بسیاری از مصالح ساختمانی که در صنعت ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرند را می توان به صورت آماده تهیه و استفاده نمود اما در واقع بتن از دسته مصالحی به شمار می رود که باید قبل از استفاده، آن را با مخلوط کردن مواد مختلف تهیه نمود. هر کدام از مواد سازنده بتن باید به میزان لازم و اندازه مشخصی تهیه و مخلوط شوند.

چرا که اگر یکی از مواد مذکور بیشتر یا کمتر باشد بتن گیرایی و کیفیت لازم را نخواهد داشت.به منظور حصول اطمینان در مورد کیفیت و گیرایی بتن، باید آزمایشات مخصوصی در این زمینه صورت گیرد. در واقع برای اینکه بدانیم آیا بتن برای انجام عملیات ساخت و ساز از استاندارد های لازم برخوردار است یا خیر، انجام این آزمایشات برای تعیین اندازه کیفیت بتن، بسیار مهم و ضروری می باشد.

اهمیت انجام آزمایش بر روی بتن و اجزای آن
توصیه می شود قبل از انجام هر گونه عملیات ساخت ساز یا استفاده از بتن در تهیه قالب های بتنی، یک فرمول مشخص با استاندارد ها و کیفیت های لازم با دقت بالا تعیین کرده و نمونه ای از این فرمول در آزمایشگاه تولید شود. هنگامی که قرار است بتن ریزی انجام شود، می توان با استفاده از نمونه ی تعیین شده در آزمایشگاه و مقایسه آن با بتن ساخته شده میزان کیفیت و گیرایی آن را به دست آورد.

لازم به ذکر است که آزمایش بتن به روش مذکور یکی از مطمئن ترین روش ها جهت حصول اطمینان از کیفیت بتن می باشد.در واقع پروسه نمونه گیری و انجام آزمایش بر روی بتن، باید قبل از فرآیند بتن ریزی و تکمیل ساخت بتن به صورت مداوم انجام شود. به طوری که در طی عملیات بتن ریزی، شاید چندین بار به  آزمایش و نمونه گیری از بتن نیاز باشد.

در واقع برای انجام آزمایش بر روی بتن، روش های واحد و استاندارد های تعیین شده ای وجود دارد که این استاندارد ها توسط بسیاری از کشور های دنیا تهیه و تدوین شده است. از جمله کشورهایی که اقدام به تدوین استاندارد های خاصی برای آزمایش بتن نموده اند می توان به موسسه(ASTM )آمریکا، (BS)انگلستان، موسسه (DIN)آلمان و همچنین موسسه  استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران اشاره کرد. مواردی که در ادامه به آن می پردازیم از جمله استاندارد های تعیین کیفیت بتن به شمار می روند و در واقع کیفیت و گیرایی بتن بر اساس این موارد تعیین می شود.

آزمایش چکش اشمیت

این آزمایش توسط یک دانشمند سوییسی به نام آقای اشمیت طراحی و ابداع شد. چکش مورد نظر که به چکش اشمیت نیز معروف است از یک میله فولادی برخوردار است که هنگام آزمایش آن را در معرض تماس با بتن قرار می دهند. نحوه کارکرد این چکش به این صورت است که درون  چکش یک وزنه تعبیه شده است که با وارد آوردن ضربه های معین و از پیش تعیین شده بر روی میله فولادی و  باز شدن همزمان وزنه، شاخصی که به وزنه متصل شده است، عددی را به عنوان عدد برگشت نشان می دهد. در واقع عدد برگشت به عبارتی همان فاصله برگشت وزنه می باشد.

آزمایش التراسونیک

آزمایش التراسونیک به نام سرعت امواج پالسی نیز معروف است و میزان سرعت عبور امواج پالسی ماورای از میان اجسام را اندازه گیری می کند. در واقع این روش بر اساس قرار گرفتن مولد ها بر روی اجسام، به سه دسته تقسیم بندی می شود که مستقیم، نیمه مستقیم و سطحی نامیده می شوند. لازم به ذکر است که انتقال مستقیم از جمله مناسب ترین روش ها به شمار می رود.

در واقع میزان سرعت نفوذ پالس در همه مواد به صورت یکسان نمی باشد و تفاوت های زیادی در آن ها مشاهده می شود. به طور مثال میزان سرعت نفوذ پذیری پالس در فولاد دو برابر بیشتر از بتن می باشد. بنابراین توصیه می شود اگر می خواهید اندازه پالس در بتن را اندازه گیری کنید بهتر است این کار را در محلی که میلگرد یا آرماتور وجود ندارد انجام دهید.  میزان رطوبت و مقدار رطوبت موجود در مواد مختلف نیز در اندازه گیری میزان مقاومت فشاری تاثیر بسیار زیادی دارد.

مشخص نمودن میزان نرمی سیمان

در واقع هنگامی که می خواهید عملیات بتن ریزی یا ساخت سیمان را انجام دهید فرآیند هیدراتاسیون از ذرات موجود در سیمان شروع می شود. به همین دلیل تعیین نرمی و اندازه میزان نرمی یا سختی سیمان از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و در نتیجه نهایی کار تاثیر بسزایی دارد.

