حداقل مقاومت ۷ روزه فشاری بتن ۳۵۰

در صنایع ساخت‌ و ساز، تعیین دقیق مقاومت فشاری بتن به‌عنوان اصلی‌ترین شاخص دوام و ایمنی سازه، امری اجتناب‌ناپذیر است. فرآیند کنترل کیفیت بتن، یک زنجیره پیوسته از کنترل مواد اولیه تا ارزیابی نهایی بتن سخت‌شده در سازه را شامل می‌شود. این مقاله به تحلیل جامع مبانی آزمایش مقاومت فشاری، تاثیر زمان بتن‌ریزی، روش‌های دقیق نمونه‌برداری و همچنین تشریح مراحل کامل تضمین و کنترل کیفیت (QA/QC) بتن می‌پردازد. آگاهی از این جزئیات فنی و ضوابط استاندارد، کلید دستیابی به عملکرد سازه‌ای مطابق با مشخصات فنی و آیین‌نامه‌ها است.

چرا مقاومت ۷ روزه؟

در مقاومت ۷ روزه فشاری بتن ۳۵۰ طبق شرایطی که در طول این مدت در داخل قالب ها نگهداری شده، دارای مقاومت ساختاری پایینی می شود در نتیجه آمادگی آزمایش شدن در شرایط کششی و فشاری خاص را دارد. در بیان ساده‌تر میزان استحکام بتنی که ۷ روز از قالب گیری آن می گذرد استحکام بتن ۳۰ روزه و فونداسیون تازه را دارد.

در بتن‌ها با توجه به ساختار مواد اولیه و مدت زمانی که از تولید مخلوط کردن سیمان آن گذشته، آزمایش‌های متفاوتی را برای ویژگی‌های کیفیتی می‌خواهد. در نتیجه بتنی که یک ماه از قالب گیری آن گذشته با بتن دو یا سه روزه متفاوت بوده و فقط با آزمایش‌های ثابت با دستگاه‌های استاندارد می‌تواند تعیین کند که صلاحیت برآوردن کردن انتظارات را دارد یا نه.

آیا آزمون بتن هفت روزه استاندارد است؟

سنجش بتن باید در شرایط خاص و مشخص طبق قواعد خاص صورت گیرد تا نتیجه مورد نظر حاصل شود در تمام نقاط دنیا این استاندارد ها متفاوت هستند. مقالات مشابه مقاومت بتن با عیار ۳۵۰ کیلوگرم سیمان در مسافت هاى طولانى حمل بتن، هیدراسیون سیمان و در نتیجه گیرش بتن، ممکن است در داخل بتونیر آغاز شود و در هنگام ریختن بتن در محل استفاده، کیفیت و در نتیجه مقاومت و روانى آن در حد مطلوب نباشد. مشکل دیگر، استفاده از بتنى میباشد که از روز قبل به جاى مانده است.

بتنی که هر روز ساخته می‌شود ممکن است تماماً در همان روز مصرف نگردد و مقداری از آن به عنوان مازاد باقی بماند که اگر تمهیداتی برای تاخیر گیرش بتن اندیشیده شود میتوان از آن در روز بعد نیز استفاده نمود. استانداردهای ASTM C-94 در مورد بتن آماده و ASTM C-685 براى بتن سازى با اختلاط دائمى، در مورد اثر دیرکرد بتن ریزی بر مقاومت آن بحث نمی‌کنند.

اخیرا در آمریکا مطالعات عملى بر روى موادى آغاز شده که نوعى از آن باعث توقف گیرش بتن میشود و گیرش مجدد بتن پس از افزودن نوع دیگرى از آن مواد آغاز می‌شود. در ایران مواردى از افزودن بى رویه مقادیر آب و سیمان به عنوان راه حل هاى براى مقابله با کاهش روانى و مقاومت بتن مشاهده می‌شود.

در اینجا، اثر دیرکرد بتن ریزى بر مقاومت فشارى بتن، با تاخیرات زمانى نیم تا سه ساعت پس از ساخت بتن، طى آزمایش های مورد بررسى قرار میگیرد.

مشخصات مصالح

مصالح سنگی ریز دانه شامل ماسه رودخانه اى و درشت دانه شامل سنگ شکسته با حداکثر اندازه دانه ۲۵ میلى‌متر مورد استفاده قرار می‌گیرند. دانه‌بندی ریزدانه مطابق جدول ۱ استاندارد ASTM C-33 و درشت دانه مطابق جدول ۲ استاندارد فوق انتخاب میشود. سیمان مصرفی از نوع ۱ سیمان پرتلند و آب مصرفی، آب آشامیدنی شهر تهران میباشد. مخلوط‌های بتنی به روش وزنی طراحى می شوند.

مشخصات و تعداد نمونه ها

هریک از نمونه ها استوانه اى به قطر ۱۵ سانتی متر و ارتفاع ۳۰ سانتی متر میباشد. نمونه‌گیری در ۵ نوبت انجام مى‌گیرد. و در هر نوبت 3 نمونه گرفته میشود. نخستین ۳ نمونه در نوبت اول یعنی ۱۵ دقیقه پس از مخلوط کردن بتن گرفته میشود. این 3 نمونه مقاومت فشاری بتن مبنا را به دست مىدهد و کاهش مقاومت هاى فشارى نمونه‌هاى دیگر نسبت به آن سنجیده می‌شود.

در پروژه حاضر، این زمان، زمان صفر تعریف می‌شود. نمونه‌هاى دیگر در نوبت هاى بعدى به ترتیب در ساعت هاى 5/0 ،1 ،2 ،3 ساعت پس از ساعت صفر گرفته مى‌شوند. پس براى هر مقاومت فشاری بتن کلا 15 نمونه در ۵ نوبت زمانى تحت آزمایش قرار میگیرد.

نحوه ساخت بتن و انجام آزمایش

استاندارد ASTM C-39 براى ساخت نمونه ها مورد استفاده قرار مىگیرد. 15 دقیقه پس از افزودن آب به مخلوط مصالح سنگی و سیمان، نخستین نمونه‌گیری انجام می شود. مخلوط کن از آغاز اختلاط مصالح تا پایان نمونه گیری بدون توقف می چرخد. نمونه گیری در هر نوبت با برگرداندن مخلوط کن در حال چرخش انجام می شود.

تراکم نمونه ها با کوبیدن میله انجام می گیرد. 24 ساعت پس از نمونه‌گیرى قالب ها را باز کرده نمونه ها را بیرون می آوریم و در تشت هاى پر از آب می گذاریم. آب تشت‌ نیمى از ارتفاع نمونه ها را در برمی گیرد.

روى نمونه ها را با گونى خیس می پوشانیم. براى جلوگیرى از تبخیر آب گونی ها در اثر جریان هوا، روی تمام تشت‌ها را با پوشش نایلونی می پوشانیم. هر 3 تا 4 روز یکبار پوشش ها را بر می داریم و با غلتاندن نمونه ها در جاى خود نیمه دیگر نمونه ها را به درون آب می بریم و روى نمونه ها را مجددا می پوشانیم.

نمونه ما را 28 روز به همین شیوه نگه می داریم و پس از 28 روز آزمایش تعیین مقاومت فشاری بتن نمونه ها انجام می‌گیرد. مقاومت فشارى بتن برابر میانگین مقاومت هاى فشارى سه نمونه مربوط به هر نوبت آزمایش در نظر گرفته می شود.

نتایج آزمایش و تحلیل آن ها

میزان اثر دیرکرد زمانى بر مقاومت فشارى بتن به مقاومت بتن و میزان دیرکرد زمانى بستگى دارد. اگر مقاومت طراحی ملاک قرار گیرد. بتن با دیرکردهاى زمانى بیش از 2 ساعت براى مقاومت‌هاى تا 250 کیلوگرم نیرو بر سانتی متر مربع و بیش از 1 ساعت براى مقاومت 300 کیلوگرم نیرو بر سانتی متر مربع داراى کاهش مقاومت فشارى بتن است. براى همه نمونه ها دیرکرد زمانى 3 ساعت منجر به کاهش بسیار شدید مقاومت می شود.

