دستور العمل ارزیابی و بررسي بتن كم مقاومت

7-1-    مقدمه

7-1-1-     در بسياري موارد ممكن است در يك پروژه، مقاومت بتن بر رده مورد نظر منطبقنباشد و غير قابل قبول اعلام شود. در اين حالت بررسي بتن كم مقاومت بايد دردستوركار قرار گيرد. مسلماً در اين حالت پيمانكار كماكان مسئول خواهد بود حتي اگردر پايان مرحله بررسي بتن كم مقاومت، بتن مزبور از نظر سازه اي مورد پذيرش قرارگيرد، زيرا انطباق با رده مورد نظر از ابتدا حاصل نشده است.

7-1-2-     انطباق بتن با رده مورد نظر و پذيرش بتن درمرحله اول و يا پذيرش بتن از نظر سازه اي در مرحله بررسي بتن كم مقاومت به معنايپذيرش بتن از نظر دوام نخواهد بود. پذيرش بتن از نظر دوام وقتي حاصل مي شود كهمطمئن شويم ضوابط مورد نظر موجود در آئين نامه يا مشخصات فني پروژه رعايت شده است.امروزه سعي مي شود ضوابطي از نظر دوام براي بتن ها تعريف شود و مشابه با ضابطهمقاومت، مورد بررسي قرار گيرد. بهر حال در اين دستورالعمل، صرفاً مسئله مقاومت بتنمورد توجه قرار گرفته است.

7-1-3-     بررسي بتن كم مقاومت داراي دو روش كلي مبتني برتحليل و آزمايش مي باشد. همانطور كه در ادامه ديده مي شود در مراحل اوليه سعي ميشود با روش تحليلي بتوان پذيرش بتن از نظر سازه اي را مورد بررسي قرار داد. درصورت عدم پذيرش، ممكن است بتوان با توجه به اطلاعات حاصله و روشهاي تركيبي تحليليو آزمايشي، پذيرش بتن را بررسي نمود.

7-1-4-     در صورت عدم پذيرش بتن از نظر سازه اي ممكن استاقدامات مقتضي ديگري را مانند كاهش بار مرده و يا بار زنده و يا هر دو را بررسيكرد و يا به تقويت سازه يا قطعه مورد نظر اقدام نمود و آنرا به حد قابل قبول نزديكنمود.

درصورتيكه بتن از نظر سازه اي (بويژه در مرحله تحليلي) پذيرفته شود لازم است پيوستگيبتن و ميلگرد كنترل شود و كفايت همپوشاني ميلگردها با اطلاعات جديد كنترل گردد،زيرا پيوستگي بتن و ميلگرد، متناسب با مقاومت فشاري بتن موجود تغيير مي كند و ميتواند پايداري سازه را به مخاطره اندازد.

7-1-5-     بهرحال اگر پذيرش بتن از نظر سازه اي در ايندستورالعمل امكان پذير نباشد و راه حلهاي تقويت و يا تغيير بارها ميسر نباشد ،تخريب بتن قطعه بعنوان آخرين راه حل خواهد بود.

تخريبيك قطعه يا بخشي از يك سازه مي تواند آثار نامطلوبي بر بخش هاي سالم و قابل قبول                بر جا گذارد.

برايپرهيز از ايجاد اين آثار نامطلوب لازم است به نحوه تخريب و وسايل مصرفي تخريب توجهشود و حتي الامكان از اعمال ضربه خودداري گردد. عمليات تخريب مانند عمليات ساختبايد زير نظر دستگاه نظارت و با اخذ مجوز و دستور كار نظارت انجام شود.

7-1-6-    با توجه به مشكلات جدي كه عملتخريب مي تواند بوجود آورد و هم چنين هدر رفتن              سرمايه هاي ملي، بهتر است تا آنجا كه امكان دارد، راه حل تخريب را دنبال نكنيم و به حفظ سازه بپردازيم. بديهي است حفظ سازه بدونتوجه به جميع جهات نيز مي تواند به نوعي موجب هدر رفتن سرمايه هاي ملي گردد.

7-2-    روشهاي تحليلي

دو نوعروش تحليلي وجود دارد كه احتمال پذيرش بتن از نظر سازه اي مسلماً در روش دوم بيشتراست. در مواردي كه امكان مغزه گيري يا بارگذاري وجود ندارد روشهاي تحليلي تنهاگزينه ممكن مي باشد.

7-2-1-      روشاول تحليلي

درصورتي كه با استفاده از تحليل موجود سازه و بازبيني طراحي (صرفاً با دقت در تحليلمقاطع) بتوان ثابت كرد كه ظرفيت باربري سازه به ازاي مقاومت موجود بتن (كمتر ازمقاومت مشخصه) نيز قابل قبول مي باشد، بتن از نظر تامين مقاومت سازه اي ، قابلقبول تلقي مي شود ( پذيرش بتن از نظر سازه اي ).

مسلماً تيپ سازي مقاطع و بكارگيري ميلگردهائي با سطح مقطعبيشتر از حد نياز به دليل مصرف تعداد صحيحي از ميلگردها و لزوم بكارگيري قطرهاييكسان ممكن است در پاره اي موارد موجب پذيرش بتن از نقطه نظر سازه اي گردد.

دراين حالت مقاومت موجود بتن ، مقاومتي است كه با توجه به نتايج موجود مي تواندبعنوان مقاومت مشخصه بتن تلقي گردد كه مسلماً كمتر از مقاومت مشخصه طراحي اوليهاست.

