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 چکش اشمیت بتن

تماس برای مشاوره؟

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

فهرست

آزمایش چکش اشمیت بتن

امروزه آزمایشهای غیرمخرب بتن تاثیر و عملکرد مناسب و کابردی در تعمیرات سازه های بتنی دارد. آزمایش های غیرمخرب بتن با در اختیار قرارداد داده های مختلف سازه های موجود ، به کارشناسان و متخصصین این انکان را می دهد تا در خصوص عملکرد ، نیاز ها و روش های تعمیرات و بازسازی سازه های بتنی قضاوت و تصمیم گیری نمایند.

از جمله آزمایش های غیرمخرب بتن ، چکش اشمیت یا چکش برجهنده می باشد. این آزمایش با ارائه مقاومت تقریبی و کیفیت بتن ، به طراحان و کارشناسان امکان تصمیم گری در زمینه طرح های مقاوم سازی و تقویت و یا صحت سنجی عملیات های انجامی را می دهد.

در متن زیر به شرح آزمایش چکش اشمیت ، محدودیت ها ، ضریب اطمینان قرائت ها ، روش کار و .. پرداخته می شود. شما می توانید برای کسب اطلاعات تکمیلی در این خصوص و در صورت نیاز همکاری با این مجموعه در زمینه تست چکش اشمیت در انواع سازه های بتنی با بخش فنی و پشتیبانی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

پاسخ به برخی سئوالات مخاطبین :

هزینه آزمایش چکش اشمیت ؟ آزمایش چکش اشمیت بتن یکی از آزمایش های ارزان قیمت بتن به حساب می آید ولی باید توجه داشت که هزینه ارتباط مستقیمی با حجم کار ، محل پروژه و دسترسی دارد.

تحلیل نتایج آزمایش چکش اشمیت : اصولا نتایج آزمایش چکش اشمیت بتن برای تعیین کیفیت بتن می باشد و نمی توان به عنوان نایج دقیق مورد استناد قرار گیرد . ولی در تلفیق با آزمایش هایی چون التراسونیک و کرگیری می توان به نتایج دقیق تری دست یافت. از نتایج تست چکش اشمیت می توان برای کنترل کیفی بتن استفاده کرد.

درصد خطای چکش اشمیت : درصد خطای چکش اشمیت بتن در صورتی که به صورت صحیح صورت پذیرد در حدود 25 درصد می باشد.

تفسیر نتایج آزمایش چکش اشمیت : نتایج آزمایش چکش اشمیت پس از استفاده از نمودار قابل بهره برداری می باشد. این نتایج قابل تعمیم به مناطق تست شده می باشد.

نمودار آزمایش چکش اشمیت بتن : هر دستگاه چکش اشمیت دارای نموداری همراه می باشد که برای تبدیل نتایج به آن استناد می شود . جدول جامع برای این امر مورد استفاده نمی باشد.

نحوه محاسبه مقاومت بتن با چکش اشمیت بتن : پس از قرائت عدد برجهندگی چکش در نقاط و براساس اصول استاندارد و آماده سازی سطح ، عدد مذکور با نمودار مربوط به چکش اصلاح و تبدیل به نتایج مقاومت می گردد.

تجهیزات و عملیات آزمون برجهندگی ( چکش اشمیت )

مهندس سوئیسی، ارنست اشمیت، برای اولین بار چکش آزمون برجهندگی عملی را در اواخر دهه 1940 مطرح کرد و نسخه‌های پیشرفته بر مبنای آن است. شکل 2.1 ویژگی‌های اساسی نوع معمولی چکش N را نشان می‌دهد که کمتر از 2 کیلوگرم وزن داشته و تقریبا Nm 2.2 انرژی ضربه‌ای دارد.

حجم چکش با کنترل فنری روی پیستون داخل یک محفظه لوله‌ای می‌لغزد. وقتی این پیستون در مقابل سطح بتن تحت فشار قرار گیرد، در مقابل فنر جمع می‌شود و وقتی این فنر کاملا تنیده شود، به طور خودکار رها شده، موجب می‌شود حجم چکش بتن را از طریق پیستون تحت فشار قرار دهد. وقتی حجم‌ دارای کنترل فنری برجهیده ‌شود، با خود یک rider می‌برد که در طول یک غلاف لغزیده و از طریق دریچه کوچکی در سمت casing قابل رؤیت است. rider را می‌توان با پایین فشردن دکمه قفل، در موقعیتی روی غلاف نگهداشت. استفاده از این ابزار بسیار ساده است (شکل 2.2) و می‌تواند به صورت افقی یا عمودی، به طرف بالا یا به طرف پایین عمل کند.

