[vc_row][vc_column][vc_column_text]

تعیین پتانسیل خوردگی فولاد داخل بتن با دستگاه هافسل (روش نیم پیل)

آزمایش سرعت خوردگی

آرماتورها با استفاده از روش نیم پیل

پتانسیل خوردگی فولاد در بتن مسلح را میتوان با اندازه گیری اختلاف ولتاژ بین فولاد و یک الکترود مرجع در سطح بتن بدست آورد. روش هافسل یک روش غیرمخرب بوده و با استفاده از یک ولت متر مقاومت بالا و یک الکترود مرجع استاندارد نظیر مس بر اساس استاندارد ASTM C876-91 قابلیت شناسایی جریان یون متحرک در بتن بین بخش های کاتدیک و آندیک با اساتفاده از اندازه گیری خطوط هم پتانسیل را دارا می باشد. از پتانسیل اندازه گیری شده می توان برای بررسی احتمال خوردگی فولاد در بتن استفاده کرد. آزمایش پتانسیل خوردگی روشی برای شناسایی محل های فعال و محتمل برای خوردگی می باشد.در فرایند انجام این آزمایش توصیه می شود آزمایش کربناسیون و یون محلول کلر برای کسب نتایج دقیق تر انجام گیرد. مقاومت در برابر خوردگی به طور خلاصه به دو عامل بستگی دارد:

۱- مقاومت بتن در مقابل نفوذ یون کلر که به ضخامت کاور بتن و نفوذپذیری بستگی دارد.

۲- مقاومت میلگرد در برابر خوردگی که به نوع فولاد مورد استفاده میزان قلیایی بودن محیط داخل بتن و واکنش های انجام شده روی فولاد که ممکن است منجر به از بین رفتن پیوند فولاد و بتن شود بستگی دارد.

پتانسیل خوردگی فولاد در بتن مسلح را می توان با اندازه گیری اختلاف ولتاژ بین فولاد و یک الکترون مردم در سطح بتن به دست آورد. اندازه گیری با روش نیم پیل روش ساده ای می باشد که با کاربرد یک ولت متر با مقاومت بالا و یک الکترود صورت می پذیرد . این روش در سال‌های اخیر توسعه یافته و زمانی که خوردگی آرماتورها محتمل باشد با موفقیت به طور گسترده به کار می رود . این روش شامل اندازه گیری پتانسیل پولاد تعبیه شده در بطن نسبت به یک نیمچه مرجع در سطح بتن می باشد که با حرکت الکترود مرجع روی سطح به تو می توان منحنی های پتانسیل را رسم کرده و محله های محتمل خوردگی فعال در سازه بتنی را تعیین نمود .

وقتی یک فلز در یک محلول غوطه ور می شود در سطح بین مایع و جامد به دلیل توزیع غیر یکنواخت بار در فازهای مایع و جامد اختلاف پتانسیل وجود می‌آید. تعیین اختلاف پتانسیل ثابت در سطح بین میلگرد و بتن غیرممکن میباشد نقطه بنابراین لازم است که الکترود دیگری برای تکمیل مدار الکتریکی تعریف شود.

پتانسیل اندازه گیری شده بین این دو الکترود پتانسیل پیری نامیده می‌شود که مجموعه پتانسیل دو نیم پیل است. با رجوع به یک الکترود مرجع که دارای یک پتانسیل نیم پیل است همیشه یک اختلاف پتانسیل ثابت به دست خواهد آمد نقطه آزمایش ها فصل به صورت گسترده در محل ساز به کار می رود و می تواند بسیار سریع و نسبتاً کم هزینه نواحی را که نیاز به بررسی بیشتر و یا تعمیر دارد مشخص نماید.

نتایج آزمایش می‌تواند تحت تاثیر عوامل زیر قرار گیرد:

الف) درجه رطوبت بتن: این اندازه گیری به میزان رطوبت بتن بسیار حساس است. پتانسیل منفی بیشتر در بتن هایی با درجه اشباع بالا تر به دست می‌آید. نتایج گمراه کننده ای در خصوص درصد احتمال خوردگی ممکن است در یک سازه و در بخش های یکسان که تحت شرایط خشک و یا مرطوب قرار می‌گیرد و اندازه‌گیری می‌شود حاصل شود.

