تست التراسونیک بتن
تست التراسونیک یا تست سرعت پالس های التراسونیک با فرکانس۵۰ تا۵۴ هرتز یک آزمایش غیر مخرب جهت بررسی پایداری و مقاومت بتن ، بررسی کیفیت دانه بندی های بتن و وجود ترک خوردگی و...در بتن میباشد. علاوه بر موارد فوق امکان بررسی عمق ترک های موجود در بتن نیز وجود دارد.
نحوه ی عملکرد دستگاه التراسونیک
اهداف استفاده از ازمایش التراسونیک :
۱)بررسی کیفیت دانه های استفاده شده در ساختار بتن
۲)بررسی کیفی مقاومت و پایداری بتن
۳)بررسی وجود یا عدم وجود ترک در بتن
۴)بررسی عمق ترک خوردگی های سطح بتن
نحوه ی انجام آزمایش التراسونیک:
امواج التراسونیک با فرکانس های ۵۰ تا ۵۴ هرتز توسط یک فرستنده ایجاد و به عمق بتن فرستاده میشود،امواج ارسال شده توسط گیرنده ای دریافت میشود. در این داد و ستد امواج مدت زمان ارسال موج اهمیت دارد.(سرعت موج از نسبت فاصله به زمان حاصل میشود).
سرعت پالس التراسونیک به مواردی اعم از چگالی بتن و خاصیت الاستیک آن وابسته است.به طوری که سرعت پالس التراسونیک با چگالی بتن و مقاومت بتن و خاصیت الاستیسیته آن رابطه ی مستقیم دارد.
ویژگی های موج التراسونیک:
۱)زمان انتقال:مدت زمانی که موج ما فوق صوت از فرستنده تا گیرنده ارسال میشود.
۲)آغازه ی پالس:سریع ترین قسما موج که توسط گیرنده دریافت میشود
۳)طول مسیر:مسیر مشخصی از بتن که موج از آن عبور میکند
چگونگی تشخیص وجود ترک در بتن توسط آزمایش التراسونیک:
وجود ترک در بتن بر سرعت امواج تاثیرگذار است به نحوی که با عبور موج از سطح بتن برای اندک زمانی موج در فضای خالی ترک گیر افتاده و سرعت انتقال موج متغییر میشود.از این روش به وجود ترک در بتن پی میبریم.
با داشتن تفاوت زمان ارسال موج در بتن سالم و بتن ترک خورده میشود به عمق ترک پی برد.
: عوامل موثر بر سرعت موج التراسونیک در سطح بتن:
۱)طول سطح بتن
۲)چگالی بتن
۳)خاصیت الاستیسیته بتن
۴)مقدار رطوبت بتن(سرعت پالس ها با افزایش رطوبت افزایش می یابد )
۵)وجود یا عدم وجود فولاد تقویت شونده(سرعت پالس هادر فولاد به طور کلی بسیار زیاد است)
۶)سن بتن: بتن در مدت زمان ۲۸ روز به استحکام ۹۹ درصد میرسد در این مدت واکنش های هیدراتاسیون بتن انجام میگیرد.پس از پایان ۲۸ روز و زمانی که بتن به بالاترین درجه در سختی رسیده بهترین سن بتن برای انتشار امواج فراصوت(التراسونیک) میباشد. سرعت صوت بالا نشان دهنده ی سن خوب بتن برای انتشار موج می باشد.
۷)ویژگی های سنگدانه: سرعت انتشار موج التراسونیک(فراصوت)در دانه های ماسه ای و سنگدانه ها بیشتر از سرعت آن در خمیر های سیمانی است علت این امر تراکم بالای دانه ها میباشد.بنابر این گفته هرچه مقدار سنگدانه ها و دانه های ماسه ای داخل بتن بیشتر باشد سرعت فراصوت بیشتر است.
