به‌خاطر ایفای نقش‌های متنوع، دارای زمینه‌های کاربردی فراوانی می‌باشد که در زیر چند کاربرد عمده آن آمده است:

1) نقش جداسازی در جاده

عامل عمده شکست جاده تزریق مواد لایه‌های مجاور به درون پی سنگریزه‌ای و پیامد نزول استحکام در لایه سنگریزه‌ای می‌باشد وقتی لایه سنگریزه‌ای روی لایه Subgrade قرار می‌گیرد. لایه زیرین آلوده به خاک گشته و به مرور و ارتعاش، (Aggregate) را به درون خاک تزریق می‌کند و موجب حرکت لایه به طرف بالا می‌گردد. در محل‌های موجب پمپ خاک‌‌های Subgrade ضعیف به درون سنگریزه گردیده و تمامی این شرایط باعث کاهش ضخامت مؤثر لایه سنگریزه‌ای می‌گردند در نتیجه لایه حمایتی شده و عمر مفید جاده کاهش می‌یابد. استفاده از بافته و نبافته برای بهبود عملکرد بزرگراه‌ها، جاده‌های غیر فرشی، محل‌های پارکینگ، فرودگاه‌ها، باراندازها و مناطق نگهداری اجناس استفاده می‌گردد.

2) زیرسازی جاده

در این کاربرد با توجه به شرایط محل در یک یا چند نقش اصلی به کار می‌رود در جداسازی Subgrade و مواد سنگی و دانه‌ای واقع می‌گردد، در فیلتراسیون، ژئوتکستایل آب، چه جریان تحت فشار در اثر نیروهای دینامیکی و چه جریان ثابت را با فیلتر از خود عبور داده و از ورود خاک نرم به درون لایه سنگی پی (Aggregate) و جلوگیری می‌کند؛ در نقش مستحکم سازی، موجب استحکام مواد نرم Subgrade (خصوص CBR3<) می‌شود و میزان CBR را تا حد مطلوبی افزایش می‌دهد و با توزیع فشار منطقه‌ای و موضعی از فرو رفتن مواد سنگی و دانه‌ای پی به درون Subgrade نرم و مرطوب جلوگیری می‌کند؛ و نیز نقش زهکشی در جاده را بهبود می‌بخشد.

3) روکش جاده

منبع اصلی تخریب در فرش جاده تزریق آب ناخواسته به درون ساختار از طریق ترک موجود در سطح فرش است. هنگام ساخت یا تجدید فرش بزرگراه، جاده، باند فرودگاه محل‌های پارکنیگ الحاق پارچه بین اندود اتصال (tack coat) و لایه جدید آسفالت یک سد را ایجاد کرده و زیر پی را در مقابل نفوذ آب سطحی حمایت می‌کند.

در این کاربرد، دارای دو مکانیزم برای بهبود عملکرد روکش می‌باشد. اول این‌که، به‌عنوان لایه میانی با جذب تنش و فشار، از انتشار بازتابی (Reflective) از روکش قدیمی به روکش جدید جلوگیری کرده و یا به تعویق می‌اندازد و دوم، به‌عنوان لایه ضد رطوبت از ورود نزولات آسمانی و مایعات سطحی از طریق ترک‌های آسفالت به درون لایه زیرین و مرطوب‌سازی Subgrade و متعاقب آن، از گسیختگی و ضعف Subgrade جلوگیری می‌کند.

روشی که اغلب برای بازسازی (مرمت) و به کار می‌رود، روکش AC می‌باشد این عمل موقتاً ترک‌ها را می‌پوشاند و بعد از این‌که روکش جایگزین شد، هر حرکت جانبی یا طولی جاده موجب انتشار قبلی به روکش جدید می‌گردد و رخ می‌دهد. این حرکت موجب ورقه و ریش شدن و بریدگی در طول ترک‌های بازتابی گشته و راهی برای نفوذ آب‌های سطحی به لایه پی و Subgrade می‌گردد.

در زیر ، می‌تواند برای دفع فشارهای وارده ناشی از حرکت روکش قبلی، استحکام کششی ایجاد کند. ژئوتکستایل به‌عنوان لایه میانی در دفع فشار ناشی از ترک‌های افقی و عمودی عمل می‌کند.

آغشته‌سازی ژئوتکستایل با قیر و آسفالت، یک لایه غیر قابل نفوذ را نسبت به آب‌های سطحی به وجود می‌آورد. به‌خاطر سنخیت و قرابت با مواد نفتی، جذب قیر و مواد اتصال Tack coat به لایه ژئوتکستایل به خوبی صورت می‌گیرد.

4) زیرسازی خط آهن

در این کاربرد موجب تثبیت خط آهن می‌گردد و با توجه به شرایط محل، یک یا چند نقش اصلی را ایفا می‌کند: حفظ هندسه بستر خط آهن برای عملکرد مؤثر ریل، حیاتی می‌باشد. ژئوتکستایل در، بین مواد پی (Ballast) و زیر پی (Subballast) ریل واقع می‌گردد. وقتی مواد در اثر حرکت قطار و نیروی کوبش آن به درون لایه پی و زیرین پمپاژ می‌شود، می‌تواند بستر غیر سطحی را براین خط آهن به وجود آورد و باعث کاهش سرعت و یا حتی خارج شدن قطار از ریل گردد، یک ژئوتکستایل جداساز می‌تواند این مشکل را رفع نمائید؛ در نقش مستحکم‌سازی در خطوط جدید و یا خطوط تعمیری، با توزیع فشار وارده به Subgrade، موجب افزایش تحمل آن می‌گردد؛ به مهارسازی مواد پی و زیر پی در مقابل حرکات جانبی کمک می‌کند و از این طریق خواص انسجامی و تحمل فشار را حفظ می‌کند؛ ژئوتکستایل هم‌چنین مکانیزمی را برای زهکشی جانبی (حاشیه‌ها) ایجاد می‌کند و عملکرد زهکشی را بهبود می‌بخشد.

5) سدسازی

کاربرد ژئوتکستایل در زمینه سدسازی برای ضد آب‌سازی و جلوگیری از نشت آب از بدنه سد شده و از تخریب تدریجی آن جلوگیری می‌نماید. در این کاربرد، از ژئوتکستایل سنگین (معمولاً 16OZ/yd) به‌عنوان لایه محافظ غشا ژئوممبرین (که نقش لایه غیرقابل نفوذ را نسبت به آن بازی می‌کند) استفاده می‌شود. ژئوتکستایل هم‌چنین به‌عنوان زهکشی سطحی دیواره سد و انتقال رطوبت به زهکش‌های پائین سد عمل می‌کند.

6) کنترل فرسایش

ژئوتکستایل‌ها جایگزین فیلترهای دانه‌ای و تفکیک شده سنگریزه‌ای در زیر سنگ چینی‌ها (Rip Rap) یا بلوک‌های بتن آرمه می‌گردند و در مواردی از جمله کانال‌های زهکشی، سواحل، سیستم‌های حفاظتی و اسکله و سدهای خاکی به کار می‌روند. بدون یک فیلتر ژئوتکستایل، عمل موج و حرکات آب، خاک‌های Subgrade را در زیر مجموعه سنگریزه‌ای یا لایه آرمه فرسایش می‌دهد تحلیل لایه Subgrade مزیت آرمه یا مجموعه قلوه سنگ‌ها (Rip Rap) را تنزل می‌بخشد و موجب لزوم تعمیرات اساسی می‌گردد. انتخاب ژئوتکستایل برای کنترل دائمی فرسایش شبیه زهکشی زیرزمینی می‌باشد. با این همه کاربردهای کنترل فرسایش معمولاً نیاز به ژئوتکستایل‌هائی با خواص استحکامی بالا هست. کانال‌های زهکش، سواحل، پل و سیستم‌های حفاظت از خوردگی سازه‌ها در اثر آب (آب‌ خوردگی) از مواد کاربردی این نقش از ژئوتکستایل می‌باشد.

بدون حضور ژئوتکستایل فیلتری، ضربات موج آب، مواد Subgrade را از زیر پوشش سنگی (Rip Rap) یا بتن آرمه فرسایش می‌دهد. تخریب و فرسایش Subgrade، مزایا و عمکرد حفاظ سنگی یا آرمه را خنثی می‌سازد و موجب نیاز به تعمیر اساسی و جایگزین پر هزینه می‌گردد.

7) دیوارهای محافظ

دیوارهای محافظ به مالکان خود این اجازه را می‌دهند تا کاربرد زمین خود را به حداکثر برسانند با این وجود ساخت یک دیوار سیمانی ثقلی، اغلب به‌خاطر سنگینی و گرانی غیر عملی می‌باشد. ژئوتکستایل‌ها به‌طور وسیع جهت استحکام بخشیدن به خاکریزها روی خاک‌های نرم، سیل‌بند و دیوارهای نگهدارنده به کار می‌روند ژئوتکستایل‌ها از نظر بودجه‌ای، ساخت دیوارهای نگهدارنده را عملی می‌سازند در حقیقت یک ژئوتکستایل به کار رفته جهت دیوار نگهدارنده می‌تواند تقریباً با کمتر از نیمی از هزینه یک دیوار نگهدارنده سنتی ساخته شود. ژئوتکستایل‌های بافته مزایای چشم‌گیری نسبت به روش سنتی مانند نصب آسان، ساخت راحت و توانائی استفاده از موادخاکبرداری شده محل پروژه را دارا می‌باشند و هم‌چنین ژئوتکستایل‌های پلی پروپیلنی تقریباً نصف ژئوگریدها هزینه دارند و به‌طور قابل ملاحظه‌ای نیروی کمتری را برای نصب نیازمند هستند.

8) زهکشی زیرزمینی

ژئوتکستایل، جایگزین فیلترهای خاکی متداول برای زهکشی تقریباً تمام ساختارها از جمله سیستم‌های کنترل آب زیرزمینی، فرش جاده‌ها، زیرساخت‌های ساختمان، سدها و دیوارها می‌باشند. در مقایسه با فیلترهای خاکی سنتی، ژئوتکستایل‌ها علاوه بر ایجاد یک زهکش پیوسته و مناسب، خاکبرداری و تأثیرات زیست محیطی را کاهش داده و موجب کاهش عمده هزینه‌ها می‌گردد.

ژئوتکستایل‌های بی‌بافت سبک وزن تا وزن متوسط مناسب کاربرد فیلتر زهکش بوده و اجازه می‌دهند که آب زیرزمینی از هسته‌های زهکشی بگذرند و در عین حال از بسته شدن و گیر کردن سیستم زهکشی، با خاک مجاور جلوگیری می‌کند. ژئوتکستایل‌های نیمه سنگین بی‌بافت وقتی در تماس نزدیک با یک ژئونت یا سنگ زهکش قرار می‌گیرد می‌تواند ضایعات و خاک را فیلتر نماید و در عین حال به آب و مایعات شیمیائی اجازه عبور دهد.

9) کنترل نگهداری ضایعات

کنترل ضایعات و طرح‌های پاکیزه‌سازی زمین نیاز به ژئوتکستایل‌هائی با خواص فیزیکی پایدار و کیفیت تولید مناسب دارد در کاربردهای زیست محیطی، ژئوتکستایل باید خواص مهم و حیاتی را در حالی‌که در معرض محیط‌های شدیداً شیمیائی هستند، حفظ نماید. کاربرد ژئوتکستایل در فیلتراسیون مایعات و سیستم‌های جمع‌آوری گاز و نیز محافظت از لایه ژئوممبرین، پوشش‌های ضایعات می‌باشد. ژئوتکستایل‌ها برای ضایعات شهری و محل دفن زباله‌ها و ضایعاتی مضر و خطرناک، تالاب‌های تصفیه پساب، هم‌چنین مخازن نگهداری و کنترل ضایعات و دیگر سیستم‌های نگهداری سطحی توصیه شده‌اند.

10) سیستم جمع‌آوری مایعات و گاز

ژئوتکستایل‌های نبافته و بافته شده برای مایعات محلول و سیستم‌های جمع‌آوری گاز استفاده می‌شوند این محصولات کارائی سیستم را برای دفن زباله‌ها و هم برای طرح پاکیزه‌سازی آب زیرزمین افزایش می‌دهند. انتخاب ژئوتکستایل‌های فیلتری برای پاکیزه‌سازی محیط و کنترل ضایعات همانند انتخاب برای سیستم‌های زهکشی زیرزمینی است. لایه‌های نبافته سنگین وزن عموماً جهت این امر مناسب می‌باشند.

11) حفاظت ژئوممبرین

ژئوتکستایل‌ها به‌طور مؤثر به‌عنوان بالشتک حفاظتی از لایه‌های کنترل ضایعات در مقابل سوراخ شدگی و صدمات دیگر حفاظت می‌کند. لایه‌های ژئوممبرین، سازه‌های پوشش‌دار و بی‌پوشش نبافته بسیار محکم برای تقویت سیستم‌های لایه‌ای و حفاظت از لایه‌های ژئوممبرین در مقابل فشارهای شدید ناشی از اختلافات سطح به کار می‌روند. بدون لایه‌های محافظ، لبه‌های تیز مواد زیرزمین و مواد زائد موجب آسیب‌دیدگی ممبرین شده و نهایتاً از کیفیت و کارائی لایه‌ها می‌کاهد. لایه‌های نبافته و لایه‌های ترکیبی به‌عنوان حفاظ در مقابل صدمات مکانیکی به کار می‌روند. لایه‌های نبافته سنگین وزن با وزن حدود 600 ژئوممبرین‌ها را محافظت می‌کند.

12) ثبات و تحکیم خط‌های آهن

با استفاده از ژئوتکستایل‌های نبافته روی لایه زیرین نرم و مرطوب طول عمر جاده و خط آهن افزایش می‌یابد این عمل با جلوگیری از ورود مخلوظ یگ و سنگ و شن و ماسه به درون لایه زیرین ایجاد می‌شود. بی‌بافت‌های سنگین وزن برای ثبات خط آهن مناسب می‌باشند.

استفاده از ژئوتکستایل و زیر بستر خط آهن این اطمینان را می‌دهد که خاکریز خط آهن، بارهائی را که برای آن پیش‌بینی شده را تحمل کند

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

پیچیدگی رفتار سازه ای در برابر بارهای تصادفی، سازه های بلند و سازه های خاص در محیطهای دریایی و غیره موجب شده نگرش جدید در بکار بردن مواد و مصالح وفرآورده های جدید ساختمانی با رفتار و خواص متفاوت از آنچه تاکنون در ساخت سازه ها بکار می رفته است بوجود آید.

