مغزه گیری بتن: بررسی تست کر گیری و دستورالعمل‎‌های آن

گاهی اوقات مقاومت فشاری، خمشی و کششی بتن با استفاده از مغزه‌گیری سازه بتنی تعیین می‌شود. روش مغزه گیری بتن زمانی انجام می‌شود که مقاومت فشاری بتن مورد نظر مشخص نباشد یا در نتایج آزمایش نمونه‌های استوانه‌ای بتنی تردیدی وجود داشته باشد. در این زمان با استفاده از ابزارهای مغزه‌گیری – مانند مته الماسی – این فرآیند انجام می‌شود. برای داشتن نتیجه‌ای دقیق، نیاز به مجموعه‌ای از فاکتورها، مانند: قطر و طول مغزه، شرایط رطوبتی، شرایط کلاهک‌گذاری و… است. در این مقاله از بلاگ رامکا، به بررسی تمام این موارد در قالب استاندارد مغزه‌گیری ایران می‌پردازیم. پس تا انتها همراه ما باشید.

اهداف استفاده از مغزه گیری بتن

هدف از تدوین استاندارد تعیین مغزه گیری بتن، بیان روشی کاربردی و یکدست جهت تهیه، آماده‌سازی و آزمون، برای تعیین طول، مقاومت فشاری و کششی نمونه‌های مغزه‌گیری‌شده بتنی و تعیین مقاومت خمشی تیرهای اره ‌شده بتنی است.

البته نباید این مطلب را نادیده انگاشت کهاین استاندارد تمام موارد ایمنی مربوط به کاربرد این روش را بیان نمی‌کند. لذا وظیفه کاربر است که در زمان استفاده از این استاندارد، موارد ایمنی و اصول بهداشتی را رعایت کند و پیش از استفاده، محدودیت‌های اجرایی آن را مشخص نماید.

دامنه کاربرد مغزه گیری بتن

این روش، مراحل استانداردی را برای تهیه و آزمون مغزه‌ها، جهت تعیین مقاومت فشاری، کششی و خمشی بتن در محل فراهم می‌کند. به طور معمول، این آزمون زمانی اجرا می‌شود که تردیدی در کیفیت بتن موجود در محل _ به‌دلیل مقاومت کم نمونه‌های آزمایش‌شده در هنگام اجرا یا نشانه‌های خرابی در سازه _ وجود داشته باشد. از دیگر کاربردهای این روش، فراهم آوردن اطلاعات مقاومتی درباره سازه‌های قدیمی‌تر است.

مراجع الزامی در مغزه گیری بتن

مراجع ذیل، حاوی مقرراتی است که متن این استاندارد ملی به آنها ارجاع شده است.

• استاندارد ملی ایران شماره ۶۰۴۷: سال ۱۳۸۲، بتن – تعیین مقاومت کششی دو نیم نمودن آزمونه‌های استوانه‌ای – روش آزمون
• استاندارد ملی ایران شماره ۶۰۴۸: سال ۱۳۸۲، بتن – مقاومت فشاری آزمونه‌های استوانه‌ای – روش آزمون

• ASTM C78-09, Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading)
• ASTM C174/C174M-06, Standard Test Method for Measuring Length of Drilled Concrete Cores
• ASTM C617-09a, Standard Practice for Capping Cylindrical Concrete Specimens
• ASTM C642-06, Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete
• ASTM C670-03, Standard Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials
• ASTM C823/823M-07, Standard Practice for Examination and Sampling of Hardened Concrete in construction
• ASTM C1231/1231M-09, Standard Practice for Use of Unbonded Caps in Determination of Compressive Strength of Hardened Concrete Cylinders
• ACI 318-05, Building Code Requirements for Structural Concrete

عوامل مؤثر بر مقاومت نمونه در زمان نمونه‌گیری

عوامل بسیاری بر مقاومت نمونه در زمان نمونه‌گیری تأثیر مستقیم دارد. در ادامه به بررسی مهم‌ترین این عوامل و نقش آن‌ها در داشتن نمونه‌ای سالم برای سنجش مقاومت‌های فشاری، کششی و خمشی می‌پردازیم.

محل و جهت نمونه‌گیری

مقاومت بتن نمونه‌گیری‌ شده، متأثر از موقعیت آن در المان سازه‌ای است که در آن به کار می‌رود. بر این اساس، معمولاً مقدار مقاومت در بخش‌های پایینی بیشتر از بخش‌های بالایی سازه است. همچنین مقاومت مغزه‌ها وابسته به جهت مغزه‌گیری نسبت به سطح افق (سطح بتن‌ریزی) است. از این رو مقاومت آزمونه‌های مغزه‌گیری شده‌ی موازی با سطح افق کمتر است.