ب) میزان اکسیژن نزدیک آرماتور : فقدان اکسیژن نزدیک آرماتور منجر به ثبت اندازه گیری پتانسیل منفی بیشتر نسبت به نواحی هوادار می‌گردد . باید توجه داشت که فقدان اکسیژن معمولاً به میزان قابل ملاحظه‌ای نرخ خوردگی را کاهش می دهد هرچند ممکن است پتانسیل منفی بیشتری را باعث گردد. بنابراین بایستی دقت نمود که در هنگام تعیین میزان احتمال خوردگی در سازه های بتن مسلح در جایی که فقدان اکسیژن در نزدیکی آرماتور وجود دارد نظیر قسمتهای مغروق یا زیر زمین سازه دچار مشکل نگردد.

ریز ترک ها: ریز ترک ها می تواند خوردگی موضع ایجاد نمایند و مقاومت الکتریکی بتن را تغییر دهند و در اندازه گیری پتانسیل خوردگی تأثیرگذارند.

جریانات پراکنده و غیر دائم: وجود جریانات پراکنده و غیر دائم بر اندازه‌گیری به روش نیم پیل تاثیر می گذارد.

اگرچه روش نیم پیل روش مناسب و مورد توجهی است لیکن می‌تواند به صورت کمی خوردگی را بیان کند.برای تصمیم گیری به منظور بیان علت فعالیت خوردگی به آزمایش های دیگری نظیر تعیین پروفیل یون کلر عمق بتن کربنات شده و تعیین نرخ خوردگی فولاد نیز نیاز می باشد .معمولاً یک پیل هافسل سولفات مس یا کلرید نقره است اما ترکیبات دیگری نیز می‌تواند به کار رودبه انواع مختلف پیل مقادیر مختلفی از پتانسیل سطح را می‌تواند تولید کند. بتن مانند یک الکترولیت عمل می‌کند و منطقه خوردگی آرماتور فولادی در مجاورت نزدیک . آزمون را می توان ازنظر تجربی با اختلاف احتمالی اندازه گیری شده با بود ولت سنج دارای امپدانس بالا ارتباط داد. جدا کردن پوشش بتن برای ایجاد تماس الکتریکی با آرماتور فولادی معمولاً ضروری است است. این اتصال بسیار مهم بوده و یک پیچ خودکار برای اتصال توصیه می شود اما پیوستگی الکتریکی کافی معمولاً در یک مش یا قفس آرماتور وجود دارد تا از نیاز به اتصالات مکرر جلوگیری کند. آماده سازی سطح از جمله مرطوب کردن نیز احتمالاً برای تضمین تماس مناسب ضروری خواهد بود .اندازه گیری اختلاف پتانسیل در زیر آب نیز می تواند فرایند خوردگی آرماتورها را تشخیص دهد اما در چنین شرایطی محل فرآیند خوردگی به طور دقیق قابل تشخیص نبوده و نیاز به داشتن دانش لازم درباره مقاومت بین نیم سلول و فولاد است. آب های شور به دلیل یکنواخت بودن اختلاف پتانسیل در طول عضو نتایج باید با دقت بیشتری تفسیر گردد. بزرگی قرائتها در چنین شرایطی می تواند نشان دهنده فرایند خوردگی باشد{۱۱}. ASTM C876 شروع فعالیت خوردگی را به صورت احتمالی و بشرح جدول ۱-۹ مشخص کرده است.

[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text css=””]

آزمایش هافسل بتن (نیم پیل بتن):

تصویر ۱: انجام آزمایش تعیین پتانسیل خوردگی آرماتور بتن به روش آزمایش هافسل بتن(آزمایش نیم پیل)

همانطور که میدانید سازه های بتنی که در جنوب کشور و به خصوص در حاشیه خلیج فارس هستند دارای خوردگی بسیار زیادی هستند و آزمایشگاه بتن مرکز تحقیقات بتن پروژه های فعال بسیار زیادی در این مناطق کشور دارد. چندسال پیش برای انجام آزمایشات غیرمخرب بتن برای ماموریت به یک پروژه در شهر زیبای بوشهر سفر کردیم . قرار بود که پتانسیل خوردگی میلگرد رو در پروژه‌ اندازه‌گیری کنیم، همه‌ چیز عادی به نظر می‌رسید تا زمانی که نخستین ولتاژ ثبت شد: منفی ۵۹۰ میلی‌ولت. چند لحظه مکث کردم… صبر کن، این یعنی چی؟ یعنی با احتمال بالا میلگرد در حال خوردگی فعال بود؛ همین حالا، درست زیر پای من.

