تجهیزات آزمایشگاه بتن
بتن به عنوان یکی از مهم‌ترین مواد ساختمانی، نقش بسیار حیاتی در صنعت ساخت و ساز دارد. از این رو، کنترل کیفیت و آزمایش بتن از اهمیت بسیاری برخوردار است. تجهیزات آزمایشگاه بتن ، ابزارها و دستگاه‌هایی هستند که برای انجام آزمایش‌های مرتبط با بتن به کار می‌روند و نقش اساسی در ارزیابی و اطمینان از کیفیت و خواص این ماده مهم دارند. این تجهیزات از ابزارهای ساده تا دستگاه‌های پیشرفته و هوشمند متغیر هستند که برای اندازه‌گیری و آزمایش ویژگی‌های مختلف بتن از جمله مقاومت فشاری، مقاومت کششی، جذب آب، دانسیته، و غیره استفاده می‌شوند. در این مقاله، به بررسی نقش و اهمیت تجهیزات آزمایشگاه بتن، انواع آنها و کاربردهای مختلف آنها خواهیم پرداخت.
پس از تاسیس آزمایشگاه بتن، استاندارد بودن و کیفیت تجهیزات آزمایشگاه بتن از اهمیت بسیاری برخوردار است زیرا دقت و صحت نتایج آزمایش‌ها مستلزم استفاده از تجهیزات استاندارد و با کیفیت است. استفاده از تجهیزات استاندارد به معنای استفاده از دستگاه‌ها و ابزارهایی است که با استفاده از روش‌های قابل اعتماد و متناسب با استانداردهای ملی و بین‌المللی بتن، انجام می‌شود.
تجهیزات بتن با استفاده از استانداردهایی مانند ASTM (انجمن مهندسان آزمایش و مواد)، ACI (انجمن بتن آمریکا)، و BS (استانداردهای بریتانیا) تولید و آزمایش می‌شوند. این استانداردها مشخصات فنی و روش‌های آزمایش مورد نیاز برای تجهیزات آزمایشگاه بتن را تعیین می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات در حالت کاری قابل اطمینان و با دقت بالا عمل می‌کنند و نتایج دقیقی تولید می‌کنند.
بنابراین، استفاده از تجهیزات با استاندارد بودن و با کیفیت تضمین می‌کند که آزمایش‌های انجام شده صحیح و قابل اعتماد باشند و در نهایت، به تضمین کیفیت و ایمنی ساختمان‌ها و سازه‌ها کمک کنند.
تجهیزات آزمایشگاه بتن
تجهیزات بتن برای آزمایش‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله آزمایش‌های مرتبط با مقاومت فشاری، مقاومت کششی، جذب آب، دانسیته و سایر ویژگی‌های مهم بتن. برای اطمینان از صحت نتایج، تجهیزات باید به دقت و با کیفیت باشند و با استانداردهای مربوطه سازگاری داشته باشند.
دستگاه جک بتن شکن
دستگاه جک بتن شکن یک وسیله مهم در آزمایشگاه بتن است که برای اندازه‌گیری مقاومت فشاری نمونه‌های بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه با قرار دادن نمونه بتن در داخل آن و وارد کردن بار محوری فشاری، مقاومت بتن در برابر نیروی فشاری را اندازه‌گیری می‌کند. در طول آزمون، با اعمال فشار و ایجاد اولین ترک در نمونه، کاهش مقاومت بتن مشخص و اندازه‌گیری می‌شود.
دستگاه جک خمشی تیر بتنی
دستگاه جک خمشی تیر بتنی نیز یکی از وسایل مهم در تجهیزات آزمایشگاه بتن است که برای بررسی مقاومت کششی بتن استفاده می‌شود. به دلیل سختی اعمال کشش محوری به نمونه بتنی، از تیرهای بتنی ساده با بارگذاری نقطه‌ای در مرکز آنها برای استفاده در آزمایشگاه بتن استفاده می‌شود.
این دستگاه ساختاری مشابه با دستگاه جک بتن شکن دارد، اما برخلاف آن که برای آزمایش فشار بتن استفاده می‌شود، برای آزمایش خمش با بارگذاری نقطه‌ای در مرکز بتن استفاده می‌شود. معمولاً دستگاه جک خمشی تیر بتنی در ظرفیت‌های مختلفی از ۴۰ تن تا ۲۰۰ تن وجود دارد که مقاومت واقعی تحت بار کششی محوری بیشتری را وارد می‌کند.
