بتن به دلیل دوام، کم هزینه بودن و در دسترس بودن، قدیمی‌ترین و متداول‌ترین مصالح ساختمانی در جهان است. آزمایش‌های‌های نمونه بتن نقش مهمی در آگاهی از استحکام، دوام و شرایط سازه دارد. به طورکلی آزمایش‌های‌های بتن به دو صورت آزمایش های مخرب و آزمایش های غیرمخرب انجام می‌شود که می‌تواند دوام بالقوه بتن را مشخص سازد. آزمایش مخرب بتن به انگلیسی Destructive Test یک نوع تست نرم‌افزار است که برای یافتن نقاط خرابی در بتن انجام می‌شود. در این آزمایش رفتار غیرقابل پیش‌بینی مواد نیز بررسی خواهد شد. برای آزمایش مخرب، فردی که با نرم‌افزار آزمایش مخرب بتن کار می‌کند لازم نیست دانش و تحصیلات اصلی و کاربرد در مورد معماری را داشته باشد، با این حال داشتن دانش در این مورد به توسعه و بالا بردن نتایج آزمایش بسیار کمک می‌کند.
آزمایش‌های مخرب بتن چیست؟
تجزیه و تحلیل و مستندسازی در آزمایش‌های مخرب بتن، اغلب با استفاده از دوربین پرسرعت و ضبط مداوم تا زمان شناسایی خرابی انجام می‌شود. تشخیص خرابی با استفاده از یک ردیاب صدا، یا فشارسنج که دارای سیگنال برای تحریک دوربین پرسرعت است، محقق می‌شود. این دوربین‌های پرسرعت به دلیل حالت ضبط پیشرفته‌ای که دارند، تقریبا هر نوع خرابی مخرب را شناسایی و ضبط می‌کنند. پس از تکمیل روند ضبط و ردیابی، دوربین متوقف و تصاویر به صورت آهسته (نرمال) پخش می‌شود تا مسئولین آزمایش‌های مخرب بتن به صورت تصویر به تصویر قبل و بعد از واقعه مخرب را تماشا کنند و متوجه شوند چه اتفاقی افتاده است. برحسب کارآیی و نتیجه موردنظر آزمایش‌های مخرب بتن به چند روش انجام می‌گیرد. رایج‌ترین آزمایش‌های مخرب بتن عبارتند از:
- مغزه گیری یا کر گیری: کر Core به معنای هسته، به عملیات ایجاد ایجاد یک حفره یا خارج کردن قسمتی از بتن به شکل استوانه‌ای اشاره دارد. این روش آزمایش مخرب، روی بتن معمولی و تقویت شده با ایجاد مسیر برای عبور لوله، سیم‌کشی در محل پروژه و بررسی ویژگی‌های مختلف در آزمایشگاه بتن انجام می‌شود.
- آزمایش مقاومت کششی: این روش آزمایش مخرب بتن، برای طراحی و ساخت یک سازه به منظور اندازه‌گیری میزان مقاومت کششی بتن در آزمایشگاه انجام می‌شود.
- آزمایش فشاری: این آزمایش به منظور بررسی مهم‌ترین خصوصیات بتن، یعنی مقاومت فشاری انجام می‌گیرد. این آزمایش معمولا پس از 28 روز از نگه‌داری و عمل آوری بتن و با تقسیم بار شکست به مساحت اعمال بار، محاسبه می‌شود.
- آزمایش خمشی: در این روش مقاومت بتن در برابر نیروهای عمودی وارده بر بتن بررسی می‌شود، در واقع در این آزمایش مقاومت بتن در برابر خم شدن به طور دقیق اندازه‌گیری خواهد شد که با استفاده از روش بار سه نقطه‌ای ASTM C78 و روش بار مرکزی ASTM C293 انجام می‌شود.
ضرورت انجام آزمایش‌های مخرب بتن
به طور معمول آزمایش بتن، بعد از سخت شدن آن و برای تعیین این‌که سازه از لحاظ طراحی و کیفیت مورد نظر مناسب است یا خیر، انجام می‌شود. مقاومت فشاری مهم‌ترین مشخصه بتن است و ارزیابی کمی و کیفی بتن در سازه‌های بتن از طریق تعیین مقاومت با انجام آزمایش روی نمونه‌های استاندارد مکعبی و استوانه‌ای صورت می‌گیرد. اما در واقع در این آزمایش‌ها، مقاومت موجود در عضو سازه‌ای به دست نمی‌آید، زیرا در آن اثرات انتقال، تراکم و عمل آوری بتن با وضع موجود در سازه متفاوت خواهد است، همچنین در آن آزمایش‌ها مقاومت نمونه‌های استاندارد بعد از مقاومت 28 روزه امکان‌پذیر نیست. از طرفی دیگر عدم دسترسی به اطلاعات لازم در مورد یک سازه ساخته شده، وجود تردید در اجرا و یا بررسی علل خرابی یک ساختمان پس از خرابی، نیاز به اندازه‌گیری مقاومت بتن دارد، در این‌گونه موارد است که آزمایش‌های مخرب بتن اهمیت می‌یابد.