برای من که سال‌هاست در واحد آزمایشگاه بتن مرکز تحقیقات بتن درگیر آزمایش های غیرمخرب بتن هستم، روش نیم‌پیل فقط یک تست الکتروشیمیایی ساده نیست؛ این روش مثل یک نمایان گر دقیق عمل می‌کند که حقیقت شرایط درونی بتن را نشان می‌دهد. سازه ‌هایی که شاید در ظاهر سالم باشند، اما در عمق ‌شان، فولاد و میلگرد درگیر یک واکنش مخرب و تدریجی ا‌ست.

در این مقاله، با زبانی فنی و روایت‌محور، به‌صورت گام ‌به‌گام بررسی خواهیم کرد که:

• چگونه می‌توان با آزمایش نیم‌پیل (ASTM C876) فعالیت خوردگی میلگرد را ارزیابی کرد؛
• عدد ثبت ‌شده در ولت‌ متر و دستگاه هافسل (نیم پیل) چه معنایی دارد و چگونه تفسیر می‌شود؛
• چه زمانی این آزمون ضروری است؛
• و چگونه می‌توان از آن برای جلوگیری از آسیب ‌های جدی سازه‌ ای بهره گرفت.

اگر شما بعنوان مهندس اجرایی ، مهندس ناظر یا مدیر پروژه در مسیر ساخت، نگهداری و تعمیرات یا نظارت سازه‌های بتنی هستید، این مقاله می‌تواند مرز بین تشخیص پیشگیرانه و تعمیرات پرهزینه‌ی دیر هنگام سازه های بتنی شما را برایتان روشن کند.

هدف و دامنه کاربرد آزمایش هافسل بتن:

در فضای آزمایشگاهی مرکز تحقیقات بتن، ما بارها با پروژه ‌هایی روبرو شده‌ایم که ظاهر سازه بتنی دارای هیچ مشکلی قابل توجه نبوده است اما وقتی آزمایش پتانسیل خوردگی میلگرد در بتن با روش نیم‌پیل را اجرا می‌کنیم، اعداد چیز دیگری را روایت می‌کنند. به همین دلیل، اجرای این آزمون در پروژه ‌های حساس و اقلیم های مختلف ، نه ‌فقط توصیه می شود، بلکه ضرورت است.

بر اساس استاندارد بین‌المللی ASTM C876، این آزمون برای موارد زیر تعریف شده است:

هدف آزمایش هافسل:

اندازه‌گیری پتانسیل الکتروشیمیایی میلگرد بدون پوشش در بتن(نیم پیل)، به‌منظور تعیین احتمال خوردگی فعال فولاد صورت می گیرد.

تصویر۲: انجام آزمایش هافسل بتن(آزمایش نیم پیل) بر روی یک سازه بتنی در حاشیه خلیج فارس

دامنه کاربرد:

• سازه ‌های بتن مسلح (پل‌ها، دال‌ها، فونداسیون‌ها، ستون‌ها و دیوارهای حائل)
• پروژه‌ هایی که احتمال نفوذ یون کلرید، کربناسیون، یا رطوبت بالا وجود دارد.
• عدم محدودیت به ضخامت پوشش بتن (اگرچه در بتن‌های با پوشش بیش از ۳ اینچ (۷۵ میلی‌متر)، دقت تفکیک مناطق خورده کاهش می‌یابد).
• پایش فعالیت خوردگی میلگرد در طول عمر مفید سازه.
• ارزیابی اثر بخشی تعمیرات ضد خوردگی یا پوشش دهی‌ های اعمال ‌شده.
• بررسی دوام بتن و مقایسه مواد افزودنی ضدخوردگی.

این آزمون جزو آزمایشات غیرمخرب بتن می باشد و از آن می‌توان برای ترسیم نقشه خوردگی در سطح گسترده‌ی یک سازه نیز استفاده کرد. اگر ولتاژ اندازه‌گیری‌ شده بین الکترود مرجع نیم‌پیل و سطح بتن منفی‌تر از ۳۵۰- میلی‌ ولت باشد، طبق این استاندارد، احتمال وجود خوردگی فعال بیش از ۹۰٪ خواهد بود.

آزمون پتانسیل خوردگی، برای میلگردهایی قابل اجراست که:

• در تماس الکتریکی با الکترود نیم‌پیل قرار دارند.
• پوشش الکتریکی نداشته باشند یا این پوشش (محافظ کاتدی) برداشته شده باشد.
• در بتن با رطوبت کافی قرار داشته باشد.

