اسکن بتن ( اسکن میلگرد یا آرماتور در بتن )

تست و آزمایش های غیرمخرب

کیفیت و نتایج آزمایش های غیرمخرب و  بررسی انواع آزمایش های غیرمخرب بتن

1 برنامه‌ریزی و تفسیر آزمون در محل

آزمون در محل ممکن است زمان، تلاش و هزینه زیادی تلف کند مگر اینکه اهدافپژوهش در آغاز به روشنی تعیین شده باشد. این اهداف بر انتخاب روش تست، وسعت و محلآزمون‌ها و نحوه رسیدگی به نتایج تاثیر خواهد گذاشت. نتایج نامناسب یا گمراه‌کننده آزمون اغلب حاصل فقدان دانش واقعی یا عدم آگاهی از روش‌های مربوطه است. اگربخواهیم از اختلافات آینده بر سر این نتایج جلوگیری کنیم، تمام طرفین درگیر درمرحله اول تدوین برنامه آزمون باید باهم همبستگی داشته باشند. لزوم قضاوت مهندسیدر زمان تفسیر نتایج اجتناب‌ناپذیر است اما عدم قطعیت را اغلب می‌توان با برنامه‌ریزیدقیق آزمون به حداقل رساند.

اگر بخواهیم از ناامیدی و دلسردی جلوگیری کنیم بسیار مهم است از دامنهآزمون‌های موجود و به خصوص محدودیت‌ آن‌ها و دقتی که می‌توان به آن دست یافت آگاهیکامل داشته باشیم. برخی روش‌ها بسیار ساده به نظر می‌رسد اما همه آن‌ها در معرضتاثیرات پیچیده‌ قرار دارند و استفاده از اپراتورهای ماهر و یک مهندس با تجربهمتناسب، امری حیاتی است.

آزمون سازه‌های موجود در محل چندان ارزان نیست زیرا انجام مقدمات پیچیدهدسترسی، اغلب ضروری بوده و روند آن‌ها ممکن است زمان‌بر باشد. در حالت ایده‌آل،نظر به نتایج کسب شده یک برنامه باید به طور متوالی شکل گیرد تا با حداقل هزینه ووقفه حداکثر اطلاعات ارزنده را فراهم کند. با این رویکرد که به تفسیر مداوم نیازدارد اهدافی که ممکن است طی جریان پژوهش مطرح شود به سهولت تغییر خواهد کرد.

1.1 اهداف آزمون در محل

سه گروه پایه برای آزمون بتن می‌توان مشخص کرد.

(الف) آزمون کنترل معمولا به وسیله پیمانکار یا تولیدکننده بتن برای نشاندادن سازگاری‌های لازم انجام می‌شود تا تضمین کند مصالح عرضه شده قابل قبول است.

(ب) آزمون انطباق که طبق برنامه مورد توافق به وسیله مهندس ناظر یا از طرفاو انجام می‌شود تا درباره مطابقت با ویژگی‌ها قضاوت کنند.

(ج) آزمون ثانویه روی بتن سخت شده در سازه یا استخراج شده از آن انجام می‌شود.این آزمون در موقعیت‌هایی لازم است که درباره قابلیت اطمینان نتیجه آزمون کنترل وانطباق تردید وجود داشته باشد یا این نتایج موجود نباشد یا به طور مثال در سازهقدیمی، آسیب‌دیده یا در حال خرابی، نامناسب باشد. تمام آزمون‌هایی که قبل از ساختبرنامه‌ریزی نشده باشد در این دسته قرار می‌گیرد با اینکه کنترل بلندمدت را نیزشامل می‌شوند.

بنا به سنت، آزمون‌های کنترل و انطباق روی نمونه‌های سخت‌شده «استاندارد»انجام می‌شود که از نمونه‌های‌ بتن بکار رفته در یک سازه گرفته شده است؛ آزمون بتنتازه چندان رایج نیست. مثال‌هایی نیز وجود دارد که در آن برای این هدف از آزمون درمحل روی بتن سخت‌شده استفاده می‌شود. این آزمون در صنعت پیش‌ساخت برای بررسی کیفیتواحدهای استاندارد رایج‌تر است و برای کنترل یکنواختی واحدهای تولیدی و نیز رابطهآن‌ها با یک حداقل مقدار قابل قبول از پیش تعیین شده می‌توان از این نتایج استفادهکرد. به طور کلی مهندسان بیش از پیش می‌دانند که هر چند نمونه‌های «استاندارد» ازنظر مفهوم از یک ماده هستند اما ممکن است کیفیت واقعی بتن در یک سازه را اشتباهنشان دهند که دلایل مختلفی از جمله تامین غیریکنواخت مواد و تفاوت در  تراکم، عمل‌آوری و کیفیت کلی کار دارد که ممکناست تاثیر چشمگیری بر دوام آن در آینده داشته باشد. در نتیجه، گرایش به سوی آزمونانطباق در محل با استفاده از روش‌هایی که غیرمخرب هستند یا صرفا خسارت بسیارمحدودی را موجب می‌شوند به خصوص در آمریکای شمالی و اسکاندیناوی در حال بروز است.کاربرد این آزمون‌ها بیشتر پشتیبانی از آزمون متعارف است، با این حال نمونه‌هایقابل توجهی نظیر پروژه استوربالت وجود دارد که این آزمون‌ها در آن نقش مهمی ایفاکرده است (1). مزیت این آزمون‌ها، هشدار زودهنگام درباره مقاومت مشکوک و نیزشناسایی عیوبی نظیر پوشش ناکافی، نفوذپذیری بالای سطح، فضاهای خالی، سوراخ سوراخبودن یا استفاده از مصالح نادرستی است که ممکن است بدون انجام این آزمون‌ها مشخصنشوند اما به مشکلات دوام بلندمدت منجر می‌شود. آزمون یکپارچگی تعمیرات زمینه کاربردیمهم و رو به رشد دیگری است.

با این وجود، استفاده اصلی آزمون‌ در محل مانند آزمون ثانویه است که بهدلایل زیادی ضروری است. این دلایل در دو دسته قرار می‌گیرد.

1.1.1 انطباق با مشخصات

رایج‌ترین مثال زمانی است که در مناقشات قراردادی به دنبال عدم مطابقت با نمونه‌هایاستاندارد، مدارک دیگری مورد نیاز باشد. مثال‌های دیگر شامل بررسی گذشته‌نگر پس ازخرابی سازه است و به طور کلی به تسهیم تقصیر در اقدامات قانونی ارتباط پیدا خواهدکرد. شرایط مقاومت بخش مهمی از اکثر ویژگی‌ها را تشکیل داده و مهندس باید مناسب‌ترینروش ارزیابی مقاومت در محل را به عنوان کیروش معرف با علم کامل به تغییرات احتمالیکه درون اعضای مختلف سازه در اعضای مختلف سازه انتظار می‌رود، انتخاب کند (همانطور که در بخش 1.5 بیان شده است). برای تعیین تغییرپذیری در محل و نیز مقاومت بایدنتایج را تفسیر کرد اما ارتباط دادن مقاومت اندازه‌گیری شده در محل با مقاومتنمونه «استاندارد» مشابه آن با یک سن ویژه اما متفاوت، مشکل اصلی است. بنابراینممکن است اثبات قطعی موارد مرزی دشوار باشد. این مساله به طور مفصل در بخش 1.5.2مورد بحث قرار گرفته است.

برای برآوردن شرایط دوام، حداقل میزان سیمان معمولا را باید تعیین کرد وبرای تایید انطباق ممکن است آزمون‌های شیمی و پتروگرافیک لازم باشد. برای بررسیوجود ترکیبات ممنوعه، آلودگی مواد تشکیل‌دهنده بتن (برای مثال کلرید در سنگدانه‌هایاعماق دریا) یا حباب هوای ایجاد شده و تایید میزان سیمان پس از خرابی، آزمون‌هایمشابهی نیز ممکن است لازم باشد. کیفیت ساخت ضعیف اغلب دلیل اصلی مسائل دوام است وآزمون‌هایی نیز با هدف اثبات پوشش یا تراکم ناکافی، مقادیر یا محل آرماتور نادرستیا کیفیت نامناسب فرایندهای عمل‌آوری یا تخصصی نظیر درزگیری سازه پس کشیده انجامشود.

2.1.1 ارزیابی کیفیت و یکپارچگی در محل

این ارزیابی در اصل به کفایت فعلی سازه موجود و عملکرد آن در آینده مربوطمی‌شود. اکنون نیاز عادی سازه‌های بتنی به نگهداری کاملا اثبات شده و برای کمک به«پیش‌بینی‌های دائمی» بیش از پیش در آزمون‌های در محل مورد استفاده قرار می‌گیرد(3، 2). لازم است بین نیاز به ارزیابی خواص مواد و عملکرد عضو سازه‌ای به طور کلتمایز قائل شویم. نیاز به آزمون ممکن است ناشی از علل مختلفی باشد که عبارتند از:

(الف) تغییر پیشنهادی کاربری یا گسترش یک سازه

(ب) فراهم بودن امکان خرید یا بیمه سازه

(پ) ارزیابی یکپارچگی یا ایمنی سازه پس از خرابی مصالح یا آسیب سازه‌اینظیر خسارات ناشی از آتش‌سوزی، انفجار، فرسودگی یا بار بیش از حد

(ت) قابلیت استفاده یا کفایت اعضا معلوم است یا احتمال دارد حاوی ماده‌ایباشد که طبق ویژگی‌ها نبوده یا با خطاهایی در طراحی همراه باشد

(ث) ارزیابی علت و اندازه خرابی به عنوان پیش‌شرط طراحی تمهیدات تعمیر ومرمت

(ج) ارزیابی کیفیت یا یکپارچگی تعمیرات اعمال شده

(چ) کنترل توسعه مقاومت در رابطه با از قالب درآوردن، عمل آوردن، پیش‌تنیدگییا اعمال بار

(ح) کنترل تغییرات بلندمدت خواص مواد و عملکرد سازه‌ای.

با اینکه در سازه‌های ویژه، مشخصاتی نظیر چگالی یا نفوذپذیری ممکن است مطرحباشد، به طور کلی عملکرد مقاومت یا دوام در محل مهم‌ترین معیار به شمار می‌رود.وقتی قرار است تعمیراتی با استفاده از یک ماده متفاوت از بتن «مادر» انجام شود،مولکول‌های الاستیک را باید اندازه‌گیری کرد تا مشخص شود آیا ممکن است ناسازگاری‌هایکرنشی زیر بارهای آینده به خرابی نابهنگام تعمیرات منجر شود. شناخت مولکول‌هایالاستیک می‌تواند در تفسیر نتایج آزمون‌های بار نیز مفید باشد. برای کنترل مقاومتطی ساخت معمولا تنها لازم است نتیجه آزمون‌ها را با حدودی که آزمایش‌هایی که درآغاز قرارداد تعیین شده است مقایسه کنیم اما در سایر موارد پیش‌بینی مقاومت واقعیبتن برای تلفیق نتایج مقاومت اعضا ضرورت دارد. وقتی قرار است محاسبات بر مبنایمقاومت اندازه‌گیری شده در محل صورت گیرد، ارقام و محل آزمون‌ها و اعتبار عواملایمنی اتخاذشده توجه دقیقی را می‌طلبد که این مساله در بخش 6.1 بیان شده است.

در ارزیابی‌های دوام تمرکز بر شناسایی وجود حفره‌های داخلی یا خمیدگی،موادی که احتمال دارد موجب شکاف در بتن شود (برای مثال، سولفات یا سنگدانه‌هایدارای واکنش قلیایی) و اندازه یا خطر خوردگی آرماتور، معطوف خواهد بود. عمقکربوناته کردن، غلظت کلرید، ضخامت پوشش و مقاومت و نفوذپذیری ناحیه سطح عواملکلیدی مربوط به فرسایش به شمار می‌رود. با استفاده از روش‌های آزمون منفعل و در همریخته برای ارزیابی میزان ریسک، فعالیت الکتروشیمیایی مرتبط با فرسایش را می‌تواناندازه‌گیری کرد.

