بررسی جامع ضوابط مقاومت فشاری بتن در مبحث نهم ویرایش ۹۹ و راهکارهای مواجهه با بتنهای کممقاومت
مقدمه
طبق بند ۹-۳-۳-۳ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (ویرایش ۱۳۹۹)، حداقل مقاومت فشاری مشخصه بتن برای سازههای مختلف تعیین شده است. برای بتنهای معمولی و سبک، حداقل مقاومت ۲۰ مگاپاسکال و برای بتن در سازههای با حد شکلپذیری ویژه، حداقل مقاومت ۲۵ مگاپاسکال تعیین گردیده است.
اما پرسش اساسی این است: اگر در زمان اجرا، مقاومت فشاری گزارششده برای بتن بر اساس نمونههای آزمایشگاهی، کمتر از این حداقل مقادیر باشد، چگونه باید با سازه برخورد کرد؟ آیا تخریب الزامی است یا میتوان با روشهای مقاومسازی و بهسازی، بتن را تقویت و مورد قبول قرار داد؟
در این مقاله، ضوابط و راهکارهای موجود برای مواجهه با بتنهای کممقاومت بر اساس مبحث نهم ویرایش ۹۹ و سایر اسناد بالادستی بررسی میشود.
۱. تفاوت رویکرد طراحی و ارزیابی سازههای اجراشده
نکته کلیدی و اساسی که باید مورد توجه قرار گیرد، تفاوت میان حداقل مقاومت مورد نیاز در حوزه طراحی برای ساختمانی که هنوز اجرا نشده است، با حداقل مقاومت قابلقبول برای ساختمانی که اجرا شده یا در حال اجرا است، میباشد. روش ارزیابی مقاومت بتن برای این دو حالت یکسان نیست و رویکردهای متفاوتی برای آنها تعریف شده است.
به عبارت دیگر، الزامات طراحی که در بند ۹-۳-۳-۳ مبحث نهم آمده است، برای مرحله طراحی و قبل از اجرا تدوین شده و لزوماً به معنای الزام به تخریب در صورت عدم تحقق عینی آن در نمونههای برداشتی نیست.
۲. ضوابط پذیرش بتن بر اساس نمونههای استوانهای (بند ۹-۲۲-۱۱-۳-ب)
مطابق بند ۹-۲۲-۱۱-۳-ب مبحث نهم (قسمت ۲)، در صورتی که مقاومت فشاری بتن حاصل از آزمایش بر روی نمونههای استوانهای حداقل معادل ۹۰ درصد مقاومت فشاری مشخصه بتن باشد، بتن را میتوان از نظر مقاومت فشاری مورد قبول قرار داد.
به بیان روشنتر، اگر بر اساس نمونههای آزمایشگاهی، مقاومت فشاری بتن کمتر از ۹۰ درصد حداقل مقاومت مشخصشده در مبحث نهم نباشد، با رعایت سایر ضوابط، بتن قابل قبول است و نیازی به اقدامات تکمیلی نیست.
مثال: اگر حداقل مقاومت فشاری برای سازه مورد نظر ۲۰ مگاپاسکال باشد و در آزمایش بر اساس نمونه استوانهای به مقاومت فشاری ۱۸ مگاپاسکال رسیده باشیم، مقاومت بتن از نظر حداقل مورد نظر، قابل قبول خواهد بود (چرا که ۱۸ مگاپاسکال معادل ۹۰ درصد ۲۰ مگاپاسکال است).
۳. ضوابط پذیرش بتن بر اساس آزمایش مغزهگیری (بند ۹-۲۲-۱۱-۴-ت)
در شرایطی که نیاز به بررسی دقیقتری باشد، از روش آزمایش مغزهگیری استفاده میشود. مطابق بند ۹-۲۲-۱۱-۴-ت مبحث نهم، در بررسی بتنهای کممقاومت به روش مغزهگیری، شرایط پذیرش به صورت زیر است:
-
میانگین مقاومت سه نمونه متوالی حداقل برابر ۸۵ درصد مقاومت طراحی باشد.
-
مقاومت هیچ نمونهای کمتر از ۷۵ درصد مقاومت طراحی نباشد.
در صورت تحقق هر دو شرط فوق، بتن را میتوان از منظر مقاومت فشاری مورد قبول قرار داد.
مثال: اگر حداقل مقاومت مورد نظر ۲۰ مگاپاسکال باشد:
-
میانگین مقاومت آزمایشهای مغزه باید حداقل ۱۷ مگاپاسکال (۸۵ درصد) باشد.
