الدراسات والابحاث على القلب الخرسانى

مقدمة:

اختبار القلب القلب الخرساني هو احد الاختبارات المتلفة جزئيا. ويتم اجراؤه علي المنشات الخرسانية المسلحة بهدف تعيين مقاومة المنشا الفعلية للضغط .واختبار القلب الخرساني هو الاختبار الوحيد الذي يعطي قيمة مقاومة المنشا الفعلية للضغط بعكس الاختبارات الاخري  والتي تعطي قيمة استرشادية للمقاومة مثل اختبار الموجات الفوق صوتية واختبار مطرقة الارتداد.

1-1:طريقة اجراء الاختبار :

ويتم اجراء الاختبار عن طريق اقتطاع جزء من المنشا بواسطة الجهاز.

1-2:مكونات الجهاز :

                                                          

والجهاز عبارة عن الة ثقب اسطوانية وطرفها مطعم بكسر الماس ويعمل هذا الجهاز بواسطة الضغط الهيدروليكي .

-l<�-e
@0� (/� mso-level-tab-stop:none; mso-level-number-position:left; margin-left:108.0pt; text-indent:-18.0pt; font-family:Symbol;} ol {margin-bottom:0cm;} ul {margin-bottom:0cm;} -->

·        ،  ولا يجوز إجراء اختبار تحميل لها  .

شكل ماكينة اختبار القلب الخرساني

شكل يوضح الفتحة الناتجة عن اجراء اختبار القلب

الخرساني وشكل العينة  المقتطعة من المنشا

                                                     

.

ويجب ان تستخرج العينة عمودية علي السطح الموجودة فيه ويدون رقم العينة ومكانها واتجاه اخذها مباشرة بعد  الانتهاء من اقتطاع العينة.

2-الهدف من اجراء الاختبار:

1-تحديد مفاومة الخرسانة الفعلية للضغط والتحقق من امان المنشا.

2-الحكم علي جودة الخرسانة الداخلية (وجود فجوات او تعشيش )

3-معرفة توزيع المواد داخل المنشا.

4-قياس بعض الخواص الطبيعية للخرسانة مثل ( الكثافة- الامتصاص – الانكماش ).

5-دراسة التدهور الحادث في المنشا ( تغير المقاومة)  بسبب ( زيادة التحميل , الكلال , الحريق , التفاعل الكيميائي) .

6-قياس الغطاء الخرساني بدقة ومعرفة نوع وقطر اسياخ التسليح المستخدمة , واذا كان القلب المقطوع يمر باسياخ التسليح.

3-عيوب اختبار القلب الخرساني:

1- صعوبة استخراج هذه القلوب من العناصر الخرسانية معقدة الاشكال او التي تقع علي ارتفاعات كبيرة او صعب الوصول لها .

2- خطورة استخراج عدد كبير من العينات علي سلامة المنشا وقد يحتاج الامر في بعض الاحيان الي تدعيم المنشا.

4-فحص العينة:

من خلال فحص العينات المقتطعة من المنشا يمكن تحديد الاتي
_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.

5- مزايا الاختبار:

- يعطي قيمة مقاومة فعلية للخرسانة بعكس الاختبارات الغير متلفة (مثل مطرقة الارتداد واختبار الموجات الفوق صوتية) والتي تعطي قيمة استرشادية لمقاومة الخرسانة.

-          الحكم علي جودة الخرسانة

-  معرفة توزيع المواد في الخرسانة.

6- تاثير عمل الفتحات علي العناصر الخرسانية(الانشائية) المحملة محوريا :

a-zhu et al) ) :قام بعمل اختبار الضغط علي تسعة اعمدة لها ابعاد قياسية وكانت اماكن الفتحات بها مختلفة وقد وجد نقص في قدرة تحمل القطاع ونقله للاحمال بمقدار 5.63-22.14))

كما وجد هذا العالم انه يمكن تقليل هذه القيم الي 4% اذا تم ترميم هذه الفتحة بواسطة حرسانة (مونة اسمنتية) قليلية الانكماش ولها قدرة تحمل عالية للاجهادات.

b-(in campione et al ) : قام بعمل العديد من التجارب للتحقق من تطبيق  الافراط في تقوير (عمل فتحة بقطر كبيراو عمق كبير او كلاهما معا) في هياكل الخرسانة المسلحة . كما قام الباحث بتقييم قدرة تحمل الهياكل الخرسانية التي تم عمل فتحة بها وحدث افراط في التقوير بها فوجدوا ان قدرة تحمل القطاع تقل بمقدار يتراوح بين (6%-20%) .

c-( (compione and minafo : قاموا بعمل اختبارات علي 20عينة اختبار من الخرسانة المسلحة والخرسانة العادية للعناصر الخرسانية علي شكل زجاجة والتي بها فتحات للتحقق من قدرة تحملها للاحمال.8%من العناصر التي تحتوي علي فتحات دائرية والتي تم عملها بواسطة اختبار القلب الخرساني سجلت انخفاض في قدرة تحمل القطاعات تساوي 32%في عناصر الخرسانة العادية و40%في عناصر الخرسانة المسلحة.وعلي تفس العمل قام

الباحثون بعمل اقتراح صيغة موسعة علي نموذجك   (sahoo et al)من اجل تقييم قدرة تحمل القطاع الذي تم عمل اختبار القلب الخرساني عليها.