مشکلات دستیابی به یک برآورد کمّی دقیق از ویژگی‌های بتن در محل ممکن استقابل توجه باشد: در صورت امکان هدف آزمون باید مقایسه بتن مشکوک با بتن مشابه درسایر قسمت‌های سازه باشد که معلوم شده رضایت‌بخش است یا کیفیت آن تایید شده است.

بررسی عملکرد یک عضو در کل سازه غالبا هدف اصلی آزمون در محل است و بایداذعان کرد در بسیاری از موقعیت‌ها این عملکرد به وسیله آزمون بار به طور مستقیم بهقاطعانه‌ترین شکل اثبات خواهد شد. بنابراین این اطمینان از یافته‌های پژوهش ممکناست بسیار بیشتر از زمانی باشد که مقاومت اعضا به طور غیر مستقیم طبق برآوردمقاومت بر اساس آزمون مواد پیش‌بینی شده باشد. با این حال، آزمون بار می‌تواند بهطور سرسام‌آوری گران بوده یا اصلا عملی نباشد.

2.1 راهنمای حاصل از «استانداردها» و سایر اسناد

تعدادی از کشورها، به ویژه انگلیس، ‌آمریکا و اسکاندیناوی دارایاستانداردهای ملی هستند که روند روش‌های آزمون قاطعانه تثبیت شده را به تفصیل بیانمی‌کند. استانداردهای اصلی انگلیس و انجمن آزمون و مواد آمریکا (ASTM) در انتهای این فصل فهرست شده و مرجع خاص هر کدام نیز در متن آمدهاست. استانداردهای ایزو در برخی موارد نیز در دست توسعه است. جزئیات تمام روش‌هابه طور گسترده‌ در متن مقالات تحقیقاتی و تخصصی منتشر شده، مجلات، صورت جلسهکنفرانس‌ها و گزارش‌های تخصصی آمده است. منبع منتخب مهمی از آن‌ها در جای مقتضیذکر شده است.

راهنمای عمومی مربوط به فلسفه بازرسی نگهداری سازه‌های موجود به وسیله FIP (4) و همچنین موسسه مهندسان سازه (5) ارائه شده است که فرایند وروش‌های ارزیابی و نیز شرایط آزمون را مورد بررسی قرار می‌دهند. منابع اطلاعات،گزارش و شناسایی نقائص همراه با علل احتمالی آن‌ها نیز ارائه می‌شود. راهنمای ویژهطبقه‌بندی خسارت به وسیله اتحادیه بین‌المللی آزمایشگاه‌ها و متخصصان مصالحساختمانی (RILEM)(6) ارائه شده است در حالی که کمیته ACI 364 راهنمای ارزیابی سازه‌های بتنی قبل از نوسازی را تهیه کردهاست(7). راهنمای مربوط به رویکردهای ارزیابی موقعیت‌های ویژه نظیر بتن دارای سیمانآلومینایی بالا (8)، سازه‌های خسارت‌دیده در اثر آتش‌سوزی (9) و بمب (10) نیزموجود است. BS 1881:بخش 201، «راهنمای استفاده از روش‌های غیرمخرب آزمون بتن سخت‌شده» (11) شرح کلی 23روش‌ همراه با راهنمای انتخاب و برنامه‌ریزی آزمون ارائه می‌کند در حالی که BS6089 (12) به طور ویژه به ارزیابیمقاومت در محل مربوط می‌شود. روش‌ها و لوازمی که به صورت تجاری در دسترس هستنددائما در حال تغییر و توسعه است اما یادداشت تخصصی 143 انجمن اطلاعات و تحقیقاتصنعت ساختمان (CIRIA)(13) روش‌های موجود در انگلیس را در سال 1992 بررسی کرد در حالی که شیکرت موقعیتآلمان را در سال 1994 (14) بیان کرده است. کارینو اخیرا توسعه تاریخی جهانی آزمونغیرمخرب بتن را از منظر آمریکای شمالی بررسی کرده و دورنمای آینده را مشخص کردهاست (15). با روش‌های جدیدتر، احتمالا استانداردها و گزارش‌های دیگری منتشر خواهدشد. کمیته 228 موسسه بتن امریکا (ACI) در حالحاضر در حال تهیه یک گزارش واقعی است که روش‌های غیرمخرب را بررسی می‌کند در حالیکه کمیته 126 RILEMآزمون مقاومت در محل را مورد بررسی قرار می‌دهد. انجمن بتن انگلیس نیز در حال تهیهگزارش‌های تخصصی درباره ارزیابی خوردگی آرماتور و روش‌های رادار زیرسطحی است.

3.1 روش‌های فعلی آزمون

جزئیات تک تک روش‌ها در فصول بعدی آمده است و می‌توان آن‌ها را به شیوه‌هایمختلفی طبقه‌بندی کرد. جدول 1.1 آزمون‌های اصلی را از لحاظ ویژگی مورد پژوهش فهرستکرده است. گستره آزمون‌های موجود وسیع است و آزمون‌های دیگری وجود  دارد که در این جدول نیامده است اما در اینکتاب بیان شده است. بازرسی بصری در صورت لزوم با استفاده از ابزارهای نوری یک روشارزیابی ارزشمند است که باید در هر پژوهشی منظور شود. البته استفاده از برخی آزمون‌هابین کاربردهای فهرست شده (به بخش 3.4.1 رجوع کنید) هم‌پوشانی خواهد کرد و اگر چندگزینه‌ وجود داشته باشد توجه به دسترسی، خسارت، هزینه، زمان و قابلیت اطمینان مهمخواهد بود.

روش‌های آزمون را می‌توان به صورت زیر طبقه‌بندی کرد:

روش‌های غیرمخرب: بنا به تعریف، آزمون غیرمخرب به طور کلی به عملکردموردنظر عنصر یا عضو مورد آزمون آسیب نمی‌زند و وقتی بر بتن اعمال شود تصور بر ایناست که شامل روش‌هایی است که موجب خسارت ناحیه سطح محلی می‌شود. این آزمون‌هامعمولا تا حدی مخرب توصیف شده و بسیاری از آزمون‌هایی که در جدول 1.1 فهرست شدهاست از این نوع هستند. تمام روش‌های غیرمخرب را می‌توان به طور مستقیم بدون نمونه‌برداری،روی بتن در محل انجام داد هر چند احتمال دارد برداشتن لایه‌های سطحی ضروری باشد.

روش‌هایی که مستلزم استخراج نمونه است: نمونه‌برداری بیشتر به شکل core کنده شده از بتن انجام می‌شود که می‌توان در آزمایشگاه برای آزمونمقاومت و سایر آزمون‌های فیزیکی و نیز در تحلیل بصری، پتروگرافیکی و شیمیایی از آناستفاده کرد. برخی آزمون‌های شیمیایی را می‌توان روی نمونه‌های سوراخ شده وپودرشده کوچک‌تر انجام داد که مستقیما از سازه گرفته می‌شود لذا آسیب بسیار کمی راموجب می‌شود اما خطر آلودگی نمونه افزایش یافته و ممکن است دقت کاهش یابد. همانطور که در مورد روش‌های نیمه مخرب صدق می‌کند، تعمیر خسارت نمونه‌برداری ضروریخواهد بود.

جدول 1.1 روش‌های اصلی آزمون

ماهیت تجهیزات آزمون از ابزار دستی ارزان ساده گرفته تا اقلام گران بسیارتخصصی پیچیده است که احتمالا نیازمند آماده‌سازی گسترده یا احتیاط ایمنی است کهتنها زمانی به کار خواهد رفت که ابدا هیچ جایگزینی وجود نداشته باشد. معدودی ازروش‌ها ویژگی موردنظر را به طور کمّی و مستقیم اندازه گیری می‌کنند و همبستگی‌هااغلب لازم خواهد بود. تنوع محدودیت‌های عملی، قابلیت اطمینان و دقت بسیار وسیع استو در بخش‌های این کتاب که مربوط به روش‌های مختلف مجزا است مورد بحث قرار می‌گیرد.انتخاب مناسب‌ترین روش در گروه‌های جدول 1.1 در بخش 3.4.1 این فصل بیان شده است.

4.1 برنامه‌ریزی برنامه آزمون

در این برنامه‌ریزی، مناسب‌ترین آزمون‌ها برای برآوردن اهداف تعیین شدهپژوهش، اندازه یا تعداد آزمون‌های موردنیاز برای نشان دادن حالت واقعی بتن و محلاین آزمون‌ها در نظر گرفته می‌شود. پژوهش‌ها برای استفاده سیستم‌های خبره جهت کمکبه این فرایند انجام می‌شود اما در حال حاضر، به نظر می‌رسد این کاربرد شاید عمدتابه نقش آموزشی محدود خواهد شد (16). اهداف برنامه آزمون هر چه باشد، بازرسی بصریویژگی لازم برای آن است و ارزشمندترین کاربرد آزمون‌ها را میسر خواهد کرد که دربخش 3.1 خلاصه شده است. برخی مثال‌های عادی گویا از برنامه‌های آزمون برای رفعنیازهای ویژه در پیوست الف آمده است.

1.4.1 رویکرد زنجیره‌ای کلی

علت یا ماهیت یک پژوهش هر چه باشد، یک برنامه کاملا ساختاریافته با تفسیرآن به عنوان یک فعالیت جاری، ضرورت دارد. شکل 1.1 مراحلی را نشان می‌دهد که معمولااین برنامه در بر دارد و به طور کلی تعهد افزایش هزینه را ایجاب خواهد کرد و اینپژوهش تنها تا جایی پیش خواهد رفت که برای رسیدن به نتایج قطعی لازم است.

2.4.1 بازرسی بصری

این بازرسی اغلب می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در اختیار چشمان کاملا آموزش‌دیدهقرار می‌دهد. ویژگی‌های بصری ممکن است به کیفیت ساخت، قابلیت استفاده سازه و خرابیمواد مربوط باشد و اهمیت ویژه‌ای دارد که مهندس بتواند بین انواع مختلف ترک‌خوردگیکه ممکن است با آن مواجه شود تمایز قائل شود. شکل 2.1 چند نوع از این ترک‌ها را بهشکل عادی آن‌ها نشان می‌دهد.

همان طور که در مورد ترک‌خوردگی انقباضی بتن پلاستیکی صدق می‌کند، جداشدگییا هواگیری بیش از حد در مفاصل شاتر می‌تواند نشان‌دهنده وجود مشکل در ترکیب بتنباشد در صورتی که حفره حفره بودن ممکن است نشانه استانداردهای پایین کیفیت کارساخت باشد. عدم کفایت سازه ممکن است خود را با خمش بیش از حد یا ترک‌خوردگی موجینشان دهد و این غالبا می‌تواند دلیل ارزیابی سازه در محل باشد. انحراف خزشیبلندمدت، جنبش‌های حرارتی یا جنبش‌های سازه‌ای ممکن است موجب کج شدن قاب درب‌ها، ‌ترکخوردن پنجره‌ها یا ترک خوردن سازه یا نابودی آن شود. مقایسه بصری اجزای مشابه بهعنوان مقدمه آزمون تعیین وسعت مساله در چنین مواردی اهمیت ویژه‌ای دارد.