پیستون در مقابل بتن در زوایای قائم به سطح آن، به شدت و دائما تحت فشار قرار می‌گیرد تا زمانی که حجم بار فنر از موقعیت قفل شده خود به کار بیفتد. پس از این ضربه، شاخص غلاف خوانده می‌شود در حالی که چکش اشمیت هنوز در موقعیت آزمون قرار دارد. یا می‌توان دکمه قفل را فشار داد تا خوانش حفظ شود یا نتایج را بتوان به وسیله یک ثبت‌کننده کاغذی متصل به طور خودکار ثبت کرد. خوانش مقیاس به شماره برجهندگی معروف است و یک معیار اختیاری است زیرا به انرژی ذخیره شده در فنر مورد نظر و به حجم مورد استفاده بستگی دارد. این نسخه از ابزار بیشترین کاربرد را دارد و برای بتن‌هایی با مقاومت N/mm2 60-20 مناسب‌تر است. ابزار خوانش الکترونیک دیجیتالی با امکان ذخیره و پردازش داده نیز موجود است (شکل 3.2). نسخه‌های تخصصی دیگر برای نواحی حساس به ضربه و برای بتن حجیم در دسترس است. در مورد بتن با مقاومت کم در محدوده مقاومت N/mm2 25-5، پیشنهاد می‌شود چکش برجهندگی از نوع پاندول به کار رود که در شکل 4.2 نشان داده شده است و سر چکش بزرگ است (نوع [(.

2.2 روند کار

خوانش به تغییرات محلی در بتن به خصوص ذرات سنگدانه نزدیک به سطح بسیار حساس است. بنابراین خوانش‌های متعددی باید در هر محل آزمون تهیه کرده و میانگین آن‌ها را پیدا کنیم. استانداردها از لحاظ شرایط دقیق خود متفاوت هستند اما BS 1881:Part 202 (45) پیشنهاد می‌کند در یک ناحیه که کوچکتر از 300 میلیمتر مربع است و نقاط اصابت از همدیگر یا از لبه کمتر از 20 میلیمتر نباشد، 12 خوانش انجام شود. استفاده از یک توری برای یافتن این نقاط، سوگیری اپراتور را کاهش می‌دهد. سطح باید صاف، ‌تمیز و خشک باشد و ترجیحا شکل گرفته باشد اما اگر سطوح ماله‌کشی شده اجتناب‌ناپذیر است باید با سنگ کربوراندوم که معمولا همراه با این ابزار ارائه می‌شود آن را صاف کرد. مواد سست ممکن است آسیاب شده باشد اما از نواحیی که به دلیل تراکم نامناسب، از دست دادن دوغاب، پوسته پوسته شدن یا ابزارکاری، ناصاف هستند باید اجتناب کرد زیرا نتایج قابل اطمینان نخواهد بود.

3.2  نظریه، کالیبراسیون و تفسیر

این آزمون بر این اصل استوار است که برجهندگی حجم الاستیکی به سختی سطحی که با آن تماس دارد وابسته است و در این صورت، اطلاعاتی درباره لایه سطحی بتن ارائه خواهد کرد که عمق آن کمتر از 30 میلیمتر مشخص شده است. نتایج اندازه سختی نسبی این ناحیه نشان داده و این ویژگی را نمی‌توان به طور مستقیم به هر خاصیت دیگر بتن ارتباط داد. به دلیل خرد شدن بتن و شکستگی داخلی در بدنه بتن، انرژی بر ضربه‌ بی‌اثر بوده و همین شکستگی داخلی تابع خواص الاستیک اجزای تشکیل‌دهنده بتن است که ارزیابی نظری نتایج آزمون را بسیار دشوار می‌کند (47). عوامل زیادی بر نتایج تاثیر می‌گذارد اما اگر قرار باشد رقم برجهندگی به طور تجربی به مقاومت ارتباط داده شود، همه این عوامل را باید مورد توجه قرار داد.

1.3.2 عوامل تاثیرگذار بر نتایج آزمون

نتایج به شدت تحت تاثیر تمام عوامل زیر قرار می‌گیرد:

1. مشخصات ترکیب

(الف) نوع سیمان

(ب) میزان سیمان

(پ) نوع سنگدانه درشت

2. مشخصات عضو

(الف) حجم

(ب) تراکم

(پ) نوع سطح

(ت) سن، میزان سخت‌ شدن و نوع عمل‌آوری

(ث) کربوناسیون سطح

(ج) شرایط رطوبت

(چ) وضعیت تنش و دما.

از آنجا که هر کدام از این عوامل می‌تواند خوانش‌های بدست آمده را تحت تاثیر قرار دهد، هر گونه تلاش برای مقایسه یا برآورد مقاومت بتن در صورتی معتبر خواهد بود که همه آن‌ها در مورد بتن مورد آزمون و برای نمونه‌های کالیبراسیون استاندارد شده باشند. بزرگی این تاثیرات متفاوت است. جهت‌گیری چکش نیز بر مقادیر اندازه‌گیری شده تاثیر خواهد گذاشت (بخش 2.3.2)، هر چند عوامل تصحیح را می‌توان برای منظور کردن این اثر به کار برد.

1.1.3.2 مشخصات ترکیب: اکنون سه مشخصه ترکیبی را که در بالا فهرست شد به تفصیل مورد بررسی قرار می‌دهیم.

(الف) نوع سیمان: بعید است تغییرات در نرمی سیمان پورتلند معنی‌دار باشد – تاثیر آن بر همبستگی مقاومت کمتر از 10٪ است. با این حال، می‌توان پیش‌بینی کرد سیمان سوپر سولفات مقاومت‌هایی به بار آورد که 50٪ کمتر از مقاومت اظهارشده با کالیبراسیون سیمان پورتلند است در صورتی که بتن سیمانی دارای آلومینای زیاد می‌تواند 100٪ مقاومت بیشتری داشته باشد.