دمای بتن:
تغییر دمای بتن در محدوده ی ۱۰ تا ۳۰ درجه ی سانتی گراد تاثیر زیادی بر سرعت انتقال موج نداشته و قابل چشم پوشی میباشد ولیکن تغییر دما در خارج از این محدوده لازم به بررسی های زیر میباشد
ضریب تصحیح اثر دما بر انتقال پال التراسونیک:
دما ۶۰ درجه(بتن خشک +5و بتن اشباع+۴)
دمای ۴۰ درجه(بتن خشک+۲درجه و بتن اشباع+ ۱/۷)
دمای ۲۰ درجه(بتن خشک ۰ و بتن اشباع ۰)
دمای ۰ درجه(بتن خشک ۰.۵ و بتن اشباع منفی ۱)
دمای منفی۴ درجه(بتن خشک منفی۱.۵ و بتن اشباع منفی۷.۵)
ویژگی های دستگاه التراسونیک:
مشخصات کلی:
این دستگاه دارای دو عدد مولد موج،تقویت کننده ی موج و وسیله ی الکترونیک برای بررسی زمان عبور موج بین فرستنده و گیرنده می باشد
ویژگی های دستگاه:
۱)این دستگاه باید توانایی اندازه گیری زمان عبور در طول ۱۰۰ میلیمتر تا ۳ میلیمتر را با دقت مثبت و منفی ۱ درصد داشته باشد.
۲)دستگاه باید قابلیت های خود را در رطوبت دما و ولتاژ هایی که توسط سازنده مشخص شده حفظ نماید.
مولد های دستگاه:
فرکانس مولد ها معمولا بین ۲۰ تا ۱۵۰ khzمیباشد با این وجود این فرکانس ها در مییر های طولانی در حد ۱۰ khzو در ملات و دوغاب ها تا ۱Mkhzمیرسد.
محدودیت های ازمایش التراسونیک:
با وجود کارامد بودن تست التراسونیک اما این روش محدودیت هایی دارد
۱) این تست به اپراتوری با دقت و مهارت بسیار بالا نیازمند میباشد
۲)قسمت های زبر و غیرهموار بتن برای این ازمایش مناسب نبوده و ارسال امواج در سطح این بتن کار دشواری میباشد
۳) این تست توانایی بررسی ترک خوردگی و ناپیوستگی های کوچک را ندارد
۴)قبل از هربار استفاده از این دستگاه،باید دستگاه طبق استانداردهای مرجع کالیبره گردد
تست التراسونیک یا تست سرعت پالس های التراسونیک با فرکانس۵۰ تا۵۴ هرتز یک آزمایش غیر مخرب جهت بررسی پایداری و مقاومت بتن ، بررسی کیفیت دانه بندی های بتن و وجود ترک خوردگی و...در بتن میباشد. علاوه بر موارد فوق امکان بررسی عمق ترک های موجود در بتن نیز وجود دارد.
نحوه ی عملکرد دستگاه التراسونیک
اهداف استفاده از ازمایش التراسونیک :
۱)بررسی کیفیت دانه های استفاده شده در ساختار بتن
۲)بررسی کیفی مقاومت و پایداری بتن
۳)بررسی وجود یا عدم وجود ترک در بتن
۴)بررسی عمق ترک خوردگی های سطح بتن
نحوه ی انجام آزمایش التراسونیک:
امواج التراسونیک با فرکانس های ۵۰ تا ۵۴ هرتز توسط یک فرستنده ایجاد و به عمق بتن فرستاده میشود،امواج ارسال شده توسط گیرنده ای دریافت میشود. در این داد و ستد امواج مدت زمان ارسال موج اهمیت دارد.(سرعت موج از نسبت فاصله به زمان حاصل میشود).
سرعت پالس التراسونیک به مواردی اعم از چگالی بتن و خاصیت الاستیک آن وابسته است.به طوری که سرعت پالس التراسونیک با چگالی بتن و مقاومت بتن و خاصیت الاستیسیته آن رابطه ی مستقیم دارد.
ویژگی های موج التراسونیک:
۱)زمان انتقال:مدت زمانی که موج ما فوق صوت از فرستنده تا گیرنده ارسال میشود.
۲)آغازه ی پالس:سریع ترین قسما موج که توسط گیرنده دریافت میشود
۳)طول مسیر:مسیر مشخصی از بتن که موج از آن عبور میکند
چگونگی تشخیص وجود ترک در بتن توسط آزمایش التراسونیک:
وجود ترک در بتن بر سرعت امواج تاثیرگذار است به نحوی که با عبور موج از سطح بتن برای اندک زمانی موج در فضای خالی ترک گیر افتاده و سرعت انتقال موج متغییر میشود.از این روش به وجود ترک در بتن پی میبریم.