ويجب ملاحظة انه علي الرغم من وجود عدد قليل من الابحاث المعملية والتجريبية علي سلوك الاعمدة الخرسانية المسلحة والتي تم عمل اختبار القلب الخرساني عليها,وقد تم عمل العديد من الدراسات للتحقق من قدرة تحمل القطاعات تحت تاثير قوة القص التي تتولد في عوارض الجسور .

d-( (muttoni et al: قام بعمل اختبارات ل16 عينةفي حالة الضغظ وتحت مختلف الظروف المحتملة .وقد وجد اناكبر انخفاض في قدرة تحمل القطاع يكون بمقدار 37%.

7- بعض الدراسات السابقة التي تم اجراؤها عن اختبار القلب الخرساني

ا- دراسة نظرية علي قدرة تحمل عناصر الخرسانة المسلحة والتي تحتوي علي فتحات دائرية علي تحمل الاحمال الراسية

يعتبر اختبار القلب الخرساني في الوقت الحالي هو اكثر الاختبارات المستخدمة للتاكد من مقاومة المبني من مجموعة الاختبارات الغير متلفة والتي يتم اجراؤها علي عناصر الخرسانة المسلحة . ومن خلال الممارسة الهندسية فانه يتم عمل اختبار القلب الخرساني الكمرات واخذ عينات من الاعمدة يكون عادة شئ مهم جدا . وفي هذه الحالة ونتية لوجود فتحة في القطاع الخرساني للاعمدة ينتج عن هذا عدم تجانس هندسي في هذه المنطقة حيث يحدث تكثييف لاجهادات الضغط في الاتجاه الافقي بسبب تقليل ابعاد القطاع ونتيجة لتواجد الفتحة,

كما تتولد اجهادات شد في الارتجاه العمودي علي اتجاه المحور وفي حالة عدم توفر كميات من حديد التسليح تتحمل هذه الاجهادات سوف تتكون شروخ راسية وهذه الشروخ قد تؤدي الي حدوث انفصال في الخرسانة ومثل هذا النوع من الانهيارات ذات العلاقة باجهادات الشد في الخرسانة تكون ضعيفة وفي نفس الوقت خطيرة جدا .وفي خلال السنوات الاخيرة هناك اعداد قليلة من الابحاث التي تم عملها علي العناصر الانشائية التي بها فتحة نتيجة لاختبار القلب الخرساني والمعرضة لحمل ضغط ومعظم هذه الابحاث قد تمت صياغتها وبلورتها من خلال وجهة نظر الباحث .

وما بين ايديكم هو محاولة مني لتقديم نموذج  تحليلي يمكن من خلاله التنبؤ بقدرة الاعمدة الخرسانية المسلحة التي تم عمل اختبار القلب الخرساني عليها علي تحمل الاحمال.

وهذا النموذج يتكون من جزئين :

ويستند الجزء الأول على نهج التواصل ويسمح للعثور على موقف وشدة قوة الانفصال:

اما الجزء الثاني هو النموذج القائم على التوازن القائم وهو قادر علي تصميم حديد التسليح للقطاع

والنتائج التي تم الحصول عليها من خلال التحليل يتم مقارنتها بالتحليل الخطي وايضا يتم مقارنتها مع بالمعلومات المتاحة في الابحاث السابقة .كما ان النتائج يتم مناقشتها ويتم اخذ اعتبارات التصميم في الحسابات،

الشكل 1 يوضح شكل توزيع الاجهادات في القطاعات المعرضة لحمل ضغط محوري

الشكل A:يوضح توزيع الاجهادات بعنصر به فتحة دائرية الشكل ومعرض لحمل ضغط محوري.

الشكلb:يوضح توزيع الاجهادات علي عنصر علس شكل زجاجة ومعرض لحمل ضغط محوري.

الشكل 2 يوضح تولد اجهادات شد في القطاع نتيجة لتغير مسار اجهادات الضغط في القطاع بسبب وجود فتحة في العنصر الانشائي

                                                                    2bهو عرض العنص الانشائي

dهو قطر الفتحة

Y0هو المسافة الراسية من منتصف الفتحة

X0هو المسافة الافقية من منتصف الفتحة

ويوضح هذا الشكل توزيع الاجهادات علي العنصر الانشائي الذي يحتوي علي فتحة دائرية الشكل في منتصف العينة  والمعرض لحمل ضغط محوري ونلاحظ حدوث تركيز للاجهادات  حول الفتحة.  كما تبين تولد اجهادات شد علي جانبي العينة نتيجة لوجود الفتحة وتركيز اجهادات الضغط في هذه المساحة الصغيرة

ويوضح هذا الشكل جهاز قياس الانفعالات . كما يوضح الشروخ الناتجة  من اختبار العينة في اختبار ماكينة الضغط.

هذا الشكل يوضح توزيع تقريبي  لاجهادات الشد في العينة عند الانهيار

الشكل a يوضح شكل العينة قبل حدوث تشكل لها .

                          

الشكل b يوضح العينة بعد حدوث تشكل لها وحدوث الشروخ بالعينة.

