يتم تقدير القوة الأعلى بواسطة مطرقة الارتداد على الخرسانة التي تتعرض للكربنة. ومن المقدر أن تكون أعلى بنسبة 50٪. لذلك يجب إجراء الاختبار عن طريق إزالة الطبقة الغازية والاختبار بواسطة مطرقة الارتداد فوق طبقة غير مكربنة من الخرسانة.
civil engineering laboratory testing equipment
اختبار المطرقة الارتدادية هو طريقة اختبار غير مدمرة للخرسانة والتي توفر مؤشرًا مناسبًا وسريعًا لقوة الانضغاط للخرسانة. تسمى مطرقة الارتداد أيضًا بمطرقة شميدت التي تتكون من كتلة يتحكم فيها الزنبرك تنزلق على مكبس داخل غلاف أنبوبي. يظهر تشغيل المطرقة المرتدة في الشكل 1. عندما يتم ضغط مكبس المطرقة الارتدادية على سطح الخرسانة ، يتم صنع كتلة يتحكم فيها الزنبرك بطاقة ثابتة لضرب سطح الخرسانة للارتداد مرة أخرى. يتم قياس مدى الارتداد ، وهو مقياس لصلابة السطح ، على مقياس متدرج. تم تحديد هذه القيمة المقاسة كرقم الارتداد (مؤشر الارتداد). سوف تمتص الخرسانة ذات القوة المنخفضة والصلابة المنخفضة المزيد من الطاقة لإنتاج قيمة ارتداد أقل.
الشكل 1 - تشغيل مطرقة الارتداد
الهدف من اختبار المطرقة الارتدادية
وفقًا للكود الهندي IS: 13311 (2) -1992 ، فإن اختبار المطرقة المرتدة له الأهداف التالية:
- تحديد مقاومة الانضغاط للخرسانة بربط معامل الارتداد وقوة الانضغاط
- لتقييم توحيد الخرسانة
- لتقييم جودة الخرسانة بناءً على المواصفات القياسية
- ربط عنصر ملموس بآخر من حيث الجودة
يمكن استخدام طريقة اختبار مطرقة الارتداد للتمييز بين الأجزاء المقبولة والمشكوك فيها من الهيكل أو لمقارنة بنيتين مختلفتين بناءً على القوة.
مبدأ اختبار المطرقة الارتدادية
تعتمد طريقة اختبار مطرقة الارتداد على مبدأ أن ارتداد الكتلة المرنة يعتمد على صلابة السطح الخرساني الذي تضرب به الكتلة. يظهر تشغيل المطرقة المرتدة في الشكل 1. عندما يتم ضغط مكبس المطرقة الارتدادية على السطح الخرساني ، فإن الكتلة التي يتحكم فيها الزنبرك في المطرقة ترتد. يعتمد مقدار ارتداد الكتلة على صلابة سطح الخرسانة. وبالتالي ، يمكن ربط صلابة قراءة المطرقة الخرسانية ومطرقة الارتداد مع قوة الضغط للخرسانة. تتم قراءة قيمة الارتداد على طول مقياس متدرج ويتم تحديدها كرقم الارتداد أو مؤشر الارتداد. يمكن قراءة مقاومة الانضغاط مباشرة من الرسم البياني الموجود على جسم المطرقة.
إجراء اختبار المطرقة الارتدادية
يبدأ إجراء اختبار المطرقة الارتدادية على الهيكل الخرساني بمعايرة المطرقة الارتدادية. لهذا الغرض ، يتم اختبار المطرقة المرتدة مقابل سندان الاختبار المصنوع من الفولاذ برقم صلابة برينل حوالي 5000 نيوتن / مم 2. بعد اختبار مطرقة الارتداد للتأكد من دقتها على سندان الاختبار ، يتم تثبيت المطرقة المرتدة بزاوية قائمة على سطح الهيكل الخرساني لأخذ القراءات. وبالتالي يمكن إجراء الاختبار أفقيًا على السطح الرأسي وعموديًا لأعلى أو لأسفل على الأسطح الأفقية كما هو موضح في الشكل أدناه.
الشكل 2 - مواضع المطرقة الدائرية لاختبار الهيكل الخرساني
تختلف طاقة الصدم المطلوبة لمطرقة الارتداد باختلاف التطبيقات. تم ذكر مستويات طاقة التأثير التقريبية في الجدول 1 أدناه لتطبيقات مختلفة.
