آزمون پذیرش بتن SSG
مقــدمه
کیفیت و دوام هر سازه بتنی، در گرو انطباق دقیق مشخصات مصالح مصرفی با الزامات و استانداردهای طراحی است. در این میان، آزمونهای پذیرش بتن به عنوان حیاتیترین فیلتر کنترل کیفیت در پروژههای عمرانی شناخته میشوند. این آزمونها فرآیندی دقیق و سیستماتیک جهت ارزیابی ویژگیهای نمونههای نماینده بتن تأمینشده برای یک پروژه هستند، تا اطمینان حاصل شود که بتن ارسالی با تمامی الزامات مندرج در مشخصات فنی و اسناد قراردادی انطباق دارد.
این ارزیابیها به دو فاز اصلی تفکیک میشوند: در بخش بتن تازه، پارامترهای کلیدی نظیر اسلامپ، درصد هوای محبوس، چگالی (وزن مخصوص) و دما مورد پایش قرار میگیرند و در فاز بتن سختشده، ارزیابیهای حساسی نظیر مقاومت فشاری و سایر آزمونهای مرتبط با دوام انجام میپذیرد. نکته بسیار مهم این است که تمامی مراحل نمونهبرداری و آزمایش باید بدون کموکاست مطابق با استانداردهای معتبر ملی یا بینالمللی صورت گیرد. نتایج حاصل از این آزمونها روی نمونههای اخذ شده از تراکمیکسر، در واقع پتانسیل بتن را برای دستیابی به خواص طراحیشده توسط مهندس طراح ارزیابی میکنند. دقت داشته باشید که این نتایج برای تعیین دقیق خواص بتنِ اجرا شده در دل سازه به کار نمیروند؛ زیرا متغیرهای اجرایی و محیطی کارگاه که خارج از کنترل تولیدکننده بتن هستند نیز بر عملکرد نهایی بتن در محل پروژه تأثیر مستقیمی خواهند داشت. در این مقاله، استانداردها، روشهای نمونهگیری و الزامات اجرایی این آزمونهای حیاتی را به تفصیل بررسی میکنیم.
آزمونهای پذیرش چیست؟
آزمایشهای پذیرش فرآیندی است جهت ارزیابی ویژگیهای نمونههای نماینده بتن تأمینشده برای یک پروژه، با هدف اطمینان از انطباق بتن با الزامات مندرج در مشخصات فنی و اسناد قراردادی. در بتن تازه این آزمونها شامل بررسی خواصی مانند اسلامپ، درصد هوای محبوس، چگالی (وزن مخصوص)، و دما میباشد و برای بتن سختشده، آزمونهایی نظیر مقاومت فشاری و سایر آزمونهای مرتبط با دوام بتن انجام میپذیرد.
نمونهبرداری و انجام آزمایشها باید مطابق با استانداردهای معتبر ملی یا بینالمللی صورت گیرد. نتایج حاصل از آزمونهای بتن سختشده روی نمونههای اخذ شده از تراکمیکسرها عمدتاً به منظور ارزیابی پتانسیل بتن در دستیابی به خواص طراحیشده توسط مهندس طراح مورد استفاده قرار میگیرند، نه برای تعیین دقیق خواص بتن اجراشده در سازه؛ چرا که عوامل متعدد اجرایی و محیطی که خارج از کنترل تولیدکننده بتن است نیز میتواند بر عملکرد نهایی بتن در محل اجرا تأثیرگذار باشند.
چرا آزمونهای پذیرش انجام میشود؟
آزمونهای پذیرش به منظور ارزیابی انطباق بتن تأمینشده با الزامات مندرج در مشخصات فنی پروژه یا خواستههای خریدار انجام میگیرد. این الزامات باید روشهای استاندارد آزمایش و معیارهای پذیرش را مشخص کنند. در اکثر موارد این الزامات با ارجاع به آییننامه بتن ایران (آبـا)، مبهث نهم مقررات ملی ساختمان، دستورالعـملها، استانداردهای ملی یا بینالمللی تعیین میشوند.
