انجام آزمایش التراسونیک بتن

آزمایش التراسوینک بتن

انجام آزمایش التراسونیک بتن -لطفا جهت اخذ مشاوره ، مشخصات فنی ، قیمت و انجام آزمایشگاه های غیرمخرب بتن ، چکش اشمیت ، التراسونیک بتن ، هافسل بتن ، PULL OUT ، PULL OFF ، اسکن بتن ، خوردگی بتن ، نیم پل ، گالواپالس و … با بخش مهندسی و آزمایشگاهی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

 

 

روش آزمایش التراسونیک بتن

تعیین سرعت پالس فراصوتی در بتن

براساس استاندارد 4-12504

محدوده

این سند یک روش برای تعیین سرعت پالس امواج طولی التراسونیک در بتن سخت شده برای استفاده در تعدای برنامه کاربردی مشخص می باشد.

 

منابع اصلی

برای استفاده از این سند همچنین باید از استاندارد EN 206-1:2000, Concrete — Part 1: Specification, performance, production and conformity  استفاده نمود.

 

اصطلاحات و تعاریف

برای استفاده از این سند از تعاریف و اصطلاحات مندرج در استاندارد EN 206-1:2000 و موارد ذیل استفاده می شود.

• زمان انتقال : زمان عبور پالس از مبدول صادر کننده تا مبدول دریافت کننده از درون بتن.
• شروع : لبه پالس تشخیص داده شده توسط دستگاه اندازه گیری
• زمان خیز : زمان برای لبه پالس اول از 10٪ افزایش به 90 درصد حداکثر دامنه آن
• اصل : یک پالس ارتعاشات طولی است توسط مبدل الکترو آکوستیک در تماس با سطح بتن تحت آزمون برگزار شد. بعد از اینکه طول مسیر شناخته شده در بتن، نبض ارتعاشات است را به سیگنال الکتریکی توسط یک مبدل دوم تبدیل و مدارهای زمان بندی الکترونیکی فعال شدن زمان عبور پالس اندازه گیری می شود.

 

دستگاه

عمومی

دستگاه شامل یک ژنراتور الکتریکی پالس، یک جفت از مبدل، یک تقویت کننده و یک دستگاه زمان بندی الکترونیکی برای اندازه گیری گذشت زمان فاصله بین شروع یک پالس تولید شده در مبدل انتقال و شروع ورود خود را مبدل گیرنده. یک نوار کالیبراسیون ارائه شده است برای ارائه یک داده برای اندازه گیری سرعت.

دو شکل از دستگاه زمان بندی الکترونیکی در دسترس هستند:

الف) یک اسیلوسکوپ، که در آن جلو برای اولین بار از پالس است در رابطه با مقیاس زمان مناسب نمایش داده شود.

ب) یک تایمر فاصله با یک صفحه نمایش دیجیتال برای خواندن مستقیم زمان .

نکته : استفاده از اسیلوسکوپ می تواند نتایج بهتری در اندازه گیری های پیچیده و اندازه گیری های خودکار ارائه دهد.

 

ملزومات اجرا

دستگاه باید عملکرد مورد نیاز زیر مطابقت داشته باشد :

• اندازه گیری زمان طی مسیر در نمونه کالیبراسیون با دقت 0.1 میکروثانیه و انحراف معیار مثبت و منفی 2 درصد.
• پالس محرک الکتریکی اعمال شده به مبدل انتقال ، نباید دارای زمان خیزش بیش از یک چهارم از دوره طبیعی باشد.این امر برای اطمینان از این موضوع می توان از شکل پالس استفاده نمود.
• فرکانس تکرار پالس کم به اندازه کافی اطمینان حاصل شود که از شروع دریافت سیگنال رایگان از دخالت طنین است باشد.

موارد انجامی برای تست باید براساس اطلاعات کارخانه تولید کننده انجام شود.

 

مبدل

فرکانس طبیعی مبدل به طور معمول باید در محدوده 20 کیلو هرتز تا 150 کیلو هرتز باشد.

نکته : فرکانس به کمتر از 10 کیلو هرتز و بالاتر از 200 کیلو هرتز می تواند گاهی اوقات مورد استفاده قرار گیرد. پالس فرکانس بالا شروع خوبی داشته ، اما، هنگام عبور از بتن، دارای سرعت بالاتر اما فرکانس ضعیفتری نسبت پالس فرکانس پایین تر می باشند. بنابراین بهتر است برای استفاده مبدل فرکانس بالا (60 کیلو هرتز تا 200 کیلو هرتز) برای طول مسیر کوتاه (تا 50 میلی متر) و مبدلهای فرکانس پایین (10 کیلو هرتز تا 40 کیلو هرتز) برای طول مسیر طولانی (تا حداکثر 15 متر) .  مبدل با فرکانس 40 کیلو هرتز تا 60 کیلو هرتز یافت برای اکثر برنامه های کاربردی مفید باشد.