ترک‌خوردگی سطح و پوسته پوسته شدن بتن اغلب نشانگرخرابی مواد است و بررسی الگوهای ترک می‌تواند نشانه اولیه علت باشد. رایج‌ترین عللخوردگی آرماتور ناشی از پوشش ناکافی یا غلظت زیاد کلرید و شکستن بتن ناشی از حملهسولفات، کنش سرما یا واکنش‌های سنگدانه قلیایی است. همان طور که در شکل 2.1 مشاهدهمی‌شود خوردگی آرماتور معمولا با شکاف و پوسته پوسته شدن در امتداد خط میله‌هااحتمالا همراه با لکه‌های زنگار است در صورتی که حمله سولفات ممکن است الگویتصادفی همراه با رسوب سفید شسته شده روی سطح ایجاد کند.

گااهی (اما نه لزوما) واکنش سنگدانه قلیایی با الگویترک ستاره‌ای شکل مشخص می‌شود و حمله سرما ممکن است موجب پوسته پوسته شدن، تکه تکهو خراشیده شدن سطح شود. به دلیل شباهت‌ها، تعیین علت آن‌ها به تنهایی با بازرسیبصری اغلب امکانپذیر نیست اما مناسبت‌ترین آزمون شناسایی را می‌توان بر این اساسانتخاب کرد. مستندسازی دقیق میدانی حائز اهمیت است (18) و پولاک، کای و فوکز (19)اظهار می‌دارند هنگام تعیین علل و پیشروی خرابی، نقشه‌برداری سیستمیک از ترک اقدامتشخیصی ارزشمندی به شمار می‌رود. آن‌ها درباره شناخت انواع ترک راهنمای مفصلیارائه کرده‌اند. ترک‌خوردگی غیرسازه‌ای در گزارش فنی 22 انجمن بتن به تفصیل بیانشده است (20) و علایم مربوط به عادی‌ترین منشا خرابی در جدول 2.1 خلاصه شده است کهبر اساس اظهارات هیگینز است (21).

جدول 2.1 تشخیص نقائص و خرابی

مشاهده تغییرات بافت سطح و رنگ بتن می‌تواند راهنمایمفیدی برای یکنواختی باشد و تغییر رنگ عمدتا نشانگر میزان خسارت است.

بازرسی بصری به سطح محدود نمی‌شود بلکه ممکن استبررسی تکیه‌گاه‌ها، کانال‌های فاضلاب، لوله‌های پس تنیدگی و ویژگی‌های مشابه یکسازه را نیز در بر گیرد. وقتی دسترسی مشکل باشد، دوربین‌ دو چشمی، تلسکوپ و بوروسکوپمی‌تواند مفید باشد و سیستم‌های بازرسی ماورای بنفش قابل حمل می‌تواند در شناساییواکنش‌های سنگدانه قلیایی مفید باشد (به بخش 1.11.9 رجوع کنید). اخیرا روش‌های«غیرمتعارف» نظیر فرود با طناب و رباتیک برای بازرسی مقرون به صرفه و دسترسی جهتبازسازی بیش از پیش مورد پذیرش قرار می‌گیرد (22). در سازه‌های موجود، به طور کلیوجود یک ویژگی که نیاز به بررسی بیشتر دارد ابتدا از طریق بازرسی بصری مشخص می‌شودو باید آن را مهم‌ترین مولفه واحد نگهداری عادی به حساب آورد. طرح‌های جدید RILEM (6) به ارائه سیستم طبقه‌بندی عددی مبادرت کرده است که کمّی‌سازیویژگی‌های بصری را برای کمک به برنامه‌ریزی و اولویت‌بندی میسر می‌کند. در زمانانتخاب روش‌ها و محل آزمون، بازرسی بصری مبنایی برای قضاوت در خصوص شرایط دسترسی وایمنی فراهم خواهد کرد (22).

3.4.1 انتخاتب آزمون

انتخاب آزمون در یک محل خاص بر اساس ترکیبی از عواملنظیر دسترسی، آسیب، هزینه، سرعت و قابلیت اطمینان خواهد بود اما به طور کلی جنبه‌هایاساسی بازرسی بصری که یک رشته آزمون‌ از لحاظ راحتی و تناسب را در پی دارد، اعمالخواهد شد. استفاده از ترکیبی از روش‌های آزمون در بخش 7.1 مورد بحث قرار می‌گیرد.

آزمون دوام شامل علل و اندازه خرابی است. ویژگی‌هایمربوط به روش‌های مختلف آزمون در جدول 3.1 خلاصه شده است. خطر خوردگی آرماتورتعبیه شده با اتلاف کنش‌پذیری ارتباط دارد که محیط قلیایی بتن موجب آن می‌شود. اینامر معمولا در نتیجه کربوناسیون یا کلریدها است. در آزمون‌های ساده اولیه اندازه‌گیریمحلی پوشش آرماتور، عمق کربوناسیون و غلظت کلرید را صورت خواهد گرفت. پس از اینآزمون‌ها، آزمون پیچیده‌تر پتانسیل نیم سلول و مقاومت ممکن است انجام شود تا بررسیجامع‌تری از نواحی بزرگ ارائه شود. اگر مشخص شد کربوناسیون بیش از حد علت خرابیاست، آنگاه اگر لازم باشد دلایل آن مشخص شود، می‌توان تجزیه شیمیایی یاپتروگرافیکی و آزمون‌های جذب را انجام داد. پذیرش اندازه‌گیری مستقیم میزان خوردگیفولاد آرماتور به عنوان ابزار کارآمد برای ارزیابی شدت خسارت جاری بر دوام بتن بهکندی صورت می‌گیرد و احتمال دارد از آن برای پیش‌بینی عمر باقیمانده سازه دچارخوردگی استفاده شود.

آزمون جذب و نفوذپذیری سطح در رابطه با خوردگی حائزاهمیت است زیرا هم اکسیژن و هم آب باید محرک این فرایند باشد و شرایط رطوبت وتوانایی دی اکسید کربن در عبور از ناحیه سطح بتن، میزان کربوناسیون را کنترل می‌کند.اکثر اشکال دیگر خرابی نیز با رطوبت ارتباط دارد که باید مواد شیمیایی تهاجمی راحمل کرده و واکنش‌ها را تحریک کند و لذا اندازه‌گیری میزان رطوبت، جذب و نفوذپذیریبازهم ممکن است بجا و مناسب باشد. آزمون‌های انبساط روی نمونه‌های بتن می‌تواندعملکرد آن‌ها در آینده را نشان دهد و آزمون شیمیایی و پتروگرافیکی برای ارزیابیاجزای ترکیب برای شناسایی علل شکستن بتن لازم است (23).

جدول 3.1 آزمون‌های دوام – ویژگی‌های مربوطه

آزمون مقاومت بتن: ویژگی‌های مربوط به روش‌های مختلفآزمون مقاومت بتن در جدول 4.1 خلاصه شده است.

در موقعیت عادی که ارزیابی مقاومت مصالح ضرورت دارد،متاسفانه در آن دسته از روش‌های آزمون که حداقل خسارت را موجب می‌شود، پیچیدگیهمبستگی در بیشترین حالت خود است. با اینکه آزمون‌های سختی سطح و سرعت پالس کهآسیب اندکی وارد می‌کند، ارزان و سریع بوده و برای ارزیابی مقایسه‌ای و یکنواختیایده‌آل است، همبستگی آن‌ها برای پیش‌بینی مقاومت مطلق مشکلات زیادی را پیش می‌آورد.آزمون cores موثق‌ترینارزیابی از مقاومت در محل را ارائه می‌کند اما بیشترین خسارت را وارد می‌کند وگران و سرعت آن کند است. این آزمون اغلب ضروری قلمداد می‌شود و اگر برای ایجادمبنای کالیبراسیون در روش‌های غیرمخرب و نیمه مخرب به کار رود که می‌توان بعدا بهطور گسترده از آن استفاده کرد، ارزش آن‌ها افزایش خواهد یافت. در حالی که اکثر روش‌هایآزمون را می‌توان با موفقیت بر روی بتن‌هایی که از سنگدانه‌های سبک وزن ساخته شدهاست انجام داد، همبستگی مقاومت آن‌هاهمواره با بتن‌هایی که از سنگدانه‌های عادیساخته شده است متفاوت خواهد بود (24). به طور کلی، روش‌های نیمه مخرب کمتر بهکالیبراسیون مقاومت نیاز دارند اما موجب یک آسیب سطحی می‌شوند، تنها ناحیه سطح راآزمون می‌کنند و ممکن است دستخوش تغییرات زیادی قرار گیرند. دسترس‌پذیری و قابلیتاطمینان همبستگی‌های مقاومت و دقت لازم برای پیش‌بینی مقاومت ممکن است عوامل مهمیدر انتخاب مناسب‌ترین روش کاربردی به شمار رود که باید با قابلیت پذیرش تعمیرنواحی آسیب‌دیده به لحاظ ظاهری و یکپارچگی ساختاری همراه باشد.

جدول 4.1 آزمون‌های مقاومت – محسنات مربوطه

وقتی تنها چیزی که لازم است مقایسه با بتن با کیفیتمشابه است، محدودیت‌های عملی روش‌های مختلف بر انتخاب آزمون حاکم خواهد بود. درابتدا روش مناسب با کمترین تخریب احتمالا همراه با آزمون‌های پشتیبانی با استفادهاز روش دیگر در مناطق حساس انجام خواهد شد. برای مثال، روش‌های سختی سطح را می‌توانبرای بتن‌های تازه یا اولتراسونیک به کار برد که در آن دو سطح مقابل قابل دسترسیاست. وقتی تنها یک سطح در معرض دید باشد، آزمون مقاومت در برابر نفوذ برای اجزایبزرگی نظیر دال‌ها سریع و مناسب است اما آزمون‌های پاره شدگی و بیرون کشیدگی می‌تواندبرای اجزای کوچکتر مناسب‌تر باشد. آزمون بیرون کشیدگی به خصوص برای اندازه‌گیریتوسعه مقاومت سن کم در محل مفید است در حالی که روش پختگی و عمل‌آوری با تطبیقدمایی بر مبنای اندازه‌گیری در دماهای کم است.

آزمون مقایسه کیفیت بتن و یکپارچگی محلی: آزمونمقایسه‌ای مطمئن‌ترین کاربرد در تعدادی از روش‌ها است که در آن کالیبراسیون برایارائه مقدار مطلق پارامترهای فیزیکی کاملا تعریف‌شده کار آسانی است. به طور کلی،این روش‌ها آسیب اندکی را موجب شده یا هیچ آسیب سطحی به بار نمی‌آورد و استفاده ازاکثر آن‌ها سریع بوده، بررسی سیستماتیک نواحی بزرگ را میسر می‌کند. با این حال،برخی از آن‌ها مستلزم تجهیزات نسبتا پیچیده و گران است.

روش‌هایی که کاربرد وسیعی دارد عبارتند از: سختیسطح، سرعت پالس اولتراسونیک و chain draggingیا surface tapping. روشآخر به خصوص در یافتن لایه لایه شدگی نزدیک سطح مفید است و همراه با شیوه‌هایپیچیده‌تر ضربه – اکو توسعه یافته است. رادار اسکن سطح و ترموگرافی مادون قرمز دو روشپیشرفته برای یافتن حفره‌های پنهان، رطوبت و ویژگی‌های مشابه است که اخیرا توجهزیادی را به خود جلب کرده است؛ رادیوگرافی و رادیومتری را نیز می‌توان به کار برد.آزمون‌های فرسودگی، اندازه‌گیری سختی سطح یا روش‌های جذب سطح را می‌توان برایارزیابی مقاومت سایش سطح به کار برد و نورتابی گرمایی روش مخصوص ارزیابی آسیب ناشیاز آتش‌سوزی است.