اجرا کردن صحیح آزمونهای پذیرش برای به دست آوردن نتایج قابل اعتماد و استناد بسیار مهم است. نتایج نادرست ناشی از آزمایشهای نامناسب میتواند پیامدهای قابل توجهی برای زمانبندی پروژه، هزینههای اجرایی پروژه و حتی ایمنی سازه و ساکنان آن داشته باشد
آزمونهای پذیرش چگونه باید انجام شوند؟
آزمونهای پذیرش باید توسط آزمایشگاههای دارای پروانه انجام شود. در پروژههای غیر دولتی (خصوصی) مسئول انجام این آزمایشها آزمایشگاههای دارای پروانه از سازمان نظام مهندسی ساختمان و در پروژههای دولتی آزمایشگاههای دارای رتبه از سازمان برنام و بودجه میباشند. آزمونهایهای پذیرش بتن باید مطابق با استانداردهای ذکرشده در مشخصات فنی انجام شوند. انحراف از روشهای استاندارد باعث میشود نتایج آزمایش قابل پذیرش نباشند.
جزئیات آزمونهای پذیرش، مسئولیتها و شرایط احتمالی باید در جلسه پیش از شروع ساخت بررسی شوند. حداقل این موارد باید شامل نمونهگیری صحیح، نحوه پذیرش تن تازه در محل پروژه، امکانات و کنترلها برای عملآوری استاندارد نمونهها در محل پروژه(عملآوری اولیه) ، دسترسی به محل، حمل نمونههای آزمایش به آزمایشگاه، و انجام آزمایشها در آزمایشگاه باشند.
فرآیند نمونهگیری از بتن
نمونههای بتن برای آزمونهای پذیرش باید مطابق با استاندارد ملی 1-3201 تهیه شوند. در این استاندارد دو نوع روش نمونهگیری مرکب و نقطهای توضیح داده شده است. برای بتنی که با تراک میکسر به محل پروژه حمل میشود، نمونه بایستی در هنگام تخـلیه از از شوت گرفته شود. اگر در مشخصات فنی پروژه، نمونهگیری در نقطه ریختن بتن در سازه (خروجی پمپ) درج شده باشد، فرآیند نمونهگیری باید از قبل کاملاً مشخص شود زیرا هیچ استانداردی این روش را تعریف نکرده است.
نمونه گیری نقــطهای (منفرد):
دستگاه نظارت، با توجه به بروز هرگونه شک یا تغییرات در بتن تازه میتواند از نمونه نقطهای برای بررسی خواص بتن تازه ارسالی مانند اسلامپ، درصد هوا، دما وغیره بعد از تخلیه حدود 300 لیتر بتن استفاده کند. همچنین میتوان درصورت عدم پذیرش روانی بتن تازه در این نوع نمونهگیری، مقدار روانی را با روانکننده تنظیم کرد. نمونههای مقاومتی نباید از نمونه نقطهای تهیه شوند.
نمونهگیری مرکب:
برای ساخت آزمونههای مقاومت فشاری باید از نمونه گیری مرکب استفاده شود. نمونه هاي مرکب بتن از جریان بتن شوت تراک میکسر توسط حداقل سه سری برداشت، اخذ میشود و این برداشتها بطور کامل با هم مخلوط می شوند. در زمان نمونه برداري از تراکمیکسر، نباید از ابتدا و انتهاي پیمانه تخلیه شده استفاده شود. همچنین، در هنگام نمونه برداري از جریان بتن، برداشتها باید به گونهاي باشند که نماینده کل پهنا و ضخامت جریان باشند. آزمایشهای بتن تازه را میتوان هم روی نمونه مرکب و هم نمونه نقطهای انجام داد.
آزمایش اسلامپ و درصد هـوا
وقتی اسلامپ و مقدار هوای اندازهگیریشده بر روی نمونه اولیه کمتر از مقادیر مجاز باشد، آییننامه بتن ایران و استادارد ملی بتن آماده اجازه میدهد که با اضافه نمودن افزودنیها و سپس اختلاط کافی، بار را اصلاح کرد. طبق استاندارد ملی بتن آماده (استاندارد 6044) اگر اسلامپ و مقدار هوا بیشتر از مقدار مشخصشده باشند، باید آزمایشهای کنترل روی یک نمونه جداگانه انجام شوند. چنانچه این آزمون کنترلی نیز مردود شود.، میبایست بتن مورد نظر، نامنطبق با الزامات مشخصات فنی خریدار در نظر گرفته شود.
اسلامپ مطابق استاندارد ملی 2-3203 اندازهگیری میشود. جــریان اسلامپ بتن خودتراکم (SSC) مطابق با استاندارد ملی 11270 اندازهگیری میشود. حدود مجاز اسلامپ و روانی اسلامپ طبق سفارش یا مشخصات درآییننامه بتن ایران و استاندارد ملی آماده تشریح شده است که خلاصه آن به شرح جدول زیر است:
- در موارديكه «بيشينه مقدار اسلامپ» بتن ذكر شده باشد، نبايد از آن تجاوز شود و كاهش آن نيز به مقدار حداكثر 30 درصد محدود شود.
