انواع آزمایش بتن سخت شده و تازه؛ تست مخرب و غیر مخرب بتن

آزمایش بتن یکی از مراحل مهم کنترل کیفیت در پروژه‌های عمرانی است که با هدف ارزیابی دوام، مقاومت و کارایی بتن متناسب با نیاز هر سازه انجام می‌شود. این آزمایش‌ها بر پایه روش‌ها و استانداردهای مشخص، ویژگی‌هایی همچون مقاومت فشاری، خمشی، سایشی، تراکم‌پذیری، کارایی و پایایی بتن را بررسی می‌کنند. آشنایی با انواع روش‌ها و مراحل تست بتن به مهندسان و مجریان کمک می‌کند تا از کیفیت ساخت و ساز اطمینان حاصل کرده و از بروز مشکلات احتمالی در آینده جلوگیری کنند. در این مقاله از آکادمی عمران، به معرفی مراحل و روش‌های انجام آزمایش بتن می‌پردازیم.

اهمیت انجام آزمایش بتن چیست؟

بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است که علاوه بر ساخت ساختمان‌ها، در پروژه‌های عمرانی بزرگ مثل اجرای پل‌ها، سدها و تونل‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. به همین دلیل بررسی عملکرد بتن در شرایط مختلف اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند که به وسیله تست بتن انجام می‌شود. انجام این آزمایش‌ها به منظور اطمینان از آن است که بتن تولید شده با استانداردهای لازم مطابقت داشته و از نظر دوام، ایمنی و کارایی در سطح مطلوب قرار دارد.

انجام آزمایش بتن در مراحل مختلف تولید و اجرای سازه ضروری است و این آزمایش‌ها مواردی مثل کیفیت مواد اولیه، مقاومت فشاری و کششی، سختی، میزان نفوذپذیری در برابر آب و سایر عوامل مؤثر بر دوام و عملکرد بتن را مورد ارزیابی قرار می‌دهند. نتایج این تست‌ها به مهندسان و ناظران کمک می‌کند تا اطمینان حاصل کنند که بتن تولید شده با الزامات هر پروژه سازگار است و در طول زمان کارایی و ایمنی مورد انتظار را تأمین کند.

با توجه به استانداردهای جهانی و ملی، آزمایش‌های بتن در چند مرحله انجام می‌شوند که در ادامه هر یک را بررسی می‌کنیم.

آزمایش‌های قبل از اختلاط بتن (مواد اولیه)

این آزمایش‌ها برای ارزیابی کیفیت مصالح مصرفی در ساخت بتن انجام شده و در آن موارد زیر بررسی می‌شود:

کنترل آب و مواد افزودنی از نظر مطابقت با استانداردها

کنترل آب و مواد افزودنی قبل از اختلاط بتن به‌ منظور اطمینان از مطابقت آن‌ها با استانداردها انجام می‌شود. آب باید عاری از املاح و مواد مضر بوده و افزودنی‌ها نیز از نظر ترکیب شیمیایی و میزان مصرف کنترل شوند تا بر گیرش، مقاومت و دوام بتن اثر منفی نگذارند.

آزمایش دانه‌‌ بندی بتن

در آزمایش دانه‌ بندی با عبور سنگدانه‌ها از الک‌های استاندارد، نحوه توزیع اندازه دانه‌های مصالح با ترسیم منحنی دانه‌ بندی نشان داده می‌شود. در این آزمایش از 9 الک استاندارد برای تعیین اندازه دانه بندی بتن استفاده می‌شود.

الک نمره ۴ (۴.۷۵ میلی‌متر) مرز شن و ماسه است، ذرات بزرگ‌تر شن، کوچک‌تر ماسه و ریزتر از ۰.۰۷۵ میلی‌متر ریزدانه (لای، سیلت و رس) محسوب می‌شوند. حداکثر اندازه مجاز سنگدانه نیز طبق مقررات ملی ساختمان متناسب با ابعاد قالب، ضخامت دال و فاصله آرماتورها محدود می‌شود.

برای آشنایی بیشتر با جزئیات سنگدانه و دانه بندی بتن، روی لینک آبی کلیک کنید.

