روش آزمون غیر مخرب بتن_ اولتراسونیک (تعیین سرعت موج در بتن)
برای اینکه میزان کیفیت بتن سخت شده بررسی شود، آن را به روش‌های مختلف مورد آزمایش قرار می‌دهند. این آزمایشات به منظور ارزیابی مقاومت و دوام بتن، میزان نفوذپذیری و ترک خوردگی آن انجام می‌شوند. آزمون غیرمخرب بتن برای سازه‌های قدیمی و جدید قابل اجرا است. در این مقاله قصد داریم به مقوله آزمون غیر مخرب بتن و روش‌های اجرای آن و معرفی افزودنی روان کننده بتن بپردازیم در صورت تمایل همراه ما باشید.
آزمایش اولتراسونیک آزمون غیرمخرب بتن چیست؟
آزمون‌های غیر مخرب در واقع آزمایشاتی هستند که به قصد بررسی میزان مقاومت بتن، وجود یا عدم وجود مشکل در آن، شناسایی علل آسیب و اقدام برای رفع آن و همچنین پیش‌بینی عمر مفید سازه انجام می‌شوند.
این آزمون‌ها به روش‌های مختلف انجام می‌شوند که از جمله آن‌ها می‌توان به آزمایش تست چکش اشمیت، آزمایش التراسونیک، هافسل، آزمایش pull off اشاره کرد که در این مقاله به بررسی نحوه اجرای آزمون التراسونیک می‌پردازیم.
هدف از انجام این آزمایش بررسی میزان مقاومت فشاری و اندازه‌گیری استحکام بتن برای انجام عملیات پس کشیدگی و همچنین تعیین زمان مناسب برای برداشت قالب‌ها و پایه‌ها است. این آزمایش کمک می‌کند تا در صورت وجود هرگونه نقص، اقدامات لازم برای تعمیر یا ترمیم سازه‌ها صورت بگیرد تا در نهایت به سازه‌ای با مناسب‌ترین میزان مقاومت رسید.
مهم‌ترین ویژگی آزمون غیر مخرب بتن به روش تست التراسونیک غیرمخرب بودن آن است به این معنا که برای انجام آن نمونه آزمایش تخریب نمی‌شود این درحالی است که در ارزیابی بتن با سایر روش‌ها نمونه آزمایشی باید به طور کامل تخریب شود.
جواب این آزمایش منجر می‌شود تا مهندسین برای انجام عملیات مقاوم‌سازی به بهترین شکل ممکن عمل کنند. همچنین با استفاده از این آزمایش می‌توان میزان موفقیت عملیات مقاوم‌سازی را مورد ارزیابی و بررسی قرار داد.
نحوه انجام تست اولتراسونیک
برای انجام آزمون غیر مخرب بتن التراسونیک یک پالس از امواج اولتراسونیک را با فرکانس ۵۰ هرتز با استفاده از یک فرستنده به داخل آن فرستاده می‌شود. سپس مدت زمانی که طول می‌کشد تا این امواج از قطعه عبور کنند با استفاده از یک گیرنده اندازه می‌گیرند و پس از محاسبه سرعت امواج، به عددی می‌رسند که مقاومت را نشان می‌دهد.
در این شیوه ارزیابی بتن، سرعت امواج تحت تاثیر چگالی و ویژگی‌های الاستیک بتن قرار می‌گیرد و هرچه سرعت موج بیشتر باشد، یعنی بتن از مقاومت و دوام بیشتری برخوردار است. در ادامه به عوامل تاثیرگذار در این تست خواهیم پرداخت.
چه عواملی بر نتایج آزمایش اولتراسونیک تاثیر می‌گذارند؟
میزان سرعت امواج در عبور از بتن به عوامل مختلفی بستگی دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به ابعاد و اندازه نمونه آزمایشی و طول مسیر اشاره کرد. همچنین مواردی نظیر مسلح بودن و میزان رطوبت موجود در مصالح نیز می‌توانند بر نتایج آزمون التراسونیک تاثیرگذار باشند.
جالب است بدانید که پالس‌ها و امواج اولتراسونیک از فلزات با سرعت بیشتری عبور می‌کنند، به همین علت است که در بتن‌هایی که با استفاده از میلگرد مسلح شده‌اند، سرعت پالس بسیار زیاد است. همچنین وجود رطوبت نیز می‌تواند موجب افزایش سرعت امواج از بتن شود. باتوجه به این موضوع، قبل از انجام آزمایش، میزان رطوبت موجود در مصالح را اندازه‌گیری کرده و آن را در نتایج آزمایش لحاظ می‌کنند.
از دیگر عوامل تاثیر گذار بر نتایج آزمایش اولتراسونیک و ارزیابی بتن می‌توان به دمای محیط اشاره کرد. به این صورت که هرچه دمای محیط بیشتر باشد و آزمایش در هوای گرمتری صورت گیرد، سرعت پالس‌های عبوری از قطعه کاهش می‌یابد.
زمانی که هوا گرم باشد، میزان فضاهای خالی موجود در بتن به دلیل ایجاد انبساط بیشتر می‌شود. این فضاهای خالی سبب کاهش سرعت امواج می‌شوند. بنابراین در هوای گرم امواج با سرعت کمتر از قطعه خارج می‌شوند و برعکس، در هوای سرد به دلیل انقباض و کاهش فضای خالی در بتن، سرعت امواج افزایش پیدا می‌کند.