در این تحقیق به بررسی نقش انواع رزین ها، الیاف و مواد کامپوزیت در مقاوم سازی سازه های بتنی پرداخته شده است. تقویت کننده ها الزاماً به شکل الیاف بلند نیستند، بلکه ممکن است بشکل ذره، پولک، موی ‏‎(Whisker)‎‏ و الیاف غیرمداوم، الیاف مداوم و ورقه باشند. اکثر مواد در شکل لیفی خود محکمتر و سفت تر از دیگر اشکال هستند و به این دلیل تقویت کننده های لیفی مصرف بیشتری دارند. ‏

‏در دهه اخیر مواد کامپوزیتها، پیشرفت شایانی کرده اند این به دلیل ویژگیهای منحصر به فردی است که در این مواد به چشم می خورد. امکان بکارگیری کامپوزیتها در بسیاری از زمینه های صنعتی فراهم شده است. در این میان میتوان به موارد ذیل اشاره کرد؛ استفاده از کامپوزیتها در صنعت هوافضا بخاطر خواص استثنایی از قبیل مقاومت، سختی، سبکی، پایداری حرارتی و غیره ای است که این مواد از خود نشان می دهند و این امکان را فراهم می سازند که بتوان به افزایش کارایی و عملکرد ساختار هوا فضا کمک کرد ‏‎]‎‏1‏‎[‎‏.

یکی دیگر از کاربردهای الیاف در ساخت فضاپیماهای شاتل است. همانطور که می دانیم شاتل در پروازهای خود متحمل انواع شوکهای حرارتی می شود، بویژه هنگام ورود به اتمسفر تفاضل دما در دماغه مخروطی شکل آن در صورت بکارگیری هر نوع فلز سبب ذوب شدن آن می شود. اما بکارگیری الیاف کربن (گرافیت) در کنار رزین گرما سخت از نوع اپوکسی نه تنها موجب حل مشکل فوق گردید بلکه منجر به کاهش وزن شاتل به میزان 400 کیلوگرم نیز شد که این خود به تنهایی موفقیت بزرگی بود. از کاربردهای دیگر کامپوزیتها می‌توان به ساخت بدنه قطارها و لوکوموتیوها اشاره نمود .

بسیاری از انواع مواد مهندسی، نوعی کامپوزیت محسوب می‌شوند . هم مواد ترموست (گرما سخت) و هم مواد ترموپلاستیک (گرمانرم) جهت فراهم نمودن خواص فیزیکی بهتر برای کامپوزیتهای حاصل مورد مصرف در صنایع شیمیایی قابل تقویت شدن می‌باشند.

پلی استرها ترکیبات فنولیک، اپوکسی ها، وینیل استرها و فوران ها بعنوان رزین دامنه وسیعی از کاربردها را بخود اختصاص می دهند. از مواد تقویت کننده متداول نیز می‌توان به شیشه، آزبست، گرافیت، الیاف آلی و فلزی اشاره نمود. اصولاً هدف از استفاده کامپوزیتها در صنایع شیمیایی را می‌توان بطور خلاصه بصورت دستیابی به موادی با خواص فیزیکی و شیمیایی بهتر خلاصه نمود. از متداولترین و پرمصرف ‌ترین تقویت کننده های این صنعت ( شیمیایی ) می‌توان به شیشه اشاره نمود. مهمترین ماتریسهای مورد استفاده نیز عبارتند از : پلی استرهای با مصرف عمومی ، پلی استرهای ایزوفتالیک، پلی استرهای بیس فنل، پلی استرهای مقاوم شیمیایی هالوژنه،رزینهای وینیل استر، اپوکسیها و فورانها. ‏
‏ ‏

کاربرد مواد کامپوزیت در صنعت ساختمان

کاربرد کامپوزیت را می‌توان در محیط زیست، هیدرولیک، سازه و حتی ژئوتکنیک مشاهده کرد. مواد کامپوزیت استفاده شده در مهندسی ساختمان را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد :

الف) ملات ‏‎-‎‏ الیاف

ب ) بتن ‏‎-‎‏ الیاف

ج ) سیمان ‏‎-‎‏ الیاف‏

امروزه در مهندسی ساختمان استفاده از آرماتورها و کابلهای غیرفلزی ‏F R P‏ تهیه شده از مواد کامپوزیت جهت مسلح کردن سازه ها مطرح شده است . این مواد جهت سازه های بتنی به خصوص پلها، سازه های دریایی و ... کاربرد دارند‏‎]‎‏2‏‎[‎‏.

کامپوزیت ترکیبی از دو ماده الیاف و ماتریس می‌باشد . الیاف می‌تواند از جنس های گوناگون بوده و به صورت منظم و یکنواخت و یا به صورت غیرمنظم و پراکنده در محیط ماتریس قرار گیرد . در واقع سه نوع از الیاف در مهندسی ساختمان متداولترند که عبارتند از :‌الیاف شیشه ای ، آرامید و الیاف کربن. ماتریس های معمول در کاربردهای مهندسی ساختمان عموماً از خانواده ماتریس های پلیمری بوده که مهمترین آنها اپوکسی و پلی استر می باشند. در ضمن مواد کامپوزیت جهت مقاوم سازی سازه های بتون مسلح نیز کاربرد دارند که با استفاده از ورقهای کامپوزیت که در سطح خارجی سازه بتنی اتصال داده می‌شود عمل مقاوم سازی انجام می گیرد . این ورقه ها از جنس الیاف شیشه، آرامید، و یا کربن هستند .

اصولاً عمل مقاوم سازی به منظور بهبود رفتار مکانیکی دالها، شاه تیرها، تیرها و ستونها که میزان آن بستگی به نوع الیاف و مقدار لایه پوششی دارد . که این عمل با استفاده از ماسه پاشی جهت زبر کردن سطح و برداشتن لایه غیرمقاوم و سپس اتصال به دو صورت پلیمریزاسیون پس ازآغشته شدن در محل و یا استفاده از چند لایه کامپوزیتی که با رزین واسط به سطح چسبانده می‌شود صورت می گیرد . این روش جهت مقاوم سازی سازه در مناطق زلزله خیز شناخته شده است و هم اکنون در کشورهای صنعتی جهت مسلح کردن تیرها و ستونها و ... استفاده می‌شود.

در اینجا بیشتر به بحث پیرامون انواع رزینها و تقویت کننده های مورد مصرف در صنعت فوق می پردازیم.

‏

الف) تقویت کننده های لیفی

در صنایع ساختمانی به منظور بالا بردن میزان مقاومت و سختی سازه ها، تقویت کننده های مختلفی استفاده می شود.

تقویت کننده ها الزاماً به شکل الیاف بلند نیستند ممکن است بشکل ذره، پولک، موی ‏‎(Whisker)‎‏ و الیاف کوتاه، الیاف پیوسته و ورقه باشند. اکثر مواد در شکل لیفی خود محکمتر و سفت تر از دیگر اشکال خود هستند و به این دلیل تقویت کننده های لیفی مصرف بیشتری دارند.

در حقیقت نباتات بزرگترین مواد اولیه الیاف هستند . مثلاً الیاف سلولزی به شکل پنبه، کتان و کنف در صنعت نساجی به کار می روند و چوب و کاه در صنعت کاغذسازی مصرف می‌شوند. سایر الیاف طبیعی مانند مو، پشم و ابریشم شامل اشکال مختلفی از پروتئین هستند ‏‎]‎‏3‏‎[‎‏. الیاف شیشه در اشکال مختلف خود ، معمولی ترین تقویت کننده برای ماتریس های پلیمری اند، الیاف کولار (نوعی آرامید ) که توسط شرکت دوپونت در سال 1960 ساخته شد بسیارسفت تر و سبکتر از الیاف شیشه هستند. سایر الیاف که ترکیبی از استحکام بالا و سفتی زیاد در آنها وجود دارد عبارتند از الیاف بور، سیلیکون کاربید، کربن و آلومینا (‏Al2O3‎‏) تمام این الیاف در نیمه دوم قرن بیستم توسعه یافتند از طرفی الیاف سرامیکی بین سالهای 1970 تا 1980 به روش های جدید تکامل یافته است.

کاربرد الیاف به عنوان یک ماده مؤثر مهندسی مبتنی بر سه خصوصیت مهم است:

1 ‏‎-‎‏ قطر کوچک نسبت اندازه دانه ها یا واحدهای ساختاری ریز (‏Microstructueral‏)، این امر باعث می‌شود که پخش بیشتری از استحکام نسبت به حالتی که به شکل توده ای است به دست آید.

این نتیجه مستقیم اثر اندازه است، بدین معنی که اندازه کوچکتر عامل نقص کمتر در ماده می‌شود.‏

‏2 ‏‎-‎‏ نسبت طول به قطر( ‏‏ )زیاد، که این امر سبب می‌شود که بخش بسیار زیادی از بار به کار رفته از طریق ماتریس به الیاف قوی و سفت منتقل شود.

3 ‏‎-‎‏ درجه انعطاف پذیری بسیار بالا که مشخصه مدول بالای ماده و قطر کوچک آن است. این انعطاف پذیری کاربرد روشهای مختلف برای ساخت کامپوزیتها با الیاف را امکان پذیر می سازد.

متداولترین انواع تقویت کننده هایی که در ساخت این کامپوزیتها بکار می روند. شیشه می‌باشد که بدلیل خواص ویژه ای که دارد در اغلب سازه ها از آن به اشکال گوناگون استفاده می شود.

به هر حال کامپوزیتهای تقویت شده با الیاف شیشه ای بزرگترین گروه را در بین کامپوزیتهای با ماتریس پلیمری به خود اختصاص داده اند.

ب) رزینها

تقریبا کلیه پلاستیکها میتوانند بعنوان ماتریس سازه های کامپوزیتی مورد استفاده واقع شوند از متداولترین و پرمصرف ترین آنها در صنایع ساختمانی بعلت ارزان قیمت بودن و سهولت ساخت می‌توان به رزینهای پلی استر غیر اشباع ، اپوکسی ها و تا حدی آکریلیکها اشاره نمود. از گروههای اتصال دهنده اکریلیک می‌توان جهت بالا بردن مقاومت محیطی سازه استفاده نمود.

‏

نتیجه گیری

وجود الیاف در ماتریس سیمانی شکننده سبب کاهش عرض ترک خوردگی و افزایش مقاومتهای خمشی و کششی میشود و در نتیجه طاقت شکست افزایش می یابد. آگاهی از ویژگیهای الیاف اهمیت زیادی در طراحی سازه ها دارد.

عوامل مهمتر انتخاب الیاف عبارتند از مقاومت کششی، بالا بودن نسبت ضریب ارتجاعی الیاف به ضریب ارتجاعی ماتریس که انتقال تنش را از ماتریس ممکن میسازد. ‏

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

آزمایش بر اساس این اصل است که بازتاب یک جرم ارتجائی به سختی سطح در مقابل جرمی که به آن برخورد می کند وابسته است. در چکش اشمیت جرم متصل شده به فنر وجود دارد که با کشیدن فنر تا نقطه مشخصی ، مقدار انرژی ثابتی به آن داده می شود. این کار با فشار دادن چکش به سطح صاف بتن انجام می شود . بعد از آزاد کردن ، جرم تحت اثر بازتاب میله چکش ( که هنوز در تماس با سطح بتن است ) قرار می گیرد و مسافتی که توسط جرم طی می شود و برحسب درصدی از انبساط اولیه فنر بیان می شود، عدد بازتاب نامیده می شود. این مقدار توسط یک نشانه که در طول یک مقیاس مدرج است حرکت می کند ، نشان داده می شود . عدد بازتاب یک اندازه مطلق است ، چون به انرژی ذخیره شده در فنر و به اندازه جرم وابسته می باشد.

مطالعات نشان داده است که سختی سنگ ها با مقاومت فشاری تک محوری و مدول کشسانی سنگ ها در ارتباط است در واقع سختی یکی از مفاهیم رایج است که برایتوصیف رفتاری سنگ‌ها بکار می رود. سختی تابعی از عوامل ذاتی چون نوع کانی ها، ابعاد دانه ها، چسبندگی مرزی کانی ها، مقاومت و رفتار الاستیک و پلاستیک سنگ می باشد. ترکیب و اندرکنش این عوامل، تعیین کننده سختی یک سنگ است. روش های متعددی برای تعیین سختی سنگ پیشنهاد شده است که یکی از این روش‌ها بکارگیری وسیله ای به نام چکش اشمیت است. که معروف به آزمایشهای واجهشی یا دینامیکی است. در این دسته از آزمایش ها از یک چکش یا وزنه برای ضربه زدن به سطح سنگ استفاده می شود و ارتفاع واجهش وزنه مقیاسی برای سنجش سختی است. هرگونه رفتار پلاستیک یا تغییر شکل بر اثر ضربه، انرژی الاستیک واجهش چکش را کاهش می دهد. این آزمایش برای تعیین سختی سنگ و بتون با استفاده از چکش اشمیت در صحرا و یا آزمایشگاه بکار می رود. با استفاده از این سختی می توان خصوصیات دیگر سنگ و بتن را مانند مقاومت فشاری آن، تخمین کرد. این روش که توسط انجمن بین المللی مکانیک سنگ ISRM به صورت استاندارد در آمده است. در مورد سنگ های خیلی نرم یا خیلی سخت دارای محدودیت هایی بوده است و نتایج قابل اطمینانی ارائه نمی دهد.چکش های اشمیتی که جهت تخمین مقاومت فشاری بتنبکار می رودانرژی ضربه فنر در حدود 2.207ژول دارند که برای سازه های بتنی که مقاومتی بین 10 تا 70 مگاپاسکال دارند مناسب است.

نکاتی که در انجام این آزمایش می بایست مد نظر قرار داد. عبارتند از:

1- این آزمایش تخمینی از عدد بازگشتی بتن سخت شده توسط چکش فولادی با نیروی محرکه فنر می‌باشد.

2- از این تست می توان در تعیین یکنواختی بتن درجا استفاده کرد برای تشخیص مناطقی از سازه که بتن ضعیف یا خراب دارد. همچنین برای روند افزایش مقاومت بتن کاربرد دارد.

3- برای تخمین مقاومت بتن لازم است بین مقاومت بتن و عدد بازتاب رابطه ای بدست آورد. این رابطه برای هر طرح اختلاط بتن متفاوت خواهد بود. برای تخمین مقاومت در حین ساخت باید مقاومت نمونه های مکعبی در آزمایشگاه تعیین گردد و با استفاده از آن رابطه مذکور بدست آید. برای تخمین در بتن های ساخته شده باید رابطه فوق براساس تعیین مقاومت نمونه های کر بدست آمده از سازه تعیین شود. (ACI-228 R روشهای تعیین مقاومت درجا بتن )

4- برای یک طرح اختلاط مشخص عدد بازتاب تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله رطوبت سطحی بتن ، روش بدست آوردن سطح نمونه و عمق کربناتاسیون بتن تاثیر می گذارد . این عوامل بایستی در رابطه ای که برای تخمین مقاومت بدست می آید و تفسیر نتایج تاثیر خودش را نشان دهد.

