نمونه گیری از بتن: تعداد، روش و نکات مهم عملیاتی

نمونه گیری از بتن تازه، روشی معمول و حیاتی است که معمولاً در کارخانه‌های بتن پیش‌ساخته و محل پروژه انجام می‌شود. نمونه گیری از بتن برای آزمایش جریان اسلامپ، شاخص پایداری بصری، دما، چگالی، مقدار هوای بتن و تعیین مقاومت فشاری انجام می‌شود. در این مقاله از بلاگ رامکا قصد داریم ضمن تبیین روش‌های نمونه ‌گیری از بتن بر اساس آیین‌نامه آبا و ASTM، نمونه‌برداری به روش استاندارد ملی ایران را نیز به طور کامل و همه‌جانبه شرح دهیم. پس تا انتها همراه ما باشید.

نمونه گیری از بتن

اولین گام در کنترل و آزمایش بتن، نمونه‌گیری از آن است. از آن‌جا که اعتبار آزمایش‌ها و دقت نتایج به جمع‌آوری یک نمونه واقعی از بتن بستگی دارد، نمونه باید دقیقاً معرف بتن باشد تا به طور دقیق ویژگی‌های بتن را به عنوان یک کل منعکس کند. در صورتی که نمونه معرف بتن نباشد، نتایج آزمایشات گوناگون به درستی روی مخلوط بتنی منعکس نمی‌شود؛ حتی اگر آزمایش بر اساس استانداردهای قابل اجرا انجام شود.

به طور کلی، استانداردهای گوناگونی وجود دارد که نحوه به دست آوردن نمونه معرف هنگام استفاده از انواع تجهیزات اختلاط و انتقال را مشخص می‌کند. از میان تمام استانداردها در این مقاله به بررسی روش‌های نمونه گیری از بتن به روش ASTM C172 (استانداردی برای نمونه‌برداری از بتن تازه مخلوط شده)، نمونه‌گیری از بتن بر اساس آیین‌نامه آبا و استاندارد ملی ایران می‌پردازیم.

نمونه گیری بتن به روش آیین‌نامه آبا

پذیرش بتن تازه از نظر کیفیت در آیین‌نامه آبا، منوط به مشخصات قابل قبول مندرج در مشخصات فنی خصوصی پروژه است. بنابراین، رعایت محدوده روانی، دما و درصد هوای مجاز و مشخصات ظاهری برای پذیرش بتن تازه الزامی است. همچنین برای پذیرش بتن از نظر مقاومت و دوام بر اساس این استاندارد، پذیرش مقاومت فشاری و دوام بتن در کارگاه بر اساس نتایج آزمایش‌های دوام و مقاومت فشاری نمونه‌های برداشته شده از بتن تازه صورت می‌گیرد.

محل و تواتر نمونه‌برداری بتن تازه به روش آیین‌نامه آبا

نمونه‌برداری برای تعیین کیفیت بتن تازه در هر سازه و هر رده بتن، باید در محل پروژه صورت گیرد. پذیرش بتن تازه برای هر نوع و رده در هر سازه به صورت جداگانه خواهد بود. نمونه‌برداری از بتن تازه باید مطابق استاندارد ملی ۳۲۰ ۱-۱ انجام شود. حداقل تعداد نوبت‌های نمونه‌برداری از بتن تازه در ادامه بیان خواهد شد.

البته دستگاه نظارت، با توجه به بروز هر گونه شک یا تغییرات ظاهری در بتن تازه، مجاز به نمونه‌برداری در نوبت‌های بیشتری است. در این موارد، نمونه‌برداری را می‌توان از کامیون مخلوط‌کن یا سایر وسایل حمل، به صورت منفرد بعد از تخلیه حدود ۳۰۰ لیتر بتن انجام داد.

در این میان، گاهی لازم است از بتن آماده پیش از اضافه نمودن افزودنی یا آب نمونه‌گیری شود و کیفیت آن مورد ارزیابی قرار گیرد. به هر حال برای بتن‌های مصرفی در پروژه، باید نمونه‌برداری از بتن مصرفی پس از افزودن آب یا هر نوع افزودنی در محل پروژه انجام شود.

بتن آماده معمولاً باید با توجه به نیاز پروژه از نظر روانی برای پمپ کردن ارسال شود، اما گاهی بتن آماده با روانی کمتر از حد نیاز به پای کار می‌رسد و لازم است به نحو مقتضی روانی آن بیشتر شود. در صورتی که از دو یا چند نوع بتن مختلف (سبک، سنگین، حباب‌دار، الیافی و خودتراکم، همچنین بدون افزودنی و با افزودنی) در یک سازه استفاده شود، نمونه‌برداری مورد نظر باید جداگانه انجام گیرد.