آزمون عملکرد سازه: آزمون پاسخ دینامیک مقیاس بزرگبرای کنترل عملکرد سازه در دسترس است اما آزمون‌های بار استاتیک مقیاس بزرگاحتمالا به همراه کنترل ترک خوردگی از طریق انتشار اکوستیک می‌تواند علی رغم هزینهو ایجاد شکاف روش مناسب‌تری باشد.

آزمون‌های بار استاتیک معمولا هم خمش‌ و هم ترکخوردگی را اندازه‌گیری می‌کند اما مساله جدا کردن تک تک اجزا می‌تواند قابل توجهباشد. وقتی تعداد زیادی از عناصر مشابه (نظیر تیرهای پیش ساخته) مطرح باشد، ممکناست برداشتن تعداد کمی از عناصر نمونه برای آزمون بار در آزمایشگاه و استفاده ازروش‌های غیرمخرب برای مقایسه این عناصر با عناصر باقیمانده سازه بهتر باشد.

لازم است در برنامه آزمون هزینه‌ روش‌های مختلفآزمون به ارزش پروژه مورد نظر، هزینه‌ تاخیر‌ در ساخت و هزینه کارهای تعمیراتیاحتمالی ارتباط داده شود. قابیلت دسترسی به بتن مشکوک و کار کردن با تجهیزات آزمونرا باید توام با ایمنی کارکنان سایت و عموم مردم طی عملیات آزمون مد نظر قرار داد.مثال‌های معمولی از برنامه‌های آزمون که برای موقعیت‌های خاص پیشنهاد شده است درپیوست الف آمده است.

4.4.1 تعداد و محل آزمون‌ها

تعیین مناسب‌ترین تعداد آزمون‌ سازش بین دقت، تلاش،هزینه و خسارت است. نتایج آزمون تنها به محل‌های خاصی مربوط خواهد بود که خوانش‌هایا نمونه‌ها در آن بدست آمده است. لذا برای تعیین تعداد و محل آزمون‌ها و ارتباطنتایج با عنصر یا عضو به طور کل، قضاوت مهندسی لازم است. اهمیت یکپارچگی برنامه‌ریزیبا تفسیر بسیار مهم است. شناخت کامل تغییرپذیری بتن (همان طور که در بخش 5.1 مطرحشد)  و نیز علم به قابلیت اطمینان روشآزمون مورد استفاده، ضرورت دارد. این مساله در اینجا با اشاره ویژه به مقاومت بتنمورد بحث قرار می‌گیرد زیرا بسیاری از خواص دیگر به مقاومت مربوط می‌شود. این بحثمبنای عمومی مفیدی برای قضاوت فراهم کرده و راهنمای بیشتری در این باره در فصل‌هایمربوط به روش‌های مختلف آزمون ارائه شده است. اگر جنبه‌های دوام مطرح باشد، بایدتغییرات در معرض محیط و شرایط آزمون مورد توجه قرار گیرد. فعالیت خوردگی ممکن استبا تغییرات محیطی به لحاظ دما و بارش‌ها به شدت تغییر کند. هنگام برآورد کردنمتوسط رفتار سالانه بر مبنای اندازه‌گیری‌هایی که در یک موقعیت واحد صورت گرفتهاست باید دقت کرد. موقعیت آزمون‌ها باید آثار احتمالی آرماتور بر نتایج و نیز هرگونه محدودیت‌ فیزیکی مربوط به روش مورد استفاده را به حساب آورد.

جدول 5.1 تعدادی از آزمون‌ها را فهرست کرده است کهممکن است معادل یک نتیجه واحد به شمار رود. دقت پیش‌بینی مقاومت در اکثر موارد برقابلیت اطمینان همبستگی بکار رفته بستگی خواهد داشت اما در مورد cores «استاندارد» حدود اطمینان 95٪ را می‌توان 12٪± گرفت که در آن n تعداد coreاز یک محل خاص برداشته شده است. روش‌های آماری با توجه به تعداد آزمون‌ها،تغییرپذیری آزمون و تغییرپذیری مواد توسعه یافته است و در بخش 3.6.1 به طور کاملبررسی شده است. وقتی coresبرای ارائه یک نشانه مستقیم مقاومت یا به عنوان مبنای کالیبراسیون در روش‌های دیگرمورد استفاده قرار ‌گیرد، برداشتن coreکافی برای رسیدن به یک دقت کلی مناسب حائز اهمیت است. همچنین باید به خاطر داشتنتایج تنها به محل خاص مورد آزمون مربوط خواهد بود و لذا تعداد محل‌های موردارزیابی عامل دیگری است که باید مورد توجه قرار گیرد.

جدول 5.1 تعداد خوانش‌های پیشنهادی مربوط به روش‌هایمختلف آزمون

در راستای اهداف مقایسه، ‌روش‌های واقعا غیرمخربکارآمدترین روش هستند زیرا سرعت آن‌ها موجب می‌شود آزمون تعداد زیادی از محل‌ها بهراحتی صورت گیرد. برای بررسی بتن در یک عضو خاص حداقل 40 محل پیشنهاد شده که در یکشبکه منظمی در عضو گسترده شده است در صورتی که برای مقایسه اعضای مشابه، تعدادکمتری از نقاط روی هر عضو اما در موقعیت‌های قابل مقایسه باید مورد بررسی قرارگیرد. وقتی توسل به روش‌های دیگری نظیر شکستگی داخلی یا آزمون پروب ویندزور ضرورتداشته باشد، واقعیت به احتمال زیاد تعداد محل‌های مورد بررسی را محدود می‌کند واین بررسی ممکن است چندان جامع نباشد.

در پرتو پیش‌بینی توزیع مقاومت درون اعضا، برآوردمقاومت در محل که دقت سازه را تعیین می‌کند باید در حالت ایده‌آل در محل‌های تحتفشار شدید بدست آید (در بخش 1.5.1 شرح داده شده است). بنابراین اغلب باید توجه رابر نواحی بالایی اعضا معطوف کرد مگر اینکه مناطق خاصی مشکوک باشد.

آزمون انطباق مشخصات مواد باید روی بتن معمولی صورتگیرد و از اینرو باید از نواحی بالایی ضعیف‌تر اعضا اجتناب کرد. آزمون در اطرافارتفاع متوسط برای تیرها، ستون‌ها و دیوارها پیشنهاد می‌شود و آزمون ناحیه سطح رویدال‌ها باید به زیر طاق محدود شود مگر اینکه ابتدا لایه بالایی برداشته شود. بههمین ترتیب در زمان آزمون cores20٪ (یا حداقل 50 میلیمتر)مواد از دال‌های بالایی را باید کنار گذاشت.

وقتی انطباق مشخصات مورد بررسی قرار می‌گیرد،پیشنهاد می‌شود بیش از چهار coreاز مجموعه بتن مشکوک گرفته شود. وقتی cores کوچک مورد استفاده قرار گیرد، برای مقایسه دقت، تعداد core بیشتری مورد نیاز خواهد بود زیرا تغییرپذیری آزمون بیشتر است وشاید حداقل 12 نتیجه لازم باشد. با توجه به روش‌های آزمون دیگر، حداقل تعداد خوانش‌هاچندان به روشنی تعریف نشده است اما باید مقادیر ارائه شده در جدول 5.1 همراه باقابلیت اطمینان کالیبراسیون را نشان دهد. حداکثر دقت‌ها در بخش 6.1 خلاصه شده است.اجتناب ناپذیر است که هنگام مقایسه برآوردهای مقاومت حاصل از آزمون در محل با  توجه به مقاومت‌های خاص نمونه مکعبی و استوانه‌ای،  یک ناحیه قابل توجه «خاکستری» یا «تائید نشده»وجود خواهد داشت و بهترین دقت احتمالی 15٪± برای گروهی از چهار core مطرح شده است (25). وقتی با بتن کهنه سر و کار داشته باشیم، بهدلیل عدم قطعیت درباره آثار سن بر افزایش مقاومت، این مقدار ممکن است افزایش یابد.با این حال، گاهی ممکن است آزمون‌ در نواحیی ضروری باشد که علامت تراکم یا کیفیتکار ضعیف را در مقایسه با سایر جنبه‌های مشخصات از خود نشان می‌دهند.

تعداد آزمون‌های بار که می‌توان روی سازه انجام دادمحدود خواهد بود و این آزمون‌ها باید بر نواحی حساس و مشکوک  متمرکز شود. بازرسی بصری و آزمون‌های غیر مخربممکن است در یافتن این مناطق ارزشمند باشد. وقتی اعضای خاصی قرار است به صورت مخربمورد آزمون قرار گیرد تا کالیبراسیون روش‌های غیرمخرب ارائه شود، ترجیحا باید طوریانتخاب شوند که تا حد امکان طیف وسیعی از کیفیت بتن را در برگیرد.

5.1 تغییرپذیری بتن در محل

کاملا محرز شده است که به دلیل تفاوت‌های تراکم وعمل‌آوری و نیز تامین غیر یکنواخت مواد، خواص بتن در محل در یک عضو متفاوت خواهدبود. فرض بر این خواهد بود که تغییرات تامین مواد تصادفی است اما تغییر تراکم وعمل‌آوری، الگوهای کاملا تعریف شده‌ای را طبق نوع عضو دنبال می‌کند. شناخت کاملاین تغییرات برای برنامه‌ریزی یک برنامه آزمون در محل و نیز تفسیر معقول نتایجضروری است.

متوسط مقاومت در محل یک عضو که به صورت مقاومت نمونهمکعبی معادل بیان می‌شود تقریبا همیشه کمتر از مقاومت نمونه مکعبی استاندارد همانبتن خواهد بود که کاملا متراکم بوده و به مدت 28 روز با رطوبت عمل‌آوری شده است.اندازه این تفاوت به مشخصات مواد، شیوه‌های ساخت، کیفیت کار و موقعیت بستگی خواهدداشت اما الگوهای کلی را می‌توان طبق نوع عضو تعریف کرد. این جنبه که اهمیت ویژه‌ایدر تفسیر نتایج آزمون دارد به تفصیل در بخش 2.5.1 مطرح شده است.

1.5.1 تغییرپذیری درون عضو

دلیل تغییرات در تامین بتن، تفاوت در مواد، تولیدگروهی، حمل و نقل و شیوه‌های کار با آن خواهد بود. این تغییرات بیانگر درجه کنترلبر تولید است و نمونه‌های آزمون انطباق و کنترل به طور طبیعی نشان می‌دهد در ایننمونه‌ها همه عوامل دیگر استاندارد شده است. اندازه‌گیری این تغییرات در محل بهدلیل مشکل جداسازی آن‌ها از آثار تراکم و عمل‌آوری دشوار است. با این حال با توجهبه ضریب تغییر آزمون‌هایی که در تعدادی از محل‌های قابل مقایسه درون یک عضو یاسازه صورت می‌گیرد می‌توان آن‌ها را به طور تقریبی ارزیابی کرد. آثار تراکم و عمل‌آوریتا حدودی به شیوه‌ ساخت بستگی خواهد داشت اما با انواع عضو و محل عضو نیز ارتباطنزدیکی دارد.

آرماتور ممکن است مانع تراکم شود اما تمایل بهافزایش رطوبت و فرونشست سنگدانه طی ساخت وجود خواهد داشت. به دلیل آثارهیدرواستاتیک مربوط به عمق عضو، میزان کمی از اعضا متراکم‌تر می‌شود و در نتیجه بهطور کلی مقاومت در نزدیکی مرکز ریزش‌ها در بالاترین حد و در مناطق بالایی در پایین‌ترینحد خود خواهد بود. هدف اصلی عمل‌آوری، اطمینان از این است که برای هیدراتاسیون آبکافی وجود دارد. در صورت کم بودن آب: ترکیبات نسبت سیمان، باید با اجازه ورود آباز خود - خشک شدن جلوگیری کرد و برای ترکیبات دیگر، باید از خشک کردن اجتناب کرد.هیدراتاسیون ناقص ناشی از عمل‌آوری نامناسب ممکن است موجب تغییرات مقاومت بیننواحی داخلی و سطح اعضا شود. برای این اثر در بتن‌های شنی تنها رقم 10-5٪ مطرح شده است (26)؛ مقادیر بالاتر را می‌تواندر بتن‌های سبک وزن اعمال کرد (27). افزایش دما ناشی از هیدراتاسیون سیمان ممکناست به خصوص در اوایل عمر موجب اختلاف مقاومت بیشتر بین مناطق درونی و بیرونی شود.عمل‌آوری متفاوت در میان اعضا ممکن است افزایش بیشتر تغییرات ناشی از عوامل تراکمرا موجب شود.

