روش های طیف نگاری بتن و مراحل استاندارد آزمون شیمیایی بتن از روش های محاسباتی است. طیف نگاری را می توان با استفاده از اشعه ایکس انجام داد. این روش میزان سیمان سرباره و خاکستر نرم در بتن را آزمایش می کند. البته روش های شیمیایی دیگری برای آزمون بتن هم وجود دارد.
سیمان سرباره یا GGBS چیست؟
سربارۀ سرد شدۀ کوره آهنگدازی(GGBS)، یا سیمان سرباره کوره آهنگدازی(GGBFS)، یا سرباره-GGBFS، محصول دانه ای و شیشه ای مانندی است، که بعد از خشک کردن و آسیاب کردن، به شکل پودر کرم رنگ درمیاید و از نظر اندازه شبیه سیمان پرتلند می باشد، در واقع تفاوت آن با سیمان پرتلند این است که این سیمان به آهستگی واکنش نهفته میدهد، به همین دلیل با داشتن فعالیت پوزولانی ناچیز به عنوان سیمان هیدرولیکی درنظر گرفته میشود. هنگامی که ذرات سرباره آسیاب میشوند، بسیار گوشه دار هستند.
روش طیف نگاری بتن برای تعیین GGBS
در این مثال قصد داریم یک روش طیف نگاری بتن را شرح دهیم. در ابتدا بتن سخت را به قطعات باریکی درآورده و با میکروسکوپ مخصوص مشاهده می کنیم تا نسبت آب به مابقی مواد را ارزیابی کنیم. روی یک صفحه نمونه را قرار داده و با روش استاندارد معروف به شمارش نقطه نسبت های حجمی سنگدانه، مواد چسباننده و حفره را تعیین می کنیم.
میکروسکوپ به کار گرفته شده می بایست مجهز به تکنولوژی میکروآنالیز اشعه ایکس باشد. اطلاعات به دست آمده از طریق مشاهدات و طیف نگاری با میکروپروب الکترونی آنالیز می شود. در این زمان نسبت Al2O3 / (Al2O3 + CaO) نشان دهنده طیف میان سیمان و GGBS است. حال نسبت آب به چسباننده تعیین می گردد. نسبت حجمی خمیر و خلا سنگدانه نیز برآورد می گردد. این کار باعث دقت در انجام آزمایش می شود تا نمونه از نظر وزن و چگالی نیز مورد بررسی قرار گیرد.
نتیجه این روش، اندازه گیری میزان سیمان بتن سخت شده است. برای اندازه گیری مقدار سیمان مخلوط، تحلیل و آنالیز دقیق مخلوط نیاز است. البته برای اندازه گیری دقیق تر، آزمایش های دیگری نیز وجود دارد.
برخی از آزمایش های آزمایشگاهی بتن طبق استاندارد ASTM
ASTM دارای پرکاربردترین استانداردها در تعیین خواص بتن است. این استانداردها ویژگی هایی را ارائه می دهند که خاصیت هر ماده را مشخص می کند. هر یک از این استانداردها دارای روش های مختلف هستند که همگام با پیشرفت علم به روز شده و نتایج دقیقی را گزارش می کنند. برخی از آزمایش ها در آزمایشگاه و برخی در کارگاه های به خصوصی انجام می شود.
آزمون شیمیایی سیمان
این آزمون اغلب در آزمایشگاه انجام می پذیرد. در ابتدا میزان ترکیبات و افزودنی های شیمیایی و فیزیکی سیمان مشخص می گردد. غیر از میزان ترکیبات موجود در سیمان مواردی مانند میزان آب انداختن سیمان، میزان جذب مواد و موارد دیگر نیز مورد آزمایش قرار می گیرد.
