و انطباق بر رده موردنظر یا مقاومت مشخصه دارای ضوابط آماری خاصی می باشد. مثلا گفته می شود اولا باید تواتر یا فرکانس خاصی در نمونه گیری برقرار باشد و ثانیا میانگین نتایج هر سه نمونه متوالی کمتر از مقاومت مشخصه و یا حتی کمتر از مقاومت مشخصه به اضافه مقدار خاصی نباشد و هر کدام از نتایج نمونه ها نیز کمتر از مقاومت مشخصه منهای مقدار خاصی باشد تا پذیرش بتن یک پروژه انجام شود.

مسلما اگر به مسئله دوام، هم سطح و هم تراز با مقاومت نگاه شود باید چنین ضوابطی نیز برای پذیرش بتن از نظر انطباق با دوام مشخصه تدوین گردد. همچنین واضح است که ضوابطی از نظر تواتر و فرکانس نمونه برداری باید موجود باشد. بنابراین در پروژه های مهم لازم است آزمایشگاه محلی به وسایل و تجهیزات خاصی برای انجام آزمایش های دوام موردنظر مجهز گردد و همانند گزارش مقاومت نمونه های بتن، پارامترهای دوام موردنظر را گزارش کند تا کیفیت بتن ها رصد گردد و پذیرش یا عدم پذیرش در دستور کار قرار گیرد.

در حال حاضر پیشنهاد می شود که شکل موجود در بررسی انطباق با مقاومت مشخصه، با تغییر برخی موارد جزئی، برای بررسی انطباق با دوام مشخصه بکار گرفته شود زیرا مفاهیم آماری آنها یکسان به نظر می رسد.

پیشنهاد تدوین ضوابط و روش بررسی بتن کم دوام

همانگونه که در همه آیین نامه های معتبر دنیا بخشی تحت عنوان بررسی بتن کم مقاومت وجود دارد و می توان بتن کم مقاومت را از نظر تامین مقاومت سازه یا ظرفیت باربری سازه پذیرفت، لازم است ضوابطی را تدوین نمود که بر اساس آن بتوان بتن های کم دوام را مورد بررسی قرار داد و به قبول یا رد آنها اقدام کرد. به هرحال ممکن است در این رابطه شباهت مسئله دوام با مقاومت چندان زیاد نباشد، اما روال کار می تواند با الهام از بررسی بتن کم مقاومت تدوین گردد. بررسی های تحلیلی، مغزه گیری و انجام آزمایش دوام و بکارگیری یک ضابطه پذیرش از جمله این موارد است اما ممکن است از مواردی همچون بارگذاری نتوان الگوبرداری نمود. با این حال اقدامات مقتضی دیگر مانند بکارگیری مواد پوششی بر سطح بتن و یا اتخاذ تدابیری برای با دوام تر کردن بتن یا قطعه و سازه بتنی می تواند شبیه به اقدامات مقتضی برای پذیرش بتن کم مقاومت سازه ای باشد.

واقعیت های موجود در ایران و جهان درباره دوام بتن

با توجه به آنچه گذشت روشن شد که مسئله دوام امروزه به تدریج از اهمیت زیادی برخوردار گشته است، اما هنوز مهندسین و طراحان مختلف در ایران و جهان در ارتباط با مسئله دوام پختگی لازم را کسب ننموده اند. همه پی در پی از دوام دم می زنند اما معمولا در مشخصات فنی پروژه ها اشاره چندانی به دوام و ارزیابی آن و ارائه معیارهایی برای کنترل نمی شود بجز آنکه محدودیت­های خاصی را در ارتباط با نسبت آب به سیمان، حداقل و حداکثر عیار سیمان یا نوع سیمان مصرفی مطرح می کنند، بدون اینکه مشخص باشد با رعایت این موارد بتن در چه سطحی از کیفیت مرتبط با دوام قرار می گیرد و آیا نیازهای پروژه مرتفع خواهد شد یا خیر؟

به نظر می رسد هنوز آمادگی لازم برای انجام آزمایش های کنترلی دوام در ایران و دنیا بوجود نیامده است، هرچند در بخشنامه ای از سازمان مدیریت و برنامه ریزی برای حاشیه خلیج فارس چنین امری الزامی اعلام شده است. اما واقعیت آن است که این آزمایش­ها را صرفا در هنگام تهیه طرح مخلوط بتن می توان به انجام رسانید و فرصت کافی و امکانات وافی برای انجام آنها بصورت یک آزمایش کنترلی مستمر، همچون تعیین مقاومت فشاری بتن، بر روی بتن های تولیدی در کارگاه وجود ندارد.

