التصنيف: العلوم الهندسية

#مميزات مطرقة شميدت:
1-جهاز صغير الحجم يمكن استعماله فى المواقع و حمله فى اليد.
2-يعطى نتائج سريعة لمقاومة الضغط و سهل الاستعمال.
3-لا يسبب تلف للخرسانة.
4- جهاز لا يتطلب احتياطات معقدة.
5-أرخص الأجهزة المستخدمة لهذا الغرض.
6- يتحمل العمل الشاق في جو التنفيذ مقارنة بالأجهزة الأخرى
7-سهولة معايرته من وقت لآخر.
*طريقة عمل الجهاز:
بالضغط الخفيف على زرار بالجهاز تخرج الرأس المتحرك plunger.
يوضع الجهاز عموديا على المكان المراد اختباره ثم يضغط الجهاز فتنزلق الرأس إلى داخل لجهاز وقبل اختفائها ينفك الشاكوش ويحدث طرقة على الرأس (صدمة).
عند حدوث الصدمة يجب أن يكون الجهاز عموديا تماما على السطح المختبر و لا يلمس الزرار Button الموجود على الجهاز.
عند الاصتدام يرتد الشاكوش الطارق بمقدار يتناسب مع صلادة السطح المختبر محركا مؤشر يتحرك على مقياس لتعيين قيمة الارتداد.
ينقل الجهاز إلى نقطة أخرى و تكرر العملية .
بعد انتهاء العمل يعاد الجهاز إلى وضعه الأصلى بجعل الرأس داخل الجهاز.
*أنواع الأجهزة:
تختلف الأجهزة من حيث قراءة رقم الارتداد إلى نوعين
أ-أجهزة تقرأ النتيجة على تدرج بجسم الجهاز.
ب-أجهزة مزودة بأداء تسجيل للقراءة على شريط ورقى.
يفضل النوع الثانى للأسباب الآتية:
1-يمكن لشخص واحد استخدامه حيث أن تسجيل القراءة يتم أوتوماتيك.
2-يعتبر أسهل فى الاستخدام و يمكن الرجوع إلى التسجيل البيانى للقراءة فى أى وقت.
3-منع التلاعب أثناء استخدام الطريقة الأولى عند تدوين القراءة بواسطة شخص آخر غير الذى يقوم بأخذ القراءات.
4-نسبة الخطأ أقل من الحالة الأولى.
طريقة الاختبار وإعداد النتائج:
تحدد مساحة على العضو الإنشائي فى حدود 30×30 سم.
يؤخذ عدد من القراءات حوالى 15 قراءة موزعة داخل المساحة.
لا تقل المسافة بين كل قراءتين عن 2,5 سم.
يعمل كروكى للجزء المراد اختباره وتحدد عليه مواقع النقط.
لكل نقطة على حدة يحسب متوسط رقم الارتداد وتحذف القراءات الشاذة بحيث لا يزيد الفرق بين أى رقم ارتداد و المتوسط عن 5 وحدات ويعتبر رقم الارتداد مقبول إذا كان ثلثى القراءات لا تنحرف عن المتوسط بمقدار =2,5 وحدة.
يتم تحويل رقم الارتداد المتوسط الخاص بكل نقطة إلى مقاومة ضغط نيوتين/مم2 أو كج/سم2
لا يزيد معامل الاختلاف لمفردات مقاومة الضغط عن 15%.
زاوية ميل الجهاز:
تمت معايرة هذه الأجهزة على الوضع الأفقى أى لاختبار أسطح رأسية مثل الحوائط و الأعمدة وبذلك أعتبرت زاوية ميل الجهاز بالنسبة للمستوى الأفقى 0=a
يمكن أستخدام الجهاز للأسطح المائله بزاوية 45 a=+-45
أوفى الوضع رأسيا لاختبار الأسقف a=+90
أو الأرضيات وفى هذه الحالة a=-90
يتم تصحيح القراءات طبقا للمنحنيات المناسبة
فى حالة الزوايا الموجبة يتم التصحيح بطرح بعض القيم من قراءة المؤشر نتيجة تأثير الجاذبية الأرضية أما فى حالة الزوايا السالبة فيتم التصحيح بإضافة بعض القيم إلى قراءة المؤشر.
