شناسایی میلگرد در بتن با استفاده از تجهیزات و دستگاه های مخصوص، یکی از روش های غیرمخرب برای تعیین وضعیت بتن موجود است. به کمک این روش می توان میزان تسلیح بتن، تعداد، قطر و محل آرماتورها و موارد دیگری را مشخص کرد. در این صورت، زمانی که لازم است در قسمتی از سازه عملیاتی مانند برش کاری و حفاری انجام شود، قبل از عملیات، جهت ارزیابی ظرفیت المان ها و تشخیص محل میلگردها اقدام به اسکن بتن می کنند تا از آسیب دیدن سازه و تجهیزات جلوگیری شود. برای کسب آگاهی بیشتر در مورد اهمیت شناسایی میلگرد در بتن و شناخت دستگاه های اسکن بتن، تا آخر مقاله با آهن ملل همراه باشید.
نسخه صوتی مقاله شناسایی میلگرد در بتن
اهمیت شناسایی آرماتور در بتن
مکان دقیق قرارگیری آرماتورها یا میلگردها و شناسایی میلگردهای تعبیه شده، گام اولیه در ارزیابی سازه ها یا روسازی های بتن مسلح است. این کار که به آن اسکن بتن گفته می شود، به این منظور انجام می شود که در صورت نیاز به عملیات هایی روی بتن (مانند سوراخکاری، برش، کُرگیری و …) آسیبی به آرماتورهای داخل بتن وارد نشود. شایع ترین پیامد عدم استفاده از اسکن بتن، آسیب به تجهیزات و میلگردها در حین برش و حفاری است. همچنین با توجه به سرعت تجهیزات، حتی کوچک ترین اشتباه می تواند فلز داغ را به هر جهت پرتاب کند و منجر به آسیب احتمالی شود. این مشکلات، علاوه بر آسیب به تجهیزات حفاری و خودِ سازه، هزینه های اضافه ای برای پیمانکار خواهد داشت و زمان تحویل پروژه با تاخیر مواجه خواهد شد. به طور کلی، اینگونه می توان گفت که اطلاع از مکان آرماتورها و میلگردها از آسیب به یکپارچگی سازه جلوگیری می کند.
از انواع میلگرد چه می دانید؟
اسکن بتن یا شناسایی میلگرد در بتن، علاوه بر این که از نظر فنی دشوار می باشد، نیاز به تجهیزات مخصوص نیز دارد و فرآیندی هزینه بر است. به همین دلیل، اسکن بتن به طور گسترده انجام نمی شود و بیشتر در شرایطی استفاده می گردد که نیاز به درک بهتر شرایط سازه باشد.
دلایل استفاده از اسکن بتن
استفاده از اسکن بتن، علاوه بر کاربرد شناسایی میلگردها برای موارد دیگری نیز استفاده می شود. به طور کل، مهم ترین دلایل استفاده از اسکن بتن را به صورت زیر می توان بیان کرد:
- شناسایی میزان و محل دقیق آرماتورهای موجود در بتن
- مشخص شدن قطر، تعداد و محل آرماتورها در هر المان سازه، همچنین پیداکردن لوله ها و دیگر بخش های سازه ای
- تعیین ضخامت و نوع میلگرد استفاده شده
- تشخیص چگونگی پوشش سیمانی و اندازه و قطر این پوشش
- مشخص نمودن نقاط ضعف و مشکلات زیرساختی از قبیل سوراخ ها و لایه لایه شدن ها
- انجام فعالیت جدید روی بتن (سوراخکاری، کرگیری، تخریب جزئی، برش و …) و جلوگیری از آسیب به آرماتورهای مدفون در بتن
- به منظور کاشت میلگرد، مخصوصا برای کاشت در اعضای با تراکم بالای میلگرد (مانند فونداسیون)
مزایای تشخیص میلگرد موجود در سازه
اسکن بتن به منظور شناسایی آرماتورها باعث می شود محل قرارگیری و فاصله آرماتورها با یکدیگر، قطر و تعداد آرماتورها و همچنین نقاط ضعف و مشکلات زیرساختی شناسایی شود. همچنین اسکن میلگردهای تعبیه شده، از آسیب به دستگاه های برش و حفاری جلوگیری می کند. دیگر مزایای اسکن بتن را در ادامه بیان می کنیم:
۱- ارزیابی فاصله آرماتورها، ارزیابی میزان تسلیح المان و در نتیجه، ظرفیت المان
۳- اندازه گیری قطر میلگردها برای اطمینان از مطابقت با الزامات طراحی
۴- ارزیابی طول اتصالات مناسب
۵- جلوگیری از آسیب به میلگردها حین نفوذ به بتن توسط برش اره یا عملیات حفاری (آسیب به میلگردها، علاوه بر ایجاد تاخیر در پروژه، می تواند منجر به تضعیف بتن و به خطر انداختن یکپارچگی سطح سازه شود.)