همچنین امروزه ضوابط خاصی برای پذیرش بتن از نقطه نظر دوام در ایران و جهان بوجود نیامده است و در استاندارد اروپا و آیین­نامه ACI نیز هنوز چنین مواردی به چشم نمی خورد.

راهکارهایی برای خروج از بن بست

برای خروج از بن بست موجود علاوه بر آنچه در بخشنامه سازمان مدیریت برای حاشیه خلیج فارس دیده می شود لازم است تواتر نمونه برداری و ضوابط پذیرش منطبق با واقعیت ها و شرایط موجود عنوان گردد. ضمنا موضوع دوام فقط منحصر به حاشیه خلیج فارس و خوردگی میلگردها و نفوذ یون کلرید نیست، و وجوه مختلف دیگری نیز مطرح است، که در آیین نامه های مختلف باید این موارد پیش بینی شود. همچنین نمی توان انتظار داشت چنین مواردی بزودی نهادینه شود، مگر اینکه این آزمایش ها به شدت ساده و سریع باشند که مسلما دقت آنها در تعیین کیفیت بتن نیز تحت تاثیر این سرعت و سادگی قرار می گیرد.

به اعتقاد نویسنده، اگر بتوان مشکلات آزمایش تعیین مقاومت ویژه الکتریکی را برطرف و آن را استاندارد نمود، می توان از آن به عنوان یک آزمایش کنترلی سریع و ساده و غیر مخرب بهره گرفت. همچنین آزمایش جذب آب کوتاه مدت صرفنظر از مشکل خشک کردن و مغزه گیری، آزمایش سریع و ساده ای محسوب می شود.

آموزش جدی موضوع دوام در دروس تکنولوژی بتن و اجرا در دوره های آکادمیک و حین کار، راهکاری پایه ای برای دریدن این پوسته مزاحم محسوب می شود.

پیشنهادی برای نگارش مشخصات دوامی بتن

طراح پروژه باید در مشخصات فنی خصوصی پروژه، مشخصات بتن از نظر دوام را به صراحت قید نماید. همانگونه که مقاومت مشخصه یا رده بتن تصریح می گردد لازم است در مورد اعلام دوام مشخصه حتی با ذکر سن بتن و دستورالعمل آزمایش موردنظر اقدام گردد. به چنین موردی در ISO 22965-1 [72] و ISIRI 12284-1 [73] به صراحت اشاره شده است.

بدیهی است با توجه به شرایط حاکم بر پروژه و محیط موردنظر باید پارامتر یا پارامترهای خاصی مطرح شود و بهتر است برای هر نوع خواسته دوامی، صرفا یک پارامتر مناسب و در راستای تامین دوام اعلام گردد. ذکر چند پارامتر برای یک هدف ممکن است باعث سردرگمی شود و به عبارتی احتمال دارد که از نقطه نظر اعمال یک پارامتر، بتن مناسب باشد اما دستیابی به پارامتر دیگر مقدور نباشد و گرفتاری در پی داشته باشد. برای مثال اگر برای کاهش و کنترل نفوذ یون کلرید در بتن، آزمایش RCPT، مقاومت الکتریکی، جذب آب نیم ساعته، جذب آب نهایی، عمق نفوذ آب و غیره منظور شود جالب نخواهد بود و بهتر است صرفا RCPT یا مقاومت الکتریکی مطرح گردد. دلیل این امر را می توان نزدیکی ساز و کار آزمایش ها با نفوذ یون کلرید در بتن دانست. هر چند ممکن است برای کاهش و کنترل جذب آب یا نفوذ آب در بتن، آزمایش های جذب آب یا عمق نفوذ آب یا جذب آب مویینه یا جذب آب سطحی اولیه توصیه شود. به هرحال در همه موارد لازم است آزمایشی بکار رود که با ساز و کار حاکم بر پروژه و خرابی موردنظر سازگاری بهتری داشته باشد.

لازم به ذکر است هنوز رابطه مشخصی بین پارامترهای دوام مطرح نشده است و شاید بین بسیاری از آنها نتوان رابطه ای را در آینده نیز برقرار نمود. بنابراین نباید تصور شود که با در نظر گرفتن یک دوام مشخصه، می توان همه انواع دوام را تحت پوشش قرار داد و یا برای یک نوع دوام نباید تصور شود ارائه چند مورد دوام مشخصه مطلوب تر است.

اقدامات مهم انجام شده در ایران در زمینه دوام بتن

از اواخر دهه 60 هجری اقدامات پراکنده ای در مورد پژوهش مرتبط با دوام در ایران انجام شده است. اساتید دانشگاهی در برخی دانشگاه های کشور و در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن کارهای درخور توجهی را ارائه کردند. استاد گرانقدر آقای دکتر رمضانیانپور در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن و دانشگاه امیرکبیر از اواخر دهه 60 فعالیت هایی را در ارتباط با دوام از جمله کربناسیون، نفوذ یون کلرید و خوردگی میلگردها و غیره داشته اند که بسیار مهم و ذی­قیمت بوده است و در سال گذشته به پاس این فعالیت ها، موسسه ACI از ایشان بصورت رسمی در یکی از کنفرانس ها در اسپانیا قدردانی نمود.