احتياطات عامة عند إجراء الاختبار:
1_ أن يكون الجهاز المستخدم معاير قبل الاستخدام.
2_ يكون السطح المختبر نظيف خالى من التعشيش أو المسامية.
3_ يكون السطح خالى من النتؤات وبعيد عن أماكن أعمال الخرسانة.
4_تنظف الأسطح المختبرة باحجار الكاربورندوم المزودة مع الجهاز.
5_ لا توضع مقدمة الجهاز على زلط أو حديد تسليح فى الخرسانة المتصلدة.
6_ تزال أى مونة أو طبقات بياض قبل إجراء الاختبار و ينظف مكان أخذ القراءات.
7_ فى حالة الأسطح الأفقية تزال طبقة الخرسانة الضعيفة (الجزء الزائد بالماء نتيجة النضح).
8_ فى حالة الخرسانة القديمة يتم إزالة السطح المتصلد لمسافة واحد سنتيمتر بواسطة صاروخ يدوى ذو قرص حوالى 12,5 سم حيث أن هذه الطبقة لا تمثل الخرسانة .
9_حيث أن الخرسانة تكون أكثر دمكا فى الأجزاء السفلية من العضو الإنشائي فيتم أختبار النقط فى المناطق العلوية.
10-يفضل استخدام الأسطح الرأسية لإجراء الاختبارات –أعمدة-حوائط خرسانية-جوانب كمرات-جوانب قواعد.
11-فى حالة الأعضاء النحيفة (أسقف 10سم-أعمدة 15سم) تؤخذ احتياطات خاصة حيث أن مرونة هذه الأعضاء قد تؤثر على رقم الارتداد.
12-الأسطح المبللة: قد نضطر إلى استخدام الجهاز فى حالة الأسطح المبللة وذلك فى الأماكن القريبة من مصادر المياه
(مثل دورات المياه) وفى المنشآت المائية وكذلك فى أحواض السباحة . وفى هذه الحالة فان المطرقة تعطى نتائج مضللة تقل بحوالى 30% عن القيمة الحقيقية . ولذلك تستخدم جداول خاصة بالتصحيح (أو إجراء اختبارى مطرقة شميدت وسرعة النبضات معا).
معايرة الجهاز:
يتم معايرة الجهاز فى الحالات الأتية :
1-عند تغيير نوع الركام المستخدم (دولوميت-بازلت-جرانيت-حجر جيرى).
2-يتم معايرة الجهاز كل 2000 صدمة على الأكثر.
3-كل فترة زمنية وعند ترك الجهاز مدة دون استعمال.
4-بعد عمل أى صيانة للجهاز.
مصادر الأخطاء:
1-استخدام ركام مختلف.
2-الأجزاء النحيفة.
3-وجود فراغات وتعشيش.
4-الخرسانة الرطبة حديثة الصب سطحها أقل صلادة من داخلها ( رقم ارتداد أقل من الحقيقة).
5-الخرسانة الجافة القديمة سطحها أكثر صلادة من داخلها ويكون رقم الارتداد أكبر من حقيقته.

(الموجات فوق الصوتية Ultrasonic pulse velocity )

الفكرة العامة:
فى هذه الطريقة يتم إحداث نبضات عبارة عن موجات فوق صوتية لتسرى خلال الجزء المختبر ويتم تعيين زمن انتقالها حيث وجد أن سرعة النبضات خلال جسم صلب يعتمد على كثافة المادة المختبرة وخواص المرونة لها.