به عنوان یک کارشناس و فن ورز آزمایشگاه بتن در مرکز تحقیقات بتن (متب)، آزمایش نیم پیل بتن (آزمایش تعیین فعالیت خوردگی میلگرد بدون پوشش در بتن) بر اساس استاندارد ASTM C876 را یکی از ابزارهای مهم در پایش سلامت سازه‌های بتنی می‌دانم. این روش نه ‌تنها برای ارزیابی سازه‌های در حال بهره‌برداری کاربرد دارد، بلکه در پروژه‌های تحقیقاتی و توسعه‌ای نیز به‌عنوان یک روش غیرمخرب و مؤثر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای مطالعه انواع آزمایش های غیر مخرب بتن NDT  می توانید وارد بخش آزمایش های سایت ما شوید و یا جهت کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

تصویر۳: انجام آزمایش هافسل بتن(آزمایش نیم پیل) بر روی پدستال بتنی

مراجع الزامی در آزمون پتانسیل خوردگی میلگرد بتن

در دنیای آزمایش‌های غیرمخرب بتن، هیچ روشی نمی‌تواند بدون تکیه بر استانداردهای مرجع، معتبر و قابل استناد باشد. باید همواره به دقت متن استاندارد مطالعه شود و نکات آن مورد بررسی قرار گیرد. ما در مرکز تحقیقات بتن (متب) پیش از اجرای هر آزمایش فعالیت خوردگی میلگرد بدون پوشش در بتن (نیم پیل)، اول به سراغ متن و مراجع استاندارد می‌رویم تا مطمئن شویم که روش، ابزار و تفسیر نتایج، همگی بر پایه‌ای علمی و بین‌المللی انجام می‌شوند زیرا وقتی آزمایش ما استاندارد است که از یک متند و روش مشخص مرجع پیروی کند.

استاندارد ASTM C876  به‌عنوان مرجع اصلی این آزمون، در بخش منابع، به چند سند مهم ارجاع می‌دهد که مبنای طراحی آزمون، انتخاب تجهیزات، تحلیل نتایج و ارائه گزارش قرار می‌گیرند.

• ASTM G3 – Practice for Conventions Applicable to Electrochemical Measurements in Corrosion Testing
• ASTM G15 – Terminology Relating to Corrosion and Corrosion Testing
• ASTM G16 – Guide for Applying Statistics to Analysis of Corrosion Data

برای تعریف واژگان (Terminology)، به G15  مراجعه شود.

استاندارد ASTM C876 به ‌تنهایی روش آزمون را ارائه می‌دهد؛ اما تفسیر دقیق داده‌ها، انتخاب نوع تجهیزات و تحلیل شرایط محیطی، نیازمند استفاده از منابع مکمل است.

در متب، پیروی از استاندارد و مراجع الزامی آن بسیار اهمیت دارد زیرا موجب دستیابی به نتایج دقیق می شود. ما به ارتباط بین مراجع، کاربرد های پروژه ‌ای، و شرایط واقعی سایت توجه می‌کنیم.

تجهیزات آزمایش هافسل بتن:

ترکیب کلی تجهیزات آزمون به شرح زیر است:

1. الکترود مرجع

• الکترود مرجع باید پتانسیل ثابتی در بازه دمایی ۰ تا ۴۹ درجه سانتی‌گراد (۳۲ تا ۱۲۰ °F) نشان دهد.
• طبق این استاندارد، پتانسیل خوردگی باید بر مبنای واکنش نیمه‌ سلولی(نیم پیل):

Cu → Cu²⁺ + 2e-

مرتبط با الکترود مس/سولفات مس (Cu/CuSO₄) در دمای ۲۲.۲ °C (°F۷۲) در نظر گرفته شود (این پتانسیل برابر۰٫۳۰ V  نسبت به الکترود هیدروژن است). ضریب دمایی الکترود مس/سولفات مس در بازه ۰ تا ۴۹ °C حدود ۰٫۰۰۰۵ V به ‌ازای هر یک °F افزایش دما (یا ۰٫۰۰۰۹ V به‌ازای هر °C) به سمت مقادیر منفی است.

• امکان استفاده از الکترودهای مرجع با مشخصات مشابه (دقت و پایداری تقریباً برابر) نیز وجود دارد. برای نمونه:
  • الکترود کالمل (Calomel) در مطالعات آزمایشگاهی استفاده می‌شود.
  • در حالت غوطه ‌وری بتن در آب دریا، برای جلوگیری از آلودگی کلرید الکترود مس/سولفات مس، از الکترود نقره/کلرید نقره (Ag/AgCl) همراه با KCl استفاده می‌شود.
  • در بتن‌های معرض هوا، الکترود نقره/کلرید نقرهKCl  نیز کاربرد دارد.