5- با توجه به تخمینی بودن این آزمایش نمی تواند تعیین کننده در رد یا قبول بتن باشد.

6- براساس موارد مندرج در استاندارد ASTM-C805 و نشریه 72 و همچنین 283-ک مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ، نتایج حاصل از این روش تنها محدود به کیفیت لایه سطحی بتن (عمق حدود 30 میلیمتر ) بوده و تعیین مقاومت فشاری واقعی بتن با آزمایش شکستن (جک مقاومت فشاری) بتن امکانذیر می باشد. علاوه بر ان از این وسیله بیشتر به منظور مقایسه بتن های با نسبت اختلاط و میزان رطوبت یکسان استفاده می شود.

وسایل آزمایش :

- چکش بازتاب (اشمیت)

- سنگ سنباده جهت سائیدن سطح بتن هوازده و همچنین مسطح کردن سطح بتن

- سندان یا صفحه فولادی از جنس فولاد بسیار سخت با قطر 15 سانتیمتر جهت کالیبراسیون

انتخاب سطح آزمایش :

- حداقل ضخامت عضو مورد آزمایش 100 میلیمتر می باشد.

- مناطق متخلخل و دارای ترک و پوسته شده و هوازده نباشد.

- در مناطق ماله کشیده شده و زبر اعداد بزرگتری نسبت به مناطق قالب بندی شده می دهد.

آماده کردن سطح :

- سطح انتخابی حداقل 150 میلیمتر

- سائیدن محل مذکور درصورتی که زبر یا ناصاف یا پوسته شده است و مسطح کردن آن

- سطح خیس عدد کمتری می دهد. و سطح زبر عدد بیشتر . سطوح کربناته باید قبل از آزمایش به مدت 24 ساعت خیسانده شود. یا سطح کربناته برداشته شود.

- بتن های روی سطح زمین با سایر بتن های قسمت های سازه ای نبایستی با هم مقایسه شوند.

مواردی که در جوابها تاثیر می گذارد.

- بتن یخ زده عدد بسیار بیشتر می دهد

- دمای چکش اشمیت تاثیر دارد ( دمای کمتر از 18- سانتی گراد)

- جهت ضربه ( عمودی ، افقی )

- چکش های مختلف حتی از یک کارخانه از یک تا سه واحد اختلاف دارند.

- عدم کالیبراسیون و سرویس کردن دستگاه

- جوابهای یکسان در روی صفحه کالیبره تائید کننده جوابهای صحیح برای نمونه های دیگر نمی باشد.

روش آزمایش :

1) چکش اشمیت : پلانژر(میله چکش) روی نمونه قرار گرفته و با فشار دادن چکش به سنگ، به داخل بدنه فرو می رود. این عمل باعث فشرده شدن فنر داخل چکش می گردد. ضامن فنر در سطح انرژی تراکمی مشخصی آزاد شده و به وزنه ای که بالای پلانژر قرار دارد ضربه وارد می کند. ارتفاع واجهش وزنه از روی خط کش قرائت می شود و به عنوان مقیاسی برای تعیین سختی استفاده می شود. این وسیله قابل حمل بوده و در همه جا قابل استفاده است. مدلهای گوناگونی از چکش اشمیت با سطوح انرژی متفاوتی ساخته شده است. برای مثال چکش نوع L انرژی ضربه ای معادل 74/0 نیوتن متر تولید می کند.

2) قاعده فولادی : قاعده فولادی به وزن حدودی 20 کیلوگرم که نمونه را محکم در داخل خود نگه می دارد. نمونه های استوانه ای شکل داخل یک غلاف V شکل یا استوانه ای شکل با شعاعی برابر شعاع مغزه قرار می گیرند.

3) آنویل(سندان) فولادی استاندارد برای کالیبره کردن چکش : نمونه مورد آزمایش باید معرف سنگ مورد مطالعه باشد. در صورت امکان بهتر است که از قطعات بزرگتر برای آزمایش استفاده شود. چکش اشمیت نوع باید روی مغزه های (54 میلی متر) یا بزرگتر و یا نمونه های بلوکی شکل که هر ضلع آنها حداقل 6 سانتی متر باشد مورد استفاده قرار گیرد.

مراحل انجام آزمایش:

الف) چکش اشمیت قبل از هر آزمایش توسط یک آنویل (سندان) استاندارد، کالیبره می شود. میانگین ده قرائت روی آنویل استاندارد محاسبه شده و از آن برای تعیین ضریب تصحیح استفاده می شود.

ب) سطحی از نمونه که زیر پلانژر قرار می گیرد باید کاملا صاف و پرداخته شده باشد (چه در صحرا و چه در آزمایشگاه). این سطح و همچنین ماده سنگی زیر آن از هر گونه ناپیوستگی موضعی مربوط به توده سنگ باشد.

پ) قطعات مجزا و سنگ را باید محکم به یک پایه صلب بست تا نمونه در طی آزمایش از هرگونه تکان یا لرزش محفوظ باشد.

ت) مقدار سختی بدست آمده بستگی به راستای قرار گیری چکش دارد. طبق پیشنهاد ISRM بهتر است که چکش در یکی از سه وضعیت قائم به سمت بالا، افقی و یا قائم به سمت پایینقرار بگیرد.

- در هر سطح آزمایش 10 بار انجام شود و فاصله هرکدام از هم 2.5 سانتیمتر کمتر نباشد و چنانچه سطح بتن خرد و شکسته شود آن نتیجه قابل قبول نیست.

- اعدادی که بیش از 6 واحد با میانگین فاصله دارند حذف گردد.

- اگر بیش از 2 نمونه حذف شود کل آزمایش باطل است.

در هر حالت مقدار انحراف چکش نباید بیشتر از مثبت و منفی 5 درجه باشد. در صورتی که امکان انجام آزمایش در هیچ یک از جهات ذکر شده نباشد می توان آزمایش را با زاویه ای دلخواه انجام داد و سپس نتایج را برای حالات قائم و یا افقی تصحیح نمود. منحنی تصحیح معمولا توسط کارخانه سازنده چکش ارائه می شود. زاویه قرارگیری چکش و هرگونه تصحیح انجام شده روی نتایج باید یادداشت و گزارش گردد.

ث)دست کم 20 آزمایش مجزا باید روی هر نمونه سنگ انجام گیرد. نقاط مورد آزمایش باید حداقل به اندازه قطر پلانژر از هم فاصله داشته باشند. درصورت ایجاد هرگونه درزه و ترک بر اثر ضربه وارده، نتایج آزمایش باطل و نمونه مربوطه برای آزمایش های بعدی غیر قابل استفاده خواهد بود. وجود هرگونه خطا در آماده سازی نمونه و روش آزمایش باعث ایجاد مقادیر پایین تر سختی می شود.

◄ محاسبات:

ضریب تصحیح قرائت ها با توجه به کالیبراسیون چکش از رابطه زیر بدست می آید:

مقدار سختی استاندارد ویژه سندان

-------------------------------------------------- = ضریب تصحیح

میانگین 10 قرائت انجام شده روی سندان کالیبراسیون

برای تعیین سختی اشمیت با توجه به اینکه احتمال وجود خطا در مقادیر پایین بیشتر است، ابتدا نیمی از داده ها که کمترین مقدار را دارند حذف شده و از بقیه داده ها میانگین گرفته می شود. این میانگین در ضریب تصحیح ضرب شده و عدد حاصل به عنوان سختی واجهشی اشمیت در نظر گرفته می شود . با استفاده از سختی واجهشی اشمیت ، می توان بر اساس جداول ارائه شده توسط کارخانه سازنده و زاویه برخورد چکش به نمونه ، مقاومت فشاری سنگ را تخمین زد.

دقت و خطا :

فاصله بزرگترین و کوچکترین اعداد قرائت شده نباید بیش از 12 واحد اختلاف داشته باشند . تخمین میزان خطا ممکن نیست.

گزارش نتایج :

- تاریخ و زمان آزمایش

- توضیح دقیق مکانهای انجام آزمایش و ابعاد عضو مورد بررسی

- توصیف اختلاط بتن و ابعاد درشت دانه

- مقاومت مشخصه بتن

- مشخصات سطح : سطح پودر شده یا ترک دار، پشت بند بودن سطح آزمایش ، نحوه قالب گیری ، نحوه آماده کردن سطح ، نحوه تماس با هوا و محیط اطراف

- مشخصات چکش : شماره سریال و ...

- دمای هوا

- زاویه چکش حین آزمایش

- میانگین اعداد قرائت شده

- نکات مهم از جمله اعداد حذف شده و شرایط غیر عادی

◄ منابع:

1-اورت هوک ؛ ترجمه‌ی طاهریان؛ "مهندسی سنگ کاربردی" ، انتشارات دهخدا، چاپ اول

2-وتوکوری؛ ترجمه ی محمد فاروق حسینی؛ "در آمدی بر مکانیک سنگ" ، نشر کتاب دانشگاهی، چاپ چهارم.

3-سید رحمان ترابی؛ "مقدمه‌‌ای بر مکانیک سنگ" ، انتشارات دانشگاه شاهرود، چاپ اول.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

روغن قالب بتن یک نوع روغن شیمیایی رها کننده قالب بتن است که بر پایه مواد نفتی با استفاده از ترکیب روغنهاى مخصوص و مواد شیمیایى ساخته می شود بطوری که محلول در آب بوده و خواص برترى نسبت به روغنهاى قالب معمولى دارد. این روغن در واکنش با مواد شیمیایى موجود در بتون یک لایه نازک دافع آب در سطح قالب تشکیل می دهد و باعث جدا سازی آسان قالب از بتن مى شود و از قالبهاى چوبى و فلزى محافظت می کند. برای جلوگیری از چسبندگی قالب به بتن و کنده شدن بتن باید از روغن قالب استفاده کرد.

روغن، امولسیونی است که با ایجاد یک لایه نازک روی سطح قالب باعث سهولت جدا شدن قالب از بتن می شود. به همین منظور به هیچ وجه از روغن سوخته استفاده نمی شود.

خواص روغن قالب بتن: روغن قالب بتن باعث صاف و صیقلی شدن سطح بتن می شود. برای صرفه جویی در هزینه و زمان قالب بندی بتن از روغن قالب بتن استفاده می کنند. برای عدم نیاز به اعمال ضربات مکانیکی و افزایش عمر مفید قالب های بتن از روغن قالب بتن استفاده می کنند. روغن قالب بتن باعث قابلیت پوشش دهندگی مطلوب روی سطح قالب بتن می شود.

مزایا روغن قالب بتن: امکان استفاده از روغن قالب بتن برای انواع قالب های بتنی وقالب فلزی و قالب چوبی و قالبپلاستیکی وقالب فایبر گلاس. تمیز سازی سریع و آسان قالب های بتن با استفاده از روغن قالب بتن. روغن قالب بتن بر پایه آبی نیست چون باعث زنگ زدگی قالب ها خواهد شد و با بتن به سادگی ممزوج نیست.

مشخصات روغن قالب بتن: وزن روغن قالب بتن 83/0کیلوگرم است. رنگ روغن قالب بتن قهوه ای تیره است. شکل روغن قالب بتن به شکل مایع با ویسکوزیته پایین است.

مقدار مصرف روغن قالب بتن: 20الی40 متر مربع به ازای هر لیتر روغن قالب بتن بسته به سطح قالب بتن است

.

طریقه مصرف روغن قالب بتن: سطح قالب ها را می توان به وسیله پیستوله یا برس یا غلطک به وسیله روغن قالب بتن اندودکرد

نکته ایمنی روغن قالب بتن

روغن قالب بتن قابلیت اشتعال دارد، پس حتمی باید نکات ایمنی در مورد نگهداری روغن قالب رعایت شود. و در زمان مصرف روغن قالب بتن از دستکش و عینک ایمنی استفاده شود.

طریقه نگهداری روغن قالب بتن: روغن قالب بتن در ظروف در بسته و شرایط محیطی مناسب به دور از هر نوع آلودگی مخصوصا ورود هر گونه گرد وغبار حداقل تا 18 ماه از تاریخ تولید قابل نگهداری است. نکات ایمنی روغن قالب بتن: روغن قالب بتن قابلیت اشتعال دارد، می باید نکات ایمنی را در مورد مواد قابل اشتعال رعایت کرد. در هنگام استفاده از روغن قالب بتن از دستکش و عینک ایمنی استفاده فرمایید.

نویسنده : کلینیک بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

تست های غیر مخرب (NDT) روش های غیر تهاجمی در تشخیص درستی از اجزاء یک ماده یا ساختار یا اندازه گیری برخی کمیت های تجسمی از یک شی است.در مقایسهباتست های مخرب، NDTروش تشخیص بدون وارد کردن اسیب ،تنش یا خرابی در آزمایش است.معمولا در ازمایش خراب کردن یک جسم هزینه زیادی صرف می شود و همچنین در عین حال در بسیاری اوضاع نا مناسب است.

NDT ،بازیگر یک نقش مهم در تضمین هزینه موثر عملیات ایمنی و قابلیت اطمینان از کارخانه با استفاده از نتیجه گیری در انجمن است.NDT در اندازه های بزرگ از فضاهای صنعتی قابل استفاده است و در تقریبا هر مرحله در تولید یا سیکل عمر بسیاری از اجزاء مورد استفاده است. کاربرد اصلی ان در جو زمین،تولید نیروی قوی،قطعات خودرو،راه اهن،پتروشیمی و بازارهای خط لوله است.NDT بیشترین استفاده کاربردی را در جوشکاری دارد.آن در جوشکاری یا قالب یک ماده یا شیی جامد خیلی سخت گیر است،برای ان که هیچگونه ریسکی در انجام ندادن وظیفه اش ،همچنین در ازمایش ساخت و تولید و هنگام استفاده در اغلب موارد ضروری ندارد.

NDT اصلی فقط برای ایمنی عملی است.علت این است که امروزه هزینه های زیادی را برای حفظ شیوه هایی که در ان از کیفیت فرایند اطمینان حاصل می شود قبول کرده اند.مایه تاسف است که NDT بی حرکت مانده و در خیلی فضاهایی که وابسته به حیات انسان یا بوم شناسی است نمی تواند استفاده شود زیرا برای اینها خطر ناک است.شاید در کم بودن هزینه پرداختی کمی برتری داشته باشد. از ادعاهای پی در پی که از حوادث ناشی از بکار گیری NDT می شود،این یک شکل از مدیریت ریسک غیر قابل قبول است.حادثه بدی شبیه به حادثه راه اهن در Eschede آلمان در سال 1998 فقط یک نمونه از این قبیل است،خیلی نمونه های دیگر نیز از این قبیل وجود دارند.