7-2-2-       روش دوم تحليلي

در صورتيكه مرحله تحليلي فوق به پذيرش بتن منجر نگردداما با استفاده از تحليل و طراحي مجدد بتوان نشان داد كه ظرفيت باربري سازه با فرضوجود بتن كم مقاومت در بخش هائي كه احتمال مصرف آن قابل قبول مي باشد، بتن از نظرسازه اي قابل پذيرش است.

در تحليل و طراحي مجدد، بارگذاري موجود (جديد) و ابعاد مقاطع موجود بكار گرفته مي شود. همچنين وضعيتميلگردهاي مصرفي در سازه منظور مي شود. تلاش ها و لنگرهاي جديد در هر عضو مشكوك درتحليل مجدد بدست مي آيد و با توجه به تيپ سازي اعضاء و مقاطع و منظور كردن مقاومتبتن كمتر از حد مورد انتظار فقط در بخش هاي مورد نظر (حاوي بتن كم مقاومت ومشكوك)احتمال پذيرش بتن از نظر سازه اي را بمراتب بيشتر از حالت قبل نشان مي دهد.لازم به ذكر است در حالت قبل بدليل استفاده از تلاش ها و لنگرهاي موجود در بحرانيترين عضو يك مجموعه مشابه و تيپ سازي شده و استفاده از يك مقاومت بتن در تماممقاطع و بخش هاي سازه، احتمال پذيرش بتن بمراتب كمتر از اين حالت        مي باشد.

7-3-    روشهاي مبتني بر آزمايش

درصورتيكه در روشهاي تحليلي نتيجه اي در جهت پذيرش بتن حاصل نگردد ، استفاده ازروشهائي بر پايه آزمايش بايد بكار گرفته شود. اين آزمايشها بر روي بخش هاي مشكوكانجام مي شود و براي تشخيص مناطق مشكوك استفاده از گزارشهاي روزانه و آزمايشهايمقاومت بتن و همچنين آزمايشهاي غيرمخرب مانند چكش اشميت، فراصوتي (اولتراسونيك) وساير آزمايشهاي مشابه توصيه مي شود.

7-3-1-      روشبررسي نتايج مغزه هاي بتني

از قسمت هائي كه احتمال مي رود بتن كم مقاومت داشته باشيمحداقل سه مغزه بايد تهيه و آزمايش شود و با توجه به نتايج حاصله از آزمايش مقاومتفشاري مغزه ها مي­توان در مورد پذيرش سازه اي بتن اقدام نمود.

7-3-1-1-      محلتهيه مغزه

7-3-1-1-1-        مسئوليت تشخيص محل مغزه گيري:مسئوليت مشخص كردن و انتخاب محل              مغزه گيري بعهده دستگاه نظارت ميباشد.

7-3-1-1-2-        شناسائي كلي: مشخص است كه نتايجضعيف مقاومتي مربوط به چه نمونه هائي بوده است با توجه به گزارشهاي روزانه واطلاعات ثبت شده روشن است كه اين نمونه ها از بتن چه اعضائي اخذ شده است وبنابراين منطقه مشكوك شناسائي مي شود. هم چنين مي توان با استفاده از آزمايشهايغير مخرب مانند چكش اشميت و آزمايش فراصوتي و صوتي و غيره، منطقه محدودتري راشناسايي نمود.

7-3-1-1-3-        بهتر است سعي شود با دستگاهميلگردياب محل دقيق ميلگردها را شناسائي كرد تا بتوان مغزه هاي ترجيحاً فاقدميلگرد را اخذ نمود. مغزه هاي داراي ميلگرد معمولاً نتايجي ضعيف تر را به نمايش ميگذارند و وجود ميلگرد در بررسي مقاومتي اختلال ايجاد مي كند.

7-3-1-1-4-        بهتر است مغزه ها از نقاطي ازعضو مشكوك تهيه شود كه ضعف جدي در آن عضو مشكوك و احتمالاً ضعيف بوجود نياورد.براي مثال اگر مغزه گيري از يك شالوده منفرد مد نظر باشد بهتر است از سطح فوقاني ودر گوشه ها يا لبه ها، مغزه گيري انجام شود كه معمولاً علاوه بر فاقد ميلگرد بودناز نظر برشي يا خمشي ضعف اساسي ايجاد نكند. هم چنين در اين نوع قطعه مي توان ازقسمت مياني ضخامت شالوده بصورت افقي در گوشه ها يا محيط شالوده، مغزه هائي تهيهنمود.

7-3-1-1-5-        در برخي اعضا، اخذ مغزه توصيهنمي شود زيرا محل مناسبي براي تهيه مغزه وجود ندارد يا امكان تهيه مغزه به دليلضخامت محدود عضو وجود ندارد زيرا نسبت ارتفاع مغزه به قطر آن كمتر از 1 مي شود. دراين موارد استفاده از روشهاي تحليلي و يا آزمايش بارگذاري براي اعضاء خمشي توصيهمي شود. براي مثال تهيه مغزه از دال سقفهاي تيرچه بلوك ممكن نيست مگر اينكه مغزهاز شناژهاي سقف يا تيرهاي اطراف اخذ شود.