ب- دراسات نظرية علي مدي تاثر قدرة تحمل الاعمدة الخرسانية نتيجة لعمل اختبار القلب الخرساني عليها

يشمل هذا البحث مجموعة من الاختبارات التي تم عملها علي عينات من الاعمدة الخرسانية المسلحة لدراسة وتحديد مدي تاثرها بعمل اختبار القلب الخرساني.وتم ذلك عن طريق عن طريق عمل ثلاث مجموعات والتي تتكون من مجموعة من الاعمدة القصيرة .ولقد استنتج من التجارب ان قدرة تحمل الاعمدة لاحمال الضغط الراسية تقل بعد عمل اختبار القلب الخرساني عليها بقيمة تتراوح بين (5.63%-22.14%)بينما اكبر انخفاض في الازاحة تتراوح بين  (1.88%-26.14%).

كما انه يحدث تغير في سلوك الاعمدة فيحدث انهيار ضغط ليس محوريا (علي بعد مسافة من المحور). بعد ان كان يحدث انهيار ضغط محوري.

وهذه الدراسة تلخص نتائج الاختبارات .ملحق بها تقرير وتحقيق عن العوامل المؤثرة علي النتائج مثل:

1-القطاع العرضي المؤثر للعمود        2-مكان فتحة الاختبار      3-ترميم فتحة الاختبار

4-قطع حديد تسليح نتيجة الاختبار ومكان قطع الحديد  وتاثير الصدم علي قدرة تحمل القطاع

والاساس العلمي لتحما قطاع العمود للاهتزازات والذبذبات المتولدة عند عمل الاختبار.

النقاط الاساسية

-الاعمدة الخرسانية المسلحة وقدرة تحمل القطاع واختبار القلب الخرساني والدراسة التجريبية

وخلال هذا البحث ركز الباحث علي دراسة تاثير اختبار القلب الخرساني علي قدرة تحمل القطاع وانهيار الاعمدة الخرسانية نتيجة للاسباب الاتية: 1-القطاع العرضي المؤثر للعمود        2-مكان فتحة الاختبار      3-ترميم فتحة الاختبار .

وصف التجربة

يتم عمل 9 عينات من الاعمدة الخرسانية ويتم تقسيمهم الي ثلاث مجموعات مع ترقيمهم من العمود 1 الي العمود 9..بحيث تتكون المجموعة 1 من عمودين وهما العمود 1و2 والذي قطاعهما 300*300مم .والمجموعة 2 تتكون من 4اعمدة وهم الاعمدة من 3الي 6 والذي قطاعهم هو 400*400مم ..والمجموعة3 وتتكون من 3 اعمدة وهي الاعمدة من 7الي9 والتي قطاعها 400*600 مم . وكل الاعمدة ارتفاعها 1200مم .

ج-دراسة نظرية علي  تاثير عمل اختبار القلب الخرساني وعمل الترميم اللاحق له علي قدرة تحمل الاعمدة  الخرسانية:

لم  يتم عمل الكثير من الابحاث حول تاثير اختبار القلب الخرساني علي علي سعة وقدرة تحمل العناصر الخرسانية . لذلك فانه كثيرا ما تثار القلق والشكوك حول بعض الممارسات الهندسية . ان عدد قليل من المؤشرات يمكن ايجاده في بعض الاعمال القديمة مثل

(Ramirez et al,1974;Calavera et al ,.1979)وفي بعض الاعمال المعاصرةمثل(Campione e al .,2008) والتي اجراؤها علي العناصر الخرسانية المسلحة  في المعمل.وتوضح هذه التجارب ان تاثير اختلاف القلب الخرساني يمكن اهماله اذا تم الاهتمام باجراء عملية الترميم اللاحقة لاختبار القلب الخرساني. من اجل هذا الهدف هناك بعض الاكواد التي تعطي بعض النصائح بخصوص عملية الترميم بعد اجراء اختبار القلب الخرساني.

ولقد ركز الباحث خلال هذه الدراسة علي تقدير قوة تحمل العناصر الخرسانية القائمة من خلال اختبار القلب الخرساني . وقد تم عمل برنامج معملي واسع علي العناصر الخرسانية المسلحة والتي تم استخراجها من نماذج المباني الايطالية والتي تم تصميمها وتنفيذها .ان المباني الخرسانية المسلحة يتم هدمها وانشاؤها اعتمادا علي الاحمال الراسية فقط. وقد تم اجراء عدد كبير من الاختبارات علي الاعمدة وعلي عينات القلب الخرساني الذي تم استخراجه منها ,وبهدف تقييم وتعيين تاثير الحفر(اقتطاع القلب الخرساني )علي قدرة تحمل العناصر الخرسانية المسلحة. ومن اجل تقييم مدي قدرة تحمل المنشا بعد عمل اختبار القلب الخرساني يتم عمل عددمن اختبارات التحميل والتفريغ للعناصر المعرضة لحمل ضغط . ويتم كذلك عمل عدد من الاختبارات بعد اجراء عملية الترميم من  اجل تقييم قدرة تحمل المنشا.

ومن خلال المقارنة بين اداء الاعمدة القائمة والتي تم عمل اختبار قلب خرساني لها والتي تم عمل ترميم لها . والنتائج توضح اثر عمل اختبار القلب الخرساني علي المنشات القائمة ونتائج عمل ترميم لها. وهناك بعض العوامل التي تؤثر علي العلاقة بين القوة الداخلية والقوة في الوضع الطبيعي لجميع العناصر الهيكلية.