مقدار و توزیع رطوبت

مقدار و توزیع رطوبت در آزمونه هنگام آزمون، روی مقاومت اندازه‌گیری شده مغزه‌ها و تیرهای بتنی مؤثر است. هیچ روش اجرایی استانداردی نیز وجود ندارد تا هنگام آزمون به شما اطمینان دهد که شرایط رطوبتی آزمونه، مشابه شرایط رطوبتی بتن در سازه است. بنابراین اجرای فرآیندهای آماده‌سازی رطوبتی در این روش آزمون، به‌منظور فراهم آوردن شرایط رطوبتی تکرارپذیر برای به حداقل رساندن اختلافات بین آزمایشگاهی، درون آزمایشگاهی و کاهش اثرات رطوبت وارد شده حین آماده‌سازی آزمونه، لازم و ضروی است.

مقاومت فشاری استوانه

بین مقاومت فشاری مغزه و مقاومت فشاری استوانه بتنی متناظر عمل‌آوری شده با روش‌های استاندارد رابطه جامعی وجود ندارد. از سوی دیگر عوامل بسیاری از قبیل: رده مقاومتی بتن، سابقه دما و رطوبت در محل و ویژگی‌های کسب مقاومت بتن، روی رابطه این دو نمونه مؤثرند. از دیرباز فرض بر این بوده که مقاومت مغزه‌ها، معمولاً ٪۸۵ مقاومت استوانه‌های بتنی متناظر است، اما این ویژگی برای همه موقعیت‌ها کاربرد ندارد. بنابراین معیار پذیرش برای مقاومت مغزه، توسط شخصی که تعیین‌کننده تمام مشخصات آزمون‌ها است، ارائه می‌شود.

وسایل مغزه گیری بتن

• مته مغزه‌گیری: این مته برای تهیه آزمونه استوانه‌ای از بتن استفاده می‌شود. مته مغزه‌گیری دارای سر مته الماسی متصل به غلاف مغزه‌گیر است.
• اره: این ابزار، وسیله‌ای مناسب برای بریدن تیرهای بتنی جهت تهیه آزمونه با اندازه مشخص در آزمون مقاومت خمشی است. همچنین این ابزار برای تراشیدن انتهای مغزه‌ها استفاده می‌شود. اره باید دارای تیغه برشی از جنس الماس یا کاربید سیلیکون باشد و توانایی بریدن آزمونه‌ها را با ابعاد تعیین ‌شده بدون ایجاد حرارت زیاد یا ضربه داشته باشد.

دستورالعمل‌های زمان نمونه‌گیری

• زمان استفاده از نمونه‌های بتن سخت‌شده برای آماده‌سازی آزمونه‌های آزمون مقاومتی، زمانی است که بتن به اندازه کافی مقاوم شده باشد تا زمان تهیه آزمونه‌ها اتصال بین ملات و سنگدانه‌های درشت به ‌هم نخورد.
• هنگامی که آزمونه‌های آزمون مقاومت از نمونه‌های بتن سخت‌شده آماده می‌شود، نباید از نمونه‌هایی که حین جدا شدن آسیب‌ دیده‌اند، استفاده کرد؛ مگر اینکه قسمت‌های آسیب‌دیده از نمونه‌ها جدا شود. البته آزمونه باید در هر صورت، طول مناسبی داشته باشد. توجه داشته باشید باید دلیل عدم استفاده از نمونه‌های معیوب یا آسیب‌دیده‌ای از بتن که برای آماده‌سازی آزمونه مقاومتی استفاده نشده‌اند، در گزارش قید شود.
• آزمونه‌ها را نباید قبل از ۱۴ روز از بتن سخت‌شده تهیه کرد و در صورت انجام آزمون قبل از ۱۴ روز، نمونه‌گیری از بتن باید به‌صورتی باشد که سطوح برش، سطح فرسایش ملات را نشان ندهد و ذرات مصالح دانه‌درشت بدون پوشش، محکم در ملات جای گرفته باشند.
• آزمونه‌های دارای میلگرد، نباید برای تعیین مقاومت فشاری، کششی یا خمشی استفاده شوند.