بلوک‌های مختلف مشابه یکدیگر، سازه‌های مختلف و جدا از یکدیگر تلقی می‌شوند و ضوابط و تواتر نمونه‌برداری برای هر یک از آن‌ها به صورت جداگانه کاربرد دارد؛ حتی اگر بتن آن‌ها از یک واحد تولید بتن و در یک زمان تأمین شود. به هر حال سازه‌های جداگانه، سازه‌هایی هستند که تجزیه، تحلیل و طراحی آن‌ها جداگانه انجام می‌گیرد.

محل و تواتر نمونه‌برداری برای مقاومت به روش آیین‌نامه آبا

1. نمونه‌برداری برای مقاومت در هر سازه و از هر نوع و رده بتن نیز، باید در پای کار یا محل پروژه صورت گیرد. پذیرش بتن از نظر مقاومت نیز برای هر نوع و رده در هر سازه به صورت جداگانه انجام می‌شود. در نوبت‌های نمونه‌برداری برای تعیین مقاومت بتن، لازم است نمونه‌برداری از بتن تازه طبق استاندارد ملی ۳۲۰ ۱-۱، از وسیله حمل بتن به صورت مرکب باشد.
   در صورت انتقال بتن به کارگاه توسط کامیون مخلوط‌کن، نمونه‌گیری باید پس از افزودن تمام اجزای بتن (از جمله افزودنی‌های شیمیایی یا معدنی، الیاف و…) به صورت مرکب از کامیون مخلوط‌کن انجام گیرد. بدیهی است باید بین انطباق مقاومتی بتن آماده با رده مورد نظر و انطباق مقاومتی بتن مصرفی در یک سازه تفاوت قائل شد.
   بلوک‌های مختلف مشابه یکدیگر، سازه‌های مختلف و جدا از یکدیگر تلقی می‌شوند و ضوابط و تواتر نمونه‌برداری برای هر یک از آن‌ها به صورت جداگانه کاربرد دارد؛
   حتی اگر بتن آن‌ها از یک واحد تولید بتن و در یک زمان تأمین شود. در صورتی که از دو یا چند نوع بتن مختلف (سبک، سنگین، حباب‌دار، الیافی و خودتراکم، همچنین بدون افزودنی و با افزودنی) در یک سازه استفاده شود، نمونه‌برداری مورد نظر باید جداگانه انجام گیرد. در صورت بکارگیری از دو یا چند رده مقاومتی با مقاومت‌های مشخصه مختلف در یک سازه، ضوابط نمونه‌برداری برای هر یک به صورت جداگانه اعمال می‌شود.
2. در مواردی که حجم هر پیمانه بتن در پای کار یک متر مکعب باشد، تواتر نمونه‌برداری باید برای یک سازه و هر نوع و رده بتن، حداقل برابر با بیشترین مقادیر زیر باشد.
   الف) یک نمونه‌برداری در هر نوبت کاری روزانه: توجه داشته باشید هر نوبت کاری، بخشی از شبانه‌روز را تشکیل می‌دهد و ممکن است ۸ ساعت یا بیشتر باشد.
   ب) هر ۳۰ مترمکعب بتن: در این مورد، شالوده یا سایر اعضا می‌تواند در نظر گرفته شود.
   پ) هر ۱۵۰ متر مربع سطح دال و دیوار: مقصود از سطح دال و دیوار، سطح یک وجه آن است و نباید مجموع دو وجه در نظر گرفته شود.
   ت) هر ۱۰۰ متر طول تیر و کلاف در مواردی که جدا از سایر قطعات بتن‌ریزی شوند: در صورتی که تیر و کلاف با دال یا شالوده بتن‌ریزی شوند، ضوابط آن قطعات نیز در نظر گرفته می‌شود و هر یک تعداد نوبت بیشتری به دست دهد، ملاک خواهد بود.
   ث) هر ۵۰ متر طول ستون و تیر طره‌ای: مقصود از طول ستون ارتفاع از کف طبقه تا زیر تیر یا دال خواهد بود. تیرهای طره‌ای دارای ضوابطی مانند ستون خواهند بود.