- در موارديكه «مقدار اسلامپ» بهصورت متوسط ذكر شده باشد، رواداري آن بايد به 20± درصد محدود شود، مشروط بر آنكه حداكثر آن از 210 ميليمتر بيشتر نشود.
- در موارديكه «بيشينه مقدار جريان اسلامپ» براي بتن خودتراكم ذكر شده باشد، نبايد از آن تجاوز شود، و كاهش آن نيز به مقدار حداكثر 15 درصد محدود شود، مشروط بر آنكه از محدوده جريان اسلامپ بتن خودتراكم خارج نشود.
- در موارديكه «جريان اسلامپ» بهصورت متوسط ذكر شده باشد، رواداري آن بايد به 7± درصد محدود شود، مشروط بر آنكه از محدوده جريان اسلامپ بتن خودتراكم خارج نشود.
- دمای بتن مطابق با استاندارد ملی 11268 اندازهگیری میشود. دما برای بررسی انطباق با حدود دمای مشخصشده در مشخصات پروژه اندازهگیری میشود و باید هنگام تهیه نمونههای مقاومتی ثبت گردد.
چـگالی و بازده
دو استاندارد ملی به شماره های 3821 و 6-3203 برای اندازه گیری چگالی بتن تازه موجود است. چگالی اندازهگیریشده میتواند مشکلات مخلوط را در هنگام تحویل مشخص کند و اطلاعات مفیدی هنگام ارزیابی دلایل نتایج مقاومت پایین ارائه دهد. همچنین طیق استاندارد ملی ایران، باید آزمون چگالی برای تعیین حجم بتن به عنوان مبنای سفارش، و خرید و تحویل بتن آماده استفاده شود. این استاندارد الزام میکند که چگالی بر روی نمونههای جداگانه از سه بار بتن مختلف اندازهگیری شود تا با تقسیم وزن بتن موجود(به دست آمده از باسکول) بر چگالی حجم بتن برآورد گردد. چگالی برای بتن سبک باید اندازهگیری شود تا اطمینان حاصل شود که چگالی تعادلی مشخصشده به دست خواهد آمد. همچنین برای بتن سنگین نیز باید اندازهگیری شود.
دمای بتن تازه
دمای بتن مطابق با استاندارد ملی 11268 اندازهگیری میشود. دما برای بررسی انطباق با حدود دمای مشخصشده در مشخصات پروژه اندازهگیری میشود و باید هنگام تهیه نمونههای مقاومتی ثبت گردد.
ساخت و عملآوری آزمونههای مقاومت
در استاندارد ملی 2-1608 روشهای ساخت و عملآوری آزمونههای مقاومت فشاری توصیف شده است.
نحوه عمل آوری آزمونههای بتن تأثیر مهمی بر کسب مقاومت آنها دارد. عملآوری استاندارد آزمونههای اخذ شده از بتن آماده در کارگاه به دو مرحله عملآوری اولیه (در کارگاه) و عملآوری نهایی (در آزمایشگاه) تقسیم میشود. هدف از عمل آوری استاندارد ارزیابی کیفیت بتن است. هرچند که شرایط عمل آوری استاندارد با شرایط واقعی عمل آوری در کارگاه متفاوت است.
عملآوری استاندارد اولیه (درکارگاه): آزمونهها باید حداقل 16 ساعت و حداکثر سه روز پس از ساخت، از قالب خارج شود. در طول این مدت، آزمونهها باید در دمای 5±20 درجه سانتیگراد نگهداری شوند. در شرایط آب و هوایی گرم، این محدوده 5±25 درجه سانتیگراد است. باید از خشک شدن سطح آزمونهها در طول مدت عملآوری اولیه جلوگیری کرد.
عملآوری استاندارد نهایی (درآزمایشگاه): عملآوری در مخزن آب یا اتاق رطوبت در محدوده دمای 2±20 درجه سانتیگراد انجام میشود.
عدم رعایت الزامات عملآوری استاندارد منجر به نتایج پایین در آزمایش مقاومت خواهد شد. نمونههای عملآوریشده در محل برای برآورد مقاومت بتن در سازه استفاده میشوند و بهعنوان آزمایش پذیرش کیفیت بتن تحویلی محسوب نمیشوند. مقاومت فشاری باید مطابق بااستاندار ملی 3-1608 اندازهگیری شود. برای جزئیات بیشتر به CIP-9 و CIP-34 مراجعه کنید. برای آزمایشهای مقاومت خمشی به CIP 16 مراجعه شود.
