مصالح ساختمانی متنوعی وجود دارد که هر کدام نقش منحصر به فردی در استحکام و پایداری سازه‌ها دارند. بتن، به عنوان یکی از ستون‌های اصلی صنعت ساخت و ساز، به تنهایی قادر به تحمل تمام بارهای سازه‌ای نیست. در این میان، میلگردها به عنوان تقویت‌کننده‌های قدرتمند، به کمک بتن می‌آیند تا سازه‌ها را مستحکم‌تر و پایدارتر کنند.
میلگرد بستر، یکی از انواع مهم میلگردها، در بین سیمان روی دیواره های غیر سازه ای قرار می‌گیرد تا بار را به صورت یکنواخت توزیع کرده و از ترک‌خوردگی جلوگیری کند. این میلگردها تأثیر قابل توجهی در بهبود عملکرد و دوام سازه‌ها دارند. اما برای بهره‌مندی کامل از مزایای این تقویت‌کننده‌ها، تشخیص و شناسایی صحیح میلگردها در بتن امری حیاتی است.
آگاهی از وجود و وضعیت میلگردها در بتن، مشابه با نقش مهمی است که میلگرد بستر در تقویت بتن دارد. این شناخت، تأثیر مستقیم بر ایمنی و استحکام سازه‌ها دارد. در این مقاله از میلگرد بستر براتلو، ما به بررسی روش‌های مختلف تشخیص میلگرد در بتن می‌پردازیم تا ابزاری علمی و ارزشمند برای متخصصان صنعت ساخت و ساز، از جمله مهندسان و معماران، فراهم کنیم. هدف، معرفی روش‌های نوین و دقیق برای شناسایی میلگردها و بهبود فرآیندهای ساخت و ساز است.
روش های تشخیص میلگرد در بتن
تشخیص یا اسکن میلگرد در بتن با استفاده از روش‌های متعددی امکان‌پذیر است. از متداول‌ترین این روش‌ها می‌توان به فناوری الکترومغناطیسی و دستگاه جستجوی راداری (GPR) اشاره کرد. در گذشته، استفاده از اشعه ایکس در این حوزه رایج بود، اما امروزه کاربری آن به محدودیت‌هایی دچار شده است. در حال حاضر، اکثر پیمانکاران به سراغ روش‌های الکترومغناطیسی و GPR می‌روند؛ زیرا این دو فناوری قادر به ارائه نتایج دقیق و سریع بوده و امکان شناسایی و نقشه‌برداری دقیق میلگردها را فراهم می‌آورند. همچنین، این دستگاه‌ها به کاربران این امکان را می‌دهند که موقعیت و عمق میلگردها را به‌طور دقیق ترسیم کنند.
علاوه بر این، دو روش دیگر به نام‌های Cover Meters و میلگردیاب (Rebar Detector) نیز سال‌هاست که برای شناسایی میلگردها به کار گرفته می‌شوند و با پیشرفت‌های تکنولوژیکی به‌طور مداوم به‌روز شده‌اند. در ادامه، ما به معرفی انواع روش‌های اسکن میلگرد در بتن پرداخته و به صورت مختصر به توضیح هر یک از دستگاه‌های موجود خواهیم پرداخت.
۱- شناسایی میلگرد با روش الکترومغناطیسی
در این روش، با استفاده از دستگاه‌های تخصصی، امواجی با فرکانس پایین تولید و به سوی بتن مورد نظر ارسال می‌شود. میلگردها نسبت به این امواج واکنش بیشتری نشان می‌دهند، بنابراین با اعمال آن‌ها می‌توان محل و عمق آرماتورها را شناسایی کرد. روش‌های شناسایی میلگرد با استفاده از الکترومغناطیس به دو صورت زیر انجام می‌شود:
روش اول: در این روش، یک سیم‌پیچ متحرک برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده می‌شود و یک سیم‌پیچ حسگر شدت میدان را اندازه‌گیری می‌کند. از آنجایی که بتن هادی ضعیفی برای میدان مغناطیسی است ولی میلگردها هادی‌های خوبی محسوب می‌شوند، این سیم‌پیچ‌ها در نزدیکی میلگرد جریان مغناطیسی شدیدی را نمایش می‌دهند. در این حالت، می‌توان ضخامت پوشش بتنی بر روی میلگرد را نیز تعیین کرد.
روش دوم: در این روش از یک منبع جریان متناوب و نشانگری برای اندازه‌گیری جریان استفاده می‌شود. وقتی دستگاه بر روی یک سطح بدون میلگرد حرکت می‌کند، نشانگر جریان به تدریج کاهش می‌یابد، اما با نزدیک شدن به آرماتور، میدان مغناطیسی جدیدی ایجاد و موجب پیدا شدن جریان‌های گردابی می‌شود. این تغییرات نشان‌دهنده حضور میلگرد در بتن است.
۲- شناسایی میلگرد با استفاده از اشعه X
این روش شامل اسکن و تصویربرداری از بتن با استفاده از پرتوهای اشعه ایکس است. به دلیل استفاده از پرتوهای با انرژی بالا، قبل از انجام اسکن، سطح بتن باید عاری از آلودگی باشد. شناسایی میلگرد در این روش به بررسی ترکیب ذرات سنگدانه و وجود ترک‌ها و حفره‌ها بستگی دارد. یکی از محدودیت‌های این روش، عدم توانایی در ارائه اطلاعات دقیق در مورد عمق عیوب سطحی است و به همین دلیل استفاده از آن کاهش یافته است.