بعض الملاحظات:

ان الدراسة التي تم تقديمها من خلال هذه الاوراق قامت بعمل وصف وتحليل لنتائج الاختبارات التي تم عملها علي العناصر الخرسانية المسلحة والتي تم استخراجها من نموذج لمبني ايطالي قائم والذي تم تصميمه لتحمل الاحمال الراسية فقط. كما ان تاثير اختبار القلب  الخرساني وعملية الترميم اللاحقة لها ومدي تاثيرها علي قدرة تحمل القطاع قد تم تقييمها من خلال المقارنة بين اداء الاعمدة المصمتة والتي بها فتحات والتي تم عمل ترميم لها.

ومن خلال تحليل النتائج تبين ان عمل فتحة يمكنها ان تؤثر بشكل كبير علي قدرة تحمل العناصر الانشائية  حيث تقلل من قدرة تحمل القطاع للاجهادات.وعلاوة علي ذلك تخفيض المقطع العرضي للقطاع(مؤقت المفعول).

وعلي الرغم من هذا فهناك اختلافات لايمكن اهمالها من الممكن ايجادها بعد اجراء عملية الترميم(تغيير دائم).

وفي الحقيقة يجب التاكيد علي ان عملية الترميم من الممكن ان تكون صعبة او حتي غير فعالة في حالة الخرسانة الضعيفة مما يؤدي الي انخفاض دائم في المقطع العرضي .

كما ان النتائج المعملية تؤكد علي اهمية اختيار العناصر الانشائية التي يتم عمل فتحات بها(عمل اختبار القلب الخرساني لها)فعندما يتم ايجاد خرسانة بجودة منخفضة في منطقة ما من خلال الاختبارات الاولية ولذلك فان اجراء اختبار القلب الخرساني يكون حاسم في هذه المسالة.

ومن ناحية اخري فان اختبار القلب الخرساني يمكن ان يؤثر بشكل ملحوظ علي قدرة تحمل العناصر الخرسانية المختلفة.

ومن خلال الاستفادة من مجموعة الاختبارات الغير متلفة ينبغي الاخذ في الاعتبار اما تجنب او الحد من عمل اختبار القلب الخرساني علي العناصر الخرسانية التي تظهر جودة ضعيفة

شكل يوضح ماكينة الاختبار وشكل منحني التحمبل والتفريغ.

                                 

د- دراسات تجريبية علي مدي تاثر قدرة تحمل الاعمدة الخرسانية نتيجة لعمل اختبار القلب الخرساني عليها

يشمل هذا البحث مجموعة من الاختبارات التي تم عملها علي عينات من الاعمدة الخرسانية المسلحة لدراسة وتحديد مدي تاثرها بعمل اختبار القلب الخرساني.وتم ذلك عن طريق عن طريق عمل ثلاث مجموعات والتي تتكون من مجموعة من الاعمدة القصيرة .ولقد استنتج من التجارب ان قدرة تحمل الاعمدة لاحمال الضغط الراسية تقل بعد عمل اختبار القلب الخرساني عليها بقيمة تتراوح بين (5.63%-22.14%)بينما اكبر انخفاض في الازاحة تتراوح بين  (1.88%-26.14%).

كما انه يحدث تغير في سلوك الاعمدة فيحدث انهيار ضغط ليس محوريا (علي بعد مسافة من المحور). بعد ان كان يحدث انهيار ضغط محوري.

وهذه الدراسة تلخص نتائج الاختبارات .ملحق بها تقرير وتحقيق عن العوامل المؤثرة علي النتائج مثل:

1-القطاع العرضي المؤثر للعمود        2-مكان فتحة الاختبار      3-ترميم فتحة الاختبار

4-قطع حديد تسليح نتيجة الاختبار ومكان قطع الحديد  وتاثير الصدم علي قدرة تحمل القطاع

والاساس العلمي لتحما قطاع العمود للاهتزازات والذبذبات المتولدة عند عمل الاختبار.

النقاط الاساسية

-الاعمدة الخرسانية المسلحة وقدرة تحمل القطاع واختبار القلب الخرساني والدراسة التجريبية

وخلال هذا البحث ركز الباحث علي دراسة تاثير اختبار القلب الخرساني علي قدرة تحمل القطاع وانهيار الاعمدة الخرسانية نتيجة للاسباب الاتية: 1-القطاع العرضي المؤثر للعمود                2-مكان فتحة الاختبار      3-ترميم فتحة الاختبار .

وصف التجربة

يتم عمل 9 عينات من الاعمدة الخرسانية ويتم تقسيمهم الي ثلاث مجموعات مع ترقيمهم من العمود 1 الي العمود 9..بحيث تتكون المجموعة 1 من عمودين وهما العمود 1و2 والذي قطاعهما 300*300مم .والمجموعة 2 تتكون من 4اعمدة وهم الاعمدة من 3الي 6 والذي قطاعهم هو 400*400مم ..والمجموعة3 وتتكون من 3 اعمدة وهي الاعمدة من 7الي9 والتي قطاعها 400*600 مم . وكل الاعمدة ارتفاعها 1200مم .

ل- دراسة نظرية علي مدي تاثير حجم فتحة اختبار القلب الخرساني علي مقاومة الضغط :

يوضح هذا البحث اهمية وتاثير حجم الفتحة علي المقاومة كما يهدف الي توضيح الترابط بين القوة الناتجة من اختبار القلب الخرساني مع القوة الناتجة من اختبار القلب الخرساني باسطوانة لها ابعاد قياسية.وان افضل حجم مناسب لعينة القلب الخرساني من اجل تقييم وحساب قوة تحمل العناصر الخرسانية يتم اقتراحه من خلال هذه التجارب.