استخدامات طريقة الموجات فوق الصوتية Ultrasonic Method
تستعمل هذه الطريقة فى مجال الخرسانة لاستنتاج الآتى:
1-قيمة مقاومة الخرسانة للضغط. 2-قياس معاير المرونة للخرسانة.
3-مدى تجانس الخرسانة. 4-اكتشاف الشروخ و الفجوات بالخرسانة.
5-تحديد درجة تلف الخرسانة. 6-قياس عمق طبقة الخرسانة.
7-مراقبة تطور قيم مقاومة الخرسانة للضغط.
*طريقة إجراء الاختبار Method of Testing
1-يتطلب إجراء هذا الاختبار كفاءة عالية.
2-استخدام أجهزة لإنتاج نبضات مناسبة مع المادة.
3-يتم ضبط الجهاز مع جزء المعايرة المرفق مع الجهاز قبل بدء الاختبار على العينة.
4-يتم قياس المسافة التى تسيرها النبضات Path length بدقة (أى طول السير).
5-يوضع المرسل Transmitter و المستقبل Receiver على العينة وأن يكون الاتصال تام بين سطحى المرسل و المستقبل و سطح العينة ( يستخدم لهذا الغرض الشحم أو عجينة الجلسرين أو الصابون السائل ).
6-عند وضع المرسل و المستقبل على العينة يستمر هذا الوضع حتى تثبت القراءة وإذا تأرجحت النتائج بين قراءتين يؤخذ المتوسط.
7-يكون الرقم معبرا عن الوقت T لسريان النبضات خلال الجزء المختبر.
8-تكون سرعة النبضات (V) كالآتى :
V=L/T km/sec.
طول المسار المقاس L=Length
زمن انتقال الموجة T=Transit Time

9-يستخدم منحنى المعايرة الخاص لإيجاد مقاومة ضغط المكعب المكافئ. وقد وضع هذا المنحنى على أساس اختبار مجموعة كبيرة من العينات ذات المقاومة المختلفة وتم قياس سرعة النبضات فى كل حالة . دقة النتائج تتراوح بين 20% من القيمة الفعلية لمقاومة الضغط.
وضع المرسل و المستقبل Transducers Arrangement:
توجد ثلاث طرق لوضع المرسل و المستقبل وهى :
فى اتجاهين متضادين (قياس مباشر ) Direct Transmission
فى الجوانب المجاورة (قياس نصف مباشر ) Semi-direct Transmission
فى نفس السطح (قياس غير مباشر ) Indirect Transmission
تستخدم الطريقة الأولى فى حالة إمكانية وضع المرسل و المستقبل بهذا الوضع و يمثل ذلك أفضل وضع . أما فى الطريقة الثانية فيتم الانتقال على طول السطح وذلك فى حالة إمكانية الوصول إلى سطح واحد فقط من العنصر المختبر . وفى هذه الحالة تكون العملية أقل كفاءة من السابق لأن أكبر طاقة تتجه إلى داخل الخرسانة.
و الطريقة الغير مباشرة لا تعطى معلومات عن الخرسانة الضعيفة والتى تكون تحت السطح القوى المتصلد كما أن تحديد طول المسار أقل دقة وقد وجد أن السرعة فى هذه الحالة أقل من الحالة المباشرة .
العوامل المؤثرة على النتائج :
1-نسبة الرطوبة Moisture Conditions
العينات المشبعة تعطى نتائج أعلى من العينات الجافة ( عكس اختبار مطرقة شميدت و لهذا أمكن دمج الطريقتين معا ) .
2-درجة الحرارة Temperature
درجات الحرارة العادية لا تؤثر على سرعة النبضات.
3-نوع الركام Aggregate Type
يتأثر زمن انتقال النبضات بنوع الركام المستخدم و شكله و حجمة و نسبة الخلط لذلك يعمل منحنيات خاصة لكل نوع ركام على حده.