3. در مواردی که حجم هر پیمانه بتن در محل پروژه بیشتر یا کمتر از یک متر مکعب باشد، مقادیر «ب» تا «ث» را می‌توان به همان نسبت افزایش یا کاهش داد؛ البته مشروط بر آنکه این نسبت بیشتر از ۲ یا کمتر از نصف نشود. این افزایش را در مواردی که بتن دارای گواهینامه خاص یا پروانه استاندارد ملی باشد، می‌توان اعمال نمود. در مواردی که بتن توسط دستگاه نظارت، به دلیل عدم انطباق با رده نامناسب تشخیص داده شده باشد، تواتر سختگیرانه به کار گرفته می‌شود و چنانچه انطباق با رده، مجدداً تأیید شود، تواتر معمولی به کار گرفته خواهد شد.
   دستگاه نظارت با توجه به اهمیت سازه و عدم وجود یکنواختی مطلوب در ساخت بتن، می‌تواند مقادیر بتن برای نمونه‌برداری از بتن‌هایی با حجم پیمانه کمتر از یک متر مکعب را کاهش دهد، تا تعداد نوبت‌های نمونه‌برداری بیشتر شود و در صورتی که یکنواختی مجدداً حاصل شود، می‌تواند از تواتر نمونه‌برداری بالا استفاده کند. وقتی بتن با کامیون مخلوط‌کن حمل می‌شود، حجم هر پیمانه، همان حجم بتن کامیون مخلوط‌کن خواهد بود و چنانچه برای مثال، در هر نوبت ۶ متر مکعب بتن حمل شود، احجام مرتبط با تواتر نمونه‌برداری حداکثر در ۲ ضرب می‌گردد.
   به طور مثال چنانچه هر نوبت ساخت بتن ۰٫۵ متر مکعب باشد و این حجم بتن در یک وسیله خاص حمل گردد، می‌توان احجام تواتر نمونه‌برداری قسمت «الف» تا «ث» را با توجه به نظر دستگاه نظارت در ۰٫۵ ضرب نمود. علاوه بر دارا بودن پروانه استاندارد، گاه مراجع ذی‌صلاح دیگری مانند مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی اقدام به صدور گواهینامه فنی می‌نمایند که در این مورد قابل استناد است.
4. در هر سازه برای هر نوع و هر رده بتن، حداقل ۶ نوبت نمونه‌برداری، صرف‌نظر از حجم یا سطح بتن، ضرورت دارد. در نظر داشته باشید بندهای مربوط به تواتر نمونه‌برداری، برای سازه‌های در جا ریخته معتبر است و برای قطعات پیش‌ساخته و منفرد – مانند تیر برق، تراورس یا صندوقه‌های مورد استفاده در صنعت برق و مخابرات – اعتبار ندارد؛ مگر اینکه دستگاه نظارت تشخیص دهد که از این ضوابط می‌توان در این‌گونه موارد نیز بهره برد.
5. در مواردی که کل حجم هر نوع یا هر رده بتن در یک سازه از ۳۰ متر مکعب کمتر باشد، مشروط بر اینکه به تشخیص دستگاه نظارت، دلیلی بر رضایت‌بخش بودن کیفیت مقاومت بتن وجود داشته باشد، می‌توان از نمونه‌برداری برای مقاومت و آزمایش آن صرف‌نظر کرد.
   استفاده از بتن آماده استاندارد یا بتن دارای گواهینامه خاص از مراکز ذی‌صلاح یا بتن دارای سابقه مناسب مقاومتی یا بکارگیری طرح مخلوط دارای سابقه مناسب (به شرط عدم تغییر اجزای بتن)، می‌تواند دلیل مناسبی بر رضایت‌بخش بودن کیفیت بتن تلقی شود. به هر حال دستگاه نظارت با مسئولیت خود می‌تواند از درخواست نمونه‌برداری و انجام آزمایش صرف‌نظر کند.