چنانچه مقاومت فشارى بتن مبنا در زمان صفر ملاک قرار گیرد، دیرکرد زمانى در بتن ریزى مجاز نیست، مگر اینکه روش ها و موادی که از طریق آزمایش مشخص شده باشند، براى مقابله با کاهش مقاومت در اثر دیرکرد زمانی به کار روند. قابل توجه است که در این صورت روانى بتن نیز کاهش می یابد. البته نمونه سازى در این آزمایش ها بدون افزودن روان سازها انجام شد. نمونه هاى با 3 ساعت تاخیر بسیار خشک و زبر بودند و به نظر می رسد که در دیرکرد هاى زمانى بیشتر کاهش روانى به حدی خواهد بود که استفاده از روان سازها الزامی باشد.

چنانچه طراحی مخلوط بتن بر پایه روش وزنی انجام گیرد، مقاومت فشارى بتن بیش از ۲۰ درصد از مقاومت طراحى نمونه بیشتر می باشد. میزان تاثیر دیرکرد زمانی، به مقاومت بتن و میزان دیرکرد بستگی دارد. چنانچه طراحی مخلوط بتن بر پایه روش وزنی انجام گیرد و مقاومت طراحى، مبانى مقایسه قرار گیرد بیشترین دیرکرد مجاز برابر یک ساعت خواهد بود.

انواع آزمایش های بتن

اجرای سازه های بتنی و بتن ریزی برای تامین کیفیت مورد نیاز بر مبنای تامین مشخصات و دوام مورد نیاز، می بایست در مراحل مختلف مورد آزمایش قرار گیرد. آزمایش های بتن را می توان به دو نوع آزمایش بر روی بتن تازه و آزمایش بر روی بتن سخت شده تقسیم بندی نمود.

بررسی و تامین کیفیت بتن

بررسی و تامین کیفیت برای همه محصولات تولیدی به دو صورت انجام می شود.

۱- تضمین کیفیت (QA)

۲- کنترل کیفیت (QC)

تضمین کیفیت همواره قبل از تولید محصول و یا همزمان با تولید انجام می شود. نحوه انجام عملیات تضمین کیفیت هر محصول اعم از اجزاء بتن یا خود بتن و یا قطعه بتنی و سازه در برگیرنده موارد زیر است و همواره کنترل کیفیت مواد اولیه یا اجزاء هر محصول، تضمین کیفیت آن محصول خواهد بود.

– آزمایش های کنترل کیفی مواد اولیه مصرفی

– آموزش نیروهای انسانی

– کنترل کیفیت نیروهای انسانی

– ایجاد سازمان و مدیریت مناسب برای تولید

– ایجاد مدیریت کیفیت مناسب برای تولید

– کنترل وسایل و دستگاه ها و کالیبره کردن وسایل اندازه گیری

– کنترل روش های تولید

– توجه به دستورالعمل ها، آیین نامه ها، مشخصات فنی و ضوابط موجود اجرایی

مزایای تضمین کیفیت را می توان به صورت ذیل برشمرد:

– کاهش احتمال مردود شدن محصول

– اقتصادی تر شدن تولید محصولی با کیفیت مناسب

– کاهش تعداد نمونه برداری جهت کنترل کیفی

– افزایش اطمینان به محصول تولید شده

– کاهش هزینه‌های کنترل کیفیت محصول

– کاهش زمان کنترل کیفی

– حفظ منابع طبیعی و مواد اولیه و کاهش افت و ریز

– کاهش آلودگی محیط زیست

– استفاده بهینه از نیروی انسانی و وسایل

کنترل کیفیت همواره پس از تولید هر محصول انجام می شود

نحوه اجرای کنترل کیفیت دارای مراحل زیر است.

– نمونه برداری از محصول تولید شده نهایی با تواتر پیش بینی شده با استفاده از روش های استاندارد

– آزمایش بر روی محصول نهایی

– مقایسه نتایج حاصله با ویژگی های استاندارد یا مطلوب

– قضاوت در مورد محصول تولید شده نهایی 

مزایا و معایب کنترل کیفی

– ایجاد اطمینان نسبی در مورد کیفیت تولید با توجه به علم آمار و احتمال

– نیاز به نمونه گیری های متعدد و افزایش آن برای دستیابی به اطمینان بیشتر

– صرف هزینه قابل توجه برای نمونه‌گیری و آزمایش

–  صرف وقت قابل توجه برای کنترل و قضاوت در مورد محصول تولید شده نهایی

تضمین کیفیت بتن به عنوان یک محصول خاص عبارت است از:

– کنترل کیفی اجزای بتن (سیمان، سنگدانه، آب، افزودنی و الیاف) پس از تهیه یا تولید

– کنترل نحوه انبار کردن اجزای بتن در کارگاه

– کنترل کیفی اجزای بتن پس از انبار کردن طولانی یا غلط

– کنترل کارایی، مهارت و دانش پرسنل دست اندرکار تولید بتن

– کنترل کیفی وسایل و دستگاه های تولید و حمل بتن

– کالیبره کردن باسکول ها و سیستم های سنجش وزنی یا حجمی اجزای بتن

– کنترل مقادیر و نسبت های بتن در هنگام ساخت

– کنترل رطوبت سنگدانه ها و نسبت آب به سیمان

– کنترل دستگاه های مخلوط کننده، روش و مدت اختلاط

– کنترل روش حمل و تخلیه بتن و کنترل دما

کنترل و تضمین کیفیت قطعه بتنی یا سازه

کنترل و تضمین کیفیت قطعه بتنی یا سازه شامل مراحل زیر است که در این جا بتن یکی از اجزای تلقی می شود.

-کنترل کیفی قالب و قالب بندی

– کنترل کیفی میلگرد و میلگرد گذاری کف

-کنترل کیفی بتن ریخته شده و سخت شده در قالب

-کنترل به‌کارگیری روش های استاندارد و آیین نامه ها در مراحل اجرایی

– آزمایش روی قطعه یا سازه بتنی (روش بارگذاری یا تحلیلی)

کنترل کیفی بتن

کنترل کیف بتن به عنوان محصول تولیدی در دو مرحله انجام می‌شود.

مرحله ۱- کنترل کیفی بتن تازه (خمیری)

مرحله ۲- کنترل کیفی بتن سخت شده

آزمایش های کنترل بتن تازه

کنترل کارایی – جهت کنترل سریع نسبت آب به سیمان با فرض صحت مصرف اجزاء بتن بجز آب                               

کنترل درصد هوا – جهت کنترل مقدار حباب هوای ایجاد شده در بتن حبابدار و کنترل یکنواختی اختلاط                              

کنترل وزن مخصوص – جهت کنترل صحت ساخت بتن به ویژه در بتن‌های سبک و سنگین و کنترل یکنواختی اختلاط و مقدار هوا

کنترل دما – جهت مقایسه با حداقل و حداکثر مجاز مشخصات فنی

کنترل زمان گیرش – جهت بررسی زمان گیرش در پروژه‌های خاص مانند قالب لغزنده، پیش ساختگی، هوای گرم و بتن پاشی

تجزیه بتن تازه – جهت تعیین مقادیر آب، سیمان و سنگدانه ها و نسبت تقریبی آب به سیمان و کنترل یکنواختی اختلاط

کنترل آب انداختن – جهت بررسی وضعیت مقدار آب انداختن و سرعت آن

تغییر حجم بتن تازه – جهت بررسی جمع شدگی بتن در سنین و ساعات اولیه

آزمایش‌های کنترل بتن سخت شده

– مقاومت فشاری، کششی و خمشی

– خشک شدگی و جمع‌شدگی بتن سخت شده

– مدول الاستیسیته استاتیکی و نسبت پواسون

– آزمایش اولتراسونیک جهت تعیین سرعت پالس در بتن و تعیین مدول الاستیسیته دینامیکی

– تعیین چگالی و جذب آب و تخلخل

– تعیین عیار سیمان بتن سخت شده

– تعیین وضعیت میکروسکوپی سیستم حباب های هوا

– مقاومت بتن در برابر یخبندان و آب شدن سریع

– مقاومت در برابر سایش

– تهیه مغزه و تعیین مقاومت آن

– تعیین مقاومت در برابر بیرون کشیدن

– چکش اشمیت و تعیین عدد برجهندگی

– آزمایش بتن با اشعه گاما

–  تعیین یون کلر بتن

– مقاومت بتن در برابر یون کلر با شاخص الکتریکی

– مقاومت الکتریکی بتن

– آزمایش جذب آب حجمی

– آزمایش جذب آب سطحی

– آزمایش جذب آب مویینه

–  تعیین نفوذپذیری تحت فشار آب

–  تعیین نفوذپذیری تحت فشار هوا

– آزمایش های خزش و خستگی بتن

تعیین مقاومت فشاری بتن

 جهت تعیین مقاومت فشاری بتن مراحل زیر انجام می‌گیرد.  