(ب) میزان سیمان: تغییرات در میزان سیمان به تغییر مشابه در سختی سطح منجر نمی‌شود. با افزایش میزان سیمان تاثیر توام مقاومت، عملی بودن و نسبت سنگدانه به سیمان، کاهش سختی نسبت به مقاومت را در پی دارد (48). با این حال، بعید است اشتباه در برآورد مقاومت بسیاری از ترکیبات ناشی از این علت، بیشتر از 10٪ باشد.

(پ) سنگدانه درشت: تاثیر نوع سنگدانه و نسبت‌ها ممکن است قابل توجه باشد زیرا مقاومت تحت تاثیر هم مشخصات خمیر و هم سنگدانه را قرار دارد. رقم برجهندگی تحت تاثیر خمیر سخت‌شده قرار می‌گیرد. برای مثال، سنگ آهک خرد شده ممکن است یک رقم برجهندگی را به بار آورد که به طور معنی‌داری کمتر از بتن ماسه‌ای با مقاومت مشابه است که معمولا معادل اختلاف مقاومت N/mm2 7-6 است. نوع خاص سنگدانه نیز می‌تواند همبستگی رقم برجهندگی یا مقاومت را به بار آورد که به منبع و ماهیت آن وابسته است. شکل 5.2 منحنی‌های معمولی سنگریزه‌های با کیفیت پایین و بالا را مورد مقایسه قرار می‌دهد. این‌ منحنی‌ها سختی را که به ترتیب بر حسب عدد موس 7 و 3 بیان می‌شود اندازه‌گیری کرده است (به بخش 2.1.1.4 رجوع کنید).

می‌توان پیش‌بینی کرد نتایج سنگدانه‌های سبک وزن با نتایج بتن ساخته شده از سنگدانه‌های متراکم اختلاف معنی‌داری دارد و تغییرات قابل توجهی نیز بین انواع سنگدانه‌های سبک وزن مشاهده شده است (24). با این حال، کالیبراسیون سنگدانه‌های سبک وزن خاص را می‌توان بدست آورد هر چند مقدار ماسه طبیعی بکار رفته بر نتایج تاثیرخواهد گذاشت.

این شکل همبستگی‌های مقاومت حاصل از سن متفاوت نمونه‌های آزمایشگاهی «مشابه» با عمل‌آوری خشک حاوی سنگدانه‌های درشت سبک وزن متفاوت را مورد مقایسه قرار می‌دهد. ترکیب 5 شامل مواد ریز سبک وزن است.

2.1.3.2 مشخصات عضو: مشخصات عضوی که در بالا فهرست شد نیز به تفصیل مورد بحث قرار می‌گیرد.

(الف) حجم: حجم موثر نمونه بتن یا عضو مورد آزمون باید به حد کافی بزرگ باشد تا از ارتعاش یا حرکت ناشی از ضربه چکش جلوگیری کند. هر گونه حرکت به کاهش رقم برجهندگی منجر خواهد شد. در برخی اعضای سازه، سستی یا حجم ممکن است طوری باشد که این معیار کاملا برآورده نشود و در چنین مواردی پیش‌بینی مقاومت مطلق ممکن است کار دشوارتری باشد. در مقایسه مقاومت بین تک تک اعضا و درون آن‌ها، این عامل را باید به حساب آورد. با محکم کردن نمونه‌های کالیبراسیون در یک دستگاه آزمون سنگین، می‌توان حجم آن‌ها را به طور موثری افزایش داد. این موضوع در بخش 2.3.2 به طور کامل مورد بحث قرار می‌گیرد.

 (ب) تراکم: از آنجا که یک سطح صاف و کاملا متراکم برای آزمون مورد نیاز است، تغییرات مقاومت ناشی از تفاوت تراکم داخلی را نمی‌توان با هیچ قابلیت اطمینانی شناسایی کرد. در تمام کالیبراسیون‌ها باید تراکم کامل را پذیرفت.

(پ) نوع سطح: روش‌های سختی برای سطوح سنگدانه‌ای قابل رویت یا با بافت باز مناسب نیست. سطوح ماله‌کشی شده ممکن است از سطوح قالب‌گیری شده سخت‌تر باشد و مسلما ناهموارتر خواهد بود. با اینکه می‌توان با سابیدن سطح آن را صاف کرد اما کار پرزحمتی است و بهترین کار این است که با در نظر گرفتن برآورد بیش از حد مقاومت حاصل از خوانش‌های سختی، از سطوح ماله‌کشی شده اجتناب کرد. جذب و صافی سطح قالب نیز تاثیر قابل توجهی دارد. نمونه‌های کالیبراسیون در حالت عادی در قالب‌های فولادی قالب‌گیری خواهد شد که صاف و غیر جاذب هستند اما قالب مکنده سطح سخت‌تری را ایجاد کرده و از اینرو مقاومت داخلی ممکن است بیش از حد برآورد شود. با اینکه سطوح قالب‌گیری شده برای آزمون در محل در اولویت قرار دارد، باید دقت کرد تا اطمینان حاصل شود کالیبراسیون‌های مقاومت مبتنی بر سطوح مشابه است زیرا خطاهای قابل توجهی می‌تواند ناشی از این علت پیش آید.