بیشتر بخوانید: مقاومت بتن

محل و تواتر نمونه‌برداری برای دوام به روش آیین‌نامه آبا

1. نمونه‌برداری برای آزمایش‌های دوام در مواردی صورت می‌گیرد که در مشخصات فنی ضوابطی برای آن ارائه شده باشد. نمونه‌برداری از بتن باید پای کار انجام شود. در نوبت‌های نمونه‌برداری برای دوام بتن، لازم است نمونه‌برداری از بتن تازه طبق استاندارد ملی ۳۲۰ ۱-۱، از وسیله حمل بتن به صورت مرکب باشد.
   در مواردی که الزامات خاصی در مورد دوام در مشخصات فنی ذکر شده است، باید روش نمونه‌برداری و نوع نمونه‌ها توسط مهندس مشاور مشخص شود. با توجه به نوع آزمایش مورد نظر در ارتباط با دوام، معمولاً روش نمونه‌برداری و تهیه آزمونه‌ها و آماده‌سازی آن‌ها در استاندارد مربوط مشخص می‌گردد.
2. نمونه‌برداری در هر سازه برای هر نوع و هر رده بتن از نظر دوام، جداگانه انجام می‌شود و پذیرش آن نیز بر همین منوال خواهد بود. بلوک‌های مختلف مشابه یکدیگر، سازه‌های مختلف و جدا از یکدیگر تلقی می‌شوند و ضوابط و تواتر نمونه‌برداری برای هر یک از آن‌ها به صورت جداگانه کاربرد دارد؛ حتی اگر بتن آن‌ها از یک واحد تولید بتن و در یک زمان تأمین شود.
   در صورتی که از دو یا چند نوع بتن مختلف (سبک، سنگین، حباب‌دار، الیافی و خودتراکم، همچنین بدون افزودنی و با افزودنی) در یک سازه استفاده شود، نمونه‌برداری مورد نظر باید جداگانه انجام گیرد. در صورت بکارگیری از دو یا چند رده دوام یا دوام مشخصه مختلف در یک سازه، ضوابط نمونه‌برداری برای هر یک به صورت جداگانه اعمال می‌شود.
3. در مواردی که حجم هر پیمانه بتن در پای کار یک متر مکعب باشد، تواتر نمونه‌برداری بیشترین مقادیر «الف» تا «ث» زیر است:
   الف) حداقل یک نوبت نمونه‌برداری از هر نوبت کاری یا ۶ نوبت نمونه‌برداری برای مقاومت
   ب) هر ۲۰۰ متر مکعب بتن
   پ) هر ۱۰۰۰ متر مربع سطح دال و دیوار
   ت) هر ۵۰۰ متر طول تیر و کلاف، در صورتی که جدا از سایر قطعات بتن‌ریزی شوند.
   ث) هر ۲۵۰ متر طول ستون و تیر طره‌ای
4. در مواردی که حجم هر پیمانه بتن در پای کار بیشتر یا کمتر از یک متر مکعب باشد، مقادیر «ب» تا «ث» بند قبل را می‌توان به همان نسبت افزایش یا کاهش داد؛ البته مشروط بر آنکه این نسبت بیشتر از ۲ یا کمتر از نصف نشود. این افزایش را در مواردی که بتن دارای گواهینامه خاص یا پروانه استاندارد ملی است، می‌توان اعمال کرد. در مواردی که بتن توسط دستگاه نظارت، به دلیل عدم انطباق با رده دوام نامناسب تشخیص داده شده باشد، تواتر سختگیرانه به کار گرفته می‌شود و چنانچه انطباق با رده مجدداً تأیید شود، تواتر معمولی به کار گرفته خواهد شد.
   چنانچه حجم وسیله حمل بیش از ۲ مترمکعب باشد، از هر ۴۰۰ متر مکعب بتن یا هر ۲۰۰۰ متر مربع سطح دال و دیوار یا هر ۱۰۰۰ متر طول تیر و کلاف و هر ۵۰۰ متر طول ستون، یک نوبت نمونه‌برداری (شامل چند آزمونه) انجام می‌شود؛ اما اگر همین بتن دارای گواهینامه خاص یا پروانه استاندارد و سابقه مناسب نباشد، احجام و مقادیر تواتر نمونه‌برداری مجدداً نصف می‌گردد.
5. در مواردی که انجام آزمایش‌های دوام ضرورت دارد، در یک سازه برای هر نوع و هر رده بتن از نظر دوام، حداقل ۳ نوبت نمونه‌برداری لازم است.

نمونه گیری بتن به روش استاندارد ASTM

استاندارد ASTM C172، برای نمونه‌برداری از بتن تازه مخلوط شده استفاده می‌شود. این روش در میان روش‌های آزمایش بتن جهت ایجاد نمونه‌های مقاومت فشاری انتخاب شده است.

هشدارها و نکات مهم در نمونه گیری از بتن

برای نمونه گیری از بتن لازم است به نکاتی توجه کنید تا از نمونه جمع‌آوری شده به نتایج معتبری دست یابید. در ذیل به بررسی چند نکته که لازم است هنگام نمونه‌گیری به آن توجه کنید، اشاره خواهد شد:

• از بهترین شیوه‌ها در فرآیند جمع‌آوری نمونه استفاده ‌کنید تا نمونه جمع‌آوری شده، معرف ماهیت و شرایط مخلوط بتنی شما باشد.
• نمونه‌برداری از بتن را در زمان خروج بتن از میکسر انجام دهید. البته برای دستیابی به بعضی مشخصات، ممکن است نیاز به گرفتن نمونه بعد از خروج بتن از میکسر باشید.
• نمونه بتن را از عناصری چون: نور خورشید، باد، باران، برف، نوسانات دما، منابع تبخیر سریع یا رطوبت اضافه ناخواسته و منابع آلودگی محافظت کنید.
• مدت زمان سپری شده در جمع‌آوری نمونه، انجام آزمایش‌های بتن تازه و ساخت و قالب‌گیری نمونه‌های مقاومت فشاری اهمیت زیادی دارد.
• قبل از نمونه‌گیری بتن، تجهیزات نمونه‌برداری، تجهیزات مربوط به آزمایش بتن تازه و ساخت سیلندر مقاومت فشاری را آماده کنید.