7-3-1-2-      قطرو ابعاد مغزه

علاوه بر محدوديت نسبت ارتفاع به قطر مغزه، محدوديت در قطرنيز وجود دارد. در شرايط معمولي قطر مغزه بايد حداقل سه برابر حداكثر اندازه اسميسنگدانه بتن باشد. در شرايط خاص بويژه در مواردي كه حداكثر اندازه رسمي سنگدانه هابسيار بزرگ است (مانند بتن حجيم سدها) اجازه داده مي شود قطر مغزه حداقل دو برابرحداكثر اندازه اسمي سنگدانه ها باشد. چنين در استاندارد 42ASTMC حداقل قطر مغزه را 90 ميلي متر منظور نموده است در حاليكه در برخي كشورها قطرمغزه كمتر تا حد 70 ميلي متر را نيز پذيرفته اند. بهرحال بايد بتوان نتايج مغزه باقطر كم را به مقاومت استوانه اي با قطر استاندارد 150 ميلي متر تبديل نمود. براياين كار بايد ضريب تبديلي ارائه شده باشد.

دربرخي موارد خاص مغزه هائي با قطر 50 ميلي متر يا كمتر نيز اخذ مي شود اما تبديل بهنمونه استاندارد وجود ندارد بلكه طراح پروژه بايد حداقل مقاومت مغزه هائي با اينابعاد را ارائه دهد. بديهي است محدوديت نسبت قطر به حداكثر اندازه اسمي سنگدانهبايد رعايت شود. مغزه هائي با قطر كمتر از 90 ميلي متر، مقاومتهائي با نوسان زيادرا به نمايش مي گذارند و اثر ابعاد در آن چشمگير مي شود بنابراين مغزه هاي با قطركم توصيه نمي شوند. بتن هاي معمولي در ايران اكثراً از حداكثر اندازه رسمي 25 ميليمتر برخوردارند بنابراين اخذ مغزه هائي با قطر حداقل 90 ميلي متر بدون اشكال بنظرمي رسد در حاليكه مغزه هائي با قطر 75 ميلي متر نيز كه از نظر نسبت اندازه قطر بهحداكثر اندازه سنگدانه بدون ايراد هستند توصيه نمي شوند. كاهش قطر مغزه اين حسن رادارا مي باشد كه امكان برخورد به ميلگرد را كاهش مي دهد. ضمناً ارتفاع مغزه نيز ميتواند كمتر شود و آسيب وارده به قطعه نيز كاهش مي يابد و از همه مهم تر موجب كاهشهزينه و زمان مغزه گيري مي شود. بديهي است اخذ مغزه به قطر 150 ميلي متر و ارتفاع300 ميلي متر براي بتن هائي با حداكثر اندازه تا 50 ميلي متر ارجح است زيراهيچگونه تبديلي براي تعيين مقاومت نمونه استاندارد نياز ندارد.

7-3-1-3-      تعدادمغزه

 از هر منطقه مشكوك براي بررسي بتن كم مقاومت ازيك نوع، سه مغزه بايد اخذ شود. در صورتيكه نسبت به نتيجه مغزه گيري و يا مقاومتحاصله از آنها مشكوك باشيم و يا صرفاً براي افزايش دقت نتايج مي توان مغزه گيري راتكرار كرد كه در نتيجه تهيه سه مغزه ديگر در دستور كار قرار مي گيرد.

7-3-1-4-      شرايطمغزه ها و آماده سازي آنها

7-3-1-4-1-          سر و ته مغزه هائي كه تهيه ميشود بايد بريده شود. مغزه ها ترجيحاً بايدً كلاهك گذاري شوند مگر اينكه سر و تهمغزه ها پس از بريدن بسيار صاف و گونيا باشد و يا با عمل سائيدن پستي و بلندي سطحرا به كمتر از 05/0 ميلي متر رسانده باشيم و انحراف از گونيا بودن كمتر از 5/0درجه باشد.

گاهاحساس مي شود سطح نمايان بتن نيازي به بريدن ندارد و صرفاً بايد سائيده يا كلاهكگذاري شود. توصيه مي شود قسمت فوقاني مغزه (بخش نمايان) به ميزان تقريبي 20 ميليمتر بريده شود زيرا گاه تركهاي جمع شدگي خميري يا تركهاي حاصل از جمع شدگي ناشي ازتبخير در بتن سخت شده باعث مي شود مقاومتهاي بسيار پائيني حاصل گردد.

7-3-1-4-2-          مغزه ها از نظر شرايط رطوبتي ميتواند در دو حالت مورد آزمايش قرار گيرد. در حاليكه مقاومت آزمونه هاي آزمايشي ياكنترلي در شرايط اشباع بدست مي آيد.

طراحپروژه يا دستگاه نظارت بايد شرايط رطوبتي مغزه ها را مشخص نمايد. در صورتيكه شرايط           بهره برداري از ساختمان بصورتمرطوب يا غرقاب باشد مغزه هاي اشباع شده از آب بايد بكار رود. بدين منظور مغزه هابايد به مدت حداقل 40 ساعت در آب غوطه ور شوند و سپس از آب خارج شده و طبقدستورهاي موجود در صورت نياز كلاهك گذاري شود. اما بهرحال بايد در شرايط اشباع غيرآبچكان مورد آزمايش مقاومت فشاري قرار گيرد.

اگرشرايط بهره برداري از سازه، شرايط خشك باشد بايد مغزه ها را به مدت 7 روز در هواي16 تا 27 درجه سانتي گراد و با رطوبت نسبي كمتر از 60 درصد خشك نمود و سپس موردآزمايش قرار داد.

مسلماًمغزه هاي خشك (در هنگام تعيين مقاومت) مقاومت هاي بيشتر از آزمونه هاي اشباع (درهنگام تعيين مقاومت) به دست مي دهند و اين افزايش ممكن است به بيش از 20 درصدبرسد.

دربرخي استانداردها لازم است مغزه ها را در آب اشباع شده از آهك غوطه ور نمود.