والعناصر الانشائية المستخدمة خلال هذه الدراسة هي

1-سقفين(1,5*1,5*0,2)

2-عمودين(1.5*0.2*0.4)

3-كمرتين(1.5*0.2*0.1).بالاضافة الي صب عدد من الاسطوانات القياسية والتي يتم عمل الاختبارات عليها للتاكد من خصائص الخرسانة.وقد تم اعتماد نظامين مختلفين في معالجة الحرسانة وهما

النطام الاول ويتم باستخدام طريقة المياه للمعالجة ويتم ذلك عن طريق استخدام الخيش الرطب لدة7ايام ثم يتم تركها بعد ذلك في الهواء

والطريقة الثانية تتم عن طريق استخدام غشاء بلاستيكي لمدة 7 ايام . اما العينات الاسطوانية فيتم معالجتها في المياه عند درجة حرارة 23 ثم يتم اختبارها عند عمر 28يوم .

لقد قام الدارس باخذ مقاسات مختلفة من عينات اختبار القلب الخرساني (150*200)و(75*150)ويتم اقتطاعها واستخراجهم من عينات السقف والاعمدة والكمرات . وبعد اقتطاع القلوب يتم معالجتها في الماء لمدة40ساعة وفي درجة حرارة 23 وبعد ذلك يتم عمل تسوية سطح العينات بخليط من الكبريت والرمل(مونة الكبريت)ثم يتم عمل الاختبار لها بعد 28يوم.

لقد وجد الباحث ان مقاومة  الخرسانة تتاثر بحجم الاطانة وقد وجد ان المقاومة المقاسة لقطر 100مم تعطي قيمة اقل من المقاسة لقطر 150مم ب6%. ولقد وجد ايضا ان اختلاف النتائج للاختبار نتيجة لقطر اسطوانة القلب الخرساني . ولكنه اوصي باستخدام قطر 100مم لانه يحدث ضرر اقل بالعناصر الخرسانية كما ان اختبار بقطر 150مم يصعب اجراؤه. ولقد كانت المقاومة المتوسطة للعينة (150*200)والمستخرجة من السقف 1و2 كنسبة من مقاومة العينة (150*300) و نتائج الاسطوانة المختبرة تساوي 59%و67%علي التوالي.

وعينة القلب الخرساني (100*200)اعطت مقاومة 61%و58%

وعند اجراء الاختبار علي عينة القلب (75*150) كانت قدرة قدرة تحمل الاسقف 1و2 هي 51%و41%علي التوالي.مما يشير الي قيم اقل للمقاومة مقارنتة لنتائج الاختبارات علي العينات باقطار اكبر. وهذا يعكس تاثير قطر اسطوانة القلب علي نتائج علي نتائج مقاومة لعينات القلب الخرساني  . والنتائج المنحفضة مقارنة بنتائج الاسطوانة المصبوبة يمكن ان يعزي الي اختلاف طرق دمك الخرسانة في العناصر الانشائية .والاسطوانة مما يؤثر علي نتائج اختبار القلب الخرساني .

ومن خلال النتائج يمكن ملاحظة انخفاض قيمة مقاومة الاسطوانات الخرسانية نتيجة لاختلاف ونقص قطر الاسطوانات . ونلاحظ ان طريقة المعالجة لاتاثر علي قيمة مقاومة الخرسانة لعينات القلوب (150*200)و(100*200). ولكنها تاثر علي عينة القلب (75*150)فهي تظهر متوسط تغير بنسبة 11%نتيجة لاختلاف طريقة المعالجة. كما ان قيمة مقاومة عينة القلب الخرساني (150*200) كنسبة للعينة(150*300) تساوي 68%, كما ان قيمة مقاومة العينة(100*200)هي 66%.

اما في حالة استخدام الطريقة الثانية للمعالجة كانت النتائج كالاتي:  وهذه القيمة بالنسبة لعينة القلب الخرساني (150*300):

ففي حالة العينة (150*200) تكون مقاومة الخرسانة 66%.اما في حالة العينة (100*200) تكون قيمة المقاومة تساوي 62%.

ونتيجة لان عينة القلب الخرساني (75*150)بطريقة المعالجة وان هذه القلوب تم الحصول عليها من الكمرات 1و2 . ويتم ارجاع الاختلاف والانخفاض في مقاومة الخرسانة لعينات القلوب الخرسانية بسبب عمل الاختبار في اتجاه عمودي علي اتجاه المحور . بينما في حالة السقف والاعمدة يكون الاختبار في اتجاه افقي ( وفي نفس اتجاه الموضع).ومع اهمال نتيجة المعالجة ويمكن ملاحظة ان مقاومة الضغط لقطاعات القلوب الخرسانية للعينة(100*200)و العينات (150*200)متشابهة جدا . ولكن يحدث انخفاض في عينات القلب الخرساني (75*150) بنسبة تتراوح من 15-20%.

ويمكن ارجاع الانخفاض في قدرة تحمل القطاع الي تاثير عمل اختبار بالاضافة الي انه قد تم عمل دراسة سابقة بواسطة  ( Nasser and al-manaseer) للمقارنة بين مقاومة الضغط لعينة القلب الخرساني(150*300)ولعينة القلب (75*150) مع الاخذ في الاعتبار تاثير الاهتزازات والتي تطلب عمل عدد كبير من العينات لكل اختبار. وبالنظر في نتائج هذه الاختبارات يمكن استنتاج ان استخدام قلب خرساني بقطر 150 مم عن قطر 100 مم  وليس هذا بسبب اعطاء مصدر افضل للمعلومات ولكن في الحقيقة فان عينات القلب الخرساني بقطر 100مم سوف يعطي نتائج مماثلة لنتائج القطر 150مم كما انه يعتبر افضل واسهل في عملية الترميم وافضل اثناء عملية الاقتطاع كما انه لايسبب ضرر كبير علي المنشات الخرسانية .