(ت) سن، میزان سخت کردن و نوع عمل‌آوری: ثابت شده است رابطه بین سختی و مقاومت به عنوان تابعی از زمان متفاوت است (48) و تغییرات میزان اولیه سخت کردن، عمل‌آوری بعدی و شرایط محیطی نیز بر این رابطه تاثیر خواهد گذاشت. وقتی عملیات گرمایی یا نوع دیگری عمل‌آوری سریع مورد استفاده قرار گرفته باشد، کالیبراسوین ویژه‌ای مورد نیاز خواهد بود. وضعیت رطوبت نیز ممکن است تحت تاثیر روش عمل‌آوری قرار گیرد. برای اهداف عملی، تاثیر زمان را می‌توان تا سن سه ماه بی‌اهمیت قلمداد کرد اما در بتن‌های مسن‌تر می‌توان عوامل کاهش را مطرح کرد که تاریخچه بتن را مد نظر قرار می‌دهند.

(ث) کربوناتاسیون سطح: بتن در معرض اتمسفر در حالت عادی پوسته کربناته سختی را ایجاد می‌کند که ضخامت آن به شرایط محیطی و سن وابسته است. این ضخامت ممکن است در بتن مسن بیشتر از 20 میلیمتر باشد هر چند در سنین کمتر از سه ماه، بعید است معنی‌دار باشد. همان طور که در فصل 9 بیان شده است، عمق کربوناسیون را می‌توان به راحتی تعیین کرد. بررسی نمونه‌های بتن شنی که به مدت شش ماه در معرض اتمسفر بیرونی «مرکز شهر» قرار داشته است؛ عمق کربناته صرفا 4 میلیمتری مشخص شد. این عمق برای تاثیرگذاری بر رابطه رقم برجهندگی و مقاومت در مقایسه با نمونه‌های مشابه ذخیره شده در اتمسفر آزمایشگاه کافی نبود هر چند در این نمونه‌ها، هیچ پوسته قابل اندازه‌گیری شناسایی نشد. با این حال، در موارد شدید، مشخص است برآورد بیش از حد مقاومت ناشی از این علت ممکن است تا 50٪ باشد و لذا از اهمیت زیادی برخوردار است. وقتی معلوم شود کربوناسیون قابل توجهی وجود دارد، لایه سطحی درون یک عنصر، دیگر معرف بتن نیست.

(ج) شرایط رطوبت: سختی سطح بتن در زمان مرطوب بودن کمتر از زمان خشکی است و رابطه برجهندگی و مقاومت بر همین اساس تحت تاثیر خواهد بود. این اثر در شکل 7.2 بر اساس کار ارتش ایالات متحده شرح داده شده است (49). می‌توان مشاهده کرد آزمون یک سطح مرطوب ممکن است تا 20٪ به برآورد کم مقاومت منجر شود. آزمون‌های میدانی و کالیبراسیون‌های مقاومت باید در حالت عادی مبتنی بر شرایط سطح خشک باشد اما تاثیر رطوبت داخلی بر مقاومت نمونه‌های کنترل را نباید نادیده گرفت. این موضوع در بخش 2.3.2 با جزئیات بیشتر مورد بررسی قرار می‌گیرد.

(چ) وضعیت تنش و دما: هر دو این عوامل می‌تواند بر خوانش‌های سختی تاثیر بگذارد هر چند در موقعیت‌های عادی عملی احتمال دارد در مقایسه با بسیاری از متغیرهای دیگر کم باشند. با این حال، اگر عملیات چکش آزمون تحت حداکثر اختلاف درجه حرارت بکار رود باید مورد توجه ویژه‌ای قرار گیرد.

2.3.2 کالیبراسیون

بدیهی است تاثیر متغیرهایی که در بالا ذکر شد آنقدر زیاد است که بسیار بعید است منحنی کالیبراسیون عمومی که رقم برجهندگی را به مقاومت ارتباط می‌دهد و به وسیله تولیدکنندگان تجهیزات ارائه شده است، ارزش عملی داشته باشد. همین امر در مورد استفاده از داده‌پردازی رایانه‌ای برای پیش‌بینی مقاومت مبتنی بر نتایج حاصل از چکش برجهندگی الکترونیک که در شکل 3.2 آمده است صدق می‌کند مگر اینکه تبدیل بر اساس داده‌های خاص هر مورد صورت گیرد. کالیبراسیون مقاومت باید بر ترکیب خاص مورد پژوهش مبتنی باشد و سطح قالب، عمل‌آوری و سن نمونه‌های آزمایشگاهی باید تا حد امکان با بتن در محل مطابقت داشته باشد. عملیات بتن چکش برجهندگی باید مرتبا با استفاده از سندان فولادی استاندارد با حجم مشخص بررسی شود زیرا فرسودگی ممکن است مشخصات فنر و شکستگی داخلی تجهیزات را تغییر دهد. کالیبراسیونی که برای یک چکش تهیه شده است نیز لزوما در چکش دیگر مصداق نخواهد داشت. احتمال دارد معدودی از چکش‌های برجهندگی مورد استفاده برای آزمون در محل واقعا به طور منظم در مقایسه با سندان استاندارد بررسی شود و در نتیجه قابلیت اطمینان نتایج ممکن است تحت تاثیر قرار گیرد.

