آزمایش بتن

چکش اشمیت که همچنین به چکش سوییسی یا چکش برجهندگی معروف است، وسیله‌ای برای اندازه‌گیری خصوصیات الاستیک یا مقاومت بتن یا سنگ است که عمدتا سختی سطح و مقاومت در برابر نفوذ را اندازه می‌گیرد. چکش اشمیت متداول ترین روش تعیین سختی سطح از روش های تست بتن بوده که به صورت غیر مخرب انجام می شود و به منظور اندازه گیری مقاومت فشاری بتن (fc) می باشد.
برای تعیین سختی سطح بتن، بتن مورد آزمایش با انرژی ضربه¬ ای مشخص با روش استاندارد ضربه زده شده و بزرگی بازگشت این عمل اندازه گیری می شود. چكش اشميت روش ساده و سریعي است كه توسط آن با هزینه كمي مي توان یكنواختي سطح بتن سخت شده را نيزكنترل نمود. آزمایش چكش ارتجاعي براي تعيين یكنواختي بتن درجا مي تواند بسيار مناسب باشد زیرا نتایج آزمایش لازم نيست كه به دیگر ویژگي هاي بتن مرتبط شود.
قبل از انجام آزمایش باید از كاركرد صحيح دستگاه اطمينان حاصل كرد و به همين منظور باید آن را توسط صفحه یا قطعه مرجع، مورد آزمایش قرار داد.آزمایش حداقل باید با فاصله ۲۰ ميليمتر از لبه عضو انجام شود. در روش چکش اشمیت توسط فنری مشخص باری را روی پیستون در سر آن وارد می سازد.
در آغاز آزمایش چکش اشمیت میله یا پیستون آزاد سر چکش اشمیت بر روی سطح بتن قرار می گیرد سپس بدنه خارجی چکش اشمیت به سطح بتن فشار داده می شود تا فنر داخل دستگاه کشیده شود. چفت دستگاه هنگامی که فنر کاملا کشیده شده و چکش اشمیت به سمت سطح بتن حرکت می کند، آزاد می گردد.
چکش اشمیت به سر پیستون ضربه وارد می سازد وجرم همراه فنر بازگشت یافته و عقربه ای را با خود بر روی نواری مدرج حرکت می دهد تا از روی آن بتوان عدد بازگشت چکش اشمیت را قرائت نمود. عدد بازگشتی به سختی و جرم فنر بستگی داشته و از روی آن با تبدیلی خاص می توان سختی سطح را بدست آورد. در واقع عدد بازگشت همان فاصله برگشت وزنه است که نتایج بر حسب آن گزارش شده و توسط منحنی کالیبره به مقاومت فشاری بتن ارتباط داده می شود

مقاومت فشاری بتن مهم ترین پارامتر مورد استفاده در طراحی سازه های بتنی است در حالی که بتن مقاومت کششی قابل توجهی ندارد. ایده ساخت ساختمان های بتن مسلح، که در آن فولاد مقاومت کششی مورد نیاز را فراهم کند، بسیار اساسی است. مقاومت فشاری در ارزیابی ساختمان های موجود دارای اهمیت است. مهندسین سازه برای مدلسازی خواص مختلف ، مانند مقاومت کششی ، و پیش بینی ظرفیت خمشی و برشی اعضا ، از مقاومت فشاری استفاده می کنند.
آزمایش مقاومت فشاری بتن برای محاسبه مقاومت اعضا مورد نیاز است. نمونه های بتن ساخته شده و تحت نیروی فشاری برای به دست آوردن مقاومت فشاری آن، مورد آزمایش قرار می گیرند. مقاومت فشاری با تقسیم بار شکست به مساحت اعمال بار، معمولاً پس از ۲۸ روز از نگه داری و عمل آوری بتن محاسبه می شود. مقاومت بتن، با تناسب بین سیمان، مصالح خوب درشت دانه، آب و مواد افزودنی مختلف، کنترل می شود. هر چه نسبت آب به سیمان کمتر باشد، استحکام فشاری بالاتر خواهد بود.

عمل آوری (کیورینگ) حفظ میزان رطوبت و دمای مناسب بتن در سنین اولیه آن (پس از عملیات بتن ریزی) است، به گونه ای که بتن بتواند به خصوصیات طراحی شده دست پیدا کند. عمل آوری بلافاصله پس از بتن ریزی و پرداخت کاری شروع می گردد به گونه ای باید عمل کرد که بتن بتواند به مقاومت و پایایی مطلوب دست پیدا کند. بدون فراهم آوردن رطوبت مناسب ، مصالح سیمانی بتن قادر به واکنش دهی مناسب جهت پدید آمدن محصولی با کیفیت نیستند.
تبخیر آب یا خشک شدن زود هنگام بتن ممکن است آب مورد نیاز برای انجام واکنش های شیمیایی در بتن را ازبین ببرد (که منظور از واکنش شیمیایی هیدراسیون گفته می شود) و در نتیجه بتن قادر به رسیدن به خواص مطلوب خود نمی باشد.
نمونه‌ای متشکل از چند آزمونه باید تهیه شود و در شرایط کارگاهی از نظر عمل‌آوری و دقیقاً شبیه قطعات اصلی سازه، نگهداری گردد. در همان زمان باید نمونه‌ای نیز از همان بتن تهیه و در شرایط عمل‌آوری آزمایشگاهی نگهداری شود.

