مغزه گیری بتن ( کرگیری بتن )

بر طبقاستاندارد های مختلف روش های متنوعی برای اندازه گیری مقاومت بتن وجود دارد که یکیاز آنها کرگیری یا مغره گیری بتن می باشد. شما می می توانید برای انجام تست کرگیری( مغزگیری بتن ) یا انجام کرگیری با هدف ایجاد اپینیگ در بتن با بخش فنی و مهندسکلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

مغزه گیری بتنیا کر‌گیری بتن،

Concrete Core Testing

اگر چنانچه مقاومت نمونه‌های آزمایشفشاری کمتر از حداقل مقدار تعیین شده در مشخصات فنی کار باشد، در اینصورت یا بتنواقع شده در سازه ضعیف است و یا نمونه‎‌هایآزمایشگاهی بتن واقعا معرف بتن در سازه نمی‌باشند. برای بررسی قسمت‌های مشکوک سازهمی‌توان آزمایش مغزه‌گیری بتن انجام داد.

معمولامقاومت مغزه‌ها کمتر از مقاومت استوانه‌های استاندارد است. این امر تا حدی درنتیجه عملیات حفاری و تا حدی بدلیل عمل آوردن در کارگاه می‌باشد. صدمه دیدن مغزه‌هادر بتن‌های با مقاومت بیشتر، زیادتر است و Malhotra پیشنهاد می‌کند که برای بتن با مقاومت 40 مگا پاسکال کاهش درمقاومت می‌تواند تا 15 درصد برسد. انجمن بتن انگلستان یک افت 5 تا 7 درصد را منطقیدانسته است.

دستگاه مغزه‌گیری با متعلقات (Core)

برای انجام مغزه‌گیری بتن نیاز به تجهیزات خاص آن است؛ این دستگاهبنام CORE می‌باشد و از سه قسمت اصلی پایه– سر‌مته - الکترو موتور تشکیلشده است.

پایه آن توانایی نصب روی هر سطح صافی را دارد و با یک رول بولتدستگاه محکم در محل نصب می‌گردد تا از جابجایی دستگاه در هنگام مغزه گیری بتنجلوگیری کرده و مغزه‌ای سالم بدست آید. همچنین سر مته‌های آن که بصورت استوانهخالی می‌باشد و با طول حدود 60 سانتیمتر و قطر 1 تا 6 اینچ موجود می‌باشد بعلتالماسه بودن سر مته، مغزه‌گیری بتن بسیار سخت به همراه فولاد امکان‌پذیر می‌باشد.

این دستگاهی که آزمایش بوسیلهآن انجام می‌شود، با سرعت زیاد می‌چرخاند و برای خنک کردن آنها حین کار از آباستفاده می‌شود. سرعت آب مورد نیاز بستگی به نوع دستگاه متفاوت بوده و متوسط سهلیتر در ثانیه می‌باشد. در صورتیکه بتن سخت شده دارای خلل و فرج باشد، مته بخوبیعمل حفاری را انجام نداده و نمونه کامل بدست نمی‌آید.

پس از نمونه‌برداری دو سطحبصورت مناسب برش، صاف شده، پس از وزن کردن و اندازه گیری ابعاد استوانه‌ایاستاندارد و مغزه‌ها، نمونه‌ها کلاهک گذاری می‌شوند. نمونه‌های استوانه‌ای فقط ازیک طرف کپینگ می‌شود، ولی مغزه‌ها از دو انتها کلاهک‌گذاری شده و طبق استاندارد ACI ضخامت لایه کپینگ باید در کمترین مقدار ممکن باشد (درحدود 2میلیمتر) ولی متاسفانه بدلیل وجود مقداری زیادی ناخالصی ماسه در پودر کپینگ اینضخامت گاهی به پنج میلیمتر می‌رسد که ممکن است در نتایج آزمایشگاهی بتن تاثیر گذارباشد. نمونه‌ها پس از خشک شدن در هوای آزاد مطابق تمهیدات ASTM C42-90 شکسته می‌شوند.

آن گونه که آزمایش‌ها نشان می‌دهند،مقاومت نمونه‌هایی که بطور عمودی مته می‌شوند (در امتداد لایه‌های بتن‌ریزی) بهخاطر آثار لایه‌ای، بیشتراز مقاومت مغزه‌هایی است که بطور افقی مته می‌شوند.اطلاعات منتشر شده دراین مورد متفاوت است، اما متوسط اختلاف (حدود 8 درصد) دراکثرموارد اعلام شده است. با اینکه نمونه‌های استوانه‌ای استاندارد بصورت عمودی آزمایشمی‌شوند، نمونه‌های مکعبی معمولا درصفحه‌ای عمود برجهت بتن ریزی تحت آزمایش قرارمی‌گیرند، بدین ترتیب تطابق بیشتری با مغزه‌هایی دارند که بصورت افقی مته شده‌اند.

آزمایش مغزه گیری بتن ( کیرگیریبتن )

5. مغزه‌ها

آزمون بررسی و تراکم مغزه‌هایی که ازبتن سخت‌شده بریده شده است، روش بسیار جا افتاده‌ای است که بازرسی بصری مناطقداخلی یک عضو را همراه با برآورد مقاومت میسر می‌کند. سایر خواص فیزیکی که می‌تواناندازه‌گیری کرد شامل چگالی،‌ جذب آب،‌ مقاومت کششی غیر مستقیم و حرکت از جملهانبساط ناشی از واکنش‌های آلکالی- سنگدانه است. مغزه‌ها نیز اغلب به عنوان نمونهبرای تحلیل شیمیایی پس از آزمون مقاومت بکار می‌رود. در اکثر کشورها استانداردهاییوجود دارد که روش‌هایی برای برش،‌ آزمون و تفسیر نتایج را پیشنهاد می‌کند؛ BS 1881: Part 120 (114) در انگلیس مورداستفاده قرار می‌گیرد در حالی که در آمریکا ASTM C42 (115) و ACI 318 (116) مورد استفاده قرار می‌گیرد. گزارشفنی شماره 11 انجمن بتن و ضمیمه آن نیز اطلاعات و دستورالعمل‌های تکمیلی مفصل و ارزشمندیارائه می‌کند.

1.5 روندهای کلی برش وآزمون مغزه

1.1.5 محل و اندازه مغزه

با در نظر داشتن اینکه توزیع‌هایاحتمالی مقاومت در عضو که در فصل 1 مطرح شد با توزیع‌های تنش مورد انتظار ارتباطدارد،‌ هدف اصلی آزمون در اصل بر انتخاب محل مغزه تاثیرگذار است. وقتی ارزیابیقابلیت استفاده هدف اصلی باشد،‌ آزمون‌ها معمولا باید در نقاطی صورت گیرد که حداقلمقاومت و حداکثر تنش احتمالی برای مثال از سطح بالایی در نزدیک وسط دهانه تیرها ودال‌های ساده یا از هر وجه نزدیک بالای برجستگی ستون‌ها یا دیوارها باهم مطابقتداشته باشد. با این حال،‌ اگر عضوی سست باشد،‌ برش مغزه ممکن است عملکرد آینده آنرا مختل کند،‌ مغزه‌ها باید از نزدیک‌ترین محل غیرحساس گرفته شود. ملاحظاتزیباشناختی مربوط به ظاهر پس از مغزه‌گیری نیز گاهی می‌تواند بر انتخاب محل آزمونتاثیر بگذارد. یا اینکه،‌ ناحیه بتن مشکوک را می‌توان با روش‌های دیگر تعیین کرد.