تغییرات عادی مقاومت نسبی در بتن‌های معمولی طبق نوععضو در شکل 3.1 نشان داده شده است. این نتایج از تعداد زیادی گزارش‌ آزمون غیرمخربشامل گزارش مینراد و دیویس (28) استخراج شده است و می‌توان آن را صرفا نشان‌دهندهگرایش عمومی قلمداد کرد که می‌توان انتظار داشت زیرا شرایط ویژه ساخت ممکن است بهطور گسترده متفاوت باشد. در مورد تیرها و دیوارها، شیب مقاومت به طور منطقییکنواخت خواهد بود هر چند تغییرات تراکم و تامین ممکن است موجب نوعی تغییرپذیریشود که کانتور مقاومت نسبی در شکل 4.1 و 5.1 آن را نشان می‌دهد. داده‌های اندکیدرباره دال‌ها در دسترس است اما اظهار شده است کاهش تفاوت در حدود 25٪ در عمق‌های مختلف ممکن است در 50 میلیمتربالایی در این دال‌ها متمرکز شده باشد (26). دال‌های ضخیم‌تر بیشتر به تیرها شبیهخواهد بود. با این حال، می‌توان انتظار داشت به دلیل ناهماهنگی تراکم و تامین،‌تغییرات پلان تصادفی باشد. می‌توان پیش‌بینی کرد ستون‌ها به استثنای ناحیه ضعیف‌تردر 300 میلیمتر بالایی و 20٪ عمق آن‌ها، به طور منطقی یکنواخت باشند (29).

باید بدانیم می‌توان انتظار داشت رفتار بتن‌هایغیراستاندارد با بتن‌هایی که در بالا توصیف شد متفاوت باشد. به خصوص میائو ودیگران (30) نشان داده‌اند کاهش مقاومت بتن‌های با مقاومت بالا (تا N/mm²120 مقاومت استوانه‌ای) در ارتفاع ستون‌های 1 مترمربعی به طورچشمگیری کمتر از بتن N/mm²35 است که با توجه به شکل 3.1 به طور منطقی سازگار است. تغییرپذیری کلی در محل دریک ارتفاع خاص نیز ممکن است در مقاومت‌های بالا کمتر باشد. همچنین طبق نوع سنگدانهو ماهیت ماده ریز مورد استفاده، در مورد بتن‌های سنگدانه‌ای سبک وزن نیز تغییردرون عمقی در تیرها کمتر از بتن‌های شنی است (27). این مساله در شکل 6.1 نشان دادهشده است که تفاوت‌های مقاومت در محل را متناسب با مقاومت نمونه مکعبی «استاندارد»در هم می‌آمیزد که در بخش 2.5.1 بیان می‌شود. مهم‌ترین کاهش تغییر را می‌توانزمانی مشاهده کرد که مواد ریز سبک وزن بکار رفته باشد و به طور کلی تغییرپذیری درونعضو نیز در این صورت کاهش می‌یابد.

2.5.1 مقاومت در محل نسبت به نمونه‌های استاندارد

تغییرات احتمالی مقاومت درون اعضا در بخش 1.5.1 شرحداده شد. اگر مقادیر اندازه‌گیری شده در محل به صورت مقاومت نمونه مکعبی معادلبیان شود، متوجه می‌شویم معمولا کمتر از مقاومت مکعب‌های بتنی حاصل از همان ترکیباست که به طور «استاندارد» متراکم و عمل‌آوری شده است. تراکم و عمل‌آوری در محل بهطور گسترده متفاوت خواهد بود و پیش‌بینی عوامل دیگر نظیر ترکیب کردن، هوادهی وآسیب‌پذیری در مقابل ناخالصی‌ها کار مشکلی است. با این وجود، یک گرایش عمومی راطبق نوع عضو می‌توان مشخص کرد و مقادیر ارائه شده در جدول 6.1 را می‌توان به عنواننمونه در نظر گرفت. با اینکه به طور کلی پذیرفته شده‌اند (12)، مواردی گزارش شدهاست که در آن مقاومت در محل به مقاومت نمونه‌های استاندارد نزدیکتر بوده (31) واین موضوع در بتن‌های سنگدانه‌ای سبک وزن نیز محتمل است (شکل 6.1 را ملاحظه کنید).روابط احتمالی بین مقاومت نمونه استاندارد و مقاومت در محل در مورد ترکیب بتن سازه‌ایعادی با استفاده از سنگدانه‌های طبیعی نیز در شکل 7.1 آمده است.

یک مکعب «استاندارد» در حالی مورد آزمون قرار می‌گیردکه اشباع شده باشد و برای سهولت مقایسه مقادیر جدول 6.1 نیز بر این مبنا بیان شدهاست. مکعب‌های خشک به طور کلی مقاومتی به بار می‌آورد که تقریبا 15-10٪ بیشتر است و باید هنگام تفسیر نتایج آزمونمقاومت در محل، مورد توجه قرار گیرد. Cores در حالی مورد آزمون قرار خواهد گرفت که تحت شرایط عادی اشباع شدهباشد و روابط فوق مصداق دارد اما اگر بتن در محل خشک باشد ارقام مقاومت احتمالی درمحل باید بر همین اساس افزایش یابد. وقتی روش‌های غیرمخرب و نیمه مخرب توام باکالیبراسیون مقاومت مورد استفاده قرار گیرد، لازم است بدانیم آیا این کالیبراسیونمبتنی بر نمونه‌های مرطوب یا خشک است. ویژگی دیگر این کالیبراسیون‌ها اندازه نمونهمکعبی است که بر مبنای آن صورت گرفته است. طراحی و مشخصات معمولا مبتنی بر مکعب150 میلیمتری است اما گاهی کالیبراسیون آزمایشگاهی ممکن است به مکعب 100 میلیمتریمربوط باشد که ممکن است مقاومت آن تا 4٪ بیشتر باشد.

سنی که بتن مورد آزمون قرار می‌گیرد دلیل دیگر تفاوت‌هایبین مقدار در محل و مقدار «استاندارد» است. با اینکه عوامل «اصلاح سن» در آیین‌نامهآمده است، هنگام تطبیق اندازه‌گیری‌ها در محل با مقدار معادل 28 روزه، باید بسیاردقت کرد. پیشرفت‌های تولید سیمان در راستای رسیدن به مقاومت بالا در سن کم با کاهشافزایش‌های بلندمدت متمایل بوده است و افزایش مقاومت نیز به شدت به عمل‌آوریوابسته است. اگر بتن به طور طبیعی مرطوب باشد مقاومت افزایش می‌یابد اما بتن اغلبعملا خشک است و بعید است پس از 28 روز بهبود چشمگیری حاصل شود.

تلفیق جایگزین‌های سیمان نظیر خاکستر سوخت ساییدهشده یا روباره تفاله کوره بلند دانه‌ای به صورت ترکیب بر مشخصات توسعه مقاومتبلندمدت نیز تاثیر خواهد گذاشت و سازگاری‌های سنی را باید با احتیاط مطرح کرد.

6.1 تفسیر

تفسیر نتایج آزمون در محل را می‌توان در سه مرحلهمجزا بررسی کرد که نتیجه‌گیری‌های زیر را در پی دارد:

(1) محاسبه

(2) بررسی تغییرپذیری

(3) کالیبراسیون و یا کاربرد.

بنا به شرایط، تاکید بر نتیجه متفاوت خواهد بود(اطلاعات تفسیری مفصل در فصول دیگر آمده است) اما هر روندی که به کار رود، اصولمشابه خواهد بود و این مسائل در زیر به طور خلاصه بیان شده است. مثال‌های پیوستالف کاربرد این روندها را در تعدادی از موقعیت‌هایی که معمولا پیش می‌آید بیشترروشن می‌کند.

مهم نیست پژوهش در ابتدا تا چه حد کوچک یا ساده به نظربرسد، لزوم ثبت و گزارش جامع و مفصل نتایج اهمیت زیادی دارد. در صورت هر گونهاختلاف نظر یا اقامه دعوی، کوچکترین جزئیات می‌تواند مهم باشد و مستندسازی هموارهباید با مد نظر قرار دادن این موضوع صورت گیرد. عکس‌های جامع اغلب برای رجوع درآینده ارزش خاصی دارد. نتایج آزمون در محل نیز بیش از پیش در پایگاه‌های دادهرایانه‌ای وارد شده است که به اولویت‌بندی و مدیریت راهبردهای نگهداری و تعمیراتمربوط می‌شود (16).

1.6.1 محاسبه نتایج آزمون

مقدار محاسبه موردنیاز برای ارائه پارامتر مناسب درمحل یک آزمون بنا به روش آزمون متفاوت خواهد بود اما روال کاملا تعریف شده‌ای رادنبال خواهد کرد. برای مثال، coresباید از لحاظ طول، جهت‌یابی و تقویت اصلاح شود تا مقاومت نمونه مکعبی معادل حاصلشود.

سرعت‌ پالس‌ها باید در حالی محاسبه شود که تقویت وبیرون کشیدگی مجاز باشد و آزمون‌های مقاومت در برابر نفوذ و سختی سطح باید میانگین‌گیریشود تا یک مقدار متوسط حاصل شود. در این مرحله نباید همبستگی‌ با یک خاصیت را غیراز آنچه به طور مستقیم اندازه‌گیری شده است القا کرد. آزمون‌های شیمیایی یا مشابهمورد ارزیابی قرار می‌گیرد تا پارامتر مناسب نظیر میزان سیمان یا نسبت‌های ترکیبحاصل شود. آزمون‌های بار معمولا به شکل منحنی‌های بار- خمش با گشتاورهای ارزیابیشده در شرایط حساس به طور خلاصه مطرح خواهد شد و به خزش و بازیابی نیز اشاره می‌شودکه در فصل 6 شرح داده شده است.

2.6.1 بررسی تغییرپذیری

وقتی بیش از یک آزمون انجام گیرد، با مقایسهتغییرپذیری نتایج می‌توان اطلاعات ارزشمندی کسب کرد. حتی وقتی نتایج اندکی دردسترس باشد (برای مثال، در آزمون‌های ابر)، این نتایج نشان‌دهنده یکنواختی ساخت ولذا اهمیت نتایج است. در مواردی که نتایج بیشتری موجود است نظیر بررسی‌هایغیرمخرب، مطالعه تغییرپذیری را می‌توان برای تعریف نواحی دارای کیفیت متفاوت بهکار برد. این مطالعه می‌تواند با علم به تغییرپذیری آزمون مرتبط با روش آن همراهشود تا استاندارهای ساخت و کنترل مورد استفاده اندازه‌گیری شود.

تامست (32) توسعه روند تحلیل برای استفاده در پروژه‌هایبزرگ ارزیابی یکپارچگی را گزارش کرده است و این روند شامل ضریب نسبت تغییر کهتغییرپذیری محلی را به مقادیر مورد انتظار ارتباط می‌دهد، عامل ناحیه که حوزهمساله مورد ارزیابی را به کل ناحیه ارتباط می‌دهد و عامل مقایسه‌ای خسارت است.تفسیر با استفاده از نمودارهای تعاملی تسهیل می‌شود که این سه پارامتر را در می‌آمیزد.برخی روش‌های آزمون نظیر رادار و ضربه – اکو به شناسایی الگوهای شاخص نتایج آزمون متکیهستند و امکان کاربرد شبکه‌های خنثی در چنین مواردی در حال حاضر در دست مطالعهاست.