با داشتن تفاوت زمان ارسال موج در بتن سالم و بتن ترک خورده میشود به عمق ترک پی برد.
: عوامل موثر بر سرعت موج التراسونیک در سطح بتن:
۱)طول سطح بتن
۲)چگالی بتن
۳)خاصیت الاستیسیته بتن
۴)مقدار رطوبت بتن(سرعت پالس ها با افزایش رطوبت افزایش می یابد )
۵)وجود یا عدم وجود فولاد تقویت شونده(سرعت پالس هادر فولاد به طور کلی بسیار زیاد است)
۶)سن بتن: بتن در مدت زمان ۲۸ روز به استحکام ۹۹ درصد میرسد در این مدت واکنش های هیدراتاسیون بتن انجام میگیرد.پس از پایان ۲۸ روز و زمانی که بتن به بالاترین درجه در سختی رسیده بهترین سن بتن برای انتشار امواج فراصوت(التراسونیک) میباشد. سرعت صوت بالا نشان دهنده ی سن خوب بتن برای انتشار موج می باشد.
۷)ویژگی های سنگدانه: سرعت انتشار موج التراسونیک(فراصوت)در دانه های ماسه ای و سنگدانه ها بیشتر از سرعت آن در خمیر های سیمانی است علت این امر تراکم بالای دانه ها میباشد.بنابر این گفته هرچه مقدار سنگدانه ها و دانه های ماسه ای داخل بتن بیشتر باشد سرعت فراصوت بیشتر است.
دمای بتن:
تغییر دمای بتن در محدوده ی ۱۰ تا ۳۰ درجه ی سانتی گراد تاثیر زیادی بر سرعت انتقال موج نداشته و قابل چشم پوشی میباشد ولیکن تغییر دما در خارج از این محدوده لازم به بررسی های زیر میباشد
ضریب تصحیح اثر دما بر انتقال پال التراسونیک:
دما ۶۰ درجه(بتن خشک +5و بتن اشباع+۴)
دمای ۴۰ درجه(بتن خشک+۲درجه و بتن اشباع+ ۱/۷)
دمای ۲۰ درجه(بتن خشک ۰ و بتن اشباع ۰)
دمای ۰ درجه(بتن خشک ۰.۵ و بتن اشباع منفی ۱)
دمای منفی۴ درجه(بتن خشک منفی۱.۵ و بتن اشباع منفی۷.۵)
ویژگی های دستگاه التراسونیک:
مشخصات کلی:
این دستگاه دارای دو عدد مولد موج،تقویت کننده ی موج و وسیله ی الکترونیک برای بررسی زمان عبور موج بین فرستنده و گیرنده می باشد
ویژگی های دستگاه:
۱)این دستگاه باید توانایی اندازه گیری زمان عبور در طول ۱۰۰ میلیمتر تا ۳ میلیمتر را با دقت مثبت و منفی ۱ درصد داشته باشد.
۲)دستگاه باید قابلیت های خود را در رطوبت دما و ولتاژ هایی که توسط سازنده مشخص شده حفظ نماید.
مولد های دستگاه:
فرکانس مولد ها معمولا بین ۲۰ تا ۱۵۰ khzمیباشد با این وجود این فرکانس ها در مییر های طولانی در حد ۱۰ khzو در ملات و دوغاب ها تا ۱Mkhzمیرسد.
محدودیت های ازمایش التراسونیک:
با وجود کارامد بودن تست التراسونیک اما این روش محدودیت هایی دارد
۱) این تست به اپراتوری با دقت و مهارت بسیار بالا نیازمند میباشد
۲)قسمت های زبر و غیرهموار بتن برای این ازمایش مناسب نبوده و ارسال امواج در سطح این بتن کار دشواری میباشد
۳) این تست توانایی بررسی ترک خوردگی و ناپیوستگی های کوچک را ندارد
۴)قبل از هربار استفاده از این دستگاه،باید دستگاه طبق استانداردهای مرجع کالیبره گردد