وهناك حدود لقبول نتائج الاختبارات الا وهي  ا-الاختبارات المعملية

في حالة عينة القلب (100*200) Fcore=0.6 Fc

وفي حالة عينة القلب (75*150)     Fcore=0.5Fc

ب-وفي حالة الاختتبارات الحقلية

ففي حالة العينة (100*200)Fcore=0.85Fc

وفي حالة العينة (75*150)        Fcore =0.6Fc

حيث Fc هي قيمة المقاومة لعينة القلب(150*300)وطبقا لكل حالة سواء معملية او  حقلية طبقا لكل حالة.

من خلال الدراسة السابقة تم الوصول للنواتج الاتية:

1-    ا النتائج توضح قرب نتائج الاختبارات للعينات اختبار القلب الخرساني باقطر 150و100مم.كما ان الفرق بينبين نتائج الاختبارات يكون صغير جدا ويمكن اهماله .  ويفضل عمل اختبار القلب الخرساني علي ان تكون ابعاد العينة المستخرجة هي (100*200)بدلا من العينة (150*300) مم  بسبب اعتبارات كثيرة منها: ا-صعوبة اجراؤه علي بعض العناصر             ب-يسبب ضرر كبير           ج-سهولة  اجراء عملية الترميم

2-    حجم العينة يؤثر علي قيمة المقاومة فكلما زاد حجم العينة زادت قيمة قدرة تحملها .

3-    يتم استخدام اختبار القلب الخرساني للحكم علي جودة الخرسانة عن طريق عينة القلب(100*200)او العينة(75*150).

لو كان قطر عينة القلب الخرساني100مم  وكان متوسط مقاومة الثلاث عينات للقلب الخرساني تساوي 70%من قيمة القاومة لعينات القلب الخرساني بقطر 150مم.

وفي حالة ابعاد اسطوانة (75*150) ويتم اعتبار العينة مقبولة اذا كان متوسط المقاومة للقلب تساوي 50%من  قيمة القاومة لعينات القلب الخرساني بقطر 150مم في حالة المعالجة المعملية و60%في حالة المعالجة الحقلية.

شكل 2يوضح الاعمدة بعد عمل اختبار القلب الخرساني لها ويتضح ان الاختبار تم عمله باقطار مختلفة

حيث تم اقتطاع عدد كبير من عينات القلب الخرساني وباقطار مختلفة لدراسة مدي تاثير قطر عينة القلب الخرساني علي مقاومة الضغط

شكل 3 يوضح الكمرات بعد عمل اختبار القلب الخرساني(الاقتطاع)

شكل 1 يوضح الاسقف بعد عمل اختبار القلب الخرساني(الاقتطاع)

                               

ك - من وجهة نظري كتبها آدم نيفيل (  Adam Neville)
اختبار القلب الخرساني: من السهل تنفيذه، ليس من السهل تفسيره:

العديد من المهندسين لديهم الخبرةالكافية  للأمر بأخذ عينات القلب الخرساني. العملية ليست صعبة، والتي يقوم باجراؤها متخصصيين مهرة و بمجرد اخذ العينة من الهيكل الخرساني، يتم إرسال عينات القلب الخرساني إلى المختبر لتحديد قوة الضغط، وأحيانا لاختبارات أخرى، عموما وبشكل طبيعي فان اجراء الاختبار يشبه تنفيذ الاختبار علي العينات الاسطوانية القياسية ، وفي المقام الأول قيمة الحمل تكون بوحدات( النيوتن (أو) الباوند)، ويتم عمل الاختبار علي العينة ويتم تعيين قيمة الحمل المسبب للانهيار  ، ثم يقسم على مساحة المقطع لعينة القلب الخرساني) بالملليمتر مربع (أو) بوصة مربعة)وتكون قيمة الاجهاد الناتج بالميجا بسكال او البسكال، ولكن هل هذه القيمة تمثل قوة الضغط للخرسانة في المنشا الذي تم اقتطاع القلب الخرساني منه؟

الجواب هو لا. ليس فقط الاعداد هي التي يجب معالجتها . لكن القيمة الناتجة للقوة أيضا يجب أن تفسر بعناية. لأنه يتم عمل اختبار القلب الخرساني عموما عندما تكون هناك مشكلة، او الاشتباه في وجود مشكلة في الخرسانة. الحالة عادة يتضمن طرفين أو أكثر. وأنها قد توجد آراء مختلفة عن تفسير ما هو مناسب لنتائج الاختبارات الأساسية.