برای انجام دادن تست NDT این خیلی مهم است که شرح دهیم کدام باید مورد قبول باشد و کدام را باید رد کنیم .یک تولید کاملا بی عیب تقریبا شدنی نیست، به این دلیل مشخصات ازمایش ها ضروری هستند.امروزه تعداد زیادی از استانداردها و تنظیمات قابل قبول وجود دارد.انها توصیف حدود بین وضعیت های خوب وبد هستند،به استثناء اغلب اوقاتی که روش های مخصوص NDT مورد استفاده است.

قابل اطمینان بودن یک روش NDT ، پی امدی بسیار ضروری است ، اما یکی از روش های مقایسه قابل توجه است ،اگر به برخی از وظیفه های ان مراجعه شود.

هر روش NDT دارای مجموعه ای از فواید و ضررها است و از این رو برخی از انها بهتر از دیگری برای یک کاربرد خاص هستند.توسط استفاده از عیبدار کردن مصنوعی ، ابتدا حساسیت یک آزمایش سیستم را مشخص می کنند . اگر حساسیت ان کم باشد ازمایش شی دارای ضعف است و مورد تایید همیشگی نیست.اگر که همچنین حساسیت ان بالا باشد ، اجزائی با عیوب کوچک رد شده اند ، که انها تمایل دارند باشند اگر در قابلیت استفاده مجدد اجزاء اهمیت داشته باشند . با روش های اماری این ممکن است که از یک میدان مشکوک چشم پوشی کرد.

روش هایی از قبیل احتمال کشف(POD) یا روش ROC (عملیات وابسته به خصوصیات) مثالهایی از تحلیل استاتیکی روش ها هستند . همچنین صورتی از خطاهای انسانی وجود دارد که ما را در محاسبه نمودن هنگامی که قابلیت اطمینان کلی را تعیین می کنیم ، متحیر می سازند.

مهارت فنی کارکنان نیز صورت مهمی از ارزیابی غیر مخرب می باشد.NDT روش های فنی سخت اعتماد کردن در مهارتهای انسانی و شناسایی برای تعیین کردن ارزیابی و تفسیری از نتایج ازمایش است . اموزش درست و مناسب و مورد تایید کارکنان NDT برای ان است که یک ضرورتی در تضمین کردن مقدورات روش های کاملا استثمار شده هستند . در انجا یک تعداد از انتشارات بین المللی است و شامل استاندارد های منطقه ای در تائید کردن صلاحیت کارکنان می باشد . در EN473 (اصول کلی صلاحیت و تایید کارکنان NDT )اتحادیه اروپا رشد یافتگی بخصوصی دارد برای این که با SNT-TC-1A آمریکا برابری کند .

بیشتر از 9 روش مشترک NDT مهم در زیر نشان داده شده اند که از مرجع گرفته شده اند .

در استفاده های زیادی که از انها داریم ،عبارتند از :

ET,ECT,AE,RT,UT –بعلاوه روشهای اصلی NDT ،روش های فنی دیگر آن قابل استفاده اند.ازقبیل ترسیم تصویر لیزری،امواج کوچک الکترو مغناطیسی و خیلی بیشتر از ان و روشهای جدید تغییرات بوجود امده دائمی و پیشرفته .

کاربرد ها و محدودیت های NDT

1. روش مایع نافذ :(Liquid penetrant )

کاربرد ها:

• در مواد پر منفذ استفاده می شود.

• می تواند در جوشکاری،لوله سلزی،جوشکاری برنج ، ریخته گری ،ورق کاری ،فورج و قسمت های آلمنیومی پره های توربین و دیسک و چرخ دنده ها کاربرد داشته باشد.

محدودیت ها:

• نیاز درستی به تست سطح دارد.

• بیشتر سطوح شکننده را معیوب می سازد.

• برای تست سطح امکان دارد نیاز به پیش پاک سازی و تمیز کردن الودگی ها داشته باشیم.

• خطر بخار شدن وجود دارد.

• عیوب کم عمق و خیلی سفت به سختی پیدا می شوند.

• عمق درز ها (عیوب) نشان داده نمی شود.

2. ذرات اهن ربایی:(Magnetic particle)

کاربرد ها:

• مواد فرو مغناطیسی

• درز های (عیوب)سطوح بزرگ و کوچک می تواند نشان داده شود .

• می تواند در جوش کاری ها،لوله کشی گاز،میله ها،ریخته گری ها،ورق کاری ها،فورج،اکستروزن،قطعات موتور،شافت ها و چرخ دنده ها کاربرد داشته باشد.

محدودیت ها:

• پیدا کردن عیوب ،محدود بهمیدان توانایی و رهبری است.

• نیاز به تمیز کاری و سطوح نسبتا صاف دارد.

• به مقداری لوازم نصبی نگهداری شده (جانبی)برای تعدادی از شیوه های مغناطیس کننده نیاز دارد.

• توانایی ازمایش قطعات به مغناطیس زدایی نیاز دارد که می تواند برای برخی اشکال سخت باشد.

• عمق عیوب نمی تواند مشخص شود .

3. جریان مخالف:(Eddy current )

کاربرد ها:

• فلزات،الیازها و رساناهای الکتریکی.

• مواد طبقه بندی شده.

• درز های سطوح بزرگ و کوچک می تواند نشان داده شود .

• در لوله کشی گاز،سیم،گیره ها،ریل ها،روکش های غیر فلزی،اجزاء الکتریکی هواپیما،پره های توربین،دیسک ها و شافت های انتقال دهنده نیرو در خودرو استفاده می شود.

محدودیت ها :

• پراب(میله بازرسی )مخصوصی نیاز دارد.

• بایستی پراب روبروی قطعه بسته شود ، هرچند که محل تماسی ندارد.

• نفوذ کمی دارد (به طور مثال 5 میلی متر)

• به علت متغییر ها ی پارامتری کنترل نشده ،نشانه های معیوبی دارد.

4. ما فوق صوت:(Ultrasonics )

کاربرد ها:

• فلزات ،غیر فلزات و کامپوزیت ها .

• درزهای زیر سطحی کوچک سطوح می توانند کشف شوند.

• در جوشکاری ،لوله کشی گاز ، مفصل ها ،ریخته گری ها ،ورق کاری ها ،فورج محور ها،اجزاء بنیادی بتن،لوله ها یا مجراهای سنگین،هواپیما و قطعات موتور می تواند بکار رود.

• در تعیین ضخامت و خواص مکانیکی استفاده می شود.

• نظارت تعمیراتی بر خوردگی ها و خرابی ها دارد.

محدودیت ها :

• معمولا محل تماس ان مستقیم یا با واسطه است.(مانند تست غوطه وری یا e.g )

• پراب های مخصوصی برای کاربرد ها مورد نیاز است .

• حساسیت محدودی توسط فرکانس بکار رفته دارد و مقدار مواد علت قابل توجه پراکندگی ان است.

• پراکندگی توسط ازمایش ساختار فلز می تواند دلیلی بر معیوب بودن نشانه ها شود .

• کاربرد ان در خیلی از مواد اسان نیست .

5. پرتو نگاری نورتون:(Radiography neutron )

کاربرد ها :

• فلزات،غیر فلزات،کامپوزیت ها و فلزات الیازی

• در مواد اتش زا،رزین ها،پلاستیک ها،مواد الی،ساختار های لانه زنبوری ،مواد رادیو اکتیو،مواد با چگالی الی و فلزات حاوی هیدروژن کار ایی دارد .

محدودیت ها:

• دستیابی برای قرار دادن نمونه ازمایش در میان منبع و کشف کننده

• اندازه قسمت ساکن دستگاه منبع نوترون (راکتور) برای منبع نیرو های معقول خیلی بزرگ است.

• موازی قرار می گیرد ،صاف می کند یا در غیر اینصورت تغییر دادن پرتو دشوار است.

• اتفاقات تشعشعی

• بیشتر شکاف ها می توانند جهت یابی موازی در پرتو افکندن برای کشف داشته باشند .

• کاهش حساسیت با افزایش ضخامت .

6. رادیو گرافی اشعه x :(Radiography x-ray )

کاربرد ها :

• فلزات،غیر فلزات،کامپوزیت ها و فلزات الیاژی

• در همه اشکال و صورت ها استفاده می شود:ریخته گری ،جوشکاری ،سوار کردن های الکترونیکی ،جو زمین ،وسایل دریایی و قطعات اتومبیل.

محدودیت ها :

• نیاز به دست یابی به هر دو طرف در ازمایش قطعه

• ولتاژ،اندازه نقطه وابستگی و زمان بحرانی اشکار

• اتفاقات تشعشعی

• بیشتر شکافها می توانند جهت یابی موازی در پرتو افکندن برای کشف داشته باشند .

• کاهش حساسیت با افزایش ضخامت .

7. پرتو نگاری گاما:(Radiography gamma )

کاربرد ها:

• معمولا در مواد کلفت و یا متراکم استفاده می شود.

• در همه اشکال و صورت ها استفاده می شود:ریخته گری ،جوشکاری ،سوار کردن های الکترونیکی ،جو زمین ،وسایل دریایی و قطعات اتومبیل.

• هر جا که ضخامت زیاد است یا دسترسی به مولد های تولید اشعه x محدود است استفاده می شود .

محدودیت ها :

• اتفاقات تشعشعی

• بیشتر شکاف ها می توانند جهت یابی موازی در پرتو افکندن برای کشف داشته باشند .

• کاهش حساسیت با افزایش ضخامت.

• نیاز به دستیابی به هر دو طرف در آزمایش قطعه .

• حساسیت اشعه x راندارد .

آزمایش پل

بار افزایشی روی پل های بزرگ راه بواسطه افزایش پیدا کردن ترافیک وسایل نقلیه سنگین ،سالخوردگی و مشکلاتی با دوام ساختاری را به انسداد ترافیک با تعقیب کردن خسارات سخت اقتصادی ممکن است که رهبری بکنند. وسایل ارزیابی شرط موثر و قابل اعتماد یک قسمتی مهم از سعی های در حال پیشرفت برای ارزیابی کردن و نگهداری کردن ساختارهای پل هستند. در کشور های زیادی در دنیا پل ها و سازه های بتونی به طور عادی حداقل هر دو سال یک بار معاینه شده اند . بیشتر بازرسی های خارج ، بصری انجام شده اند ،بنابراین خسارات تنها موقعی شناخته شده اند که وخامت قابل رویت باشد . در المان فاصله یک تست ساده می بایستی ،خارج هر 3 سال و یک بازرسی هر 6 سال بر طبق Din1076 انجام داده شده باشد . هر ساله پل های زیادی در جهان فرو می ریزند و این فقط نا مرغوب بودن یا عقب افتادگی کشور ها نیست . خیلی از مردم زندگی خودشان را در مصیبت های تازه در آگوست 2007 در Minneapolis و در سپتامبر 2006 در کانادا از دست دادند .

یک گروه آموزشی جدید از بررسی صنعت حمل و نقل دریافتند که 27% از خانواده پل ها دارای ساختار معیوبی هستند . ایالات متحده حدود 000/600 پل دارد که 000/17 ان رسیدگی شده اند . حدود 1500 تا در بین سالهای 1966 تا 2005 متلاشی شدند، بر طبق Jean-louis briaud بیشتر پل های قدیمی از خستگی ،برخورد با کشتی یا طراحی اشتباه متلاشی شده اند .

تست غیر مخرب می تواند ابزار موثری در بازرسی و تشخیص وضعیت حساسیت هایی از یک پل باشد .

این می تواند آگاهی از غیر ممکن را تامین کند که بتوان نتیجه گیری از مشاهدات صرفا دیداری (بصری)نمود . جذری از هر دو روش های بصیری و بازرسی غیر مخرب می تواند راه حلی برای تشخیص وضعیت کلی پل و مدیریت ان باشد . برخی ازمایش های ساده غیر مخرب از قبیل صدا ی چکش ، آزمایش برگشت چکش ،رنگ نفوذ کننده و آزمایش ذرات مغناطیسی می تواند به اسانی در مجتمع بازرسی بصیری قرار گیرند .

نتیجه یک بازرسی خوب ، بهتر شدن پرونده اطلاعاتی پل و توصیه های بنیادی قرار شده از لحاظ فنی خیلی بیشتری را برای بازرسی و نگهداری بیشتر حق تقدم خواهد داد و خیلی قدر دانی های دیگر از باقی ماندن زندگی های افراد .بار اول یک نمایش کامل شرایط پل روی هم رفته معلوم کرده شده است . تصمیمات مناسب و با صرفه در ارتباط با مرمت یا جایگزینی ممکن از عضو های پل یا ساختاری کامل می تواند درست کرده شود.

پیشرفهای اخیر در فنون NDT ویژگیهای کارکردی ان را از بسیاری از روش های NDT بهبود داده اند و قابل اعتماد بودن به سستم را رهبری کرده اند.

افزایش استفاده پیدا شده از روش های NDE به چندین عامل از قبیل توانایی سیستم ها برای با دقت شناسایی کردن میدانی که بدتر شده ،قابلیت حمل و نقل و استفاده آسان تر از سیستم های بازرسی کننده بستگی خواهد داشت.بازرسی های بنیادی اولیه و کلی توسط NDE به اتمام رسیده است.

پلها تقریبا در صدها نوع متفاوت ساخته می شوند و همچنین از مواد مختلف زیادی در پشتیبانی اجزاء استفاده می کنند.اما همه انها در یک روش NDT مورد استفاده نیستند . برای برخی ها میکروموج یا رادار نافذ زمین می تواند برای عرشه های بتن ارمه مورد استفاده قرار گیرد اما برای ازمایش کردن جوش اعضاء فولادی مناسب نیست . هم انجا موارد بسیاری هستند که تحقیق بیشتر را برای درست کردن روش های NDT مناسب احتیاج دارند .

مقداری از گزارش های کاربرد روش های NDT برای آزمایش پل مکررا اعلام شده است .چندین روش قابل دسترسی هستند یا اینکه در دست تحقیقند ویا برای بازرسی بیشتر مورد استفاده هستند تا نیازشان را نشان دهند .

آنها عبارتند از:

• آزمایش انعکاس ضربه برای شناخت ماهیت بتن
• انعکاس ضربه برای معلوم کردن کلفتی بتن

• نشت شار مغناطیسی برای شناسایی کردن خوردگی در رشته ها و بار ها در ساختار های کشیده شده در بتن

• روش تشدید هسته ای مغناطیسی ،که می تواند محل حضور اب را معلوم کند.این تعیین توزیع سوراخ واندازه سوراخ مثل درمان کردن بتن فعال می شود.
• تکنولوژی های تصویر سازی مادون قرمز برای پیدا کردن عیب ها در قسمت های بتنی پل ها .
• استاندارد ASTM وE837 برای معلوم کردن استرس های واقع در محل طبیعی خودشدر عضوهای ساختار فولادی.

• مبدل ها را برای ضبط کردن کشیدگی های القاءشده فشار بیاورید.