از جمله افرادی که بحث دوام بتن بویژه در موضوع نفوذ مواد زیان آور و کلریدها و خوردگی میلگردها در ایران مدیون ایشان می­باشد، استاد والامقام آقای دکتر قدوسی می­باشد که از اواسط دهه هفتاد تحقیقات خود را حول محور دوام با تاکید بر آزمایش­های الکتریکی همچون نیم پیل، شدت خوردگی و مقاومت الکتریکی در دانشگاه علم و صنعت و مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن شروع کرد. ایشان برای اولین بار در ابتدای دهه 80 مبتکر برگزاری مسابقات مقاومت الکتریکی و جذب آب بتن در دانشگاه علم و صنعت بودند که بعدها توسط انجمن بتن ایران در راستای ترویج مفاهیم دوام، این مسابقات با شکل اصلاح یافته هر سال برگزار گردید.

در ارتباط با یخ زدن و آب شدن، فعالیت هایی توسط دکتر نیلی در دانشگاه بوعلی سینا و پژوهش هایی در انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران و مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن انجام شده است.

همچنین آقای دکتر باقری در دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی و آقای دکتر فامیلی در دانشگاه علم و صنعت در مورد دوام تحقیقاتی را به انجام رسانیده اند. همواره در برخی دانشگاه های دیگر نیز جسته و گریخته پژوهش های پراکنده و غیر منسجمی صورت می گیرد.

در سالهای 83 و 84 برای اولین بار سعی شد حرکت های جدی و خاصی بویژه در مورد دوام بتن و سازه ها در حاشیه خلیج فارس به انجام رسد. سازمان مدیریت و برنامه ریزی با همکاری مرحوم دکتر قالیبافیان و جناب آقای دکتر رمضانیانپور اولین نوشته الزام آور را تحت عنوان بخشنامه معیارهای پذیرش بتن بر مبنای پایایی به شماره 34229-101 مورخ 4/3/1383 برای پروژه های عمرانی دولتی احداثی در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان [74] منتشر نمود که اقدام مهمی در این رابطه به شمار می رود.

ضمن تماس با جناب آقای دکتر رمضانیانپور به کاستی ها و مشکلات این بخشنامه اشاره گردید و بحث هایی در مورد کتاب (نشریه) ارزشمند شماره ک 396 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با عنوان توصیه هایی برای پایایی بتن در سواحل جنوبی کشور [75] که با هدایت و پشتکار ایشان و همکارانشان در سال 1383 منتشر شده بود مطرح شد و مقرر گشت کمیته ای مرکب از متخصصین در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن تشکیل گردد و توصیه های نشریه مزبور بصورت تفصیلی و اصلاح شده منتشر شود که بعدها نام آیین نامه پیشنهادی برای آن انتخاب گشت.

با برگزاری جلسات مکرر و بحث در مورد پیش­نویس ها، بالاخره برای اولین بار چنین متنی تهیه و در سال 1384 به شماره ض 428 تحت عنوان آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در محیط خلیج فارس و دریای عمان [34] منتشر گردید. در نگارش این متن سعی گردید بخشنامه سازمان مدیریت نقض نشود و از مطالبی که موسسه CIRIA برای بتن در مناطق عربی تدوین کرده بود استفاده گردد کما اینکه در بخشنامه مزبور نیز از یکی از جداول این نشریه اقتباس شده بود.

لازم به ذکر است از حدود سال 1380 انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران به سرپرستی و هدایت آقای دکتر قالیبافیان و مدیریت جدید و پر توان آقای دکتر شکرچی زاده، یک مجموعه از کارهای تحقیقاتی را با کمک تعدادی از دانشجویان دوره های کارشناسی ارشد عمران تحت عناوین مختلف پایان نامه های دانشجویی آغاز کرد که هدف آن تدوین و ارائه نرم افزاری بومی بر اساس نرم افزار Life365 موسسه ACI برای حاشیه خلیج فارس بود و سازمان مدیریت و برنامه ریزی نیز با توجه به قرارداد منعقده از آن پشتیبانی می نمود. این کار تحقیقاتی که نگارنده هم افتخار همکاری در انجام آن را داشته است، سر منشا تحولات جدی در این زمینه به حساب می آید زیرا از هدفمندی خاصی برخوردار بود و در انجام این تحقیقات از همه پژوهش های قبلی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن که با هدایت عزیزانی همچون دکتر رمضانیانپور، دکتر قدوسی، دکتر باقری و دکتر پرهیزگار انجام شده بود، بهره گیری شد.