۶- اندازه گیری عمق پوشش بتنی برای سازگاری سازه و مقاومت در برابر خوردگی
موثرترین راه محافطت میلگرد در مقابل خوردگی، ایجاد عمق پوشش بتنی مناسب و در نتیجه، جلوگیری از نفوذ یون های غیرفعال کننده مانند کلریدهاست. دیگر روش های موثر و پرکاربرد برای این منظور، تقویت میلگرد و همچنین کاور میلگرد با مواد مناسب است. با استفاده از روش های جلوگیری از خوردگی میلگرد، زمان لازم برای دستیابی مواد مخرب و خورنده به میلگرد مدفون در بتن، افزایش یافته و در نهایت، دوام سازه به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. برای آشنایی با روش های جلوگیری از خوردگی میلگرد، مقاله زیر را مطالعه فرمایید.
# حتما بخوانید
پیشنهاد کارشناس آهن ملل: مطالعه مقاله راهنمای جامع محافظت و تقویت میلگرد در برابر خوردگی
جلوگیری از خوردگی میلگردروش های تشخیص میلگرد در بتن (اسکن میلگرد در بتن)
اسکن میلگرد یا شناسایی میلگرد در بتن را می توان با استفاده از روش های مختلفی انجام داد. از جمله متداول ترین این روش ها می توان به روش الکترومغناطیسی و دستگاه GPR اشاره کرد. در گذشته، استفاده از اشعه ایکس نیز متداول بود اما در حال حاضر کاربری آن محدودتر شده است. در حال حاضر اکثر پیمانکاران از روش اکترومغناطیس و روش GPR استفاده می کنند. این دو روش، سریع و کارآمد هستند و می توانند میلگرد را به دقت تشخیص دهند و نقشه برداری کنند. این دستگاه ها امکان ترسیم مکان و عمق دقیق میلگردها را نیز فراهم می کنند.
همچنین دو روش Cover Meters و میلگردیاب (Rebar Detector) نیز سال های زیادی برای این اهداف مورد استفاده قرار گرفته اند و به طور پیوسته با پیشرفت های الکترونیکی و طراحی به روزرسانی شدند. در ادامه، انواع روش های اسکن آرماتور در بتن را معرفی و به شرح مختصر هر یک از دستگاه های موجود اشاره خواهیم کرد.
۱- شناسایی میلگرد به روش الکترومغناطیسی
روش الکترومغناطیسی با استفاده از دستگاه های مخصوص، امواجی با فرکانس پایین تولید کرده و به سمت قطعه مورد بررسی انتشار می دهد. بر خلاف خود بتن، آرماتورها یا میلگردهای موجود در آن نسبت به این امواج الکترومغناطیسی واکنش شدیدی دارند؛ به همین دلیل با اعمال این امواج روی بتن می توان محل آرماتورها و کاور بتنی روی آن را تشخیص داد. شناسایی میلگرد با روش الکترومغناطیسی به طور کلی به دو روش زیر انجام می شود:
روش اول: در این روش با استفاده از یک سیم پیچ متحرک، شار مغناطیسی ایجاد می شود. همچنین با استفاده از یک سیم پیچِ حساس، شدت و میزان شار عبوری از بتن را مشخص می کنند. از آنجایی که بتن، هادی خوبی برای عبور شار مغناطیسی نیست و مقاومت بالایی در برابر آن دارد، ولی میلگرد رسانای خوبی برای شار مغناطیسی است. در نتیجه، سیم پیچ حساس، زمانی شروع به نشان دادن یک جریان مغناطیسی شدید می کند که امواج انتشار داده شده در نزدیکی آرماتور باشد. به همین دلیل، محل آرماتورها به راحتی شناسایی می شود. همچنین شدت جریان اندازه گیری شده در سیم پیچ حساس، به ضخامت پوشش بتنی روی میلگرد بستگی دارد. در نتیجه، ضخامت پوشش بتنی نیز با استفاده از این روش قابل اندازه گیری است.