– کنترل بتن از نظر انطباق با مقاومت مشخصه (نمونه های عمل آمده در آزمایشگاه) طبق استاندارد  ASTM C192 , C39

– کنترل بتن از نظر یکنواختی اختلاط طبق استاندارد ASTM C94 (مربوط به بتن آماده)

– کنترل عمل آوری (تهیه نمونه های عمل‌ آمده در کارگاه)‌ ASTM C31 , C39

– کنترل مقاومت بتن در زمان های مختلف در شرایط عمل آوری کارگاهی (نمونه آگاهی) برای قالب برداری و عمل آوری

– کنترل مقاومت مغزه های بتن سخت شده قطعات سازه طبق استاندارد  ASTM C42

نمونه‌برداری از بتن تازه

– طبق استاندارد ASTM C172 و 489 ایران

– تهیه و عمل آوری نمونه های آزمایشی بتن در آزمایشگاه طبق استاندارد ASTM C192 و 581 ایران

نکات مربوط به نمونه برداری از بتن تازه

در نمونه برداری از بتن تازه نکات ذیل را باید رعایت نمود.

– بین اولین و آخرین بخش نمونه اخذ شده نباید بیش از 15 دقیقه فاصله زمانی وجود داشته باشد.

– بخش های نمونه اخذ شده باید به کمک یک بیل یا بیلچه مجدداً  به خوبی مخلوط شود تا یکنواختی در حداقل مدت زمان ممکن حاصل گردد.

– آزمایش های تعیین اسلامپ و هوای بتن یا هر دو آن ها را باید ظرف مدت ۵ دقیقه پس از تهیه آخرین بخش بتن آغاز کرد.

– قالب‌گیری از آزمونه های مقاومتی باید ظرف مدت 15 دقیقه پس از تهیه نمونه مخلوط شده، آغاز شود و سریعا ادامه یابد (طبق دستور تهیه قالب).

– آزمونه باید در برابر باد، آفتاب و سایر عوامل تبخیر سریع و نیز از نزدیکی با مواد مضر و عوامل آسیب رسان محافظت شود.

– حداقل اندازه نمونه برای آزمایش های مقاومت 25 لیتر است (حداقل 5 برابر حجم آزمونه ها) نمونه‌های کوچکتر برای انجام آزمایش های روانی ودرصد هوا مجاز تلقی می شوند.

– تهیه نمونه از مخلوط کن های ثابت (به جز بتونیرها) با مخلوط نمودن 2 بخش یا بیشتر از نمونه های اخذ شده در فواصل منظم زمانی در هنگام تخلیه بخش های میانی مخلوط بتن انجام می شود. هرگز نباید از قسمت های اول و آخر مخلوط نمونه‌ گرفته ‌شود. نمونه اخذ شده باید از تمام سطح جریان مخلوط گرفته شود و نباید جدا شدگی در جریان بوجود آید.

– تهیه نمونه از بتونیرها با اخذ حداقل ۵ بخش از بتن تخلیه شده از بتونیر و اختلاط آن ها انجام می شود. بتن تخلیه شده نباید در معرض تبخیر شدید یا جذب آب توسط سطح جاذب باشد.

– تهیه نمونه از تراک میکسر با مخلوط نمودن 2 بخش یا بیشتر از نمونه‌های اخذ شده در فواصل منظم زمانی در هنگام تخلیه بخش‌های میانی انجام می شود. باید از قسمت های اول و آخر تراک نمونه‌ گرفته شود و نباید قبل از اختلاط کامل آب یا افزودنی مورد نظر نمونه گیری شود. آزمایش روانی می توان پس از تخلیه 3/0 مترمکعب بتن از تراک میکسر نمونه‌گیری را انجام داد.

کنترل بتن جهت انطباق با مقاومت مشخصه 

جهت کنترل کیفیت مقاومت فشاری بتن مخلوط شده قبل از ریختن در قطعه اصلی بایستی موارد ذیل را در نظر گرفت.

ضوابط نمونه‌برداری و آزمایش

– نمونه گیری باید به صورت تصادفی (عدم نمونه‌گیری عمدی از بتن سفت‌تر یا شل‌تر یا دارای وضعیت خاص در زمان خاص) باشد تا مبانی آماری پذیرش بتن مخدوش نگردد و قضاوت صحیح میسر باشد.

– برداشتن نمونه از آخرین محل قبل از ریختن در قطعه برداشت شود.

– به هیچ وجه بتن‌هایی که در قالب قطعه ریخته شده‌اند مجدداً برداشت نشوند. 

– هر نوبت نمونه‌گیری شامل حداقل دو آزمونه برای سن مقاومت مشخصه (28 روز) می‌باشد که در صورت نیاز به تعیین مقاومت بتن در سن دیگر می‌توان تعداد آزمونه را افزایش داد.

– با توجه به نکات مندرج در تفسیر جدید آیین نامه بتن ایران بهتر است یک آزمونه اضافی برای قضاوت در زمانی که اختلاف زیادی بتن دو آزمون وجود دارد تهیه شود. این زمونه همان آزمونه شاهد که اخذ آن در کارگاه ها  رایج است نمی‌باشد.

– تهیه آزمونه‌های شاهد در آیین نامه خاصی پیش‌بینی نشده است اما رویه رایج در ایران است و تهیه و آزمایش آن مانعی ندارد.

– در هر روز برای هر نوع بتن حداقل یک نوبت نمونه‌برداری لازم است.

– حداقل 6 نوبت نمونه‌برداری از یک سازه برای یک رده بتن الزامی است (در ACI پنج نوبت).

– در ACI برای سازه های معمول ساختمانی اخذ یک نوبت نمونه به ازا هر 110 مترمکعب بتن یا هر 460 متر مربع سطح دال و دیوار ضروری است اما برای بسیاری از سازه‌های خاص (بجز بتن حجیم و سد) به ازا هر 75 متر مکعب یک نوبت نمونه‌برداری لازم است. در قالب لغزنده حداقل یک نوبت نمونه‌برداری در هر 8 ساعت کار روزانه ضروری است.

– در آبا در صورتی که حجم هر نوبت اختلاط بیشتر از یک متر مکعب باشد برای دال و دیوار از هر 30 متر مکعب بتن یا هر 150 متر مربع سطح یک نوبت نمونه‌برداری ضروری است. هم چنین در آبا برای تیر و کلاف (در صورت ریختن قطعات بصورت جدا از هم) به ازاء هر 100 متر طول و برای ستون ها به ازا هر 50 متر طول یک نوبت نمونه‌برداری پیش‌بینی شده است .

در تفسیر جدید برای قطعاتی مانند شالوده هایی با حجم زیاد، یک نمونه‌برداری از هر 60 متر مکعب بتن توصیه شده است (به ویژه هر نوبت اختلاط بیش از 2 متر مکعب).