• نگاشت بلقوه ساده ترین فن الکتروشیمیایی استفاده شده برای بدست اوردن اطلاعات خوردگی جایگاه است. این فن به طور کیفی روی دیسک ،خوردگی تقویت ساختارهای بتن ارمه را به اطلاع می رساند.سطح شکستگی و یا لایه لایه شدگی می تواند به یک منطقه قابل توجه تبدیل شود و یا اینکه در همان محل باقی بماند.

• پخش صوتی نظارت کردن ،یک نقش خیلی موثر را در افزایش دادن ایمنی می تواند اجرا کند. متقاعد کردن به قابلیت دسترسی و در حال ساده کردن هزینه های مرمت و تعمیر پل ها .

• یک کاربرد پذیرفته شده و خوب در GPR ارزیابی دقیق پل است که بخوبی ساخترهای بتن ارمه دیگر را ارایش می کند . GPR توانایی استفاده کردن بدون نیازمندیبه پوشش اسفالت را دارد .

• آزمایش کردن فرا صوتی اجازه می دهد که تصوری از تدارک دیدن بارهای تقویت شده عمودی داشته باشیم (مجرای زرد پی)

• UT کسری ها را از روش رادار می تواند جبران کند.

• کاربرد های سر هم رادار ،انعکاس ضربه و انعکاس فراصوتی برای ارزیابی ساختارهای بتن پس از کشیده شدن است .

• آزمایش مایع بصیری که در باز بینی چشمی رنگ ،شکستگی های مویی را می توان مشاهده کرد.

• فرا صوتی در حال آزمایش کردن جوش ها،عضو های فولادی پیچ ها و پرچ ها

• غواص ها اسکلت های زیر ابی بتن را معاینه می کنند که می باید توسط سایش صدمه دیده باشند.

• استقرایی ماگنت برای ارزیابی کابلها و سیمها استفاده شده است .

• تکنولوژی های لیزر اندازه گیر برای اندازه گیری مسافت بنیاد قرار داده شده ،کاربردهای زیادی در زیر بنای شاهراه دارد.کاربردها برای این تکنولوژی ،اندازه گرفتن انحرافات پل را زیر بارگیری مدرج (کالیبره)شامل می شود که رفتار ساختاری را ارزیابی می کند .شمردن تغییر شکل های دور از صفحه در تنیدگی نمایان در رگه های تیر اهن سازه ساخته شده چنانچه در ساختارهای بزرگ مثل تکیه گاه ها باشد.

• سیستم های پل دیدبانی از حس گرهای حس کننده جریان گردابی یا پخش صوتی استفاده می کنند.عموما این ابزار ها وقف شده اند.

• سیستم های کسب داده های کنترل از راه دور که اطلاعات را روی رفتاری از یک ساختار با زمان زیاد جمع بکند.سیستم های شناسایی پخش های صوتی ،صداهای صادر شده از ماده های شامل خرپاهای بتن و کابلهای فولادی در یک پل رامی توان ارزیابی کرد .شکافها می توانند ماهها قبل شناخته شوند قبل از اینکه روی سطح پدیدار شوند .

• روش های ترموگرافی برای ارزیابی کردن پلهای مرکب و تعمیر انها

• هر دو ازمایش فراصوتی و عکس رادیویی سابقا ،پل های فولادی را در طی ساخت معاینه می کردند که کیفیت جوش را متقاعد بسازند.

• ازمایش فراصوتی دوتایی ،یک ابزار بازرسی موثر می تواند باشد که می بایست در مکان پرتونگاری زیر شروط مطمئن استفاده شده باشد .

• اندازه سرعت فراصوتی می تواند بصورت یک ابزار کنترل کیفیت در طی سازه استفاده شود و همچنین آزمایش فراصوتی می تواند برای بازرسی ضمن خدمت پلهای شفته گرد واکنش پذیر ،استفاده شود(RPC )

• مبدلهای الکترو مغناطیسی صوتی ،سیم های شکسته شده را در داخل یک رشته می تواند شناسایی کند.

• حس کننده خستگی الکتروشیمیایی می تواند در مشخص کردن عیوب مورد استفاده باشد اگر فعالانه بزرگ کردن شکاف های خستگی حاضر باشد.یک حس کننده EFS اول به محل حساس خستگی روی ساختار پل یا فلزی تقاضا داده شده است و سپس ان را به یک الکترولیت تزریق می کنند که نقطه یک ولتازکوچک تقاضا داده می شود تا یک الگوریتم به صورت خودکار ،سطح فعالیت شکاف خستگی را در محل بازرسی نشان دهد.

• از هزاران رشته تکنولوژی حس کننده چشمی،یک تکنولوژی امید بخش برای تشکرات سلامت نظارت کردن بر سازه ها با مشخصه منحصر بفرد اندازه گیری کشیدگی و درجه حرارت توزیع شده در فیبرهای نوری بوسیله هزینه پایین است .

• اشعه ایکس ،توموگرافی را برای تعیین تکثیر شکاف در بتن مورد استفاده قرار می دهد.

• اشعه ایکس ،توموگرافی را برای تعیین در صد و توزیع نا معلوم در بتن به شمار می اورد .

• تحلیل فعال ساز جدیدتر و بیرنگ گاما برای تعیین شناسه های متمرکز و عمق کارید بتن

• فن اندازه گیری پراکندگی نوترون در ابپوشی سیمان مورد استفاده است .

• روش فرا صوتی برای اندازه گیری مستقیم قدرت بار اتصالات پیچ خورده بکار می رود این ،یک فن ابتکاری برای اندازه گیری مستقیم استرس های واقعی پیچ است.

• سیستم اندازه گیری گیره ای رباتیک،این قابلیت را پیشنهاد می کند که مختصات فضایی نقاط جدا را در یک پل ،بدون این که ساختاری را لمس بکند ان را اندازه گیری کند.

تکنولوژی باور نکردنی خارج انجاست که در نظارت کردن و تشخیص دادن مسائل را یاری کنند و تحقیق ادامه می یابد تا وقتی که تکنولوژی های جدید را توسعه دهند کهزیر بنای پل ها را حفظ کنند .

پلهای بزرگ نیاز بیشتری به یک بازرسی مقرر دارند . هنگامی که پل بزرگ را می گیرند ،به ازمایش های بیشتری نیاز دارند .

چه چیزی ناپیداست ؟خبرها می گوید :

پول نقد کوتاه مدت و یک تعهد بلند مدت توسط دولتها ،برای سرمایه گذاری کردن در بیشتر تکنولوژی های جدید و نواوری تحقیق است .

خوردگی ناشی از ترک مویی در چندلایهاز فولاد می تواند صفحات را خم کند و یا میان بتن و فولاد خوردگی بوجود آورد.عیوب سطحی ممکن است که در بازرسی عادی نا معلوم باشند اما تست غیر مخرب فراصوتی می تواند از عیوب ناپیدا

تست غیر مخرب

فدراسیون اروپایی برای تست غیر مخرب

خلاصه:EFNDT

توصیف:

فدراسیون اروپایی برای ازمایش تست غیر مخرب در ماه مه 1998 در کوپنهاگن در هفتمین کنفرانس اروپایی برای تست غیر مخرب پایه گذاری شده بود .27 جامعه ملی NDT موافقت کردند که یک سازمان قوی را روی سطح اروپایی نصب کنند . عضویت کامل در جامعه های NDT ملی در هر کشور باز است .

به عضویت بپیوندید ،دنیای وسیعی باز می شود . شما فرم کاربر را از زیر مجموعه های کلیدی پیدا خواهید کرد .

اهداف اصلی EFNDT عبارتند از :

• گروه های کار قوی برای توسعه دادن نتایجی که بایستی توضیح مسائل NDT را به سازمانهای صنعتی و عمومی بدهند.

• برای تاسیس کردن یک سیستم اروپایی صلاحیت کارکنان مد نظر است .

• پایه گواهی دادن به کارکنان استانداردهای ISO9712 وEN473 است که بوسیله عضوهای EFNDT بنیاد قرار داده می شود .

• صلاحیت و گواهی پایه اختیار قرار دادن در ردیف ISO17024 را با EN45013 دو جانبه تاسیس کردند.

در نصب کردن یک برنامه گواهی اروپایی علاوه بر EFNDT وجود دارد:

• یک کمک برای دسته بندی قدرت های NDT متفاوت در اروپا

• یک ترفیع کیفیت جمعی در NDT برای بهره برداری تمام اعضاء EFNDT ،کاربران NDT و جوامع پهن تر.

• یک نمایش کارایی برای قوی کردن اعتماد در NDT

• یک راهنما برای همکاری NDT عمومی در رابطه پایانی با فهمیدن آمریکایی،یک سیستم اروپایی صلاحیت کارکنان که بوسیله EFNDT معنی می دهد.

گواهی کارکنان در تست غیر مخرب

توصیف:

طرح PCN جهانی ،یک طرح را برای کفایت گواهی کارکنان NDT شناخت .بطوریکه مقالات خواسته شده در استانداردهای اروپایی EN45013 وen473 و استاندارد بین المللی iso9712 قرارداده شده است .

طرح PCN در 98،در پاسخ به در خواست صنعت بریتانیا توسعه داده شده بود که یک برنامه گواهی ملی را برای کفایت کارکنان NDT پیاده سازی بکنند .

با هدف جایگزین کردن طرح های خاص با شعاع زیاد که در ان زمان وجود داشت ،که اغلب این طرح ها گران و نا کار امد بودند همان روش NDT نتیجه داد .

تست غیر مخرب NDT

تمرینات توصیه شده SNT-TC-1A

خلاصه:SNT-TC-1A

توصیف:

در سال1968،جامعه امریکایی برای ازمایش غیر مخرب اولین تمرینات توصیه شده SNT-TC-1A را منتشر کرد . سند توسعه داده شده بود که رهنمود ها را برای کارفرمایان تهیه کند که برای نصب کردن برنامه های NDT خودشان سه سطح فهرست شدة مرحله ای که دارای مراحل یک تا سه صلاحیت بودند را استفاده کنند . نام سند و تعداد کمیته های فنی که سند را توسعه داده بودند واقعیتی برای پایه قرار دادن ASNT در ان زمان بود.

از وقتیکه ASNT ، SNT-TC-1Aرا منتشر کرد خیلی از کارفرمایان به اشتباه فکر کردند که کار کنان انها زیر نظر SNT-TC-1Aباید عهده دار وظایف باشند(ASNT تضمین شده )و در واقع انها طبق SNT-TC-1A تضمین شده اند . تنها کارکنانی که نشستند و امتحانات را پیگیری کردند و بوسیله ASNT کارشان را اداره کردند و گواهی ASNT دریافت کردند ،امکان داشت که کارفرمایان از انها استفاده کنند .

کارکنان بنیاد قرار داده شده ،کار فرمایانی در سطح NDT هستند که دارای مرحله های دو و سه هستند و یا اینکه اغلب انها یکی از مراحل دو یا سه را می توانند مکالمه کنند .اگر در سطح 3 امتحان نشدند ،انها را معمولا در 2 گروه برای تشخیص دادن اینکه ایا گواهی را یاد گرفته اند یا نه فرا می خواندند.

بالاخره این یک ترم توهین امیز نیست.همانگونه که قبل از 1988 منصوب کردن اجازه داده شده بود.هنوز کارکنانی در صنعت وجود دارند که در سطح 3 بدون امتحانمنصوب شده اند،زیرا در رهنمود های انتشارات SNT-TC-1A قبل از 1988 این اجازه داده شده بود. کارفرمایان امروز می توانند سطوح 3 را مکالمه کنند یا اینکه گواهی 3 را دریافت کنند . (این اطلاعات از یک بند ارزیابی مواد در سال 2005 گرفته شده است)

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه های آمریکا هنگام بررسی پلها از نظر سازه ای به دلیل پوشش کم بتن، طراحی ضعیف، عدم مهارت کافی هنگام اجرا و سایر عوامل همانند شرایط آب و هوایی سبب ایجاد ترک در بتن و خوردگی آرماتور های فولادی شده است. 

پس از سالها مطالعه بر روی خوردگی،  اف آر پیFRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتون پیشنهاد شده اند. 

سه نوع میلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاری آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند. 

از این مواد به جای آرماتور های فولادی یا کابلهای پیش تنیده در سازه های بتنی پیش تنیده و یا غیر پیش تنیده استفاده می شود.  مواد FRP موادی غیر فلزی و مقاوم دربرابر خوردگی است که در کنار خواص مهم دیگری همانند مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور مناسب می کند.

از آنجایی که FRP ها مصالحی ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبر و رزین مورد استفاده، سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد.  

به طور کلی مزایای آن به صورت زیر دسته بندی می شود:

1- مقاومت کششی بیشتر از فولاد

2-یک چهارم وزن آرماتور فولادی

3-عدم تأثیر در میدانهای مغناطیسی و فرکانس های رادیویی، برای مثال تأثیر روط دستگاه های بیمارستانی 

4-عدم هدایت الکتریکی و حرارتی
 

لذا به دلیل مزایای بالا به عنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتورهای فولادی در سازه های دریایی، سازه پارکینگ ها، عرشه های پل ها، ساخت بزرگراه هایی که بطور زیادی تحت تأثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدانهای مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد می کند.

نویسنده : کلینیک  بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

چگالی بهترین معیار سنجش کیفیت یک سطح راه تمام شده است که به متخصصان و مهندسان این اطمینان را می دهد که راه احداث شده حداقل تا عمر طرح و یا بیشتر از آن دوام می آورد. اندازه گیری چگالی مخلوط آسفالتی در حین عملیات تراکم، از این نظر که حاوی دو نکته مهم است، در نتیجه کار مؤثر است . اول اینکه این مطلب را مشخص می کند که درچه مرحله ای از عملیات تا رسیدن به چگالی تعیین شده، قرار داریم و از این نظر می تواند بعنوان نشانگری برای پیمانکار باشد که آیا نیاز به اقدامات تعدیلی برای رسیدن به چگالی نهایی می باشد یا نه.

دوم اینکه به پیمانکار اطلاع می دهد که چه زمانی عملیات تراکم متوقف شود و ادامه عملیات در مراحل دیگر دنبال شود.

در حال حاضر متداول ترین و البته دقیق ترین روش برای تعیین دانسیته در محل مخلوط آسفالتی در سطح کشور، روش مغزه گیری می باشد. روش معمول برای انجام این کار استفاده از مغزه گیر و آزمایش بر روی مغزه های بدست آمده است. اما این روش که بصورت سنتی سالیان متمادی است که در کشور اجرا می شود دارای معایب عمده ای است که چند مورد آن شامل:

• ایجاد خرابی در سطح روسازی

• هزینه نسبتا بالا

• عدم تکرار پذیری برای یک نقطه خاص

• عدم توانایی ثبت تغییرات متغیرهایی نظیر وزن مخصوص واقعی برای یک نقطه خاص

• و صرف وقت زیاد است.