در صورت استفاده از هر نوع الکترود دیگر، باید پتانسیل اندازه‌گیری‌ شده به معادل الکترود Cu/CuSO₄ تبدیل شود که روش تبدیل آن در استاندارد G3  تشریح گردیده است.

2. دستگاه اتصال الکتریکی

• یک وسیله برای ایجاد پل مایع کم‌ مقاومت بین سطح بتن و الکترود مرجع است.
• معمولاً از اسفنج یا چند لایه اسفنج آغشته به محلول هادی و رسانا استفاده می‌شود.
• اسفنج در اطراف سر الکترود پیچیده می‌شود تا تماس الکتریکی پایدار بین سر متخلخل الکترود و سطح بتن برقرار شود.
• مساحت سطح تماس اسفنج باید حداقل به اندازه دایره‌ای با قطر برابر با یک-سوم قطر اسمی سنگدانه درشت بتن و حداکثر تا ۱۶ اینچ² (۰٫۰۱ m²) باشد.

3. محلول هادی

• برای استاندارد سازی افت ولتاژ در بخش بتن مدار، از یک محلول هادی استفاده می‌شود.
• یک ترکیب معمولی شامل  mL۹۵ عامل ترکننده یا مایع شوینده خانگی به ازای ۵ گالن (۱۹ لیتر) آب آشامیدنی است.
• اگر دمای محیط کمتر از حدود  °C۱۰ (°F۵۰) باشد، باید حدود ۱۵٪ حجمی الکل ایزوپروپیل یا الکل دناتوره ‌شده به محلول اضافه شود تا از کدر شدن جلوگیری شود. کدر شدن ممکن است نفوذ محلول به درون بتن را کاهش دهد و در نتیجه اندازه‌گیری پتانسیل را نامعتبر سازد.
• در مواردی که نوسانات پتانسیل ناشی از پیوند متغیر مایع زیاد است، می‌توان از ژل ‌های هادی استفاده کرد تا پایداری بیشتری در اندازه‌گیری ایجاد شود.
• برای سطوح بزرگ افقی بتن، مانند دال ‌های پل، پیش ‌پاک‌ سازی بتن با جارو ‌و یا دمنده باد می‌تواند مفید باشد.

4. ولت ‌متر

• باید قابلیت اندازه‌گیری DC ولتاژ را داشته باشد، ترجیحاً قابل کار با باتری باشد و امپدانس ورودی (input impedance) و توانایی رد اختلال AC کافی داشته باشد.
• قبل از شروع این مرحله، می‌توان از ولت ‌متر دیجیتال با امپدانس ورودی قابل تنظیم بین  MΩ۱۰ تا MΩ ۲۰۰ استفاده کرد تا امپدانس مورد نیاز برای اندازه‌گیری دقیق را تعیین نمود. در این آزمایش، ابتدا در موقعیت  MΩ ۱۰ قرائت اولیه گرفته می‌شود، سپس امپدانس را به ترتیب بالا می‌بریم تا زمانی که دو افزایش متوالی امپدانس، تغییری در قرائت ایجاد نکند. سپس امپدانس را یک درجه پایین می‌آوریم تا نویز کاهش یابد و بیشترین دقت حاصل شود. اگر تا MΩ ۲۰۰  امپدانس، خوانش ثابت نماند، باید از گالوانومتر با امپدانس ورودی ۱–۲ GΩ استفاده کرد.
• نویز ناشی از اختلال الکترومغناطیسی یا القای ناخواسته (مثلاً کابل‌های تغذیه AC یا فرستنده‌های رادیویی) ممکن است باعث نوسان قرائت شود. برای ارزیابی اینکه اختلال تا چه حد قرائت را مختل می‌کند، می‌توان از اسیلوسکوپ استفاده کرد و مشخصات توانایی رد اختلال (AC rejection) سازنده ولت ‌متر را ملاک قرار داد.

تصویر۳: انجام آزمایش نیم پیل بتن (آزمایش هافسل بتن) بر روی یک المان بتنی در مجاورت با آب دریا. در تصویر سیم اتصال، الکترود با محلول آبی رنگ و ولت متر و یا همان دستگاه هافسل مشخص می باشد.

5. سیم ‌های اتصال

• مقاومت سیم‌ها نباید بیشتر از  V۰٫۰۰۰۱  (µV۱۰۰) افت ولتاژ ایجاد کند.
• برای طول ‌های تا حداکثر m۱۵۰  (ft۵۰۰)، از حداقل AWG No. 24 استفاده می‌شود.
• سیم باید دارای عایق مناسب (مثلاً نوع مقاوم در برابر دفن زیر خاک) باشد.