– در آبا گفته شده است که اگر حجم هر نوبت اختلاط کمتر از یک متر مکعب بتن باشد می‌توان مقادیر فوق را به همان نسبت کاهش داد یعنی تعداد دفعات نمونه‌برداری بیشتر می‌شود. مسلماً اگر به تشخیص دستگاه نظارت، کنترل کیفی مطلوبی در ساخت بتن دیده نشود و یکنواختی خوبی حاصل نگردد، می‌توان از این اختیار استفاده نمود.

– طبق روال پیش بینی شده در تفسیر جدید آبا می توان گفت اگر حجم هر نوبت اختلاط بیش از 3 متر مکعب باشد (مانند تراک میکسر) می‌توان مقادیر فوق را سه برابر نمود (از هر 90 متر مکعب بتن دال و دیوار و 450 متر مربع سطح ، 300 متر تیر و کلاف و 150 متر ستون). 

– طبق تفسیر جدید آبا توصیه شده است نوبت‌های نمونه‌برداری در سازه بین طبقات مختلف و اعضاء مختلف توزیع گردد.

– در محاسبه سطح دال و دیوار فقط یک وجه آن در نظر گرفته می‌شود.

– طبق آبا اگر حجم بتنی در یک کارگاه از 30 متر مکعب کمتر باشد دستگاه نظارت به تشخیص خود در صورت رضایت می‌تواند برای بخش بدون کیفیت بتن (با توجه به سابقه مصرف بتن آماده یا طرح مخلوط خاص در سایر پروژه‌ها) از نمونه‌برداری و آزمایش مقاومت صرف نظر کند.

مسلما ناظر باید شواهد و قرائنی را دال به رضایت بخش بودن بتن در دست داشته باشد و به هرحال مسئولیت عدم نمونه‌برداری به عهده ناظر خواهد بود.  (در ACI برابر 38 متر مکعب).

– نتیجه هر نوبت نمونه‌برداری میانگین نتیجه دو آزمونه در یک سن (مانند سن ۲۸ روزه) می‌باشد.

– آزمونه‌های استاندارد استوانه‌هایی به قطر 150 میلی‌متر و ارتفاع ۳۰۰ میلی‌متر است. در تفسیر آبا در صورتی که نمونه مکعبی تهیه شود، این نمونه می‌تواند به استوانه استاندارد تبدیل شود. نحوه تبدیل در جدول زیر مشاهده می‌شود.

هم چنین در آبا مکعب 150 میلی‌متری و 200 میلی‌متری یکسان فرض شده است و در صورت تهیه استوانه به قطر 100 میلی‌متر و ارتفاع 200 میلی‌متر ضریب تبدیل آن به استوانه استاندارد 98/0 خواهد بود.

جدول 1: تبدیل مقاومت مکعبی 150 میلی‌متری به استوانه استاندارد و بالعکس

مقاومت فشاری مکعبی MPa	≥ 25	30	35	40	45	50	55
ضریب تبدیل استوانه به مکعب	25/1	20/1	17/1	14/1	13/1	11/1	1/1
مقاومت فشاری استوانه‌ای استاندارد MPa	با توجه به ضریب ≥ 20	25	30	35	40	45	50
ضریب تبدیل مکعب به استوانه	8/0	833/0	857/0	875/0	888/0	9/0	91/0

– در برخی آیین نامه ها و مشخصات ممکنست نحوه تبدیل مقاومت مکعبی به استوانه ای متفاوت می‌باشد که در آبا معتبر تلقی نمی‌شود.

– طبق تفسیر جدید آبا اگر اختلاف مقاومت دو آزمونه بیشتر از 5 درصد میانگین آن دو باشد نتیجه آزمون سوم قاضی خواهد بود در این صورت نتیجه پرت حذف می‌شود و دو نتیجه دیگر میانگین‌گیری می‌شوند.

– طبق تفسیر جدید آبا اگر مشخص شود ایرادی در مراحل نمونه‌گیری تا آزمایش وجود دارد، نتیجه آزمون مربوطه قابل استناد و میانگین گیری نمی‌باشد.

– اگر خطاهای عده‌ای در تهیه نمونه قالب‌گیری و تراکم، نگهداری و محافظت، مراقبت،  حمل، عمل‌آوری و یا در انجام آزمایش تعیین مقاومت بتن وجود داشته باشد، نتیجه آن نوبت نمونه‌برداری در مرحله پذیرش نادیده گرفته می‌شود و از لیست نتایج حذف می‌گردد. در  غیر اینصورت از نتیجه هیچیک از آزمونه ها نمی‌توان  صرف نظر کرد.

– عدم یکنواختی بتن تازه، عدم تراکم صحیح و کامل، نگهداری بتن در محیطی با دمای کمتر یا بیشتر از محدوده استاندارد به ویژه در روز اول، فراهم نکردن پوشش مانع تبخیر آب، قرار دادن نمونه در زیر آفتاب یا در برابر باد، وجود شوک‌های حرارتی و رطوبتی، اعمال ضربه در خروج از نمونه از قالب و در حمل و نقل به ویژه در روز اول، عمل‌آوری غیر استاندارد از نظر رطوبتی و دما،

انجام آزمایش فشاری بر روی آزمونه‌های ناصاف و غیر گونیا یا لب پریده و بدون بکارگیری پوشش مناسب در سطح نمونه استوانه ای، طبق تفسیر جدید آبا دلیلی قابل قبول برای صرف نظر نمودن از نتایج نمونه‌برداری خواهد بود. بدیهی است در غیر این صورت از نتیجه نمونه‌ها نمی توان صرف نظر کرد.

ضوابط پذیرش بتن نمونه های آزمایشی (عمل آمده در آزمایشگاه)      

– نتایج نمونه ها باید طبق تاریخ و ساعت اخذ آن ها فهرست گردد.

– در آبا وقتی بتن منطبق بر رده و قابل قبول تلقی می‌شود که شرایط زیر برآورد شود:

نتیجه مقاومت هیچ یک از سه نمونه‌ متوالی کمتر از مقاومت مشخصه نباشد

(مقاومت همه آن ها مساوی یا بیشتر از مقاومت مشخصه باشد).

– اگر بتن منطبق بر رده نباشد اما طبق شرایط فوق نیز غیر قابل قبول تلقی نگردد می‌توان به تشخیص طراح، بدون بررسی بیشتر، آن را از نظر سازه‌ای قابل قبول تلقی نمود. مسلماً طراح به درجه اهمیت مقاومت فشاری بتن در منطقه مورد نظر و نحوه اعمال ضرایب ایمنی در تحلیل و طراحی توجه خواهد کرد.

به هرحال طراح می‌تواند بتن را از نظر سازه‌ای بدون بررسی بیشتر قبول ننماید. در این صورت باید بررسی بتن با مقاومت کم در دستور کار قرار گیرد.

– در صورتی که بتن از نظر انطباق با رده قبول نشود ولی از نظر تأمین مقاومت سازه‌ای پذیرفته گردد کارفرما و مسئول نظارت می‌توانند طبق دستورالعمل موجود، پیمانکار را جریمه کنند زیرا پیمانکار ضوابط موجود در مشخصات را رعایت نکرده است.

کنترل بتن از نظر یکنواختی اختلاط (به ویژه برای بتن آماده)

جهت بررسی نا همگنی یا یکنواختی یک بتن مخلوط شده بدلیل نقص دستگاه مخلوط کن یا مدت و نحوه اختلاط و پس از حمل و یا حتی بتن‌های تخلیه شده در قالب بایستی موارد ذیل را در نظر گرفت.

– در گام اول بررسی چشمی انجام می‌شود و اگر یکنواختی دیده شود معمولاً آزمایش انجام نمی‌شود.

– در صورت وجود شک، لازم است پس از تخلیه 15 درصد بتن از مخلوط کن یا تراک میکسر یک نمونه تهیه گردد و پس از تخلیه 85 درصد از بتن با فاصله کمتر از 15 دقیقه نمونه دیگری تهیه شود. انجام آزمایش های اسلامپ، وزن مخصوص، دانه‌بندی سنگدانه‌ها، درصد حباب هوا  و مقاومت فشاری بالا برای تعیین یکنواختی بتن ضروری است.