صرفنظر از میزان موفقیتی که در انستیتو مصالح ساختمانی حاصل شد اصل این اقدام بسیار مهم بود هرچند انستیتو به موفقیت های زیادی نیز دست یافت اما کنار کشیدن سازمان مدیریت و برنامه ریزی از حدود سال 1384 لطمه شدیدی به این اهداف وارد نمود و آن را ناقص و ابتر باقی گذارد. با این حال انستیتو با حمیت و غیرت خاص سعی نمود که آن را به هر ترتیب دنبال نماید. به تازگی انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران مدل های احتمالاتی خوردگی را مورد تحقیق قرار داده است و سعی می کند همانگونه که در Life 365 تحولاتی رخ می دهد، نرم افزار DuraPGulf را به روز کند و اطلاعات جدیدتری را به آن بیفزاید.

در سال 1386 با توجه به انجام آزمایش های مختلف در آزمایشگاه های تحقیقاتی و خدماتی در ارتباط با دوام بتن در حاشیه خلیج فارس، پیشنهادی در مورد مطالعه کاربرد نتایج نفوذپذیری گاز اکسیژن در بتن در این منطقه و ارائه ضابطه و معیار خاص در این مورد توسط انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران مطرح شد.

به دنبال پیشنهاد انستیتو به مرکز تحقیقات و تعریف این تحقیق، در جلسه ای با حضور بسیاری از اساتید، قرار شد یک مطالعه جامع در زمینه آزمایش­های دوام مرتبط با منطقه خلیج فارس انجام شود که در مرحله اول آزمایش­های مختلفی بر روی بتن های محدود و خاصی توسط مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن و برخی دانشگاه ها انجام شود تا ارتباط این نتایج با یکدیگر بررسی گردد.

این تحقیق برای اولین بار به عنوان یک مرحله از تحقیق جامع و با کمک چند مرکز پژوهشی در سال 1387 کلید خورد که امید است در سال 1389 پرونده آن بسته شود.

دانشگاه تهران (انستیتو مصالح ساختمانی)، دانشگاه امیر کبیر (مرکز تحقیقات تکنولوژی بتن و دوام)، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، دانشگاه بوعلی سینا و برخی اساتید و مشاورین مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در این تحقیق همکاری نزدیکی با مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن داشتند که در نوع خود اولین پروژه مشترک تحقیقاتی در این زمینه می باشد [76].

با انجام این تحقیق امید است بتوان در مورد انتخاب آزمایش های موثر و کارا در زمینه دوام بتن در محیط خلیج فارس و همچنین انتخاب معیارهای جدید یا تصحیح و بازنگری معیارهای قبلی اقدام نمود و تغییراتی را در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در این مناطق بوجود آورد و این امر نیز در نوع خود برای اولین بار اتفاق می افتد که در تدوین یک آیین نامه از تحقیقات مفصل داخلی بهره گیری شود، هرچند در تدوین آیین نامه پایایی اولیه و نشریه شماره ک 396 (توصیه هایی در مورد پایایی بتن در سواحل جنوبی کشور) از چنین تجربیاتی در سطح محدودتر استفاده شده بود.

لازم به ذکر است به موازات این تحقیق، پروژه های دیگری در زمینه خوردگی و دوام و تهیه مدل های دوام در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن تعریف شده است که برخی از آنها کلید خورده است و برخی دیگر در آینده شروع خواهد شد که امید است سرانجام خوبی را در پی داشته باشد.

همچنین در تامین دوام جداول بتنی و با تبیین مشکلات موجود در اوائل دهه 80، همه دست اندرکاران اذعان داشتند که نیاز به تدوین مشخصات فنی برای پذیرش جداول بتنی بویژه از نقطه نظر دوام وجود دارد و باید به دنبال چنین موردی بود. به هرحال مسئولین شهرداری تهران یک سفارش شفاهی (بدون عقد قرارداد) در این زمینه را به مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن دادند و در سال 1386 و 1387 جلساتی در مرکز برای تدوین دستورالعملی در مورد جداول بتنی پیش ساخته برگزار گردید که منجر به تدوین نشریه شماره ض 517 تحت عنوان ضابطه ساخت جداول بتنی در سال 1388 [77] شد. در این نشریه از استانداردهای EN 1340 [7] و EN 206 [78] استفاده شده، اما این نشریه در عمل لازم الاجرا نشده است.