مدت زمان نمونه گیری از بتن به روش ASTM

نمونه ترکیبی بتن، معرف دو یا چند بخش از بتن تازه است که در یک نمونه ترکیبی مخلوط شده‌اند. زمان سپری شده از هنگام جمع‌آوری اولین و آخرین بخش نمونه مرکب، نباید بیش از ۱۵ دقیقه به طول انجامد، زیرا گذشت زمان بیش از این ممکن است باعث بروز مشکلاتی شود که در ذیل به آن اشاره خواهیم کرد:

• در صورتی که جمع‌آوری نمونه ترکیبی بیش از ۱۵ دقیقه طول بکشد، نمونه‌ای غیرمعرف و نامطلوب به دست می‌آید؛ زیرا هر چه بتن تازه بیکار بماند – چه در میکسر، چه در لوله یا ظرف جمع‌آوری نمونه – احتمال جداسازی اجزای بتن بیشتر شده و در نتیجه، نمونه غیرهمگن می‌شود.
• در صورتی که جمع‌آوری نمونه ترکیبی بیش از ۱۵ دقیقه طول بکشد، نمونه قابل استفاده نخواهد بود، زیرا نمی‌توان از آن برای آزمایش یا ساخت نمونه مقاومت فشاری استفاده کرد.

اندازه و حجم نمونه به روش ASTM

روش نمونه‌برداری از بتن به نوع مخلوط‌کنی که بتن از آن خارج می‌شود، بستگی دارد، اما حجم نمونه بتن حداقل باید ۱ فوت مکعب باشد، زیرا:

• اندازه نمونه جهت آزمایش بتن، به حداکثر اندازه کل بتن استفاده شده در مخلوط بستگی دارد. از این رو با افزایش اندازه کل، حجم نمونه هم افزایش می‌یابد.
• استفاده از نمونه مرکب کمتر از یک فوت مکعب، ممکن است حجم کافی از بتن را برای انجام تمام آزمایشات بتن تازه و ساخت تعداد مورد نیاز سیلندرهای مقاومت فشاری فراهم نکند.

روش جمع‌آوری نمونه ترکیبی

جهت جمع‌آوری نمونه ترکیبی لازم است به موارد ذیل توجه داشته باشید:

• نمونه‌برداری از بتن تازه، چه از میکسر ثابت، چه از میکسر تراک گردان یا اتو میکسر، باید بعد از افزودن تمام مواد خام (آب، انواع افزودنی بتن و الیاف بتن) به میکسر و تکمیل چرخه اختلاط انجام شود. در صورتی که نمونه‌برداری از بتن پیش از مخلوط شدن کامل بتن در میکسر انجام شود، نمونه ترکیبی جمع‌آوری شده مطلوب نخواهد بود.
• برای جمع‌آوری نمونه‌ ترکیبی، دو یا چند بخش از بتن تازه را در فواصل منظم و از قسمت میانی بتن خارج شده از تراک بردارید. در واقع بهتر است اجازه دهید حداقل پنج فوت مکعب بتن از میکسر خارج شود. برای نمونه‌برداری در نمونه‌های کامپوزیتی نیز بهتر است نمونه از ۱۰% اول یا آخر مخلوط بتنی برداشته نشود.

• نمونه‌گیری از بتن را با حرکت ظرف نمونه در مسیر جریان تخلیه بتن یا با تغییر مسیر بتن در ظرف به دست آورید. این روش نمونه‌گیری سیال باعث می‌شود اطمینان داشته باشید بتن همگن و نماینده کل بتن است. در صورتی که جریان تخلیه بتن از تراک هنگام جمع‌آوری نمونه شروع شده و به سرعت متوقف شود، ممکن است نسبت خمیر به سنگدانه در بخش‌های جداگانه بتن جمع‌آوری ‌شده با بتن اصلی متفاوت باشد.
• برای جمع‌آوری نمونه ترکیبی، ظرف نمونه باید اندازه مناسب و سطح غیر جاذب داشته باشد تا نمونه را در خود جای دهد و امکان اختلاط دستی را فراهم کند.
• دقت کنید سرعت جریان بتن هنگام توزیع از میکسر، ناودان یا تجهیزات حمل‌و‌نقل کم نشود، چرا که در این صورت اجزای بتن جدا شده و همگنی بتن جمع‌آوری شده دچار تغییر می‌شود.
• هنگام نمونه‌برداری از درام میکسر گردان، نرخ جریان بتن را با میزان سرعت چرخش درام تنظیم کنید.
• ظرف جمع‌آوری نمونه را همراه با نمونه مرکب به محلی که آزمایش‌های بتن تازه انجام می‌شود، حمل کنید.
• برای اطمینان از دسترسی به مخلوطی همگن، در مدت کمی بتن تازه را در ظرف جمع‌آوری نمونه با بیل یا اسکوپ ترکیب کنید تا نمونه‌ای مرکب حاصل شود. توجه داشته باشید ادامه اختلاط نمونه مرکب پس از اینکه قطعات بتن به اندازه کافی در یک نمونه همگن ترکیب شدند، می‌تواند منجر به جداسازی سنگدانه‌ها یا جدا شدن خمیر از سنگدانه شود.