– نتایج‌ آزمایش های انجام شده بر روی دو نمونه (هر نمونه باید حداقل سه آزمونه استوانه ای در سن مورد نظر داشته باشد) نباید اختلافی بیش از حد مجاز جدول زیر داشته باشد.

آزمایش	حداكثر اختلاف مجاز دونمونه
وزن مخصوص بتن تازه متراكم	16  kg/m3
درصد هوای بتن	۱ درصد
اسلامپ برای اسلامپ ۱۰۰ میلی‌متر و كمتر	۲۵ میلی‌متر
اسلامپ برای اسلامپ بیشتر از ۱۰۰ میلی‌متر	۳۸ میلی‌متر
درصد مانده روی الک شماره ۴	۶ درصد
مقاومت فشاری ۷ روزه	۵/۷  درصد

کنترل عمل‌آوری بتن

جهت بررسی و قضاوت در مورد نحوه و مدت عمل‌آوری رطوبتی (مراقبت)، عمل‌آوری حرارتی (پروراندن) و عمل‌آوری حفاظتی (محافظت)‌ در صورت بروز شک در صحت نحوه عمل‌آوری و کفایت مدت آن بایستی موارد ذیل را در نظر گرفت.

– نمونه‌ای متشکل از چند آزمون باید تهیه شود و در شرایط کارگاهی از نظر عمل‌آوری و دقیقاً شبیه قطعات اصلی سازه، نگهداری گردد. در همان زمان باید نمونه‌ای نیز از همان بتن تهیه و در شرایط عمل‌آوری آزمایشگاهی نگهداری شود.

– پس از گذشت 28 روز (سن مقاومت مشخصه)، نتیجه میانگین هر کدام از دو نوع نمونه که در شرایط متفاوتی عمل‌آوری شده‌اند، بدست می‌‌آید.

– در صورتی عمل‌آوری قابل قبول تلقی می‌شود که یکی از دو شرایط زیر برقرار باشد:

– در صورتی که هیچ یک از این شرایط برآورده نشود روش عمل‌آوری (نحوه و مدت) قابل قبول نیست و باید اقداماتی برای بهبود انجام گیرد. لازم به ذکر است که 15 درصد کاهش مقاومت در کارگاه پذیرفته شده است.

کنترل مقاومت بتن در زمان های مورد نظر در شرایط عمل‌آوری واقعی کارگاهی (نمونه‌آگاهی)

جهت بررسی و آگاهی یافتن از کیفیت بتن در موعدهای خاص برای باز کردن قالب زیرین یا برداشتن پایه اطمینان، حمل و نقل قطعات پیش ساخته، مقاومت موجود در طی عمل‌آوری در زمان های مختلف به ویژه برای قطعات پیش ساخته و غیره بایستی موارد ذیل را در نظر گرفت.

– نمونه‌ای از بتن (شامل حداقل 2 آزمایش برای یک سن) تهیه ‌شود و در شرایط عمل‌آوری واقعی کارگاهی نگهداری می‌گردد و در سن مورد نظر مقاومت آن تعیین ‌شود. در این حالت نیاز به مقایسه با مقاومت نمونه‌های عمل‌ آمده در آزمایشگاه وجود ندارد. 

– در صورتی که مقاومت موجود به میزان مورد نظر و دلخواه رسیده باشد می‌توان قالب‌برداری را به انجام رسانید یا قطعات پیش ساخته را جابجا کرد و یا نوع و مدت عمل‌آوری تسریع شده را مشخص کرد.

کنترل مقاومت مغزه‌های بتن سخت شده قطعات سازه

جهت بررسی بتن کم مقاومت، بررسی نحوه بتن‌ریزی، تراکم و عمل‌آوری مشکوک، ارزیابی سازه‌های اجرا شده و ایمنی آن، بررسی و ارزیابی سازه‌های آسیب دیده  بایستی موارد ذیل را در نظر گرفت.

– در صورتی که منطقه ضعیف در بررسی بتن کم مقاومت مشخص شده باشد یا احتمال ضعف در آن جا داده شود ضمن بررسی مدارک کارگاهی و پس از انجام آزمایش های شناسایی توسط چکش اشمیت یا اولتراسوتیک تهیه حداقل سه مغزه از نقاط ضعیف انجام می‌شود.

مناطق مشکوک یا محل هایی برای اخذ مغزه در بررسی و ارزیابی سازه‌های اجرا شده یا آسیب دیده باید توسط ناظر یا مشاور مشخص شود و مغزه‌ها اخذ شود که در این حالت ممکن است مغزه‌ها بیش از سه مغزه‌ باشد.

– بهتر است محل مزبور فاقد میلگرد باشد و در جایی واقع شود که آسیب و ضعف اساسی در عضو بوجود نیاورد. تهیه مغزه از قطعاتی که ارتفاع (ضخامت)‌آن ها از نظر مغزه کمتر باشد امکان پذیر نیست. در این حالت از دستگاه هایی که محل میلگرد را مشخص می‌کند استفاده می‌شود.

– پس از تهیه مغزه‌ها باید سر و ته آن بریده شود و کلاهک‌گذاری گردد. توصیه می‌شود حتی اگر سطح خارجی صاف باشد باز هم به میزان 2 تا 3 سانت بریده شود تا ترک های ناشی از   جمع شدگی، بر مقاومت موجود اثر نگذارد.

– مغزه ها به صورت خشک یا اشباع تحت آزمایش فشاری قرار می‌گیرند. در بررسی بتن معمولاً به شرایط بهره‌برداری توجه می‌شود و شرایط رطوبتی مغزه مشخص می‌شود. برای مغزه‌های خشک باید 7 روز آن ها را در دمای 16 تا 27 درجه و در رطوبت نسبی کمتر از 60 درصد نگهداشت در صورتی که شرایط اشباع مد نظر باشد مغزه‌ها باید به مدت حداقل 40 ساعت در آب (یا آب آهک) غوطه‌ور شوند. بدیهی است در صورت نیاز به اشباع کردن، عمل کلاهک گذاری پس از خروج از آب انجام می‌شود.

– نتایج آزمایش مقاومت فشاری مغزه‌ها باید به مقاومت نمونه استوانه ای استاندارد تبدیل شود. دو نوع ضریب تبدیل در این رابطه بکار می‌رود. ضرایب تبدیل مقاومت مغزه بدلیل نداشتن نسبت ارتفاع به قطر مورد نظر در جدول زیر دیده می‌شوند.

حداقل قطر مغزه به طور معمول 100 میلی‌متر است، لذا ارتفاع مغزه نیز نمی‌تواند کمتر از 100 میلی‌متر باشد. در صورتی که قطر مغزه 100 میلی‌متر باشد باید آن را بر 02/1 تقسیم نمود تا مقاومت قطر 150 میلی متری بدست آید.

جدول 3: ضرایب تبدیل مقاومت نمونه استوانه ای با نسبت ارتفاع به قطر کمتر از 2 به مقاومت نمونه استاندارد

نسبت به ارتفاع به قطر	۹۴/۱	۷۵/۱	۵/۱	۲۵/۱	۱
ضریب تبدیل	۱	۹۸/۰	۹۶/۰	۹۳/۰	۸۷/۰

– مقادیر جدول(3) برای بتن‌های معمولی یا بتن‌های سبک با چگالی بیشتر از  kg/m3 1600  (به صورت خشک یا اشباع) بکار می‌رود و مقاومت نمونه‌ها باید بین 14 تا 42 مگاپاسکال باشد. از درون‌یابی می‌توان ضریب تبدیل را بدست آورد و در صورتی که نسبت ارتفاع به قطر مغزه بیشتر از 1/2 باشد باید آن را کوتاه‌تر نمود.

– نتایج هر آزمون و متوسط آن ها باید پس از تبدیل به مقاومت استوانه استاندارد در گزارش آورده شوند.