انواع نمونه‌گیری و شرایط اجرای آن

مرحله نمونه‌گیری، شامل دو مرحله Core drilling و Slab است که در ذیل به ‌طور جداگانه به بررسی شرایط اجرای صحیح هر یک از آن‌ها می‌پردازیم.

مغزه‌گیری (core drilling)

در زمان مغزه گیری بتن، رعایت فاکتورهای زیر الزامی است:

• مغزه گیری بتن باید عمود بر سطح، دور از محل اتصالات، درزها یا لبه‌های نمایان عضو بتنی انجام شود.
• مقدار تقریبی زاویه بین محور طولی مغزه و سطح افقی که بتن روی آن قرار گرفته، باید یادداشت و گزارش شود.
• مغزه‌های عمود به سطح قائم یا عمود به سطح با خمیدگی، باید از نزدیک میانه عضو بتنی گرفته شود.

شرایط منشور بریده شده (Slab)

برای تهیه منشورهای مغزه‌گیری شده بتن با شرایط مطلوب، منشورهای بریده شده را به اندازه کافی بزرگ بردارید که فاقد هر گونه ترک، خردشدگی، ضعف یا آسیب‌دیدگی دیگر باشد.

اندازه‌گیری مغزه‌ها

در مغزه‌گیری از بتن برای تعیین مقاومت‌های فشاری، کششی و خمشی، باید دقت کافی به کار گرفته شود تا از ایجاد گرمای زیاد و وارد شدن صدمات بارز به مغزه – مانند حفرات یا درزهای کرمو – اجتناب شود. همچنین مغزه‌هایی که برای تعیین ضخامت رویه‌های بتنی، دال‌ها، دیوارها و المان‌های سازه‌ای دیگر استفاده می‌شوند، باید دارای حداقل قطر ۹۵ میلی‌متر باشند و برای مغزه‌هایی که ملزم به تعیین ابعاد ساختمانی نیستند، می‌توان طولانی‌ترین و کوتاه‌ترین طول نمونه را از سطح برش یافته در راستای محور موازی با محور طولی مغزه اندازه‌گیری کرد. در نهایت نیز باید میانگین طول را با پنج میلی‌متر نوسان یادداشت نمود.

تعیین مقاومت فشاری مغزه‌ها

برای تعیین مقاومت فشاری مغزه‌ها، بررسی قطر و طول مغزه، شرایط رطوبتی، اره کردن انتهای مغزه، میزان چگالی، شرایط کلاهک‌گذاری، شرایط و قوانین اندازه‌گیری، نوع آزمون، محاسبات و بیان نتایج الزامی است. در ادامه به بررسی جزئی هر یک از این عوامل می‌پردازیم.

ویژگی‌های قطر مغزه‌ها

• قطر آزمونه‌های مغزه‌گیری شده برای تعیین مقاومت فشاری در عناصر سازه‌ای باربر باید حداقل ۹۴ میلی‌متر باشد. تنها زمانی قطر کمتر از ۹۴ میلی‌متر مجاز است که قطر آزمونه‌های مغزه‌گیری شده بتن برای اعضای سازه‌ای غیرباربر ‌باشد یا زمانی که امکان تهیه مغزه با نسبت طول به قطر (L/D) بزرگ‌تر یا مساوی یک میسر نیست.
• برای بتن با حداکثر اندازه اسمی سنگدانه بزرگ‌تر یا مساوی ۳۸ میلی‌متر، قطر مغزه‌ها باید با نظر شخصی که تعیین‌کننده تمام مشخصات آزمون‌هاست، مشخص شود.

این نکته حائز اهمیت است که مقاومت فشاری مغزه‌هایی با قطر اسمی ۵۰ میلی‌متر تا حدی کمتر و متغیر‌تر از مغزه‌هایی با قطر اسمی ۱۰۰ میلی‌متر است. همچنین به نظر می‌رسد مغزه‌ها با قطر کوچک‌تر، به تأثیر نسبت طول به قطر حساس‌تر هستند. حداقل قطر مغزه باید دو برابر حداکثر اندازه اسمی سنگدانه‌های درشت باشد.