بنابر دلایل ذکر شده، انجام آزمایش بروش مغزه گیری با روش های دیگر جایگزین می شود. از جمله زمان بر بودن منجر به این مساله می شود که نقاط ضعف لایه اجرا شده به سرعت مشخص نشود و لذا اقدامات اصلاحی مربوط به رویه در زمان مناسب صورت نمی گیرد.

در راستای بهینه نمودن روند انجام آزمایش های بالا می توان از آزمایش های غیر مخرب (NDT) استفاده کرد. این نوع آزمایش ها در سطح روسازی ایجاد خرابی نمی کنند، هزینه انجام آنها کمتر می باشد، تکرار پذیرند و بعلت عدم ایجاد خرابی بوسیله آنها به راحتی می توان تغییرات متغیرهای دلخواه نقطه مورد نظر را نیز ثبت کرد، که در حال حاضر شامل دو روش هسته ای و غیر هسته ای می باشند.

تعیین چگالی مخلوط آسفالتی به روش هسته ای
یکی از آزمایش هایی که در تعیین دانسیته لایه های سنگدانه ای کاربرد دارند، آزمایش هسته ای می باشد که از آن می توان در تعیین چگالی و رطوبت خاک استفاده کرد. برای هر کدام از موارد مورد استفاده در روسازی یعنی اندازه گیری چگالی به روش هسته ای روش های خاصی وجود دارد که در چند دهه اخیر مورد تحقیق بوده اند و دستگاه های خاصی که ثمره این تحقیقات می باشند از فن آوری ویژه ای سود می برند. نکته مهم در این دستگاه ها آن است که رسیدن به دقت مورد نیاز آزمایش های روسازی، به این بستگی دارد که چشمه (source) رادیواکتیو از چه نوع باشد و در ضمن متغیرهای هندسی دستگاه باید تطبیق کافی با آزمایش های روسازی و شرایط انجام آنها داشته باشند.

اندازه گیر هسته ای ارزان تر و سریع تر از روش مغزه گیری ( کر گیری ) است، اما با این حال معایب زیادی نیز دارد. اولین و بارزترین ضرر آن استفاده از یک منبع رادیو اکتیو است که مسلما نیاز به تنظیمات زیاد و تعلیم تخصصی نیروی کار آزموده دارد.

عیب دیگر آن شامل کسب مجوز و نوسازی تجهیزات، آموزش تکنسین ها و کارکردن نه چندان ساده و جاسازی تجهیزات آن می

باشد.

نقاط قوت دستگاه چگالی سنج هسته ای

1- بر اساس مقایسه های صورت گرفته توسط مراکز و موسسات، دقت دستگاه هسته ای از دستگاه های غیر هسته ای بیشتر است.

2- شرایط تغیرات دما و تغییرات رطوبت بر روی عملکرد دستگاه تأثیری نمی گذارد.

نقاط ضعف دستگاه چگالی سنج هسته ای

• کار با این دستگاه ها نیاز به آموزش ویژه کاربران دارد.

• خطر تشعشعات مضر به دلیل وجود منبع رادیو اکتیو همیشه وجود دارد و هیچگاه حتی سازنده در مورد بی خطر بودن دستگاه در این زمینه تاکیدی نداشته است و نیز ذکر این مطلب ضروری است که کاربر این دستگاه بعد از مدت زمان مشخصی کار با دستگاه، باید تعویض شود.

• برای کار با این دستگاه ها نیاز به مجوز کار با دستگاه می باشد.

• وزن دستگاه هسته ای در مقایسه با دستگاه های دیگر غیر هسته ای بالاتر است (لااقل 2 برابر) و بدیهی است که این اختلاف وزنی هنگامی که روزانه صدها برداشت صورت می گیرد قابل توجه است.

• دستگاه های هسته ای نیاز به یک زمان گرم شدن اولیه (Warm up) برای شروع به کار دارند در حالیکه این زمان برای دیگر دستگاه های غیر هسته ای به اندازه زمان روشن شدن دستگاه است.

• زمان برداشت برای تکمیل یک آزمایش در محوطه کار برای این دستگاه بیشتر از زمان برداشت برای دستگاه های غیر هسته ای می باشد.

• عدم توانایی در سنجش چگالی مخلوط های بصورت مغزه (آزمایشگاهی یا برداشت از محل) از دیگر نکات منفی کار با این دستگاه است.

• صاحب نظران صنعت روسازی و کاربران دستگاه های تعیین چگالی مخلوط های آسفالتی، به دلائل فوق الذکر و مخصوصا خطر منبع رادیو اکتیو دستگاه علاقمند به استفاده از تجهیزات جایگزین برای این دستگاه می باشند.

تعیین دانسیته مخلوط آسفالتی به وسیله روش غیرهسته ای دستگاه (PQI)

نشانگر کیفیت روسازی (Pavement Quality Indicator) ابزاری است به منظور تعیین سریع درجه تراکم روسازی، که به کمک آن مشخص می شود آیا آسفالت اجرا شده به میزان تراکم مناسب رسیده است یا نه.

این وسیله برای مقایسه با تکنولوژی های حال حاضر در تعدادی از قراردادها مورد آزمایش واقع شده است.

این وسیله به دفعات زیاد در امریکا مورد استفاده قرار گرفته است و منابع زیادی تصدیق کرده اند که این دستگاه، در کنترل کیفیت مخلوط های آسفالتی بسیار موثر بوده است.

بر اساس اطلاعات موجود، این سیستم در 12 کشور و 145 ایالت به فروش رسیده است.

تجربیات حاصله راجع به این سیستم حاکی مطالب زیر است:

- کار کردن و استفاده از دستگاه ساده است.

- محدودیت حمل و نقل برای دستگاه وجود ندارد.

- کار با دستگاه نیاز به آموزش محدود و ساده ای دارد.

- سبک است.

- در مدت زمان کوتاهی چندین اندازه گیری صورت می گیرد.

- به سرعت به اطلاعات حاوی میزان و کیفیت تراکم دست یابی حاصل می شود.

- در مورد اینکه آیا لایه به صورت یکنواخت متراکم شده است، تشخیص حاصل می شود و امکان اصلاحات سریع فراهم می شود.

تکنولوژی اندازه گیری

دستگاه تعیین مقدار چگالی واقعی را با اندازه گیری مقاومت الکتریکی انجام می دهد. مقاومت الکتریکی آسفالت تابع ثابت دی الکتریک آن است. سیستم (PQI)، یک مدار الکتریکی فراهم می کند که این مدار یک ولتاژ فرکانس رادیویی تولید می کند که به یک الکترود حسی اعمال می شود و الکترود حسی یک میدان الکتریکی در مصالح روسازی ایجاد می کند. یک الکترود حسی دوم پاسخ های دی الکتریک از مصالح روسازی را اندازه گیری می کند. یک تحلیلگر داده، چگالی مصالح روسازی را بر اساس مقاومت جریان مختلط مصالح روسازی تعیین می نماید.

• ناحیه اتصال به زمین

• ناحیه دریافت الکتریکی

• ناحیه برداشت تغییرات چگالی

جمع بندی کلی از دیدگاه کاربران دستگاه های غیر مخرب غیر هستهای تعیین دانسیته روسازی

• در مورد دستگاه های الکترومغناطیسی استفاده از سیگنال های الکترو مغناطیسی این مزیت را نسبت به دستگاه های هسته ای دارد که نیاز به آموزش های ویژه کاربر، مدرک یا مجوز کار با دستگاه و خطر تشعشعات رادیو اکتیو را منتفی می سازد. اما با این حال قبل از پذیرفتن هر تکنولوژی جدیدی برای تعیین چگالی مخلوط آسفالتی، نیاز مبرم به ارزیابی آن در دو وضعیت آزمایشگاهی و میدانی تحت شرایط کنترل شده وجود دارد.

• گرچه هر دو دستگاه PQI و پیو تراکر دقت دستگاه چگالی سنج هسته ای مورد استفاده را نداشتند اما از طرف دیگر مزایای مرتبط نبودن با قواعد مربوط به منابع رادیواکتیو دستگاه هسته ای و نیز توانایی برداشت چند تایی در مدت زمان کوتاهی، آنها را برای کنترل کیفیت چگالی روسازی در طول دوره ساخت مورد توجه بیشتر قرار می دهد.

• کالیبراسیون این دستگاه ها برای مصالح شرایط محلی در رسیدن به نتایج صحیح بسیار مهم می باشد. در هر جای ممکن، کالیبراسیون با استفاده از یک مقطع آزمایش باید صورت گیرد. اما فرضیات موجود براساس اطلاعات و تجربیات در دسترس در مورد مصالح محلی و مصرفی می تواند به میزان قابل توجهی در افزایش دقت و صحت نتایج تاثیر گذار باشد.

• هر دو دستگاه PQI و پیوتراکر، تجهیزات مناسبی برای کنترل چگالی مخلوط آسفالتی (Hot Mix Asphalt)در طول دوره اجرا می باشند. هر دو دستگاه قابلیت برداشت نتایج سریع به منظور تعیین نقاط با چگالی کم و داده های پرت و همچنین انجام اقدامات اصلاحی را دارند.

• تغییرات در میزان رطوبت، دانه بندی، منبع تامین مصالح و اختلاف دمای بین مصالح مرجع و روسازی که مد نظر اندازه گیری است، بر روی درستی قرائت ها تاثیر می گذارند.

• سازندگان دستگاه PQI توصیه کرده اند در صورت بالا بودن درصد آب موجود در مخلوط، برداشت و قرائت صورت نگیرد. این در حالی است که عدد خاصی را برای میزان H2o بالا توصیه نکرده اند ولی بنابر نتایج و مشاهدات آزمایشگاهی این عدد بالاتر از 5 درصد بنظر می رسد.

• عدد H2o نشان داده شده در نمایشگر دستگاه شاخص خوبی برای تعیین حد رطوبت بنظر می رسد.

• در بیشتر موارد کاهش دما باعث افزایش در مقدار چگالی محاسبه شده توسط دستگاه PQI می شود و دال های سرد چگالی بالاتری داشتند.

• ضروری است که دستگاه با یک مقطع روسازی (یا دال) که چگالی آن مشخص است و از همان مصالحی که برای روسازی هدف، مدنظر ساخته شده، کالیبره شود. براساس نتایج مطالعات میدانی 2001، نتیجه گرفته شد که به منظور استفاده از دستگاه های اندازه گیری غیر هسته ای برای بدست آوردن چگالی روسازی، ضروری است تا کالیبراسیون تجهیزات بر مبنای مقادیر چگالی شناخته شده و مصالح مشابه بکار رفته در روسازی انجام شود. با توجه به اینکه، این عمل در عملیات میدانی مشکل می باشد، بنابراین کارایی و استفاده هر دو دستگاه PQI و پیوتراکر در مقوله سنجش چگالی روسازی برای پذیرش کیفیت QA (Quality Acceptance) خود را نمایان می کند.

بازخورد فوری بدست آمده توسط هر دو این تجهیزات، کمک به تشخیص مکان های با چگالی پایین در روسازی می باشد و سپس عملیات اصلاح به منظور روسازی یکنواخت انجام شود.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن

چسب بتن به منظور افزایش چسبندگی بتن تولید شد و اکنون در پروژه های ساختمانی کاربرد زیادی یافته ، چسب بتن ترکیب پلیمری است که مقاومت ها و دوام و مهمتر از همه چسبندگی بتن را افزایش می دهد.

کاربرد چسب بتن

مهمترین کاربرد چسب بتن برای افزایش میزان چسبندگی بتن تازه برای چسبیدن به بتن قدیمی در پروژه های تعمیراتی است که میزان چسبندگی بتن را با سطح قدیمی بسیار افزایش میدهد.همچنین این خاصیت هنگام نما سازی بر روی بتن قدیمی کاربرد دارد . چسب بتون از تراوش آب جلوگیری کرده و مانع تفکیک دانه های ریز و درشت می شود و برای آب بندی بتن بکار می رود. اگر سازه های بتنی دچار آسیب دیدگی سطحی و عمقی شده باشند با چسب بتون میتوان آنها را ترمیم نمود و به عنوانترمیم کننده بتن استفاده کرد. از دیگر موارد کاربرد چسب بتن جهت آب بندی بتن مخازن ، استخر های بتنی ، ترمیم آسیب دیدگی بتن یا اغلب سازه های بتنی مانند کانالهای آب ، کف سالنهای صنعتی ، باند فرودگاهها ، سدها ، پایه پلها و ستونها

ویژگی های چسب بتن

از ویژگی های بارز چسب بتن افزایش چسبندگی بسیار زیاد در بتن است که این خاصیت چسب بتن باعث بالا بردن چسبندگی بتن جدید یا مصالح جدید بر روی بتن یا مصالح قدیمی است( رابط اتصال بتن قدیم به جدید) . از ویژگی های دیگر چسب بتن بالا بردن مقاومت های کششی و خمشی بتن ، جلوگیری از ایجاد ترک در بتن و تبله کردن و افزایش عمر سازه های بتنی میباشد.

روش مصرف چسب بتن

چسب بتن را با آب مخلوط و رقیق شده آن به قسمت های خشک بتن اضافه میشود. هرچه ضخامت کمتر و یا فشار وارده بر آن بیشتر باشد مصرف چسب بتن بالا میرود و لازم است قبل از کار یک لایه از محلول چسب بتن به سطح زیرین مالیده شود در ضخامت های بالا استفاده از چسب بتن بصورت لایه لایه مناسب تر می باشد. 

نویسنده : کلینیک  بتن ایران|دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

دستگاه Ultrasonic : دستگاهی است که امواجی با فرکانس خیلی بالا تولید می کند که فرکانسش بیشتر از آستانه شنوایی است .(In fra sound 20 -20 .000 Hz) و فرکانس در ultrasonic test معادلMHz 0.5 - 10 می باشد .

 این دستگاه قادر است عیوب یا ناپیوستگی های ریز که معادل نصف طول موجش است را نشان دهد .

نصف طول موج = ناپیوستگی های قابل تشخیص در UT .

در مقابل ترنس ویوسر دستگاه 3 ناحیه وجود دارد :

    Far field
    Near field
    Dead zone

• منطقه Near zone مکانی است که اگر ناپیوستگی ها در این منطقه قرار گیرند بصورت واضح و دقیق توسط دستگاه قابل تشخیص نمی باشد ( و این یکی از معایب روشUT می باشد ) .

• منطقه Far field or Far zone منطقه ای است که عیوب با دقت بالایی قابل تشخیص می باشند در این منطقه صوت حالت واگرایی دارد که این زاویه واگرایی به عواملی چون طول موج و قطر کریستال پراب و فرکانس وابسته می باشد که با طول موج رابطه مستقیم و با فرکانس و قطر کریستال پراب رابطه معکوس دارد .

