روش صحیح نمونه گیری از بتن + انواع نمونه گیری + استانداردهای مختلف
بتن یکی از پر کاربرد ترین مصالح ساختمانی می باشد که امروزه در اکثر پروژه های عمرانی مورد استفاده قرار می گیرد. برای اطمینان از کیفیت و مقاومت بتن در سازه ها، نمونه گیری و آزمایش های کنترل کیفی در مراحل مختلف تولید و اجرا امری ضروری است. روش های نمونه گیری مناسب، تأثیر بسزایی در صحت و دقت نتایج آزمایش های بتن دارد. در این مقاله، به بررسی اصول و روش های نمونه گیری بتن در مراحل مختلف تولید و اجرا پرداخته خواهد شد. همچنین ضوابط و استاندارد های مربوطه در این زمینه مورد بررسی قرار خواهد گرفت تا شما عزیزان با آخرین تغییرات و الزامات موجود در این حوزه آشنا شود.
نمونه گیری بتن چیست؟
نمونه گیری از بتن یکی از اصلی ترین اقدامات در کنترل کیفیت بتن است. این فرایند مهم، گام اول در راستای آزمایش و ارزیابی مشخصات بتن محسوب می شود. نمونه گیری صحیح و دقیق، تضمین کننده اعتبار و دقت نتایج آزمایش های بعدی خواهد بود. نمونه ای که از بتن تازه گرفته می شود، باید به طور کامل نماینده و معرف کل محموله بتن باشد. به عبارت دیگر، نمونه باید تمام خصوصیات بتن از جمله ترکیب مصالح، نسبت آب به سیمان، همگنی و یکنواختی را منعکس کند. در غیر این صورت، نتایج آزمایش ها نمی توانند به درستی وضعیت واقعی مخلوط بتنی را بازتاب دهند.
استاندارد های متعددی برای نمونه گیری از بتن وجود دارد که نحوه صحیح انجام این فرایند را توضیح می دهند. این استاندارد ها اطلاعاتی در خصوص زمان، محل، روش و حجم نمونه گیری ارائه می کنند. همچنین، نحوه نگهداری و انتقال نمونه های بتنی به آزمایشگاه را تشریح می کنند. نمونه گیری از بتن تازه و بتن سخت شده هر دو اهمیت دارند. نمونه های تازه برای انجام آزمایش هایی مانند تعیین مقاومت فشاری و کارپذیری استفاده می شوند. در حالی که نمونه های سخت شده امکان بررسی مقاومت نهایی و دیگر ویژگی های بتن در طول زمان را فراهم می کنند.
معرفی انواع روش نمونه گیری بتن
با توجه به اهمیت نمونه‌گیری صحیح از بتن در تعیین خصوصیات آن، چندین روش نمونه‌گیری در استانداردهای مختلف معرفی شده است که در ادامه می خواهیم به طور کامل به بررسی ان ها بپردازیم.
نمونه گیری بتن به روش استاندارد ASTM
استاندارد ASTM C172 مربوط به نمونه برداری از بتن تازه مخلوط شده می باشد و یکی از مهم ترین روش های نمونه برداری برای ارزیابی خصوصیات بتن محسوب می شود. این استاندارد، مراحل دقیق و روشی را برای نمونه گیری از بتن تازه ارائه می دهد تا نمونه های برداشته شده، نماینده واقعی خصوصیات بتن مخلوط شده باشند. نمونه برداری بر اساس این استاندارد، فرایندی شامل چند مرحله می باشد. روش نمونه برداری ASTM C172 مزایای مهمی دارد و با رعایت دقیق مراحل آن می توان نمونه های نماینده ای از بتن تازه تهیه کرد که به عنوان مبنای ارزیابی خصوصیات بتن مورد استفاده قرار می گیرند. این روش در مقایسه با سایر روش های نمونه برداری، دقت و اطمینان بیشتری دارد.
زمان نمونه گیری بتن به روش ASTM
بر اساس استاندارد ASTM، زمان سپری شده از هنگام جمع آوری اولین و آخرین بخش نمونه مرکب بتن باید در حدود ۱۵ دقیقه باشد. این محدودیت زمانی به چند دلیل اهمیت دارد:
1. جداسازی اجزای بتن: بتن تازه هر چه بیکار تر باشد، اعم از در میکسر، لوله یا ظرف نمونه برداری، احتمال جداسازی اجزای آن بیشتر می شود. این امر باعث ایجاد نمونه ای غیر همگن و همچنین سبب جلوگیری از نمایان شدن مشخصات واقعی بتن خواهد شد.
2. امکان آزمایش: چنانچه زمان جمع آوری نمونه از ۱۵ دقیقه بیشتر شود، نمونه قابلیت استفاده برای آزمایش های مقاومت فشاری را از دست خواهد داد. این آزمایش ها معمولا بر روی نمونه های تازه انجام می شوند.
3. تغییر خصوصیات بتن: با گذشت زمان، خصوصیات بتن همچون روانی و سفتی آن نیز دستخوش تغییر خواهند شد. این امر باعث می شود نمونه برداشته شده دیگر نمایان کننده ی مشخصات واقعی بتن در زمان اختلاط نباشد.
در کل، محدودیت ۱۵ دقیقه ای زمان جمع آوری نمونه مرکب بتن، ضمن حفظ همگنی نمونه، امکان آزمایش های لازم بر روی آن را نیز فراهم می آورد. این مسئله از اهمیت بسیار بالایی در کنترل کیفیت و تضمین خواص بتن برخوردار می باشد.
میزان نمونه گیری بتن به روش ASTM
در روش ASTM برای نمونه برداری از بتن، مقدار و حجم نمون ه‌برداری بسیار مهم می باشد. مطابق استاندارد ASTM، حجم نمونه بتن برداشته شده باید حداقل 1 فوت مکعب (0.028 مترمکعب) باشد. علت این امر چند جنبه دارد:
اندازه نمونه برای آزمایش های بتن باید متناسب با حداکثر اندازه سنگدانه های موجود در مخلوط بتن باشد. هرچه اندازه کل سنگدانه ها بزرگ تر باشد، نیاز به حجم نمونه بیشتری برای انجام آزمایش ها خواهد بود.
نمونه های بتن با حجم کمتر از 1 فوت مکعب، ممکن است کافی نباشند تا همه آزمایش های مورد نیاز بر روی بتن تازه (مانند اسلامپ، دمای، وزن واحد حجم) و همچنین تعداد لازم سیلندر های مقاومت فشاری را تامین کنند.
حجم نمونه بتن باید به اندازه‌ای باشد که نماینده واقعی از مخلوط بتن ساخته شده در محل باشد و بتوان از آن نتایج قابل اعتمادی برای ارزیابی کیفیت بتن به دست آورد.
همچنین نمونه برداری از مقدار کم تر از 1 فوت مکعب ممکن است باعث تاثیرپذیری بیش از حد نتایج آزمایش ها از عوامل محیطی و دستکاری های احتمالی شود.
بنابراین، استاندارد ASTM حجم حداقلی نمونه بتن برای انجام آزمایش های معمول را 1 فوت مکعب تعیین کرده است تا اطمینان حاصل شود که نمونه ها نماینده واقعی و قابل اعتماد از مخلوط بتن در محل هستند.
نمونه گیری بتن به روش استاندارد ملی
بر اساس استاندارد ملی ایران شماره 581 مربوط به ساخت و عمل آوری آزمونه های بتن در آزمایشگاه، روش نمونه گیری استاندارد برای تعیین ویژگی های بتن تازه و سخت شده به شرح زیر می باشد:
نمونه برداری از بتن تازه باید به نحوی انجام شود که نماینده کل بتن تولیدی باشد. نمونه ها باید از محل ریخته شدن بتن در قالب ها یا قطعات پیش ساخته، پس از انجام عملیات اختلاط و قبل از شروع عمل آوری گرفته شوند. برای این منظور، ابتدا باید حجم قابل توجهی از بتن تازه را در یک ظرف مناسب جمع آوری کرد. سپس از این مقدار بتن، نمونه های لازم را برای انجام آزمایش های مربوط به ویژگی های بتن تازه مانند تعیین اسلامپ، دما، هوای محبوس و... برداشت می شود.
برای تهیه آزمونه های بتن سخت شده نیز باید از همان بتن تازه نمونه برداری شود. نمونه های لازم برای تعیین مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و سایر ویژگی های بتن سخت شده باید در قالب های استاندارد ریخته و عمل آوری شوند. در نمونه برداری باید به عوامل مختلفی مانند تأثیر دما، رطوبت و تغییرات زمان بر ویژگی های بتن توجه داشت و نمونه برداری را در شرایط یکسان و بر اساس استاندارد های مرتبط انجام داد.
کلیات و ابزار های لازم نمونه گیری بتن در روش استاندارد ملی
نمونه گیری بتن به دو روش "نمونه مرکب" و "نمونه نقطه ای" انجام می شود. نمونه مرکب از یک جریان در حال حرکت بتن یا توده ای بتنی با برداشت های متعدد و مخلوط کردن کامل آن ها تهیه می شود. این نمونه نماینده کل محموله بتن است و باید برای انجام آزمایش های مقاومتی استفاده شود. در مقابل، نمونه های نقطه ای تنها از یک نقطه خاص برداشت می شوند و نماینده کل محموله نیستند، پس نباید برای ساخت نمونه های مقاومت به کار روند. وسایل مورد نیاز برای نمونه گیری شامل چمچه، ظروف و دماسنج می باشد.
استفاده از این وسایل و رعایت دستورالعمل های استاندارد ملی در فرآیند نمونه گیری بتن بسیار مهم می باشد. زیرا نمونه هایی که به درستی تهیه نشده باشند، نمی توانند نماینده واقعی محموله بتن باشند و در نتیجه، آزمایش های انجام شده بر روی آن ها نیز نتایج معتبری نخواهند داشت. بنابراین، رعایت استاندارد های مربوطه در این فرآیند بسیار ضروری می باشد تا کیفیت بتن به درستی ارزیابی و تضمین شود.
نکات مهم در نمونه گیری بتن
بتن یکی از مواد اصلی در صنعت ساختمان سازی می باشد که کیفیت آن نقش بسزایی در طول عمر و استحکام ساختمان ها دارد. بنابراین، فرآیند نمونه گیری از بتن بسیار حائز اهمیت می باشد. ابتدا، قالب نمونه گیری باید کاملا تمیز و عاری از مواد سیمانی باشد تا از تاثیر آن ها بر روی نتایج آزمون جلوگیری شود. همچنین، ابعاد قالب باید ثابت و استاندارد بوده و در صورت استفاده از قالب های پیچی، ابعاد آن ها باید به دقت اندازه گیری شود.
در هر سری نمونه گیری، باید تعداد مشخصی از آزمونه ها برداشته شود تا تست های مقاومت فشاری در بازه های زمانی 7، 28 و 90 روزه انجام گیرد. این امر به منظور ارزیابی روند تغییرات مقاومت بتن در طول زمان انجام می پذیرد. استفاده از روغن های نفتی به عنوان جایگزین روغن قالب مجاز نیست و تنها باید از روغن قالب مخصوص استفاده شود که به صورت یک لایه نازک بر روی سطوح قالب پخش شود.
همچنین، طرح اختلاط بتن نباید خلاف قرارداد فروش تغییر کند و در صورت تغییر، آزمایشگاه باید نسبت به هشدار به خریدار اقدام و مراتب را به صورت مستند ثبت کند. در صورت تغییر در محل تخلیه به دستور پرسنل خریدار، آزمایشگاه باید نمونه های قبل و بعد از تغییر را برداشته و نتایج را با یکدیگر مقایسه کند. همچنین، انجام آزمایش اسلامپ و ثبت نتیجه آن زمان نمونه گیری امری ضروری می باشد. در نهایت، نمونه ها باید در محلی صاف و تمیز نگهداری شده و از میانه بتن در حال تخلیه برداشته شوند.
ضوابط نمونه گیری از بتن
اولین اصل در نمونه گیری از بتن، تصادفی بودن محل نمونه برداری می باشد. نمونه ها باید به صورت تصادفی و از آخرین محل قبل از ریختن بتن در قالب ها برداشت شوند. این امر تضمین می کند که نمونه ها به طور کامل نماینده بتن مصرفی در پروژه باشند و هیچ گونه تغییری در ویژگی های آن رخ نداده باشد. بتن هایی که از پیش در قالب ها ریخته شده اند، نباید مجدداً برای نمونه گیری انتخاب شوند، زیرا ممکن است در طول زمان دچار تغییراتی شده باشند که مغایر با بتن تازه ریخته شده باشد.
در رابطه با استاندارد نمونه گیری بتن مکعبی، توجه داشته باشید که هر نوبت نمونه گیری بتن بایستی دارای ۲ آزمونه جهت سن مقاومت مشخصه که عموما ۲۸ روز است، باشد. این امر به دو دلیل اهمیت دارد: تهیه دو آزمونه به عنوان حداقل الزام، امکان انجام آزمایش های تکراری را فراهم می کند تا از صحت و دقت نتایج اطمینان حاصل شود. همچنین، در صورت بروز مشکل در یکی از آزمونه ها، همچنان داده های مورد نیاز از آزمونه دیگر قابل استفاده خواهد بود.
نمونه گیری از بتن باید مطابق با استاندارد ملی ایران و سایر آیین نامه های معتبر مانند آیین نامه بتن آبا صورت گیرد. این استاندارد ها به طور دقیق روش های صحیح نمونه برداری را تشریح می کنند و رعایت آن ها ضروری است. این امر شامل موارد مختلفی از جمله نحوه نمونه برداری، حجم نمونه ها، ظروف نمونه برداری، حمل و نگهداری نمونه ها و غیره می شود.
آزمونه هایی که جهت آزمایش پذیرش بتن تهیه شده اند، باید در تاریخی که برای ان تعیین شده مورد آزمایش قرار بگیرد و نتایج ان در زمانی مناسب به ناظر، کارفرما و نظام مهندسی ارسال گردد. این امر از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا تأخیر در ارائه نتایج آزمایش ها می تواند به تأخیر در پیشرفت پروژه و تصمیم گیری‌های مربوطه منجر شود. همچنین، ارسال سریع نتایج به ذینفعان مختلف، امکان اتخاذ تصمیمات به موقع را فراهم می کند.
علاوه بر موارد فوق، برخی نکات تکمیلی نیز در ضوابط نمونه گیری از بتن وجود دارد که باید رعایت شوند. برای مثال، نمونه گیری باید توسط افراد آموزش دیده و مجرب انجام شود تا از دقت و صحت بالای نتایج اطمینان حاصل شود. همچنین، ظروف نمونه برداری باید دارای مشخصات فنی مناسب و تمیز باشند تا آلودگی احتمالی نمونه ها را به حداقل برسانند. نگهداری نمونه ها در شرایط استاندارد تا زمان انجام آزمایش ها نیز از جمله مواردی است که باید رعایت شود.