انجام آزمایشات بتن تازه و ساخت نمونه‌های مقاومت فشاری

همان‌طور که می‌دانید، آزمایشات مختلف باید روی بتن تازه مخلوط شده انجام شود. از آن‌جا که ویژگی‌های یک مخلوط بتنی و نتایج آزمایش بتن تازه می‌تواند پس از تخلیه از میکسر و با شروع هیدراتاسیون سیمان تغییر کند، لازم است به نکات ذیل هنگام انجام آزمایشات نمونه بتن توجه کنید:

• ظرف مدت ۵ دقیقه پس از به دست آوردن بخش نهایی نمونه مرکب، آزمایشات مربوط به اسلامپ، دما و درصد هوای بتن تازه را انجام دهید.
• ظرف مدت ۱۵ دقیقه پس از جمع‌آوری بخش نهایی نمونه مرکب، نمونه‌های مکعبی یا استوانه‌ای را برای آزمایش مقاومت فشاری قالب‌گیری کنید.

• هنگام نمونه‌برداری از میکسر پیوسته بتن و پیش از شروع آزمایشات بتن تازه یا ساخت نمونه‌های مقاومت فشاری، حداقل ۲ دقیقه و حداکثر ۵ دقیقه صبر کنید. در نظر داشته باشید بین جمع‌آوری نمونه کامپوزیت بتنی از میکسر پیوسته و شروع آزمایشات بتن تازه باید دوره انتظار ۲ تا ۵ دقیقه‌ای وجود داشته باشد، زیرا آب مخلوط چند ثانیه پیش از تخلیه بتن از یک میکسر پیوسته به آن اضافه می‌شود.
• صرفنظر از نوع میکسر، فاصله زمانی ۱۵ دقیقه‌ای بین جمع‌آوری نمونه مرکب و شروع قالب‌بندی و ساخت نمونه‌های آزمایشی، تأثیر زیادی بر نتایج مقاومت فشاری نخواهد داشت. از این رو بهتر است به محدودیت‌های زمانی برای تکمیل آزمایش‌های بتن تازه و تکمیل ساخت نمونه‌های مقاومت فشاری توجه کنید و بدانید اعمال چارچوب‌های زمانی برای شروع و تکمیل آزمایش‌های بتن تازه و ساخت نمونه مقاومت فشاری، منجر به کاهش تنوع در نتایج آزمایش می‌شود.

نمونه گیری از بتن به روش ترکیبی برای دستیابی به نتایج آزمایش اسلامپ، جریان اسلامپ، شاخص پایداری بصری، دما، چگالی و مقدار هوای بتن اهمیت زیادی دارد؛ فقط کافی است نمونه‌برداری به روش درست از بتن تازه انجام شود، چرا که در غیر این صورت نتایج آزمایشات گوناگون نامعتبر خواهد بود.

بیشتر بخوانید: مقدار هوای بتن

نمونه‌برداری بر اساس استاندارد ملی ایران

هدف از تدوین این استاندارد، تعیین روش‌های نمونه‌برداری از بتن تازه به منظور تهیه آزمونه‌های لازم برای کنترل کیفیت بتن است. از نمونه‌های تهیه شده، برای آزمون ویژگی‌های بتن تازه یا برای آزمون تعیین ویژگی‌های بتن سخت‌شده استفاده می‌شود.

مدارک الزامی زیر حاوی مقرراتی است که متن استاندارد ملی ایران به آن‌ها ارجاع شده و این مقررات، جزئی از این استاندارد ملی ایران محسوب می‌شود.

• استاندارد ملی ایران شماره ۵۸۱: سال ۱۳۸۳، بتن – ساخت و عمل‌آوری آزمونه‌های بتن در آزمایشگاه – آیین‌کار
• استاندارد ملی ایران شماره ۳۲۰۶: سال ۱۳۷۱، تعیین مقاومت فشاری آزمونه‌های بتن
• استاندارد ملی ایران شماره ۱۱۲۶۸: سال ۱۳۷۸، بتن – تعیین دمای بتن حاوی سیمان هیدرولیکی تازه مخلوط شده – روش آزمون
• ISO 1920-2 Testing of concrete – part 2: properties of fresh concrete

اصطلاحات نمونه گیری بتن در استاندارد ملی

در این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف زیر به کار می‌رود:

• پیمانه: مقدار بتنی که در یک چرخه از عملیات اختلاط تهیه می‌شود یا مقدار بتن آماده مخلوط شده در وسیله حمل بتن یا مقدار بتنی که ظرف ۱ دقیقه از مخلوط‌کن تخلیه می‌گردد.
• نمونه مرکب (Composite sample): مقداری بتن شامل تعدادی برداشت – از نقاط مختلف یک پیمانه یا توده‌ای از بتن – که به طور کامل با هم مخلوط همگن می‌شوند.
• نمونه نقطه‌ای (Spot sample): مقداری بتن شامل تعدادی برداشت، از قسمتی از یک پیمانه یا توده‌ای از بتن که به طور کامل با هم مخلوط می‌شوند.
• برداشت: مقدار بتنی که توسط یک چمچه برداشته می‌شود.