پیشنهاد آموزشی: دوره آموزش تکنسین آزمایشگاه بتن
حفظ و تداوم میلگردها و عدم وجود ترک در نمونه‌های آزمایشی از اهمیت بسیاری برخوردار است زیرا مقاومت کششی بتن توسط آزمایش خمش با بارگذاری نقطه‌ای در مرکز بتن اندازه‌گیری می‌شود.
دستگاه برش مقاطع بتن و سنگ
دستگاه برش مقاطع بتن و سنگ یکی از وسایل مهم در عملیات ساختمانی است که برای برش انواع مختلف مواد مانند آجر، بلوک، سیمان، سرامیک و … استفاده می‌شود. این دستگاه قابلیت برش مقاطع سر و ته نمونه‌های استوانه‌ای یا نمونه‌های برداشته شده از محل (کرگیری شده) را دارد.
ویژگی‌های دستگاه برش مقاطع بتن و سنگ
- قابلیت تنظیم ارتفاع تیغه: این دستگاه از قابلیت تنظیم ارتفاع تیغه برای برش مقاطع مختلف بهره می‌برد.
- سیستم خنک کننده: برای جلوگیری از افزایش دما و خوردگی تیغه، دستگاه مجهز به سیستم خنک کننده است.
- محافظ تیغه: برای ایمنی بیشتر در هنگام عملیات برش، دستگاه دارای محافظی برای تیغه است.
- صفحه متحرک: دستگاه دارای صفحه‌ای متحرک است که امکان قرار دادن نمونه زیر تیغه را فراهم می‌کند.
دستگاه تعیین درصد تراکم بتن
در آزمایش تعیین درصد تراکم بتن، از یک دستگاه مخصوص استفاده می‌شود که شامل دو مخروط ناقص جهت تخلیه و یک ظرف استوانه‌ای است. این دستگاه با استفاده از قیف‌هایی که دارای دریچه‌های تخلیه هستند، بتن را به صورت ریزشی به قسمت پایینی دستگاه منتقل می‌کند.
دستگاه مجهز به پوشش رنگ مقاوم است که از خوردگی سیمان بدنه دستگاه جلوگیری می‌کند. این آزمایش برای بتن‌هایی با اندازه سنگدانه‌ای حداکثر تا ۴۰ میلیمتر و به منظور استفاده در صنعت جاده‌سازی و تولید بتن پیش‌ساخته مناسب است. وجود این دستگاه در تجهیزات آزمایشگاه بتن ضروریست
دستگاه تعیین درصد هوای بتن
در فرآیند ترکیب بتن، هوا به طور ناخواسته وارد بتن می‌شود و بخشی از آن در حباب‌های هوا در بتن محبوس می‌شود. میزان نفوذپذیری بتن نیز به طور مستقیم با میزان حباب‌های هوا و فضاهای خالی در بتن مرتبط است. برای مشخص کردن مقدار حباب‌های هوای بتن، از دستگاه تعیین درصد هوای بتن (هواسنج) استفاده می‌شود که بر اساس تغییر حجم در اثر فشار اقدام به اندازه‌گیری می‌کند. که این دستگاه نیز یکی دیگر از دستگاه های مهم در تجهیزات آزمایشگاه بتن می باشد.
دستگاه اسلامپ بتن
دستگاه اسلامپ بتن برای اندازه‌گیری روانی یا جریان‌پذیری بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آزمایش از ساده‌ترین و موثرترین آزمایش‌ها بر روی بتن است که به صورت مستقیم تأثیرات عوامل مختلفی مانند نوع مواد، مقدار مواد، نوع سنگدانه‌ها و روش‌های مخلوط کردن بتن را بر روی جریان بتن تازه تعیین می‌کند.
در آزمایش اسلامپ، بتن تازه درون قالبی به شکل مخروط ناقص ریخته می‌شود و سپس قالب از بتن برداشته می‌شود. ارتفاع این مخروط ناقص ۳۰ سانتیمتر و قطر قاعده آن ۲۰ سانتیمتر است. میزان اسلامپ بتن نشان‌دهنده میزان افت و پایین آمدن بتن است.