اگر تعیین مطابقت ویژگی‌ها هدف اصلیباشد،‌ محل مغزه‌ها را باید طوری تعیین کرد که از بتن غیرمعرف اجتناب کرده و درمورد ستون‌ها،‌ دیوارها یا تیرهای عمیق معمولا مغزه به صورت افقی حداقل از 300میلیمتر زیر برجستگی گرفته شود. اگر حفر به صورت عمودی رو به پایین مثلا در دال‌هاضرورت داشته باشد،‌ طول مغزه باید به اندازه‌ای باشد که از میان بتن غیرمعرف کهممکن است 20% بالای ضخامت را اشغال کند،‌ عبور کند. در این موارد اگر امکانپذیرباشد حفر رو به بالا از زیر طاق می‌تواند میزان حفر را به طور قابل توجهی کاهش دهداما این عملیات ممکن است دشوارتر بوده و در رابطه با آثار ترک خوردگی کششی احتمالیعدم قطعیت‌های دیگری را موجب شود. میله‌های آرماتور که از مغزه عبور کرده است عدمقطعیت آزمون مقاومت را افزایش خواهد داد و باید در صورت امکان از آن اجتناب کرد.بنابراین،‌ استفاده از کاورمتر برای محل‌یابی آرماتور قبل از برش پیشنهاد می‌شود.

وقتی برای آزمون تراکم باید از مغزهاستفاده کرد،‌ استانداردهای انگلیس و آمریکا ایجاب می‌کند قطر حداقل سه برابرحداکثر اندازه اسمی سنگدانه باشد. به علاوه،‌ BS 1881: Part 120 (114) حکم می‌کندحداقل قطر 100 میلیمتر مورد استفاده قرار گیرد و قطر 150 میلیمتر ترجیح داده می‌شودهر چند در استرالیا به طور کلی 75 میلیمتر مورد قبول است. به طور کلی،‌ با افزایشنسبت اندازه سنگدانه به قطر مغزه،‌ دقت کاهش می‌یابد و اگر حداکثر اندازه سنگدانهبیشتر از 25 میلیمتر باشد،‌ مغزه به قطر 100 میلیمتر نباید مورد استفاده قرار گیردو در مغزه های 75 میلیمتری،‌ اندازه سنگدانه باید ترجیحا کمتر از 20 میلیمتر باشد.در برخی شرایط به خصوص در اعضای کوچکی که سوراخ‌های بزرگ غیر قابل قبول است،‌قطرهای کوچکتر مورد استفاده قرار می‌گیرد اما تفسیر نتایج در مغزه‌های کوچک پیچیده‌تراست که در بخش 3.5 به طور جداگانه بررسی می‌شود. انتخاب قطر مغزه همچنین تحت‌تاثیرطول احتمالی نمونه قرار می‌گیرد. به طور کلی می‌پذیریم نسبت طول به قطر در مغزههای آزمون تراکم باید بین 1.0 و 2.0 میلیمتر باشد اما درباره مقدار مطلوب نظراتمتفاوت است.

انجمن بتن (25) و BS 1881: Part 120 (114) اظهار می‌داردبه دلیل هزینه حفر،‌ آسیب،‌ تغییرپذیری طول و تاثیرات هندسی روی آزمون،‌ مغزه‌ها بایدتا حد امکان کوتاه (l/d=1.0→1.2) باشد. با اینکه این نقاط معتبر است،‌ روند ارتباط مقاومت مغزه بامقاومت استوانه یا مکعب معمولا شامل اصلاح استوانه استاندارد معادل با l/d=2.0 است و می‌توان استدلال کرد عدم قطعیتعوامل اصلاح در صورتی به حداقل می‌رسد که نسبت طول به قطر مغزه نزدیک 2.0 باشد(117) (به بخش 2.2.5 رجوع کنید) و ASTM C42 این دیدگاه راتایید می‌کند (115).

تعداد مغزه‌های مورد نیاز به انگیزه‌هایآزمون حجم بتن مورد نظر بستگی خواهد داشت. دقت احتمالی مقاومت‌های برآورد شده دربخش 3.2.5 مورد بحث قرار گرفته است اما تعداد مغزه‌ها باید به اندازه‌ای باشد کهمعرف بتن مورد بررسی بوده و مقاومت را با دقت قابل قبولی که در فصل 1 مطرح شدبرآورد کند. ACI 318 (116) ایجاب می‌کند همواره حداقل بایدسه مغزه مورد استفاده قرار گیرد.

2.1.5 حفر کردن

همان طور که شکل 1.5 نشان می‌دهد،‌مغزه معمولا به وسیله ابزار برش چرخشی با مته الماسی بریده می‌شود. این ابزار قابلحمل اما سنگین است و باید درون بتن محکم و سفت شود تا از حرکت نسبی جلوگیری کندزیرا این حرکت موجب می‌شود مغزه شکل طبیعی خود را از دست داده یا بشکند و تامین آبنیز برای چرب کردن کاتر الزامی است. برای رسیدن به یک اتصال محکم در ابزار حفربدون توسل به پیچ‌های انبساطی یا بست سنگین می‌توان از ابزار کمکی وکیوم استفادهکرد. یکنواختی فشار حائز اهمیت است لذا لازم است حفر به وسیله اپراتور ماهر انجامگیرد. برای مغزه‌هایی تا قطر 75 میلیمتر،‌ ابزار دستی موجود است. نمونه استوانه‌ایبدست آمده است که ممکن است آرماتور تعبیه شده داشته باشد و به محض اینکه عمق کافیحفر شد،‌ معمولا با شکستن از طریق ورود اسکنه سرد در کنار مغزه، برداشته می‌شود.

شکل 1.5 مته برش مغزه.

سپس می‌توان این مغزه را که انتهایداخلی آن ناصاف است با استفاده از مته یا انبر برداشت و سوارخ درست می‌شود. اینامر با فرو کردن بتن خشک دارای انقباض کم داخل سوراخ یا با محکم کردن یک استوانهقالب‌گیری شده با اندازه مناسب در داخل سوراخ با دوغاب سیمان یا رزین اپوکسی، بهترمحقق می‌شود. این نکته حائز اهمیت است که هر مغزه در این مرحله مورد بررسی قرار ‌گیردزیرا اگر طول برای آزمون ناکافی باشد یا آرماتور بیش از اندازه بوده یا حفره‌هاییوجود داشته باشد، مغزه‌های بیشتری باید در محل‌های مجاور حفر کرد. هر مغزه را بایدجهت شناسایی به روشنی اسم‌گذاری کرده و سطح حفرشده را مشخص کرده و به شرح ساده‌ایاز عنصر حفر شده ارجاع متقابل کرد. عکس مغزه‌ها برای ارجاع در آینده به خصوص بهعنوان تایید ویژگی‌هایی که طی بازرسی بصری مورد توجه است ارزشمند است و این عکس‌هاباید در اسرع وقت پس از برش گرفته شود. این نوع عکس معمولی در شکل 2.5 نشان دادهشده است.

شکل 2.5 مغزه معمولی.

3.1.5 آزمون

قبل از بررسی بصری،‌ ارزیابی میزانحفره و تعیین چگالی، لبه‌های هر مغزه را باید مرتب و آماده کرد و انتهای آن ساییدهشده یا درپوش گذاشته می‌شود.