1.2.6.1 روش‌های گرافیکی: نمودارهای کانتوری که برایمثال مناطق دارای مقاومت یکسان را نشان می‌دهد (شکل 4.1 و 5.1) در یافتن قسمت‌هاییاز بتن که مقاومت آن‌ها نسبت به باقیمانده عضو به طور غیر طبیعی بالا یا پایین استارزشمند است. این کانتورها را باید به طور مستقیم بر مبنای پارامترهای اندازه‌گیریشده (برای مثال سرعت پالس) روی نمودار نشان داد نه بعد از اینکه به مقاومت تبدیلشدند. تحت شرایط عادی، کانتورها الگوی مشخصی را دنبال می‌کنند و هر گونه عدول ازاین الگو موجب نگرانی می‌شود. نمودارهای «کانتور» در نشان دادن دامنه مقاومت‌هاینسبی درون یک عضو نیز ارزشمند است و می‌تواند در یافتن محل دیگری برای آزمون کهممکن است ماهیت پرهزینه‌تر یا خسارت‌بارتری داشته باشد کمک کند. استفاده ازکانتورها به ارزیابی مقاومت محدود نبوده و معمولا برای بررسی خوردگی و یکپارچگیآرماتور نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تغییرپذیری بتن را می‌توان در نمودار ستونی نیز بهصورت مفید بیان کرد به خصوص وقتی تعداد زیادی نتیجه در دسترس باشد مانند وقتی کهاعضای بزرگ تحت آزمون هستند یا وقتی که اعضای مشابه زیادی باهم مقایسه می‌شوند.شکل (a)8.1 نمودارمعمولی اعضایی را نشان می‌دهد که با استفاده از تامین یکنواخت بتن ساخته شده است.پارامترهای اندازه‌گیری شده را باید به طور مستقیم روی نمودار نشان داد و هر چنداین گستردگی، نشان‌دهنده نوع عضو و توزیع محل‌های آزمون و نیز ویژگی‌های ساختخواهد بود، یک راس واحد باید با توزیع تقریبا عادی پدیدار شود. یک دنباله طولانیمانند شکل  (b) 8.1 نشان‌دهنده روش‌ نامناسب ساخت است و راس‌های دوقلو درشکل  (c) 8.1 دو کیفیت مجزای تامین بتن را نشان می‌دهد.

2.2.6.1 روش‌های عددی: محاسبه ضریب تغییر نتایجآزمون (برابر با انحراف استاندارد × 100/ میانگین) می‌تواند اطلاعات ارزشمندیدرباره استانداردهای ساخت مورد استفاده ارائه کند. جدول 7.1 مقدار عادی ضریب تغییرمربوط به روش‌های مهم آزمون را نشان می‌دهد که می‌توان برای یک واحد site-made که از تعدادی پچ ساخته شده است، انتظار داشت. این اطلاعات بر اساسکار تامست (33)، مولفان (26)، گزارش 11 انجمن بتن (25) و سایر منابع است. پیش‌بینیمی‌شود نتایج بتن حاصل از یک بچ به همان نسبت کمتر باشد در صورتی که اگر تعدادی ازانواع مختلف اعضا مطرح باشد، می‌توان پیش‌بینی کرد مقادیر بالا باشد. مقادیر جدول7.1 تنها یک راهنمای بسیار تقریبی ارائه می‌کند اما برای شناسایی وجود شرایط غیرعادی مناسب هستند.

جدول 7.1 ضرایب معمولی تغییر (COV) نتایجآزمون و حداکثر دقت پیش‌بینی مقاومت در محل در روش‌های اصلی

ضریب تغییر مقاومت بتن با مقاومت متغیر با یک میزانکنترل معین، ثابت نیست زیرا با استفاده از مقاومت متوسط محاسبه می‌شود. لیشچنسکی ودیگران (34) نیز تایید کرده‌اند توزیع ضریب تغییر درون آزمون نامتقارن است. ازاینرو، به طور کلی روابط بین ضریب تغییر مقاومت اندازه‌گیری شده بتن و میزان کیفیتساخت نباید مورد استفاده قرار گیرد. شکل 9.1 روابط عادی بین نمونه‌های مکعبی کنترل«استاندارد» و مقاومت‌ها در محل را مبتنی بر انواع منابع اروپایی و آمریکای شمالینشان می‌دهد. طبق این مقادیر، انحراف استاندارد پیش‌بینی شده را می‌توان استنباطکرد (برای مثال در متوسط مقاومت در محل N/mm² 30، انحراف استاندارد N/mm² 6=30×0.2 برای ساخت با کیفیت عادی محتمل است) و لذا حدود اطمینانرا می‌توان بر نتایج حاصل اعمال کرد. مقادیری نظیر مقادیری که بعدا در جدول 8.1 می‌آیدرا می‌توان به این نحو استخراج کرد و پیش‌بینی دقت مقاومت در محل باید آن را و دقتروش آزمون را میسر کند.

3.6.1 کالیبراسیون و کاربرد نتایج آزمون

دقت‌های احتمالی کالیبرسیون بین نتایج اندازه‌گیریشده آزمون و خواص مورد نظر بتن به تفصیل در بخش‌های این کتاب که به هر کدام ازآزمون‌ها مربوط می‌شود مطرح شده است. لازم است در اعمال نتایج آزمون در محل، اینعوامل برای تعیین اهمیت آن‌ها مد نظر قرار گیرد.

تفاوت‌های بین شرایط آزمایشگاهی (که منحنی‌هایکالیبراسیون به طور طبیعی در آن تولید شده است) و شرایط سایت توجه ویژه‌‌ای را می‌طلبد.تفاوت‌های پختگی و شرایط رطوبت در این رابطه به طور خاص مطرح است. کیفیت بتن درتمام اعضا تفاوت خواهد کرد و لزوما ممکن است ترکیب یا شرایط آن مشابه نمونه‌هایآزمایشگاهی نباشد. به علاوه، به دلیل شرایط آب و هوایی متنوع، مشکلات دسترسی یاعدم تجربه کارگران، انجام یا کنترل آزمون‌ها ممکن است چندان آسان نباشد.کالیبراسیون آزمون‌های مقاومت غیرمخرب و نیمه مخرب به وسیله cores از بتن در محل اغلب امکانپذیر است و برخی از این تفاوت‌ها را کاهشخواهد داد.

تفسیر نتایج مقاومت استفاده از روش‌های آماری راایجاب می‌کند زیرا صرفا میانگین‌گیری نتایج آزمون در محل و لذا محاسبه مقاومتتراکم معادل به وسیله رابطه از قبل تعیین شده، کافی نیست. برای ایجاد حدود اطمینانکمتر در روابط همبستگی (1،35) بر مبنای عوامل تلرانس آماری اقداماتی صورت گرفتهاست. با این حال، همان طور که استون و دیگران (36) نشان داده‌اند این روش‌هاخطاهای اندازه‌گیری در نتیجه آزمون در محل را به حساب نمی‌آورد. روش خیلی دقیق کهدر گزارشی از سوی ACI 228در سال 1989 وارد شده است به دلیل پیچیدگی، کاربرد وسیعی ندارد اما نسخه ساده‌شده(38) احتمالا وارد نسخه تجدیدنظر شده آتی خواهد شد.

نبود فعلی روش آماری مبتنی بر اتفاق نظر مانعاستفاده گسترده از آزمون در محل برای اهداف انطباق است. لیشنسکی (39) مفاد فعلیاستانداردهای ملی موجود را بازبینی کرده است و این موضوع به وسیله کمیته 126 RILEM در حال حاضر در دست بررسی است.

جدول 7.1 حداکثر دقت‌های پیش‌بینی مقاومت در محل راخلاصه می‌کند که می‌توان تحت شرایط ایده‌آل با کالیبراسیون‌های خاص ترکیب بتن ویژهدر هر مورد، با واقع‌گرایی انتظار آن را داشت. اگر هر عامل با این ایده‌آل تفاوتداشته باشد، دقت‌های پیش‌بینی کاهش خواهد یافت هر چند در حال حاضر اطلاعات چندانیبرای امکانپذیر کردن مقدارسنجی آن در دست نیست. در صورت امکان، برای آزمون روش‌هاییباید به کار برد که به طور مستقیم خواص مورد نیاز را اندازه‌گیری کرده و بدینوسیله عدم قطعیت‌های دخیل در کالیبراسیون را کاهش ‌دهد. با این حال، حتی در اینموقعیت‌ها باید به ارزیابی واقعی دقت مقادیری که در زمان تدوین نتیجه‌گیری‌ها بروزمی‌کند، توجه کرد.

1.3.6.1 اعمال بر مشخصات: لازم است بتن مورد آزمونمعرف مواد مورد بررسی باشد و این امر بر تعداد و محل آزمون‌ها تاثیر می‌گذارد (بخش4.4.1). وقتی یک خاصیت کاملا مشخص نظیر پوشش یا میزان سیمان اندازه‌گیری می‌شود،به طور کلی مقایسه نتایج اندازه‌گیری شده با حداقل مقدار مشخص با مد نظر قرار دادندقت احتمالی آزمون، کافی خواهد بود. نسبت کمی از نتایج به طور نامحسوس کمتر ازمقدار مشخص ممکن است قابل قبول باشد اما میانگین در تعدادی از موقعیت‌ها باید ازحد بیشینه فراتر رود. اگر مرتبه دقت آزمون کم باشد (برای مثال، بعید است تعیینمیزان سیمان بهتر از kg/m³40±)، زمینه تردید مربوطبه نتایج ناچیز ممکن است قابل توجه باشد. این یک واقعیت ناخوشایند است هر چنداندازه‌گیری‌های تاییدکننده یک خاصیت متفاوت به کمک قضاوت‌های مهندسی آمده است.

مقاومت رایج‌ترین معیار قضاوت انطباق با مشخصات استو به دلیل تفاوت‌های بین بتن در محل و نمونه‌های آزمون «استاندارد» که اکثر مشخصاتمبتنی بر آن است، متاسفانه رفع آن از آزمون در محل بسیار دشوار است (بخش 2.5.1).تعداد نتایج آزمون در محل برای ارزیابی کامل آماری حدود اطمینان مناسب (معمولا 95٪) به ندرت کافی است و لذا بهتر است برآوردهایمقاومت متوسط در محل با نتیجه متوسط مورد انتظار نمونه آزمون «استاندارد» موردمقایسه قرار گیرد. برای این کار انحراف استاندارد احتمالی نمونه‌های استانداردباید برآورد شود مگر اینکه مقدار مقاومت متوسط هدف برای ترکیب، مشخص باشد.

مقاومت نمونه مکعبی «استاندارد» متوسط با استفاده ازروش‌های طراحی «حالت محدود» به صورت زیر بدست می‌آید

(1.1)                    

که در آن _cuƒ مقاومت شاخص نمونه‌های مکعبی کنترل است

s انحراف استاندارد نمونه‌های مکعبی کنترل است.

دقت این محاسبه با تعداد نتایج موجود افزایش خواهدیافت؛ 50 خوانش را می‌توان حداقل مورد نیاز برای رسیدن به یک برآورد به حد کافیدقیق از انحراف استاندارد واقعی قلمداد کرد. اگر اطلاعات کافی موجود نباشد، مقادیرجدول 8.1 را می‌توان به عنوان راهنما استفاده کرد.