 

دستگاه برای تعیین زمان ورود پالس در التراسونیک بتن

دستگاه باید قادر به تعیین زمان ورود جبهه اول، با پالسهای با کمترین آستانه ممکن بوده، حتی اگر این امکان وجود داشته باشد که دامنه  در مقایسه با موج نیمه اول پالس کوچک  باشد.

 

 

روش تعیین سرعت پالس

عوامل اندازه گیری سرعت پالس موثر در آزمایش التراسونیک بتن

آرایش مبدل ها – اگر چه بهترین حال ارسال و دریافت فرکانس به علت بشترین انرژی ، حالت مستقیم می باشد ولی در بقیه حالت ها هم فرکانس قابل اندازه گیری می باشد. از این رو اندازه گیری در سه حالت مستقیم ( مبدل ها روبروی هم ) ، انتقال نیمه مستقیم ( مبدل ها عمود بر هم ) و یا غیر مستقیم ( در راستای هم ) ، انجام گیردد ( به شکل زیر مراجعه شود ).

 

 

R مبدول گیرنده

B مبدل فرستنده

 

نکته : در صورتی که امکان قرائت مستقیم وجود نداشته باشد از روش نیم مستقیم ( شکل b ) استفاده می گردد.

نکته : روش غیرمستقیم دارای حساسیت کم بوده و صرفا باید زمانی اصتفاده شود که تنها یک سمت بتن در دسترس باشد و یاز زمانی که هدف ما بررسی کیفیت سطحی میباشد.

 

اندازه گیری طول مسیر با التراسونیک بتن

برای انتقال مستقیم، طول مسیر کوتاه ترین فاصله بین سنسور است. دقت اندازه گیری طول مسیر باید به دقت ± 1٪ ثبت شده است. برای انتقال نیمه مستقیم، آن است که به طور کلی یافت می شود به اندازه کافی دقیق به طول مسیر به عنوان فاصله از مرکز به مرکز از چهره مبدل اندازه گیری شد. دقت طول مسیر وابسته به اندازه مبدل در مقایسه با مرکز به فاصله مرکز است.  با انتقال غیر مستقیم، طول مسیر اندازه گیری نیست، اما یک سری اندازه گیری با مبدل در فواصل مختلف از هم جدا (ضمیمه الف مراجعه شود) ساخته شده است.

 

 

 

آزمایشات غیرمخرب بتن

بهره برداری بهینه در طول عمر تعریف شده هر سازه به معنای عام مستلزم رصد، کنترل ، تعمیر و نگهداری می باشد. این امر حتی در خصوص انسان ها نیز صادق می باشد. به همین علت است که در بسیاری از کشورهای پیشرفته به معاینات ادواری می پردازند. چرا کخ در صورت آگاهی از بسیاری از مشکلات در مراحل اولیه بروز ، رمان لازم با صرف هزینه و زمان بسیار پایین قابل انجام و ممکن می باشد. در روی دیگر سکه، با تشخیص و آگاهی های دیرهنگام از وقوع مشکلات، همواره درمان با هزینه های بسیار گزاف و به سختی و با صرف زمان زیاد انجام می گردد و گاها ممکن است درمان غیر قابل انجام باشد.

سازه های بتنی نیز نه تنها از این قائده مستثنی نبود بلکه با توجه به شرایط بهره برداری متنوع و بعضا مخرب و نیز پنهان و نامحسوس بودن بسیاری از روندهای تخریب، نیازمند رصد ،تعمیر و نگهداری بیشتری می باشند. چرا که با توجه به حجم سرمایه گذاری های گسترده در پروژه های عمرانی از یک سو و از سوی دیگر اهیمت بالای سازه های بتنی از جمله سدها، تصفیه خانه های آب و فاضلاب ، اسکله ها، نیروگاه ها، پتروشیمی و پالایشگاه ها، پل ها و کارخانجات در زندگی جوامع امروزی، کاهش عمر بهره برداری و حتی در برخی مواقع قطع بهره برداری کوتاه مدت از سازه ها خسارت های هنگفتی تحمیل می نماید.

در این میان ارزیابی و تست های غیرمخرب بتن به واسطه ارائه تصویری از وضعیت موجود سازه ها، وجود یا عدم وجود مشکل ، شناسایی علل آسیب ، برآورد حجم آسیب، گزینش روش و مصالح تعمیری، پیش بینی عمر مفید سازه و کنترل کیفیت فرآیند تعمیرات نقش ویژه ای به عهده دارد.

ارائه اطلاعات کاربردی و کیفی در مراحل بهره برداری و تعمیرات از جایگاه ویژه ای برخوردار است. این امر زمانی از اهمیت بیشتری برخوردای می شود که بدانیم در کشورهای پیشرفته بیش از چهل درصد از بودجه عمرانی صرف تعمیر و نگهداری سازه ها می گردد. آزمایش های غیرمخرب با کمترین تاثیر و آسیب در بهره برداری و کیفیت سازه ای سازه ها، اطلاعات زیر را به کارفرمایان و بهره برداران ارائه می نماید.