۳- شناسایی میلگرد با دستگاه GPR
دستگاه GPR یک روش غیر مخرب موثر برای شناسایی میلگرد در بتن می‌باشد. این دستگاه از آنتن‌های فرستنده و گیرنده و یک واحد پردازش سیگنال تشکیل شده است. امواج الکترومغناطیسی با طول موج رادیویی به سمت بتن تابانده می‌شوند و بازتاب آن‌ها توسط آنتن گیرنده گرفته می‌شود. این روش امکان شناسایی دقیق میلگردها تا عمق ۶۰۰ میلی‌متر را فراهم کرده و سرعت بالای آن به عنوان یکی از مزایای اصلی آن شناخته می‌شود.
مزایا:
- تجزیه و تحلیل در زمان واقعی از اشیاء
- تعیین عمق اشیاء تا چند سانتی‌متر
- قابلیت شناسایی اشیاء از مواد مختلف مانند فلز و پلاستیک
معایب:
- عملکرد زیر شرایط ناهمگن محدود می‌شود.
- مواد با رسانایی بالا ممکن است عمق نفوذ را کاهش دهند.
- نیاز به تخصص برای طراحی و تفسیر داده‌ها دارد.
۴- شناسایی میلگرد با دستگاه میلگرد یاب (Rebar Detector)
این دستگاه امکان شناسایی موقعیت میلگردها را تا عمق ۱۸۰ میلی‌متر فراهم می‌آورد و تخمین قطر آن‌ها را نیز انجام می‌دهد. آرماتوریاب به خاطر سادگی و مقرون به صرفه بودن نسبت به سایر دستگاه‌ها، در زمینه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و نقاط دقیق اتصالات دیواری را نیز می‌تواند شناسایی کند.
۵- شناسایی میلگرد با دستگاه فلزیاب (Metal Detectors)
این دستگاه‌ها در مکان‌هایی که میلگردها با فاصله زیادی از هم واقع شده‌اند به کار می‌روند و توانایی تشخیص فلزات آهنی و غیر آهنی را دارند.
۶- شناسایی میلگرد با دستگاه Cover Meters
این دستگاه به صورت غیر مخرب برای تشخیص انواع میلگردها استفاده می‌شود و می‌تواند موقعیت، قطر و عمق میلگردها را به‌دقت اندازه‌گیری کند. این دستگاه تحت تأثیر مواد غیررسانا نظیر بتن و چوب قرار نمی‌گیرد.
۷- روش توموگرافی لرزه‌ای
روش توموگرافی لرزه‌ای به عنوان یکی از تکنیک‌های غیر مخرب برای ارزیابی کیفیت بتن و ضخامت آن استفاده می‌شود، اما برای شناسایی میلگرد مناسب نیست. این روش به تحلیل امواج تنش و ارزیابی ویژگی‌های مختلف بتن می‌پردازد و به تشخیص عیوب و ناهماهنگی‌ها کمک می‌کند.
پیشنهاد مطالعه: آیا میلگرد در بتون زنگ میزند؟
نکات انتخاب دستگاه مناسب برای شناسایی میلگرد در بتن
انتخاب دستگاه مناسب برای اسکن میلگرد در بتن مسلح، گامی اساسی در تضمین ایمنی و کارایی پروژه‌های ساختمانی است. قبل از انتخاب دستگاه، درک هدف از اسکن بتن، امری حیاتی است. در پروژه‌های مقاوم‌سازی، دقت بالا در اسکن ضروری است تا تحلیل دقیق سازه و ارزیابی ظرفیت آن امکان‌پذیر شود. در مقابل، در پروژه‌هایی مانند کاشت میلگرد، تنها دانستن محل میلگرد کافی است و نیازی به جزئیات اضافی نیست.
همچنین، در نظر گرفتن شرایط پروژه، گام بعدی در انتخاب دستگاه است. پارامترهایی مانند انتظارات مهندسان، محدودیت‌های پروژه، دقت مورد نیاز، و ابعاد المان‌های مورد بررسی، باید مورد توجه قرار گیرند. برخی دستگاه‌ها محدودیت‌هایی در عمق اسکن دارند، بنابراین تطابق آن‌ها با نیازهای پروژه ضروری است.
علاوه بر این، هزینه‌های آزمایش نیز نباید نادیده گرفته شوند. روش‌های بسیار دقیق ممکن است جزئیات ارزشمندی را ارائه دهند، اما در بسیاری موارد، این دقت اضافی هزینه‌های غیرضروری را به همراه دارد.
در جمع‌بندی، شناسایی میلگرد در بتن مسلح، امری حیاتی برای جلوگیری از خطرات احتمالی است. دستگاه‌هایی مانند GPR، میلگردیاب، فلزیاب، و Cover Meters، ابزارهایی قدرتمند برای اسکن بتن و شناسایی دقیق میلگردها هستند. بنابراین، اسکن سازه‌های بتنی قبل از هر اقدامی، تضمینی برای ایمنی و موفقیت پروژه است.