توضیحاتی درباره پراب ها و دستگاههای ultrasonic

دستگاههای آنالوگ و دیجیتال و پراب های Angle و Normal :

دستگاههای به دوصورت تقسیم می شوند :

    آنالوگ : در صنعت کاربرد چندانی ندارند بدلیل آنکه سرعت کارکردن با دستگاه کم است . ازاین دستگاه بیشتردرآموزشهای Ultrasonic testing و کارهای آزمایشگاهی استفاده می شود .
    دیجیتال : بدلیل راحت و آسان بودن سیستم دستگاه و سرعت بالا برای کار, از این نوع دستگاه در صنعت استفاده می شود .

انواع پراب ها

    Angle ( پراب های زاویه دار ) : اغلب استفاده این پراب در تست و بازرسی جوش است .
    Normal ( پراب های نرمال ) : اغلب استفاده این پراب ها برای تست و بازرسی سطوح است و برای تست جوش استفاده نمی شود .

Pulse - Echo ( برگشت صوت ) : در این روش تنها یک پراب استفاده می شود که هم فرستنده و هم گیرنده صوت است .

Through Transmissian ( انتقال صوت ) : در این روش 2 پراب استفاده می شود که یکی فرستنده و دیگری گیرنده صوت است .

نوع انتقال صوت در پراب ها به دو صورت است :

• پالس کوتاه Short pulse 

• موج متوالی Continuous wave

بلوکهای مرجع برای کالیبراسیون پراب های Normal و Angle

در روش ultrasonic testing

بلوک های مرجع (Reference block)

    بلوک V1 یا ll W .
    بلوک V2 یا Az .

- از این بلوک ها در کالیبراسیون پراب های Angle , Normal استفاده می شود . 

- ضخامت های این بلوک ها متفاوت است مثلا بلوک V2 دارای ضخامت هایی چون 12mm , 20mm است و ضخامت بلوک V1 معادل 25mm است . 

- شعاع کرو در بلوک 25mm , 50 mm V2 است .

که 25mm شعاع کرو کوچک و 50mm شعاع کرو بزرگ است .

- شعاع کرو در بلوک V1 معادل 100mm است .

روشهای test و بازرسی قطعات توسط دستگاههای ultrasonic

روش تماسی Contact testing

    در روش تست تماسی ترنس دیوسر مستقیم روی نقطه تحت تست قرار می گیرد چون دانسیته هوا کم است یک نوع عایق صوتی به حساب می آید و بخاطر همین از موادی چون : گریس - روغن - آب و ... دربین اتصال ترنس دیوسر با قطعه استفاده می شود .

روش غوطه وری Immersian testing

    در روش غوطه وری قطعه تحت تست و ترنس دیوسرهردو در داخل یک تانک که از آب پشده قرار می گیرد . در این روش سرعت تست بالا است و اغلب در جاهایی که سرعت کار مهم است از این روش استفاده می کنیم .

آیتم های مهم در ultrasonic 

1 - کالیبراسیون فاصله پراب نرمال ( Normal ) 

2 - کالیبراسیون فاصله برای پراب زاویه دار (Angle )

3 - تعیین شاخص پراب

4 - تعیین زاویه پراب 

5 - تعیین محل SDH روی بلوک مرجع 

6 - قدرت تفکیک resolution 

7 - Amplitud control lineritiy 

8 - screen light lineritiy 

9 - منحنی DAC 

10 - ضخامت مولد 

11 - زاویه انحراف 

12 - خطی بودن محور افقی 

استانداردهای مورد استفاده در Ultrasonic testing

استانداردهای کاربردی در NDT و جوشکاری

    AWS A1.1 : راهنمای سیستم های اندازه گیری متریک در صنایع جوشکاری .
    AWS A2.4 :استاندارد علائم و نشانه هادر جوشکاری , لحیم کاری و تست های غیر مخرب .
    AWS A3.0 : استاندارد واژه ها و اصطلاحات جوشکاری .
    AWS B1.10 : راهنمای بازرسی غیر مخرب جوش .
    AWS B1.11 : راهنمای بازرسی چشمی جوش .
    ANSI Z49.1 : ایمنی در جوشکاری , برشکاری و فرآیندهای وابسته .
    AWS QC1 : استاندارد AWS برای تایید صلاحیت بازرسین جوش .
    AWS D1.1 : کد ساخت سازه های فولادی جوشکاری شده .
    AWS D1.5 : استاندارد ساخت پل های فلزی جوشکاری شده .
    AWS D15.1 : استاندارد جوشکاری راه آهن و لوکوموتیو .
    AWS B5.11 : استاندارد تایید صلاحیت مفسرین رادیوگرافی .
    SNT - TC - 1A : راهنمای تایید صلاحیت پرسنل NDT که توسط انجمن آزمایشات غیر مخرب آمریکا تهیه شده است .

SNRT-9- 24A : استفاده از دستگاه التراسونیک برای تست غیر مخرب بتن که توسط آن سیگنال فرستاده می شود و از جهت دیگر بتون گیرنده آن را دریافت کرده و دیتا ها را به ما خواهد داد.جهت تست های غیر مخرب، عمق ترک و مقاومت به چند شیوه انجام پذیر می باشد.

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

مخلوطهای گروت آماده جهت مصارف مختلفی چون، زیر صفحه ستونها، آنکربلت ها (انکربولت، انکربلت)،نصب ریل ماشین آلات، برینگ پلها، پلت ها، ریلها، حایل ها و... کاربردی دارند. این گروتها به گونه ای طراحی شده اند که توان جذب نیروهای وارده و انتقال آنها به بخش زیرکار را داشته باشند.

برای مثال در هنگام نصب انواع ماشین آلات نیروهای وراده از آنها توسط گروت یا ملات به فنداسیون بتنی منتقل می گردند. ملاتها و گروتها موجب حصول مقاومتهای مطلوب و مطمین و همچنین اتصال پایدار بین ملات و سازه ای که قرار است بر روی آن گروت یا ملات قرارگیرد از یکطرف و سطح زیرکار از طرف دیگ می گردند.

بطور کلی دو روش ملات ریزی در داخل حفرات در محل اتصال آنکربلت وجود دارد که عبارتند از :

الف – گروت یا ملات خشک (Dry-pack Mortar) : در این روش ملات با استفاده از نیروی تراکمیTamping جایگذاری می شود.

ب – گروت یا ملات سیال (Flow Mortar) : بعلت روانی در هنگام ریختن، گروت یا ملات خود به خود جایگذاری می شود.

هرچند مصرف گروت یا ملاتهای نوع خشک بطور کاملاً رضایت بخشی در عمل در کارهای ساختمانی بکار برده می شود ولی این روش جایگذاری همیشه روش مناسبی نیست، به همین خاطر است که در عمل تمایل به استفاده از روش ملات سیال رو به افزونی دارد. روش ملات سیال در محلهایی که حفرات تقریباً بسته و مسدود و غیر قابل دسترسی بوده بیرون از آن، گروت کاری براحتی امکان پذیر نیست کاربرد فراوان دارد.

چرا ملاتهای مخلوط گروت آماده ترجیح داده می شوند؟

ملاتهای گروت طراحی شده برای گروت کاری می بایست پاسخگوی کاربردها، عملکردها و نیازهای مشخصی همچون موارد زیر باشند.

- قوام یافته و سیال باشد و در حالت معمولی جاری شود.

- دچار جداشدگی آب و سنگدانه از هم نشده و ته نشین نشود.

- دچار جمع شدگی قابل ملاحظه نگردد.

- توان نگهداری آب ملات بتنی و سیمان را داشته باشد.

- در حداقل زمان به مقاومت مطلوب دست یابد.

مجموعه موارد ذکر شده در بالا نیازمند همگونی مخلوط، مواد چسباننده و مصالح سنگی (دانه بندی) و مواد افزودنی بتن هستند. چنانچه مخلوط گروت در کارگاه ساختمانی ساخته شود و از مصالح سنگی موجود استفاده بعمل آید، دانه بندی مناسب بدست نخواهد آمد و ضمانت لازم نیز امکان پذیر نخواهد بود.

برای بدست آوردن درصد بهینه مواد چسباننده و افزودنی (اگر نیاز باشد) و مصالح سنگی در چنین شرایطی از نظر تکنیکی تقریباً غیر ممکن خواهد بود و از نظر اقتصادی نیز کاملاً غیر اقتصادی است. به همین دلیل است که از ملات مخلوط آماده گروت بطور ایده آل برای ملات ریزی گروت و گروت کاریاستفاده بعمل می آید. این نوع ملاتهای مخلوط آماده گروت تحت شرایط کنترل شده و فرموله شده و از پیش مخلوط شده در کارخانه بسته بندی می شوند. از آنجاییکه خصوصیات عملکرد این مواد بطور دقیق مشخص و معلوم است، چنانچه طبق راهنمای سازنده بکار برده شوند و همچنین بطور مناسب مخلوط، تحکیم و عمل آوری شوند، نتایج مثبت و رضایت بخشی را بدنیال خواهد داشت.

ملاتهای گروت آماده

شرکت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تولید کننده و عرضه کننده گروتها و ملاتهای مخلوط آماده گروتبر پایه سیمان، رزین اپوکسی و پلیمری (بسپار) می باشد.

مهمترین عامل در انتخاب ملات گروت برای یک کاربرد مشخص بستگی به شرایط و خواسته های مورد نیازسرویس، گروت ریزی و یا گروت کاری دارد. هریک از این نوع ملاتها دارای خصوصیات عملکردی مشخص و منحصر بفردی می باشند که پاسخگوی نیازهای موجود خواهند بود.

- گروت منبسط شونده بر پایه سیمان

- گروت سیمانی اصلاح شده با مواد پلیمری

- گروت اپوکسی دوجزیی و یا سه جزیی

- گروت آماده منبسط شونده

ملات، گروت سیمانی منبسط شونده با مقاومت اولیه و نهایی بالا و زود رس که به دمای آب و هوایی محیط و زمان مصرفی بستگی دارد.

این ملات بصورت پودر خشک بسته بندی شده، گروت آماده مصرف می باشد و در هنگام ترکیب با آب، دارای خصوصیت و یژه انبساط حجمی دو مرحله است.

انبساط اولیه آن حاصل تصعید گازها بوده و هنگامی بوقوع می پیوندد که پودر آن با آب ترکیب می شودو به مدت 15 تا 30 دقیقه بطول می انجامد. فاز دوم انبساط نیز در اثر واکنش شیمیایی گیرش ملات است که یک یا دو روز بعد از اختلاط ملات آغاز می شود.

به منظور حصول انبساط اولیه بهینه بایستی ملات را پس از اختلاط با آب سریعاً مورد استفاده قرارداد. گروت مخلوط آماده از نوع گروت ضد سولفات بوده و دارای سیمان پرتلند ضد سولفات بر طبق ASTM C 150 نوع V و پودر میکروسیلیکا می باشد. این ملات مخصوص دمای بالای c °40 - c °10 بوده و چنانچه ملات ریزی در زیر دمای یاد شده صورت گیر و نرخ کسب مقاومت کندتر خواهد شد.

گروت اصلاح شده پلیمری

ملات سیمانی اصلاح شده با مواد پلیمری دارای دو جزء می باشد.

- جزء مایع A : رزین پلیمری

- جزء مایع B : مخلوط سیمان با مقاومت بالا و دانه بندی ویژه با ماسه سیلیسی شکری، با بهترین خواص روان کنندگی.

در هنگام ملات ریزی تنها کافیست دو جزء B و A با هم مخلوط شوند. این ملات دارای خصوصیات زیر

می باشد :

1- مقاومت کششی و خمشی بالا

2- خاصیت آببند کنندگی مطلوب

3- مقاومت سایشی بالا

4- پیوند قوی با زیرسازی (معدنی)

5- مقاومت بالا در برابر اثر آب شور دریا

توجه :

برای کسب اطلاعات بیشتر به راهنمای ملات تعمیراتی و محافظتی کلینیک بتن مراجعه شود.

گروت اپوکسی

این گروت اپوکسی شکل پذیر و بدون حلال شامل 3 جزء می باشد.

رزین اپوکسی، سخت کننده، عمل آورنده آمین و دانه بندی ویژه سیلیسی

در هنگام مصرف کافیست سه جزء آن با هم مخلوط شوند.

این ملات دارای خصوصیات زیر است :

1- سخت شدن سریع که دمای محیط بستگی دارد

2- قابلیت بالای چسبندگی به زیر کارهای معدنی و فولادی

3- مقاومت در برابر ارتعاشات شدید

4- سخت شدن بدون جمع شدگی

5- مقاومت بالا در برابر حملات مواد شیمیایی

6- مقاومت مکانیکی بسیار زیاد

موارد مصرف :

- گروت کاری و ملات ریزی برای پیوند محکم سازه ای در شرایط باربری دینامیکی

- در صنایع، شامل : کارخانه و ماشین آلات موتوری، ژنراتورها، پمپها، ریل جرثقالها، سیستمهای انبارهای بلند

- در کارهای ساختمانی، شامل : برینگ پلها، پایه گاردهای محافظ دست اندازها، تیرهای راهنمایی لامپهای استاندارد انکربلتها.

- در صنایع ساختمانی، شامل : ستونهای پیش ساخته بتونی و یا فولادی، اجزاء ساختمان پی ها، تصفیه ستونها، اتصالات، روزنه های لوله کشی.

- تعمیرات بتن، شامل : روسازی حفرات سنگها و فواصل آنهاپر کردن حفرات

مورد کاربردی

آماده سازی زیرکار

موفقیت در انتقال نیروهای وارده توسط مواد پیوند دهنده کاملاً به زیر کار بستگی دارد.

این موفقیت ذکر شده را می توان در 3 واژه خلاصه کرد.

1- سلامت (Sound)2- تمیزی (Clean)3- ثبات (Stable)

زیرکار سیمانی می بایست :

- عاری از هر گونه چربی یا گرد و غبار، روغن و مواد آلوده باشد.

- عاری از هرگونه روغن قالب و مواد عمل آورنده باشد.

- عاری از هرگونه پوسته و بخشهای سست و لق باشد.

- عاری از پوسته سیمانی و دوغاب سیمان باشد.

زیرکارهای فلزی می بایست :

- عاری از هرگونه روغن، چربی، گرد و غبار و مواد آلوده باشند.

- عاری از لایه های پوسته ورقه شده باشند.

روشهای آماده سازی سطوح زیرکار

انتخاب نوع روش آماده سازی سطوح زیرکار به عواملی چون :

شرایط زیرکار، امکانات محلی و نوع ملات مصرفی بستگی دارد. سطح قدیمی را می توان با استفاده از روشهای زیر آماده کرد.

- سند بلاست نمودن، واتربلاست شدید، قلم و چکش کاری، مضرس کردن و خراش دادن سطوح، خراشیدن و زبر کردن سطوح عامل اصلی پیوند و چسبندگی ملات با سطح زیر کار است.

