انجام آزمایش‌های غیرمخرب بتن

برای تعیین مناسب بودن بتن سخت شده مورد استفاده در سازه، انجام آزمایش‌های غیرمخرب ضروری است. از روش‌های آزمایش غیرمخرب بتن برای ارزیابی خصوصیات بتن مانند ارزیابی مقاومت، خودرگی آرماتور، نفوذپذیری، ترک‌ خوردگی و ساختار نامناسب انجام می‌گیرد. آزمایش‌های غیرمخرب بتن در ارزیابی ساختارهای جدید و قدیمی خیلی مهم است. در سازه‌های جدید عمدتا برای تعیین کیفیت مواد استفاده شده و در سازه‌های قدیمی برای ارزیابی یکپارچگی و مقاومت سازه آزمایش‌های غیرمخرب بتن انجام می‌شود.

آزمایش‌های غیرمخرب بتن چیست؟

آزمایش‌های غیرمخرب بتن به انگلیسی Non Destructive Concrete Tests، به تست‌هایی گفته می‌شود که به بررسی وضعیت سازه‌های بتنی، وجود یا عدم وجود مشکل، شناسایی علل آسیب، برآورد حجم آسیب، گزینش روش و مصالح تعمیری، پیش‌بینی عمر مفید سازه و کنترل کیفیت فرآیند تعمیرات سازه‌های بتنی می‌پردازد. تعیین مقاومت واقعی بتن، یکی از فاکتورهای کلیدی و مهم در ارزیابی و کنترل کیفیت سازه‌های بتنی ساختمانی است به همین دلیل از طریق آزمایش‌های غیرمخرب بتن می‌توان مقاومت یک سازه را بدون تخریب، بررسی کرد. آزمایش‌های غیرمخرب با اختصار NDT، در چند مرحله انجام می‌گیرد که عبارتند از:

• شناسایی طبیعت فیزیکی خواص مصالح و عدم غیریکنواختی موجود در آن
• کنترل و شناسایی پروسه فیزیکی
• بررسی و شناسایی طبیعت فیزیکی اندرکنش میدان کاوش با مصالح مورد بررسی
• کنترل و شناسایی محدودیت‌های تکنولوژی در دسترس غیرمخرب
• شناسایی و برآورد هزینه‌های اقتصادی، زیست محیطی و قانونی

انواع روش‌های آزمایش‌های غیرمخرب بتن

آزمایش‌های غیرمخرب بتن همان‌طور که گفتیم تاثیر و عملکرد مناسب و کاربرد سازه‌های بتنی را مشخص می‌کنند. همچنین از آن‌جایی که تعیین مقاومت مستلزم ایجاد تنش‌های تخریبی است، بنابراین روش غیرمخرب نمی‌تواند به طورمستقیم مقاومت بتن را تعیین کند و این کار باید توسط منحنی‌های کالیبره برای هر نوع بتن انجام شود. به همین خاطر آزمایش ‎های غیرمخرب به چندین روش انجام می‌گیرد که عبارتند از:

تست چکش اشمیت:

تست چکش ارتجاعی، یکی از روش‌های ارزیابی مقاومت سازه است. آزمایش چکش براساس استاندارد ASTM C805 انجام می‌گیرد و با نام‌های چکش‌ بازتاب، چکش ضربه‌ای و آزمایش سنجش سختی شناخته می‌شود. دلیل نام‌گذاری این روش از آزمایش غیرمخرب بتن به خاطر ابداع کننده آن یعنی ارنست اشمیت مهندس سوئیسی است. آزمایش چکش اشمیت براساس اصل بازتاب یک جرم ارتجاعی به سختی سطح در مقابل جرمی که به آن برخورد می‌کند، باید انجام شود تا از طریق کرگیری جهت شناسایی بتن‌های ضعیف و علت بروز ترک در آن مشخص گردد.

روش آزمایش چکش ارتجاعی بتن، بدین صورت است که پیستون فنری چکش ارتجاعی بر روی سطح بتن، فشرده شده و سختی سطح طبق یک مقیاس درجه‌بندی شده اندازه‌گیری می‌شود. عددی که در این روش به دست می‌آید به عدد بازگشت چکش اشمیت معروف است که با نام شاخص بازگشت نیز شناخته می‌شود. در آزمایش چکش اشمیت، عدد تبنی که حاوی مقاومت فشاری و سختی کوچکی باشد، دارای عدد یا شاخص بازگشت کوچک‌تری نیز خواهد بود.