ویژگی‌های طول مغزه‌ها

• طول آزمونه‌ی کلاهک‌گذاری شده یا مغزه‌ی سر و ته بریده شده، بهتر است بین ۱٫۹ و ۲٫۱ برابر قطرش باشد.
• اگر نسبت طول به قطر (L/D) مغزه بیشتر از ۲٫۱ باشد، طول مغزه‌ها را کاهش دهید تا نسبت طول به قطر آزمونه کلاهک‌گذاری شده یا مغزه سر و ته بریده شده بین ۱٫۹ و ۲/۱ قرار گیرد.
• نتایج مقاومت فشاری آزمونه‌های مغزه‌گیری شده با نسبت‌های طول به قطر مساوی یا کمتر از ۱٫۷۵ نیاز به تصحیح دارند.
• آزمونه‌هایی با نسبت طول به قطر بزرگ‌تر از ۱٫۷۵ به ضریب تصحیح مقاومت نیاز ندارند.
• مغزه‌ای که پیش از کلاهک‌گذاری حداکثر طولش کمتر از ۹۵% قطرش باشد یا مغزه‌ای که بعد از کلاهک‌گذاری یا سر و ته بریدن طولش کمتر از قطرش باشد، نباید آزمون شود.
• نباید از مغزه‌هایی که طول آنها کمتر از قطرشان است، برای آزمایش تعیین مقاومت فشاری استفاده کرد.

شرایط رطوبتی مغزه‌ها

هدف از شرایط رطوبتی تثبیت‌شده در این آزمون، حفظ رطوبت نمونه‌های مغزه‌گیری شده و تأمین تجدیدپذیری شرایط رطوبتی است تا اثرات تغییرات رطوبتی ناشی از مرطوب شدن در هنگام مغزه‌گیری و آماده‌سازی آزمونه به حداقل رسد. در ادامه به بررسی دو روش تعیین شرایط رطوبتی تثبیت شده در صورت استفاده از اره و بدون استفاده از اره می‌پردازیم.

شرایط تثبیت رطوبتی در مغزه دستکاری نشده

پس از مغزه‌گیری، آب سطح مغزه را پاک کرده، اجازه دهید تا رطوبت سطحی باقیمانده تبخیر شود. البته این مقدار نباید بیشتر از یک ساعت پس از مغزه‌گیری طول کشد. وقتی سطوح خشک شد، مغزه‌ها را در کیسه‌های پلاستیکی به صورت جداگانه یا محفظه‌های غیرجاذب قرار دهید و آنها را محکم ببندید تا رطوبت مغزه از دست نرود.

مغزه‌ها را در دمای محیط نگه دارید و در معرض مستقیم نور آفتاب قرار ندهید. مغزه‌ها را هر چه سریع‌تر به آزمایشگاه منتقل کنید. همیشه مغزه‌ها را در کیسه‌های پلاستیکی مهر و موم شده یا محفظه‌های غیرجاذب نگه دارید. برای کلاهک‌گذاری و آماده‌سازی نهایی نمونه، حداکثر دو ساعت پیش از آزمون، مغزه‌ها را از کیسه‌های پلاستیکی مهر و موم شده یا محفظه‌های غیرجاذب خارج کنید.

شرایط تثبیت رطوبتی در مغزه‌های اره شده

اگر هنگام اره کردن یا بریدن سر و ته مغزه‌ها از آب استفاده می‌کنید، بهتر است اره کردن یا بریدن سر و ته مغزه‌ها را حداکثر دو روز بعد از مغزه‌گیری انجام دهید؛ مگر اینکه شخصی که تعیین‌کننده تمام مشخصات آزمون‌ها است، دستور کار دیگری داده باشد. بعد از کامل کردن مراحل آماده‌سازی، باید رطوبت سطحی نمونه را پاک کرده، اجازه دهید تا سطوح خشک شوند و مغزه‌ها را در کیسه‌های پلاستیکی مهر و موم شده یا محفظه‌های غیرجاذب قرار دهید. توجه کنید باید مدت زمان در معرض آب قرار گرفتن آزمونه‌ها را هنگام آماده‌سازی به حداقل برسانید.

اجازه دهید مغزه‌ها در کیسه‌های پلاستیکی مهر و موم شده یا محفظه‌های غیرجاذب حداقل پنج روز بعد از آخرین مرطوب شدن و قبل از انجام آزمون باقی بمانند، مگر اینکه شخصی که تعیین‌کننده تمام مشخصات آزمون‌هاست، روش دستور کار دیگری را داده باشد. اگر از دستورالعملی غیر از آنچه گفته شد برای شرایط رطوبتی مغزه‌ها استفاده می‌کنید، حتماً باید روش جایگزین را گزارش نمایید.

شرایط اره کردن انتهای مغزه‌ها

 انتهای مغزه‌هایی که برای آزمون تعیین مقاومت فشاری استفاده می‌شوند، باید صاف و عمود بر محور طولی مغزه باشد. همچنین اگر لازم است انتهای مغزه‌های کلاهک‌گذاری شده اره شوند، باید پیش از کلاهک‌گذاری الزامات زیر اجرا گردد.