7-3-1-5-     تعيين مقاومت مغزه ها

7-3-1-5-1-        مغزه ها طبق دستور استانداردمقاومت فشاري آزمونه هاي استوانه اي و با در نظر گرفتن قطر و نسبت ارتفاع به قطرخاص انجام مي شود و نتايج آن پس از محاسبه، تصحيح و گزارش مي گردد. همچنين لازمستشرايط رطوبتي آن و مشخصات هندسي مغزه گزارش شود.

7-3-1-5-2-        تصحيح نتايج مقاومت در بخشتعيين مقاومت فشاري آزمونه هاي استوانه ارائه شده است.

7-3-1-5-3-        در آبا و ACI در صورتيكهدر مغزه ها ميلگرد وجود داشته باشد اصلاح يا تصحيحي را منظور نكرده اند و اصولاًبحثي را در اين زمينه به ميان نياورده اند.

در منابع كشور انگليس، ضوابطيرا براي تصحيح نتيجه مغزه داراي ميلگرد ارائه كرده اند كه در ادامه به آن پرداختهمي شود.

  بهرحالتوصيه مي شود مغزه هاي اخذ شده تا حد امكان فاقد ميلگرد باشد.

7-3-1-5-4-        تصحيح نتايج مغزه ميلگرددار

        وجودميلگرد در مغزه ها باعث كاهش در مقاومت مغزه مي شود . مغزه ميلگرد دار ممكنست كاهشقابل توجهي را در مقاومت بوجود آورد در حاليكه ضوابط زير حداكثر تصحيح 10 درصد رابه نمايش            مي گذارد كه چندانمنطقي نيست . به همين دليل توصيه مي شود مغزه هاي بدون ميلگرد اخذ گردد.

بهرحال آبا و ACI هيچ تصحيحي را پيشنهاد نمي كنند.

تصحيحزير مربوط به انگليس مي باشد كه در مقاومت مغزه ضرب خواهد شد و بزرگتر از 1 ميباشد.

اگريك ميلگرد عمود بر محور طولي مغزه موجود باشد ضريب تصحيح عبارتست از :

(.)5/1+1=ضريب تصحيح مقاومت

dc,dr به ترتيب قطر ميلگرد و قطر مغزه،

h فاصله محور ميلگرد تا نزديكترين سطح انتهائي مغزه و L طول مغزه ميباشد .

اگرچند ميلگرد بصورت عمود بر محور طولي وجود داشته باشد ضريب تصحيح عبارتست از :

5/1+1= ضريب تصحيح مقاومت

اگرفاصله دو ميلگرد از قطر ميلگرد بزرگتر ، كمتر باشد كافي است ميلگردي منظور شود كهضريب تصحيح بزرگتري را بدست مي دهد .

درمورد ميلگردهائي كه موازي محور طولي مغزه مي باشند هيچگونه اطلاعاتي براي تصحيحنتايج ارائه نشده است و اطلاعات جامعي در مورد كاهش يا افزايش نتايج مقاومتي براياين نوع مغزه ها وجود ندارد.

7-3-1-6-     ارزيابي نتايج مغزه ها

مقاومت بتن بخش هائي از سازه كه به كمك مغزه گيري موردارزيابي و پذيرش سازه اي قرار مي گيرند در صورتي پذيرفته مي شود كه ميانگين مقاومتفشاري سه مغزه كمتر از 85% مقاومت مشخصه نباشد و هم چنين مقاومت فشاري هيچيك ازمغزه ها كمتر از 75% مقاومت مشخصه نباشد.

درصورتي كه شبهه اي در كار باشد براي كنترل نتايج مي توان مغزه گيري را تكرار نمود.بهر حال مسئوليت انتخاب محل جديد مغزه گيري بعهده دستگاه نظارت مي باشد.

درصورتي كه طبق اين بند نتوان بتن كم مقاومت را از نظر سازه اي پذيرفت لازم است ازطريق آزمايش بارگذاري (براي اعضاء خمشي) و يا ساير روشهاي شناخته شده اقدام مقتضيرا بعمل آورد.

لازمبه ذكر است كه مقاومت مغزه ها به دليل شرايط حاكم بر بتن ريزي، تراكم و عمل آوريدر كارگاه مي تواند كاستي هائي را در مقايسه با آزمونه هاي ساخته شده و عمل آوريشده در شرايط استاندارد (آزمايشگاهي) داشته باشد كه در اينجا 15 درصد كاستي برايميانگين مقاومت مغزه ها و 25 درصد براي يك مغزه مجاز شمرده شده است.

بديهياست در صورتيكه شرايط اين بند برقرار باشد نيازي به انجام محاسبات تحليلي وجودنخواهد داشت و بتن از نظر تأمين مقاومت سازه اي قابل قبول تلقي مي شود و موردپذيرش قرار مي گيرد. اما معناي عدم انطباق با شرايط اين بند، عدم پذيرش سازه ايبتن در روشهاي ديگر نخواهد بود.

ممكناست منطقي باشد قبل از بكارگيري آزمايش بارگذاري، به سراغ روشهاي تركيبي پذيرش بتناز نظر سازه اي برويم.

7-3-2-      آزمايشبارگذاري

در صورتي كه در مراحل فوق نتوان بتن كم مقاومت را ازنقطه نظر سازه اي پذيرفت و ترديد در مورد آن كماكان باقي باشد، ظرفيت باربري قطعه يا سازه را مي توان با آزمايشبارگذاري بر روي عضو خمشي مشكوك مورد بررسي قرار داد .