در سال 1387 بنا به سفارش سازمان مهندسی و عمران شهر تهران، راهنمای تولید و مشخصات فنی و ضوابط پذیرش جداول پیش ساخته بتنی توسط نگارنده و با همکاری دکتر رضایی نوشته شد، که در سال 1388 منتشر گردید. در این نشریه که تحت شماره EDO 201 [79] منتشر شده است از EN 206 [78]، EN 1340 [7] و نشریه منتشر نشده (تا آن تاریخ) ضابطه ساخت جداول بتنی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن [77] استفاده شد و برخی تجربیات شخصی نیز در تدوین آن بکار رفته است. خوشبختانه در اوائل سال 1389 بکارگیری آن در شهرداری تهران الزامی شد، امید است با استفاده صحیح از آن مسئله دوام جداول بتنی حل شود.

در سال 1387 و 1388 تدوین استاندارد ملی مشخصات جداول بتنی پیش ساخته انجام شد که قرار است در سال 1389 منتشر گردد و با انتشار آن گام مثبت دیگری در بالا بردن دوام این جداول برداشته خواهد شد. در این استاندارد نیز EN 1340 [7] مورد استفاده قرار گرفت و مواردی به آن اضافه شد که در پیوست اطلاعاتی آن (غیر الزامی) آورده شده است.

تدوین استاندارد ملی شماره 8906 لوله های بتنی مسلح برای جمع آوری آب باران و فاضلاب [49] بر اساس ASTM C76 [48] در سال 1385 نیز گام دیگری در مشخص کردن ضوابط عملکردی بتن های این لوله ها محسوب می شود.

امید است در آیین نامه بتن ایران، مقررات ملی ساختمان، مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی، مشخصات فنی عمومی راه، مشخصات فنی عمومی آبیاری و زهکشی، مشخصات فنی عمومی سد و سازه های آبی و غیره ضوابط عملکردی دوام بر اساس آزمایش های دوام وارد شود و باب جدیدی در این راه گشوده گردد.

جمع بندی، نتیجه گیری نهایی و پیشنهادها

در مجموع با توجه به موارد مطروحه در این نوشته می توان نکات زیر را به عنوان جمع بندی و نتیجه گیری به همراه پیشنهادها ذکر کرد:

– امروزه نمی توان به ضوابط شکلی دوام مانند محدودیت نسبت آب به سیمان و غیره دلخوش کرد و لازم است ضوابط عملکردی مستقیم یا غیر مستقیم در ارتباط با دوام را مطرح نمود.

– برای مشخص کردن دوام بتن ها آزمایش هایی را باید بر روی بتن انجام داد. این آزمایش ها گاه بطور مستقیم مرتبط با دوام است و گاه بصورت غیر مستقیم به دوام بتن مربوط می شود. مسلما آزمایش های نوع اول همواره ارجح است.

– برای دوام بتن بسته به شرایط حاکم و ساز و کار خرابی، آزمایش های متفاوتی وجود دارد. آزمایشی را می توان در دستور کار قرار داد که به ساز و کار خرابی نزدیک تر باشد.

– پس از انجام آزمایش های مورد نظر، معیار یا ضابطه خاصی باید ارائه شود. این ضوابط و معیارها بر اساس پژوهش ها و تجربیات قبلی ارائه می شود. با انجام تحقیقات بیشتر و بررسی بتن ها در شرایط محیطی واقعی می توان انتظار داشت که این معیارها دستخوش تغییراتی شود.

– طرح ضوابط عملکردی بتن هنوز در دنیا و ایران رایج نشده است اما مدتی است ارائه این معیارها در دستور کار قرار گرفته است.

– آزمایش هایی که معمولا بطور مستقیم کیفیت بتن را از نظر دوام نشان می دهد گاه طولانی مدت یا گران قیمت است و نمی توان از آنها به عنوان یک آزمایش کنترلی استفاده نمود.

– بکارگیری آزمایش هایی که بطور غیر مستقیم کیفیت بتن از نظر دوام را به نمایش می گذارد وقتی رایج می شود که در اسرع وقت و با هزینه کم و ترجیحا بصورت غیر مخرب انجام شود.

– دوام مشخصه مانند مقاومت باید جایگاه خود را در مشخصات فنی پروژه ها پیدا کند. در طرح مخلوط بتن باید دوام هدف با توجه به دوام مشخصه و شرایط ساخت بتن در کارگاه مدنظر قرار گیرد.

– در آیین نامه ها و مشخصات فنی پروژه ها تواتر نمونه برداری، نحوه ارزیابی و ضوابط پذیرش بتن از نظر دوام همچون مقاومت فشاری باید روشن و تبیین گردد.

– در آیین نامه و مشخصات فنی پروژه ها، بخشی تحت عنوان بررسی بتن کم دوام مانند بتن کم مقاومت باید اضافه شود.

