- دسته بندی: دسته‌بندی نشده
- نحوه کنترل کفایت عمل آوری بتن توسط مهندس ناظر
- حامد یگانه فر
- ۱۴۰۴/۰۳/۱۴
- بدون دیدگاه
نحوه کنترل کفایت عمل آوری بتن توسط مهندس ناظر
فهرست مطالب
کنترل کفایت عمل آوری بتن
روش‌های کنترل کیفیت و عمل آوری بتن برای اطمینان از دستیابی به مقاومت مشخصه
مقدمه و کلیات
عمل آوری صحیح بتن یکی از مهمترین عوامل در دستیابی به مقاومت و دوام مورد انتظار سازه‌های بتنی است. این فرآیند شامل حفظ رطوبت و دمای مناسب برای بتن در سنین اولیه پس از بتن‌ریزی است تا واکنش‌های شیمیایی هیدراتاسیون سیمان به طور کامل انجام شود. کنترل کفایت عمل آوری به معنای بررسی و تأیید این موضوع است که روش و مدت زمان به کار رفته برای عمل آوری بتن در کارگاه، منجر به کسب مقاومت مشخصه و سایر ویژگی‌های مطلوب بتن شده است. این کتابچه به تشریح روش‌های استاندارد برای این کنترل می‌پردازد.
کنترل کفایت عمل آوری
در مواردی که دستگاه نظارت در ارتباط با مدت یا شیوه عمل آوری بتن سازه مشکوک باشد، لازم است قبل از اجرای بتن آزمایش‌هایی برای کنترل کفایت عمل آوری انجام شود. این آزمایش‌ها بر روی بتن عمل آوری شده در شرایط استاندارد و همچنین عمل آوری شده در شرایط واقعی کارگاهی انجام می‌شود.
نکته کلیدی: برای هر کدام از این شرایط (استاندارد و کارگاهی) حداقل سه آزمونه لازم است. بنابراین در کل حداقل ۶ آزمونه مورد نیاز خواهد بود.
آزمونه‌ها باید دارای شکل و ابعاد یکسان باشند. مدت و شیوه عمل آوری مورد نظر باید برای آزمونه‌های نگهداری شده در شرایط واقعی کارگاهی اعمال گردد. اما عمل آوری آزمونه‌های عمل آمده در شرایط استاندارد صرفاً تابع دستور استاندارد مربوطه خواهد بود و به شیوه و مدت عمل آوری کارگاهی ارتباطی ندارد.
[محل تصویر شماتیک آزمونه‌های بتن و محیط کارگاهی]
شرایط نگهداری آزمونه‌ها
نگهداری آزمونه‌های کارگاهی
لازم به ذکر است پس از عمل آوری کارگاهی، آزمونه‌ها تا سن مقاومت مشخصه در همان محل و در شرایط در نظر گرفته شده برای سازه نگهداری می‌شوند. این به معنای شبیه‌سازی هرچه دقیق‌تر شرایطی است که بتن اصلی سازه تجربه خواهد کرد.
نگهداری آزمونه‌های استاندارد
آزمونه‌های عمل آمده در شرایط استاندارد تا سن مقاومت مشخصه در حوضچه آب یا اتاق مرطوب در دمای استاندارد (معمولاً ۲±۲۳ درجه سانتی‌گراد طبق استاندارد ASTM C31) نگهداری می‌گردند. این شرایط ایده‌آل، پتانسیل مقاومتی بتن را نشان می‌دهد.
معیار کفایت عمل آوری
کفایت عمل آوری وقتی حاصل می‌گردد که نسبت میانگین مقاومت آزمونه‌های عمل آوری شده در شرایط واقعی کارگاهی در سن مقاومت مشخصه، حداقل ۰.۸۵ (۸۵ درصد) مقاومت میانگین آزمونه‌های عمل آوری شده در شرایط استاندارد در همان سن باشد.