بررسی بتن کم مقاومت

جهت بررسی وضعیت بتن سازه از نظر عملکرد عضو یا کل سازه به واسطه وجود بتن کم مقاومت یا غیر قابل قبول در سازه یا عضو بایستی موارد ذیل را در نظر گرفت.

– با وجود عدم انطباق بتن بررده مورد نظر و غیر قابل قبول بودن آن ممکن است بتن از نظر سازه‌ای مورد قبول واقع شود و یا قطعه یا سازه پذیرفته شود. بدیهی است قبول بتن از نظر سازه‌ای، رافع مسئولیت پیمانکار نیست و کارفرما می‌تواند جریمه‌های لازم را در نظر بگیرد.

– تدابیر زیر را برای بررسی بتن کم مقاومت و حصول اطمینان از ظرفیت باربری سازه می‌توان به ترتیب موجود اتخاذ نمود. برخی از آن ها در مراحل اول کاملاً تحلیلی و برخی از آن ها در مرحله دوم توأم با آزمایش است.

– در وهله اول، می‌توان همان مقاومت کم را مورد استفاده قرار داد. با استفاده از تحلیل موجود سازه و صرفاً با دقت در تحلیل مقاطع (بدون تحلیل مجدد و طراحی مجدد) اگر بتوان نشان داد به ازای مقاومت بتن کمتر از مقاومت مشخصه نیز ظرفیت باربری سازه تأمین می‌شود، نوع بتن از نظر تأمین مقاومت سازه‌ای قابل قبول است.

بکارگیری ابعاد بزرگتر و مصرف میلگرد بیشتر برای بکارگیری تعداد صحیحی از میلگرد و یکسان بودن قطر  آن ها عاملی برای جواب گرفتن در این مرحله می‌باشد.

– در صورتی که در طی انجام مراحل فوق نتیجه‌ای حاصل نشود می‌توان با تحلیل و طراحی مجدد و با فرض وجود بتن کم مقاومت در قسمت هایی از سازه که احتمال می‌رود در این نقاط مصرف شده باشد، کنترل باربری سازه و مقاطع آن را به انجام رسانید. مسلما در این مرحله، از تلاش ها و لنگرهای هر عضو که در تحلیل مجدد سازه بدست آمده است، استفاده می‌شود.

بسیاری از اقدامات انجام شده در طراحی مانند تیپ کردن اعضاء و تقریب‌های مربوط به تحلیل و غیره می‌تواند باعث شود که در این مرحله نتیجه حاصل شود و بتوان بتن را از نظر تأمین مقاومت سازه ای قابل قبول تلقی نمود. داشتن بایگانی برای بررسی مدارک کارگاهی شرط مهمی برای استفاده از این بند می‌باشد و دقت در این مرحله می‌تواند احتمال قبول بتن را از نظر سازه‌ای بیشتر نماید.

– در صورتی که بررسی‌های تحلیلی فوق به سرانجام نرسد، مغزه‌گیری از قسمت هائی که احتمال وجود بتن با مقاومت کمتر در آن ها داده می‌شود در دستور کار قرار می‌گیرد. حداقل سه مغزه از قسمت هایی از سازه که نمونه بتن آن ها شرایط پذیرش را فراهم نکرده‌اند، تهیه می‌شود و در صورتی بتن از نظر تأمین مقاومت پذیرفته می‌شود که شرایط زیر برآورده شود. که در این صورت نیازی به بررسی‌های تحلیلی فوق وجود نخواهد داشت.

در این حالت 15 درصد کاهش در متوسط مقاومت مغزه‌ها و 25 درصد کاهش در مقاومت حداقل مغزه‌ها مجاز شمرده شده است زیرا در عملیات بتن‌ریزی، تراکم و عمل‌آوری در کارگاه کاستی‌هایی نسبت به تهیه نمونه‌های عمل‌آمده در آزمایشگاه وجود دارد.

– اگر  به هر دلیل در مورد مغز‌ه‌های اخذ شده (قبول یا رد شده) شکی وجود داشت، می‌توان مغزه‌گیری را تکرار نمود مسلماً در صورتی که عضو مورد نظر یا سازه از اهمیت و حساسیت ویژه ای برخوردار باشد و یا مسئول نظارت در انتخاب نقاط مورد نظر برای مغزه‌گیری شک نماید، تکرار مغزه‌گیری توصیه می‌شود.

– در صورتی که با انجام مراحل فوق باز هم نتوان بتن را از نظر سازه‌ای و تأمین مقاومت ، قابل قبول تلقی نمود و تردید در مورد آن کماکان باقی بماند، ظرفیت باربری عضو و سازه با آزمایش بارگذاری بر روی عضو خمشی مشکوک مورد بررسی قرار می گیرد. بدیهی است این امر برای اعضاء غیر خمشی و یا حتی برخی اعضاء خمشی میسر نیست .

این آزمایش طبق ضوابط آبا در فصل 19 و ACI 437 انجام می‌شود و نتیجه آن نشان می دهد که عضو مشکوک در زیر بار استاتیکی آزمایش رفتار قابل قبولی را ارائه می‌دهد یا نه؟ اما این آزمایش از این که نشان دهد صرفاً بتن دارای مقاومت مطلوب و قابل قبول است عاجز می‌باشد.

طراحی محافظه کارانه، اجرای قطعات با ابعاد بزرگتر، مصرف میلگرد بیشتر و با مقاومت بالاتر از مقاومت مشخصه و یا ایجاد بازوی لنگر بیشتر به دلیل نحوه قرارگیری میلگردها از جمله دلایلی است که حتی مصرف بتن کم مقاومت نیز، ظرفیت باربری قابل قبولی را در آزمایش بارگذاری نشان می‌دهد.

از طرفی ممکن است حتی در صورتی که بتن قابل قبول و منطبق بررده هر مصرف، شده باشد، بارگذاری جواب قابل قبولی ندهد. بنابراین تفکیک صحت طراحی و اجرای صحیح و مصرف مصالح منطبق با مشخصات از یکدیگر با آزمایش بارگذاری به سهولت امکان پذیر نمی‌باشد.

– در آبا گفته شده است که در کنار آزمایش بارگذاری می‌توان اقدامات مقتضی دیگری را به اجرا درآورد. غالباً این تصور پیش می‌آید که مقصود از اقدامات مقتضی دیگر احتمالاً تخریب بتن و قطعه مردود می‌باشد اما چنین تصوری صحیح نیست. ممکن است با تغییر بارهای مرده قطعه (تغییر نقشه، تغییر مصالح و جزئیات اجرا) ‌بتوان بتن و سازه را از نظر تأمین مقاومت و باربری سازه‌ای قابل قبول تلقی نمود.

تغییر شرایط بهره‌برداری و هم چنین تغییر بار زنده نیز از جمله اقداماتی است که می‌تواند انجام شود. در هر صورت این اقدامات باید با نظر مساعد کارفرما و زیر نظر دستگاه نظارت و طراح پروژه به دقت و با بررسی جمیع جهات صورت گیرد.

– ممکن است بتوان با تقویت و ترمیم بتن و سازه و اتخاذ روش های مناسب، بتن را از نظر سازه‌ای به حد قابل قبول رساند که از جمله اقدامات مقتضی تلقی می شود.

– از جمله اقدامات مقتضی دیگر آن است که اگر مقاومت مغزه‌ها طبق ضوابط فوق مورد پذیرش واقع نشده باشد می‌توان این مقاومت کم و غیر قابل قبول را در محاسبات سازه‌ای و مقطع مانند روش های تحلیلی بکار برد و در مورد قابل قبول بودن بتن از نظر سازه‌ای اظهار نظر کرد.