برای ثابت نگاه داشتن تاثیر دما بر مقاومت بتن تمام نمونه ها را در دمای نگهداری می کنند. مقاومت بتن معمولاً در عمر های 7 ، 28 روزه تعیین می شود و یک نمونه جهت نمونه شاهد تا عمر 90 روز نگه داری میشود که در صورت نیاز در حضور ناظر و کارفرما مورد آزمایش قرار میگیرد. مبنای پذیرش بتن، آزمایش مقاومت در عمر 28 روزه و در دمای است مقاومت در عمر های دیگر(مثلاً 7 روزه) تنها برای به دست آوردن تخمینی از مقاومت 28 روزه به کار می رود و نمی تواند مبنای رد یا قبول بتن باشد.

کرگیری به عملیات ایجاد یک حفره یا خارج کردن قسمتی از بتن به شکل استوانه‌ ای گفته می شود. کرگیری یا مغزه‌گیری از بتن مسلح با تجهیزات تخصصی پیشرفته و بسته به نیازهای متفاوت، کاربردی روز افزودن در پروژه های عمرانی دارد. مغزه‌های بدست آمده از کرگیری بتن در انجام آزمایش مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، مقاومت کششی، نفوذ یون کلر، تعیین عمق کربناسیون و … بکار می‌روند.
از دستگاه کرگیری می‌توان برای ایجاد بازشوها، ایجاد محل عبور لوله از دیوارها و سایر اعضای بتنی سازه، ایجاد محل انکربولت‌ها و کاشت بولت و میلگرد و همچنین تعییت ضخامت آسفالت ریخته شده در پروژه های پخش آسفالت استفاده نمود. از مزایای دستگاه کرگیری دقت بالای اجرا، زوایه حفاری و امکان اجرا با قطر های مختلف است. همچنین دستگاه می‌تواند به راحتی آرماتورهای مدفون در بتن را بریده و تا عمق لازم در بتن نفوذ کند.
ایجاد سوراخ در اقطار و اعماق متفاوت توسط دستگاه‌های گردبر الماسه(کرگیر) انجام میشود. این سوراخ‌ها به منظور عبور كانال‌ها و لوله‌ها از داخل سازه ایجاد میشوند. در اكثر سازه‌های بتن پس از اجرا با توجه به وجود تغییرات در طراحی و معماری سازه یا تاسیسات نیاز به تخریب بخشی از بتن سخت شده و ایجاد فضای عبور این عوامل امری اجتناب ناپذیر است. ایجاد سوراخ در بتن بوسیله دستگاه‌های ضربه‌ای (پیکور) سبب ایجاد ترک‌های سراسری در بتن و در نتیجه تضعیف قسمت‌های بتنی میشود. این روش‌ به منظور ایجاد سوراخ و باز کردن بازشو استفاده از دستگاه گرد بر الماسه است.
‌موارد مهم استفاده از كرگیری جهت ایجاد سوراخ استوانه‌ای در بتن در هر قطر و عمقی برای عبور كابل‌های برق، لوله‌های آب و گاز، تأسیسات ساختمانی، نمونه گیری و… است. كرگیری جهت ایجاد سوراخ‌های استوانه‌ای در بتن مسلح، پیش ساخته، آسفالت، آجر، بلوک سیمانی، مصالح ساختی استفاده می‌شود. همچنین می‌توان در مناطقی که امکان استفاده از دیگر تجهیزات برش بتن نیست، با استفاده از كرگیری پیوسته برش مورد نظر را ایجاد نمود.

سازندگان و خریداران بتن آماده باید از کیفیت محصول اطمینان حاصل نمایند به همین دلیل می بایست در مراحل مختلف مورد آزمایش قرار گیرد. آزمایش های بتن را می توان به دو نوع آزمایش بر روی بتن تازه و آزمایش بر روی بتن سخت شده تقسیم بتنی نمود. در نتیجه خریدار موظف به هماهنگی با آزمایشگاه جهت نمونه گیری از بتن آماده و تست مقاومت فشاری آن در سنین مختلف می باشد .
معمولاً كنترل كيفي بتن تازه در آخرين مراحل اجرائي و قبل از مصرف (قبل از ريختن در قطعه) بايد انجام شود و نمونه گيري يا نمونه برداري نيز در اين زمان مرسوم است مگر اينكه كنترل كيفي در زمان ديگري نيز مورد نظر باشد كه مسلماً آزمايشهائي در مراحل ديگر ضرورت پيدا مي كند. براي انجام اين آزمايش ها، نمونه برداري، يا نمونه گيري در موعد مقرر (براي مثال بلافاصله پس از ساخت بتن) لازم خواهد شد.
در مراحل نمونه برداري و آماده سازي نمونه يا آزمونه ها، حتي الامكان شرايط محيطي نبايد تاثير چنداني بر نمونه باقي گذارد مگر اينكه قيد شود، نتيجه آزمايش در شرايط محيطي موجود و پس از تاثير اين شرايط بر بتن براي كنترل كننده اهميت دارد. نمونه ها بلافاصله بايد به محل آزمايشگاه يا آزمايش و قالب گيري حمل گردد تا از باد و آفتاب و تبخير مصون بماند.