بخشی از مقاله
چکیده :
در این تحقیق، نحوه عملکرد تکنیک سرعت پالس فراصوت به عنوان یک آزمون غیرمخرب براي بتن، به منظور تخمین مقاومت فشاري بتن سبکدانه مورد بررسی قرار میگیرد. براي این منظور در حدود 110 طرح اختلاط بتن سبکدانه که با مصالح شن و ماسه سبک پومیس معدن اسکندان ساخته شده بودند ، مورد استفاده قرار گرفته است. بر روي نمونههاي مکعبی ساخته شده آزمون تعیین سرعت پالس فراصوت و آزمون تعیین مقاومت فشاري انجام گردید.
نتایج آزمایش نشان دادند که با تغییرات در سن، عیار سیمان و مقدار آب به سیمان در مخلوطهاي مختلف بتن سبکدانه موضوع این تحقیق، نحوه تغییرات سرعت پالس در نمونههاي مختلف مطابق با تغییرات در مقاومت فشاري آن نمونهها بوده و این نشانگر این است که میتوان رابطهاي بین این دو برقرار کرد. بر اساس نتایج حاصله، روابط نمایی مابین سرعت انتقال پالس و مقاومت فشاري نمونهها در سنین مختلف، با تقریب قابل قبولی به دست آمدند. در این مقاله نحوه انجام آزمایشات و نتایج حاصله آورده شده است.
-1 مقدمه
تکنیک سرعت پالس فراصوت، که بر اساس محاسبه سرعت انتقال موج فراصوت در بتن ارائه شده است، یکی از روشهاي آزمون غیر مخرب است که به کمک آن میتوان برخی از خصوصیات اعضاي بتنی را تخمین زد. حباب هاي هوا و خلل و فرج موجود در داخل جسم جامد، نحوه انتقال پالسهاي فراصوتی را تحت تاثیر قرار میدهند. با علم به اینکه، حبابهاي هواي موجود در داخل بتن سبکدانه، به علت شرایط خاص سنگدانههاي آن بیشتر از بتن معمولی است، لذا در این تحقیق سعی شده است که نحوه عملکرد این نوع روش آزمون غیر مخرب، در مورد بتن سبکدانه مورد بررسی قرارگرفته و رابطهاي بین مقاومت فشاري و سرعت انتقال پالس فراصوت از میان نمونههاي بتنی به دست آید. لذا تعداد 110 طرح اختلاط بتن سبکدانه با مقادیر متفاوت آب، سیمان، میکروسیلیس - SF - ، فوقروانکننده - SP - ، ریزدانه و درشت دانه سبک در آزمایشگاه دانشگاه صنعتی سهند تبریز تهیه شده و بر روي نمونههاي بتنی در سنین 7، 28 و90 روزه، آزمون تعیین سرعت پالس به روش انتقال مستقیم انجام گرفته است.
-2 روش کار
-1-2 مصالح مصرفی
سیمان ومیکروسیلیس مورد استفاده عبارتند از: سیمان نوع 2 - صوفیان - ، میکروسیلیس ازنا. درشت دانه استفاده شده در طرحها، شن سبک پومیس اسکندان با حداکثر اندازه 12/5 میلیمتر و ریزدانه مصرفی، ماسه سبک پومیس اسکندان با مدول نرمی 2/88 میباشد. منحنیهاي دانهبندي شن و ماسه سبک بر اساس استاندارد ASTM C 330 اصلاح گردیدند که نمودار دانهبندي مصالح مصرفی قبل و بعد از اصلاح در شکل - 1 - نشان داده شدهاند. وزن مخصوص میل نخورده شن در حدود 730 کیلوگرم بر متر مکعب تعیین شد و از آب شرب شهر سهند در ساخت تمامی مخلوطها استفاده شده است.
-2-2 مشخصات طرحهاي اختلاط، جزئیات نمونهها، نحوه نگهداري و آزمایشهاي انجام شده
در این پروژه، در حدود 110 طرح اختلاط بتن سبکدانه در نظر گرفته شد، که از این تعداد حدود 20 طرح اختلاط به صورت آزمایشی ریخته شد و آزمایشات برروي نمونه هاي ساخته شده از 90 طرح باقیمانده انجام گرفته است. طرحهاي اختلاط بر اساس استاندارد ACI 211. 2-98 ، و با نسبت ماسه به شن 1/0 و 1/05 و 1/1 و 1/15 و 1/2 و 1/25، نسبت آب به مواد سیمانی 0/37 و0/39 و 0/41، عیار سیمان 350 و 400 و 450 کیلوگرم برمترمکعب و میکروسیلیس به میزان 10 درصد وزنی مواد سیمانی در نظر گرفته شدند. در این طرحها از فوقروانکننده به مقدار 0/5 و 0/7 درصد مواد سیمانی استفاده شد.
وزن مخصوص بتن تازه در این طرح ها، در حدود 1650 الی 1800 کیلوگرم برمترمکعب بود. کلیه نمونهها پس از 24 ساعت از زمان ساخت، از قالبها خارج و تا سنین 7، 28 و 90 روزه در محیط آزمایشگاه و در داخل آب معمولی با دماي تقریبی 20 درجه سانتیگراد عمل آوري شدند. براي هر طرح اختلاط تعداد 11 نمونه مکعبی به ابعاد 10×10×10 سانتی مترساخته شدند که سه نمونه در سن 7 روزه، سه نمونه در سن 28 روزه و سه نمونه در سن 90 روزه مورد آزمایش قرار گرفته و دو نمونه باقیمانده به عنوان نمونههاي شاهد نگهداري شدند.
بر روي نمونههاي مکعبی در سنین یاد شده، ابتدا آزمون غیر مخرب تعیین زمان انتقال پالس فراصوت به روش انتقال مستقیم، توسط دستگاه آزمایشگر تعیین سرعت پالس - - U.P.V Tester انجام شد که نحوة انجام این آزمون برروي یکی از نمونهها در شکل - 2 - نشان داده شده است. فرکانس پالس هاي ارسالی از طرف دستگاه 54 KHz بود و مدت زمان انتقال پالس بر حسب میکروثانیه وبا دقت 0/1 میکروثانیه، بر روي صفحه دیجیتالی دستگاه نمایش داده میشد.
در تمامی آزمایشات از گریس نسوز براي اتصال دادن مولدها - - Transducers بر روي سطح بتن استفاده شد، که قبل از انجام آزمایش، سطوح تحت آزمایش، صاف و مسطح میشدند. بر روي هر نمونه به تعداد 5 قرائت از زمان عبور پالس در نقاط مختلف سطح بتن انجام میشد تا اینکه تقریباٌ تمامی سطح نمونه و در نتیجه تمام حجم نمونه مورد آزمایش قرار گیرد. پس از اتمام آزمون میانگیننتایج به دست آمده، به عنوان مدت زمان انتقال پالس براي نمونه مورد نظر ثبت میشد.