مشخصات فنی معمولاً الزام میکنند که پیمانکار امکانات کافی مانند فضا و انرژی را برای عملآوری نمونههای آزمایشی در محل پروژه فراهم کند. آزمایشگاه نمونه گیرنده موظف است که نمونههای آزمایشی را مطابق با استاندارد ملی 2-1608 عملآوری کند. بتن در سنین اولیه به دما و رطوبت حساس است. انحراف از روشهای استاندارد برای عملآوری اولیه در محل پروژه میتواند منجر به نتایج پایین مقاومت شود و میتواند دلیلی برای رد نتایج این آزمونهای پذیرش باشد
گزارشهای آزمونهای پذیرش باید شامل الزامات گزارشدهی استانداردها باشند. گزارشها باید بهموقع در اختیار مالک یا نماینده او، پیمانکار و تولیدکننده بتن قرار گیرند. این موضوع برای پایش کیفیت در پروژه و انجام اقدامات اصلاحی در صورت نیاز بسیار مهم است.
ضوابط اجرایی و محدودیتهای آزمون پذیرش بتن
معیار قید شده در مشخصات فنی | محدودیتها و رواداری مجاز اجرایی | شروط و الزامات تکمیلی |
بیشینه (حداکثر) مقدار اسلامپ | عدم تجاوز از مقدار تعیینشده؛ مجاز به کاهش نهایتاً تا ۳۰ درصد. | – |
مقدار متوسط اسلامپ | تلورانس (رواداری) ۲۰± درصد. | به شرطی که حداکثر اسلامپ از ۲۱۰ میلیمتر بیشتر نشود. |
بیشینه جریان اسلامپ (بتن خودتراکم – SCC) | عدم تجاوز از مقدار تعیینشده؛ مجاز به کاهش نهایتاً تا ۱۵ درصد. | تحت هیچ شرایطی نباید از محدوده استاندارد جریان بتن خودتراکم خارج شود. |
مقدار متوسط جریان اسلامپ (SCC) | تلورانس (رواداری) ۷± درصد. | نباید از محدوده مجاز روانی بتن خودتراکم خارج شود. |
جمع بندی
به عنوان یک جمعبندی مهندسی، باید تأکید کرد که انجام آزمونهای پذیرش بتن صرفاً یک تشریفات اداری در کارگاه نیست. نتایج نادرستِ ناشی از آزمایشهای نامناسب میتواند پیامدهای سنگین و جبرانناپذیری برای زمانبندی، هزینههای اجرایی پروژه و حتی ایمنی سازه و ساکنان آن به همراه داشته باشد. به همین دلیل، اجرای این آزمونها باید منحصراً توسط آزمایشگاههای دارای پروانه ذیصلاح (از سازمان نظام مهندسی برای پروژههای خصوصی و آزمایشگاههای دارای رتبه از سازمان برنامه و بودجه برای پروژههای دولتی) انجام شود. هرگونه انحراف از روشهای استاندارد باعث میشود تا نتایج آزمایش فاقد اعتبار و غیرقابل پذیرش باشند.
موفقیت در این فرآیند، نیازمند رعایت دقیق جزئیات است. فرآیندهایی نظیر استفاده از روش نمونهگیری مرکب استاندارد، پرهیز از افزودن آب خودسرانه، و رعایت بیقید و شرط الزامات عملآوری اولیه استاندارد (مانند حفظ دمای ۲۰±۵ درجه سانتیگراد و جلوگیری از خشک شدن آزمونهها در حداقل ۱۶ ساعت تا ۳ روز نخست در محل کارگاه) نقش تعیینکنندهای در صحت نتایج دارند. هرگونه انحراف از روشهای استاندارد در فاز عملآوری اولیه، مستقیماً به نتایج پایین مقاومت منجر شده و میتواند دلیلی قطعی برای رد نتایج آزمونهای پذیرش باشد. در نهایت، ارائه شفاف و بهموقع گزارشهای آزمایشگاهی به مالک، پیمانکار و شرکت تولیدکننده بتن، تضمینکننده پایش مستمر کیفیت در طول پروژه و ایجاد فرصت برای اجرای سریع اقدامات اصلاحی در صورت نیاز خواهد بود.
