آزمایش التراسونیک بتن — روش، شرح آزمون، مزایا، کاربردها و استانداردها
مقدمه
آزمایش التراسونیک (Ultrasonic Pulse Velocity — UPV) روشی غیرمخرب برای ارزیابی کیفیت، یکنواختی، وجود ترک‌ها یا خلل و فرج، تعیین مدول الاستیسیته تقریبی و برآورد مقاومت فشاری بتن است. این آزمون بر پایه اندازه‌گیری زمان عبور پالس فراصوت از یک نقطه تا نقطه دیگر در نمونه یا سازه انجام می‌شود.
هدف آزمون
تعیین سرعت پالس فراصوت در بتن (m/s) و ارزیابی پیوستگی و چگالی آن
شناسایی نواقص داخلی مانند ترک‌ها، جداشدگی، نواحی تخلخل یا لایه‌لایه شدن
برآورد تقریبی مقاومت فشاری و مدول یان در مواردی که منحنی‌های همبستگی معتبر موجود باشد
پایش وضعیت سازه و کنترل کیفیت بتن اجراشده
تجهیزات و اصول کار
ژنراتور/گیرنده التراسونیک (پروب فرستنده و گیرنده) معمولاً با فرکانس‌های معمول 54–70 kHz برای بتن
دستگاه زمان‌سنج با دقت بالا برای اندازه‌گیری زمان عبور پالس (Transit time)
رابط‌های صوتی (ژل یا پودر اتصال) برای بهبود انتقال امواج بین پروب و سطح بتن
روش‌های اندازه‌گیری: مستقیم (Direct)، نیمه مستقیم (Semi-direct) و غیرمستقیم (Indirect/Surface) بسته به امکان دسترسی به دو سمت مسیر عبور امواج
روش آزمون — مراحل کلی
انتخاب مسیر اندازه‌گیری: روی نمونه یا سازه مسیرهای مناسب (طول، ضخامت) مشخص می‌شود.
آماده‌سازی سطح: پاک‌سازی و برقراری تماس مناسب بین پروب و سطح با استفاده از ژل یا پودر اتصال.
قرار دادن پروب‌های فرستنده و گیرنده در موقعیت‌های تعیین‌شده (معمولاً در دو سمت مقابل مسیر برای روش مستقیم).
ارسال پالس فراصوت و ثبت زمان عبور (t).
محاسبه سرعت موج: V = L / t (L = طول مسیر).
تکرار اندازه‌گیری در شبکه‌ای از نقاط برای تهیه نقشه‌های سرعت و شناسایی نواحی غیرهمگن یا معیوب.
در صورت نیاز، برآورد مقاومت فشاری یا مدول با استفاده از روابط همبستگی محلی یا راهنمای مرجع.
تفسیر نتایج
سرعت‌های بالا ⇒ بتن متراکم و سالم. سرعت‌های پایین ⇒ احتمال وجود ترک، تخلخل یا جدایی.
حدود مرجع کلی (مثالی): > 4500 m/s (خیلی خوب)، 3500–4500 m/s (خوب)، 3000–3500 m/s (متوسط)، < 3000 m/s (ضعیف) — مقادیر باید با داده‌های محلی و نوع مصالح تفسیر شوند.
برای برآورد مقاومت فشاری از منحنی همبستگی سرعت‑مقاومت استفاده می‌شود؛ توصیه می‌شود منحنی‌های محلی آزمایشگاهی تدوین گردد چون عوامل مختلف (سنگدانه، سیمان، رطوبت، دما) اثرگذارند.