• اگر برآمدگی‌هایی وجود دارد، نباید بیشتر از پنج میلی‌متر بالاتر از انتهای سطوح باشد.
• انتهای سطوح مغزه نباید از عمود بودن بر محور طولی مغزه با شیب بیشتر از ۱/۰٫۳d انحراف داشته باشد. (d میانگین قطر مغزه بر حسب میلی‌متر)

انواع روش‌های تعیین چگالی مغزه بتنی

برای تعیین چگالی آزمونه کافی است جرم مغزه قبل از کلاهک‌گذاری را اندازه‌گیری کرده و آن را به حجم محاسبه شده با میانگین قطر و طول مغزه تقسیم کنید. البته این روش در صورت تشخیص کارشناس امکان‌پذیر است. همچنین می‌توان با اندازه‌گیری جرم مغزه در هوا و جرم غوطه‌وری، مقدار چگالی را تعیین کرد. البته باید توجه داشته باشید بعد از غوطه‌ورسازی مغزه در آب، آن را خشک کنید و حداقل تا پنج روز قبل از انجام آزمون، آن‌ها را در کیسه پلاستیکی مهر و موم شده یا محفظه غیرجاذب قرار دهید.

شرایط کلاهک‌گذاری مغزه بتنی

• در صورت کلاهک‌گذاری، وسایل کلاهک‌گذاری باید با قطر واقعی مغزه‌ها مطابقت کند و کلاهک‌ها هم‌مرکز با دو انتهای مغزه‌ها باشند.
• طول مغزه‌ها را پیش از کلاهک‌گذاری با تلورانس ۲ میلی‌متر اندازه‌گیری کنید.
• چنانچه کلاهک‌گذاری، عمود بر سطح مقطع و‌ تراز دو انتهای مغزه‌ها نیست، باید کلاهک‌ها طبق آنچه پیش از این گفته شد، اره و ساییده شده یا مجدداً کلاهک‌گذاری شوند. همچنین استفاده از کلاهک‌های غیرمحصور مجاز نیستند.

شرایط اندازه‌گیری مغزه بتنی

• پیش از انجام آزمون، طول آزمونه‌های کلاهک‌گذاری شده یا ساییده شده را با تلورانس ۲ میلی‌متر اندازه‌گیری نموده و از این طول برای محاسبه نسبت طول به قطر (L/D) آزمونه‌ها استفاده کنید.
• میانگین قطر مغزه‌ها را با میانگین‌گیری دو اندازه‌گیری که در زوایای قائم با یکدیگر در نیمه‌ی ارتفاع مغزه‌ها انجام شده است، تعیین کنید.
• چنانچه تفاوت قطر مغزه‌ها بیشتر از ۲% میانگین آنها نیست، قطر مغزها را تا حدود ۰٫۲ میلی‌متر اندازه‌گیری کنید. در غیر این صورت تا حدود ۲ میلی‌متر اندازه‌گیری نمایید.
• اگر تفاوت بین بزرگ‌ترین و کوچک‌ترین قطر بیشتر از ۵% میانگین آنها است، مغزه‌ها را نباید مورد آزمون قرار دهید.

انجام آزمون مغزه گیری بتن

بر اساس آنچه پیش از این گفته شد، مغزه‌ها باید در مدت ۷ روز پس از مغزه‌گیری مورد آزمون قرار گیرند، مگر اینکه روش دیگری مشخص شده باشد.

روش محاسبات مغزه گیری بتن

مقاومت فشاری هر آزمونه را با استفاده از محاسبه‌ی سطح مقطع بر اساس میانگین قطر آزمونه محاسبه کنید. بر این اساس، اگر نسبت طول به قطر (L/D) آزمونه‌ها ۱٫۷۵ یا کمتر باشد، نتایج به دست آمده را با ضرب کردن در ضریب تصحیح مناسب، طبق جدول زیر اصلاح کنید.

ضریب تصحیح مقاومت	نسبت طول بر قطر (L/D)
0.98	1.75
0.96	1.50
0.93	1.25
0.87	1.00

ضرایب تصحیح معرفی شده در جدول بالا برای بتن با چگالی کم (چگالی بینkg/m³ ۱۶۰۰ و Kg/m³۱۹۲۰) و بتن با چگالی معمولی اعمال می‌شوند. این ضرایب برای هر دو بتن خشک و تر و برای مقاومت‌های بین MPa ۱۴ تا MPa ۴۲ کاربرد دارند. این در حالی است که برای مقاومت‌های بیشتر از MPa ۷۰، ممکن است ضرایب تصحیح بزرگ‌تر از مقادیری باشد که در جدول بالا آمده است.