1.3.1.5 بررسی بصری: نوع،‌ اندازه ومشخصات سنگدانه را باید همراه با درجه‌بندی ارزیابی کرد که معمولا به راحتی روی سطحمرطوب مشاهده می‌شود اما به خاطر ویژگی‌های دیگری که باید مورد توجه قرار گیردنظیر توزیع سنگدانه،‌ سوراخ سوراخ شدگی،‌ ترک‌ها،‌ نقایص و آسیب ناشی از حفر،‌ سطحخشک اولویت دارد. جزئیات دقیق محل و اندازه آرماتوری که از مغزه عبور می‌کند نیزباید ثبت شود. حفره‌ها را از طریق مقایسه با عکس‌های «استاندارد» از میزان حفرهمشخص که گزارش فنی 11 انجمن بتن (25) و BS 1881: Part 120 (114) تهیه کرده استباید از لحاظ میزان حفره مازاد طبقه‌بندی کرد. این عکس‌های مرجع بر اساس فرض میزانحفره کاملا متراکم «احتمالی» 0.5% است.این مقدار برآورد شده میزان حفره مازادهنگام محاسبه مقاومت احتمالی مورد نیاز خواهد بود (به بخش 2.2.5 رجوع کنید). اگرشرح مفصل‌تر حفره‌ها ضرورت داشته باشد،‌ باید بر حفره‌های کوچک (3-0.5 میلیمتری)،‌حفره‌های متوسط (6-3 میلیمتری) و حفره‌های بزرگ (بزرگتر از 6 میلیمتر) با توجه بهاصطلاح «سوراخ سوراخ شدگی» که وقتی به هم متصل هستند بکار می‌رود،‌ دلالت داشتهباشد.

2.3.1.5 مرتب کردن لبه‌ها: این کارترجیحا با سنگ کاری یا با اره الماس آب و روغن کاری شده باید یک مغزه با طول مناسببا دو انتهای موازی بدست آورد که بر محور مغزه عمود است. در صورت امکان،‌ آرماتورو بتن غیرمعرف را باید کنار گذاشت.

3.3.1.5 درپوش گذاشتن: مغزه‌ها راباید با ملات سیمان دارای آلومینای بالا یا مخلوط سولفور – ماسه درپوش گذاری کرد تا سطح انتهای موازی بر محور مغزه عمود باشدمگر اینکه انتهای آن‌ها را با ساییدن آماده کردد. (نباید از مواد دیگر استفاده کردزیرا ثابت شده است به نتایج غیر قابل اطمینانی منتهی می‌شود.) درپوش‌ها را باید تااندازه‌ای که امکان دارد نازک نگه داشت اما اگر مغزه با دست مرتب شده باشد می‌توانددر ضخیم‌ترین نقاط تا حدود حداکثر اندازه سنگدانه باشد.

4.3.1.5 تعیین چگالی: در تمام مواردپیشنهاد می‌شود و با روند زیر به خوبی اندازه‌گیری می‌شود (25):

(1) اندازه گیریحجم (V_u) مغزه مرتب‌شده با جابجایی آب

(2) تعیین چگالیمواد درپوش (D_c)

(3) قبل از آزمونتراکم، وزن مغزه درپوش دار سطح خشک یا خیس‌خورده در هوا و آب را مشخص کنید تا وزنناخالص W_t و حجم V_t را تعیین کنید.

(4) در صورت وجودآرماتور، باید پس از آزمون تراکم و تعیین وزن W_t و حجم V_s از بتن برداشته شود.

(5) چگالی بتن رادر مغزه بدون سرپوش محاسبه کنید. اگر هیچ فولادی وجود نداشته باشد، W_s و V_s هر دو صفر باشد.

بنابراین، مقدار بدست آمده را می‌تواندر صورت نیاز برای ارزیابی میزان حفره مازاد بتن با استفاده از رابطه زیر مورداستفاده قرار داد:

 = حفره‌های اضافی برآوردشده

که در آن D_p چگالی احتمالیمبتنی بر مقادیر موجود مکعب‌های 28 روزه با ترکیب یکسان است.

5.3.1.5 آزمون تراکم: این روشاستاندارد در انگلیس آزمون مغزه‌ها در شرایط استاندارد است هر چند در آمریکا (116)اگر بتن در محل خشک باشد، آزمون خشک مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر مغزه اشباعشده باشد، آزمون نباید کمتر از دو روز پس از درپوش گذاشتن و فروروی در آب انجامگیرد. میانگین قطر باید در نزدیک‌ترین 1 میلیمتری به وسیله کولیس با اندازه‌گیریروی دو محور در نقاط ربع و میانی در امتداد طول مغزه اندازه‌گیری کرد و طول مغزهرا نیز باید در نزدیک‌ترین 1 میلیمتر اندازه‌گیری کرد.

آزمون تراکم باسرعتی در محدوده N/mm².min 24-12 در یک دستگاه آزمون مناسب انجامخواهد شد و حالت گسیختگی باید مورد توجه قرار گیرد. اگر درپوش‌ها ترک خورده یا درپوشو مغزه جدا شده باشد، در دقت نتیجه باید تردید کرد. در حالت ایده‌آل، ترک‌خوردگیباید در محیط پیرامون مغزه یکسان باشد اما به استثنای مغزه‌های کوتاه یا بهاستثنای زمانی که آرماتور یا سوراخ‌سوراخ‌شدگی وجود داشته باشد، ترک برشی موربرضایت ‌بخش تلقی می‌شود.

6.3.1.5 سایر آزمون‌های مقاومت مغزه:به گونه‌ای است که در بالا بیان شد با اینکه آزمون فشاری، تاکنون رایج‌ترین روشآزمون مقاومت مغزه‌ها است، تحقیقات اخیر بیانگر احتمال روش‌های دیگری است که درزیر بیان می‌شود. دو مورد از این روش‌ها مقاومت کششی را اندازه‌گیری می‌کند، بااین حال هیچکدام هنوز کاملا جا نیفتاده است. مقاومت کششی را نیز می‌توان با آزمون‌هایشکافتگی مغزه‌ها بنا به استاندارد ASTM C42 اندازه‌گیری کرد(115). آزمون خواص دیگر بتن نظیر نفوذپذیری، انبساط آلکالی سنگدانه یا محتوای هوا(فصل 7، 8 و 9) را نیز می‌توان روی نمونه‌های بدست آمده از مغزه‌ها با آماده‌سازی مناسب،انجام داد.

شکل 3.5 آزمون بار نقطه‌ای.

رابینز (118) نشانداده است در آزمون مقاومت بار نقطه‌ای، کاربرد آزمون بار نقطه‌ای که روش مورد قبولبرای طبقه‌بندی مقاومت سنگ است می‌تواند در مغزه‌های بتن مفید باشد. بار فشاری بهوسیله جک هیدرولیک دستی در میان قطر اعمال می‌شود در حالی که نمونه‌ها بین صفحات مخروطیبا نقطه‌ای به شعاع 5 میلیمتر نگه داشته می‌شود که به طور کروی کوتاه شده‌اند.مشخص شده است شاخص مقاومت بار نقطه‌ای به طور غیر مستقیم با مقاومت فشاری بتنارتباط دارد هر چند اندازه مغزه و نوع سنگدانه بر این رابطه تاثیرگذار است. در یکسنگدانه و اندازه مغزه معین، این شاخص به طور خطی با مقاومت مکعب به ازای مقاومت‌هایبیشتر از N.mm² 20 تغییر می‌کند. بهعلاوه، رابینز (118) ادعا می‌کند تغییرپذیری آزمون با تغییرپذیری موردانتظار آزمونمتعارف مغزه قابل مقایسه است. مزایای این روش در این است که مرتب کردن لبه‌ها و درپوشگذاشتن ضروری نیست و نیروهای آزمون کمتر است و لذا استفاده از ابزار قابل حمل کوچکدر سایت با هزینه واحد کم را میسر می‌کند.

