تست اولتراسونیک بتن چیست؟

تست اولتراسونیک بتن یا آزمایش اولتراسونیک بتن موسم به تست UPV یکی از انواع آزمایش‌های بتن از نوع غیر مخرب است. این آزمایش میزان مقاومت بتن را می سنجد. علاوه بر آن به منحنی دانه بندی بتن و کیفیت دانه بندی بتن در بخش های مختلف میتوان دست یافت. در تست اولتراسونیک بتن، ترک خوردگی در بتن، ناپیوستگی، عمق و ابعاد و مقدار ترک ها را نیز میتوان تخمین زد. از دیگر وظایف این آزمایش میتوان به بررسی کیفی عملیات مقاوم سازی روی بتن اشاره کرد. این موضوع در بررسی روند آب بندی بتن سازه ها نقش دارد. مهمترین ویژگی این آزمایش غیر مخرب بودن آن است. یعنی نمونه در حین آزمایش تخریب نمیشود و آسیب نمیبیند. در صورتی که در آزمایش‌های دیگر در بتن، نمونه آزمایش شده تقریباً تخریب می‌شود.

چگونه آزمایش اولتراسونیک بتن انجام می شود؟

این تست از طریق ارسال یک پالس از جنس امواج اولتراسونیک با فرکانس 50 تا 54 هرتز توسط یک فرستنده به داخل بتن و اندازه گیری مدت زمان عبور امواج از داخل بتن انجام میگیرد. پس از آن دریافت به وسیله گیرنده و محاسبه سرعت امواج جهت به دست آمدن مقاومت بتن انجام می‌شود. سرعت عبور امواج را توسط مدت زمان عبور امواج اولتراسونیک از داخل بتن و طول مورد نظر میتوان به دست آورد. این سرعت تحت تاثیر ویژگی های الاستیک بتن و چگالی آن می‌باشد. در نهایت اگر سرعت بالا باشد به معنی بالاتر بودن مدول الاستیسیته بتن، چگالی و مقاومت و سختی آن است.

دستگاه تست اولتراسونیک بتن (Ultrasonic Concrete Tester / Ultrasonic Pulse Velocity test) چیست؟

این دستگاه‌ها کوچک هستند و قابلیت حمل آنها آسان است. از نظر ظاهری در تنوع‌های گوناگون وجود دارد. اما روند همه یکی است. برخی از دستگاه‌های تست اولتراسونیک بتن ضد آب هستند و قابلیت استفاده در زیر آب را نیز دارند.

اهداف آزمایش اولتراسونیک بتن

• به دست آوردن عمق، ابعاد و اندازه ترک های به وجود آمده در بتن
• به دست آوردن مقاومت بتن، دانه بندی در بخش های مختلف و منحنی دانه بندی بتن
• میزان کیفیت مقاوم سازی بتن

چه تاثیری ممکن است بر نتایج تست اولتراسونیک بتن اتفاق بیافتد؟

سرعت در تست اولتراسونیک بتن به طول مسیر، ابعاد نمونه آزمایشی، میزان رطوبت، مسلح بودن یا نبودن بتن بستگی دارد. شکل نمونه آزمایشی معمولاً تاثیری روی سرعت پالس ندارد مگر اینکه ابعاد نمونه از طول موج پالس ارسالی کمتر باشد. به عنوان مثال برای عبور فرکانس 50 هرتزی نباید ابعاد کمتر از 80 میلیمتر باشد.

• سرعت عبور پالس‌ها معمولاً از فلزات بیشتر است. به همین دلیل در بتن از میلگرد استفاده میشود که به این عمل «مسلح شده» می‌گویند. سرعت بالای پالس های عبوری به همین علت می‌باشد.
• یکی دیگر از عواملی که باید اندازه گیری شود میزان رطوبت بتن است و بایستی در نتایج آزمایش لحاظ شود.
• دمای محیط از دیگر عوامل تاثیرگذار در تست اولتراسونیک بتن است که رابطه ی برعکس با سرعت پالس‌های عبوری دارد. یعنی هرچه دمای بتن و محیط پایین باشد سرعت پالس های ارسالی افزایش می‌یابد. کاهش دما باعث می‌شود اندازه فضاهای خالی در بتن کاهش یابد.

عوامل تاثیر گذار در سرعت امواج التراسونیک در بتن چیست؟

• سن بتن
• شرایط رطوبتی
• وجود آرماتور
• ریز ترک ها
• نوع سنگدانه

مزایای تست اولتراسونیک بتن

• عدم نیاز به تخریب
• تشخیص کیفیت بتن در زمان کم
• قابلیت تفسیر آسان نتایج با توجه به فاکتورهای مختلف
• انجام تست در شرایط مختلف آب و هوایی
• تعیین سایز و عمق عیوب
• دقت بالا در تشخیص محل ناپیوستگی و شکل و سایز آن

معایب و محدودیت های تست اولتراسونیک بتن

• کار با دستگاه نیاز به دانش فنی و تجربه بالا دارد.
• دقت و مهارت بالای اپراتور برای انجام آزمایش لازم است.
• سطح تست باید صاف باشد.
• حساسیت این روش در تشخصی ناپیوستگی‌های حجمی کوچک مثل حفره‌های گازی پایین است.

نتیجه گیری

اندازه‌گیری سرعت پالس اولتراسونیک یکی از ارزشمندترین روش‌ها برای آزمایش ویژگی‌های داخلی بتن است. غیر مخرب بودن آن از دیگر ویژگی های آن است. بسیار حیاتی و مهم است که این آزمایش به وسیله کارشناسان با تجربه و مهندسانی که آشنایی کامل با این تکنیک دارند انجام گیرد. همچنین توصیه می شود که هم زمان با این آزمایش، بتن مورد نظر با یک روش غیر مخرب دیگر مثل چکش اشمیت تست شود.