4-تأثير درجة التصلد
الخرسانة التى وصلت لدرجة تصلد يعادل 50 % من قوتها لا تؤثر على سرعة سريان الموجات.
5-تأثير طول المسار
لا يؤثر طول المسار على نتائج قياس سرعة النبضات مع ملاحظة أن لا يكون صغيرا جدا و إلا سيكون الوسط الغير متجانس للخرسانة ذات تأثير كبير. وقد وجد أن سمك أكبر من 100 مم أو 150 مم مع استخدام ركام من 20 مم إلى 40 مم يعتبر غير مؤثر على النتائج .
6-تأثير عمر الخرسانة Concrete Age.
تتأثر سرعة الموجات بزيادة العمر حتى عمر 7 أيام.
7-تأثير حديد التسليح Reinforcement
يفضل تفادى حديد التسليح إذا أمكن ذلك حيث أن له تأثير فى زيادة سرعة النبضات (سرعة النبضات فى الحديد 5,9 كم/ث ).
هذا وتوجد حالتين لوضع حديد التسليح بالنسبة لخط سريان النبضات0
الحالة الأولى- أن يكون محور السيخ عمودى على مسار النبضات و فى هذه الحالة تتأثر القراءات بقطر الأسياخ التى تعترض مسارها و يتم تطبيق معامل تصحيح يعتمد على قطر الأسياخ بالخرسانة .
الحالة الثانية- عندما يكون محور السيخ موازى لخط السريان فى هذه الحالة تخرج أول موجه و تتجه لتسير خلال السيخ فى المنطقة الموجود فيها. فى هذه الحالة يطبق معامل تصحيح.
استعمالات أخرى :
فيما يلى نذكر بإيجاز بعض الاستعمالات الأخرى لجهاز الموجات فوق الصوتية فى مجال الخرسانة
– قياس درجة التجانس فى الخرسانة
معامل الاختلاف للسرعات (V) يعطى دلالة عن حالة تجانس الخرسانة وقد أعتبر أن معامل اختلاف مقداره 1,5 –2,5 % يدل
على أن الخرسانة جيدة .

– اكتشاف الشروخ و الفجوات
تعتمد فكرة استخدام الجهاز فى اكتشاف الشروخ و الفجوات على حقيقة أن النبضات لا تسرى فى الفراغ فتسلك الموجة مسارا أطول وعليه تختلف السرعة فزمن انتقال النبضات يزيد نتيجة لوجود الشروخ .
– تحديد درجة تلف الخرسانة
تستعمل الموجات فى التعرف على درجة تلف الخرسانة الناتج من تأثير حريق أو عوامل كيمائية أو ميكانيكية وذلك بتحديد سرعة الموجات بالأجزاء السليمة من العنصر الإنشائي و اعتبار أن سرعة انتقال الموجه خلال الطبقة التالفة مساويا للصفر.
– قياس معاير المرونة
يستعمل جهاز الموجات فوق الصوتية أيضا فى قياس معاير المرونة للخرسانة.

( اختبار القلب الخرسانى Core Test)

يعتبر هذا الاختبار اختبار نصف متلف و يستخدم لتعيين مقاومة الضغط للخرسانة بصورة حقيقية وواقعية و يكون ذلك بواسطة اختبار عينة منتزعة (القلب الخرسانى) من بعض الأعضاء الإنشائية الأساسية ( عادة الأعمدة-الكمرات).
الجهاز عبارة عن مثقاب به آلة ثقب اسطوانية من الماس (ألماظة) و يعمل بالضغط الهيدروليكى .
حجم العينة Size of Core: يعتبر قطر العينة 150مم هو القياسى إذا كانت الخرسانة من القوة بحيث لا تتأثر بالكسر أثناء انتزاع العينة من الخرسانة. وقطر 100مم هو الشائع الاستخدام. وطول العينة لا يقل عن 95% من قطرها.