بنا به نظریه، برآورد مقاومت شاخص در محل '_cuƒ از روی مقدار متوسط '_meanƒ و انحراف استاندارد s' اندازه‌گیری شده در محل امکانپذیر است. مقادیر s' مندرج در جدول 8.1 را می‌توان در غیاب داده‌های مشخص‌تر استفادهکرد اما نمی‌توان با توجه به تغییرات درون عضو و بسیاری از عوامل متغیر ساختمانیچندان قابل اطمینان دانست.

در اکثر موارد تعداد خوانش‌های موجود از نتایج درمحل بسیار کمتر از 50 خواهد بود که در این صورت ضریب 1.64 مورد استفاده در معادله(1.1) افزایش خواهد یافت. بنابراین معادله (2.1) برای حد اطمینان 95٪ با توجه به k مندرج در جدول 9.1 بنا به تعداد نتایج n مصداق خواهد داشت.

(2.1)                '_cu=ƒ'_mean-ks'ƒ

جدول 8.1 مقادیر نوعی انحراف استاندارد معکب‌های کنترل و بتن در محل.

جدول 9.1 ضریب حد اطمینان 95٪ مربوط به تعداد آزمون‌های (13)

این معادله توزیع «عادی» نتایج مقاومت بتن (مانندمعادله (1.1)) را فرض می‌گیرد اما وقتی تغییرپذیری بتن مانند کنترل کیفیت نامناسببالا باشد، توزیع «غیر عادی» واقعی‌تر قلمداد می‌شود (37). در این صورت

(3.1)                انحراف استاندارد [logƒ'] × مقدار متوسط [logƒ'] – k = ƒ'_cu

که در آن 'ƒ یک نتیجه اختصاصی مقاومت در محل است.

این روابط را می‌توان به راحتی به شکل نموداری مانندشکل 10.1 نشان داد که می‌توان برای ارزیابی مقدار شاخص به صورت نسبتی از متوسطضریب ویژه تغییر نتایج به کار برد. در این شکل، توزیع‌های «عادی» و «لگ نرمال» بهطور مستقیم به ازای ضریب تغییر 15٪ مورد مقایسه قرار می‌گیرد و ماهیت کمتر دشوار توزیع«لگ نرمال» مشخص شده است. این اثر با افزایش ضریب تغییر افزایش می‌یابد. آثارترکیبی تغییرپذیری نتایج و تعداد آزمون‌ها را نیز می‌توان به روشنی مشاهده کرد واهمیت حداقل چهار نتیجه آشکار است. بارتلت و مک گریگور این رویکرد را در ارزیابیمقاومت شاخص مناسب معادل طبق داده آزمون core اعمال کرده‌اند (40).

وقتی برخی نشانه‌های میانگین و تغییرپذیری موردانتظار مواد وجود دارد، محاسبه مقدماتی را می‌توان برای بدست آوردن مقاومت شاخصموردنظر به صورت نسبتی از میانگین انجام داد و از اینرو حداقل تعداد آزمون‌موردنیاز برای تایید قابل قبول بودن مورد نظر را می‌توان ارزیابی کرد (13).نمودارهای مشابهی را می‌توان برای حدود اطمینان و توزیع‌های مختلف تولید کرد (37)و باید توجه داشت حدود اطمینان 90٪ در برخی کشورها اتخاذ می‌شود که چندان دشوار نیست.لذا انتخاب نوع توزیع و حدود اطمینان برای استفاده در شرایط خاص موضوع قضاوت است.

اگر مقاومت شاخص در محل برآورد شود می‌توان آن را بامقدار مشخص شده مقایسه کرد اما این رویکرد پیشنهاد نمی‌شود مگر اینکه نتایج زیادیدر محل موجود باشد.

هر رویکردی اتخاذ شود، در مقایسه بین مقاومت در محلو مقاومت نمونه استاندارد باید نوع تفاوت‌هایی که در جدول 6.1 و شکل 7.1 آمده استبه حساب آورد. این موضوع در مثال‌های پیوست الف شرح داده شده است.

2.3.6.1 اعمال در محاسبات طراحی: مقادیر اندازه‌گیریشده در محل را می‌توان برای ارزیابی کفایت سازه در محاسبات وارد کرد. با اینکه اینکار هر از گاه به کمیات و محل آرماتور یا خواص بتن نظیر نفوذپذیری، ارتباط دارد دراکثر موارد مقاومت بتن مطرح است. لازم است مقادیر اندازه‌گیری شده به مناطق حساسعضو مورد بررسی ارتباط داده شود و آزمون‌ها را باید با مد نظر قرار دادن این نکتهبرنامه‌ریزی کرد (بخش 4.4.1).

به طور کلی، محاسبات مبتنی بر حداقل مقادیر احتمالییا شاخص «نمونه استاندارد» است که با ضریب مناسب ایمنی اصلاح شده است تا حداقلمقدار طراحی در محل بدست آید. اندازه‌گیری در محل به طور مستقیم مقاومت در محل بتنمورد آزمون را به بار خواهد آورد و با این کار نوع و اندازه نمونه مشابه را بایدبه «استاندارد» مورد استفاده در محاسبات ارتباط داد. اگر این بتن از یک محل حساسباشد، می‌توان استدلال کرد حداقل مقدار اندازه‌گیری شده را می‌توان به عنوانمقاومت بتن طراحی بدون اعمال هیچ ضریب ایمنی دیگر به طور مستقیم به کار برد. بااین حال، استفاده از مقدار میانگین حاصل از تعدادی از خوانش‌های آزمون در محل‌هایحساس و اعمال ضریب ایمنی در آن برای توضیح تغییرپذیری آزمون،‌ نبود احتمالی همگونیو خرابی آینده مناسب‌تر است. دقت پیش‌بینی مقاومت بنا به روش مورد استفاده متفاوتخواهد بود اما ضریب ایمنی 2.1 برای استفاده عمومی به وسیله BS6089 پیشنهاد شده است (12). باارائه پیشنهادات بخش 4.4.1 هنگام تعیین تعداد خوانش‌ها دنبال شده است، ‌این مقدارباید کافی باشد. اعمال این رویکرد به تفصیل از طریق مثال‌های پیوست الف توضیح دادهشده است. اگر تردید خاصی درباره قابلیت اطمینان نتایج آزمون در دست باشد یا اگربتن مورد آزمون از محل حساس مورد بررسی گرفته نشده باشد، آنگاه شاید لازم باشدمهندس مقدار بیشتری برای ضریب ایمنی انتخاب کند که اطلاعات مشتمل در بخش 1.5.1 و2.5.1 و 1.3.6.1 آمده است راهنمای او در این مسیر است. یا اینکه ویژگی‌های دیگرمورد بحث در بخش 2.5.1 از جمله شرایط رطوبت و سن را شاید بتوان برای اثبات مقدارکم ضریب ایمنی به کار برد. حالت تنش در محل و میزان بار نیز ممکن است در شرایطحساس به حساب آید.

7.1 ترکیبات آزمون

تمام روش‌های آزمون که برای ارزیابی بتن در محل دردسترس است محدودیت‌هایی دارند و قابلیت اطمینان آن‌ها اغلب جای سوال دارد. ترکیبکردن روش‌ها می‌تواند در رفع برخی از این مسائل کمک کند. مثال‌هایی از ترکیباتعادی در زیر به طور خلاصه بیان می‌شود.

1.7.1 افزایش میزان اطمینان نتایج

اگر نتایج تائیدکننده‌ای بتوان از روش‌های جداگانهبدست آورد، می‌توان اهمیت بسیار زیادی به نتایج داد. هزینه معمولا تکرار زیاد رامحدود خواهد کرد اما اگر خواص مختلفی اندازه‌گیری شود، با ظهور الگوهای مشابه ازنتایج، میزان اطمینان افزایش خواهد یافت. تکرار به طور کلی به آزمون‌هایی محدود می‌شودکه سریع، ارزان و غیر مخرب هستند نظیر ترکیبی از اندازه‌گیری سختی سطح و سرعت پالسالتراسونیک در بتن‌هایی که به تازگی ساخته شده است. در شرایط دیگر، روش‌هایرادیومتری، پالس – اکو، رادار، ترموگرافی یا روش کندتر مقاومت نزدیک به سطح ممکن است ارزشینداشته باشد.

اگر حجم‌های کم مطرح باشد و یک ویژگی خاص (برایمثال، مقاومت) مورد نیاز باشد، گاهی شاید مقایسه برآوردهای مطلق حاصل از روش‌هایمختلف ارزش داشته باشد.

2.7.1 بهبود دقت کالیبراسیون

در برخی موارد شاید دقت ایجاد همبستگی ترکیب مقادیراندازه‌گیری شده با خواص مورد نظر بیش از آن چیزی است که در هر روش دیگر امکانپذیراست. این کار در ارتباط با ارزیابی مقاومت با استفاده از سرعت پالس‌های التراسونیکهمراه با چگالی (41) یا خوانش‌های چکش برجهندگی (که به چگالی سطح مربوط می‌شود) درگسترده‌ترین حالت توسعه یافته است.

در مورد آخر، معادلات رگرسیون چندگانه را باید بامقاومت مقایسه‌ای به عنوان متغیر وابسته توسعه داد و به این طریق همبستگی‌هایمناسب مقاومت را در هر دو روش ایجاد کرد (42). این رویکرد احتمالا بیشترین ارزش رادر موقعیت‌های کنترل کیفیت دارد اما کاربرد وسیعی ندارد. روش SONREB نسخه پیچیده‌تر این تکنیک را به عنوان پیشنهاد پیش‌نویس RILEM در بر دارد (43) که عمدتا مبتنی بر کارهای انجام گرفته در اروپایشرقی است و متضمن این اصل است که نمودارهای همبستگی را می‌توان با وارد کردن ضرایبمربوط به خواص مختلف اجزای تشکیل‌دهنده ترکیب ترسیم کرد. افزایش دقت به تاثیر برخیاز متغیرهای هر کدام از روش‌ها نسبت داده می‌شود و پیش‌بینی‌های مقاومت با دقت 10٪± تحت شرایط ایده‌آل انجام می‌شود.

سایر ترکیباتی که مطرح شده است شامل استفاده ازاندازه‌گیری سرعت پالس و تخفیف پالس در سایت است (44). این روش‌ها پیچیده بوده وبه تجهیزات تخصصی نیاز دارد و برای اهداف عملی، این رویکرد را هنوز باید یک ابزارتحقیقاتی به شمار آورد. رایج‌ترین آزمون‌ها در محل را مسلما می‌توان به روش‌هایمختلفی باهم ترکیب کرد اما با اینکه ممکن است نشانه تاییدکننده ارزشمندی بدست آید،بعید است دقت پیش‌بینی‌های مقاومت مطلق چندان بهبود یابد.

جدول 10.1 استانداردهای مربوطه

3.7.1 استفاده از یک روش به عنوان مقدمه روش دیگر

در موقعیت‌هایی که یک روش مقدمه روش دیگر است،ترکیبی از روش‌ها کاربرد وسیعی دارد. مثال‌های رایج شامل یافتن آرماتور قبل ازانواع دیگر آزمون و استفاده از روش‌های غیر مخرب ساده برای بررسی‌های مقایسه‌ایجهت کمک به ارزشمندترین مکان‌یابی آزمون‌های پرهزینه‌تر و خسارت‌بار است (شکل 1.1را مشاهده کنید). تامست ترکیب موفقیت‌آمیز ترموگرافی و اندازه‌گیری سرعت پالسالتراسونیک مورد استفاده به این شیوه را شرح داده است (33).