- باید به این نکته توجه داشت که زیرکردن بیش از اندازه سطوح موجب جلوگیری از روان شدن ملات بر روی سطح می گردد.

رطوبت در بتن زیرکار

هنگامیکه زیرکار از نوع بتنی، ملات سیمایی و یا ملات سیمانی اصلاح شده با مواد پلیمری باشد، مرطوب بودن زیرکار الزمی است. اشباع کردن زیرکار از آب موجب جلوگیری ازخشک شدن ملات مصرفی (در اثر جذب آب ملات توسط زیرکار) شده و باعث افزایش چسبندگی می گردد.

سطح زیرکار خشک موجب از دست رفتن آب ملات و مایع پلیمری آن می گردد که نتیجه آن، ضعیف شدن چسبندگی در محل اتصال است. مدت زمان مرطوب نگه داشتن زیرکار به درجه جذب آب زیرکاربستگی داشته و بایستی مقدار آب مازاد را قبل از ملات ریزی با استفاده از پمپ، اسفنج، فشارباد، دستگاه و کیوم و... جمله آوری کرد. ملاتهای اپوکسی برخلاف ملاتهای سیمانی برای بوجود آوردن پیوندی قوی نیازمند زیرکاری خشک هستند ولی گروتهای چسباننده کلینیک بتن حتی در محلهای کم رطوبت نیز بخوبی می چسبند.

قالب گذاری

طراحی قالبها باید به گو. نه ای باشد که در حین گروت و ملات ریزی هیچگونه تغییر و جابجایی در آنها بوجود نیاید. قالبها راباید بالاتر از سطح گروت کاری در نظر گرفت. این مقدار اضافی راباید برای اطراف نیز در نظر گرفت. در گروت و ملات ریزی بایستی اطمینان حاصل نمود که هوای محبوس درون ملات از آن خارج شود.

پس باید روزنه های باز را در سمت مخالف محل گروت و یا ملات ریزی و یا در گوشه ها و زاویه ها تعبیه نمود. این روزنه ها محلی برای بررسی گروت و ملات ریزی در حین کار خواهند بود.

ژوینهای موجود در قالبها و یا هر نوع وسیله فاصله دهنده در محل اتصال قالبها، زیرکار با محلهای نصب و سوار کردن باید برای جلوگیری از نشت شیره ملات مسدود شوند. برای اینکه این قالبها براحتی باز شوند می توان از مواد رها کننده قالب همچون روغن قالب با کیفیت بالا استفاده به عمل آورد و از مواد پارافینی نیز برای ملاتهای اپوکسی استفاده کرد.

آماده سازی مخلوط ملات

هر جا که امکان مصرف ملات مخلوط آماده وجود دارد می توان از تمامی محتوی بسته استفاده نمود. در صورت چند جزیی بودن مواد، می توان آنها را با هم مخلوط نمود و در صورت یک جزیی بودن ملات می توان از دستورالعمل استفاده نمود. باید توجه داشت که حتماً یک نمونه کوچک از ملات تهیه شود و همچنین در هنگام اختلاط اپوکسی، به علت قیمت بالای آن بهتر است راهنمای سازنده را بطور دقیق اجرا نمود.

رعایت نکات زیر الزامی است :

- مواد تشکیل دهنده ملات از قبل آماده شده سیمانی خشک و یا مصالح سنگی بخش اپوکسی را باید تماماً در یک ظرف خالی کرد و کاملاً مخلوط نمود تا در اثر جابجایی در حمل و نقل ته نشینی در آن بوجود نیاید.

- اصلاح نمودن مخلوط نسبت بندی شده توسط مواد افزودنی دیرگیر یا افزودنی زودگیر مجاز نمی باشد.

- ملاتهای مایع را باید با سرعت کم مخلوط نمود تا از هوادهی به درون مخلوط ملات جلوگیری به عمل آید. در چنین حالاتی حبابهای هوای وراد شده به درون ملات بر روی سطح ملات مایع آمده و در هنگام نصب صفحه ستونها و ماشین آلات موجب کاهش اتصالات بین ملات آنها می گردد. در صورتیکه امکان داشته باشد بهتر است تا عمل هواگیری (Ventilater) از مخلوط ملات بصورت محدود انجام شود.

کارگذاری مخلوط (ملات ریزی)

هنگام گروت ریزی در زیر صفحه ستونها و... باید محل ریختن کاملاً از ملات پر شود. ملات سیمانی باید بطور پیوسته ریخته شود. چنانچه از فشار ملات ریزی کاسته شود، به حالت شل (Sluggish) در آمده و نهایتاً روانی آن از بین رفته و روان کردن مجدد آن مشکل خواهد بود.

در این رابطه ملات رزینهای مصنوعی دارای مصرف راحتری هستند. این ملاتها در هنگام ریخته شدن به شکل آهسته و مطمین در جریان خواهند بود تا اینکه به بخش مقابل قالب برسند. حتی در صورتیکه عمل ریختن ملات به دلیلی متوقف شود به محض اینکه ملات جدید ریخنه شدف ملات قبلی شروع به حرکت می کند.

برای اینکه مابین سطح ملات زیخته شده و زیر صفحه ستون فاصله ای بوجود نیاید سطح ملات ریخته شده از سطح زیرین صفحه ستون پایین تر بیاید.

برای اینکه جریان روان ملات در زیرصفحه ستون به سادگی امکان پذیر باشد باید اعمال زیر را به انجام رسانید :

کوبیدن ملات با استفاده از میله اسلامپ و یا یک قطعه چوب از محل ریختن ملات (روزنه)

کشیدن حلقه هایی از سیم یا زنجیر از طرف مقابل روزنه

کوبیدن آرام بر روی پهلوهای قالب بوسیله چکش

عمل آوری

تمامی ملاتهای سیمانی و اپوکسی برای اینکه از تبخیر سریع رطوبت در امان باشند باید عمل آوریشوند. عمل آوردن ملات با استفاده از مواد پوشش دهنده (کیورینگ) و یا با استفاده از گونی خیس پس از ریختن ملات به انجام می رسد و با توجه به شرایط آب و هوایی سه روز ادامه می یابد. در این میان ملاتهای اپوکسی احتیاج به عمل آوری خاصی ندارند.

نمونه کاربردی ملات گروت مایع

نصب زیر سری ماشین آلات

ملات و گروت مایع به انکر بولت نمودن زیر صفحه ماشین آلات، باید توان جذب نیروهای اساتیکی و دینامیکی و انتقال آنها از ملات به زیرکار بتنی را داشته باشد. انواع تنشهای کششی، برشی، فشاری و بار دینامیکی ممکن است بیش از اندازه بار استاتیکی باشند. برای اطمینان از اینکه بار وارده تماماً به زیر کار انتقال می یابد باید چسبندگی بین صفحه زیرسری و ملات مناسب باشد. به همین خاطر است که باید از تمرکز تنشهای منطقه ای جلوگیری کرد پس در نتیجه ملات باید عاری از هر نوع حباب هوا بوده و دارای قوام و روانی مطلوب باشد. ملات نیز باید بصورت پیوسته و بدون توقف به انجام برسد.

باید توجه داشت که قبل از گروت ریزی اطراف انکربلتها، گروت کاری شوند و پس از آن ملات زیر صفحه در یک مرحله ریخته شود.

پی (فوتینگ) ستونها و دیوارهای حایل

در این نوع زیرکار، ملات و گروت تنها نقش جذب نیرو و انتقال بارهای استاتیکی را ایفا می کنند

صفحه ستونهای فولادی

در مکانهاییکه اندازه های فوتینگ مناسب باشند پیشنهاد می شود از روش جای دادن مواد خشک (Dry pack) برای اجرای گروت و یا ملات کاری استفاده شود. اگر قرار بر این باشد که زیر صفحه ستونها از ملات مایع پر شود باید حتی الامکان از آب آوری و ایجاد حباب هوا در ملات جلوگیری بعمل آید.

ستونها پیش ساخته بتنی با آرماتورهای اتصال آماده

در این حالت باید اطمینان حاصل نمود که حفره های طراحی شده به شکل مناسبی گروت کاری شده اند. این نوع انکرها می توانند به دو صورت به انجام رسند.

- این طرح از نظر تکنیکی ترجیح داده می شود. زیرا اتصال فولاد به بتن بهتر کنترل شده و مطمئن تر است.

- اثر توقف در حین ملات ریزی در کل ملات ریزی دارای کمترین حساسیت می باشد.

انکربلتها

برای گروت کاری انکربلتها و پن ها، مخلوط ملات باید به حد کافی قوام و روانی داشته باشد تا سطحاتصال بلتها و جداره حفره ها را بخوبی آغشته از مواد چسبنده نماید. حفرات تعبیه شده باید به اندازه ای باشند تا فاصله کافی برای جریان یافتن ملات در اطراف بلت را مهیا نمایند. حداقل فاصله بین شفقت بلت با جداره حفره باید تقریباً سه برابر بزرگترین اندازه دانه بندی موجود در مخلوط ملات باشد.

پر کردن حفرات بزرگ

در هنگام پر کردن حفرات بزرگ باید تمایل جمع شدگی ملات سیمانی را در نظر گرفت. همین مساله را در مورد ملات رزین اپوکسی نیز باید در نظر داشت (زیرا با واکنش حرارت زا همراه است. ) با افزودن مصالح سنگی درشت دانه به مخلوط آماده گروت تمامی این تأثیرات جبران می گردند.

الف) افزودن مخلوط سنگی درشت دانه به ملات مخلوط شده

با توجه به اندازه حفرات می توان از مصالح سنگی با اندازه های متفاوت استفاده کرد(اندازه های...، 32-16، 16-8، 8-4 میلیمتر). مقدار مصالح سنگی درشت دانه بسته به درجه کارایی مورد نظر تعیین می شود و معمولاً بین 10% تا 50% (وزنی) مخلوط آماده می باشد. سنگدانه های گرد گوشه و صاف، کارایی بهتری را بوجود می آورند.

ب) پر کردن حفرات از قبل

بجای افزودن مصالح سنگی درشت دانه به ملات مخلوط آماده می توان از روش دیگری نیز استفاده کرد. در این روش حفره با مصالح سنگی درشت تا یک ارتفاع مشخص پر شده و بر روی آن ملات ریخته می شود. این عمل در چند مرحله صورت می گیرد تا حفره پر شود.

برای استفاده از این روش که در اجرای Epoxy Grout گروت سیمان اصلاح شده با پلیمر توصیه می شود.

ابتدا ملات مخلوط آماده را داخل حفره ریخته و پس از آن مصالح سنگی بر روی ملات ریخته شده و در نهایت نیز عمل اختلاط ملات و سنگدانه به انجام می رسد.

عملیات فوق را باید مرحله به مرحله تا پر شدن حفره به انجام رساند.

کاربرد موارد مشابه

رزین اپوکسی دو جزیی

آنکر کردن افقی و روی تاجی

در مکانهایی که امکان گروت ریزی در جا برای آنکربلتها بعلت افقی بودن و یا واقع شدن بر روی تاج وجود ندارد، حفرات را طوری طراحی می کنند تا (Fastener) (حفره و یا سوراخ دریل شده و... ) را توسط ملات مخلوط آماده گروت پر کرده، آنکر بلت را در وسط آن قرارداده و با فشار بداخل آن فرو می کنند. در این روش ملات مخلوط به گونه ای سخت خواهد بود که حفره دریل شده واقع بر روی تاج را با آن پر می کنند اما چیزی از این ملات بیرون نمی ریزند و همچنین به گونه ای نیز پلاستیکی است که می توان بلت را بدون اعمال فشار زیاد بداخل ملات فرو کرد.

پس این ملات باید دو خاصیت را دارا باشد :

1- در هنگام سکون سخت و در هنگام بهم خوردن روان شود (Thixotrop)

2- خاصیت مربوط کنندگی مطلوبی از خود بروز دهد و توان چسبندگی مناسبی را از خود نشان دهد و بهبتن و فولاد بخوبی بچسبد.

چسباندن صفحه های فلزی کوچک

صفحه های کوچک فلزی را می توان بدون بروز هیچگونه مشکلی بر روی سطوح تاج و سطوح عمودی با مصرف گروت رزین اپوکسی متصل نمود.

تزریق در حفراتی که نمی توان آنها را گروت ریزی نمود .

در مکانهایی مانند مابین حایلها و تیر ریزیها که به مقاومت بالا و چسبندگی مطمین نیازمند می باشد (مثلاً زمانیکه تعمیرات سازه ای انجام می شود). در محلهایی که فضای کافی برای روان شدن ملات بین اجزاء سازه وجود، در چنین شرایطی می توان از تزریق ملات رزین اپوکسی دو جزیی برای پر کردن فضا و حفرات موجود با استفاده از دستگاه تزریق استفاده نمود. برای این منظور عملیات با پر کردن ته حفره آغاز می شود و در حین تزریق آرام و آرام دستگاه به بیرون کشیده می شود.

ملات رزین اپوکسی سه جزیی

ملات رزین اپوکسی که دارای فیلر سیلیسی است حاوی مواد زیر می باشد :

1- رزین اپوکسی 2- عمل آور هاردتر آرمین 3- مصالح سنگی با مقاومت بالا

برای آماده کردن ملات 3 جزیی باید 3 جزء را طبق راهنما با هم مخلوط کرد.

ملات اپوکسی 3 جزیی برای پر کردن حفرات فرموله ویژه با روش بسته – خشک است که از طریق ریختن و ضربه کوبی انجام می گردد.

به این دلیل که مقدار مواد چسباننده با بخش بسیار زیادی از ماسه کوارتز افزایش می یابد (10 : 1) ملات ریخته شده دارای تخلخل زیادی می باشد. برای استفاده در فضای آزاد پیشنهاد می شود که سطحی که در مجاورت محیط می باشد توسط یک درزگیر و مسدود کننده اپوکسی پوشش داده می شود. (مخلوطی از بخشهای A و B )

ملات پلیمری آماده دو جزیی

ملات پلیمری سخت شونده بر پایه متیل متکریلیت شامل دو بخش می باشد :

1- بخش مایع منومر متیل متکریلیت

2- بخش پودری پراکسید

برای آماده سازی مخلوط برای مصرف دو جزء آنرا بخوبی مخلوط نموده و تکان داده و بر روی سطوح خشک اجرا می کنند. چنانچه حفرات بزرگ باشند می توان از مصالح سنگی تمیز و خشک mm 7-2 با نسبت وزنی 1 : 1 استفاده نمود. قابل ذکر است که ملاتهای پلیمری را در سطوح با حداکثر شیب 45 درجه می توان بکار برد.

از موارد کاربرد ملاتهای پلیمری می توان به محلهای زیر اشاره نمود:

- جاده های بتنی

- کف سازیهای صنعتی

- باند فرودگاهها

- محلهای پارک ماشین

- جای گذاری زیر پلها و غیره

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))