آزمون بار نقطه‌ای لزوما یک آزمونکششی است و رابینز (119) تایید کرده است بین شاخص بار نقطه‌ای و مقاومت خمشی یکرابطه خطی ساده وجود دارد. بنابراین، این آزمون به خصوص برای بتن‌های اسپری شده یاالیافی مفید است (120).

کلی تون (121) ثابت کرده است درآزمون کشش فشار گاز، فشار گاز اعمال شده را می‌توان برای شبیه‌سازی اثر آزمون‌هایکشش تک‌محوری، روی استوانه‌ها بکار برد و مغزه‌ها را می‌توان برای این هدف استفادهکرد. این نمونه را به رویه‌های فولادی استوانه‌ای با درزگیرهای موجود در هر انتهاوارد می‌کنند و فشار گاز بر سطح خمیده لخت اعمال می‌شود. نیتروژن ایمن و مناسباعلام شده است. این جریان با رگولاتور تک مرحله‌ای کنترل می‌شود و برای اندازه‌گیریاز فشارسنج استفاده می‌شود. فشار به صورت دستی با یک سرعت معین افزایش می‌یابد تابا تشکیل یک سطح مرزی واحد عمود بر محور نمونه، گسیختگی رخ دهد. این دو مقطع بهطور جداگانه تحت فشار قرار می‌گیرد و احتیاط های ایمنی برای جلوگیری از بیرون زدنقطعات از رویه آزمون ضروری است.

این روش با استفاده از استوانه‌های100 میلیمتری توسعه یافته است اما با موفقیت بر مغزه‌های 75 میلیمتری از بتنسیمانی با آلومینای بالا اعمال می‌شود که در برخی موارد نسبت طول به قطر در آنکمتر از 1.0 است. با اینکه مدارک اولیه نشان می‌دهد این روش می‌تواند روش مطمئنیبرای تعیین مقاومت کششی در محل باشد، قبل از اینکه نتایج را با اطمینان بپذیریمتحقیقات بیشتری نیاز است.

نوع سوم آزمون «مقاومت» روی مغزه‌هاییکه کریسپ و دیگران (122) توسعه داده‌اند از بار فشاری با میزان کرنش کم که رویمغزه‌هایی به قطر 72 میلیمتر با نسبت طول به قطر 2.5 می‌چرخد برای تعیین میزانآسیب در مواردی که خرابی رخ داده است، بهره می‌گیرد. داده‌های کرنش با استفاده از«فشردگی‌سنج» حساس ثبت شده و به صورت خودکار در یک میکروکامپیوتر پردازش می‌شود تامشخصات پسماند و سفتی بدست آید. این داده‌ها برای تعیین مجموعه پارامترهای آسیبناشی از خرابی مورد استفاده قرار می‌گیرد و این آزمون آسیب قابل توجه دیگری برمغزه‌ها وارد نمی‌کند و لذا آزمون بیشتر روی آن‌ها را میسر می‌کند. با این آزمون«آسیب سفتی» وارد بر بتن تحت تاثیر واکنش‌های آلکالی- سنگدانه، نتایج خوبی بدستآمده است و این روش احتمالا به سایر مکانیسم‌های آسیب کشیده می‌شود.

2.5 تفسیر نتایج

1.2.5 عوامل تاثیرگذار بر مقاومتفشاری اندازه‌گیری شده مغزه

بر اساس اینکه این عوامل به مشخصاتبتن یا متغیرهای آزمون مرتبط است آن‌ها را می‌توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد.

1.1.2.5 مشخصات بتن: شرایط رطوبتمغزه بر مقاومت اندازه‌گیری شده تاثیر خواهد گذاشت – مقدار نمونه اشباع‌شده 15-10 درصد کمتر از نمونه خشک مشابه است.لذا بسیار مهم است شرایط رطوبت نسبی مغزه و بتن در محل در تعیین مقاومت واقعی بتندر محل منظور شود. اگر مغزه در حالی مورد آزمون قرار گیرد که اشباع شده است،مقایسه با نمونه‌های کنترل استانداردی که به صورت اشباع شده مورد آزمون است واضح وروشن است اما شواهدی وجود دارد (123) مبنی بر اینکه گرادیان‌های رطوبت درون نمونهمغزه به تاثیرگذاری بر مقاومت اندازه‌گیری شده متمایل خواهد بود. این موضوع وقتیروش‌های شامل تنها چند روز خیس خوردن یا خشک شدن در هوا مورد استفاده قرار گیردعدم قطعیت دیگری را موجب می‌شود زیرا اثر این آماده‌سازی احتمالا تنها در فاصله کمزیر سطح نفوذ خواهد کرد.

نحوه عمل‌آوری و لذا توسعه مقاومتمغزه و بتن والد با زمان برش متفاوت خواهد بود. ارزیابی این اثر بسیار مشکل بوده ودر بتن پخته می‌توان از آن چشم‌پوشی کرد اما در بتن کمتر از 28 روزه باید موردتوجه قرار گیرد.

حفره‌ها در مغزه مقاومت اندازه‌گیریشده را کاهش خواهد داد و هنگام مقایسه نتایج مغزه با نمونه‌های کنترل استاندارد،از نظر مطابقت ویژگی‌های ماده، با اندازه‌گیری حفره‌های مازاد این اثر می‌تواندمجاز باشد. شکل 4.5 بر اساس مرجع (25)، تاثیر این اثر را نشان می‌دهد. طبق شرایططبیعی، حفره‌های مازاد کمتر از 5.2 درصد پیش‌بینی خواهد شد.

2.1.2.5 متغیرهای آزمون: این متغیرهابی‌شمار است و در بسیاری از موارد تاثیر چشمگیری بر مقاومت اندازه‌گیری شده خواهدداشت. مهم\‌ترین عوامل در زیر خلاصه می‌شود.

(1) نسبت طول بهقطر مغزه: با افزایش این نسبت، به دلیل اثر شکل نمونه بر توزیع‌های تنش موردآزمون، مقاومت اندازه‌گیری شده کاهش خواهد یافت. از آنجا که نسبت طول به قطراستوانه استاندارد مورد استفاده در بسیاری از نقاط جهان 2.0 است، معمولا به عنوانخط مبنای محاسبه نتایج به شمار می‌رود و رابطه بین آن و مکعب استاندارد برقراراست. ماندی و Dhir (117) تاثیر مقاومت بر اثر طول به قطررا بیان کرده‌اند و بارتلت و مک‌گریگور (124) که تاثیر شرایط رطوبت را بیان کرده‌انداین موضوع را تایید می‌کنند. ادعا می‌شود ضرایب اصلاح تا نسبت معادل طول به قطر2.0  در مغزه‌های خیس خوردهو با افزایش مقاومت بتن به سمت 1.0 حرکت خواهد کرد. به علاوه، نویسندگان تاثیر نوعسنگدانه را در صورت وجود سنگدانه‌های سبک ثابت کرده‌اند (24). به طور گسترده پذیرفتهشده است که این مساله در معرض عدم قطعیت زیادی قرار دارد اما متوسط مقادیری کهمبتنی بر پیشنهادات انجمن بتن (25) در شکل 5.5 نشان داده شده است مورد قبول BS 1881 قرار گرفته است. این پیشنهادات با پیشنهادات ASTM (115) که آثار مقاومت را پذیرفته امامجاز نمی‌داند،‌ متفاوت بوده و همچنین به مقاومت‌های استوانه در محدوده N/mm² 41.13 محدود می‌شود.