وقتی کنترل افزایش مقاومت اهمیت دارد، اندازه‌گیریپختگی می‌تواند اطلاعات مقدماتی مفیدی فراهم ‌کند تا به تایید روش‌های دیگرارزیابی مقاومت برسد. مورد دیگر، استفاده از اندازه‌گیری پتانسیل نیم سلول برایتعیین میزان احتمال بروز خوردگی است و اندازه‌گیری‌های بعدی مقاومت ویژه در نواحییکه ثابت شده در معرض خطر هستند احتمال بروز واقعی خوردگی را مشخص خواهد کرد.

4.7.1 کالیبراسیون آزمون

مثال‌هایی از کالیبراسیون شامل ترکیبی از آزمون‌ها،که غالبا دیده می‌شود، استفاده از coresیا آزمون‌های بار مخرب برای ایجاد همبستگی میان روش‌های غیر مخرب یا نیمه مخرب کهبه طور مستقیم به بتن مورد پژوهش مربوط می‌شود. برای کالیبراسیون یا اعتبارسنجینتایج بررسی‌های رادار، ممکن است coringیا سوراخ کردن نیز لازم باشد.

5.7.1 تشخیص علل خرابی

به احتمال زیاد بیش از یک نوع آزمون برای شناساییماهیت و علت خرابی و برای ارزیابی دوام بتن در آینده، لازم خواهد بود. اگر خوردگیآرماتور مطرح باشد اندازه‌گیری پوشش همراه با دامنه احتمالی آزمون‌های شیمیایی،پتروگرافیکی و سایش انجام خواهد شد. وقتی علت خرابی، شکستگی بتن باشد، احتمالاانواع مختلفی از آزمون‌ها روی نمونه‌هایی که از بتن برداشته شده است لازم خواهدبود که در بخش 3.4.1 به آن اشاره شد.

8.1 مستندسازی استانداردها

استانداردهای انگلیسی و آمریکایی زیادی را که اکنوندر دسترس هستند می‌توان در آزمون بتن در محل اعمال کرد. انتخاب استانداردهایی کهبیشترین ارتباط را دارند در جدول 10.1 فهرست شده است و در بخش‌های مناسب متن درجای دیگر این کتاب کاملا به آن اشاره شده است.        

اسکن آرماتور و میلگرد در بتن

اسکن میلگرد و آرماتور   بتن چیست ؟یکی از آزمایش های غیرمخرب سازه های بتنی اسکن شبکه میلگرد  در بتن می باشد. اسکن شبکه میلگرد  به دلایل مختلفی می تواند کاربرد داشته باشد.اجرای اسکن میلگرد می تواند ارائه دهنده اطلاعاتی مانند قطر میلگرد ، محل و کاورمیلگرد های مدفون در بتن باشد. دستگاه های اسکن میلگرد در بتن دارای انواع مختلفیمی باشند. انواع دستگاه های اسکن میلگرد با توجه به نوع و قدرت می توانند میلگردهارا در اعماق مختلفی نمایش دهند.

آزمایش اسکن میلگرد بتن می تواند وضعیت میلگردهای سازه های  بتنی در اعضاء مختلف سازه بتنی مانند فونداسیون، ستون ، دیوار ، تیر و دال را نمایش می دهد.

اما باید دقت داشت که دستگاه های اسکنر میلگرد بتن در موقیع یابی و اسکنآماتور دارای محدودیت هایی نیز می باشد. عمده این محدودیت ها شامل عمق اسکن میلگردو خطای ناشی از تراکم شبکه میلگرد می باشد.

چکش اشمیت

آزمایش چکش اشمیت چیست ؟ ازجمله آزمایش های غیرمخرب بتن تست چکش اشمیت می باشد. این آزمایش روشی برای ارزیابیکیفیت و مقاومت نسبی بتن می باشد. امروزه استفاده از آزمایش چکش اشمیت طرفدارانزیادی در بین کارشناسان اجرایی و تعمیراتی دارد. این آزمایش با ارائه دیتاهای کیفیبتن می تواند روشی برای افزایش سرعت اجرای چروژه های بتنی بزرگ مانند سدها وجلوگیری از وقفه های آزمایشگاهی باشد.البته باید توجه داشت که آزمایش غیرمخرب چکشاشمیت دارای نقایص و مکشلاتی نیز می باشد. این مشکلات مربوط به متغییر و گاهااشتباه بودن نتایج با وضعیت کلی بتن در آزمایش چکش اشمیت می باشد.

از جمله این مشکلات سطحی بودننتایج حاصله از تست چکش اشمیت می باشد. با این حال هنوز چکش اشمیت به علت سریع وکم هزینه بودن آزمایشی کاربردی در پروژه های ارزیابی و مقاوم سازی سازه های بتنیبه حساب می آید.

می توانبا استفاده از به کارگیری ضریب اصلاح نسبت به واقعی سازی نتایج آزمایش چکش اشمیتاقدام نمود.

_{روش تست غیر مخرب بتن}

_{پیشنهاد : ارزیابی غیر مخرب،بررسی غیر مخرب}

_{خلاصه :NDT ،NDE ،NDI}

تست های غیر مخرب (NDT) روش های غیر تهاجمی در تشخیص درستی از اجزاء یک ماده یا ساختار یااندازه گیری برخی کمیت های تجسمی از یک شی است.در مقایسه باتست های مخرب، NDTروش تشخیص بدون وارد کردن اسیب ،تنش یا خرابی در ازمایش شیاست.معمولا در ازمایش خراب کردن یک جسم هزینه زیادی صرف می شود و همچنین در عینحال در بسیاری  اوضاع نا مناسب است.

NDT ،بازیگر یک نقش مهم در تضمین هزینه موثر عملیات ایمنی و قابلیتاطمینان از کارخانه با استفاده از نتیجه گیری در انجمن است.NDTدر اندازه های بزرگ از فضاهای صنعتی قابل استفاده است و در تقریبا هر مرحله در تولیدیا سیکل عمر بسیاری از اجزاء مورد استفاده است. کاربرد اصلی ان در جو زمین،تولیدنیروی قوی،قطعات خودرو،راه اهن،پتروشیمی و بازارهای خط لوله است.NDT بیشترین استفاده کاربردی را در جوشکاری دارد.آن در جوشکاری یاقالب یک ماده یا شیی جامد خیلی سخت گیر است،برای ان که هیچگونه ریسکی در انجامندادن وظیفه اش ،همچنین در ازمایش ساخت و تولید و هنگام استفاده در اغلب مواردضروری ندارد.

NDT اصلی فقط برای ایمنی عملی است.علت این است که امروزه هزینه هایزیادی را برای حفظ شیوه هایی که در ان از کیفیت فرایند اطمینان حاصل می شود قبولکرده اند.مایه تاسف است که NDT بی حرکت مانده و در خیلی فضاهایی که وابستهبه حیات انسان یا بوم شناسی است نمی تواند استفاده شود زیرا برای اینها خطر ناکاست.شاید در کم بودن هزینه پرداختی کمی برتری داشته باشد. از ادعاهای پی در پی کهاز حوادث ناشی از بکار گیری NDT می شود،این یک شکل از مدیریت ریسک غیر قابلقبول است.حادثه بدی شبیه به حادثه راه اهن در Eschedeآلمان در سال 1998 فقط یک نمونه از این قبیل است،خیلی نمونه های دیگر نیز از اینقبیل وجود دارند.

برای انجام دادن تست NDT این خیلی مهم است که شرح دهیم کدام باید مورد قبول باشد و کدام راباید رد کنیم .یک تولید کاملا بی عیب تقریبا شدنی نیست، به این دلیل مشخصات ازمایشها ضروری هستند.امروزه تعداد زیادی از استانداردها و تنظیمات قابل قبول وجوددارد.انها توصیف حدود بین وضعیت های خوب وبد هستند،به استثناء اغلب اوقاتی که روشهای مخصوص NDT مورد استفاده است.

قابل اطمینان بودن یکروش NDT ، پی امدی بسیار ضروری است ، اما یکی از روش های مقایسه قابل توجهاست ،اگر به برخی از وظیفه های ان مراجعه شود.

هر روش NDT دارای مجموعه ای از فواید و ضررها است و از این رو برخی از انهابهتر از دیگری برای یک کاربرد خاص هستند.توسط استفاده از عیبدار کردن مصنوعی ،ابتدا حساسیت یک آزمایش سیستم را مشخص می کنند . اگر حساسیت ان کم باشد ازمایش شیدارای ضعف است و مورد تایید همیشگی نیست.اگر که همچنین حساسیت ان بالا باشد ،اجزائی با عیوب کوچک رد شده اند ، که انها تمایل دارند باشند اگر در قابلیتاستفاده مجدد اجزاء اهمیت داشته باشند . با روش های اماری این ممکن است که از یکمیدان مشکوک چشم پوشی کرد.

روش هایی از قبیلاحتمال کشف(POD) یا روش ROC (عملیات وابسته به خصوصیات) مثالهایی ازتحلیل استاتیکی روش ها هستند . همچنین صورتی از خطاهای انسانی وجود دارد که ما رادر محاسبه نمودن هنگامی که قابلیت اطمینان کلی را تعیین می کنیم ، متحیر می سازند.

مهارت فنی کارکنان نیزصورت مهمی از ارزیابی غیر مخرب می باشد.NDT روش های فنیسخت اعتماد کردن در مهارتهای انسانی و شناسایی برای تعیین کردن ارزیابی و تفسیریاز نتایج ازمایش است . اموزش درست و مناسب و مورد تایید کارکنان NDT برای ان است که یک ضرورتی در تضمین کردن مقدورات روش های کاملااستثمار شده هستند . در انجا یک تعداد از انتشارات بین المللی است و شاملاستاندارد های منطقه ای در تائید کردن صلاحیت کارکنان می باشد . در EN473 (اصول کلی صلاحیت و تایید کارکنان NDT)اتحادیه اروپا رشد یافتگی بخصوصی دارد برای این که با SNT-TC-1Aآمریکا برابری کند .

بیشتر از 9 روش مشترک NDT مهم در زیر نشان داده شده اند که از مرجع گرفته شده اند .

در استفاده های زیادیکه از انها داریم ،عبارتند از :

ET,ECT,AE,RT,UT –بعلاوه روشهای اصلی NDT ،روش های فنیدیگر آن قابل استفاده اند.ازقبیل ترسیم تصویر لیزری،امواج کوچک الکترو مغناطیسی وخیلی بیشتر از ان و روشهای جدید تغییرات بوجود امده دائمی و پیشرفته .

کاربرد ها و محدودیت های NDT

1. روش مایع نافذ :(Liquid penetrant )

 کاربرد ها:

·   در موادپر منفذ استفاده می شود.

·   می توانددر جوشکاری،لوله سلزی،جوشکاری برنج ، ریخته گری ،ورق کاری ،فورج و قسمت هایآلمنیومی پره های توربین و دیسک و چرخ دنده ها کاربرد داشته باشد.

محدودیت ها:   

·   نیازدرستی به تست سطح دارد.

·   بیشترسطوح شکننده را معیوب می سازد.

·   برای تستسطح امکان دارد نیاز به پیش پاک سازی و تمیز کردن الودگی ها داشته باشیم.

·   خطر بخارشدن وجود دارد.

·   عیوب کمعمق و خیلی سفت به سختی پیدا می شوند.

·   عمق درزها (عیوب) نشان داده نمی شود.

2. ذرات اهنربایی:(Magnetic particle)

کاربرد ها:

·   مواد فرومغناطیسی

·   درز های(عیوب)سطوح بزرگ و کوچک می تواند نشان داده شود .

·   می توانددر جوش کاری ها،لوله کشی گاز،میله ها،ریخته گری ها،ورق کاریها،فورج،اکستروزن،قطعات موتور،شافت ها و چرخ دنده ها کاربرد داشته باشد.

محدودیت ها:

·   پیدا کردنعیوب ،محدود بهمیدان توانایی و رهبری است.