مقاله های بتن:  شمشه يا تراز كردن بتن چیست؟

اهمیت حجم نمونه در بالا بیان شد؛ نمونه‌های آزمون باید محکم به دستگاه آزمون سنگین بسته شود یا روی یک کف محکم و صاف محکم شود. مکعب‌ها یا استوانه‌های حداقل 150 میلیمتری باید بکار رود. حداقل بار مهار 15 درصد مقاومت نمونه برای استوانه‌ها پیشنهاد شده است (50) و BS 1881 (45) برای مکعب‌هایی که با چکش نوع N آزمون می‌شوند کمتر از N/mm2 7 را پیشنهاد نمی‌کند. رابطه عادی بین رقم برجهندگی و بار مهارکننده در شکل 8.2 مشخص شده است که نشان می‌دهد به محض اینکه بار کافی حاصل شد، رقم برجهندگی به طور منطقی ثابت می‌ماند.

به خوبی ثابت شده است مقاومت نهایی مکعب مرطوب مورد آزمون احتمالا حدود 10٪ کمتر از مقاومت مکعب مشابه خشک مورد آزمون است. از آنجا که اندازه‌گیری برجهندگی باید روی یک سطح خشک انجام شود، پیشنهاد می‌شود مکعب‌های عمل‌آوری شده در حالت مرطوب در اتمسفر آزمایشگاه به مدت 24 ساعت قبل از آزمون خشک شود و بنابراین پیش‌بینی می‌شود نسبت به زمانی که در حالت مرطوب به شیوه استاندارد مورد آزمون قرار گیرد، مقاومت بیشتری حاصل کند (51).

منوط به هدف برنامه آزمون، ممکن است لازم باشد این رابطه را تائید کنیم و در زمان تفسیر نتایج میدانی، شرایط رطوبت نسبی نمونه‌های کالیبراسیون و بتن در محل نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. استفاده از برش cores پس از آزمون‌های سختی در محل می‌تواند به رفع این مشکلات در انجام کالیبراسیون کمک کند.

همان طور که در بخش 2.2 بیان شد، اگر مکعب‌ها مورد استفاده قرار گیرد، خوانش‌ها باید حداقل در دو وجه عمودی نمونه به صورت قالب انجام شود و جهت‌گیری چکش باید با چکش مورد استفاده در آزمون‌‌های در محل یکسان باشد. تاثیر جاذبه زمین بر حجم به این موضوع بستگی خواهد داشت که این حجم به صورت عمودی به سمت بالا یا پایین، به صورت افقی یا روی یک سطح شیب‌دار حرکت می‌کند. اثر بر رقم برجهندگی قابل توجه خواهد بود هر چند مقادیر نسبی پیشنهادی تولیدکننده احتمالا در این مثال قابل اطمینان است زیرا این صرفا تابعی از ابزار است.

3.3.2 تفسیر

تفسیر خوانش‌های سختی سطح به شناخت میزان استاندارد بودن عوامل موصوف در بخش 1.3.2 بین خوانش‌های مورد مقایسه وابسته است. نتایج خواه برای ارزیابی کیفیت نسبی خواه برای برآورد مقاومت بکار رود، این موضوع مصداق دارد و در شکل 9.2 نمایان است. این شکل یک نمودار معمولی کالیبراسیون مقاومت را نشان می‌دهد که تحت شرایط آزمایشگاهی «ایده‌آل» تولید شده است و پراکندگی نتایج قابل توجه است و محدوده مقاومت مطابق با رقم برجهندگی معین حتی در مورد بتن «مشابه» حدود 15٪± است. عملا بسیار بعید است بتوان با دقتی بهتر از 25٪± مقاومت را پیش‌بینی کرد (50). پراکندگی کالیبراسیون نیز حاکی از آن است که حتی اگر پیش‌بینی مقاومت ضرورت نداشته باشد، تغییر قابل توجه رقم برجهندگی را می‌توان برای بتن «مشابه» انتظار داشت و حدود قابل قبول را باید در رابطه با نوع دیگری از آزمون تعیین کرد. اظهار شده است (12) وقتی مجموع تعداد خوانش‌ها (n) که در محل گرفته می‌شود کمتر از 10 نباشد، دقت میانگین رقم برجهندگی احتمالا با 95٪ اطمینان خواهد بود. نتایج را می‌توان به صورت گرافیکی بیان کرد به طوری که در بخش 1.2.6.1 مطرح شد و وقتی نتایج کافی در دسترس باشد، محاسبه ضریب تغییر می‌تواند نشانه‌ای از عدم یکنواختی بتن باشد به طوری که در بخش 2.2.6.1 بیان شد.

هنگام تفسیر نتایج، محل آزمون درون عضو حائز اهمیت است (فصل 1) اما باید توجه داشت آزمون صرفا اطلاعاتی درباره لایه سطحی نازک ارائه می‌کند. نتایج به خواص داخلی مربوط نبوده و به علاوه در مورد بتن بیش از سه ماهه قابل اطمینان به شمار نمی‌رود مگر اینکه گام‌های خاصی برداشته شود تا همان طور که در بالا ذکر شد، اثرات سن و کربوناسیون سطح نیز به حساب آید.

