اقرأ في هذا المقال
كيف يتم التخطيط للاختبارات في الموقع للخرسانة؟
يشمل التخطيط للاختبار في الموقع للخرسانة من حيث القوة والمتانة والأضرار النظر في أنسب الاختبارات للحصول على الأهداف المحددة للتحقيق، وعدد الاختبارات اللازمة لإظهار الحالة الحقيقية للخرسانة، وموقع هذه الاختبارات. مع زيادة التركيز على إعادة استخدام وإطالة عمر الهياكل، غالبًا ما يصبح من الضروري تقييم قدرة الهياكل الخرسانية الحالية.
أحد المكونات الرئيسية لهذا التقييم يتعلّق بالقوة الملموسة. يتم الحصول على النتائج الأكثر موثوقية عن طريق أخذ النوى. ومع ذلك، يتم إجراء هذا التقييم بشكل مثالي مع مجموعة من الاختبارات المدمرة وغير المدمرة لتقليل الأضرار التي تلحق بالهيكل.
سيتم وصف تخطيط برنامج لِلاختبارات في الموقع للخرسانة في هذه المقالة. بحيث يمكن تقسيم الطُرق المتاحة حاليًا لتقييم قوة الخرسانة في الموقع للهياكل القائمة على نطاق واسع إلى مجموعتين. مجموعة واحدة من الاختبارات غير مدمرة تمامًا. المجموعة الأخرى مدمرة جزئيًا حيث تسبب الاختبارات ضررًا محدودًا للسطح.
لتقييم قوة الخرسانة الموجودة، تندرج طرق مثل اختبار صلابة السطح واختبار سرعة النبض بالموجات فوق الصوتية واختبار مقاومة الاختراق واختبار النضج ضمن فئة غير مدمرة. تشمل الاختبارات المدمرة جزئيًا اختبار الدفع واختبار CAPO واختبار الانسحاب واختبار الكسر.
تقوم هذه المقالة أيضًا بتقييم وتحليل نقدي لإمكانية التطبيق والقيود المفروضة على الأساليب المستخدمة لتقييم قوة الخرسانة في الهياكل القائمة. تم العثور على مُعظم طُرق تقييم القوة لقياس خاصية معينة مثل المرونة والكثافة وقوة الشد أو صلابة الخرسانة ومن ثم ربط القيمة المقاسة بمقاومة الضغط. تظهر الدراسات التي أجريت على هذه الطرق تباينًا كبيرًا في العلاقات المتبادلة بين قوة الضغط المقدرة والمتوقعة. لوحظ أن الطرق المدمرة جزئيًا توفر ارتباطات جيدة الاتساق بين قوة الضغط المقدرة والمتوقعة.
المنهج المتسلسل العام لاختبار الخرسانة في الموقع:
من المهم ترتيب برنامج ممتاز مع التحليل والتفسير كنشاط مستمر بغض النظر عن الدافع أو سبب التحقيق.التخطيط للاختبار في الموقع للخرسانة من حيث القوة والمتانة والأضرار يجب أن يمر بالمراحل التالية:
- النهج المتسلسل العام.
- الفحص العيني.
- اختيار الاختبار.
- عدد الاختبارات ومكانها.
1- الفحص البصري للاختبار في الموقع للخرسانة:
من الممكن الحصول على معلومات مفيدة خاصة عندما تقوم العين المدرّبة جيدًا بإجراء الفحص البصري. قد تتعلّق ميزات الفحص البصري بالصنعة وتدهور المواد وإمكانية الخدمة الهيكلية. من المهم للغاية بالنسبة للمهندسين التعرّف على أنواع مختلفة من الشقوق التي من المحتمل مواجهتها. قد يكون التعشيش ناتجًا عن صنعة قياسية منخفضة، ومع ذلك، قد يكون النزيف المفرط أو الفصل في مفاصل المصاريع ناتجًا عن مشاكل في الخلطات الخرسانية وربما يؤدي إلى تشقق انكماش البلاستيك.