6. سایر تجهیزات آزمون

• آرایه‌های چندگانه الکترود مرجع.
• الکترود مرجعی با دستگاه چرخان برای پروژه های بزرگ.
• و ولت ‌مترهای ثبت‌ کننده که همزمان فاصله و پتانسیل را ضبط می‌کنند.

کالیبراسیون هافسل بتن

1. نگهداری الکترود مرجع

• طبق دستورالعمل تولیدکننده عمل کنید، الکترود نباید خشک یا آلوده شود.
• پس از نگهداری طولانی ‌مدت، مطمئن شوید که سر متخلخل مرطوب است؛ در غیر این صورت ممکن است کریستال‌های مواد داخل آن منافذ را مسدود کنند و الکترود خاصیت دی‌الکتریک پیدا کند.

2. کالیبراسیون الکترود مرجع

• الکترودها باید در فواصل منظم در مقابل یک استاندارد مرجع قابل پیگیری کالیبره شوند.
• اگر الکترودها پایداری یا یکنواختی قابل قبول را نداشته باشند، ابتدا با شست ‌و شوی مناسب اقدام کنید؛ در صورت تداوم مشکل، الکترود را تعویض کنید.

3. کالیبراسیون ولت ‌متر

• ولت ‌متر نیز باید در فواصل منظم در برابر یک استاندارد مرجع قابل پیگیری کالیبره شود. ما در واحد آزمایشگاه بتن هر ۶ ماه دستگاه هافسل بتن را کالیبره می کنیم.

روش کار آزمون پتانسیل خوردگی میلگرد در بتن

1. فاصله بین نقاط اندازه‌گیری

• حداقل فاصله‌ تعریف‌ شده‌ای وجود ندارد، اما گرفتن دو قرائت از تقریباً یک نقطه مزیت چندانی ندارد.
• فاصله خیلی زیاد نیز ممکن است نواحی محل‌ نشده خوردگی را از قلم بیندازد یا داده کافی برای ارزیابی فراهم نکند.
• فاصله مناسب باید متناسب با نوع عضو بتنی و هدف نهایی باشد.

نکته: فاصله حدود ۱٫۲ m (ft۴) برای ارزیابی سریع سازه ‌های بزرگ افقی مانند دال‌ پل‌ها مناسب است. به‌طور کلی، وقتی اختلاف قرائت در نقاط مجاور بیش از  mV۵۰ شود، فاصله نقاط بعدی را کاهش دهید تا نواحی با فعالیت خوردگی بالا تشخیص داده شوند. ترک‌ها، درزهای سرد و نواحی با فعالیت سازه‌ای پویا ممکن است باعث ایجاد تغییر قابل ‌توجه پتانسیل در مسافت‌های کمتر از  cm۳۰ شوند؛ بنابراین باید مراقب بود که فاصله زیاد، این نواحی را از دست ندهد.

برای اعضای کوچک و کم ‌آرماتور، ممکن است ابتدا محل آرماتورها را با کاور متر  پیدا کرده و سپس الکترود مرجع را مستقیماً روی میلگردها در یک شبکه مناسب قرار دهید.

2. اتصال الکتریکی به آرماتور

نوع اتصال بستگی به این دارد که اتصال موقت باشد یا دائمی.

• اتصال مستقیم به آرماتور را می‌توان با استفاده از گیره‌، لحیم‌کاری  یا جوشکاری یک میله ، یا پیچ خودکار در سوراخی روی میلگرد انجام داد.
• برای کاهش مقاومت اتصال، قبل از اتصال، سطح میلگرد را تا حد ممکن تمیز و براق کنید تا تماس فلز روی فلز برقرار شود.
• در برخی موارد، لازم است بخشی از بتن برداشته شود تا اتصال با آرماتور برقرار شود.
• هنگام اتصال به سازه های پیش‌تنیده، فقط از روش‌های مکانیکی استفاده کنید و از جوشکاری خودداری نمایید.
• اگر جوشکاری برای فولاد معمولی  لازم است، آن را با پیش‌گرم  انجام دهید تا از ایجاد ترد در نزدیکی نقطه جوش جلوگیری شود و البته جوشکارها باید دارای گواهی صلاحیت باشند.

