آزمایش التراسونیک بتن

یکی از آزمایش‌هایی که برای اندازه‌گیری میزان مقاومت بتن بر روی آن انجام می‌شود آزمایش التراسونیک بتن است. مهمترین ویژگی این آزمایش غیرمخرب بودن آن است. این آزمایش با اطلاعاتی که در اختیار مهندسین قرار می‌دهد به آن‌ها کمک می‌کند که در صورت وجود مشکل، به تعمیر و یا ترمیم آنها بپردازند. منظور از غیر مخرب بودن آزمایش این است که اندازه‌گیری‌هایی که بر روی بتن انجام می‌شود باعث تخریب نمونه آزمایش و یا آسیب به آن‌ها نمی‌شود. درصورتی‌که در آزمایش‌های مخرب امکان تخریب نمونه بسیار زیاد است. در این مقاله از مجله پی خاک سنگ با ما همراه باشید تا به ویژگی‌های آزمایش التراسونیک بتن بپردازیم.

درباره آزمایش التراسونیک بتن

همانطور که گفته شد آزمایش التراسونیک به تقویت سازه‌های بتنی کمک شایانی می‌کند؛ چراکه با این آزمایش بر روی بتن، اطلاعاتی دقیق در مورد مقدار تَرَک‌ها، ابعاد و عمق آن‌ها به‌دست می‌آید که می‌توان از آن، برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ها استفاده کرد.‌

پس هدف از آزمایش التراسونیک بتن چیست؟ هدف از انجام این آزمایش بررسی وجود و یا عدم وجود هرگونه آسیب مانند ترک، لایه‌لایه شدن و … در بتن است. همچنین با انجام این آزمایش عمق و اندازه ترک‌ها مشخص شده و مقدار مقاومت بتن در بخش‌های مختلف آن برای میزان کیفیت مقاوم‌سازی بتن ارزیابی می‌شود.

آزمایشات التراسونیک چگونه انجام می‌شود؟

برای انجام آزمایش التراسونیک بتن، پالسی از جنس امواج التراسونیک با فرکانس ۵۰ تا ۴۰ هرتز توسط فرستنده‌ای به داخل بتن ارسال می‌شود. با این‌کار، مدت زمانی که طول می‌کشد تا امواج از داخل بتن عبور کنند، توسط دستگاه گیرنده اندازه‌گیری خواهد شد. با در دست داشتن مدت زمان عبور امواج التراسونیک از داخل بتن و همچنین طول موج مورد نظر می‌توان سرعت عبور امواج را به‌دست آورد که در نهایت با محاسبه آن میزان مقاومت بتن به‌دست می‌آید.

سرعت امواج در آزمایش التراسونیک با چگالی و ویژگی‌های الاستیسیته بتن رابطه مستقیم دارد. یعنی هرچه سرعت امواج التراسونیک بیشتر باشد، به مدول الاستیسیته بتن، چگالی و مقاومت و سختی آن نیز بالا می‌رود. در مقابل هرچه سرعت امواج التراسونیک پایین‌تر باشد مقاومت و دیگر ویژگی‌های آن نیز کمتر می‌شود.

عوامل مؤثر بر آزمایش التراسونیک

مهمترین عامل موثر بر نتیجه آزمایش التراسونیک بتن، سرعت پالس‌های ارسالی است. یعنی هرچه سرعت پالس بیشتر باشد بتن از کیفیت بالاتری برخوردار است. در ادامه می‌توانید تأثیر سرعت‌های مختلف پالس بر کیفیت بتن را با یکدیگر مقایسه کنید:

• اگر سرعت پالس کمتر از ۴ کیلومتر بر ثانیه باشد بتن از کیفیت بسیار خوب و عالی برخوردار است.
• سرعت پالس بین 3.5 تا ۴ کیلومتر بر ثانیه کیفیت خوب تا خیلی‌خوب را برای بتن فراهم می‌کند. اما باید توجه داشت که در این نمونه امکان وجود تخلخل وجود دارد.
• سرعت بین 3 تا 3.5 کیلومتر بر ثانیه برای بتن می‌تواند کیفیت قابل قبولی باشد، اما وجود احتمال آسیب دیدگی در این نمونه بسیار بالا است.
• سرعت پالس کمتر از ۳ کیلومتر بر ثانیه بتنی با وضعیت سست و ضعیف را نشان می‌دهد که برای استفاده در سازه‌های بتنی مناسب نیست.

چه عواملی بر سرعت پالس عبوری تأثیرگذار هستند؟

۱. یکی از عواملی که بر سرعت پالس تأثیر می‌گذارد ابعاد جانبی بتن است. ابعاد بتن تأثیری در سرعت نهایی ندارند اما در شرایطی که ابعاد نمونه بسیار کمتر از پالس باشد، می‌تواند برروی سرعت آن تاثیر داشته باشد. برای مثال نمونه‌ای که ابعادی کمتر از ۸۰ میلی‌متر دارد برای پالسی با فرکانس ۵۰ مناسب نیست.

۲. دیگر عاملی که بر روی سرعت موج آزمایش التراسونیک بتن تأثیر به‌سزایی دارد، رطوبت محیط است. رطوبت محیط به‌صورت مستقیم برروی سرعت پالس عبوری تأثیر می‌گذارد. به این صورت که هر چه میزان رطوبت محیط بیشتر باشد، سرعت پالس نیز بیشتر خواهد بود.

۳. در آزمایش التراسونیک بتن، مسلح بودن بتن نیز برروی سرعت عبوری تأثیر می‌گذارد. برای مثال سرعت پالس در فلزات بسیار بالا است و به‌همین دلیل میزان سرعت پالسی که از آن میلگردهای موجود در بتن می‌گذرد، بسیار بالا است. بنابراین می‌توان اینطور نتیجه گرفت که وجود فلز در بتن باعث افزایش سرعت موج و در نتیجه افزایش کیفیت بتن می‌شود.

۴. دمای محیطی که در آن آزمایش التراسونیک بتن انجام می‌شود نیز بر سرعت پالس عبوری تأثیر می‌گذارد. در واقع این‌طور می‌توان گفت که دمای محیط با سرعت پالس رابطه غیرمستقیم دارد. یعنی هرچه دمای محیط کاهش پیدا کند، آب موجود در بتن کاهش یافته و فضای داخلی آن کم می‌شود. به‌همین دلیل سرعت پالس نیز کاهش پیدا می‌کند. بنابراین برای داشتن بتنی با کیفیت بالا بهتر است که دمای محیط را کاهش داده تا سرعت پالس‌های عبوری افزایش یابد.

کلام آخر

علاوه‌بر آزمایش التراسونیک که یکی از آزمایش‌های مقاومت بتن محسوب می‌شود، آزمایش‌های دیگری نیز برای ارزیابی مقاومت آن انجام می‌شود که می‌توانید آن‌ها را در مقاله انواع آزمایش‌‌های بتن مطالعه کنید. ممنون که با ما تا پایان این مطلب همراه بودید.