کلیات نمونه‌برداری به روش استاندارد ملی

• تهیه نمونه مرکب: نمونه‌های بتن که از یک جریان در حال حرکت یا از توده‌ای بتنی توسط یکسری برداشت‌ها برداشته می‌شود. این برداشت‌ها به طور کامل با هم مخلوط می‌گردند.
• تهیه نمونه نقطه‌ای: نمونه‌های بتن که از یک جریان در حال حرکت یا از یک توده بتنی در یک نقطه خاص نمونه‌برداری می‌شود. نمونه‌های نقطه‌ای نماینده بچینگ نیستند و نباید از آن‌ها برای ساخت نمونه‌های مقاومت استفاده کرد.

وسایل مورد نیاز در نمونه‌برداری

• چمچه: وسیله‌ای ساخته شده با اندازه‌ای متناسب برای برداشتن بتن است که از مواد غیر جاذب ساخته شده و اصولاً خمیر سیمان به آن‌ آسیبی نمی‌زند.
• ظروف: ظروف ساخته شده از مواد غیر جاذب که خمیر سیمان به آن‌ها آسیبی نزده و از آن‌ها برای دریافت، انتقال و مخلوط کردن نمونه‌های بتنی استفاده می‌شود.
• دماسنج: وسیله‌ای که به منظور اندازه‌گیری دمای بتن تازه به کار می‌رود و میزان دقت آن ۱± درجه سیلسیوس است.
• پارچه نمدار

طرح نمونه‌برداری به روش استاندارد ملی ایران

از بین نمونه‌برداری نقطه‌ای و مرکب یکی را انتخاب کنید. نمونه‌ای تهیه کنید که حداقل ۱٫۵ برابر مقدار تخمین‌زده شده برای آزمون باشد.

تهیه یک نمونه مرکب در استاندارد ملی ایران

اطمینان حاصل کنید کلیه وسایل تمیز هستند و قبل از استفاده، آن را با پارچه نمدار – نه خیس – مرطوب کنید. با استفاده از چمچه، مقدار مورد نیاز نمونه را به صورت یکنواخت و با توزیع مناسب از پیمانه برداشت نمایید.

• در زمان نمونه‌برداری از یک مخلوط‌کن ثابت یا کامیون مخلوط‌کن بتن، از ابتدا و انتهای پیمانه تخلیه شده استفاده نکنید. در هنگام نمونه‌برداری از جریان بتن، برداشت‌ها باید به گونه‌ای باشند که نماینده کل پهنا و ضخامت جریان باشند.
• اگر پیمانه به صورت بتن توده‌ای تخلیه شده باشد، نمونه را به طور مناسبی برداشت کنید که تا حد امکان نماینده عمق و سطح بتن باشد. نمونه‌ها نباید از بخش‌هایی از بتن برداشته شوند که با سایر قسمت‌ها متفاوتند، مانند نواحی پر ماسه یا پر شن.
• برداشت‌ها حداقل باید از سه محل برداشته شوند.
• برداشت‌ها را داخل ظرف بریزید.
• تاریخ و زمان نمونه‌برداری را ثبت نمایید.

تهیه یک نمونه نقطه‌ای

اطمینان حاصل کنید وسایل تمیز هستند و قبل از استفاده، آن‌ها را با پارچه نمدار – نه خیس – مرطوب کنید. برای برداشت مقدار مورد نیاز از پیمانه یا توده بتن، از چمچه استفاده نمایید. برداشت‌ها را داخل ظرف بریزید و تاریخ و زمان نمونه‌برداری را ثبت نمایید.

حمل‌ونقل، جابجایی و مراقبت از نمونه‌ها

در تمام مراحل نمونه‌برداری، حمل‌ونقل و جابجایی، از نمونه‌های بتن تازه در برابر آلودگی، افزایش یا کاهش رطوبت، لرزش بیش از حد و تغییرات شدید دمایی محافظت نمایید. با توجه به اینکه مشخصات بتن تازه بعد از مخلوط شدن با گذشت زمان تغییر می‌کند و شدت آن به شرایط محیطی بستگی دارد، این محدودیت باید برای برنامه‌ریزی زمان نمونه‌برداری یا ساخت آزمونه‌ها در نظر گرفته شود. در هنگام برداشتن بتن از ظروف، مطمئن شوید به جز مقدار جزئی از دوغاب چیزی به بدنه نچسبیده است.

اندازه‌گیری دمای نمونه در استاندارد ملی ایران

در صورت لزوم هنگام نمونه‌برداری، دمای بتن را در ظروف اندازه‌گیری کنید.