دستگاه اسلامپ بتن شامل یک مخروط ناقص، سینی زیر دستگاه، میله تراکم و در برخی مدل‌ها شامل شاخص اندازه‌گیری و خط کش نیز می‌باشد. این آزمایش تحت شرایط خاصی انجام می‌شود و عواملی مانند میزان مواد، نوع سنگدانه‌ها و روش‌های مخلوط کردن بتن در نتیجه آزمایش تأثیر دارد.
قالب نمونه‌گیری بتن مکعبی چدنی
قالب مکعب چدنی بتن برای آماده‌سازی نمونه‌های مکعبی با اندازه‌های استاندارد استفاده می‌شود. این قالب‌ها از جنس چدن ساخته شده‌اند و به منظور تهیه نمونه‌های مکعبی از بتن تازه به کار می‌روند.
قالب استوانه‌ای بتن
یکی دیگر از تجهیزات آزمایشگاه بتن، قالب استوانه‌ای بتن نیز برای آماده‌سازی نمونه‌های استوانه‌ای از بتن تازه استفاده می‌شود. این قالب‌ها به منظور تهیه نمونه‌های استوانه‌ای از بتن تازه طراحی شده‌اند و ابعاد استانداردی را دارند.
دستگاه نفوذ ناپذیری آب در بتن
دستگاه نفوذ ناپذیری آب در بتن برای اندازه‌گیری عمق نفوذ آب در بتن در مدت زمان و فشار مشخص بر روی نمونه‌های بتن استفاده می‌شود. در این دستگاه، نمونه بتن داخل آن قرار می‌گیرد و پس از بسته شدن، تحت فشار مشخصی توسط کمپرسور هوا قرار می‌گیرد. سپس میزان آب وارد شده را می‌توان از روی سیلندر مدرج اندازه‌گیری کرد. این آزمون به دلیل اهمیت مهمی که آب از جهات مختلف نظیر نفوذ در بتن، یخ‌زدگی، و زنگ‌زدگی میلگردها در بتن دارد، بسیار حائز اهمیت است.
میزه ویبره بتن
میز ویبره بتن یک دستگاه است که برای تولید لرزش در داخل قالب‌ها به منظور متراکم کردن و همگن نمودن مواد داخل قالب و فشرده سازی آنها استفاده می‌شود. این ارتعاش حباب‌های موجود در بتن را کاهش می‌دهد و سطحی یکنواخت را به وجود می‌آورد. با ایجاد تراکم، خواص بتن ارتقا می‌یابد و ترک‌هایی که به عوامل آلاینده از طریق بتن ایجاد می‌شود را کاهش می‌دهد. این دستگاه در ابعاد و پیکربندی‌های مختلف ساخته می‌شود و از تجهیزات آزمایشگاه بتن می‌باشد.
التراسونیک بتن
برای سنجش میزان همگنی و مقاومت بتن می‌توان از تست التراسونیک که یکی از انواع تست‌های غیرمخرب می‌باشد، استفاده کرد. این وسیله با ارسال پالس‌های التراسونیک از میان بتن عبور می‌کند و با استفاده از تکنیک‌های فراصوتی عیوب و یا ناپیوستگی‌های ریز را نشان می‌دهد. این آزمایش با قراردادن اطلاعاتی از وضعیت بتن مانند ارائه مقاومت فشاری نسبی، طول و ابعاد ترک‌های ایجاد شده در بتن به مهندسین کمک شایانی در زمینه طرح‌های مقاوم سازی و تقویت عملیات های انجام شده را می‌کند.
انواع آزمایشات بتن
در آزمایشگاه بتن، انواع مختلفی از آزمایش‌ها انجام می‌شود که هرکدام نقش مهمی در ارزیابی و کنترل کیفیت بتن دارند. در زیر به برخی از این آزمایش‌ها اشاره می‌شود، همراه با توضیح اهمیت آنها:
- آزمایش مقاومت فشاری بتن (Compression Test):
در این آزمایش، نمونه‌های بتن به فشار قرار داده می‌شوند تا مقاومت فشاری آنها اندازه‌گیری شود. این آزمایش برای اطمینان از توانایی بتن در تحمل فشارهای مختلف، مانند وزن ساختمان‌ها و بارهای دیگر، بسیار اهمیت دارد.