7-3-2-1-          انجام اين آزمايش بر روي اعضاءغير خمشي امكان پذير نمي باشد. حتي ممكن است نتوان برخي اعضاء خمشي را نيز بكمكاين آزمايش مورد ارزيابي قرار داد. لازم به ذكر است آزمايش بارگذاري خمشي زيربارهاي قائم و بصورت استاتيكي انجام مي شود و نبايد انگاشت كه انواع
بارگذاري هاي قائم و جانبي بصورت استاتيكي به قطعه يا سازه وارد مي شود.

7-3-2-2-       آزمايش بارگذاري طبق ضوابط آبادر فصل 2 و 19 انجام مي شود . مشروح اين آزمايش را
مي توان در ACI437 مشاهده نمود . به كمك آزمايش بارگذاري مي توان مشخص نمود كه عضويا اعضاء مشكوك در زير بار قائم استاتيكي اين آزمايش رفتار قابل قبولي را نشان ميدهد يا خير ؟ اين آزمايش نمي تواند نشان دهد كه بتن داراي مقاومت مطلوب يا قابلقبولي بوده است يا نه ؟

ظرفيتباربري سازه در زير بار قائم در آزمايش بارگذاري مورد بررسي قرار مي گيرد . درپايان اين آزمايش و نتيجه گيري از آن نمي توان به سهولت مشخص نمود كه آيا طراحيسازه اي قطعه دچار مشكلاتي بوده است يا كيفيت بتن و اجرا ؟هم چنين نمي توان براحتيدر مورد صحت طراحي و قابل قبول بودن كيفيت بتن و ساير موارد مصرفي و نحوه اجرااظهارنظر صريحي را ارائه داد .

درواقع در اين آزمايش مجموعه موارد فوق بدون تفكيك مورد ارزيابي قرار مي گيرد وعملاً بعنوان مرحله اي از بررسي بتن كم مقاومت مي باشد و در نهايت مي توان بتن كممقاومت را از نظر تامين مقاومت و باربري قطعه يا سازه پذيرفت يا رد نمود .

7-3-2-3-          لازم است بدانيم ممكن است حتياگر بتن مصرفي منطبق بر رده مورد نظر باشد و مغزه ها نيز حكايت از كيفيت مناسب بتنريخته شده و سخت شده داشته باشند ، آزمايش بارگذاري ممكن است جواب قابل قبولي راندهد . برعكس ممكن است بتن مصرفي منطبق بر رده مورد نظر نباشد، و مغزه ها نيزنمايانگر ضعف كيفي بتن باشد اما قطعه يا سازه مشكوك از آزمايش بارگذاري كاملاًسربلند خارج شود . بنابراين مجدداً خاطر نشان مي شود كه تفكيك صحت طراحي و اجرايصحيح و مصرف مصالح (بتن) منطبق با مشخصات از يكديگر با بهره گيري از آزمايشبارگذاري به سهولت امكان پذير نمي باشد .

ممكن است بدليل استفاده از قطعاتي با ابعاد بزرگتر يامصرف ميلگرد بيشتر و يا بكارگيري ميلگردهائي با مقاومت بالاتر از مقاومت مشخصه ويا به دليل تغيير در نحوه قرارگيري ميلگردها و ايجاد بازوي لنگر بيشتر در يك قطعهخمشي، عليرغم مصرف بتن كم مقاومت، ظرفيت باربري قابل قبولي را در آزمايش بارگذاريشاهد باشيم.

7-3-2-4-          آزمايش بارگذاري اعضاء خمشي يكسازه بر روي اعضاء خمشي مانند تير و دال به منظور پذيرش بتن و يا ارزيابي ايمنيسازه هاي اجراء شده و ايمني آن و هم چنين ارزيابي سازه هاي آسيب ديده يا ارزيابيعضو با تغيير شرايط بهره برداري انجام مي شود.

7-3-2-5-          آزمايش بارگذاري بايد تحت نظردستگاه نظارت و با هدايت فرد (مهندس) ذيصلاح و با سابقه در اين كار كه مورد قبولدستگاه نظارت باشد انجام گردد.

7-3-2-6-          آزمايش بارگذاري بايد حداقل پساز گذشت 8 هفته از زمان بتن ريزي بر روي قطعه يا سازه مشكوك آغاز شود مگر اينكهكارفرما، طراح (دستگاه نظارت) و پيمانكار همگي با انجام آزمايش در سن كمتر موافقتكنند. مسلماً با گذشت زمان به ويژه با اعمال عمل آوري مناسب، باربري اعضاء سازهبتني افزايش مي يابد و امكان پذيرش سازه اي بتن بيشتر مي شود.

7-3-2-7-          آزمايش بارگذاري بايد به نحويانجام گيرد كه اولاً منجر به خرابي و ريزش سازه يا بخشي از آن نشود ثانياً در صورتبروز خرابي، امنيت جاني افراد تأمين گردد و تجهيزات موجود سالم باقي بماند. بديهياست ملاحظات ايمني (مانند داربست و غيره) نبايد بر نتايج آزمايش و خيزها اثرگذارد.

7-3-2-8-          اگر هدف از آزمايش بارگذاري،مشخص نمودن ظرفيت باربري قسمتي از سازه باشد، بارگذاري بايد به نحوي انجام شود كهعامل ضعف به خوبي بررسي گردد. در تيرها و دالهاي يكسره بارگذاري در دهانه هايمجاور بايد به نحوي باشد كه حداكثر لنگر و تلاشهاي ممكن در عضو تحت آزمايش بوجودآيد. تشخيص اين حالت بعهده مهندس مسئول آزمايش مي باشد كه با توجه به اطلاعاتحاصله از طراحي موجود تصميم نهائي اخذ مي شود.