– برای برخی ساز و کارهای خرابی هنوز آزمایش استاندارد مستقیم یا غیر مستقیم تدوین نشده است که از جمله می توان حمله سولفات ها و تبلور نمک ها را ذکر کرد.

– اقدام هایی در بررسی دوام بتن ها در کشور انجام شده و یا در حال انجام است. تدوین آیین نامه هایی مانند پایایی بتن در حاشیه خلیج فارس و ضوابط و مشخصات جداول بتنی پیش ساخته از جمله اقدامات مهم است که طلیعه دار اقدامات دیگر خواهد بود.

– ضوابط و معیارهای دوام ممکن است در سال­های آینده با توجه به تجربیات و مشاهدات رفتار بتن از نظر دوام دستخوش تغییراتی شود.

– تجربه نشان می دهد که کارهای گروهی و غیر پراکنده در کشور می تواند دستاوردهای مهم و اثرگذاری را به دنبال داشته باشد.

– راه درازی در پیش است تا به مسئله دوام در عمل مانند مقاومت نگریسته شود و به حرف اکتفا نگردد.

منابع و مراجع

1- ACI Committee 201 (2001), “Guide to Durable Concrete (ACI 201.1R)”, American Concrete Institute, Farmington, Hills, Mich., 41 pp.

2- مهتا، پ. کومار، مترجم رمضانیانپور، علی اکبر و همکاران (1383)، “ریز ساختار، خواص و اجزای بتن (تکنولوژی بتن پیشرفته)”، چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.

3- نویل، آدام، مترجم فامیلی، هرمز (1378)، “خواص بتن”، بازنگری چهارم، ابوریحان بیرونی، تهران، ایران.

4- ASTM (2003), “Standard Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing”, ASTM C 666, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

5- ASTM (2005), “Standard Test Method for Evaluating the Freeze-Thaw Durability of Dry-Cast Segmental Retaining Wall Units and Related Concrete Units”, ASTM C 1262, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-05.

6- ASTM (2003), “Standard Test Method for Scaling Resistance of Concrete Surfaces Exposed to Deicing Chemicals”, ASTM C 672, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

7- EN 1340 (2003), “Concrete kerb units – Requirements and test methods”

8- ASTM (2005), “Standard Specification for Segmental Retaining Wall Units”, ASTM C 1372, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-05.

9- ASTM (2002), “Standard Test Method for Potential Expansion of Portland-Cement Mortars Exposed to Sulfate”, ASTM C 452, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-01.

10- ASTM (2004), “Standard Test Method for Length Change of Hydraulic-Cement Mortars Exposed to a Sulfate Solution”, ASTM C 1012, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-01.

11- Xu, A., Shayan, A., Baburamani, P., (1998), “Test Methods for Sulfate Resistance of Concrete and Mechanism of Sulfate Attack: State-of-the-Art Review”, ARRB Transport Research Ltd., Review Report 5

12- Ferraris, C. F., Stutzman, P. E., Snyder, K.A., (2006), “Sulfate Resistance of Concrete: A New Approach, R&D Serial No. 2486”, PCA, Skokie, Illinois, USA

13- RILEM Committee CPC18 (1988), “Measurement for Hardened Concrete Carbonated Depth”, TC14-CPC.

14- EN 14630 (2006), ” Products and systems for the protection and repair of concrete”

15- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1378)، “نشریه شماره ک-283: فن آوری بتن در شرایط محیطی خلیج فارس- جلد اول: آسیب شناسی بتن و ارزیابی آن”، چاپ اول، تهران، ایران.

16- ASTM (2003), “Standard Test Method for Determination of Length Change of Concrete Due to Alkali-Silica Reaction”, ASTM C 1293, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

17- ACI Committee 221 (1998), ” State-of-the-Art Report on Alkali-Aggregate Reactivity (ACI 221.1R)”, American Concrete Institute, Farmington, Hills, Mich., 31 pp.

18- ASTM (2003), ” Standard Specification for Concrete Aggregates, Appendix”, ASTM C 33, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

19- استاندارد ملی ایران 302 (1381)، “سنگدانه های بتن – ویژگیها”، تجدیدنظر دوم، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

20- ASTM (2003), ” Standard Test Method for Length Change of Concrete Due to Alkali-Carbonate Rock Reaction”, ASTM C 1105, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

21- ASTM (2000), ” Standard Test Method for Abrasion Resistance of Concrete or Mortar Surfaces by the Rotating-Cutter Method”, ASTM C 944, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

22- ASTM (2000), ” Standard Test Method for Abrasion Resistance of Concrete by Sandblasting”, ASTM C 418, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

23- ASTM (2000), ” Standard Test Method for Abrasion Resistance of Horizontal Concrete Surfaces”, ASTM C 779, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