آزمایش‌ بتن تازه (در کارخانه یا هنگام اجرا)

آزمایش بتن تازه برای بررسی کیفیت بتن تولید شده انجام می‌شود و موارد زیر در آن بررسی می‌شود:

آزمایش اسلامپ (روانی یا کارایی بتن)

آزمایش اسلامپ بتن یک روش ساده برای سنجش روانی بتن تازه است. در این روش بتن داخل یک مخروط ریخته شده و با میله متراکم می‌شود، سپس با برداشت مخروط، میزان افت بتن (اسلامپ) اندازه‌گیری می‌شود که نشان‌دهنده روانی و کارایی بتن است. برای آشنایی بیشتر با آزمایش اسلامپ بتن با کلیک روی لینک آبی به مقاله مربوطه مراجعه کنید.

آزمایش کنترل دمای بتن

کنترل و اندازه‌گیری دمای بتن یکی از مراحل مهم در فرآیند اجرای بتن‌ ریزی است. این آزمایش معمولا هنگام اختلاط، حمل یا تخلیه بتن انجام می‌شود تا از تغییرات شدید دمایی که می‌تواند بر کیفیت و دوام بتن اثر منفی بگذارد جلوگیری شود.

دمای بتن در زمان ساخت و اجرا باید در محدوده‌ای مشخص قرار گیرد، زیرا افزایش بیش از حد دما باعث تبخیر سریع آب، کاهش کارایی بتن و ایجاد ترک‌های حرارتی می‌شود. از طرف دیگر، کاهش شدید دما نیز می‌تواند روند هیدراسیون سیمان را مختل کرده و مقاومت نهایی بتن را کاهش دهد.

آزمایش هواسنجی (درصد هوا در بتن تازه)

آزمایش هواسنجی بتن تازه بر اساس استاندارد ملی ۱۵۹۰۴ و به روش‌های مختلف از جمله روش فشاری (بخش‌های A و B) برای بتن‌های دارای سنگدانه‌های متراکم و توپر انجام می‌شود. هدف از این آزمایش بتن، تعیین میزان هوای موجود در بتن تازه است و با آن می‌توان درصد هوای عمدی ناشی از استفاده از مواد حباب‌زا و هوای غیرعمدی ناشی از سایر عوامل را به‌ طور دقیق اندازه‌ گیری کرد.

این استاندارد برای بتن‌های سبک، متخلخل یا مخلوط‌های خشک کاربرد ندارد و در این موارد باید از ASTM C173/C173M استفاده شود. برای دانلود استاندارد 15904 روی دکمه زیر کلیک کنید.

دانلود پی دی اف استاندارد 15904

آزمایش آب‌ انداختن بتن

آزمایش آب انداختن بتن مطابق با استاندارد ملی ۳۸۲۰ روشی برای اندازه‌‌‌ گیری میزان آب جمع‌شده روی سطح بتن تازه (آب‌انداختن) ارائه می‌دهد و اثر عوامل مختلف مثل نسبت اجزا، عمل‌آوری و شرایط محیطی بر آن را بررسی می‌کند.

دانلود پی دی اف استاندارد ملی ۳۸۲۰

آزمایش‌های بتن سخت‌ شده (پس از اجرا)

آزمایش بتن سخت شده بر اساس استاندارد ملی ۱۵۴۲۷ برای تعیین چگالی، درصد جذب و درصد حفرات، محاسبه جرم و حجم و مقایسه بخش‌های مختلف سازه کاربرد دارد.

دانلود پی دی اف استاندارد ملی ۱۵۴۲۷

بررسی مقاومت فشاری (نمونه‌های مکعبی یا استوانه‌ای)

آزمایش مقاومت فشاری بتن برای بررسی مقاومت و ویژگی‌های کلی سازه انجام می‌شود. این آزمایش در روش ASTM بر روی نمونه‌های استوانه‌ای و در روش BS روی نمونه‌های مکعبی انجام می‌شود.

نمونه‌های مکعبی معمولا ۲۴ ساعت پس از قالب‌گیری خارج شده و آزمایش اصلی در سن ۲۸ روز انجام می‌شود. در برخی موارد آزمایش‌ها در سنین مختلف مانند ۷، ۱۴ و 28 روز هم انجام می‌شوند و نمونه‌ها باید طوری قرار گیرند که بار بر جهت بتن‌ ریزی اعمال شود.

آزمایش مقاومت خمشی بتن

در این آزمایش بتن، مطابق استاندارد ملی 490 روش تعیین مقاومت خمشی بتن با میله سه‌ شاخه را مشخص می‌کند. نتایج آزمون بر اساس روش‌های تعیین شده گزارش می‌شود و می‌تواند برای ارزیابی مشخصات بتن یا بهبود نسبت اختلاط و کارایی در پروژه‌های ساخت و ساز استفاده شود.