 آزمایش التراسونیک یا UPV بتن:

روش التراسونیک در سری آزمایش‌های غیرمخرب بتن به با هدف زیر انجام می‌گیرد:

• ارزیابی کیفی مقاومت بتن
• تعیین ناپیوستگی‌ها در سطح مقطع بتن مانند ترک‌ها، پوشش بتنی، لایه لایه شدن و ..
• شناسایی عمق ترک‌های سطحی بتن

توجه داشته باشید که در این روش زمان انتقال ضربه اولتراسونیک با فرکانس ۵۰ الی ۵۴ کیلوهرتز اندازه گیری می‌شود و هرچه سرعت پالس بالاتر باشد، مدول الاستیک‌، چگالی و یکپارچگی بتن نیز بیشتر خواهد بود. از روش التراسونیک که به تست سرعت ضربه و UPV معروف است، می‌توان به اطلاعات مهم، کاربردی و دقیق از ابعاد، عمق و میزان ترک‌های بتن دست یافت. این روش که مبتنی بر سرعت صوت در بتن است براساس استاندارد 154-4 EN و با کمک دو گیرنده و یک فرستنده با ارسال امواج ماوراء صوت درحد فاصل دو گیرنده و قرائت سرعت صوت به وسیله اسیلوسکوپ یا تجهیزات گیرنده، انجام می‌شود.

آزمایش هافسل(سنجش پتانسیل خوردگی بتن) :

این روش از آزمایش‌های غیرمخرب بتن، به منظور تعیین محل‌هایی که نیاز به ترمیم و بازسازی به علت خوردگی دارند، انجام می‌شود. آزمایش هافسل که به عنوان نیم پیل نیز شناخته می‌شود قابلیت شناسایی جریان یون متحرک در بتن بین بخش‌های کاتدیک و آندیک با اندازه گیری خطوط هم پتانسیل را دارا است.

آزمایش Pull Off یا بیرون کشیدگی بتن:

یکی دیگر از روش‌های آزمایش‌های غیرمخرب بتن، روش بیرون کشیدگی بتن یا Pull off است که اولین بار در سال 1970 و در دانشگاه بلفاست و کوییز ابدا و منجر به ساخ دستگاهی با نام Limpet شد که با کمک آن آزمایش بیرون کشیدگی بتن انجام گیرد. ابداع روش Pull Off به منظور شناسایی اهداف زیر انجام گرفت:

• اندازه‌گیری مقاومت فشاری بتن
• تعیین مقاومت بتن برای اجرای عملیات پس کشیدگی
• تعیین زمان برداشتن قالب‌ها و پایه‌ها بر مبنای مقاومت بتن

همان‌طور که از نام این آزمایش مشخص است، این روش که یک تست بتن کارگاهی بوده، برای ارزیابی مقدار نیروی کششی مورد نیاز و برای کشیدن دیسک چسبیده به سطح بتن با رزین اپوکسی بوده که با نام دالی معروف است. بتن دارای دالی به آرامی تا زمان گسیختگی تحت کشش قرار خواهد گرفت. در این روش جهت جلوگیری از خرابی سطح بتن و تاثیر در نتایج می‌توان از روش مغزه گیری نیز کمک کرد. توجه داشته باشید که برای انجام این روش باید قبل از شروع کار سطح بتن با کاغذ سمباده صاف و تمیز شده و سپس ناحیه موردنظر را به چسب آغشته و دالی را بر روی آن قرار دهید.  بعد از گیرش کامل چسب‌، نیروی کششی بتن توسط دستگاه لیمپت به دیسک اعمال می‌شود. در این روش عمل افزایش نیروی کششی به ارامی انجام می‌شود تا یک قطعه بتن از سطح جدا و شکست اتفاق رخ دهد.

از دیگر روش‌های آزمایش‌های غیرمخرب بتن می‌توان به روش تست مقاومت نفوذ بتن، تست تعیین عمق کربناسیون بتن و اسکن میلگرد بتن اشاره کرد.

قیمت آزمایش‌های غیرمخرب بتن

آزمایش‌ غیرمخرب بتن معمولا در سازه‌های بتنی، بعد از سخت شدن بتن و به منظور بررسی مقاومت فشاری انجام می‌گیرند. در این آزمایش باید سرعت انجام، میزان مخرب بودن آزمایش، هزینه و تفسیر نتایج به درستی و با دقت انجام گیرد. روش چکش ارتجاعی آزمایش‌های غیرمخرب بتن کم‌ هزینه‌ترین تست خواهد بود. بعد از تست چکش ارتجاعی، اولتراسونیک نه تنها روشی مقرون به صرفه است بلکه از نظر سرعت انجام آزمایش، میزان آسیب به بتن، تفسیر نتایج و قابل اطمینان بودن در حد عالی قرار دارد.