(2) قطر مغزه: قطر مغزه ممکن استمقاومت و تغییرپذیری اندازه گیری شده را تحت تاثیر قرار دهد (به بخش 1.1.5 رجوعکنید). به طور کلی با افزایش اندازه نمونه، مقاومت بتن کاهش خواهد یافت؛ در اندازه‌هایبالای 100 میلیمتر،‌ این اثر کم خواهد بود اما در اندازه‌های کوچکتر ممکن است معنی‌دارباشد. با افزایش قطر،‌ نسبت مساحت سطح برش به حجم افزایش می‌یابد و لذا احتمالکاهش مقاومت به دلیل آسیب برشی افزایش خواهد یافت. به طور کلی می‌پذیریم نسبتحداقل قطر به حداکثر اندازه سنگدانه باید 3 باشد تا تغییرپذیری آزمون مورد قبولباشد.

(3) جهت حفاری: در نتیجه آثار لایه‌بندی،‌مقاومت نمونه‌ای که به طور عمودی نسبت به جهت قالب‌گیری حفر شده است احتمالا درمقایسه با نمونه‌ای که به طور افقی از همان بتن حفر شده است بیشتر است. داده هایمنتشر شده در مورد این اثر متغیر است اما متوسط اختلاف 8٪ پیشنهاد می‌شود (25) هر چند شواهدی وجود دارد مبنی بر اینکه این اثردر بتن‌های سنگدانه‌ای سبک مشاهده نمی‌شود (24). مکعب‌ها به طور طبیعی در زوایای قائمبر صفحه قالب‌گیری  مورد آزمون قرار خواهد گرفت مگر اینکهاستوانه‌های استاندارد به طور عمودی مورد آزمون قرار گیرد و از اینرو با مغزه‌هایحفر شده به طور افقی ارتباط مستقیم دارد.

(4) روش درپوش گذاری: به شرط اینکهمواد پیشنهادی در بخش 3.3.1.5 مورد استفاده قرار گرفته باشد،‌ مقاومت آن‌ها بیشتزاز مغزه است و درپوش‌ها سالم،‌ صاف و عمود بر محور مغزه بوده و بیش از حد ضخیمنیست و درپوش گذاری عملا هیچ تاثیری نخواهد داشت.

(5) آرماتور: نتایج تحقیقات منتشرشده نشان می‌دهد کاهش مقاومت اندازه گیری شده به دلیل آرماتور ممکن است کمتر از 10٪ باشد اما متغیرهای اندازه،‌ محل و اتصال،‌به حساب آوردن دقیق آن را اساسا غیرممکن می‌سازد. بنابراین،‌ در صورت امکان بایداز آرماتوراجتناب کرد اما در مواردی که آرماتور وجود دارد مقاومت هسته را می‌تواناصلاح کرد اما باید با احتیاط با آن برخورد کرد. پیشرفت‌های اخیر در فن‌آوری درپوشگذاری در آلمان (14) یک دستگاه حفاری با کشف خودکار و امکان توقف قبل از بریدنآرماتور را در پی داشت. اظهار می‌شود (114) در یک مغزه حاوی میله عمود بر محورمغزه،‌ ضریب اصلاح زیر را می‌توان بر مقاومت مغزه اندازه گیری شده اعمال کرد (امااگر اصلاح بیشتر از 10٪ باشد مغزه را نادیدهبگیرید):

مقاومت اصلاح شده = مقاومت اندازهگیری شده ×

که در آن  = قطر میله

= قطر مغزه

h = فاصله محور bar از انتهای نزدیکتر مغزه

 = طول مغزه (بدون سرپوش) است.

به همین ترتیب،‌ میله های متعدد درونمغزه طبق عبارت زیر میسر می‌شود:

مقاومت اصلاح‌شده = مقاومت اندازه‌گیریشده ×

اگر فاصله گذاری دو میله کمتر از قطرمیله بزرگتر باشد،‌ تنها میله با مقدار بالاتر ( ) را باید در نظر گرفت.

2.2.5 برآورد مقاومت مکعب

در برآورد مقاومت مکعب معادل مربوطبه نتیجه یک مغزه خاص در ابتدا باید دو عامل مهم را توجیه کرد. این دو عاملعبارتند از:

(1)   تاثیر نسبت طول بهقطر که ایجاب می‌کند برای تبدیل مقاومت مغزه به مقاومت استوانه استاندارد معادل، یکضریب اصلاح اعمال شود.

(2)   تبدیل به مقاومت مکعبمعادل با استفاده از رابطه مناسب بین مقاومت استوانه‌ها و مکعب‌ها.

اصلاحات نسبت طول به قطر مغزه در بخش2.1.2.5 مورد بحث قرار گرفته است. تبدیل بعدی به مقاومت مکعب معمولا مبتنی بررابطه میانگین است که مقاومت مکعب = 1.25 مقاومت استوانه (به ازای l/d=2.0) است که این رابطه بهطور کلی مورد قبول است.

شکل 5.5 تاثیر نسبت طول به قطر (طبقمرجع 25،‌ 114 و 115).

ماندی و Dhir (117) نشان داده‌اند این رابطه یک ساده‌سازیاست و از رابطه زیر تبدیل مطمئن‌تری می‌توان بدست آورد:

مقاومت مکعب = Af_cy –Bf²_cy

که در آن f_cy مقاومت مغزه است باتوجه به اینکه به طور آزمایشی l/d=2.0،‌ A=1.5 و B=0.007 است.

در محدوده مقاومتاستوانه N/mm² 50-20 این رابطهمقادیری در حدود 10% مقادیری که با ضریب متوسط 1.25 بدست می‌آید تولید می‌کند امادر بتن مقاومت پایین و بالا این اختلافات افزایش می‌یابد. با این حال،‌ این اختلافدر مغزه‌هایی با l/d نزدیک به 1.0 تا حدودیجبران می‌شود وخطا ناشی از استفاده از ضرایب اصلاح نسبت (l/d) است که به مقاومتارتباطی ندارد. توجیه این مساله وقتی با مغزه‌های بتن مقاومت بالا سر و کار داریمبه دقت ویژه‌ای نیاز خواهد بود. این مغزه‌ها بیش از پیش در سراسر جهان مورداستفاده است.

انجمن بتن (25) روشی را پیشنهاد می‌کندکه ضرایب اصلاح شکل 5.5 را همراه با پذیرش اختلاف مقاومت 6٪ بین مغزه با سطح برش متناسب با استوانه قالب‌گیری شده را در بر دارد.کاهش 15 درصدی مقاومت نیز برای توجیه ناحیه سطحی بالایی ضعیف‌تر یک استوانه مشابه قالب‌گیریشده قبل از اینکه با ضریب ضرب 1.25 به مقاومت مکعب معادل تبدیل شود، تلفیق می‌شود.اختلاف 8 درصدی بین مغزه‌هایی که به طور افقی و عمودی حفره شده است نیز با ظهورعبارات منتج (با اقتباس از BS 1881) تلفیق می‌شود.