گزارش نمونه‌برداری به روش استاندارد ملی ایران

هر نمونه باید گزارشی از نمونه‌برداری باشد و این گزارش باید موارد ذیل را شامل شود:

1. مشخصات دقیق نمونه
2. نوع نمونه ( مرکب یا نقطه‌ای)
3. مشخصات محل جای‌دهی بتن
4. مشخصات عوامل مؤثر بر نمونه
5. تاریخ و زمان نمونه‌برداری
6. مشخصات پیمانه نمونه‌برداری شده
7. دمای محیط و شرایط جوی
8. نام و امضای شخص مسئول نمونه‌برداری
9. دمای نمونه بتنی پیش از تخلیه بتن (در صورت لزوم)
10. هر گونه انحراف از روش استاندارد نمونه‌برداری
11. گواهی نماینده فنی تولیدکننده مبنی بر انجام نمونه‌برداری، طبق روش این استاندارد، به جز شماره ۱۰٫

نظارت بر خطای نمونه‌برداری در روش استاندارد ملی

الف) عمومی: از این رویه ممکن است برای ارزیابی تأیید صلاحیت فرد نمونه‌بردار استفاده شود. خطای نمونه‌برداری ممکن است در طول نمونه‌برداری‌های منظم، از تفاوت بین نتایج مقاومت فشاری نمونه‌های استاندارد (اصلی) و اضافی در مقایسه با منحنی پراکندگی آن‌ها به دست آید.

ب) روش کار: از میان هر یک از ۲۰ پیمانه بتن از یک رده مقاومت با اختلاط مشابه، یک نمونه استاندارد (اصلی) و یک نمونه اضافی باید تهیه شود. هر نمونه استاندارد برداشته شده باید بلافاصله با یک نمونه برداشته شده تکراری همراه باشد و این دو نمونه باید در مخازن مجزایی جمع‌آوری شوند. کل نمونه آزمون‌ها باید برای مقاومت فشاری ۲۸ روزه آماده شوند.

ج) محاسبه و گزارش خطای نمونه‌برداری: برای هر جفت از مقاومت فشاری حاصل از ۲۰ نمونه استاندارد، میانگین M_S و اختلافات D_s باید محاسبه شود. همچنین در مورد ۲۰ نمونه تکراری به صورت مشابه نیز میانگین M_d و D_d باید محاسبه گردد. محاسبه میانگین را با دقت ۰٫۲۵ مگاپاسکال بنویسید. محاسبات باید بر اساس فرمول‌های زیر باشند.

• تغییرات آزمون، V_t

V_t = (∑D_s2 + ∑D_d2) / (80)

• واریانس نمونه‌برداری و آزمون V_ts

V_ts = [∑(M_s – M_d)²] / [40]

• میانگین مقاومت، M

M = (∑M_s + ∑M_d) / (40)

• خطای نمونه‌برداری (به صورت درصدی) E_s

E_s = [(100) * (V_ts – ۰٫۵V_t)^-1/2] / [M]

• خطای آزمون (به صورت درصدی)، E_t

E_t = [(100) * (V_t)^-1/2] / [M]

خطای نمونه‌برداری و خطای آزمون را با دقت ۰٫۱% گزارش کنید.

د) ارزیابی

• اگر تخمین خطای نمونه‌برداری بیش از ۳% باشد، روش نمونه‌برداری باید مورد بازبینی قرار گیرد.
• اگر تخمین خطای آزمون بیشتر از ۳% باشد، روش آزمون باید مورد بازبینی قرار گیرد.
• اگر هر دو بیشتر از ۳% نباشند، روش نمونه‌برداری موفقیت‌آمیز قلمداد می‌شود.

همان‌طور که گفته شد برای نمونه گیری از بتن باید به صورت رندوم عمل کنید. از آن‌جا که مشت نمونه خروار است، به راحتی می‌توانید نتایج یک نمونه را به کل مخلوط بتنی تعمیم دهید. البته باید در نظر داشته باشید زمانی آزمایشات مختلف روی نمونه بتن نتایج معتبری دارند که نمونه در هنگام خروج مخلوط بتنی از تراک یا… در ظرف نمونه‌گیری ریخته شود.

در این مقاله از بلاگ رامکا تلاش شد، علاوه بر مدت زمان نمونه‌ گیری از بتن و حجم نمونه بتن به روش ASTM، روش نمونه‌برداری دوام و مقاومت نیز به روش آیین‌نامه آبا بررسی شود. همچنین هشدارها و روش انجام نمونه‌برداری بتن مطابق آیین‌نامه ملی نیز بیان گردد. امیدواریم با مطالعه این مقاله توانسته باشید اطلاعات کاربردی درباره نمونه‌برداری از بتن به دست آورید. خوشحال می‌شویم با ارائه نظرات خود در پایین همین صفحه، ما را در افزایش ارتقای کیفی مقالات همراهی کنید.