يمكن أن تعكس الانحرافات الكبيرة والتشققات الانثناءية عدم كفاية هيكلية وهذا غالبًا سبب لإجراء تقييم في الموقع للهياكل. من المحتمل أن تؤدي الحركات الهيكلية والحركات الحرارية والانحرافات طويلة المدى إلى مشاكل في إطارات الأبواب أو تشقق النوافذ أو تشقق الهيكل أو تشطيبه. في هذه الحالات، قد تعطي مقارنة الفحص البصري لعضو مماثل معلومات مهمة. يظهر تدهور المواد بشكل متكرر من خلال تشقق الخرسانة ويمكن أن يعطي تكسير السطح وتقييم نمط الشقوق إشارة أولية للسبب.
الأسباب الأكثر شيوعًا هي تآكل قضبان الحديد الناتج عن عدم كفاية سماكة الغطاء الخرساني أو تركيز الكلوريد الكبير وهجوم الكبريتات وعمل الصقيع وتفاعلات الركام القلوي. إنّ علامات هجمات الكبريتات تعمل على تطوير نمط تشققات عشوائية بطبقة بيضاء مبلّلة على السطح، ولكن يُفترض أن يكون انشقاق الخرسانة وتشظيها في اتجاه قضبان الحديد مؤشرات على تآكل الحديد. من حين لآخر، يتم التعرّف على تفاعل التجميع القلوي بواسطة نمط صدع على شكل نجمة بينما قد يُظهر تشقق السطح غير المنتظم هجمات الصقيع. يُذكر أن رسم الخرائط المنتظمة للشقوق هي تقنية مهمة لتحديد أسباب التدهور وتطوراته وتعطي معلومات مفصلة حول تحديد أنواع الشقوق.
فيما يتعلّق بالأضرار الناتجة عن الحريق، يمكن أن يكون تعديل لون سطح الخرسانة والملمس دليلًا مفيدًا، كما أن تغيير اللون مقبول على نطاق واسع كعلامة على مدى الضرر الناتج عن الحريق. لا يتم إجراء الفحص البصري على سطح الخرسانة فحسب، بل يمكن أن يشمل أيضًا تحليل قنوات الصرف ووصلات التمدد والمحامل وقنوات ما بعد الشد وغيرها من الميزات المماثلة للهيكل. يمكن أن تكون أنظمة الفحص بالأشعة فوق البنفسجية مفيدة للتعرف على التفاعلات الكلية القلوية.
2- اختيار اختبار الخرسانة في الموقع:
بعد إجراء الفحص البصري، يتم أخذ عدد العوامل على سبيل المثال الضرر والتكلفة والوصول والموثوقية والسرعة في الاعتبار عند اختيار الاختبار لحالة معينة. تكون اختبارات المتانة بما في ذلك أسباب ومقدار التدهور من الاختبارات الأولية المستخدمة لفحص خطر تآكل حديد التسليح، الناتج عن فقدان السلبية بسبب الكلوريد أو الكربنة، عادةً ما تكون قياسات غطاء حديد التسليح وتركيز الكلوريد وعمق الكربنة بالإضافة إلى اختبار الجهد نصف الخلية والمقاومة لتحقيق تقييم أكثر شمولاً المساحة الكبيرة. إذا تم اكتشاف أن الكثير من الكربونات هو السبب وراء التدهور، فقد يتم إجراء اختبارات الامتصاص والتحليل الصخري خاصة عند معرفة سبب زيادة الكربنة.
3- اختيار الاختبار في الموقع لقوة الخرسانة:
تعتبر الاختبارات الأساسية البطيئة والمكلفة هي الطريقة الأكثر فعالية لتقييم قوة الخرسانة. ومع ذلك، فإنّ اختبارات سرعة النبض والصلابة تؤدي إلى أضرار طفيفة وفي نفس الوقت تكون اقتصادية وسريعة. على الرغم من أن هذه الاختبارات مثالية للتقييم المقارن والتوحيد، إلّا أن ارتباطها بتوقع القوة المطلقة يخلق العديد من المشكلات. يمكن استخدام نتيجة الاختبارات الأساسية كقاعدة لمعايرة قيم الاختبار المدمرة جزئيًا وغير المدمرة والتي يمكن استخدامها على نطاق واسع لاحقًا.