مغزه‌ای که به طور افقی حفر شده است:

مقاومت مکعب برآورد شده در محل =

مغزه‌ای که به صورت عمودی حفر شدهاست:

مقاومت مکعب برآورده شده در محل =

که در آن f_λ مقاومت اندازه‌گیریشده است که نسبت طول به قطر مساوی است با λ.

جالب توجه است که با استفاده از اینعبارات، مقاومت مغزه‌ای که به صورت افقی حفر شده و نسبت طول به قطر آن (λ) برابر با 1 است بههمان اندازه مقاومت برآورد شده مکعب خواهد بود. مقاومت‌های مکعب که به این شیوهبرآورد می‌شود برآورد مقاومت واقعی بتن در محل در شرایط مرطوب خواهد بود ممکن استمقاومت بتن خشک را تا 15-10 درصد کم برآورد کند.

اختلاف مقاومت بین بتن در محل ونمونه‌های استاندارد در فصل 1 به طور کامل بررسی شده است. رابطه متوسط پیشنهادیاین است که مقاومت «احتمالی» یک نمونه استاندارد که از یک ترکیب خاص ساخته شده استدر حدود 30٪ بیشتر از مقاومت واقعی«کاملا فشرده» در محل است (25). اگر این مقدار برای برآورد مقاومت احتمالی جهت مقایسهبا مشخصات مورد استفاده قرار گیرد، عدم قطعیت این رابطه را باید به خاطر داشت. پیوست3 گزارش انجمن بتن، راهنمای مفصلی درباره تاریخچه عمل‌آوری ارائه کرده امابرآوردهای مقاومت احتمالی به دلیل دشواری توجیه تمام ضرایب متغیر، بیش از پیشمتداول می‌شود.

عبارات مقاومت مکعب به صورت زیرتغییر خواهد کرد:

مغزه‌ای که به صورت افقی حفر شدهاست:

مقاومت احتمالی برآورد شده مکعب =

مغزه‌ای که به صورت عمودی حفر شدهاست:

 مقاومت احتمالی برآورد شده مکعب =

یک مثال کاربردی برای ارزیابی نتایجمغزه با استفاده از پیشنهادات انجمن بتن در پیوست 3 این کتاب آمده است.

ACI 318 (116) حاکی است مقاومتمتوسط در محل حداقل 85٪ حداقل مقدار معینکافی است و اگر قرار است سازه خشک شود مغزه‌ها را می‌توان پس از خشک کردن در هوابه مدت 7 روز مورد آزمون قرار داد. این مقاومت مبتنی بر مقاومت استوانه معادل استکه از عوامل ASTM C42 (115) مشتق می‌شود.

همان طور که شکل 6.5 نشان می‌دهد،اثر روش محاسبه می‌تواند قابل توجه باشد و این امر بر اهمیت توافق بین تمام طرفینروش مورد استفاده قبل از آزمون تاکید می‌کند.

3.2.5 قابلیت اطمینان، محدودیت‌ها وکاربردها

ضریب تغییر احتمالی ناشی از آزمون درمغزه‌هایی که به دقت بریده شده و مورد آزمون قرار گرفته است  حدود 6٪ است که می‌تواند با مقدار متناظر 3٪ در مکعب‌ها قابل مقایسه باشد.

شکل 6.5 اثر روش محاسبه (طبق مرجع25، 114 و 115).

این اختلاف عمدتا ناشی از اثر برشاست به خصوص به این دلیل که ذرات سنگدانه‌ای برشی صرفا تا حدودی در مغزه جای گرفته‌اندو ممکن نیست طی آزمون نقش کاملی داشته باشند. ادعا می‌شود وقتی روش‌های محاسباتیانجمن بتن (25) اتخاذ شود، حدود اطمینان احتمالی 95٪ در پیش‌بینی مقاومت واقعی یک مغزه واحد ٪12± است. در نتیجه در یک گروه از n مغزه، حدود اطمینان در مقاومت‌های واقعیبراورد شده در محل 95٪ است (به بخش3.6.1 نیز رجوع کنید). وقتی بخواهیم مقاومت «احتمالی» بتن را ارزیابی کنیم، حداقلچهار مغزه موردنیاز است و نمی‌توان دقت بهتر از 15٪± را انتظار داشت. این امر تنها در صورتیتحقق می‌یابد که با مکان‌یابی دقیق و آماده‌سازی نمونه‌ها دقت زیادی صورت گیرد تا اطمینانحاصل شود بتن مورد آزمون یک بتن معرف است. عدم قطعیت‌ ناشی از آرماتور، تراکم یاعمل‌آوری ممکن است به دقت کم 30٪± منجر شود.

برآورد شکل 6.5 اختلاف بین نتایجمقاومت در محل و مقاومت احتمالی را نشان می‌دهد که با روش‌هایی محاسبه شده است کهدر حال حاضر در انگلیس مورد استفاده است. مقاومت‌های مکعب منتج از روش‌های ASTM C42 (115) همراه با ضریب متوسط مکعب/استوانه1.25 نیز بیان شده است و روشن خواهد شد نتایجی که به این شیوه محاسبه می‌شود ممکن استمقاومت واقعی را تا 16٪ بیش از حد برآوردکند.

روش انجمن بتن بسیاری از عوامل متغیرتاثیرگذار بر نتایج مغزه را به طور جامع در نظر گرفته و برآوردهای قابل اطمینان‌تریاز مقاومت مکعب‌های معادل ارائه خواهد کرد.

آسیب ناشی از حفاری ممکن است به خصوصدر بتن‌های ترد و شکننده قابل توجه باشد که در آن ترک‌خوردگی داخلی مغزه ممکن استبا از دست رفتن اثر محدودکننده بدنه پیرامون بتن، بدتر شود. به همین ترتیب مشکلاتمربوط به آزمون مغزه بتن که در اثر واکنش‌های آلکالی – سنگدانه آسیب دیده است مشخص شده است (125). آزمون مغزه‌هایی را کهاز نواحی کششی که به صورت موجی ترک خورده است نباید قابل اطمینان قلمداد کرد در حالیکه ییپ (126) ثابت کرده است سابقه بار فشاری بتن قبل از مغزه‌گیری می‌تواند بهدلیل ترک‌خوردگی ریز داخلی تا 30٪ به کاهش مقاومت منجرشود. این اثر آخر ممکن است حتی در سطوح تنش نسبتا پایین کاملا چشمگیر باشد و به عدمقطعیت تفسیری بیافزاید. مقاومت برآورد شده مکعب‌ها حاصل از آزمون تراکم مغزه درتمام این موقعیت‌ها می‌تواند به برآورد کم ظرفیت واقعی در محل متمایل باشد.تغییرات مقاومت با سن را نیز می‌توان در زمان تفسیر نتایج مغزه مد نظر قرار داداما همان طور که در بخش 2.5.1 بیان شد همه چیز را باید با دقت در نظر گرفت.