اتصال الکتریکی باید مستقیماً به آرماتور  باشد؛ مگر در مواردی که ثابت شود قطعه فولادی خارجی (مثلاً تیرچه‌ها، صفحات و پلیت های فولادی، ریل‌های حفاظتی) مستقیماً به آرماتورها متصل است. برخی قطعات مانند پدهای انبساطی، اسکله‌های بارگیری ، دریچه‌ها ، ناودان‌ها  یا نرده‌های جان ‌پناه ممکن است مستقیماً به آرماتور متصل نباشند؛ در این صورت قرائت‌های به‌دست‌آمده نامعتبر خواهد بود.

برای اطمینان از پیوستگی الکتریکی میان تمام اجزای فولادی، مقاومت بین دو نقطه فولادی دور از هم را اندازه بگیرید،
اگر آزمون دوره‌ای در طولانی ‌مدت برقرار باشد، از یک نقطه اتصال یکسان برای هر دوره استفاده کنید.

مطمئن شوید که یکپارچگی الکتریکی شبکه فولاد حفظ شده است؛ برای این کار مقاومت بین دو نقطه قطری از ناحیه مورد آزمون را بسنجید.

3. اتصال الکتریکی به الکترود مرجع

• یک سر سیم به الکترود مرجع متصل می‌شود و سر دیگر همان سیم به ترمینال منفی (زمین) ولت‌متر وصل می‌شود.

4. مرطوب‌سازی اولیه سطح بتن

در بیشتر شرایط، برای کاهش مقاومت الکتریکی مدار، باید سطح بتن یا پوشش روی آن با محلول هادی (بخش ۵.۱.۳) مرطوب شود. دو روش زیر برای مرطوب ‌سازی به‌کار می‌رود:

• روش A: هنگامی که مقدار کمی رطوبت برای رسیدن به پایداری قرائت کافی باشد.
• روش B: هنگامی که نیاز به اشباع کامل اسفنج یا ژل وجود داشته باشد.

آزمون نیاز به مرطوب ‌سازی

(الف) الکترود مرجع را روی سطح بتن قرار دهید و ثابت نگه دارید.

(ب) وضعیت ولت‌ متر را برای یکی از دو حالت زیر مشاهده کنید:

1. اگر مقدار قرائت پتانسیل تغییری نداشته باشد یا نوسان نکند، مرطوب ‌سازی لازم نیست.
2. اگر مقدار قرائت تغییر یا نوسان کند، مرطوب ‌سازی ضروری است تا زمانی که قرائت به پایداری (±۰.۰۲ V) برسد و برای حداقل ۵ دقیقه پایدار بماند.

اگر با مرطوب‌ سازی نیز نتوان وضعیت (۱) را برقرار کرد، یا مقاومت مدار بسیار زیاد است و امکان اندازه‌گیری پتانسیل وجود ندارد، یا جریان مزاحم DC (مثلاً از خطوط قطار الکتریکی یا جوشکاری آرک) قرائت‌ها را مختل می‌کند؛ در این شرایط از روش مرجع استفاده نکنید.

روش A برای مرطوب‌ سازی

• هنگام نیاز به مقدار اندکی رطوبت، سطح بتن (یا فقط نقاط اندازه‌گیری‌شده طبق بخش روش کار) را با محلول هادی (بخش تجهیزات) اسپری یا پاشش کنید.
• اطمینان حاصل کنید که هیچ آب آزاد بین نقاط شبکه باقی نماند تا هنگام اندازه‌گیری تماس الکتریکی به‌درستی برقرار شود.

روش B برای مرطوب ‌سازی

• اسفنج‌ها را به‌طور کامل با محلول هادی اشباع کرده و روی سطح بتن (در نقاط مشخص‌شده بنا به بخش ۷.۱) قرار دهید.
• اسفنج‌ها را تا زمان رسیدن قرائت ولتاژ به پایداری (±۰.۰۲ V) روی سطح نگه دارید.
• هنگام اندازه‌گیری پتانسیل، دستگاه اتصال الکتریکی (اسفنج آغشته) را روی اسفنج‌های مرطوب نگه دارید تا تماس الکتریکی برای مدت اندازه‌گیری حفظ شود.

اندازه‌گیری‌های زیرآبی، افقی و عمودی

اندازه‌گیری پتانسیل، فعالیت خوردگی را نشان می‌دهد، اما لزوماً مکان دقیق خوردگی را مشخص نمی‌کند؛ برای تعیین محل دقیق خوردگی باید مقاومت الکتریکی بین الکترود مرجع و فولاد را بدانید.