دانلود پی دی اف استاندارد ملی 490

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری

آزمایش‌های دوام و کارایی بتن

این آزمایش‌های بتن با هدف سنجش کارایی، مقاومت و دوام آن انجام می‌شوند تا اطمینان حاصل گردد بتن پس از ریختن به‌طور مناسب متراکم شده و در برابر عوامل محیطی مثل یخ‌ زدگی و نفوذپذیری عملکرد مطلوبی داشته باشد.

مقاومت در برابر یخ‌ زدگی و ذوب

استاندارد ملی 19227 دو روش برای آزمایش بتن و بررسی مقاومت آن در برابر چرخه‌های سریع یخ‌ زدگی و ذوب شدن ارائه می‌دهد که هر دو تغییرات خواص بتن را ارزیابی می‌کنند.

دانلود پی دی اف استاندارد ملی 19227

مقاومت در برابر سایش

بتن‌های مقاوم در برابر سایش با طرح اختلاط ویژه و افزودنی‌هایی مانند میکروسیلیس، پلیمر و الیاف تقویت‌کننده ساخته می‌شوند تا نیروهای سایشی با شدت کمتر به سطح بتن وارد شوند. در مقاله انواع افزودنی بتن به طور کامل به این موضوع پرداخته‌ایم.

نفوذپذیری آب و کلرید

آزمایش نفوذپذیری بتن، روشی برای سنجش توانایی بتن در عبور گازها و مایعات از منافذ داخلی آن است. این آزمایش بتن میزان تخلخل و پیوستگی شبکه‌ی منافذ داخل بتن را نشان می‌دهد و به ارزیابی دوام و مقاومت بتن در برابر نفوذ آب، یون‌ها و سایر عوامل محیطی کمک می‌کند.

سایر آزمایش‌های بتن

آزمایش‌های مرتبط با اجرا و عمل‌ آوری بتن: شامل کنترل صحیح نمونه‌گیری در محل اجرا، ثبت و ارائه نتایج به مهندس ناظر، مالک و مجری برای اطمینان از کیفیت و همچنین بررسی شرایط نگهداری و عمل‌آوری نمونه‌ها جهت دستیابی به نتایج دقیق و معتبر است.

آزمایش‌های خاص (شرایط ویژه): بتن زیر آب با روش‌هایی اجرا می‌شود که مانع شسته شدن سیمان در محیط آبی گردد. بتن پمپی باید روان و بدون جداشدگی باشد تا به‌ راحتی از طریق پمپ انتقال یابد. همچنین برای شرایط خاص مثل یخبندان، حرارت بالا یا محیط‌های شیمیایی، بتن ویژه و مقاوم طراحی می‌شود.

انواع آزمایش بتن (مخرب و غیر مخرب)

روش‌های مختلفی برای ارزیابی و تست بتن وجود دارد که بر اساس عملکرد سازه به دو دسته کلی روش‌های مخرب (DT) و روش‌های غیرمخرب (NDT) تقسیم می‌شوند. در ادامه همه این روش‌ها را به صورت جداگانه توضیح خواهیم داد.

آزمایش‌های غیر مخرب بتن (NDT)

در تست‌های غیر مخرب بتن می‌توان بدون آسیب رساندن به سازه، وضعیت و کیفیت بتن را ارزیابی کرد. همچنین این آزمایش‌ها که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم، برای بررسی سلامت سازه در طول زمان کاربرد دارند.

آزمایش التراسونیک بتن (UPV)

آزمایش التراسونیک بتن یکی دیگر از تست‌های غیر مخرب بتن است که با استفاده از امواج ماورای صوت برای ارزیابی کیفیت و مقاومت بتن انجام می‌شود. در این روش، سرعت عبور امواج پالسی التراسونیک از درون بتن اندازه‌گیری می‌شود و بر اساس داده‌های حاصل، منحنی کالیبراسیون برای تخمین مقاومت فشاری نمونه‌ها تهیه می‌گردد.

انتقال امواج می‌تواند به سه صورت مستقیم، نیمه مستقیم و سطحی انجام شود، که حالت انتقال مستقیم به دلیل عبور امواج از داخل بتن، دقت بالاتری دارد.

پارامترهایی مانند وجود آرماتور، درصد رطوبت و نوع سنگدانه بر نتایج تأثیر می‌گذارند؛ به‌طور مثال، اندازه‌گیری سرعت در محل‌های فاقد آرماتور دقت بیشتری دارد و رطوبت زیاد می‌تواند مقاومت واقعی بتن را کمتر از مقدار واقعی تخمین بزند. این روش یکی از تست‌های مهم دوام و کیفیت بتن به شمار می‌آید.