(مقاومت میانگین کارگاهی) / (مقاومت میانگین استاندارد) ≥ ۰.۸۵
شرایط تأیید عمل آوری
برای تأیید نهایی کفایت عمل آوری، دو شرط اصلی وجود دارد:
- شرط اول: نسبت مقاومت کارگاهی به استاندارد حداقل ۰.۸۵ باشد (همانطور که در بخش قبل ذکر شد).
- شرط دوم (در صورت عدم تحقق شرط اول): اگر شرط اول برآورده نشود، در صورتی که میانگین مقاومت آزمونه‌های عمل آوری شده در شرایط واقعی کارگاهی حداقل به میزان ۱۰ درصد بیش از مقاومت مشخصه بتن (f’c) در همان سن باشد، مدت و شیوه عمل آوری تأیید می‌گردد.
به عبارت دیگر:
- اگر (مقاومت کارگاهی / مقاومت استاندارد) ≥ ۰.۸۵ ⬅ تأیید می‌شود.
- اگر (مقاومت کارگاهی / مقاومت استاندارد) < ۰.۸۵ اما مقاومت کارگاهی ≥ ۱.۱۰ × f’c ⬅ تأیید می‌شود.
- در غیر این صورت، عمل آوری کافی نبوده و نیاز به بازنگری در روش یا مدت زمان آن است.
نمونه‌های آگاهی (Witness Samples)
برای آگاهی یافتن از کیفیت بتن مصرفی پروژه در شرایط عمل آوری کارگاهی و در سنی خاص، نمونه آگاهی تهیه و آزمایش می‌شود. هدف از این نمونه‌ها، پیش‌بینی رفتار بتن در سازه و زمان دستیابی به خواص مورد نظر است، نه لزوماً کنترل دقیق کفایت عمل آوری اولیه.
مراحل تهیه و آزمایش نمونه آگاهی:
- تهیه نمونه: معمولاً ۲ تا ۴ آزمونه مکعبی یا استوانه‌ای از بتن مصرفی پروژه تهیه می‌شود.
- نگهداری: این آزمونه‌ها در شرایط مشابه کارگاهی (در کنار عضو بتنی مورد نظر) نگهداری می‌شوند.
- آزمایش: برای تعیین زمان دستیابی به مقاومت مورد نظر (مثلاً برای قالب‌برداری یا اعمال پیش‌تنیدگی) آزمایش می‌شوند.
با تهیه این نمونه‌ها می‌توان مشخص نمود در چه مدتی با اعمال شرایط نگهداری مشابه، عضو مورد نظر به خواسته‌های مندرج در مشخصات فنی مانند مقاومت فشاری یا سایر ویژگی‌های مکانیکی و دوام، دست خواهد یافت.
روش آزمایش نمونه‌های آگاهی
فرآیند آزمایش نمونه‌های آگاهی معمولاً به صورت مرحله‌ای انجام می‌شود:
- تهیه آزمونه‌ها: ۲ تا ۴ آزمونه از بتن مصرفی پروژه تهیه می‌شود.
- آزمایش اولیه: یک یا دو آزمونه در سن مورد نظر اولیه (مثلاً ۳ یا ۷ روز) آزمایش می‌شوند.
- بررسی نتایج و ادامه عمل آوری:
- اگر خواسته مورد نظر (مثلاً مقاومت کافی برای قالب‌برداری) حاصل شده باشد، می‌توان اقدامات بعدی را انجام داد.
- در صورتی که خواسته مورد نظر حاصل نگردد، لازم است با نگهداری و عمل آوری بیشتر آزمونه‌های باقیمانده و آزمایش یک یا دو آزمونه دیگر در سن بالاتر، دستیابی به مشخصات مورد نظر را مجدداً مورد بررسی قرار داد.