با اینکه به طور کلی رابطه بین رقم برجهندگی و مقاومت متراکم مورد توجه است، روابط مشابهی را می‌توان با مقاومت خمشی هر چند با یک پراکندگی بیشتر برقرار کرد. به نظر می‌رسد هیچ رابطه عام بین رقم برجهندگی و ضریب کشسانی وجود ندارد هر چند تولید یک کالیبراسیون برای یک ترکیب خاص امکانپذیر است.

4.3.2 کاربردها و محدودیت‌ها

کاربردهای مفید اندازه‌گیری سختی سطح را می‌توان به چهار دسته تقسیم کرد:

(الف) بررسی یکنواختی کیفیت بتن

(ب) مقایسه یک بتن معین با شرایط خاص

(پ) برآورد تقریبی مقاومت

(ت) طبقه‌بندی مقاومت سایشی.

در هر کاربردی، لازم است عوامل تاثیرگذار بر نتایج آزمون استانداردسازی یا منظور شود و باید به خاطر داشت نتایج صرفا به ناحیه سطحی بتن مورد آزمون مربوط می‌شود. یک محدودیت مهم دیگر به آزمودن در سنین اول یا مقاومت‌های پایین مربوط می‌شود زیرا ارقام برجهندگی ممکن است در خوانش دقیق بسیار کم باشد و ضربه نیز ممکن است به سطح بتن آسیب بزند (شکل 10.2). بنابراین توصیه نمی‌شود این روش برای بتنی بکار رود که دارای مقاومت مکعبی کمتر از N/mm2 10 است یا سن آن کمتر از 7 روز است مگر اینکه مقاومت بالایی داشته باشد.

(الف) بررسی یکنواختی بتن: مهم‌ترین و قابل اطمینان‌ترین کاربردهای آزمون سختی سطح زمانی است که نیازی نیست نتایج را به یک خاصیت دیگر بتن تبدیل کنیم. ادعا شده است (48) نتایجی که اندازه‌گیری سختی سطح بیان می‌کند نسبت به هر روش دیگر آزمون بتن با هماهنگی بیشتری تجدیدپذیر است. با اینکه نتایج، تراکم داخلی ناچیز را مشخص نمی‌کند اما به تغییرات کیفیت بین بچ‌ها یا ناشی از ترکیب و تفکیک ناکافی، حساس است. قابلیت کنترل بتن در اعضا با هزینه کم و کامل‌تر از تعداد کمی از نمونه‌های کنترل، ارزش آزمون به عنوان آزمون کنترل بیشتر می‌شود. برای اینکه مقایسه‌ها برای یک ترکیب معین معتبر باشد صرفا لازم است سن، پختگی، شرایط رطوبت سطح (که ترجیحا خشک باشد) و محل آن روی سازه یا واحد استانداردسازی شود.

این رویکرد برای کنترل یکنواختی واحدهای بتن پیش‌ساخته کاربرد وسیعی دارد و می‌تواند در مقایسه عناصر مشکوک در محل با عناصر مشابهی که مشخص شده است مستحکم هستند، ارزشمند باشد. استفاده ارزشمند دیگر برای آزمون‌های مقایسه‌ای می‌تواند بازنمایی انواع دیگر آزمون احتمالا مخرب است که می‌تواند نشانه‌های اختصاصی‌تر اما محلی از کیفیت بدست دهد.

 (ب) مقایسه با یک شرط اختصاصی: این کاربرد در صنعت پیش‌ساخت نیز متداول است که در آن خوانش حداقل سختی را می‌توان در مقابل یک شرط اختصاصی بتن درجه‌بندی کرد. برای مثال، سهولت حمل واحدهای پیش‌ساخته را می‌توان با توجه به کالیبراسیون مبتنی بر آزمون‌های بار مورد بررسی قرار داد. این رویکرد را می‌توان به عنوان معیار پذیرش در رابطه با برداشتن تکیه‌گاه‌های موقت از اعضای سازه یا آغاز انتقال تنش در ساختمان بتنی پیش تنیده، مورد استفاده قرار داد.

(پ) برآورد تقریبی مقاومت: این برآورد نشان می‌دهد کاربردی که کمترین قابلیت اطمینان را دارد (و متاسفانه از آنجا که برآورد مقاومت غالبا مورد نیاز مهندسین است) زمانی است که استعمال نادرست رایج‌تر است. دقت کاملا به حذف تاثیراتی وابسته است که در کالیبراسیون به حساب نمی‌آید. در نمونه‌های آزمایشگاهی که تحت شرایط مشابه نمونه‌هایی که برای کالیبراسیون بکار می‌رود، قالب‌گیری، عمل‌آوری و مورد آزمون قرار می‌گیرند بعید است بتوان برای بتن حداکثر سه ماهه، به برآورد مقاومت بهتر از 15٪±  دست یافت. با اینکه در مورد یک یا چند متغیری که ممکن است در سایت مشابه نباشد این برآورد امکانپذیر است، در نتیجه دقت پیش‌بینی مقاومت مطلق کاهش خواهد یافت و بعید است بهتر از 25٪± باشد. هرگز نباید برای برآورد مقاومت بتن در محل از چکش برجهندگی استفاده کرد مگر اینکه نمودارهای کالیبراسیون ویژه در دسترس باشد و حتی در این صورت استفاده از این روش به تنهایی پیشنهاد نمی‌شود هر چند مقدار نتایج ممکن است بهبود یابد اگر همراه با سایر انواع آزمون که در فصل 1 مطرح شد مورد استفاده قرار گیرد.