استخراج العينة Drilling: يجب أن تستخرج العينة عمودية على السطح الموجود فيه و يدون رقم العينة ومكانها و اتجاه أخذها مباشرة.
فحص العينةExamination : تفحص العينات لتحديد الآتى :
_وصف الركام بالعينة (الحجم و النوع وحالة السطح و الشكل ).
_حجم الفراغات و التعشيش و أماكن وجودها واتجاهها و تحديد أسبابها وهل نقص فى المونة أو نقص فى الدمك أو أنفصال حبيبى.
_درجة دمك الخرسانية.
_توزيع الحبيبات الخرسانية.
_تركيز الركام بالنسبة للمونة.
قياس العينة Measurement:
-القطر المتوسط : يؤخذ القطر عبارة عن متوسط لعدد 6 قراءات كل قرائتين عند مستوى واحد ومتعامدتين. إحدى القراءتين فى
المنتصف وواحدة عند 1/ 4الارتفاع من الناحتين.
-الطول: يقاس أكبر و أقل طول للعينه بعد استخراجها و يقاس الطول بعد وضع الغطاء Cap على نهايتى العينه إلى أقرب 5مم.
-التسليحReinforcement يقاس موضع أى حديد تسليح من منتصف السيخ حتى نهاية العينه حتى أقرب 2مم. وتحدد المسافات بين أسياخ حديد التسليح.
*تجهيز سطح العينة ( نهايتى القلب) End Preparation
يتم تجهيز السطح حتى يكون مستويا تماما وأفقيا لاستخدامه فى ماكينة الاختبار ويتم ذلك أما بنشر النهايات أو عمل غطاء بأقل سمك ممكن.
*** مونة الأسمنت الألومينى و الرمل القياسى بنسبة 3 إلى 1
-تصب هذه المونة بوضع حلقة مستوية و أفقية حول العينة ثم تصب المونة ويسوى سطحها و يوضع فوقها قطعة مسلحة من الحديد بعد دهانها بالزيت و فى اليوم الثانى تكرر العملية للطرف الآخر من العينة.
-مونة الكبريت و الرمل بنسبة 1 إلى 1 مع نسبة من الكربون الأسود مقدارها 1 : 2 %
-يسخن الخليط لدرجة حرارة 230-350 م5 ثم تترك لتبرد ببطء مع التقليب المستمر.
-يصب الخليط على مستوى أفقى من الحديد الأملس المدهون سطحه بزيت البرافين.
-توضع العينة فوق المونة رأسيا تماما بعد عدة ثوان يزال الجزء الزائد حول العينة من المونة ثم ترفع العينة و تكرر العملية بسرعة للطرف الآخر.
**إجراء الاختبار
-يتم إجراء الاختبار مباشرة بعد استخراج العينات من الماء ( أى بعد وضعها فى الماء لمدة لا تقل عن 48 ساعة ) وهى مبللة .
-ينظف مكان العينة بالماكينة و أسطح العينة من أى أتربة أو عوالق.
-توضع العينة رأسيا تماما فى محور الماكينة.
-لا توضع أى قطع مساعدة أعلى العينة.
-يوضع الحمل على العينة بمعدل بطىء و يستمر حتى حدوث الكسر.
-يتم عمل وصف لحالة الانهيار.
الحساب Calculations
Fc=P/A
حيث A هى المساحة المحسوبة من القطر المتوسط ، P هى حمل الكسر.
-الناتج عبارة عن مقاومة الضغط للاسطوانة الفعلية قبل التصحيح.
-يتم عمل تصحيح على أساس نسبة ( الطول/القطر) وذلك من المنحنى.
-يتم عمل التصحيح المناسب الذى يحول القلب الخرسانى إلى اسطوانة قياسية (15x 30 ).
-لإيجاد القيمة المناظرة للمكعب يضرب الناتج x 1,25 .
يجب أن يشتمل التقرير الخاص بنتائج القلب الخرسانى على الآتى :
-تاريخ أخذ العينة. -عمر الخرسانة (إذا أمكن).