این آزمایش به کمک ابزارآلات و دستگاه‌های به خصوص انجام می‌شود. با توجه به این موضوع، از دیگر عوامل تاثیرگذار بر نتایج دقیق این آزمون می‌توان به کیفیت دستگاه اشاره کرد. اگر برای تست اولتراسونیک از دستگاه‌های دقیق و استاندارد استفاده کنید، امکان رسیدن به نتایج صحیح و درست بیشتر است.
نسبت کیفیت بتن با سرعت پالس
زمانی که سرعت پالس عبوری از بتن ۴ کیلومتر بر ثانیه است، یعنی سازه کیفیت و مقاومت بسیار مطلوبی دارد. اگر سرعت موج به میزان ۳.۵ تا ۴ کیلومتر بر ثانیه باشد، یعنی بتن کیفیت مناسبی داشته اما امکان اندکی تخلخل در آن وجود دارد.
در مواقعی که سرعت پالس عبوری از قطعه ۳ تا ۳.۵ کیلومتر بر ثانیه اعلام شود، یعنی بتن کیفیت معمولی دارد و امکان ایجاد آسیب در آن بسیار بالا است. اگر در نتایج این آزمون سرعت موج به میزان کمتر از ۳ کیلومتر بر ثانیه اعلام شود، بتن بسیار ضعیف بوده و لازم است اقدامات لازم جهت تقویت آن صورت گیرد.
مزایای تست اولتراسونیک
آزمون تست التراسونیک با استفاده از این روش آزمایشی مزایای بسیاری دارد. از جمله این مزایا عبارتند از موارد زیر:
- امکان تشخیص عیوب سطحی و زیر سطحی اشاره داشت.
- با استفاده از این شیوه آزمایشی می‌توان ضخامت، میزان خوردگی و سایش بتن را به طور دقیق بررسی و ارزیابی نمود.
- با کمک آزمایش اولتراسونیک می‌توان کوچکترین عیوب را شناسایی کرد؛ چراکه دقت اندازه‌گیری این روش بسیار بالاست.
- ترک‌هایی که بر اثر بار دینامیکی در بتن ایجاد شده‌اند، با استفاده از این تست به دقت تشخیص داده می‌شوند.
- انجام این تست هیچ گونه خطری برای پرسنل و سازه ندارد و روشی با امنیت بالا محسوب می‌شود.
- این روش در مقایسه با انواع آزمایش‌های غیرمخرب نتایج دقیق‌تری را ارائه می‌دهد.
- از دیگر مزایای این روش می‌توان نتایج فوری آن اشاره داشت.
کاربردهای تست اولتراسونیک
جالب است بدانید که از این روش آزمایشی در صنایع مختلف استفاده می‌کنند و تنها محدود به یک صنعت نیست. به طور مثال در صنعت کاشی و سرامیک، مواد آهنی نظیر میلگردها و مواد غیر آهنی نظیر شیشه و کریستال با استفاده از این تست مورد آزمایش قرار می‌گیرند. جالب‌تر اینکه در سال‌های اخیر از این تست در صنعت پزشکی هم بهره گرفته‌اند.
محدودیت‌های تست اولتراسونیک
برای انجام این تست بر روی بتن محدودیت‌هایی وجود دارد که باید این موارد را نیز در نظر گرفت. همیشه به یاد داشته باشید که کارها باید به‌صورت کاملا اصولی و دقیق انجام شوند تا نتیجه مثبتی حاصل گردد. در ادامه به چند محدودیت در این تست اشاره می‌کنیم.
- به طور مثال انجام این آزمایش باید توسط افراد متخصص و ماهر انجام شود، در غیر این صورت نمی‌شود به نتایج به دست آمده اطمینان کرد.
- انجام این آزمایش برای قطعات فایبرگلاس و کامپوزیتی بسیار سخت و دشوار است.
- این آزمایش را نمی‌توان روی قطعات بسیار نازک اعمال کرد.
- همچنین تست اولتراسونیک روی قطعات زبر و ناهموار به درستی صورت نمی‌گیرد.
- اگر در بخش‌های نزدیک به سطح بتن ناپیوستگی وجود داشته باشد، با این روش به سختی تشخیص داده می‌شود.
- از دیگر محدودیت‌های این شیوه آزمایشی می‌توان به لزوم دسترسی پروب به سطح قطعه کار اشاره کرد.
- تست اولتراسونیک به دو شیوه انجام می‌شود.
- روش اول: تست پیشرفته اولتراسونیک فیزاَری
- روش دوم: تست فرستنده‌های صوتی الکترومغناطیس
جمع‌بندی
تست اولتراسونیک یکی از انواع روش‌هایی است که به کمک آن می‌توان میزان کیفیت، مقاومت و دوام بتن و همچنین طول عمر آن را اندازه‌گیری کرد. این تست به دو شیوه فیزاَری و الکترومغناطیس انجام می‌شود و نتایج دقیقی را ارائه می‌دهد.
برای انجام این تست امواج الکترومغناطیس از بتن عبور داده می‌شود و با بررسی میزان سرعت آن، می‌توان میزان کیفیت آن را اندازه‌گیری کرد. سرعت عبور امواج به عوامل مختلفی بستگی دارد که از جمله این عوامل می‌توان به رطوبت، دمای محیط و وجود فلز در بتن اشاره داشت.
با استفاده کردن از افزودنی‌های بتن مرغوب در ساخت بتن می‌توان از بروز برخی مشکلات رایج جلوگیری کرد. برای خرید این محصولات باید نکات مهمی را در نظر داشت که انتخاب مجموعه معتبر بسیار حائز اهمیت است. ما در شرکت همگرایان تولید (کپکو) می‌توانیم به شما کمک کنیم تا باکیفیت‌ترین محصولات را تهیه کنید و از هر بابت خیالی آسوده داشته باشید.