(ت) طبقه‌بندی مقاومت سایشی: مقاومت سایشی به طور کلی تحت تاثیر همان تاثیراتی قرار دارد که سختی سخت قرار داد و چاپلین (52) اظهار کرده است چکش برجهندگی را می‌توان برای طبقه‌بندی این خاصیت بکار برد.

آزمونهاي غیر مخرب بر روي بتن سخت شده  روش آزمون

1 هدف و دامنه کاربرد

هدف از تدوین این استاندارد تعیین روشهاي آزمون غیرمخرب براي بتن سخت شده میباشد. ایـن روش هـا عبارتند از:

الف. تعیین نمره برجهندگی،

ب. تعیین سرعت پالس فرا صوت ،و

ج. تعیین نیروي بیرون کشیدن.

یادآوري- این نوع روشهاي آزمون به منظور جایگزینی روشهاي آزمون تعیین مقاومت فشاري بتن نیسـتند، بلکـه بـا اعمـال

ضریب تصحیح مناسب، می توان از آنها، براي تخمین مقاومت مورد نیاز استفاده کرد.

2 اصطلاحات و تعاریف

در این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف زیر بهکار میرود:

1 -2 نمره برجهندگی

(آزمون نمره برجهش) از روي چکش جهش خوانده می شود، این عدد عبارتست از میزان انرژي بازگشتی بـه چکش بعد از ضربه زدن به سطح بتن

2 -2منطقه آزمون

(آزمون نمره برجهش) آن قسمت از بتن که ارزیابی می شود و قسمتی که براي اهداف عملی با یک کیفیت یکنواخت در نظر گرفته می شود

3 -2 حدفاصل

(آزمون نمره برجهش) ارزش میانه تعدادي از اعداد که بر اساس ترتیب عددي مرتب شدهاند.

4 -2 زمان گذر

(آزمون سرعت پالس فرا صوت) زمان لازم براي عبور یک پالس فرا صوت از میان بتن، از مبدل فرسـتنده بـه مبدل گیرنده

5 -2 آغازه پالس

(آزمون سرعت پالس فرا صوت) زودترین قسمت پالس که توسط مبدل گیرنده دریافت میشود.

6 -2 زمان خیزش

(آزمون سرعت پالس فرا صوت) زمان مورد نیاز براي اینکه رشد دامنه زودترین پالس، از 10 درصـد بـه 90 درصد برسد.

3 تعیین نمره برجهش

اصول 1 -3 جرمی که توسط ضربه فنر به جلو رانده می شود به شناور متصل به سطح برخورد می کند. نتیجه آزمون بـر حسب، فاصله جهش از جرم بیان می شود.

یادآوري- پیوست الف روش کسب رابطه موجود بین مقاومت و نمره برجهش را شرح می دهد.

وسایل 2 -3

3 -2 -1 چکش بر جهندگی، این چکش عبارت است از یک چکش استیل فنري که بعد از رها شدن بـ ا یـک شناور استیل متصل به سطح بتن برخورد می کند.

چکش فنري باید با یک سرعت ثابت و قابل تکرار، حرکت کند. فاصله جهش چکش استیل از شـناور اسـتیل باید بر اساس یک مقیاس خطی متصل به قاب دستگاه، اندازهگیري شود. چکش برجهش باید حداقل سالی دوبار، واسنجی شود. همچنین هـر گـاه کـه صـحت کـارکرد آن مشـکوك ارزیابی شد باید دوباره آن را واسنجی کرد.

یادآوري- چکشهاي برجهندگی در انواع و اندازههاي مختلف براي آزمون مقاومتها و انواع مختلف بتنها در بازار وجود دارند. هر نوع و سایز از این چکش باید فقط و فقط در مورد بتنی که این چکش برایش طراحی شده است مورد اسـتفاده قـرار گیـرد . براي آزمون بتنهاي داراي مقاومت کم، مانند بتن سبک، یک چکش جهش پاندولی شکل، با انرژي کم مناسب است.

3 -2 -2 سندان فولادي مرجع ، براي تایید چکـش، کـه حـداقل سـختی آن، 52 راکـول و وزن آن (1±16( کیلوگرم می باشد. قطري معادل 150 میلی متر دارد، مگر آنکه دراستاندارد جرم متفاوتی براي آن تعریف شده باشد.

یادآوري- تایید شدن در یک سندان مرجع، به منزله تضمین این نیست که چکشهـاي مختلـف همـان نتـایج در دیگـر نقـاط مقیاس برجهش ارائه خواهند داد.

3 -2 -3 سنگ سایش، سنگ کربید سیلیکونی با بافت متوسط یا یک جنس مشابه

3 -3 منطقه آزمون

 -3 -3 انتخاب

اگر بتنهایی که آزمون میشوند، کمتر از 100 میلی متر ضخامت داشته باشند و یا در یک سـاختار تثبیـت شده قرار نگرفته باشند، باید در طول آزمون محکم نگه داشته شوند. از انجام آزمـون درمحـدوده هـاي کـه داراي بافتهاي کرمو،پوست پوست شده، یا بسیار متخلخل، باید اجتناب کرد. در انتخاب یک منطقه براي آزمون، عوامل شرح داده شده در پیوست ب را باید در نظر گرفت. یک منطقه آزمون باید حداقل ابعادي حدود 300 میلیمتر در 300 میلیمترداشته باشد.