-القطر المتوسط للعينة. -أكبر و أقل طول للعينة المستخرجة.
-الطول بعد عمل الغطاء. -طريقة عمل الغطاء.
-مقاومة الضغط المقاسة. -معامل التصحيح للعينات الاسطوانية.
-مقاومة الضغط المقدرة للمكعب. -شكل الخرسانة و شكل الكسر الناتج.
-وصف نوع الركام. -توزيع المواد بالخلطة الخرسانية.
-درجة دمك الخرسانة. -صورة أو صور للعينات ترفق مع التقرير.
-حجم و مقاس حديد التسليح و موضعه إن وجد.
*حدود القبول
-أولا يتم عمل ثلاث عينات للخرسانة المراد اختبارها.
-تعتبر العينة مقبولة إذا كانت مقاومة الضغط لا تقل عن 75% من المقاومة المطلوبة.
-لا يزيد الفرق فى نتائج القلوب عن 30% من المتوسط.
إذا لم يتحقق ذلك يجرى اختبار تحميل.
* اختبار التحميل

الغرض من الاختبار هو اختبار كفاءة العنصر الإنشائي فى تحمل الأحمال التصميمية التى صمم من أجلها ويجرى الاختبار على الكمرات أو البلاطات أو الأسقف أو المنشأ ككل0
متى يتم إجراء هذا الاختبار ؟
-إذا كان هناك شك فى كفاءة المنشأ.
-إذا كانت هناك أسباب تدعو إلى ذلك مثل وجود هبوط غير منتظم فى أجزاء من المنشأ.
-إذا فشلت نتائج القلب الخرسان .
-إذا نص على ذلك فى المواصفات و الاشتراطات الخاصة بالمشروع.
ولا يتم إجراء الاختبار قبل مرور ستة أسابيع من ابتداء تصلد الخرسانة.
القياسات المطلوبة:
-يقاس سهم الانحناء قبل إجراء الاختبار.
-يقاس سهم الانحناء بعد إجراء التحميل ومرور 24ساعة.
-يقاس عرض الشروخ بعد التحميل.
-يقاس سهم الانحناء بعد 24ساعة من رفع الأحمال .
*الأحمال:
يعرض جزء المنشأ المراد اختباره لحمل مقداره مرة ونصف الحمل الحى المنصوص عليه فى التصميم بالإضافة إلى حمل مكافئ لجميع الأحمال الميتة فى صورتها النهائية (مثل الأرضيات و القوا طيع و البياض….الخ).
*الاحتياطات أثناء التحميل:
توضع قوائم مثبتة تحت الأجزاء المحملة بشرط ترك مسافة تسمح بالانحناء للجزء موضوع الاختبار وأن تكون بالعدد الكافى لتتحمل الحمل بأكمله.
*شروط القبول:
يعتبر المنشأ قد استوفى شروط الأمان إذا تحقق ما يلى:
1- إذا كانت أكبر قيمة لسهم الانحناءةmax s في العنصر المختبر أقل من أو تساوي
smax =< l2T2,5 t…….cm

حيث lt =البحر مقاس بالمتر،t سمك العنصر بالسنتيمتر
– تؤخذ lt فى حالة الكوابيل بضعف المسافة لبحر الكابولى
-تؤخذ lt هى طول الاتجاه الأصغر فى حالة البلاطات اللاكمرية أو ذات الاتجاهين.
2-يجب أن يكون الجزء المسترجع من سهم الانحناء الأقصى بعد 24 ساعة من رفع الحمل لا يقل عن 75 % من قيمة سهم الانحناءالأقصى –وعرض الشروخ فى حدود المسموح به.
إذا لم يختف 75 % من سهم الانحناء أثناء الاختبار الثانى أو أن تكون الشروخ أكبر من المسموح به يعتبر المنشأ غير مقبول.