روش دوم: در روش دوم که بیشتر به منظور شناسایی محل میلگردها به کار می رود، از یک منبع جریان متناوب و یک نشانگر جریان استفاده می شود. زمانی که دستگاه را روی سطحی بدون آرماتور حرکت دهیم، نشانگر جریان، شروع به کاهش کرده و جریان کمی را نشان می دهد تا وقتی که به نزدیکی آرماتور برسیم. در این حالت، میدان مغناطیسی توسط سیم پیج در آرماتور ایجاد می شود و جریان های گردابی القایی ایجاد می کند. این جریان ها نیز به نوبه خود میدان مغناطیسی ثانویه را تشکیل می دهند. این میدان، جریانی بر خلاف جریان اولیه ایجاد می کنند و نتیجه آن کاهش جریان اولیه است. این کاهش جریان که توسط نشانگر مشخص می شود، به معنی وجود آرماتور در بتن است.
۲- شناسایی میلگرد در بتن با استفاده از اشعه X
در این روش، اسکن میلگرد و تصویربرداری از بتن با استفاده از اشعه X انجام می شود. از آنجا که این فناوری از پرتوهای پرانرژی X استفاده می کند، لازم است قبل از اسکن بتن، سطح آن را تمیز و عاری از آلودگی کرد. شناسایی میلگرد در این روش بر پایه بررسی چینش ذرات سنگدانه از قبیل فاصله بندی و ضخامت خمیر مابین آن ها، بررسی سه بعدی حفره های هوا، جدا افتادگی ذرات بتن و وجود ترک ها می باشد. یکی از محدودیت های استفاده از روش اشعه ایکس این است که اطلاعات مشخصی در خصوص عمق نقایص سطحی که شناسایی کرده است ارائه نمی دهد. در حال حاضر، این روش شناسایی میلگرد کمتر از روش های دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.
۳- شناسایی میلگرد در بتن با دستگاه GPR
دستگاه GPR، یک روش غیر مخرب بسیار مفید برای اسکن میلگرد بتن و شناسایی میلگرد درون بتن است. این دستگاه از آنتن فرستنده، آنتن گیرنده و واحد پردازش سیگنال تشکیل شده است.
در روش GPR، امواج الکترومغناطیسی در محدوده طول موج رادیویی به سمت قطعه مورد نظر تابانده می شود. موج های منتشرشده در اثر برخورد با مواد مختلف، بازتاب شده و یا دچار انحراف می شوند. امواج منعکس شده از لایه های زیرسطحی و از اجسام، توسط آنتن گیرنده ضبط می شوند. با بررسی رفتار موج ها می توان به ساختار درونی بتن و شناسایی میلگردها پرداخت. این دستگاه تشخیص میلگرد در بتن را می توان روی کامیون یا وسیله نقلیه مناسب سوار کرد و اسکن را با سرعت بالایی انجام داد. به همین دلیل، مهم ترین مزیت روش GPR، سرعت تست آن است. از این دستگاه برای شناسایی پوشش بتنی نیز می توان استفاده کرد؛ ولی نمی تواند اطلاعاتی در مورد خصوصیات مکانیکی بتن ارائه دهد.