لماذا تأخذ اختبار القلب الخرساني؟

عمل اختبار القلب الخرساني الأكثر شيوعا يحدث عندما تكون نتائج الاختبارات على اسطوانات الاختبار القياسية لتحديد قوة الضغط بعد 28 يوما تشير إلى عدم مطابقة المواصفات. وقد يكون هذا راجعا إلى حقيقة أن الخرسانة الوضوعة في جزء معين من المنشا غير متماثل مع باقي الاجزاء. وكذلك في اختبار اسطوانات،قد تكون قيمة اختبار الضغط للاسطوانات اقل من القيمة المحددة . ويرجع ذلك الي مجموعة من العوامل مثل: الاسطوانات قد تكون مدموكة بشكل غير  صحيح (مضغوطة)، او قد تضررت في اثناء النقل،او تعرضت للشك في سن مبكرة جدا، اوالمعالجة تمت بشكل سيء، ولم تجر الاختبارات بشكل صحيح، أو قوة الضغط الناتج قد حسبت أو تسجيلها بشكل غير صحيح.

أن المقاول لديه أسباب توحي بأن نتائج اختبار الاسطوانات غير مرضية، وهي ملموسة في المنشا كما هو محدد. من ناحية أخرى، والمهندس لديه المسؤولية المهنية لضمان ملاءمة المنشات الخرسانة، وكذلك مسؤولية العميل (أو المالك) للتأكد من أن الجودة تتوافق بشكل كبير مع الثمن المدفوع.

قد يحدث أيضا أنه في حالة كانت نتائج اختبارات الاسطوانات مرضية، وكانت هناك شكوك بأن الخرسانة التي يجري وضعها في الهيكل الفعلي قد حدث بها انفصال حبيبي أو كان مدموكة بشكل غير كاف. يمكن حل ذلك عن طريق التفتيش والفحص من خلال اختبار القلب الخرساني.

وهناك حالات أخرى حيث قد تكون عمل اختبار القلب الخرساني مرغوب فيه. و شئ أساسي على سبيل المثال، قد تكون هناك حاجة لإخضاع هيكل قائم للأحمال أثقل مما هو  عليه الآن، أو انه هناك رغبة لتغيير النشاط في هذا المنشا ويلزم معرفة ما اذا كان المنشا سيتحمل الاحمال الناتجة عن تغيير النشاط فيتم التاكد من هذه الجزئية
؛ أو قد يكون من الضروري التأكد من أنمقاومة الخرسانة لم تضعف وتقل بسبب الحمولة الزائدة أو عن طريق الكلال، او نشوب حريق،, هجوم كيميائي، أو بعض العوامل الضارة الأخرى.

،
ما هي الاماكن التي يتم اجراء اختبار القلب الخرساني لها؟

القرار بهذا الشأنا يعتمد على السؤال الذي يود مهندس للحصول على اجابة له. وهناك عدة أسئلة متاحة ولكن الاسئلة الأكثر شيوعا هي: هل الخرسانة تتوافق مع المواصفات.؟ و ما هي مقاومة الضغط للخرسانة في المنشا بشكل عام؟ للإجابة على هذا، ينبغي أن تؤخذ اختبار القلب الخرساني لها في عدد من المواقع موزعة على المنشا كله.

لماذا ينبغي أن تكون نسبة طول للقطرL)/(d= 2؟

الجواب البسيط على هذا السؤال هو: لأن هذه هي النسبة بين طول وقطر الاسطوانية القياسية

(L / D).

ومع ذلك، ينبغي أن يقال أكثر. ويجب إعطاء أسباب لاختيار( d /l)= 2 كمعيار. ومن المفيد أيضا لمناقشة الحالة  في اختبار القلب الخرساني ، لأنه، وخلافا لاختبار الاسطوانة  يتحكم في قيمة( d /l)القائمين علي اجراء الاختبار.  كما ان برامج الاختبار التي أدت إلى اختيار( L / D =2) نعود لفترة زمنية  طويلة، وفي عام 1925

((Gonnerman كتب:"الآن يتم استخدام( 6 الي 12بوصة) في. الاسطوانة المستخدمة في اختبارات الضغط."! الحجج الداعمة لاختيار (( d /l)=2) أعطيت من قبل( موردوك وكيسلر) في عام 1957. ، وأظهر الباحثون أن الاختلافات في قوة الضغط المحسوبة من اسطوانة كانت صغيرة للقيم ( d /l)في محيط 2، وكانت أكثر وضوحا
للقيم بين حوالي( 1.0 و(1.6(انظر الشكل 1). أسباب هذا الوضع تكمن في نمط انهيار عينة اختبار: في عينة سقوت، وتأثير التقييد من ممرات للآلة الاختبار هو أكثر أهمية بكثير مما كانت عليه في عينة أكثر نحافة. وبعبارة أخرى، فإن استخدام عوامل التصحيح الضرورية لتصحيح نتائج الاختبار لقيمة المقاومة من عينة القياسية تكون كبيرة في حالة( d /l)كانت قيمتها صغيرة، بل هو بوضوح الأفضل لتقليل الحاجة إلى عوامل التصحيح.
استخدام اختبار القلب الخرساني لها مع قيمة ( d /l) = 2 هو مناسبة فقط عندما يكون الاختبار يتم عن طريق اختبار اسطوانات مصبوبة.اما  في البلدان التي تستخدم مكعبات، ينبغي أن القلب ويفضل أن يكون( d /l) = 1، وهذا ما أوصى به المواصفات الأوروبية الموحدة ((European Standard BS EN 12504­1;2000. التي تخدم كلا إلى البلدان التي تستخدم اسطوانات وإلى أولئك الذين يستخدمون مكعبات '. في المملكة المتحدة، والذي يستخدم المكعبات، ويتطلب , BS 6089:1981قيمة ( d /l)  للا تقل عن 0.95 قبل عمل الكاب  لها .