الجدول 1: طاقة التأثير لمطارق الارتداد لتطبيقات مختلفة حسب IS: 13311 (2) -1992
Sl.No | التطبيقات | طاقة التأثير التقريبية لمطرقة الارتداد نانومتر |
1 | للخرسانة ذات الوزن الطبيعي | 2.25 |
2 | للخرسانة خفيفة الوزن / للأجزاء الخرسانية الصغيرة والمقاومة للصدمات | 0.75 |
3 | لاختبار كتلة الخرسانة على سبيل المثال: في الطرق والهياكل الهيدروليكية والأرصفة | 30.00 |
نقاط يجب تذكرها في اختبار انتعاش المطرقة
- يجب أن يكون السطح الخرساني أملسًا ونظيفًا وجافًا.
- يجب فرك جزيئات النمل السائبة من السطح الخرساني باستخدام عجلة طحن أو حجر قبل اختبار المطرقة.
- لا ينبغي إجراء اختبار مطرقة الارتداد على الأسطح الخشنة نتيجة للضغط غير الكامل أو فقدان الجص أو السطح الخرساني المنقطّع أو المزوّد بأدوات.
- يجب أن تكون نقطة تأثير المطرقة الارتدادية على سطح الخرسانة على بعد 20 مم على الأقل من انقطاع الحافة أو الشكل.
- يتم أخذ ست قراءات لرقم الارتداد في كل نقطة اختبار ويتم أخذ متوسط قيمة القراءات كمؤشر ارتداد لنقطة المراقبة المقابلة على سطح الخرسانة.
الارتباط بين قوة الضغط للخرسانة وعدد الارتداد
الطريقة الأنسب للحصول على الارتباط بين قوة الضغط للخرسانة ورقم الارتداد هي اختبار مكعبات الخرسانة باستخدام آلة اختبار الضغط وكذلك استخدام مطرقة الارتداد في وقت واحد. أولاً يتم أخذ عدد الارتداد من المكعب الخرساني ثم يتم اختبار قوة الضغط على آلة اختبار الضغط. الحمل الثابت المطلوب هو من أجل 7 نيوتن / مم 2 عندما تكون طاقة تأثير المطرقة حوالي 2.2 نيوتن متر. يجب زيادة الحمل لمعايرة مطارق الارتداد ذات طاقة الصدم الأكبر وتقليله لمعايرة مطارق الارتداد ذات طاقة الصدمات الأقل. يجب أن تكون عينات الاختبار بأكبر كتلة ممكنة لتقليل تأثير الحجم على نتيجة الاختبار لهيكل كامل الحجم. يُفضل استخدام عينات المكعب مقاس 150 مم لمعايرة المطارق الارتدادية ذات الطاقة الأقل تأثيرًا (2.2 نانومتر) ، بينما بالنسبة للمطارق الارتدادية ذات طاقة التأثير الأعلى ، على سبيل المثال 30 نانومتر ، يجب ألا تكون مكعبات الاختبار أصغر من 300 مم. يجب حفظ عينات المكعب الخرساني في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة تقريبًا بعد إخراجها من بركة المعالجة ، قبل اختبارها بمطرقة الارتداد. للحصول على علاقة بين أعداد الارتداد وقوة المكعبات المعالجة بالرطب والمختبر الرطب ، من الضروري إنشاء علاقة بين قوة المكعبات المختبرة الرطبة وقوة المكعبات المختبرة الجافة التي تؤخذ عليها قراءات الارتداد. لا ينصح بوجود علاقة مباشرة بين أعداد الارتداد على المكعبات الرطبة وقوة المكعبات الرطبة. يجب اختبار الوجوه الرأسية فقط للمكعبات مثل الزهر. يجب أخذ تسع قراءات على الأقل على كل وجه من الوجهين الرأسيين اللذين يمكن الوصول إليهما في آلة اختبار الضغط عند استخدام مطارق الارتداد. يجب ألا تكون نقاط التأثير على العينة أقرب من حافة 20 مم ويجب ألا تقل عن 20 مم عن بعضها البعض. يجب ألا تتأثر نفس النقاط أكثر من مرة.
تفسير نتائج اختبار المطرقة الارتدادية
بعد الحصول على الارتباط بين قوة الضغط وعدد الارتداد ، يمكن تقييم قوة الهيكل. بشكل عام ، يزداد رقم الارتداد مع زيادة القوة ويتأثر أيضًا بعدد من المعلمات مثل نوع الأسمنت ، ونوع الركام ، وحالة السطح ومحتوى الرطوبة للخرسانة ، والمعالجة وعمر الخرسانة ، وكربنة سطح الخرسانة وما إلى ذلك.