در این حالت باید توجه شود که مقاومت مغزه را نمی‌توان مستقیماً در روابط طراحی و تحلیل مقطع بکار برد و لازم است آن را بر 85/0 تقسیم نمود و سپس از آن استفاده کرد و یا ضرایب ایمنی مربوط به بتن را افزایش داد زیرا در روابط موجود از مقاومت مشخصه (پتانسیل) ‌استفاده شده است در حالی که مقاومت مغزه یک مقاومت موجود (اکتیو) به حساب می‌آید

– ضعف مقاومتی بتن اغلب نشانه افزایش نسبت آب به سیمان است که باعث کم شدن پایایی و افزایش نفوذ پذیری بتن خواهد بود. در این موارد لازم است ضوابط پایایی نیز مورد توجه قرار گیرد. در این حالت می‌توان حدس زد که نسبت آب به سیمان مخلوط بتن تا چه حد افزایش یافته است و سپس به طرح مسئله دوام و پایایی پرداخت.

– نکته دیگری که باید بدان توجه نمود موضوع پیوستگی بتن با میلگرد هاست . این پیوستگی متناسب با مقاومت فشاری بتن می‌باشد و ضعف در مقاومت بتن باعث ضعف در پیوستگی است که کنترل آن در محاسبات سازه و طول پوشش میلگردها ضروری می‌باشد.

– اگر در شرایط خصوصی یا مشخصات فنی خصوصی موارد دیگری مطرح شده باشد رعایت آن ها نیز در کنار بررسی بتن کم مقاومت ضروری است که البته در بیشتر موارد موضوع پایایی اهمیت بیشتری دارد.

– تخریب بخش هایی از سازه معمولاً به عنوان آخرین راه حل باید مد نظر قرار گیرد. تخریب بتن و سازه علاوه بر هدر رفتن سرمایه‌های ملی می‌تواند آثار نامطلوبی را بر بخش‌های سالم و قابل قبول برجای گذارد. تخریب باید طبق دستور دستگاه نظارت و زیر نظر ناظر و با دقت تمام انجام گیرد و از اعمال ضربه برای تخریب حتی‌الامکان خودداری شود.

– به هرحال با پذیرش بتن از نظر سازه‌ای مسئله جریمه منتفی نیست و می‌تواند طبق ضوابطی محاسبه گردد و وصول شود.

آزمایش بارگذاری اعضای خمشی

جهت بررسی ظرفیت باربری خمشی اعضاء سازه مانند تیر و دال جهت قبول یا رد بتن از نظر سازه‌ای و یا ارزیابی سازه‌های اجراء شده و ایمنی آن و یا ارزیابی سازه‌های آسیب دیده و یا عدم انطباق با آیین نامه فعلی در زمان ساخت و یا تغییر شرایط بهره‌برداری بایستی موارد ذیل را در نظر گرفت.

– دستگاه نظارت در صورت بروز و وجود تردید در ظرفیت باربری پس از انجام محاسبات تحلیلی می‌تواند درخواست آزمایش بارگذاری را بر روی قسمت مشکوک و یا تمام سازه ارائه نماید.

– آزمایش بارگذاری باید تحت نظر نظارت و پس از گذشت حداقل 8 هفته از زمان اجرا آن قسمت مشکوک انجام شود مگر آن که طراح و کارفرما و پیمانکار همگی با انجام آزمایش در سن کمتر موافقت کنند.

– آزمایش بارگذاری باید به نحوی انجام گیرد که اولاً منجر به خرابی و ریزش سازه یا بخشی از آن نشود و در صورت بروز خرابی، امنیت جانی افراد و سالم ماندن تجهیزات موجود تأمین شود. ملاحظات ایمنی نباید بر نتایج آزمایش و خیزها اثر گذارند.

– هدایت و انجام آزمایش توسط مهندس ذیصلاح و با سابقه در این کار که مورد قبول نظارت باشد ضروری است.

– اگر قرار باشد فقط قسمتی از سازه بارگذاری شود باید به نحوی بارگذاری گردد که عامل ضعف مورد شک   به خوبی بررسی شود. این امر در تیرها و دال های یکسره دارای اهمیت زیادی است و باید به توزیع بار بر روی عضو خمشی و ایجاد حداکثر لنگر و تلاش های ممکن توجه نمود.

– 48 ساعت قبل از آن که بارهای آزمایش وارد شود، لازم است بارمرده قطعات کامل شود و تا زمان اتمام آزمایش در محل باقی بماند و معمولاً بار مرده به دلایلی هنوز در این زمان کامل نیست که در این صورت اعمال تتمه بار مرده (بدون ضریب) لازم است.

– بارهای وارده می‌تواند توسط مصالح مختلف و با قرار دادن بر روی عضو خمشی اعمال گردد. استفاده از کیسه‌های توزین شده مواد و مصالح ساختمانی یا غیر ساختمانی، آجر، بلوک، جدول و … بلامانع است اما باید وزن متوسط این مصالح را بدست آورد.

امکان استفاده از ماسه یا خاک به صورت فله‌ای و بدون کیسه نیز وجود دارد اما هر نوع مصالح بارگذاری نباید در هنگامی که روی عضو قرار دارد دارای اثر قوس باشد و بتواند بار خود را مستقیماً در همان نقطه وارد نماید.

– قبل از این که تتمه بار مرده وارد شود باید ابعاد محل بارگذاری، ابعاد مقطع عضو یا اعضاء مورد نظر و روند کار مشخص شود و مقدار تتمه بار مرده لازم و مقدار بارهای آزمایشی در کل و در هر مرحله مشخص گردد و مصالح بارگذاری تهیه شود تا در حین کار مشکل یا وقفه ناخواسته پیش نیاید.

– پس از اعمال تتمه بار مرده لازم است مبانی قرائت‌های خیز و تغییر مکان ها قبل از اعمال بار آزمایش مشخص شود و اقدامات لازم جهت نصب تیر مرجع و وسایل اندازه‌گیری صورت گیرد. بدیهی است مبنای قرائت خیز باید چنان باشد که فقط خیز را در نقطه مورد نظر در اثر بارگذاری بر روی قطعه مزبور نشان دهد و تاثیر تغییر طول سایر اعضاء در خیز مربوطه وارد نشود.

معمولاً برای این امر تیر مرجع را بر روی ستون ها یا دیواره‌های بار مربوطه قرار می‌دهند تا بطور خودکار تغییر شکل قائم آن ها از کل خیز کسر گردد و خیز خالص بدست آید. خیز معمولاً در نقاطی که احتمال داده می‌شود حداکثر خیز و تغییر شکل حاصل شود اندازه‌گیری می‌شود.

– بار آزمایش با احتساب بار مرده موجود در هنگام آزمایش برابر 95/0 بار نهایی مرده و زنده (با ضریب) واقع می‌شود و بر روی عضو یا بخش مورد نظر وارد می‌گردد. بار زنده با مراعات ضوابط کاهش سربارها طبق آیین نامه بارگذاری مورد نظر مشخص می‌شود. بنابراین باری که باید علاوه بر اعمال تتمه بار مرده وارد آید عبارت است از :

 (L 5/1 + D 25/1) 95/0 = بار کل آزمایش

L  425/1 + D 1875/0 = D – (L 5/1+ D 25/1) 95/0 = بار آزمایش

بطور مثال اگر D برابر  Kg/m2 500 و Kg/m2200 = L باشد بار آزمایش عبارت است از :

Kg/cm2  380 =200 × 425/1 + 500 × 1875/0 = بار آزمایش

این بار علاوه بر بار مرده Kg/m2 500 به عضو مزبور وارد می‌شود که بار کل در واقع Kg/m2  880 است در حالی که بارهای مرده وزنده سرویس جمعاً Kg/m2 700 می‌باشد.

به طور مسلم اگر دهانه بزرگی وجود داشته باشد و طبق آیین نامه‌های بارگذاری، کاهش سربار مجاز باشد، باید آن را کاهش داد.

– بار آزمایش باید حداقل در چهار مرحله و با افزایش تقریباً یکسان در هر مرحله بدون وارد کردن ضربه به سازه اعمال شود. در این مرحله هدایت تیم و نظارت بر آن کاملاً ضروری است و باید از توزیع یکنواخت بار و اعمال همه آن (نه کم و نه زیاد)‌ بر عضو خمشی مطمئن گردید و از عملکرد قوسی مصالح بارگذاری جلوگیری به عمل آورد.