بیان نتایج طبق استاندارد مغزه گیری بتن

• طول مغزه نزدیک پنج میلی‌متر
• طول آزمونه قبل و بعد از کلاهک‌گذاری یا ساییدن انتها تا حدود ۲ میلی‌متر و میانگین قطر مغزه تا حدود ۰٫۲ میلی‌متر یا ۲ میلی‌متر.
• پس از تصحیح نسبت طول به قطر، مقاومت فشاری برای مغزه‌هایی با قطر حدود ۰٫۲ میلی‌متر برابر با مقدار تقریبی ۰٫۱MPa و برای مغزه‌هایی با قطر ۲ میلی‌متر برابر با مقدار تقریبی ۰٫۵MPa است.
• اعمال بار روی آزمونه، در راستای سطح افقی (سطح بتن‌ریزی) است.
• تاریخ و زمان مغزه‌گیری و اولین نوبتی که مغزه در کیسه‌ی پلاستیکی مهر و موم شده یا محفظه غیرجاذب قرار گرفته، ثبت شود.
• اگر از آب حین آماده‌سازی انتها استفاده می‌کنید، حتماً باید تاریخ و زمانی که آماده‌سازی انتها کامل شده است و مغزه را در کیسه پلاستیکی مهر و موم شده با محفظه غیرجاذب قرار داده‌اید، ثبت نمایید.

در بیان نتایج آزمون مقاومت فشاری، علاوه بر آنچه پیش از این گفته شد، ثبت موارد زیر نیز الزامی است:

• زمان و تاریخ انجام آزمون
• حداکثر اندازه اسمی سنگدانه بتن
• چگالی در صورت تعیین شدن
• شرح معایب در مغزه‌هایی که نمی‌توانند آزمون شوند
• بیان انحراف و علت آن، در صورت بروز انحراف

شرایط افزایش میزان دقت

میزان دقت آزمون‌ها بسته به تعیین آزمونه توسط یک یا چند آزمایشگاه متفاوت است. در ادامه این مقاله به بررسی هر یک از آن‌ها می‌پردازیم.

• انجام آزمون در یک آزمایشگاه: نتایج دو آزمون صحیح انجام شده توسط یک آزمایشگر روی نمونه مشابه در یک آزمایشگاه، نباید بیشتر از ۹% مقدار میانگین آن‌ها اختلاف داشته باشد؛ برای مثال: ضریب تغییرات یک آزمایشگر برای مغزه‌هایی که در محدوده مقاومت فشاری بین MPa۳۲ و MPa۴۸٫۳ قرار دارند، برابر با مقدار ۳.۲% است.
• انجام آزمون در چند آزمایشگاه: نتایج دو آزمون صحیح انجام شده روی مغزه‌های نمونه‌گیری شده از بتن سخت‌شده یکسان _ جایی که یک آزمون به عنوان میانگین دو مشاهده تعیین می‌شود و هر یک از مغزه‌ها با قطر نزدیک به ۱۰۰ میلی‌متر مغزه‌گیری شده‌اند _ در دو آزمایشگاه مختلف، نباید بیشتر از ۱۳% مقدار میانگین آن‌ها اختلاف داشته باشد؛ برای مثال ضریب تغییرات چند آزمایشگاهی برای مغزه‌هایی که در محدوده مقاومت فشاری بینMPa ۳۲ وMPa ۴۸٫۳ قرار دارند، ۴٫۷% به دست آمده است.

میزان انحراف مغزه گیری بتن

از آن‌جا که مواد مرجع پذیرفته شده‌ی مناسبی برای تعیین انحراف این روش آزمون وجود ندارد، مقدار انحراف مغزه گیری بتن در روش تعیین مقاومت فشاری و کششی تعیین نشده است. به همین دلیل این عنوان را در سایر روش‌ها بررسی نخواهیم کرد.