الشكل 3: العلاقة بين قوة المكعب وعدد الارتداد
علاوة على ذلك فإن مؤشر الارتداد يدل على قوة الانضغاط للخرسانة حتى عمق محدود من السطح. لن يتم الإشارة إلى الشقوق الداخلية والعيوب وما إلى ذلك أو عدم التجانس عبر المقطع العرضي بأرقام الارتداد. يوضح الجدول 2 أدناه جودة الخرسانة بالنسبة لمتوسط عدد الارتداد.
الجدول 2. جودة الخرسانة لقيم مختلفة من عدد الارتداد
على هذا النحو ، فإن تقدير قوة الخرسانة بواسطة طريقة المطرقة المرتدة لا يمكن اعتباره دقيقًا للغاية ودقة محتملة للتنبؤ بقوة الخرسانة في الهيكل هي ± 25 بالمائة. إذا كان من الممكن العثور على العلاقة بين مؤشر الارتداد وقوة الانضغاط عن طريق الاختبارات على العينات الأساسية التي تم الحصول عليها من الهيكل أو العينات القياسية المصنوعة من نفس المواد الخرسانية ونسبة الخلط ، فإن دقة النتائج والثقة بها تزداد بشكل كبير.
مزايا اختبارات مطرقة الارتداد هي:
- الجهاز سهل الاستخدام
- يحدد خصائص التماثل للسطح
- المعدات المستخدمة غير مكلفة
- تستخدم لإعادة تأهيل الآثار القديمة
مساوئ اختبار انتعاش المطرقة
- النتائج التي تم الحصول عليها تستند إلى نقطة محلية
- لا ترتبط نتائج الاختبار ارتباطًا مباشرًا بقوة وخاصية تشوه السطح
- سيتطلب ترتيب المسبار والزنبرك التنظيف والصيانة الدورية
- لا يمكن الكشف عن العيوب بدقة
العوامل المؤثرة في اختبار المطرقة الارتدادية
فيما يلي العوامل المهمة التي تؤثر على اختبار المطرقة الارتدادية:
- نوع الحصى
- نوع الاسمنت
- حالة السطح والرطوبة للخرسانة
- علاج وعمر الخرسانة
- كربنة سطح الخرسانة
نوع الحصى
سوف يختلف الارتباط بين قوة الانضغاط للخرسانة وعدد الارتداد باختلاف استخدام الركام. يتم الحصول على الارتباطات الطبيعية في النتائج باستخدام الركام العادي مثل الحصى والركام المسحوق. يتطلب استخدام الركام خفيف الوزن في الخرسانة معايرة خاصة للخضوع للاختبار.
نوع الاسمنت
يجب أن تتمتع الخرسانة المصنوعة من الأسمنت عالي الألومينا بمقاومة ضغط أعلى مقارنة بالأسمنت البورتلاندي العادي. يقلل استخدام الأسمنت فائق الكبريتات في الخرسانة من مقاومة الانضغاط بنسبة 50٪ مقارنةً مع OPC.
نوع حالة السطح والرطوبة
يعمل اختبار المطرقة الارتدادية بشكل أفضل مع الخرسانة ذات النسيج الوثيق مقارنةً بالخرسانة ذات النسيج المفتوح. الخرسانة ذات أقراص العسل العالية والخرسانة الخالية من الغرامات ليست مناسبة للاختبار بواسطة المطرقة المرتدة. يتم المبالغة في تقدير القوة من خلال الاختبار عند اختبار الأسطح الطافية أو الممسحة عند مقارنتها بالأسطح المقولبة. سطح الخرسانة الرطب إذا تم اختباره سيعطي قيمة أقل للقوة. هذا التقليل من القوة يمكن أن ينخفض إلى 20٪ من الخرسانة الجافة.
نوع المعالجة وعمر الخرسانة
مع مرور الوقت ، ستتغير العلاقة بين قوة وصلابة الخرسانة. تؤثر ظروف معالجة الخرسانة وظروف تعرضها للرطوبة أيضًا على هذه العلاقة. للخرسانة التي يتراوح عمرها بين 3 أيام و 90 يومًا معفاة من تأثير العمر. من الضروري الحصول على منحنيات معايرة خاصة للخرسانة ذات العمر الأكبر.