یادآوري – بهتر است خواندنها، محدود به یک منطقه آزمون باشند و از خواندنهاي تصادفی در کـل سـاختار، حتـی الامکـان پرهیز نمود.

2 -3 -3  ـآماده سازی سطوح با بافت زبر(درشت) و سطوح داراي ملات سست، باید با استفاده از سنگ سایش، ساییده شوند. سطوح هموار یا ماله کشیده شده، ممکن است بدون ساییدن،آزمون شوند. هر گونه آب روي سطح بتن، تمیز شود.

3 -4 روش انجام

1 -4 -3 مقدمات

از چکش بر جهنده طبق دستورالعمل سازندهاش، استفاده کنید. آنرا حداقل سه بار قبل از هر گونه خواندنی امتحان کنید تا مطمئن شوید که به درستی کار میکند. قبل از انجام یک سري آزمون روي سطوح بتن، با استفاده از سندان استیلی مرجع، فرآیند خوانـدن را انجـام داده و ثبت کنید تا مطمئن شوید که دامنه پیشنهاد شده توسط سازنده، بدست می آیـد . اگـر چنـ ین نشـد، چکش را تمیز و یا تنظیم نمایید.

از چکش باید معمولاً در دماي بین 10 درجه سلیسیوس تا 35 درجه سلیسیوس استفاده نمود.

2 -4 -3 تعیین

چکش را محکم در موقعیتی نگه دارید که شناور بتواند بصورت عمود بر سطحی که قرار اسـت آزمـون شـود فرود آید. به تدریج فشار روي شناور را افزایش دهید تا چکش با آن تماس حاصل نماید. بعد از تماس چکش با سطح، نمره برجهش را ثبت کنید.

یادآوري- در بازار چکشهایی با تجهیزات نوشتاري خودکار وجود دارند، در این موارد، نمره برجهش بصورت خودکار ثبت مـی گردد.

از حداقل 9 خواندن براي کسب یک تخمین قابل اعتماد در مورد نمره برجهش براي منطقه آزمـون اسـتفاده نمایید. موقعیت و جهت هر دسته از خواندنها را ثبت نمایید. هیچ دو نقطه تماسی نباید نزدیکتر از 25 میلیمتر باشند و هیچکدام نباید از یک لبـه 50 میلـی متـر فاصـله داشته باشد. بعد از برخورد هرگونه عوارضی را در سطح کنترل کنید. اگر تماس از طریق یک ترك نزدیک به سطح مختل گردد، نتیجه باید تخفیف داده شود.

یادآوري- ترسیم یک شبکه منظم از خطوط با فاصله 25 تا 50 میلی متر از یکدیگر و تصور محل برخورد این خطوط به عنوان

نقاط آزمون ترجیح داده می شود.

3 -4 -3 مرجع بررسی

بعد از آزمون بتن، با استفاده از سندان استیل اقدام به خواندن نمایید (بند 3 -2 -2 .(سپس ارقام بدست آماده را ثبت نموده و بعد آنها را با مواردي که پیش ازآزمون بدست آمده اند مقایسه نمایید( بند3 -4 -1 .(اگر نتایج با همدیگر فرق داشته باشند، چکش را تمیز و یا تنظیم کرده و آزمون را تکرار نمایید.

3 -5 نتایج آزمون

نتیجه منطقه آزمون، باید به عنوان میانگین و حد واسط تمام خواندنها در نظر گرفته شود، در صورت لـزوم جهت چکش را طبق دستورالعمل سازنده تنظیم نمایید و بصورت یک رقم کلی بیان کنید. اگر از بیش از یک چکش استفاده می گردد، تعداد مناسبی از آزمونها باید روي سطوح مشـابه بـت ن صـورت گیرند تا بزرگی تفاوتهاي مورد نیاز تعیین گردد. اگر بیش از 20 درصد از تمام خواندنها با مقدار میـانگین ، بـیش از 10 واحـد اخـتلاف داشـته باشـند، کـل مجموعه خواندنها باید باطل شوند.

یادآوري 1 -یک روش براي بدست آوردن رابطه بین مقاومت و نمره برجهش در پیوست الف آمده است.

یادآوري 2 -براي کسب اطلاعات در باره عوامل موثر بر نمره برجهش به پیوست ب مراجعه کنید.

3 -6 گزارش آزمون

یک مثال از گزارش آزمون در پیوست ث ارائه شده است.

علاوه بر جزئیات مورد نیاز بند 6 ،این گزارش باید مشتمل بر موارد ذیل نیز باشد:

3 -6 -1معرفی چکش ؛

3 -6 -2خواندنهاي سندان مرجع قبل و بعد از انجام آزمونها؛

3 -6 -3 نتیجه آزمون (مقدار میانگین) و جهت چکش براي هر منطقه آزمون؛

3 -6 -4 هر یک از ارقام حاصل از چکش ( در صورت نیاز)؛

3 -6 -5 نتایج تنظیم شده آزمون براي تعیین جهت چکش (اگر مناسب باشد).

Facebook
Twitter
Telegram
WhatsApp

ثبت نام / ورود