24- ASTM (2000), “Standard Test Method for Abrasion Resistance of Concrete (Underwater Method)”, ASTM C 1138, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

25- US Army (1992), “Standard Test Method for Water Permeability of Concrete”, CRD-C 48

26-USBR test designation 4913 (1992), “Procedure for determining water permeability of concrete”, United States Bureau of Reclamation

27- Gomez, A.M., Costa, J.O., Albertini, H., Aguiar, J.E., (2003) “Permeability of Concrete: A Study Intended for the in situ Valuation Using Portable Instruments and Traditional Techniques”, Non Destructive Testing in Civil Engineering, International Symposium (NDT CE 2003)

28- Kollek, J.J. (1989), “The determination of the permeability of concrete to oxygen by the CemBureau method- a recommendation”, Materials and Structures, 22:225–230.

29- RILEM TC 116-PCD, “Recommendations of TC 116-PCD: Tests for gas permeability of concrete; A. Preconditioning of concrete test specimens for the measurement of gas permeability and capillary absorption of water; B. Measurement of the gas permeability of concrete by the RILEM – CEMBUREAU method”, Material and Structures, 32:174-179.

30- Torrent, R. (1999), “The Gas-Permeability of High-Performance Concretes: Site and Laboratory Tests”, ACI SP-186, paper 17:291-308

31- ASTM (2003), “Standard Test Method for Determining the Apparent Chloride Diffusion Coefficient of Cementitious Mixtures by Bulk Diffusion”, ASTM C 1556, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

32- NT BUILD 443 (1995), “Concrete, Hardened: Accelerated Chloride Penetration”, NORDTEST Method

33- Concrete Society (2008), “Technical Report No.31 -Permeability Testing of Site Concrete”, CCIP, UK.

34- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1384)، “نشریه شماره ض-428: آیین نامه ملی پایایی بتن در محیط خلیج فارس و دریای عمان (پیشنهادی)”، چاپ اول، تهران، ایران.

35- AASHTO T259 (2002),”Standard Method of Test for Resistance of Concrete to Chloride Ion Penetration”, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC

36- NT BUILD 492 (1999), “Concrete, Mortar and Cement-Based Repair Materials: Chloride Migration Coefficient from non Steady State Migration Experiments”, NORDTEST Method

37- AASHTO T277 (2005),”Standard Method of Test for Electrical Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride Ion Penetration”, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC

38- ASTM (2003), ” Standard Test Method for Electrical Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride Ion Penetration”, ASTM C 1202, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

39- ACI Committee 222 (2001), “Protection of Metals in Concrete Against Corrosion (ACI 222R)”, American Concrete Institute, Farmington, Hills, Mich., 41 pp.

40- DIN 1048-5 (1991),” Testing concrete; testing of hardened concrete (specimens prepared in mould)”, Deutsches Institut für Normung, Berlin, Germany

41- EN 12390-8(2000), “Testing Hardened Concrete – Part 8: Depth of Penetration of Water Under Pressure”, European Committee for Standardization.

42- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1387)، “نشریه شماره ض-504: توصیه هایی برای تعمیر سازه های بتنی در سواحل جنوبی ایران”، چاپ اول، تهران، ایران.

43- BS 1881, Part 122 (1983),”Testing concrete – Part 122: Method for Determination of Water Absorption”, British Standard, London, England

44- BS 7263, Part 1 (2001), “Precast concrete flags, kerbs, channels, edgings and quadrants. Precast, unreinforced concrete paving flags and complementary fittings. Requirements and test methods”, British Standard, London, England

45- Walker, M., (2002), “Guide to the Construction of Reinforced Concrete in the Arabian Peninsula (C577)”, CIRIA and Concrete Society, UK

46- ASTM (2000), “Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete”, ASTM C 642, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

47- ASTM (2003), “Standard Test Methods for Concrete Pipe, Manhole Sections, or Tile”, ASTM C 497, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-05.

48- ASTM (2003), ” Standard Specification for Reinforced Concrete Culvert, Storm Drain, and Sewer Pipe”, ASTM C 76, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-05.

49- استاندارد ملی ایران 8906 (1385)، “لوله های بتنی مسلح، برای جمع آوری آب باران و فاضلاب- ویژگیها”، چاپ اول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

50- استاندارد ملی ایران 1-70 (1387)، “بلوک سیمانی توخالی- قسمت اول: ویژگی­ها”، تجدیدنظر دوم، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

51- استاندارد ملی ایران 755 (1383)، “موزاییک- ویژگی­ها و روش­های آزمون”، چاپ اول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

52- استاندارد ملی ایران 7782 (1383)، “بلوك‌های سیمانی سبك غیر باربر- ویژگی‌ها”، چاپ اول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

53- BS 1881, Part 208 (1996),” Testing concrete – Part 122: Recommendations for the Determination of the Initial Surface Absorption of Concrete”, British Standard, London, England

54- RILEM Committee CPC11.2 (1982), ” Absorption of water of concrete by capillarity”.