محدودیت‌های اصلی آزمون مغزه محدودیتهزینه، زحمت و خسارت و ماهیت محلی نتایج است. به شدت پیشنهاد می‌شود آزمون مغزههمراه با یک شکل دیگر آزمون مورد استفاده قرار گیرد که کمتر خسته‌کننده و مخربباشد. هدف ارائه داده درباره مقاومت‌های نسبی درون بدنه بتن مورد آزمون است.اندازه مغزه که برای آزمون مقاومت قابل اطمینان موردنیاز است می‌تواند یک مسالهعملی جدی ایجاد کند؛ مغزه‌های «کوچک» ممکن است در اعضای سست و نازک ارزش توجهداشته باشد. به علاوه، ممکن است برای رسیدن به گستردگی بهتر محل‌های آزمون که درآن حجم زیادی از بتن درگیر است، توجه به استفاده از تعداد زیادی مغزه به قطر کوچکمناسب باشد. برش سه مغزه 50 میلیمتری می‌تواند به اندازه یک سوم یک نمونه 150میلیمتری باشد. دقت مقاومت کل قابل مقایسه را می‌توان انتظار داشت (بخش 2.3.5) بهشرط اینکه حداکثر اندازه سنگدانه کمتر از 17 میلیمتر باشد. وقتی مغزه‌ها برایاهداف دیگری مورد استفاده قرار گیرد، اغلب استفاده از یک قطر «کوچک» با صرفه‌جوییقابل ملاحظه در هزینه، زحمت و خسارت امکانپذیر خواهد بود.

گذشته از آزمون فیزیکی، مغزه‌ها اغلبساده‌ترین روش بدست آوردن یک نمونه بتن در محل برای اهداف مختلف را فراهم می‌کندباید دقت کرد اثر حفاری از جمله گرمای حاصل از اصطکاک یا وجود آب نتایج بعدی راتحریف نکند. نمونه‌ای که از مرکز مغزه گرفته می‌شود ممکن است براحتی بر این مسالهفائق آید. بر روی باقیمانده مغزه خردشده اغلب می‌توان تجزیه شیمیایی انجام داد یامی‌توان به خصوص برای این هدف نمونه‌هایی تهیه کرد. بازرسی بصری داخل بتن هم برایارزیابی فشردگی و کیفیت ساخت و هم برای کسب اطلاعات پایه درباره بتنی که هیچ سابقه‌ایبرای ان مدر دسترس نیست ، بسیار ارزشمند باشد. در مواردی که ارزیابی‌های سازه‌ایساختارهای قدیمی مورد نیاز است، مغزه‌ها می‌تواند در تایید نتایج کاورمتر مربوط بهمحل و اندازه آرماتور ارزشمند باشد.

3.5 مغزه‌های کوچک

با اینکه استانداردها معمولا مستلزممغزه‌های با حداقل قطر 100 میلیمتر برای آزمون مقاومت فشاری است، مغزه‌های دارایقطر کوچک‌تر از لحاظ کاهش سختی، زمان و خسارت برش مزایای قابل توجهی دارد. برایکاربردهایی نظیر بازرسی بصری، چگالی یا تعیین میزان حفره، محل آرماتور یا آزمونشیمیایی، این مزایا می‌تواند ارزشمند باشد. با این حال، قابلیت اطمینان مغزه‌هایدارای قطر کوچک برای آزمون فشردگی کمتر از نمونه‌های «طبیعی» است. می‌توان انتظارداشت عوامل زیادی که بر نتایج مغزه طبیعی تاثیرگذار است بر مغزه‌های کوچک نیزتاثیر بگذارد اما میزان این عوامل ممکن است متفاوت باشد و سایر اثراتی که معمولابی‌اهمیت است ممکن است قابل توجه شود.

1.3.5 تاثیر اندازه نمونه

کاملا ثابت شده است مقاومت بتنمعمولا با کاهش اندازه نمونه آزمون، افزایش می‌یابد و تغییرپذیری نتایج رو بهافزایش است. ثابت شده است این اثر آخر به خصوص در نمونه‌های مغزه واقعی است زیرابا کاهش قطر نسبت مساحت سطح برش به حجم افزایش می‌یابد و لذا تاثیر احتمالی آسیبناشی از حفاری افزایش می‌یابد. به علاوه، نسبت اندازه سنگدانه به قطر مغزه افزایشمی‌یابد و ممکن است از حد قابل قبول 1:3 تجاوز کند. به علاوه ثابت شده است مقاومتبتن عامل دیگری است که می‌تواند بر رفتار مغزه تاثیر بگذارد. این عوامل مختلف بههم مرتبط بوده و تفکیک آن‌ها دشوار است. برای مثال، افزایش مقاومت ناشی از اندازهکوچک نمونه ممکن است با کاهش ناشی از اثرات برش جبران شود.

رایج‌ترین قطر مغزه‌های کوچک 50-40میلیمتر است. نویسندگان آزمون‌های آزمایشگاهی گسترده را برای پژوهش رفتار نمونه‌های44 میلیمتری گزارش کرده‌اند (127) که در آن مجموع 23 ترکیب مورد استفاده قرارگرفته که دامنه آن از 10 تا 82 نیوتن بر میلیمتر مربع با سنگدانه‌های 10 و 20میلیمتری متغیر بود و مغزه‌ها از نمونه‌های منشور قالب‌گیری شده آزمایشگاهی100×100×500 میلیمتری بریده شد تا تنوع نسبت طول به قطر فراهم شود.

1.1.3.5 نسبت طول به قطر: رابطهمتوسط اثر طول به قطر بر مغزه‌های 44 میلیمتری (127) در شکل 7.5 نشان داده شده استکه روابط مورد بحث در بخش 2.1.2.5 را برای مغزه‌های طبیعی مورد مقایسه قرار می‌دهد.مشخص شد برای اهداف عملی، این رابطه به جهت‌گیری حفاری، اندازه سنگدانه و نوعسیمان وابسته نیست هر چند پراکندگی نتایج بالا است زیرا هر نقطه در شکل 7.5 نشان‌دهندهمتوسط چهار مغزه مشابه است. خواهیم دید ضریب اصلاح نسبت طول به قطر به طور منطقیبه پیشنهاد انجمن بتن (25) برای مغزه‌های بزرگتر نزدیک است. بتن‌های سبک احتمالامقادیر نزدیک به 1.0 خواهد داشت (24).

2.1.3.5 تغییرپذیری نتایج: بین نهایتنسبت طول به قطر به ازای هر اندازه سنگدانه هیچ تغییر قابل توجهی در تغییرپذیریمشاهده نشد و متوسط ضریب تغییر 8٪ نیز مستقل از جهت‌گیریحفاری بود. با این حال، با توجه به تغییرپذیری بتن همان طور که مکعب‌های کنترلنشان می‌دهد، بدیهی است مغزه‌های سنگدانه 20 میلیمتری به دلیل برش و آزمونتغییرپذیری بیشتر از سنگدانه‌های 10 میلیمتری از خود نشان می‌دهد (127). دامنهضرایب تغییر مقاومت در گروه مغزه‌های مشابه بزرگ است و ارزیابی تشخیص اثر سایرمتغیرها را غیرممکن می‌سازد. بومن (128) ضریب تغییر 28.9٪ را برای مغزه‌های 50 میلیمتری از بتن در محل در یک سایت واقع در هونگکونگ را در مقایسه با مقدار 19.5٪ برای مغزه‌های150 میلیمتری مشابه از همان بتن را گزارش کرده است. سوامی و الحامد نیز اظهار کرده‌اندبا افزایش مقاومت، تغییرپذیری کاهش می‌یابد (129) در حالی که بتن‌های سنگدانه‌ایسبک نیز ممکن است متغیر باشد (24).

شکل 705 نسبت طول به قطر در مغزه‌هایکوچک (طبق مرجع 25، 115 و 127).