با استفاده از دستگاه GPR می توان میلگردهایی را اندازه گیری کرد که تا حدود ۶۰۰ میلی متر زیر سطح قرار گرفته اند. همچنین GPR می تواند نمای کاملی از حفره ها، فضاهای خالی، لایه لایه شدن و … را مشخص کند. به طور کلی در شرایط ایده آل، دستگاه GPR باکیفیت، می تواند پوشش بتنی را تا ۱۸۵ ± ۴ میلی متر و قطر آرماتور را تا عمق ۱±۶۳ میلی متر اندازه گیری کند. دستگاه های GPR ارزان قیمت نیز اجسام مختلف فلزی را تا عمق ۱۵۲±۲۵ تشخیص می دهند، اما برای تعیین دقیق اندازه میلگرد، قابل اعتماد نیستند.
مزایا و معایب دستگاه GPR
GPR باعث جلوگیری از خطراتی می شود که ممکن است در زمان حفاری، برش و … به وجود آید. از جمله مزایای استفاده از این روش می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تصویری Real Time (زمان واقعی) را از اشیاء شناسایی شده نمایش می دهد.
- عمق اشیاء را در چند سانتی متر تعیین می کند.
- می تواند اشیاء ساخته شده از فلز، پلاستیک و سایر مواد دیگر را تشخیص دهد.
با این که پیشرفت های اخیر در سخت افزار و نرم افزار دستگاه GPR قابلیت های این روش را بهبود داده است، اما همچنان برخی محدودیت ها در این روش وجود دارد که در ادامه بیان می کنیم:
- پراکندگی سیگنال در شرایط ناهمگن (مانند خاک های صخره ای)، عملکرد دستگاه را محدود می کند.
- برخی مواد که رسانایی بالایی دارند، مانند خاک رس و خاک آلوده به نمک، عمق نفوذ GPR را کاهش می دهند.
- برای طراحی، اجرا و تفسیر داده های دستگاه GPR، تخصص قابل توجهی لازم است.
۴- شناسایی میلگرد در بتن با دستگاه میلگرد یاب (Rebar Detector)
این دستگاه به کاربر اجازه می دهد تا موقعیت میلگرد را در زیر سطح بتن تا حداکثر عمق ۱۸۰ میلی متر مشاهده کند. همچنین می تواند قطر میلگرد مشخص شده را تخمین بزند. با این روش، مکان یابی، به یک فرآیند ساده و کارآمد تبدیل می شود.
اگر چه آرماتوریاب از فناوری مشابهی استفاده می کند، اما نسبت به دیگر دستگاه ها، مقرون به صرفه تر، جمع و جورتر و ساده تر است. پردازش سیگنال الکترونیکی آن چندان پیچیده نیست. همچنین میلگردیاب می تواند موقعیت دقیق اتصالات دیواری تعبیه شده مانند مش، ناودانی و سایر بست های فلزی را به طور دقیق تعیین کند.
۵- شناسایی میلگرد در بتن با دستگاه فلزیاب (Metal Detectors)
این دستگاه برای استفاده در مکان هایی موثرند که میلگردها با فاصله زیاد قرار گرفته باشند. بسیاری از این دستگاه ها می توانند بین فلزات آهنی و غیر آهنی تفاوت قائل شوند.
۶- شناسایی میلگرد در بتن با دستگاه Cover Meters
استفاده از این دستگاه، مانند دیگر محصولات، روشی غیر مخرب برای تشخیص انواع میلگرد استاندارد است. این دستگاه، مکان، قطر و عمق آرماتورها را به دقت اندازه گیری می کند. در این دستگاه، کویل های چندگانه القایی پالس، میدان مغناطیسی گردابی و مخالف را در سطح مواد رسانای الکتریکی در میدان جریان گردابی ایجاد می کنند. تغییر ولتاژ سیگنال ایجاد شده، می تواند محل میلگرد، عمق پوشش بتنی و قطر میلگرد را تعیین کند. این روش، تحت تأثیر مواد غیر رسانا مانند بتن، چوب، پلاستیک، آجر، رطوبت و حفره های موجود در بتن نیست.