مزایا
غیرمخرب، سریع و قابل اجرا روی سازه‌های اجراشده و نمونه‌های آزمایشگاهی
حساس به ترک‌ها، ناپیوستگی‌ها و تغییرات یکنواختی داخلی
امکان تهیه نقشه سرعت برای شناسایی نواحی معیوب یا متفاوت
مناسب برای پایش دوره‌ای و کنترل کیفیت تولید بتن
محدودیت‌ها و نکات اجرایی
حساسیت به تماس پروب، وضعیت سطح، رطوبت، دما و نوع سنگدانه — نیاز به کنترل شرایط یا اعمال ضریب تصحیح
تفسیر مستقیم سرعت به مقاومت فشاری نیازمند منحنی همبستگی معتبر برای مخلوط بتن مورد آزمایش است
برای تشخیص عمق ترک‌های کوچک یا تفکیک انواع عیوب بهتر است از روش‌های تکمیلی (پرتوی رادیویی، نشر صوتی زمان-پراکندگی، اسکن رادار) یا آزمون‌های مخرب استفاده شود
در سازه‌های تقویت‌شده با میلگرد، حضور فولاد می‌تواند مسیر انتشار موج را تغییر دهد؛ برنامه‌ریزی نقاط اندازه‌گیری لازم است
استانداردهای بین‌المللی و مرجع
ASTM C597 — Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete
BS 1881‑203 — Testing concrete — Method for determination of pulse velocity
IS 13311 (Part 1) — Indian Standard: Non‑destructive testing of concrete — Ultrasonic pulse velocity
EN 12504‑4 — Testing concrete in structures — Determination of ultrasonic pulse velocity
استانداردهای ملی ایران: آزمون‌های التراسونیک بتن مطابق روش‌های مرجع بین‌المللی اجرا می‌شوند و شماره استاندارد ملی مرتبط در گزارش‌ها ذکر خواهد شد.
کاربردها
کنترل کیفیت بتن در کارگاه و آزمایشگاه
بازرسی سازه‌های موجود (پل‌ها، تونل‌ها، مقاطع باربر) برای شناسایی ناحیه معیوب
ارزیابی یکنواختی و همبستگی بتن پس از بتن‌ریزی یا تعمیرات
کمک به مکان‌یابی ترک‌های داخلی، لایه‌لایه شدن و جداشدگی بین لایه‌ها
همراهی با سایر روش‌های غیرمخرب جهت تشخیص جامع‌تر و تصمیم‌گیری تعمیراتی
ارائه خدمات توسط مرکز آزمایشگاهی پژوهشی بتن و مصالح خواجه نصیرالدین طوسی
خدمات قابل ارائه:
اندازه‌گیری سرعت پالس التراسونیک (UPV) روی نمونه‌ها و سازه‌های اجراشده با دستگاه‌های کالیبره و پروب‌های مناسب.
اندازه‌گیری در حالت‌های مستقیم، نیمه‌مستقیم و سطحی و تهیه نقشه‌های سرعت و گزارش کانتور.
تهیه منحنی‌های همبستگی سرعت‑مقاومت برای مخلوط‌های بتنی پروژه جهت تخمین دقیق‌تر مقاومت فشاری.
ارائه خدمات تکمیلی: اسکن جامع با روش‌های غیرمخرب مکمل (RCPT، مقاومت الکتریکی، هاف‌سل، GPR در صورت نیاز)، هسته‌برداری تأییدی و آزمون‌های مخرب/شیمیایی.
نمونه‌برداری در محل، ثبت شرایط آزمایش (دما، رطوبت، آماده‌سازی سطح)، گزارش فنی کامل شامل جداول، نمودارها، نقشه کانتور و تفسیر فنی همراه با پیشنهادات تعمیراتی یا کنترل کیفیت.
کالیبراسیون منظم تجهیزات، پرسنل آموزش‌دیده و رعایت استانداردهای بین‌المللی (ASTM, BS, EN) و استانداردهای ملی ایران؛ امکان ارائه گزارش رسمی با مهر آزمایشگاه برای مراجع نظارتی و کارفرما.
مزیت‌های همکاری با مرکز
تیم فنی با تجربه در آزمون‌های غیرمخرب بتن
تجهیزات مدرن، دقیق و کالیبره
امکان انجام بسته خدماتی (پایش، آنالیز و مشاوره فنی) و ارائه راهکارهای اجرایی و تعمیراتی مبتنی بر نتایج
تماس و هماهنگی
برای استعلام قیمت، ارسال مشخصات پروژه، هماهنگی نمونه‌برداری یا دریافت برنامه زمانی اجرای آزمون التراسونیک با ما تماس بگیرید یا درخواست خود را از طریق فرم وب‌سایت ارسال کنید. در صورت تمایل، می‌توانیم نمونه گزارش و قالب نتایج جهت مستندسازی پروژه ارسال کنیم.