• در شرایط زیرآبی یا غوطه‌وری بتن در آب (مانند تونل‌ها)، اغلب غلظت اکسیژن پایین است و پتانسیل خوردگی میلگرد به‌سمت مقادیر منفی‌تر حرکت می‌کند. در چنین شرایطی، نقشه‌برداری دقیق از نقاط خورده‌شده دشوار است، زیرا قرائت‌های پتانسیل الکتریکی در کل سطح تقریباً یکنواخت به نظر می‌رسد.
• هنگام اندازه‌گیری زیرآب، از تماس قسمت‌های هادی دیگر با آب جلوگیری کنید (مگر انتهای متخلخل الکترود) و از اتصالات برقی مخصوص زیرآب استفاده کنید تا از آلودگی الکترود جلوگیری شود.

اندازه‌گیری‌های افقی یا عمودی (به سمت بالا یا پایین) باید مشابه اندازه‌گیری عمودی به سمت پایین انجام شوند؛ تنها نکته اضافی آن است که در الکترود Cu/CuSO₄ باید اطمینان حاصل شود که محلول در الکترود هم‌زمان با اتصال سرامیکی  و میله Cu در تماس باشد.

ثبت مقادیر پتانسیل خوردگی بتن

• پتانسیل خوردگی را تا نزدیک‌ترین  V0.01 ثبت کنید.
• تمام مقادیر باید به واحد ولت گزارش شوند.
• اگر دمای الکترود مرجع خارج از محدوده °C 22.2 ± ۵.۵ (۷۲ ± ۱۰ °F) باشد، باید تصحیح دما انجام شود. ضریب تصحیح دما در بند کالیبراسیون و استاندارد سازی ارائه شده است.

ارائه نتایج

نتایج می‌توانند به دو روش زیر ارائه شوند (یا هر دو با هم):

1. نقشه کانتور :

• در یک نمای پلانِ مقیاس‌ شده از عضو بتنی، نقاط اندازه‌گیری پتانسیل را مشخص کرده و کانتورهای هم ‌پتانسیل را از روی نقاط مساوی یا مقادیر میان ‌یابی‌شده بکشید.
• حداکثر گام کانتور نباید بیش از ۰.۱۰ V باشد.
• شکل زیر یک مثال از چنین نقشه‌ای را نشان می‌دهد:

1. نمودار توزیع تجمعی

• برای تعیین توزیع مقادیر پتانسیل الکتریکی در عضو بتنی، مطابق دستورالعمل‌های استاندارد G16 عمل کنید و نمودار تجمعی مقادیر را رسم نمایید.

از تشخیص تا تصمیم، مرکز تحقیقات بتن همراه شماست

اگر با سازه‌ای بتنی سروکار دارید که عمرش به نیمه رسیده یا نشانه‌هایی از ترک، لکه‌های رطوبتی یا زنگ‌زدگی میلگرد در آن دیده می‌شود، همین حالا وقت ارزیابی علمی و دقیق است.

تصویر۴: دیده شدن نشانه هایی از خوردگی آرماتور در سازه بتنی و انجام آزمایش هافسل بتن ( نیم چیل بتن)

آزمایش نیم‌پیل بتن بر اساس استاندارد ASTM C876، همان ابزار قدرتمندی‌ است که به شما کمک می‌کند تصمیمی مبتنی بر داده و تجربه بگیرید؛ نه حدس و گمان.

ما در مرکز تحقیقات بتن (متب) با تیمی متخصص، تجهیزات پیشرفته و به روز و تفسیر دقیق نتایج آزمون، آماده‌ایم تا سلامت بتن و آرماتورهای سازه های بتنی شما را بدون کوچک‌ترین تخریب، ارزیابی کنیم. همچنین اگر علاقمند به یادگیری آزمایشات غیرمخرب بتن هستید، به خصوص آموزش آزمایش هافسل بتن (نیم پیل) می توانید در دوره های آموزشی بتن شرکت نمایید. جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص دوره های بتن می توانید با واحد آموزش مرکز تحقیقات بتن تماس بگیرید.

تصویر۵: آموزش آزمایش نیم پیل بتن (آزمایش هافسل بتن) در دوره های بتن مرکز تحقیقات بتن

برای دریافت مشاوره تخصصی، استعلام هزینه، یا رزرو نوبت انجام آزمایش در محل پروژه یا در آزمایشگاه مرکزی، همین حالا اقدام کنید. کافیست با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

شماره تماس های مرکز تحقیقات بتن: ۸۸۶۶۴۱۵۱ – ۸۸۶۶۴۱۵۲[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]