۷- روش توموگرافی لرزه ای
یکی دیگر از روش های اسکن بتن، توموگرافی لرزه ای است . اگرچه این روش از مهم ترین روش های غیر مخرب اسکن بتن می باشد و مزایای بسیاری دارد، اما برای شناسایی میلگرد در بتن کاربردی ندارد. از این روش، بیشتر به منظور محاسبه ضخامت و قطر بتن، عیب یابی، مشخص نمودن قسمت های پوسته پوسته شده و همچنین برآورد کیفیت و صحت سیمان استفاده می گردد.
روش کار در توموگرافی لرزه ای به این صورت است که انتشار امواج تنش از طریق مواد انجام می شود. در واقع یک پالس تنش توسط فرستنده درون جسم مورد آزمایش ارسال می شود و با استفاده از رابط ها و جریان ها منعکس می گردد. امواجی که منعکس می شود توسط مبدل گیرنده کنترل می شود و با استفاده از تجزیه و تحلیل سیگنال ها، زمان حرکت موج محاسبه می شود. با این روش می توان موارد زیر را ارزیابی نمود :
- ارزیابی کیفیت و توان مقاومتی بتن، رتبه بندی آن در قسمت های مختلف بناها و ترسیم نتایج
- تشخیص ضخامت بتن و میزان صحت بتن
- تشخیص ناهماهنگی ها و عدم یکپارچگی در قسمت های مختلف از قبیل درزها، ترک ها و لایه لایه شدن و همچنین تشخیص عمق ترک ها و حفره ها
قیمت اسکنر میلگرد بتن
تمامی دستگاه های تشخیص میلگرد در بتن، فارغ از تکنولوژی که در آن ها استفاده شده است، همگی وارداتی هستند و بسته به شرکت سازنده، کیفیت ساخت، محدوده امواج تولیدی، دقت ارزیابی، میزان نفوذ و … قیمت های متفاوتی دارند. از جمله برندهای معتبری که در این زمینه فعالیت می کنند می توان به شرکت های هیلتی، بوش و … اشاره کرد. همچنین معمولا قیمت دستگاه های الکترومغناطیس به دلیل تکنولوژی ساده تر و دقت پایین تری که دارند ارزان تر هستند. به طور کلی می توان گفت مهم ترین نکته در زمان خرید این دستگاه ها، توجه به شرایط پروژه، محدودیت ها و هدف استفاده از آن می باشد.
میزان کارایی و محدودیت های روش های شناسایی میلگرد
اغلب، هنگام شناسایی میلگرد در بتن، نتایج به دست آمده از توجه و تمرکز قابل قبولی برخوردار نیستند. فاکتورهایی را که بر این افت توجه، دقت و همچنین بر محدوده امواج مغناطیسی تاثیر می گذارند، می توان به صورت زیر بیان کرد:
تراکم آرماتورها: همپوشانی میلگرد یا اورلب میلگرد و یا به کاربردن میلگردها و آرماتورها در فواصل نزدیک به هم، در بعضی شرایط باعث می شود نتایج تفسیرشده، غیرواقعی و نادرست باشند. یکی از راه حل های مناسب این است که نقطه ای را به عنوان نشانه انتخاب کرد تا بتوان آرماتورهای با فاصله کم و همچنین آرماتورهای جانبی را مشخص نمود.
از اورلب میلگرد چه می دانید؟
مفتول های فلزی: وجود سیم ها و مفتول های فلزی که برای آرماتوربندی استفاده می شود در بیشتر سازه ها حتمی است؛ بنا بر این، برای جلوگیری از تفسیر اشتباه باید خوانش ها در مسافت هایی در دنباله خط میلگردها صورت گیرد و حد وسط در نظر گرفته شود.
نوع و اندازه بتن: متغیربودن اندازه و عمق بتن و همچنین به کاربردن سنگدانه های متفاوت در خمیر سیمان، از جمله عوامل محدودیت در تشخیص و تقسیر داده ها هستند.