تعیین مقاومت کششی مغزه‌ها

برای تعیین مقاومت کششی مغزه‌ها، ابتدا آزمونه‌ها را در ابعاد مشخصی که پیش از این گفته شد، برش دهید. توجه داشته باشید انتهای آن‌ها نباید کلاهک‌گذاری شوند. سپس آزمونه‌ها باید شرایط رطوبتی را طبق استاندارد مغزه گیری بتن سپری کنند، مگر اینکه شخصی که تعیین‌کننده تمام مشخصات آزمون‌ها است، دستور کار دیگری داده باشد. پس از گذراندن این مراحل، آزمون وارد مراحل بعدی می‌شود که در ادامه به صورت جزئی و کامل به بیان هر یک از آن‌ها می‌پردازیم.

ویژگی‌های سطوح تحمل کننده بار

• خط تماس بین آزمونه و هر نوار تحمل‌کننده بار، باید راست و عاری از هر گونه برآمدگی یا فرورفتگی بلندتر یا عمیق‌تر از ۰٫۲ میلی‌متر باشد.
• وقتی خط تماس راست نیست یا دارای برآمدگی‌ها یا فرورفتگی‌های بلندتر یا عمیق‌تر از ۰٫۲ میلی‌متر است، باید آزمونه را سایید یا کلاهک‌گذاری کرد تا خطوط تحمل‌کننده باری مطابق با الزامات ایجاد شود.
• آزمونه‌هایی که دارای برآمدگی‌ها یا فرورفتگی‌های بلندتر یا عمیق‌تر از ۰٫۲ میلی‌متر است، نباید آزمون شوند.
• زمانی که کلاهک‌گذاری انجام می‌شود، کلاهک‌ها باید از اندود گچی با مقاومت زیاد تشکیل شوند.

انجام آزمون مغزه گیری بتن

آزمونه‌ها را مطابق با استاندارد مغزه گیری بتن مورد آزمون قرار دهید.

بیان نتایج آزمون تعیین مقاومت کششی

مقاومت کششی آزمونه‌ها مطابق مرحله بیان نتایج در روش تعیین مقاومت فشاری است. تنها مورد اضافه در این مرحله، زمانی است که ساییدن یا کلاهک‌گذاری سطوح تحمل‌کننده بار لازم باشد. در این زمان اندازه‌گیری و یادداشت قطر بین سطوح پرداخت‌ شده الزامی است.

شرایط افزایش میزان دقت

• انجام آزمون در یک آزمایشگاه: نتایج دو آزمون صحیح انجام شده توسط یک آزمایشگر در یک آزمایشگاه روی نمونه مشابه، نباید بیشتر از ۱۴٫۹% میانگین آنها اختلاف داشته باشد؛ برای مثال ضریب تغییرات درون آزمایشگاهی یک آزمایشگر برای مقاومت کششی مغزه‌ها بین MPa ۳٫۶ و MPa ۴.۱، برابر با ۵۳% به دست آمده است.
• انجام آزمون در چند آزمایشگاه: نتایج دو آزمون صحیح انجام شده روی نمونه بتن سخت‌شده مشابه توسط دو آزمایشگاه مختلف، نباید بیشتر از ۴۲٫۳% میانگین آن‌ها اختلاف داشته باشد. ضریب تغییرات چند آزمایشگاهی برای مقاومت کششی مغزه‌ها بین MPa ۳.۶ و MPa۴.۱، برابر با ۱۵% به دست آمده است.

تعیین مقاومت خمشی تیرها

با اینکه تعیین مقاومت خمشی مربوط به تیرهای اره شده است، اما شرایط اجرای آن با تعیین مقاومت کششی و خمشی تفاوت‌هایی دارد که در ادامه به بررسی هر یک از مراحل آن می‌پردازیم.

ویژگی‌های آزمونه‌ها

• تیری که برای تعیین مقاومت خمشی استفاده می‌شود، باید دارای سطح مقطع اسمی ۱۵۰ × ۱۵۰ میلی‌متر باشد. البته در بسیاری از موارد، بخصوص در منشورهای بریده از دال‌های رویه، عرض تیر از اندازه سنگدانه‌های درشت و طول تیر از ضخامت دال تبعیت خواهد کرد. این شرایط تا زمانی که کارشناس روش دیگری را معرفی نکرده باشد، ثابت شده و باید اجرا شود.
• طول تیر باید حداقل ۵۳۰ میلی‌متر باشد؛ اما اگر دو آزمون روی یک تیر برای تعیین مقاومت خمشی انجام ‌شود، طول تیر باید حداقل ۸۴۰ میلی‌متر باشد.
• اره کردن را به گونه‌ای انجام دهید که بتن در اثر ضربه یا حرارت سست نشود.
• سطوح اره شده باید صاف، مسطح، موازی و عاری از حالت‌ پلکانی، برآمدگی و شیار باشد.
• حین جابجا کردن تیرهای اره شده، دقت شود که ترک یا لب‌پر شدن رخ ندهد.