7-3-2-9-          قبل از اعمال بار اصلي آزمايشبر روي سازه، لازم است بارهاي مرده اي كه هنوز اعمال نشده است بر سازه وارد شود.اين بار (تتمه بار مرده) 48 ساعت قبل از وارد كردن بار اصلي بايد اعمال شود. بدينترتيب بار مرده كامل مي شود و تا اتمام آزمايش بارگذاري در محل باقي مي ماند.

تتمه بار مرده بدون اعمال ضرائب بار، محاسبه و اعمال ميگردد.

7-3-2-10-       براي محاسبه تتمه بار مرده وكامل كردن بار مرده وارده بر سازه، ابتدا لازم است بار مرده موجود مورد ارزيابي ومحاسبه قرار گيرد. بدين منظور بايد بار قسمتهاي اجرا شده مانند تير، دال، ديوارهاو تيغه ها، كف سازي و غيره با دقت تعيين شود. برداشت ضخامت سقف و مشخص نمودن اجزاءآن، برداشت ابعاد تيرها، ديوارها و دالهاي اجرا شده در بخش هائي كه آزمايشبارگذاري، اعمال بار را ضروري مي داند از اقدامات اوليه است. پس از آن با توجه بهوزن واحد مصالح و اجزاء سازه بايد بار مرده را محاسبه نمود.

با استفاده از بار مشخصه مرده در طراحي سازه مي توانباقيمانده بار مرده واحد سطح را تعيين كرد.

7-3-2-11-       بارهائي كه در اين مرحله يامراحل اصلي بارگذاري بايد اعمال گردد و بر روي عضو خمشي قرار گيرد مي تواند بااستفاده از مصالح مختلف ساختماني و يا ساير مصالح وارد گردد.

كيسه هاي توزين شده مصالح مانند سيمان، گچ، ماسه، خاك وغيره يكي از بهترين گزينه هاست. آجر، بلوك، جدول از جمله مصالح مناسب ديگر تلقي ميشود. بديهي است وزن متوسط واحد مصالح مصرفي در بارگذاري بايد تعيين گردد. بااستفاده از ماسه يا خاك بصورت فله اي و بدون كيسه نيز مي توان بارگذاري را انجامداد اما بهرحال مصالح بارگذاري بايد چنان اعمال گردد كه اثر قوس زدن (طاق زدن) درآن بوجود نيايد و بتواند بار خود را مستقيماً در همان محل استقرار، وارد نمايد.مسلماً مقدار ماسه يا خاك بايد با توزين مشخص گردد.

7-3-2-12-       با توجه به ابعاد محل بارگذاري(سطح بارگذاري) و مقدار تتمه بار مرده در واحد سطح، بايد مقدار كل تتمه بار مردهرا بدست آورد و بار لازم (مصالح) را براي بارگذاري تأمين نمود.

هم چنين لازم است كل بار لازم براي مراحل اصلي بارگذاريرا نيز طبق آنچه در ادامه مي آيد محاسبه كرد و تأمين آنرا در دستور كار قرارداد.گاه اتفاق مي افتد كه در اواسط آزمايش بارگذاري، مصالح بارگذاري تمام مي شود و درانجام آزمايش وقفه ايجاد مي گردد كه مطلوب نيست.

7-3-2-13-       لازم است مبنائي براي قرائت خيز(مبناي اندازه گيري تغيير شكل ها يا تغيير مكانها) قبل از اعمال بار اصلي آزمايشبارگذاري مشخص شود. براي اينكار، يك تير مبنا (مرجع) بايد روي سطح          ستون ها يا ديوارهاي باربر نصب گردد تابتوان وسايل اندازه گيري خيز را روي اين تير نصب نمود. انتخاب محل استقرار تيرمرجع بسيار مهم است. خيز بدست آمده از اين اندازه گيري بايد خيز خالص تير يا دالمورد نظر باشد و تغيير شكل قائم ستون يا ديوار نبايد بر نتيجه حاصله اثر گذارد.تير مرجع نبايد بسيار ضعيف و لرزان باشد اما لازم نيست از اساس مقطع بسيار زياديبرخوردار باشد.

7-3-2-14-       براي اندازه گيري خيز از يكتغيير شكل سنج (ساعت اندازه گيري) و يا LVDT مي توان استفاده نمود. دقت قرائت (درجهبندي) وسيله مورد نظر مي تواند 1/0 ميلي متر باشد. استفاده از وسايلي با دقت 01/0يا 02/0 ميلي متر معمولاً مورد استفاده قرار مي گيرد كه دقت زيادي را بدست مي دهد.

7-3-2-15-       وسيله اندازه گيري تغيير مكان(تغيير شكل ياخيز) در محلي نصب مي شود كه بتوان حداكثر خيز قطعه خمشي بارگذاري شدهرا بدست آورد. بديهي است تير مرجع را بايد به نحوي نصب نمود كه اين امكان بوجودآيد. در اكثر تيرها و دالها، حداكثر خيز در وسط دهانه اتفاق مي افتد. بنابر ايناغلب اوقات اين وسايل اندازه گيري در وسط دهانه نصب و تنظيم مي شود.

7-3-2-16-       براي پرهيز از اغتشاش در قرائتها، بهتر است زير دال يا تير در وسط دهانه (محل نصب وسيله تغيير شكل سنج) ساب زدهو صاف شود. اگر ناصافي ها زياد است بهتر است يك صفحه ترجيحاً فلزي را در زير تيريا دال در محل مورد نظر چسباند تا مشكل اندازه گيري حل شود و نوك ميله وسيلهاندازه گيري در تماس با اين صفحه باشد.