آزمون های آب مربوط به بتن
بهتر است آب مورد استفاده در بتن تمیز و عاری از هر گونه ناخالصی مخرب باشد. زیرا در این شرایط کیفیت بتن ساخته شده بسیار بالا خواهد بود. زمانی که غلظت ذرات زیاد باشد بهتر است آزمایش های مقاومت بتن انجام شود. زمانی هم که میزان ذرات بیش از حد باشد می توان آزمایش های دوام، تغییر حجم، مقاومت و چسبندگی بتن به فولاد انجام پذیرد.
آزمون های سنگدانه
در ASTM روش آزمایش خواص سنگدانه ها وجود دارد. برخی از آن ها به شرح زیر می باشند:
- D75 : نمونه گیری از سنگدانه ها
- C136 : دانه بندی سنگدانه ها
- C117 : میزان دانه های ریز
- C40 : ناخالصی های آلی سنگدانه ها
- C142 : مقدار کلوخه های رس و ذرات
- C29 : وزن واحد حجم سنگدانه ها
- C136 : نرمی سنگدانه ها
- C123 : میزان دانه های سبک در سنگدانه ها
- C87 : خواص ساخت ملات
- C88 : سلامت سنگدانه ها
- C131 : میزان ساییده شدن سنگدانه ها
- C586، C342، C295، C289، C277 : سنگدانه هایی که واکنش زا هستند.
- C666 : مقاومت سنگدانه ها
آزمایش های بتن
آزمایش های بتن با هدف میزان مقاومت، دوام و کارایی بتن انجام می پذیرد. با توجه به میزان بزرگی و یا حساس بودن پروژه می توان آزمون های تغییر حجم و یا خزش بتن را انجام داد. پس از تعیین نسبت های اختلاط، این نسبت بندی ها کنترل می شوند. تا زمانی که تغییری در مصالح و یا شرایط ایجاد نشود می توان از همان ترکیب استفاده کرد. اما در صورت تغییر هر یک از مصالح و یا شرایط می بایست مخلوط های جدید مجددا جهت آزمایش به آزمایشگاه برده شوند.
شرایط و مراحل استانداردهای آزمون شیمیایی بتن
مقاومت بتن تحت تاثیر دو عامل "زمان" و "دما" قرار می گیرد. هر چه هیدراسیون سیمان بیشتر باشد مقاومت بتن نیز افزایش می یابد. از طرفی روند هیدراسیون سیمان با گذشت زمان و افزایش دما بیشتر می شود. بنابراین دما و زمان دو عامل مهم در آزمایش و تست بتن به شمار می آیند. بهترین و قطعی ترین زمان برای اندازه گیری میزان مقاومت بتن دوره 28 روزه است. این عدد یک اصل در تعیین مقاومت بتن نیست، اما از آن جایی که روند مقاومت سیمان زمان بر است بهتر است 4 هفته ای زمان برای تعیین مقاومت بتن در نظر گرفته شود.
برای نمونه گیری بتن از جک های فشاری جهت شکستن نمونه های بتن و قالب های مکعبی و یا استوانه ای استفاده می شود. هدف از انجام چنین آزمایش هایی کنترل کیفیت و مقاومت بتن در سازه ها می باشد.
ابعاد مختلف دوام بتن
- پایایی بتن در برابر آتش، یخبندان، ذوب شدگی، تبلور
- پایایی بتن در برابر سولفات ها، کربناسیون، واکنش های قلیایی و شیمیایی
- پایایی بتن در برابر سایش، خلازایی و ضربه
- پایایی بتن در برابر تخریب در اثر خوردگی میلگرد
جمع بندی
روش های طیف نگاری بتن و مراحل استاندارد آزمون شیمیایی بتن انواع مختلف و شرایط متفاوتی دارد. در این مقاله مختصری به روش طیف نگاری بتن با استفاده از اشعه ایکس پرداخته شد. همچنین برخی از آزمایش های آزمایشگاهی بتن طبق استاندارد ASTM نیز آورده شده است. امروزه این آزمایش های غیرمخرب بر روی بتن ها تاثیر بسیار مهمی بر کیفیت سازه های بتنی دارند.