شرایط رطوبتی آزمونه‌ها

• جهت محافظت از تبخیر سطوح اره شده آزمونه‌ها، آن‌ها را با گونی کنفی (پارچه زبر و ضخیم) مرطوب و صفحات پلاستیکی بپوشانید.
• آزمونه‌ها را در مدت ۷ روز از زمان اره کردن، مورد آزمون قرار دهید.
• قبل از آزمون خمشی، آزمونه‌ها را در آب اشباع شده با آهک در دمای ۲±۲۳ درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل ۴۰ ساعت غوطه‌ور کنید.
• آزمون را بلافاصله بعد از خارج کردن آزمونه‌ها از مخزن آب انجام دهید.
• در مدت زمان بین خروج آزمونه‌ها از مخزن آب و انجام آزمون برای حفظ رطوبت، آنها را با گونی کنفی مرطوب یا هر پارچه جاذب مناسب دیگر بپوشانید.
• چنانچه کارشناس دستور کار دیگری داده باشد، لازم است تیرها را در شرایط رطوبتی که کارشناس بیان کرده، مورد آزمون قرار دهید.

به خاطر داشته باشیدخشک شدن جزئی سطوح آزمون خمشی، تنش‌های کششی را در بخش‌های انتهایی آزمونه به وجود می‌آورد که این امر، مقاومت خمشی را به طرز محسوسی کاهش می‌دهد.

انجام آزمون مغزه گیری بتن

آزمونه‌ها را بر اساس آنچه پیش از این بیان کردیم، انجام دهید. البته توجه داشته باشید در صورت اره کردن ممکن است مقاومت خمشی به مقدار زیادی کاهش یابد. بنابراین در صورت امکان، تیرها را با سطح قالب‌گیری شده در کشش مورد آزمون قرار دهید. در نهایت، محل سطح تحت کشش را با در نظر گرفتن وضعیت بتن سطوح اره شده گزارش کنید.

بیشتر بخوانید: مقاومت خمشی بتن

فاکتورهای موجود در قسمت نتایج

مطابق آنچه پیش از این گفته شد، نتایج را گزارش کنید؛ مانند شرایط رطوبتی در زمان انجام آزمون، جهت آزمونه آماده ‌شده، اره‌‌شده و وجوه تحت فشار که باید با در نظر گرفتن وضعیت آزمونه در دستگاه مشخص ‌شود و… .

مقدار دقت و انحراف آزمون تعیین مقاومت خمشی

هیچ دقتی در مورد شرایط آماده‌سازی، برای تعیین مقاومت خمشی اندازه‌‌گیری شده تیرهای اره ‌شده وجود ندارد. همچنین،از آن‌جا که مواد مرجع پذیرفته‌شده‌ی مناسبی برای تعیین انحراف این روش آزمون وجود ندارد، انحراف در این آزمون تعیین نمی‌شود.

فاکتورهای موجود در گزارش آزمون

گزارش یک آزمون، حتماً باید شامل موارد زیر باشد:

• انجام آزمون طبق این استاندارد ملی
• تاریخ تحویل نمونه به آزمایشگاه
• تاریخ انجام آزمون
• شناسنامه محصول (نام تولیدکننده، تاریخ تولید، محل تولید و…)
• محل انجام آزمون
• بیان موارد مغایر با این استاندارد
• نام، نام‌خانوادگی و امضای آزمایشگر و تأییدکننده

در مقاله «مغزه گیری بتن» از بلاگ رامکا، به بررسی همه‌جانبه اصول مغزه‌ گیری بتن سخت‌شده برای انجام انواع آزمایشات فشاری، کششی و خمشی برای نمونه‌های ساده و اره شده پرداختیم.

همچنین به صورت استاندارد به بیان تثبیت شرایط رطوبتی و تأثیر میزان رطوبت بر مقدار مقاومت، طول و قطر مغزه‌ها، تعیین چگالی، نوع محاسبات و میزان نوسانات لازم در زمان اندازه‌گیری، انواع روش‌ها و اصول نمونه‌گیری، عوامل مؤثر بر مقاومت نمونه و روش‌های مقابله با آن و… پرداختیم. خوشحال می‌شویم با ارائه نظرات خود، ما را در ارتقای کیفیت محتوای مقالات یاری کنید.