به منظور انجام آزمایش اندازه گیری نرمی سیمان روش های گوناگونی وجود دارد. اما در روش استفاده از دستگاه نفوذ پذیری هوای بلین که میزان دقت آن بسیار بالا است و در استاندارد نیز در به کار بردن آن تاکید زیادی شده است. کار این دستگاه نیز به این صورت است که با عبور هوا از سطح پرداخت شده سیمان می تواند میزان نرمی سیمان را تشخیص دهد.

مشخص کردن زمان گیرش سیمان

گیرش سیمان به معنی سفت شدن خمیر سیمان می باشد. همان طور که می دانید سیمان از ابتدا که ساخته می شود به صورت مایع و روان است و با گذشت مدت زمان کمی، به یک ماده جامد با غلظت بالا تبدیل می شود که به این فرآیند گیرش و یا سختی سیمان گفته می شود. در واقع زمانی که دما زیاد باشد یا افزایش دما رخ دهد مدت زمان گیرش سیمان کاهش پیدا می‌کند.

اما با انجام آزمایشات مختلف مهندسین به این نتیجه رسیدند که  با قرار دادن سیمان در دمای ۳۰ درجه سانتی گراد، می توان اثر معکوسی را از آن مشاهده نمود.  در واقع با آگاهی از مدت زمان گیرش بتن می توان برای باز کردن قالب ها در سازه های بتنی، زمان مشخصی را تعیین نمود. اغلب برای اندازه گرفتن میزان گیرش سیمان از دستگاهی به نام ویکات استفاده می شود. بتن برای رسیدن به گیرش و سختی لازم، مراحل مختلفی را طی می کند تا نتیجه نهایی حاصل شود.

گیرش کاذب:
در این نوع گیرش، سیمان پس از فرآیند اختلاط حالت خمیری خود را از دست می دهد ولی با تراکم مجدد برطرف می شود.

گیرش اولیه:
در این نوع از گیرش، هنگامی که سوزن ویکات را در خمیر فرو برده و بعد از ۳۰ ثانیه آن را رها کنیم، سوزن به اندازه ۲۵ میلی متر یا کمی بیشتر به داخل آن نفوذ می کند. در واقع این نوع گیرش را نمی توان با انجام ویبره مجدد برطرف نمود.

گیرش ثانویه و یا نهایی:
در این گیرش هنگامی که سوزن ویکات را داخل خمیر فرو ببریم، سوزن به هیچ عنوان داخل خمیر سیمان فرو نمی رود. با توجه به استاندارد ASTM مدت زمان گیرش اولیه از ۴۵ دقیقه نباید کمتر شود و گیرش ثانویه نیز از ۳۷۵ دقیقه نباید فراتر رود.

تعیین نمودن جرم حجمی سیمان

چگالی یا همان جرم سیمان از جمله خواص بسیار مهم سیمان به شمار می رود و در محاسبه اختلاط و میزان نرمی سیمان از آن استفاده می شود. سیمان از سه نوع جرم حجمی برخوردار است که به شرح زیر می باشند:

جرم حجمی آزاد: به جرم سیمان به صورت آزاد و بدون تراکم، جرم حجمی گفته می شود. 
جرم حجمی متراکم: این نوع جرم، همان طور که از اسمش پیداست به صورت متراکم بوده و در انبار کردن سیمان می توان از آن استفاده نمود. 
جرم حجمی مطلق: به بیشترین میزان جرم حجمی سیمان، جرم حجمی مطلق گفته می شود و نشان دهنده اندازه واحدی از ذرات جامد سیمان می باشد.

تعیین نمودن میزان مقاومت فشاری سیمان

این نوع آزمایش از جمله رایج ترین روش های اندازه گیری مقاومت سیمان به کار گرفته می شود. چرا که عملکرد فشاری بتن نسبت به عملکرد کششی آن از اهمیت بیشتری برخوردار است. برای انجام این نوع آزمایش میزان ملات نسبت به سنگدانه ها باید برابر با ۲/۷۵ و  نسبت آب به سیمان نیز ۰/۴۸۵ در نظر گرفته شود.

تعیین ارزش ماسه ای سیمان

این آزمایش به منظور تعیین میزان لای موجود در سیمان صورت می گیرد و در کارگاه ها می توان آن را آنجام داد. این آزمایش به این صورت است که ابتدا مخلوطی از آب و نمک طبیعی با میزان غلظت یک درصد تهیه می شود.  سپس مقدار کمی از آن یعنی حدود ۵۰ سی سی را درون یک استوانه درجه دار با ظرفیت ۲۵۰ سی سی می ریزند و مخلوط ماسه ای را به آن اضافه می کنند.

در مرحله آخر نیز استوانه مورد نظر را با شدت زیاد و حرکات تند تکان داده و آن را به مدت ۳ ساعت در مکانی بدون حرکت قرار می دهند. پس از گذشت این زمان ارتفاع لای قسمت بالایی ماسه را اندازه گیری می کنند. طبق استاندارد هایی که توسط موسسات مختلف تعیین شده است ارزش ماسه ای باید برابر با ۷۵ باشد.

تعیین نمودن میزان جذب آب در سنگدانه ها

در واقع داخل سنگدانه ها منافذ کوچکی وجود دارد که می توانند با آب پر شوند. بنابراین این سنگدانه ها می توانند آب موجود در بتن را به خود جذب کنند. تعیین نمودن نسبت آب به سیمان و یا میزان آب بتن نقش مهمی در خواص بتن دارد. به همین دلیل استفاده از سنگدانه ها در سیمان و کم یا زیاد بودن آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است.