تفاوت آزمونه‌های کنترل کیفیت عمل آوری با آزمونه‌های آگاهی
درک تفاوت بین این دو نوع آزمونه برای مهندسین ناظر بسیار حائز اهمیت است:
| معیار مقایسه | آزمونه‌های کنترل کفایت عمل آوری | آزمونه‌های آگاهی |
|---|---|---|
| هدف | بررسی کفایت مدت یا شیوه عمل آوری بتن سازه | آگاهی از کیفیت بتن مصرفی در شرایط کارگاهی و در سنی خاص |
| زمان انجام | قبل از اجرای بتن (برای تأیید روش پیشنهادی) | پس از اجرای بتن (همزمان با بتن‌ریزی عضو) |
| شرایط آزمایش/نگهداری | در دو شرایط: استاندارد (آزمایشگاهی) و واقعی کارگاهی | فقط در شرایط واقعی کارگاهی (مشابه عضو) |
| تعداد آزمونه‌ها | حداقل ۶ آزمونه (۳ استاندارد و ۳ کارگاهی) | معمولاً ۲ تا ۴ آزمونه |
یادآوری:
- در مواردی که دستگاه نظارت در ارتباط با مدت یا شیوه عمل آوری بتن سازه مشکوک باشد، از آزمونه کنترل کفایت عمل آوری استفاده می‌کنیم.
- برای آگاهی یافتن از کیفیت بتن مصرفی پروژه در شرایط عمل آوری کارگاهی و در سنی خاص (مثلاً برای تصمیم‌گیری در مورد زمان قالب‌برداری)، نمونه آگاهی تهیه و آزمایش می‌شود.
مثال عملی کنترل کفایت عمل آوری
سناریوی فرضی:
فرض کنید شما به عنوان مهندس ناظر یک پروژه مهم انتخاب شده‌اید و زمان بتن‌ریزی یک بخش حساس فرا رسیده است. مجری پروژه در جلسه‌ای اعلام می‌کند که قصد دارد بتن را به مدت X روز و با روش Y عمل آوری کند. شما به عنوان ناظر، پس از بررسی، احساس می‌کنید که این شیوه عمل آوری ممکن است برای دستیابی به مقاومت مورد نظر کافی نباشد.
اقدامات شما به عنوان ناظر:
- دستور تهیه آزمونه‌ها: دستور می‌دهید که حداقل ۶ آزمونه با شکل و ابعاد یکسان (مثلاً استوانه ۱۵×۳۰ سانتی‌متر) تهیه شود.
- بتن‌ریزی آزمونه‌ها: از همان بتنی که قرار است در پروژه استفاده شود (با همان طرح اختلاط و خصوصیات) برای پر کردن این ۶ آزمونه استفاده می‌شود.
- تقسیم و نگهداری آزمونه‌ها:
- ۳ آزمونه کارگاهی: این سه آزمونه دقیقاً در همان محلی که قرار است بتن‌ریزی اصلی انجام شود و تحت همان شرایط محیطی نگهداری می‌شوند. روش عمل آوری پیشنهادی مجری (مدت X روز و روش Y) بر روی این سه آزمونه اعمال می‌شود.
- ۳ آزمونه استاندارد: این سه آزمونه به آزمایشگاه منتقل شده و طبق دستورالعمل استاندارد (مثلاً در حوضچه آب با دمای کنترل شده) نگهداری و عمل آوری می‌شوند.
- آزمایش مقاومت: پس از طی شدن سن مقاومت مشخصه (مثلاً ۲۸ روز)، هر دو گروه آزمونه‌ها تحت آزمایش مقاومت فشاری قرار می‌گیرند.
- مقایسه نتایج و تصمیم‌گیری:
- میانگین مقاومت ۳ آزمونه کارگاهی محاسبه می‌شود.
- میانگین مقاومت ۳ آزمونه استاندارد محاسبه می‌شود.
- نسبت مقاومت کارگاهی به استاندارد بررسی می‌شود. اگر این نسبت ≥ ۰.۸۵ باشد، روش عمل آوری مجری تأیید می‌شود.
- اگر نسبت کمتر از ۰.۸۵ باشد، بررسی می‌شود که آیا مقاومت کارگاهی حداقل ۱۰% بیشتر از مقاومت مشخصه بتن (f’c) است یا خیر. در صورت تحقق این شرط، روش عمل آوری همچنان قابل تأیید است.