يمكن استخدام مُعظم طُرق اختبار الخرسانة ذات الوزن الطبيعي لتقييم قوة الخرسانة خفيفة الوزن ولكن ارتباط النتائج مختلف. عندما يكون المطلب الوحيد هو المقارنة مع نوعية الخرسانة المماثلة، فإنّ اختيار الاختبار سيعتمد على القيود العملية للاختبارات المختلفة، وقد يتم إجراء اختبارات احتياطية في بعض المناطق.
أولاً: اختبار جودة الخرسانة بالمقارنة والتكامل المحلي
الاختبار المقارن هو التطبيق الأكثر موثوقية في العديد من الاختبارات. لا تؤدي هذه الاختبارات إلى حدوث أضرار طفيفة أو عدم حدوث أضرار بالسطح فحسب، بل إنّ معظمها سريع الاستخدام بحيث يمكن مسح مساحة كبيرة بانتظام. ومع ذلك، فإنّ عدد طرق الاختبار تتطلّب معدات معقّدة وعالية التكلفة.
ثانياً: اختبار أداء الخرسانة في الموقع
يمكن استخدام الاختبارات الديناميكية واسعة النطاق لمراقبة أداء الهيكل. ومع ذلك، قد يكون اختبار الحمل الساكن واسع النطاق جنبًا إلى جنب مع مراقبة الشقوق بالانبعاثات الصوتية أكثر ملاءمة على الرغم من التكلفة والاضطراب. تتضمّن اختبارات الحمل الثابت عادةً قياسات الانحراف والتصدّع، لكن مشكلة العناصر الفردية المعزولة قد تكون كبيرة.
4- أرقام ومواقع اختبار الخرسانة في الموقع:
يمكن تحديد عدد مناسب وكاف من الاختبارات من خلال المساومة بين الدقة والتكلفة والجهد والضرر. ترتبط نتائج الاختبار فقط بمواقع الاختبار التي تم أخذ عينة الاختبار منها. هذا هو السبب في الحاجة إلى الحكم الهندسي لتحديد عدد ومواقع الاختبار ومدى ملاءمة النتائج للعضو بأكمله. لذلك، فإنّ العلاقة بين التخطيط وتفسير النتيجة مهمة للغاية. علاوة على ذلك، من المهم للغاية فهم التباين الملموس بشكل كافٍ ولديك معرفة بموثوقية طرق الاختبار المستخدمة. من المهم جدًا الحصول على دقة كافية عند استخدام الاختبارات الأساسية لتحديد قوة الخرسانة أو استخدامها كقاعدة لمعايرة طرق الاختبار الأخرى.
لأغراض المقارنة، تُعّد الاختبارات غير المدمرة هي الطريقة الأكثر فعالية لأن عددًا كبيرًا من المواقع يمكن اختبارها في وقت قصير بسبب اختبار السرعة. يُقترح 40 موقعًا كحد أدنى للعضو الذي يتم توزيع محطات الاختبار عليه بشكل موحّد، ولكن يلزم عدد أقل من الاختبارات لأغراض المقارنة. عند استخدام طرق اختبار أخرى مثل الكسر الداخلي أو اختبارات مسبار وندسور، قد تؤدي الإجراءات العملية إلى تقليل أرقام الاختبار. علاوة على ذلك، يجب إجراء اختبارات الامتثال لمواصفات المواد على الخرسانة النموذجية، لذلك يجب تجنب المناطق العلوية الأضعف للعنصر.
يوصى، بالنسبة للأعمدة، الحزم، والجدار بأخذ متوسط الارتفاع، وَيجب أن تقتصر اختبارات منطقة السطح على الألواح على النتوءات إلّا في حالة إزالة الطبقة العليا. يُنصح بإجراء أربعة اختبارات أساسية على الأقل من دفعة خرسانية مشتبه بها حيث يتم التحقق من الامتثال للمواصفات، وعند استخدام النوى الصغيرة يلزم 12 اختبارًا على الأقل. أخيرًا، يتم تقييد عدد اختبارات الحمل التي يتم إجراؤها على الهيكل ويجب إجراؤها في المواقع الحرجة. يمكن تحديد المناطق الحرجة أو المشبوهة بمساعدة الفحص البصري والاختبارات غير المدمرة. عند إجراء اختبارات مدمرة للأعضاء لإعطاء المعايرة للطرق غير المدمرة، يجب اختيارهم لتغطية أكبر قدر ممكن من جودة الخرسانة.