روش انجام آزمایش‌های مخرب بتن
سازه‌های بزرگ ساختمانی یا سازه‌هایی مانند سدها و پل‌ها به دلیل هزینه‌های زیاد ساخت و احتمال این‌که در معرض تخریب قرار گیرند، روی آن‌ها آزمایش مخرب بتن انجام می‌شود. بیشتر اوقات آزمایش‌های مخرب بتن برای سازه‌هایی که در مناطق زلزله‌خیر قرار دارند، برای بررسی عملکرد لرزه‌ای ساختمان جدید، یا عملکرد واقعی ساختمان موجود انجام می‌گیرد. آزمایش‌های مخرب بتن برای سنجش میزان مقاومت سازه روی سکویی به نام میز لرزشی انجام می‌شود و به همان روشی که زمین لرزه اتفاق می‌افتد، طراحی می‌گردد. نتایج تست به صورت فیلم و با توجه به جدول لرزش بررسی خواهد شد. همچنین برای آزمایش سازه‌ها در زلزله، با استفاده از نرم‌افزار تخصصی و با مدل‌سازی انجام می‌گیرد. آزمایش مخرب بتن، با استفاده از نرم‌افزارهای مهندسی به روش‌های زیر انجام می‌شود:
- تست آلفا/ بتا
- تست رگرسیون
- تست رابط
- تست تقسیم تعادل
- تست حلقه
- تست قبولی
مزایای انجام آزمایش‌های مخرب بتن
آزمایش‌های مخربی بتن (تجزیه و تحلیل فیزیکی مخرب، DPA)، برای درک عملکرد رفتار و بارهای مختلف، مواد استفاده شده در ترکیبات بتن انجام می‌شود. آزمایش‌های مخرب بتن بسیار ساده‌تر و تفسیر آن از آزمایش‌های غیرمخرب بتن آسان‌تر است. آزمایش‌های مخرب بتن برای محصولاتی که به تولید انبوه می‌رسند، مناسب و اقتصادی است. معمولا آزمایش مخرب بتن فقط یک یا تعدادی کمی از مواد (مثلا یک ساختمان) تولید شود، مقرون به صرفه نیست.
قیمت آزمایش‌های مخرب بتن
هما‌نطور که گفتیم آزمایش‌های مخرب نسبت به آزمایش‌های غیر مخرب بتن ارزان‌تر است، با این حال بسیار مهم خواهد بود که چگونگی انجام آن‌ها و نتایج حاصله معتبر توسط افراد متخصص در این زمینه انجام گیرد. مجری آزمایش‌های مخرب بتن با سال‌ها تجربه و همچنین بهترین دستگاه و به روزترین نرم‌افزارها می‌تواند، بهترین و مطمئن‌ترین نتیجه را ارائه دهد. به طورمعمول قیمت انجام آزمایش‌های مخرب بتن به عواملی بستگی دارد که عبارتند از:
- نوع آزمایش
- تجهیزات آزمایشگاهی
- نوع دستگاه مورد استفاده در آزمایشگاه
- انتخاب مته دستگاه با توجه به نوع آزمایش
- موقعیت مقطع بتنی
- مسلح بودن یا نبودن بتن
- تعيين مقاومت فشاری آزمونه‌های استوانه ای (بدون كپينگ)
توجه داشته باشید که نوع بتن در آزمایش مغزه‌گیری، هر چه کوچک‌تر باشد به سبب افزایش استهلاک مته قیمت بیشتری خواهد داشت. یکی دیگر از عواملی که در قیمت آزمایش مخرب بتن تاثیر می‌گذارد، آزمایش مقاومت فشاری بتن است که باید حداقل سه نمونه از بتن تازه، 7 و 28 روز گرفته شود، هر چقدر تعداد نمونه بیشتر شود، تغییر خواهد یافت.
- مغزه گیری یا کر گیری
- آزمایش مقاومت کششی
- آزمایش فشاری
- آزمایش خمشی