7-3-2-17-       قبل از شروع بارگذاري اصليآزمايش، لازم است تغيير شكل سنج را قرائت نمود و يا ترجيحاً آنرا صفر كرد و از صحتعملكرد آن مطمئن شد و جهت مثبت و منفي قرائت ها را كنترل كرد.

7-3-2-18-       بخشي از سازه كه بايد موردآزمايش بارگذاري قرار گيرد بايد با توجه به بند 3-2-8 و در نظر گرفتن سطح موردنياز جهت بارگذاري، به تدريج در 4 مرحله در زير بار اصلي آزمايش قرار داده شود.افزايش بار در 4 مرحله بايد تقريباً يكسان باشد و ضربه اي به سازه وارد نگردد. درنتيجه بار استاتيكي به تدريج در هر مرحله بايد اعمال گردد اما لازم نيست افزايشبار در هر مرحله دقيقاً يكسان باشد.

7-3-2-19-       بار اصلي آزمايش بصورت زيرمحاسبه مي شود. در واقع اين بار علاوه بر تتمه بار مرده اعمال شده در 48ساعت قبل،وارد مي شود. جمع بارهاي وارده بر عضو بعنوان بار كل آزمايش تلقي          مي شود.

(L 5/1 + D 25/1) 95/0= بار كل آزمايش

D بار مرده و L بار زنده در واحد سطح بر حسب ² m/ kgمي باشد و مقدار ( L 5/1 + D 25/1)
بار طراحي ( با ضرائب بار ) است.

L 425/1 +D 1875/0 =D- (L 5/1+D 25/1) 95/0= بار (اصلي) آزمايش

 اگر D برابر 500 و L برابر 200 باشد بار آزمايش تقريباً  m²/ kg380 مي باشد كهعلاوه بر بار مرده 500 اعمال مي شود و بار كل آزمايش 880 خواهد بود. در حاليكه جمعبار مرده و زنده سرويس برابر 700 مي باشد.

برايمثال اگر از m²/kg500 بار مرده فقط m²/kg350 بصورت ساخته شده باشد لازم است
مقدار m²/kg150 را بصورت تتمه بار مرده، 48 ساعت قبل از اعمال بار اصلي آزمايش، برسازه وارد نمود و سپس 2m /kg 380 را پس از 48 ساعت اعمال كرد (جمع بار وارده توسط مصالحبارگذاري 530         مي باشد. )

تتمهبار مرده در يك مرحله وارد مي شود اما بار اصلي آزمايش لازم است در 4 مرحله ( هرمرحله تقريباً 2m /kg 95 ) اعمال گردد. برخي از آزمايشگران مايلند خيز عضو را در زيربار سرويس بررسي نمايند. در مثال فوق بار سرويس 700 مي باشد در حاليكه در مرحلهاول بارگذاري اصلي، بار 595، در مرحله دوم 690 و در مرحله سوم 785 را بر روي عضوداريم. اگر قرار باشد زير بار سرويس خيز را اندازه گيري نمائيم لازم است در دومرحله ابتدائي 2m /kg 100 بار اعمال نمائيم و در دو مرحله انتهائي 2m /kg 90 بار واردكنيم.

اينتغيير در بار مراحل مختلف مشكلي را بوجود نمي آورد و ناقص خواسته آئين نامه نيست.

7-3-2-20-       در مواردي كه آئين نامهبارگذاري اجاره كاهش سربار را مي دهد مي توان آنرا در آزمايش    گذاري نيز كاهش داد(مثل دهانه هاي بزرگ)

توزيعبار بايد بصورت يكنواخت در سطح عضو خمشي دارد گردد و از عملكرد قوسي مصالحبارگذاري بايد جلوگيري به عمل آيد.

بهرحالبار اصلي آزمايش، بار واحد سطح ضربدر و سطح بارگذاري خواهد بود كه معمولاً نياز بهمصالح زيادي براي اعمال بار وجود دارد.

7-3-2-21-       در ACI 318  و ACI 437 مقدار بار آزمايش كمي متفاوت است اما چنداناهميتي ندارد زيرا تفاوت در رقم دوم اعشار ضرائب DوL مي باشد.

7-3-2-22-       در آبا و ACI318 نحوه اعمالمراحل اعمال بار مشخص شده است كه پس از اعمال بار در هر مرحله بايد خيز در فواصلزماني مساوي اندازه گيري شود و پس از اينكه در روند پيشرفت خيزها كند شد (كمتر 10درصد تغيير شكل قبلي) اجازه داده مي شود بار مرحله بعدي به تدريج وارد شود.

3-2-22- پس از گذشت 24 ساعت ازبارگذاري اصلي (4 مرحله) بايد خيز موجود را با استفاده از وسيله اندازه گيري قرائتو مشخص نمود. بدين ترتيب خيز متناظر با بارگذاري اصلي طي 4 مرحله بدست          مي آيد. (قرائت اوليه)

7-3-2-23-       پس از قرائت خيز در اين مرحلهبايد بار آزمايش برداشته شود. اين بار طي 2 مرحله بايد برداشته شود (در آبا مرحلهبندي وجود ندارد). پس از باربرداري در مرحله اول باربرداري بايد اجازه داد تغييرشكلها حالت تقريباً ثابتي را كسب كند و سپس بار مرحله بعدي برداشته شود. در اينباربرداري نبايد تتمه بار مرده برداشته شود و كماكان تا پايان آزمايش حفظ خواهدشد. در مثال فوق kg/m2 380 بار اصلي طي دو مرحله kg/m2 190 برداشته مي شود.