آزمایش چکش اشمیت

چکش اشمیت (Rebound Hammer)، یک آزمایش غیرمخرب بتن است که برای ارزیابی مقاومت فشاری سطحی بتن به کار می‌رود. در این روش، چکش دارای یک میله فولادی و وزنه‌ای است که با انرژی معین به میله ضربه می‌زند. پس از ضربه، وزنه باز شده و شاخص متصل به آن مقدار برگشت را نشان می‌دهد. این عدد برگشت با استفاده از منحنی کالیبره، به مقاومت فشاری بتن تبدیل می‌شود.

برای دقت آزمایش، سطح بتن باید صاف باشد و راستای قرارگیری چکش (قائم به بالا، افقی یا قائم به پایین) بر سختی سطح تأثیر دارد و توصیه انجمن بین‌المللی مکانیک سنگ رعایت این جهت‌ها است.

آزمایش‌های مخرب (DT) و نیمه مخرب

در آزمایش‌های مخرب بتن آسیب‌های جزئی به المان‌های سازه وارد می‌شود (بدون آنکه عملکرد سازه دچار اختلال شود) تا مقاومت و رفتار بتن بررسی شود. در واقع این تست‌ها به‌ صورت مستقیم پارامترهای استحکام بتن را بررسی می‌کنند و به همین دلیل اهمیت بیشتری از آزمایش‌های غیر مخرب دارند.

آزمایش مغزه‌ گیری (کرگیری) بتن

یکی از روش‌های متداول مخرب برای بررسی مقاومت بتن است. در این روش تست بتن با استفاده از دریل و مته مخصوص، یک نمونه استوانه‌ای از نقطه مورد نظر بتن برداشته می‌شود. این نمونه تحت آزمایش فشار قرار گرفته و مقاومت فشاری آن تعیین می‌شود. روش مغزه‌ گیری به تشخیص ناهمگنی‌های داخلی، ارزیابی مقاطع ضعیف یا قدیمی و اطمینان از مقاومت واقعی بتن کمک می‌کند.

آزمایش بیرون کشیدگی (Pull-Out) بتن

این آزمایش نیمه‌ مخرب برای تعیین مقاومت بتن انجام می‌شود و بر اساس اندازه‌ گیری نیروی لازم برای بیرون کشیدن یک پیچ فولادی متصل به دیسک فلزی از داخل بتن است. دیسک با قطر ۲۵ میلی‌متر و ضخامت ۸.۵ میلی‌متر در عمق حدود ۲.۵ سانتی‌متری بتن قرار داده می‌شود. سپس جک هیدرولیکی دستی نیروی کششی بین ۱۰ تا ۶۰ کیلو نیوتن به پیچ وارد می‌کند تا گسیختگی و جدا شدن یک مخروط ناقص از سطح بتن رخ دهد. این روش به ارزیابی مقاومت واقعی بتن بدون تخریب کامل عضو کمک می‌کند.

جمع بندی

آزمایش‌های بتن، چه مخرب و چه غیرمخرب، هر کدام بخشی از اطلاعات لازم برای ارزیابی کیفیت، دوام و عملکرد بتن را فراهم می‌کنند. آزمایش‌هایی مانند مقاومت فشاری، مغزه‌گیری، بیرون کشیدگی، نفوذپذیری، جذب آب و غیره همراه با تست‌های غیرمخرب مانند التراسونیک و چکش اشمیت، تصویری جامع از رفتار بتن در شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

استفاده همزمان از این روش‌های تست بتن به مهندسان امکان می‌دهد تا مقاومت واقعی، ناهمگنی‌های داخلی، دوام در برابر شرایط محیطی و کارایی بتن تازه و سخت‌ شده را به دقت ارزیابی کنند. بنابراین، کنترل کیفیت بتن از طریق این آزمایش‌ها نقش مهمی در ایمنی، طول عمر سازه و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری آن‌ها دارد و تضمین می‌کند که مصالح مورد استفاده با استانداردها و شرایط پروژه مطابقت دارند.

در انتهای مقاله امیدواریم اطلاعات جامعی درمورد آزمایش بتن و مراحل و روش‌های انجام آن به دست آورده باشید. در صورتی که در این مورد سوالی دارید، می‌توانید آن را در بخش دیدگاه با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری