چگونه کیفیت بتن را ارزیابی کنیم؟ (بررسی کیفیت بتن در ۵ مرحله)

یکی از سوالات مهم در حوزه مصالح به ویژه بتن، این است که چگونه کیفیت بتن را ارزیابی کنیم؟ ببینید دوستان، ارزیابی بتن با استفاده از یک سری دستگاه و تجهیزات انجام میشود، از آنجایی که کیفیت بتن آماده روی کل ساختمان تاثیر دارد، باید ارزیابی آن آزمایشگاهی و مهندسی انجام شود. اگر درصدهای مواد بتن جوری باشد که در نهایت کیفیت بتن پایین بیایید، در این صورت مقاومت خوبی نخواهد داشت و برای ساختمان سازی اصلا مناسب نخواهد بود و بتن باید دور ریخته شوند و در این صورت پیمانکار دچار ضرر خواهد شد. حال اگر شما پیمانکار هستید، برای آشنایی با معیارهای تشخیص بتن خوب و نحوه ارزیابی کیفیت آن ادامه پست را بخوانید.

معیارهای اصلی کیفیت بتن چیست؟

اولین سوالی که برای هر خریدار یا پیمانکار بتن پیش می‌آید این است که معیارهای تشخیص بتن با کیفیت خوب چیست و چه مواردی را قبل از اینکه بتن تهیه کنیم باید در نظر بگیریم. بتن، ستون فقرات یک ساختمان است و اگر کیفیت بتن پایین باشد، دردسرساز خواهد شد.  راستی ما یک مطلب جداگانه در مورد اینکه بتن چگونه ساخته میشود تولید کرده ایم. 

این معیارها نه تنها بر دوام و استحکام بتن در برابر بارهای مختلف تأثیر می‌گذارند، بلکه مقاومت آن را در برابر عوامل محیطی و گذر زمان نیز تضمین می‌کنند.  فاکتورهای تعیین‌کننده کیفیت بتن آماده خوب را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

۱. بررسی معیار مقاومت فشاری بتن: سنگ بنای پایداری سازه

یکی از مهم ترین معیارهای کیفیت بتن، این است که مقاومت فشاری آن استاندارد باشد. مقاومت فشاری مهم‌ترین معیار برای ارزیابی توانایی بتن در تحمل بارهای محوری بدون شکست است. این ویژگی به طور مستقیم با پایداری و ایمنی کلی سازه مرتبط است. مقاومت فشاری بتن از طریق آزمایش‌های استاندارد محاسبه میشود. ۲ روش زیر در آزمایشگاه برای تعیین مقاومت فشاری بتن انجام میشود.  در مطلبی جداگانه در مورد آزمایش مقاومت بتن توضیح داده ایم. 

در این آزمایش، یک نمونه استوانه‌ای استاندارد بتنی (معمولاً با ابعاد ۱-آزمایش سیلندر بتن: در این روش، استفاده از نمونه‌های استوانه‌ای بتن (معمولاً با ابعاد مشخص) روی برای تعیین کیفیت بتن است که  پس از عمل‌آوری به مدت ۲۸ روز، تحت بار فشاری قرار می‌گیرند تا مقاومت نهایی آن‌ها مشخص شود. این روش رایج‌ترین راه برای تعیین مقاومت فشاری است. در واقع یکی از روش های بررسی کیفیت بتن، همین روش است.  

۲-مغزه‌گیری (Core Sampling): در این روش، نمونه‌هایی به شکل مغزه از بتن برداشته شده و سپس در آزمایشگاه تحت آزمایش فشاری قرار می‌گیرند. این روش برای کنترل کیفیت بتن در محل و همچنین بررسی وضعیت بتن در سازه‌های قدیمی کاربرد دارد.

در نظر داشته باشید مقاومت فشاری بتن که جزو معیارهای مهم بتن است و روی کیفیت به شدت تاثیر میگذارد،  به عوامل متعددی از جمله نسبت آب به سیمان، نوع سیمان، کیفیت مصالح سنگی، و فرآیند عمل‌آوری بستگی دارد. دستیابی به مقاومت فشاری مناسب، تضمین‌کننده توانایی سازه در مقابله با نیروهای فشاری و بارهای وارده است. اگر کیفیت بتن پایین باشد، خودتان را برای ریزش های ساختمانی، ترک های دیوار و ازبین رفتم ساختمان در مدت زمان کوتاه تر اماده کنید..

۲. دوام و مقاومت در برابر شرایط محیطی: راز طول عمر بتن باکیفیت

وقتی میگوییم بتن کیفیت خوبی دارد، یعنی علاوه بر مقاومت، دوام استاندارد هم دارد. دوام بتن به توانایی آن در حفظ خواص فیزیکی و مکانیکی خود در طول زمان و در مواجهه با شرایط محیطی مختلف اشاره دارد. بتن با دوام، طول عمر بیشتری داشته و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری خواهد داشت. عوامل محیطی مخرب که بتن باید در برابر آن‌ها مقاوم باشد، شامل موارد، رطوبت، حرارت بالا، یخبندان و حملات شیمیایی است.

بتنی باکیفیت است که دارای نفوذپذیری کم و مقاومت بالا در برابر موارد بالا باشد. برای مثال برای ساخت بتن باکیفیت جهت ضدرطوبت و ضد حرارت بودن از افزودنی‌های حباب‌ساز (Air-entraining admixtures) استفاده میشود. برای اینکه کیفیت بتن را تشخیص دهید، یک هفته بتن آماده یا ساخته شده توسط خودتان را در معرض شدید یخ یا حرارت قرار دهید. 

همچنین بتن ممکن است در معرض مواد شیمیایی مخرب مانند سولفات‌ها، کلریدها (به ویژه در مناطق ساحلی یا در معرض نمک‌های یخ‌زدا)، و اسیدها قرار گیرد. به همین دلیل برای افزایش کیفیت بتن، باید به بتن افزودنی‌های معدنی مانند پوزولان‌ها (مانند میکروسیلیس و خاکستر بادی) اضافه کرد.

۳. تراکم و همگنی بتن: معیار بتن باکیفیت

تراکم (Compaction) و همگنی (Homogeneity) بتن دو معیار مهم هستند که بر انسجام ساختار داخلی بتن و در نتیجه بر استحکام و دوام آن تأثیر مستقیم دارند:

تراکم مناسب: بتن تازه پس از ریختن باید به خوبی متراکم شود تا حباب‌های هوا و فضای خالی از آن خارج شده و ذرات سنگدانه به طور کامل در خمیر سیمان غوطه‌ور شوند. اگر بتن تراکم پذیری خوبی نداشته باشد، عملا کیفیت پایینی دارد. در این صورت واضح است که مقاومتش خیلی کم است.

همگنی بتن: یکی دیگر از معیارهای بتن باکیفیت، همگن بودن بتن است. به توزیع یکنواخت اجزای تشکیل‌دهنده بتن (سیمان، آب، سنگدانه و افزودنی‌ها) در سرتاسر مخلوط  همگن بودن گفته نیشود.  عدم همگنی می‌تواند ناشی از جدایی دانه‌بندی (Segregation) یا آب انداختن (Bleeding) باشد که هر دو به کاهش کیفیت بتن منجر می‌شوند.

۴. ترک‌خوردگی و نواقص سطحی: شاخص‌های بصری کیفیت بتن

ترک‌خوردگی و نواقص سطحی می‌توانند نشانه‌های مهمی از کیفیت پایین بتن یا مشکلات در فرآیند اجرا باشند. در حالی که برخی ترک‌های مویی جزئی ممکن است بی‌ضرر باشند، ترک‌های گسترده یا عمیق می‌توانند عواقب جدی داشته باشند:

ترک‌ها: ترک‌ها می‌توانند ناشی از عوامل مختلفی باشند، از جمله:

• جمع‌شدگی (Shrinkage): جمع‌شدگی ناشی از خشک شدن (Drying Shrinkage) یا خودجمع‌شدگی (Autogenous Shrinkage) می‌تواند منجر به ترک‌های سطحی یا عمقی شود.
• بارگذاری بیش از حد: سازه تحت باری بیش از ظرفیت طراحی خود قرار گرفته باشد.
• تغییرات حرارتی: انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دما.
• عمل‌آوری نامناسب: عدم عمل‌آوری کافی می‌تواند باعث ترک‌خوردگی ناشی از خشک شدن سریع شود.
• مشکلات اجرایی: مانند نشست فونداسیون، یا قالب‌بندی نامناسب.
• نواقص سطحی: شامل مواردی مانند:
• پوسته شدن (Spalling): جدا شدن لایه‌های سطحی بتن، اغلب ناشی از یخبندان و ذوب یا خوردگی میلگردها.
• آسیب‌های مکانیکی: ضربه یا سایش شدید.
• سطح غیریکنواخت و ناهموار: ناشی از پرداخت نامناسب.

در صورت جواب ندادن آزمایش بتن چکار کنیم؟

برای ارزیابی کیفیت بتن، باید طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، صفحه ۱۳۷ عمل کنید. بر اساس فرمول‌های این مبحث، بتن سه وضعیت قابل قبول، غیرقابل قبول یا عدم پذیرش قطعی خواهد داشت که نحوه برخورد با هر یک از این وضعیت‌ها به تفصیل در مقررات توضیح داده شده است. پیشنهاد ویژه به شما این است که دو کتاب خیلی مهم در حوزه بتن را تهیه کنید. ۱- کتاب آیین نامه بتن ایران و ۲- کتاب مبحث نهم مقررات ملی ساختمان. البته آیین نامه بتن ایران خودش در ۴ جلد منتشر شده است. نحوه برخورد با بتن های غیر قابل قبول، در مبحث نهم آمده است.

چگونه کیفیت بتن را بررسی کنیم؟ (در ۵ قدم)

۱. بازرسی طرح اختلاط و یکنواختی بتن

همانطور که در بالا گفته شد، یکی از معیارهای مهم بتن، همگن بودن است. اولین گام برای تشخیص کیفیت بتن دقیقا بررسی همین معیار است. یعنی چی؟

ببینید درست، پس از رسیدن کامیون میکسر به کارگاه، بازرسی دقیق طرح اختلاط و یکنواختی ظاهری بتن باید صورت بگیرد. مقداری بتن را بردارید و روی یک سطح بریزید. باید تیزبین باشید در این لحظه حرکت بتن را زیر نظر بگیرید. بتن نه آن‌قدر سفت باشد که کارایی لازم برای جای‌گیری و تراکم را نداشته باشد، و نه آن‌قدر روان که دچار جداشدگی دانه‌ها (Segregation) شود. هرگونه جداشدگی (مثل جدا شدن آب از مخلوط یا ته نشین شدن سنگدانه‌های درشت) نشان‌دهنده مشکل در نسبت‌های اختلاط یا فرآیند حمل‌ونقل است و باید بلافاصله بررسی شود.

۲. بازرسی افزودنی‌ها و الیاف دومین روش بررسی کیفیت بتن

استفاده از افزودنی‌ها و الیاف برای بهبود خواص بتن (مانند کارایی، زمان گیرش، یا مقاومت) رایج است. اما اگر بیش از جد باشد، به مصالح کناری بتن آسیب وارد میشود. برای اینکه کیفیت بتن را در این مرحله بسجنید باید به طور آزمایشگاهی با کمک ترکیب کردن، کلرید را بررسی کنید. اگر بیشتر از حد مجاز بود باید بتن را دور بریزید.

۳. زمان تحویل و بتن‌ریزی: فاکتوری حساس و حیاتی کیفیت بتن

زمان تحویل و بتن‌ ریزی یکی از حساس‌ترین جنبه‌های کنترل کیفیت در محل است. طبق استانداردهای معمول، بهتر است بتن حداکثر ظرف ۲ ساعت پس از بارگیری از کارخانه ریخته شود. البته با استفاده از افزودنی‌های دیرگیرکننده می‌توان این زمان را تا حدی افزایش داد. با این حال، توقف بیش از حد کامیون میکسر در محل پروژه (بیش از ۶۰ تا ۹۰ دقیقه) می‌تواند فاجعه‌بار باشد. در چنین شرایطی، بتن ممکن است شروع به گیرش کند و کیفیت آن به شدت افت کند و حتی غیرقابل استفاده شود که منجر به خسارت مالی قابل توجهی خواهد شد. نظارت دقیق بر زمان بارگیری و زمان تخلیه در کارگاه از ضروریات است.

۴. بازرسی بصری و ارزیابی کارایی بتن

یکی از مواردی که کیفیت بتن را مشخص میکند، حالت بتن است.  بتن باید دارای حالت خمیری مناسبی باشد که امکان پمپاژ یا انتقال آسان آن را فراهم کند. این یعنی نه آن‌قدر سفت باشد که پمپ کردن آن دشوار شود و فشار زیادی به تجهیزات وارد کند، و نه آن‌قدر شل باشد که مقاومت و کیفیت نهایی آن به خطر بیفتد. بتن باید رنگ خاکستری پررنگ باشد، نه خیلی روشن و نه خیلی تیره رو به مشکی.

۵. دانه‌بندی سنگدانه‌ها (ماسه و شن) یکی از مهم‌ترین فاکتورها در تعیین کیفیت بتن

دانه‌بندی سنگدانه‌ها (ماسه و شن) یکی از مهم‌ترین فاکتورها در تعیین کیفیت بتن است و تأثیر مستقیمی بر کارایی، مقاومت و دوام بتن دارد. سنگ ریزه ها و شن و ماسه داخل بتن نباید خیلی درشت و بزرگ باشد. در کل حالتش مثل همیشه باید استاندارد باشد.  اما خب هرچه دانه‌های ماسه ریزتر باشند، سطح تماس آن‌ها با خمیر سیمان بیشتر می‌شود و این موضوع می‌تواند به افزایش چسبندگی کمک کند. البته خیلی هم نباید ریز باشد. چراکه، ماسه‌های ریزتر به دلیل سطح ویژه بیشتر، آب بیشتری برای دستیابی به کارایی لازم مصرف می‌کنند که ممکن است مقاومت بتن را کاهش دهد.

به طور استثنا در پروژه‌هایی مانند بتن‌ریزی فونداسیون و ستون‌ها، معمولاً از سنگدانه‌های درشت‌تر استفاده می‌شود؛ این امر به کاهش احتمال ترک‌خوردگی و افزایش مقاومت فشاری بتن کمک می‌کند. بر اساس استانداردهای فنی، حداکثر اندازه سنگدانه ۲۰ میلی‌متر برای بتن‌های مسلح معمولی مناسب است، هرچند در شرایط خاص مثل فونداسیون تا ۳۸ میلی‌متر نیز مجاز است. انتخاب صحیح دانه‌بندی، با توجه به نوع سازه و کاربرد بتن، نقش حیاتی در دستیابی به بتنی با کیفیت و پایدار ایفا می‌کند.

آزمایش‌های ضروری و تشخیص کیفیت بتن آماده

برای ارزیابی دقیق کیفیت بتن آماده، انجام آزمایش‌های ضروری مشابه یک معاینه پزشکی کامل است که بدون آن نمی‌توان به وضعیت بتن پی برد. این آزمایش‌ها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند که بخش اول شامل آزمایش‌های بتن تازه است؛ این آزمایش‌ها باید بلافاصله پس از تولید و در محل پروژه انجام شوند.

آزمایش اسلامپ به عنوان رایج‌ترین و کاربردی‌ترین آزمایش بتن تازه، با اندازه‌گیری میزان نشست بتن پس از برداشتن یک مخروط فلزی، روانی و کارایی بتن را نشان می‌دهد. انواع اسلامپ شامل اسلامپ صحیح (مخروطی شکل ایده‌آل)، اسلامپ صفر (بسیار خشک)، اسلامپ ریزشی (بیش از حد روان) و اسلامپ برشی (نشان‌دهنده عدم همگنی) هستند.

برای سازه‌های معمولی، اسلامپ ۵۰ تا ۷۰ میلی‌متر اغلب مناسب است، اما این مقدار بسته به کاربرد بتن متغیر است. عوامل متعددی مانند نوع مواد، افزودنی‌ها، میزان هوای محبوس، روش اختلاط، دمای آب و حتی زمان سپری شده از اختلاط بر اسلامپ تأثیر می‌گذارند. علاوه بر اسلامپ، آزمایش درصد هوای بتن تازه نیز حائز اهمیت است؛ زیرا هوای بیش از حد می‌تواند کیفیت بتن را کاهش دهد و با دستگاه‌های مخصوص اندازه‌گیری می‌شود. همچنین، اندازه‌گیری دما و وزن مخصوص بتن تازه نیز از کارهای روتین است تا اطمینان حاصل شود که دما در محدوده مجاز قرار دارد و وزن مخصوص با مشخصات فنی پروژه تطابق دارد.

منظور از آزمایشگاه بتن چیست و از چه تجهیزاتی در آن استفاده می‌شود؟

جمع بندی در مورد بررسی کیفیت بتن و آزمایش بتن

برای بررسی کیفیت بتن، باید هم بتن تازه و هم بتن سخت شده را ارزیابی کرد. یعنی یکبار در زمان استفاده و یکبار در مدت زمانی که بتن کاملا سفت شده.  در بتن تازه، آزمایش‌هایی مانند اسلامپ، درصد هوا و دما برای اطمینان از کارایی و همگنی انجام می‌شود. پس از سخت شدن، آزمایش مقاومت فشاری (با ساخت نمونه یا مغزه‌گیری) و آزمایش‌های غیرمخرب مانند چکش اشمیت برای ارزیابی استحکام و دوام ضروری هستند. معیارهایی هم مثل خمیری بودن، همگن بودن، استانداردبودن دانه ها نیز جزو معیارهایی است که روی بتن تازه انجام میشود.