- در غیر این صورت، روش عمل آوری مجری رد شده و باید روش یا مدت زمان عمل آوری اصلاح گردد و این فرآیند کنترل تکرار شود.
این فرآیند به شما اطمینان می‌دهد که قبل از اجرای حجم زیادی از بتن، از کفایت روش عمل آوری اطمینان حاصل کرده‌اید و ریسک عدم دستیابی به مقاومت مورد نظر را به حداقل رسانده‌اید.
خلاصه تصویری مطالب (اینفوگرافیک تعاملی)
مروری بر فرآیند کنترل کفایت عمل آوری و نمونه‌های آگاهی بتن
۱. مقدمات و هدف اصلی
اطمینان از دستیابی بتن به مقاومت و دوام مشخصه از طریق عمل آوری مناسب در کارگاه.
۲. فرآیند کنترل کفایت عمل آوری (پیش از اجرای بتن اصلی)
زمانی که دستگاه نظارت به مدت یا شیوه عمل آوری پیشنهادی مشکوک است.
حداقل ۶ آزمونه با شکل و ابعاد یکسان.
- ۳ آزمونه استاندارد: برای تعیین پتانسیل مقاومتی بتن.
- ۳ آزمونه کارگاهی: برای شبیه‌سازی شرایط واقعی عمل آوری در پروژه.
- آزمونه‌های استاندارد
در آزمایشگاه طبق استاندارد (مثلاً ASTM C31: دمای ۲۳±۲ °C، رطوبت بالا).
نگهداری در حوضچه آب یا اتاق مرطوب برای اطمینان از شرایط ایده‌آل هیدراتاسیون. - آزمونه‌های کارگاهی
در محل پروژه، تحت شرایط و روش عمل آوری پیشنهادی پیمانکار.
این آزمونه‌ها باید دقیقاً همان شرایطی را تجربه کنند که بتن اصلی سازه تجربه خواهد کرد.
هر دو گروه آزمونه‌ها در سن مقاومت مشخصه (مثلاً ۲۸ روز) آزمایش می‌شوند.
- معیار اصلی تأیید
(مقاومت میانگین کارگاهی / مقاومت میانگین استاندارد) ≥ ۰.۸۵
اگر این شرط برقرار باشد، روش عمل آوری پیشنهادی مورد تأیید است. این نشان می‌دهد که عمل آوری کارگاهی حداقل ۸۵٪ پتانسیل مقاومتی بتن را محقق کرده است. - یا
- معیار جایگزین (در صورت عدم تحقق معیار اصلی)
مقاومت میانگین کارگاهی ≥ ۱.۱۰ × f’c (مقاومت مشخصه)
اگر مقاومت کارگاهی به اندازه کافی از مقاومت مشخصه بالاتر باشد (حداقل ۱۰٪)، حتی اگر نسبت به استاندارد کمتر از ۰.۸۵ باشد، عمل آوری قابل قبول تلقی می‌شود.
تأیید یا رد روش عمل آوری پیشنهادی. در صورت رد، پیمانکار باید روش یا مدت زمان عمل آوری را اصلاح کند.
۳. فرآیند نمونه‌های آگاهی (پس از اجرای بتن اصلی)
آگاهی از کیفیت بتن مصرفی در شرایط کارگاهی و پیش‌بینی زمان دستیابی به خواص مورد نظر.
معمولاً ۲ تا ۴ آزمونه از بتن مصرفی پروژه.
فقط در شرایط واقعی کارگاهی، مشابه و در کنار عضو بتنی اصلی.
آزمایش یک یا دو آزمونه در سن مورد نظر اولیه (مثلاً ۳ یا ۷ روز).
اگر خواسته مورد نظر حاصل شد، اقدامات بعدی (مانند قالب‌برداری) انجام می‌شود. در غیر این صورت، عمل آوری ادامه یافته و آزمایش‌ها تکرار می‌شوند.