توصیه می‌شود در انتهای یک مرحله از مراحل بارگذاری، بار سرویس مرده و زنده اعمال شده باشد به همین دلیل افزایش دقیقاً یکسان مطرح نشده است. در مثال فوق‌ اگر در چهار مرحله بارگذاری شود، بارگذاری هر مرحله Kg/m2  95 خواهد بود و مسلماً پس از مراحل اول 595 و پس از مرحله دوم Kg/m 2690 وجود خواهد داشت که می‌توان آن را به 700 رسانید و مرحله بعدی را Kg/m2 85 در نظر گرفت.

برخی علاقه مندند در زیر بار سرویس نیز وضعیت عضو موردنظر را دقیقاً بررسی نمایند که در این مرحله می‌توانند خواسته‌های خود را به اجرا درآورند.

– در آبا و ACI 318 زمان شروع بارگذاری مرحله بعد مشخص نشده است. در ACI 437 برای اعمال هر مرحله از بار باید خیز در فواصل زمانی مساوی اندازه‌گیری شود تا تغییر شکل ها تقریباً به وضعیت مقادیر ثابت برسند.

برای این منظور اگر تغییر بین دو قرائت خیز متوالی به فاصله حداقل 2 ساعت از 10 درصد خیز کل اولیه ثبت شده برای مرحل بارگذاری جاری تجاوز نکند، می‌توان تغییر شکل ها را تقریباً ثابت شده تلقی کرد و بار مرحله بعدی را وارد نمود.

– اگر در طول آزمایش خیزها به مراتب از حداکثر خیز مجاز تجاوز نماید آزمایش را باید متوقف کرد اما در صورت صلاحدید مهندس ناظر و مهندس آزمایش کننده، آزمایش می‌تواند ادامه یابد که این مسئله دقیقاً به این که آزمایش در چه مرحله‌ای است و چه وضعیتی در قطعه حاکم است و چه تدابیری برای جلوگیری از خرابی و آسیب دیدگی تدارک دیده شده،‌ مربوط می‌شود.

– مهندس آزمایش کننده باید مرتباً در هر مرحله بارگذاری، تغییر شکل ها، ترک ها، چرخش‌ها و غیره را کنترل نماید. بدیهی است قبل از انجام و شروع آزمایش نیز وضعیت قطعه یا اعضاء از نزدیک باید بررسی و ثبت شده باشد تا تغییرات حاصله بتواند مشخص شود. این بررسی ها می‌تواند منجر به دستور قطع آزمایش و یا تداوم آن گردد.

– رسم منحنی بار تغییر شکل (خیز) برای نقاط بحرانی که در آن خیز اندازه‌گیری می‌شود می‌تواند انجام شود که دستگاه های الکترونیکی ثبات می‌توانند کمک مؤثری باشند و پاسخی از طرف سازه برای بارگذاری و رسیدن به ظرفیت باربری نهایی تلقی می‌شوند.

– پس از این که چهار مرحله بارگذاری (یا بیشتر) با بارهای آزمایشی کامل شد، باید پس از 24 ساعت خیز را قرائت کرد (قرائت اولیه).

– سپس باید بلافاصله اقدام به بارداری نمود. بار برداری به طور معمول در ۲ مرحله یا بیشتر انجام می شود و مقدار بار برداشته شده در هر مرحله نباید از دو برابر مقدار بارگذاری در هر مرحله تجاوز نماید.

– شروع باربرداری هر مرحله نیز تابع ضوابط بارگذاری در هر مرحله است با این تفاوت که در این جا خیزها در حال کاهش است و وقتی آهنگ برگشت خیز ثابت شد مرحله بعدی باربرداری آغاز می شود. مسلما در این حالت بار مرده سرویس وجود خواهد داشت.

– 24 ساعت پس از حذف بار آزمایش قرائت نهایی خیز انجام می‌گیرد.

– معیار پذیرش سازه از نظر ظرفیت باربری آن است که خیز حاصل از قرائت اولیه در پایان بارگذاری با بار آزمایش از مقدار مجاز زیر تجاوز نکند

که در آن Lt طول دهانه (فاصله محور تا محور تکیه‌گاه و یا فاصله آزاد بین تکیه‌گاه ها به اضافه ارتفاع عضو، ‌هر کدام کوچکتر است، می‌باشد. در تیرها یا دال های طره‌ای طول مربوطه در برابر فاصله تکیه‌گاه تا انتهای طره است و h ارتفاع قطعه می‌باشد

هم چنین نباید آثار شکست یا گسیختگی ریختن بتن و چرخش مشاهده شود وگرنه نباید اجازه آزمایش مجدد  هم در آن قسمت داده شود.

– در صورتی که خیز موجود از حد مجاز فوق تجاوز نماید اما برگشت تغییر مکان طی 24 ساعت پس از حذف بار آزمایش مساوی با 75 درصد حداکثر خیز اولیه باشد ظرفیت باربری تأمین است در غیر این صورت نمی توان سازه یا عضو را از این نظر قبول نمود.

برگشت خیز نشانه رفتار الاستیک می‌باشد و نشان می دهد سازه به محدوده پلاستیک به صورت جدی وارد نشده است (‌در عضو پیش تنیده این مقدار ۸۰ درصد است). زیر بار سرویس نباید از خیز محاسباتی طراحی تجاوز شود و ترکی بوجود آید.

– در صورتی که قطعات از نوع غیر پیش تنیده و در  آزمایش مردود تلقی شده باشند می‌توان آن را پس از حداقل 72 ساعت از شروع باربرداری مجدداً مورد آزمایش قرار داد. در این حالت اگر ترک یا شکست و گسیختگی خاصی مشاهده نشود و برگشت تغییر مکان نیز مساوی یا بیشتر از ۸۰ درصد حداکثر خیز اولیه در آزمایش مجدد باشد می‌توان آن را قبول نمود.

– اگر باز هم قطعه مردود شود اما ترک و خرابی حاصل گردد و قطعه تعمیر شود یا سطح انتظار از قطعه تغییر کند نباید آزمایش مجدد انجام گردد مگر این که در تعمیر و مقاوم سازی سطح کیفی سازه ارتقاء یافته باشد.

سوالات متداول

مقاومت مشخصه بتن در چه سنی اندازه‌گیری و معیار پذیرش قرار می‌گیرد؟

مقاومت مشخصه بتن به طور استاندارد در سن ۲۸ روزگی اندازه‌گیری می‌شود و معیار اصلی پذیرش یا رد بتن است.

چرا آزمایش مقاومت فشاری ۷ روزه اهمیت دارد؟

آزمایش ۷ روزه به عنوان یک شاخص زودهنگام عمل می‌کند و امکان پیش‌بینی سریع مقاومت نهایی و جلوگیری از ادامه بتن‌ریزی با کیفیت نامطلوب را فراهم می‌سازد.

اگر در هنگام نمونه‌برداری، زمان زیادی طول بکشد، چه اتفاقی می‌افتد؟

نمونه‌گیری نباید بیشتر از ۱۵ دقیقه طول بکشد؛ تاخیر بیشتر باعث شروع گیرش بتن در نمونه شده و نتایج آزمایش را مخدوش می‌سازد.

تفاوت اصلی تضمین کیفیت (QA) و کنترل کیفیت (QC) چیست؟

QA یک فرآیند پیشگیرانه است که بر روی فرآیندهای تولید تمرکز دارد، در حالی که QC یک فرآیند واکنشی است که پس از تولید بر روی محصول نهایی انجام می‌شود.

اگر بتن از نظر مقاومت پذیرفته نشود، گام بعدی چیست؟

گام بعدی مغزه‌گیری (Core Sampling) از قسمت‌های مشکوک سازه و انجام آزمایش مغزه است تا مقاومت واقعی بتن در محل ارزیابی شود.