 

در طول زمان بیش از صد ساله ظهور و به کارگیری سازه های بتنی در جوامع بشری، آزمایش های متنوعی برای کنترل کیفی و شناسایی وضعیت موجود و واقعی سازه ها ، ارائه و به کار گرفته شده است.

با وجود تعدد و کاربرد روز افزون آزمایش های غیرمخرب بتن در سطح جهان از سوی متخصصین و کارشناسان، باید آگها بود که هر یک از تست ها دارای خطاها و نکاتی میباشند که به کارگیری آنها نیازمند تخصص تحلیلی و شناسایی مشکلات مربوطه می باشد. در حال حاضر بسیاری از آزمایش های ارائه شده در طول زمان به علت خطاهای زیاد و یا تجهیزات غیراستاندارد، کاربرد چندانی ندارند. با این وجود باید اقرار داشت که بسیاری از آزمایش های نتایج اطمینان بخشی داشته و ممکن و مطمئن ترین روش برای آگهای از اطلاعات مورد نیاز بهره برداران و متخصصین به حساب می آیند.

 

کاربرد آزمایشهای غیرمخرب در پروسه بهره برداری، تعمیر و نگهداری سازه های بتنی شامل سه فاز ذیل می گردد:

• رصد دوره ای سازه ها در حین بهره برداری
• ارزیابی و شناسایی علل، شدت، حجم و محل تخریب و آسیب های سازه های بتنی جهت فرآیند تعمیرات
• بررسی و کنترل کیفیت فرآیند تعمیرات

با توجه به اطلاعات مورد نیاز در هر فاز، آزمایش های متفاوتی به کار گرفته می شود. البته تعدادی از آزمایش ها در فازه های متفاوت کاربرد داشته و لذا نحوه بهره گیری از اطلاعات و نتایج استخراجی متفاوت می باشد. در ذیل به معرفی پرکاربردترین آزمایشها در هر فاز پرداخته می شود.

رصد دوره ای سازه ها در حین بهره برداری :

اغلب به علت نبود نیروهای متخصص ساختمانی با تجربه پس از ساخت و در حین بهره برداری و نیز عدم تاثیر سریع و کوتاه مدت مشکلات سازه ای ( مانند آنچه در فرآیند های مکانیکی و الکتریکال رخ داده و باعث اختلال در سیستم تولید می گردد )، زمانی از سوی کارفرمایان و بهره برداران به مشکلات سازه های بتنی پرداخته می شود که مشکلات حاد و گسترش یافته بوده و تعمیرات در این مراحل معمولا قطعی، گسترده و با هزینه های بالای اقتصادی و زمانی ممکن می باشد.

امروزه در کشورهای پیشرفته این موضوع با واسطه بازدید و ارزیابی های دوره ای سازه ها از سوی متخصصین، به خصوص در سازه های با اهمیت، و شناسایی و کنترل شرایط وضعیت سازه در شرایط بهره برداری مرتفع گردیده است، که این امر با توجه به گسترش روز افزون به کارگیری و اجرای سازه های بتنی و نیز افزایش عمر سازه های احداثی استراتژیک می تواند الگویی کارآمد برای حفظ و افزایش دوام سازه ها برای کارفرمایان ایرنی قرار گیرد. انواع آزمایش های غیرمخرب کاربردی در رصد دوره ای سازه ها در حین بهره برداری شامل موارد ذیل می باشد.

 

ارزیابی میدانی سازه ها :

همانگونه که گفته شد این روش ارزیابی به صورت دوره ای برای شناسایی وضعیت موجود بدون بروز تخریب های شدید می باشد. این بدان معناست در این مرحله آسیب های به حدی شدید نیست که به راحتی و توسط شخصی غیرمتخصص و ناحساس شناسایی شود. لذا می بایست در بازه های زمانی معین ( شش ماهه ) سازه ها توسط کارشناسان متخصص در زمینه ارزیابی و تعمیرات سازه های بتنی به صورت چشمی و با استفاده از تست های مشروح به بررسی سازه بپردازد تا در صورت مشاهده معایب خاص و تخریب بتن نسبت به نیاز و یا عدم نیاز به تعمیرات تصمیم گیری شود.

 

آزمایش التراسونیک بتن

با استفاده از این تست می توان به اطلاعاتی کاربردی و دقیق از ابعاد و عمق ترکها ، ابعاد اعضا و  کیفیت بتن دست یافت. این آزمایش مبتنی بر سرعت صوت در بتن می باشد. آزمایش التراسونیک براساس استاندارد EN 154-4 به وسیله دو پراب گیرنده و فرستنده و ارسال اومواج ماورا صوت در حد فاصل دو پراب و قرائت سرعت صوت به وسیله اسیلوسکوپ یا تجهیزات گیرنده اندازه گیری، و با توجه به شرایط محیطی و فواصل پراب ها اطلاعات لازم استخراج می گردد. در حال حاضر دستگاه هایی پیشرفته این تجهیز ارائه و مورد کاربرد قرار می گیرد که اطلاعات مورد نظر را به صورت تحلیل شده در اختیار کاربران قرار می دهد.