7-3-2-24-       قرائت نهائي تغيير شكل سنج، 24ساعت پس از باربرداري (حذف بار اصلي آزمايش) انجام  مي شود و آزمايش خاتمه مي پذيرد.

7-3-2-25-       در طي آزمايش، عضو خمشي بايد ازسطح زيرين مورد بررسي قرار گيرد. در واقع در ابتداي آزمايش، عضو مورد نظر بايدبازرسي شده باشد و تركها يا نقايص ثبت شود. در طي بازرسي هاي حين آزمايش نبايدآثار گسيختگي مشاهده شود و آزمايش در صورت شروع گسيختگي بايد متوقف شود و نتيجهگيري از آن، عدم تحمل باربري سازه خواهد بود و نبايد بر روي  اين قسمت، آزمايش مجددي انجام شود.

بنابراين بازرسي مستمر در طي آزمايش توسط فرد ذيصلاحضرورت دارد.

7-3-2-26-       اگر آثار گسيختگي يا شكستمشاهده نشود و خواسته هاي زير برآورده شوند، ظرفيت باربري عضو مورد نظر قابل قبولخواهد بود (براي بتن مسلح)

الف:حداكثر تغيير مكان (خيز) اندازه گيري شده در عضو خمشي (a( از مقدار  كمتر باشد.

ب:در صورت تجاوز خيز از مقدار مجاز، برگشت تغيير مكان (خيز)، پس از حذف بار(باربرداري) از 75 درصد حداكثر خيز اوليه كمتر نباشد (در بتن پيش تنيده حداقلبرگشت خيز 80 درصد مي باشد) دهانه محاسباتي (فاصله محور تا محور تكيه گاه ها و يا فاصله آزاد بينتكيه گاه بعلاوه ارتفاع عضو خمشي، هركدام كوچكتر است مي باشد. در تيرها يا دالهايطره اي، طول دهانه محاسباتي دو برابر فاصله تكيه گاه تا انتهاي طره مي باشد) hارتفاع قطعه يا عضو خمشي است.

درزير بار سرويس نبايد از خيز محاسباتي تجاوز شود و تركي بوجود آيد(اگر ضابطه ايوجود دارد و آزمايش در زير بار سرويس انجام شده باشد)

7-3-2-27-       در اعضاء مسلح (غير پيش تنيده)مي توان پس از گذشت 72 ساعت از پايان بارگذاري، مجدداً آزمايش بارگذاري را انجامداد مشروط بر اينكه ترك حاد و آثار شكست و گسيختگي مشاهده نشده باشد. در اين حالتبايد حداقل برگشت خيز براي بتن مسلح 80 درصد باشد. در صورت مردود شدن قطعه، انجامآزمايش در نوبت هاي بعدي امكان پذير نمي باشد مگر اينكه قطعه تعمير شود و تقويتلازم صورت گرفته و موجب ارتقاء كيفي شده باشد.

7-3-2-28-       در صورتي كه قطعه يا سازه دراين آزمايش مردود شوند مي توان به اقدامات مقتضي ديگري متوسل گرديد كه در ادامهبيان مي شود.

7-3-3-      روشهايتركيبي و ساير اقدامات مقتضي:

7-3-3-1-         روشهاي تركيبي (تحليلي و آزمايشي)

در مواردي كه از بتن مغزه گيري شده باشد و مقاومت مغزهها طبق ضوابط موجود در آئين نامه مورد پذيرش سازه اي واقع نشده باشد مي توانمجدداً به سراغ روش تحليلي (ترجيحاً مرحله دوم) رفت. در اين حالت با توجه به وجوداطلاعاتي در مورد مقاومت مغزه ها در ناحيه مشكوك مي توان به تحليل مقطع پرداخت. دراين حالت مي توان در ضريب ايمني مقاومت بتن تجديد نظر نمود زيرا مقاومت مغزه مورداستفاده قرار مي گيرد. در اين مورد مي توان ضريب ايمني جزئي مقاومت بتن را بر 85/0تقسيم نمود و در روابط موجود بكار گرفت.

7-3-3-2-         ساير اقدامات مقتضي

ممكن است با ساير اقدامات زير بتوان بتن را از نظر سازهاي مورد پذيرش قرار داد. بهرحال هزينه اين عمليات در صورت تأييد كارفرما و نظارتبعهده پيمانكار است.

3-3-2-1- در صورتي كه كارفرما (مالك) صلاح بداند و قبولنمايد، مي توان با تغيير بارهاي مرده موجود در سازه (بويژه در منطقه مشكوك) ازطريق نقشه، تغيير مصالح مصرفي و يا تغيير جزئيات اجرائي، ممكن است بتوان بتن را ازنظر سازه اي مورد پذيرش قرار داد. اين مورد نياز به بررسي طراح پروژه و يا دستگاهنظارت خواهد داشت.

3-3-2-2- در صورتي كه كارفرما صلاح بداند و قبول نمايد،ممكن است با تغيير شرايط بهره برداري و در پي آن با تغيير بار زنده، بتن را از نظرسازه اي پذيرفت. بررسي و محاسبات لازم بايد توسط طراح پروژه يا دستگاه نظارت بهدقت انجام شود تا اين امر ميسر گردد.

3-3-2-3- با تقويت عضو مشكوك يا ضعيف ممكن است بتوان بتنرا از نظر سازه اي پذيرفت و به حد قابل قبولي رسانيد. تقويت سازه به كمك روشهايخاص يا مواد و مصالح مناسب و خاص بايد انجام شود و نشان داده شود كه مشكل سازه حلشده است.