ما هي حجم عينة اختبار  القلب الخرساني؟

يعتبر من الافضل استخدام عينة القلب الخرساني  التي يبلغ قطرها 6بوصات (150 مم ).او العينات التي يبلغ قطرها 4 بوصات (100 مم ).(  42-99 C  ASTM) تصف الحد الادني لقطر الاسطوانة بانه يساوي 3.75 بوصة (95 مم ).وهي تسمح باستخدام عينات ذات اقطار اقل عندما يكون من المستحيل استقطاع عينة من المنشا بقيمة  ( d /l)=1 علي الاقل .

وطبقا لل(42 C  ASTM) فان اقل قطر للعينة المستقطعة من المنشا تحدد بناءا علي المقاس الاعتباري الاكبر للركام.( يفضل أن تكون على الأقل ثلاثة أضعاف المقاس الاعتباري الاكبر للركام الخشن ويجب أن تكون على الأقل ضعف المقاس الاعتباري الاكبر للركام الخشن ) .

وطبقا للمواصفات الوحدة الاوروبية EN 12504-1:2000)  BS ) ببساطة ينص علي الاتي عندما يقترب قطر العينة من قيمة أقل من 3 أضعاف المقاس الاعتباري الاكبر للركام، وهناك "تأثير كبير على قوة قياسها فان الملحق التالي يوضح قيم التصحيح المطلوبة.

والسبب وراء القيود المفروضة على حجم العينة الأساسية هو أنه، خلافا اسطوانة مصبوب، في القلب يتم قطع بعض جزيئات الركام الخشن في عملية الحفر وأنها نتيجة لذلك يقل التماسك بين العجينة الاسمنتية والركام.

        

ويتفاقم التأثير السلبي للتماسك بين الركام والاسمنت من قبل الفرق في معامل المرونة بين الركام والعجينة الاسمنت.

"عندما نسبة كبيرة من الجسيمات الخشنة في تلك الحالة، وبعضها قد يصبح خفيف جزئيا أثناء الاختبار وتقل قدرة تحملها للاجهادات . وفي هذه الحالة يتم تسجيل قيمة اقل من قيمة الضغط الفعلية .وقد تم تقديم دليل غير مباشر عن ذلك  السلوك بواسطة (Malhorta) . حيث وجد ان عينات القلب الخرساني ذات القطر الصغير تتحمل تباين عالي . يتم استخدام  هذه النتائج في تقييم دقة الاختبارات على عينات القلب الخرساني  من مختلف الأحجام. علي الرغم من هذا هناك  بعض أنصار استخدام عينات القلب الخرساني ذات الاقطار الصغيرة مثل  1.2 بوصة(30 مم ). حتي عندما يكون المقاس الاعتباري الاكبر للركام هو 0.75 بوصة (20 مم ).

لماذا ليس من السهل تفسير نتائج اختبار القلب الخرساني؟

يتم تضمين هذا التأكيد في عنوان هذا المقال، ولكن، في هذا التدريب، قد يفاجأ القارئ: بعد كل شيء، لقد ناقشت العوامل المختلفة التي تؤثر على قوة من القوى والعوامل ذات الصلة التصحيح. ويمكن، بالتالي، أن يعتقد أن كل ما هو مطلوب هو تطبيق عوامل التصحيح المختلفة، وقريبا، وصلنا إلى قوة ضاغطة من الخرسانة.

ما هو التباين في قوة تحمل العينات؟

في البداية، هناك تباين في قوة القلب الخرساني حتى عندما تؤخذ من  منطقة قريبة من بعضها البعض

كما انه هناك تباين في قوة الاسطوانات المصبوبة , ولكن التباين في عينات القلب الخرساني تكون اكبر لبسبب ان  اختبار القلب الخرساني نفسه   ينتج عنه تباين . وقد يكون من الافضل تكرار الاختبار , وعلي الرغم من اجراء الاختبارات بعناية , الا ان اختبار القلب الخرساني نفسه ينتج عنه ضرر في عينة اختبار القلب الخرساني , وقد يتمثل هذا الضرر في ضعف التماسك بين جزيئات الركام الكبير مع العجينة الاسمنتية بالقرب من مكان اجراء الاختبار. وينتج هذا الضعف نتيجة التاثير الديناميكي المتولد اثناء اجراء عملية اقتطاع عينة القلب الخرساني, والذي يتولد علي اثارها بعض الشروخ و لذلك يكون من الافضل اجراء الاختبار علي اكثر من عينة قلب  خرساني .ولكن هذا غير مرغوب فيه بسبب ان اختبار القلب الخرساني اختبار مكلف كما انه يؤثر علي قدرة تحمل المنشا للاحمال .

هل يمكن الحد من اجراء اختبار القلب الخرساني؟

علي الرغم من الحاجة لاختبار القلب الخرساني لتحديد المقاومة الفعلية للمنشا , ومعرفة مكونات الخلطة ونسب المكونات وتوزيعها , ومعرفة العيوب في الخرسانة من تعشيش وشروخ , كما كما ان اختبار القلب الخرساني قد يكون سبب اساسي في بعض الحالات لتحديد المشكلات الموجودة في الخرسانة وتحديد افضل الحلول لعلاج هذه المشاكل.

الا انه يفضل الحد والتقليل من اجراء اختبار القلب الخرساني .

التصنيف : هندسي