پوشش قشر بیرونی بتن: برخی پیمانکاران بر این باورند که پوشش اکسید آهن روی بتن باعث می شود میلگردهای استفاده شده به صورت چشمگیری کم تر نشان داده شوند.
نکات انتخاب دستگاه مناسب برای شناسایی میلگرد در بتن
قبل از انتخاب دستگاه اسکن میلگرد باید به چند نکته مهم توجه کرد که در ادامه بیان می کنیم:
۱- ابتدا هدف از اسکن بتن را مشخص کنید. به طور مثال در پروژه های مقاوم سازی، چون سازه باید به طور دقیق تحلیل شود و ظرفیت فعلی آن ارزیابی گردد تا بتوان میزان مقاوم سازی مورد نیاز را به درستی برآورد نمود، اسکن بتن باید با دقت بالایی صورت گیرد؛ اما در پروژه هایی مانند کاشت میلگرد یا آرماتور، تنها دانستن محل میلگرد کفایت می کند و نیازی به اطلاعات دیگر، مانند میزان آرماتورهای داخل بتن و … نیست. بنا بر این برای پروژه دوم می توان از دستگاه هایی با دقت پایین تر استفاده کرد.
۲- در مرحله بعد باید شرایط مختلف پروژه را بررسی نمود. به عنوان مثال باید پارامترهایی مانند انتظارات مهندسین از نتیجه آزمایش، محدودیت ها، میزان دقت و حساسیت کار، ابعاد المان های مورد بررسی و … ارزیابی شوند. زیرا برخی دستگاه های مورد استفاده، محدودیت هایی دارند و تا عمق خاصی را می توانند ارزیابی کنند و یا در برخی موارد که دقت بالایی مورد نیاز است، احتمالا نتوان از یک دستگاه خاص استفاده کرد. به همین دلیل، شرایط پروژه پیش از آغاز کار و انتخاب روش برای انجام آن حتما باید بررسی شوند.
۳- هزینه انجام آزمایش نیز یکی از نکات مهمی است که باید به آن توجه کرد. استفاده از روش های بسیار دقیق، اگرچه جزئیات زیادی را مشخص می کند، اما در بسیاری موارد، این دقت لازم نیست و استفاده از این روش ها و دستگاه ها تنها هزینه اضافی را به همراه خواهد داشت.
جمع بندی
شناسایی میلگرد در بتن مسلح از اهمیت بسیاری برخوردار است؛ چرا که از خطرات و آسیب های احتمالی جلوگیری می کند. این عملیات به وسیله دستگاه هایی مانند GPR، میلگردیاب (Rebar Detector)، فلزیاب (Metal Detectors)، Cover Meters و غیره انجام می شود و دقت بالایی در شناسایی مکان، عمق و قطر میلگردها دارد. بنا بر این، لازم است قبل از انجام هر گونه اقدامی، سازه های بتنی توسط دستگاه های مورد نظر اسکن شوند.
سوالات متداول شناسایی میلگرد در بتن
برای شناسایی میلگرد در بتن از چه دستگاه هایی استفاده می کنند؟
استفاده از دستگاه های GPR، میلگردیاب (Rebar Detector)، فلزیاب (Metal Detectors)، Cover Meters و غیره در تشخیص میلگرد مرسوم است.
مزیت شناسایی میلگرد در بتن چیست؟
اسکن آرماتور در بتن باعث می شود محل قرارگیری و فاصله آرماتورها با یکدیگر، قطر و تعداد آرماتورها و همچنین نقاط ضعف و مشکلات زیرساختی شناسایی شود. علاوه بر این، اسکن میلگردهای تعبیه شده، از آسیب به دستگاه های برش و حفاری جلوگیری می کند.
نحوه یافتن میلگرد در بتن فقط با استفاده از دستگاه باید انجام بشه؟
سلام وقت بخیر
نحوه تشخیص میلگرد در بتن بدون استفاده از دستگاه های مخصوص امکان پذیر نیست. انواع دستگاه های پرکاربرد را در مقاله معرفی کردیم.