55- ASTM (2004), “Standard Test Method for Measurement of Rate of Absorption of Water by Hydraulic-Cement Concretes”, ASTM C1585, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

56- Branco, F.A., de Brito, J., (2003), “Handbook of Concrete Bridge Management”, ASCE, USA.

57- شکرچی زاده، محمد، جوادیان، علیرضا، حاجی بابایی، امیر (1385)، “پارامترهای مهم در مقاومت الکتریکی بتن و روش های اندازه گیری مقاومت”، مجله انجمن بتن ایران، شماره 23، صفحه 20 تا 26

58- ASTM (2006), “Standard Test Method for Field Measurement of Soil Resistivity Using the Wenner Four-Electrode Method”, ASTM G57, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

59- تدین، محسن (1381)، “بررسی و ارزیابی مقاومت کششی، مدول ارتجاعی، ضریب پواسون و شدت خوردگی بتن سبک پرمقاومت با مصالح موجود در ایران”، رساله دکتری در رشته مهندسی عمران-سازه، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.

60- ASTM (2001), “Standard Test Method for Change in Height at Early Ages of Cylindrical Specimens of Cementitious Mixtures”, ASTM C827, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

61- ASTM (2006), “Standard Test Method for Evaluating Plastic Shrinkage Cracking of Restrained Fiber Reinforced Concrete (Using a Steel Form Insert)”, ASTM C1579, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

62- ASTM (2004), “Standard Test Method for Determining Age at Cracking and Induced Tensile Stress Characteristics of Mortar and Concrete under Restrained Shrinkage”, ASTM C1581, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

63- ASTM (2000), “Standard Practice for Use of Apparatus for the Determination of Length Change of Hardened Cement Paste, Mortar, and Concrete”, ASTM C490, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

64- ASTM (2004), “Standard Practice for Petrographic Examination of Hardened Concrete”, ASTM C856, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

65- ASTM (2010), “Standard Guide for Examination of Hardened Concrete Using Scanning Electron Microscopy”, ASTM C1723, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

66- ASTM (2009), “Standard Test Method for Half-Cell Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete”, ASTM C876, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

67- ASTM (1989), “Standard Practice for Conventions Applicable to Electrochemical Measurements in Corrosion Testing”, ASTM G3, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

68- ASTM (1994), “Standard Reference Test Method for Making Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements”, ASTM G5, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

69- Germann Instruments (2009), “GulvaPulse Instruction and Maintenance Manual”, Denmark.

70- ASTM (2007), “Standard Test Method for Determining Effects of Chemical Admixtures on Corrosion of Embedded Steel Reinforcement in Concrete Exposed to Chloride Environments”, ASTM G109, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

71- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1383)، “نشریه شماره ک-370: فن آوری بتن در شرایط محیطی خلیج فارس- جلد دوم: روشها و توصیه ها برای افزایش عمر مفید سازه های بتنی”، چاپ اول، تهران، ایران.

72- ISO (2007), “Concrete – Part 1: Methods of specifying and guidance for the specifier”, ISO 22965-1, Geneva, Switzerland.

73- استاندارد ملی ایران 1-12284 (1388)، “بتن- قسمت 1- راهنمای نگارش مشخصات فنی”، چاپ اول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

74- امور فنی سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور (1383)، “معیارهای پذیرش بتن بر مبنای پایایی”، بخشنامه شماره 34229-101، ایران

75- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1383)، “نشریه شماره ک-396: توصیه هایی برای پایایی بتن در سواحل جنوبی کشور”، چاپ اول، تهران، ایران.

76- تدین، محمدحسین (1388)، “بررسی ضریب نفوذپذیری گاز در بتن و مقایسه آن با سایر پارامترهای دوام برای ارزیابی کیفی بتن سازه های دریایی”، پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران-سازه های دریایی، دانشکده فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران.

77- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1388)، “نشریه شماره ض-517: ضابطه ساخت جداول بتنی (پیشنهادی)”، چاپ اول، تهران، ایران.

78- EN 206 (2000), “Concrete-Part1: Specification, performance, production and conformity”

79- تدین، محسن، رضایی، فریدون، نصر آزادانی، سید مسعود (1388)، “مشخصات فنی، راهنمای تولید و پذیرش جداول بتنی پیش ساخته”، انتشارات به آوران، نشریه EDO 201 سازمان مهندسی و عمران شهر تهران، چاپ اول، تهران، ایران.

Facebook
Twitter
Telegram
WhatsApp

ثبت نام / ورود