- آزمایش مقاومت کششی بتن (Tensile Strength Test):
در این آزمایش، نمونه‌های بتن به نیروی کششی تحت آزمایش قرار می‌گیرند تا مقاومت کششی آنها اندازه‌گیری شود. این آزمایش برای ارزیابی توانایی بتن در تحمل نیروهای کششی مهم است.
- آزمایش جذب آب (Water Absorption Test):
در این آزمایش، میزان جذب آب توسط نمونه‌های بتن اندازه‌گیری می‌شود. مقدار جذب آب نشان دهنده نفوذپذیری بتن است و برای اطمینان از مقاومت آن در برابر نفوذ آب و مواد شیمیایی دیگر بسیار مهم است.
- آزمایش دانسیته بتن (Density Test):
این آزمایش برای اندازه‌گیری دانسیته بتن استفاده می‌شود که میزان جمعیت و جرم حجمی بتن را نشان می‌دهد. دانسیته بتن اهمیت زیادی در تعیین وزن و توانایی باربری بتن در ساختمان‌ها دارد.
- آزمایش اندازه‌گیری تغییرات طولی بتن (Shrinkage Test):
این آزمایش برای اندازه‌گیری تغییرات طولی بتن در طول زمان استفاده می‌شود. شکستگی‌ها و ترک‌ها در بتن می‌توانند به دلیل انقباض و تغییرات طولی آن ایجاد شوند، بنابراین این آزمایش نقش مهمی در اطمینان از استحکام و پایداری ساختمان‌ها دارد.
- آزمایش اندازه‌گیری زمانی اولیه بتن (Initial Setting Time Test):
این آزمایش برای اندازه‌گیری زمانی که بتن برای اولین بار شروع به سخت شدن می‌کند استفاده می‌شود. این زمان می‌تواند تاثیر زیادی بر روی عملکرد و انطباق بتن با نیازهای ساختمانی داشته باشد. همه‌ی این آزمایش‌ها در کنار یکدیگر، اطمینان می‌دهند که بتن تولیدی، مطابق با استانداردها و نیازهای ساختمانی است و مقاومت و پایداری لازم را در مقابل بارهای مختلف داراست.
قیمت تجهیزات آزمایشگاه بتن
قیمت تجهیزات آزمایشگاه بتن به شدت متغیر است و به عوامل متعددی بستگی دارد. اولین عامل موثر در تعیین قیمت تجهیزات، نوع و اندازه تجهیزات است. تجهیزات آزمایشگاه بتن از دستگاه‌های کوچک و ساده تا دستگاه‌های پیشرفته و پیچیده متغیر هستند، و به تبع آن قیمت آنها نیز متفاوت است. به عنوان مثال، دستگاه‌هایی که برای آزمایش‌های پایه‌ای بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند، قیمت کمتری نسبت به دستگاه‌های پیشرفته‌تری دارند که برای آزمایش‌های پیچیده‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
علاوه بر این، کیفیت و دقت تجهیزات نیز بر قیمت آنها تأثیرگذار است. تجهیزات با کیفیت بالا و دقت بیشتر معمولاً قیمت بالاتری دارند، زیرا این دستگاه‌ها از مواد با کیفیت و فناوری پیشرفته‌تری ساخته می‌شوند که انجام آزمایش‌ها را با دقت و اعتماد بیشتری فراهم می‌کنند. همچنین، نوع و منبع تأمین تجهیزات نیز بر قیمت آنها تأثیرگذار است؛ تجهیزاتی که از برندهای معتبر و شناخته‌شده تأمین می‌شوند معمولاً قیمت بیشتری دارند. به طور کلی، قیمت تجهیزات آزمایشگاه بتن می‌تواند از چند صد دلار تا چند هزار دلار یا بیشتر نیز متغیر باشد، به تبع این عوامل، هزینه‌های تاسیس آزمایشگاه بتن شامل خرید تجهیزات و وسایل آزمایشی، اجاره مکان، هزینه‌های نیروی کار و مواد مصرفی می‌شود نیز باید در نظر گرفت.