3.1.3.5 مقاومت اندازه‌گیری شده: طبقآزمون‌های نویسندگان (127) عوامل موردنیاز برای تبدیل مقاومت مغزه (پس از اصلاح تا λ=2.0) به مقاومت مکعب معادلدر جدول 1.5 آمده است. اگر مقاومت مکعب 150 میلیمتری معادل موردنیاز باشد، اینمقادیر را می‌توان تا 4٪ کاهش داد.

می‌توان مشاهده کرد در سنگدانه‌های10 میلیمتری، مغزه‌هایی که به طور عمودی حفر می‌شود نسبت به مکعب‌ها تقریبا 8٪ مقاوم‌تر از نمونه‌های مشابهی است کهبه طور عمودی حفر شده است. این همان مقاومتی است که برای نمونه‌های بزرگتر انتظار می‌روداما مقاومت‌های اندازه‌گیری شده تقریبا 10٪ مقاوم‌‌تر از اندازه‌ایاست که طبق پیشنهادات انجمن بتن انتظار می‌رود (25) که به ضریب اصلاح کمتر برای رسیدنبه مقاومت مکعب معادل منجر می‌شود.

جدول 1.5 ضرایب تبدیل مغزه مکعب بهاصلاح شده در مغزه‌های 44 میلیمتری با λ=2.0 (مرجع 127).

با این حال، با توجه به سنگدانه‌های20 میلیمتری، مغزه‌ها به طور قابل ملاحظه‌ای نسبت به مکعب‌ها ضعیف‌تر بود که تاثیرنسبت اندازه سنگدانه به قطر مغزه را تایید می‌کند که در بالا مطرح شد. در اینصورت، اثر جهت‌گیری را نمی‌توان شناسایی کرد. اظهار می‌شود هنگام تبدیل مغزه‌های44 میلیمتری بع مقاومت مکعب معادل، بتن سنگدانه‌ای 10 میلیمتری و 20 میلیمتری راباید جداگانه در نظر گرفت. اگر این کار صورت گیرد، بعید است حدود اطمینان 95٪ بر میانگین نتایج گروه‌های چهار مغزه‌ایبا این اندازه تحت شرایط آزمایشگاهی بهتر از مقادیری باشد که در جدول 1.5 آمدهاست. وقتی تعداد مغزه‌ها در گروه n باشد، می‌توان به اینمقادیر نزدیک شد. نتایجی که بومن گزارش کرده است (128) نیز در مقایسه با مغزه‌های150 میلیمتری، 7٪ مقاومت بیشتر در مغزه‌های50 میلیمتری نشان می‌دهد اما اندازه سنگدانه مشخص نشده است. با این حال، انجمن بتن(25) اظهار می‌دارد اختلاف مقاومت بین مغزه‌های «بزرگ» و «کوچک» ناچیز است واستفاده از فرمول‌های مذکور در بخش 2.2.5 برای مغزه‌های به قطر 50 میلیمتر وبزرگتر را پیشنهاد می‌کند.

2.3.5 قابلیت اطمینان، محدودیت‌ها وکاربردها

معلوم شده است قابلیت اطمینان آزمون‌هایفشاری روی مغزه‌های به قطر کوچک کمتر از نمونه‌های «طبیعی» است و نویسندگان اظهارکرده‌اند ضریب 3 بر حدود اطمینان 95٪ مقاومت‌های واقعیپیش‌بینی شده مکعب تحت شرایط آزمایشگاهی اعمال شده است. این ضریب به n مغزه با نسبت اندازه سنگدانه به قطرکمتر از 1:3 مقدار می‌دهد. اما اگر نسبت اندازه سنگدانه به قطر بیشتر از 1:3 باشد،این دقت احتمالا کاهش خواهد یافت و ممکن است تا اندازه‌ای که مشکلات برش در محلممکن است بازهم آن را کاهش دهد، پایین باشد. تمام روش‌های توصیفی در بخش 1.5 مربوطبه محل، حفاری و آزمون را درست مثل مغزه‌های بزرگتر و اثر میزان حفره اضافی ورطوبت را همان طور که در بخش 2.5 بیان شده است باید دنبال کرد. مغزه‌های کوچکدارای آرماتور را نباید مورد آزمون قرار داد. برای اطمینان از اینکه مغزه معرفتوده بتن است باید دقت ویژه‌ای کرد و این کار از نظر کاهش عمق حفاری موردنیاز برایمغزه کوچک، به خصوص در دال‌هایی که از سطح بالایی حفر شده است اهمیت دارد. BS 1881: Part 120 (114) به چگالی‌ بتن‌هایخاص اشاره نمی‌کند بلکه ASTM C42 (115) به خصوص بتنسبک در حدود 1600 تا 1920 کیلوگرم بر مترمکعب و نیز بتن به وزن طبیعی را شامل می‌شود.

تردیدی نیست برای کابردهای غیر ازآزمون مقاومت فشاری، مغزه‌های کوچک مزایای اقتصادی و عملی زیادی را در مقایسه بانمونه‌های بزرگتر از خود نشان می‌دهند. این کاربردها عبارتند از: برآورد بصری (ازجمله مواد و جزئیات ترکیب، ‌تراکم، محل آرماتور و اندازه)؛ تعیین چگالی؛ سایرآزمون‌های فیزیکی از جمله بار نقطه‌ای یا آزمون فشار گاز؛ و آزمون شیمیایی. درآمزون مقاومت فشاری، محدودیت اصلی تغییرپذیری نتایج و فقدان دقت منتج پیش‌بینیمقاومت است مگر اینکه نمونه‌های بسیار بیشتر از حد لزوم در حالت طبیعی، گرفته شود.برای ارائه دقت قابل مقایسه حداقل سه برابر تعداد مغزه‌های «استاندارد» مورد نیازاست اما می‌توان استدلال کرد این کار هنوز حفاری کمتر در بسیاری از نمونه‌ها راایجاب می‌کند و گسترش وسیع محل نمونه را میسر می‌کند. بدیهی است از کاربرد روش‌هایمختلف محاسبه اختلافات قابل توجه در مقاومت مکعب پیش‌بینی شده پیش می‌آید و همانندمغزه‌های بزرگتر لازم است قبل از آزمون بین تمام طرفین درباره روش مورد استفادهتوافق حاصل شود.

بومن (128) رویکرد موفقیت‌آمیزی راتوصیف کرده است که در آن برای آزمون‌های مقاومت روی بناهای بزرگ در محل از مغزه‌های50 میلیمتری استفاده می‌شود زیرا ارزان بوده و برش آن‌ها آسان است اما مغزه‌های150 میلیمتری که در آن نتایج در خط مرزی مشخصات بود آن را تایید می‌کند. موقعیترایج دیگری که در آن مغزه‌های کوچک برای آمزون مقاومت مورد نیاز است زمانی است که سستیو نازکی عضو از نظر قابلیت استفاده مداوم یا نسبت طول به قطر کافی (>1.0)قطر بیشتر را امکانپذیر نمی‌کند. این موضوع به خصوص در مورد اعضای بتن پیش‌تنیدهمصداق پیدا می‌کند. با اینکه در چنین مواردی قطرهای کوچک اجتناب‌ناپذیر است، لازماست مهندس از محدودیت‌های دقت که می‌توان انتظار داشت به طور کامل آگاه باشد. ممکناست یک رویکرد غیرمخرب دیگر بنا به دسترس‌پذیری کالیبراسیون‌ها، دقت‌ مشابهی درپیش‌بینی مقاومت را با هزینه، زمان و آسیب کم به بار خواهد آورد.