-
مقاومت تمامی نمونهها باید حداقل ۱۵ مگاپاسکال (۷۵ درصد) باشد.
در این صورت، بتن از منظر حداقل مقاومت فشاری قابل قبول است و نیازی به تخریب نیست.
۴. راهکارهای مواجهه با بتنهای با مقاومت کمتر از حداقل مجاز
اگر با رعایت نکات ذکر شده در بندهای فوق، مقاومت فشاری بهدستآمده برای بتن همچنان کمتر از حداقل مقدار ذکرشده در مبحث نهم باشد، بتن از منظر ضوابط عادی مبحث نهم قابل تأیید نیست. اما این موضوع به معنی لزوم تخریب بتن کممقاومت نیست.
در این شرایط، باید به روشهای دیگر به ارزیابی مقاومت سازه موجود پرداخت:
الف) استفاده از ضوابط فصل ۲۳ مبحث نهم (ارزیابی مقاومت سازههای موجود)
فصل ۲۳ مبحث نهم به موضوع ارزیابی مقاومت سازههای موجود اختصاص دارد. در این فصل، ضوابطی برای ارزیابی سازههای ساختهشده با استفاده از روشهای تحلیلی و آزمایشهای بارگذاری ارائه شده است. با استناد به این فصل، میتوان عملکرد واقعی سازه را با مقاومت بتن موجود بررسی کرد و در صورت تأمین نیازهای مقاومتی، سازه را مورد قبول قرار داد.
ب) استفاده از ضوابط نشریه ۳۶۰ (دستورالعمل بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود)
نشریه ۳۶۰ (دستورالعمل بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود) یکی از مراجع معتبر برای بررسی و بهسازی سازههای موجود است. نکته قابل توجه اینکه در این نشریه، برای حداقل مقاومت فشاری بتن محدودیتی تعیین نشده است و این امکان را فراهم میکند که حتی بتنهایی با مقاومت کمتر از ۲۰ مگاپاسکال نیز مورد ارزیابی قرار گرفته و در صورت نیاز، بهسازی شوند.
ج) استفاده از ضوابط نشریه ۳۴۷ (مقاومسازی با FRP)
نشریه ۳۴۷ با عنوان «راهنمای طراحی و ضوابط اجرایی بهسازی ساختمانهای بتنی موجود با استفاده از مصالح تقویتی FRP»، راهکارهای عملی برای مقاومسازی بتنهای کممقاومت ارائه میدهد.
بر اساس بند ۱-۳-۴ این نشریه، حداقل مقاومت سطوح بتن برای اجرای سیستم FRP، ۱۷ مگاپاسکال تعیین شده است.
نتیجه عملی: اگر مقاومت فشاری بتن کمتر از ۲۰ مگاپاسکال باشد، اما بیشتر از ۱۷ مگاپاسکال باشد، میتوان با مقاومسازی به روش استفاده از FRP، سازه را از نظر مقاومت مورد نیاز مورد قبول قرار داد.
۵. جمعبندی نهایی
بر اساس مطالب فوق، نتیجهگیری نهایی به شرح زیر است:
| وضعیت مقاومت بتن | اقدام مورد نیاز |
|---|---|
| مقاومت ≥ ۹۰% حداقل طراحی (بر اساس نمونه استوانهای) | ✅ قابل قبول – نیازی به اقدام نیست |
| مقاومت ≥ ۸۵% حداقل طراحی (بر اساس میانگین ۳ مغزه) و تک تک نمونهها ≥ ۷۵% | ✅ قابل قبول – نیازی به اقدام نیست |
| مقاومت < ۹۰% حداقل طراحی (نمونه استوانهای) یا عدم تحقق شرایط مغزهگیری | ⚠️ نیاز به ارزیابی تکمیلی |
| مقاومت بین ۱۷ تا ۲۰ مگاپاسکال | ✅ امکان پذیرش با مقاومسازی FRP (نشریه ۳۴۷) |
| مقاومت < ۱۷ مگاپاسکال | 🔍 نیاز به ارزیابی بر اساس فصل ۲۳ مبحث نهم و نشریه ۳۶۰ |
نکته کلیدی: حداقل مقاومت فشاری ذکرشده در بند ۹-۳-۳-۳ مبحث نهم، باید از منظر طراحی یک سازه که هنوز ساخته نشده است مد نظر قرار گیرد. برای سازه ساختهشده یا در حال ساخت، جهت ارزیابی مقاومت فشاری بتن، میتوان با استناد به مقاومت فشاری نمونههای مکعبی یا استوانهای و یا آزمایش مغزه، به مقاومتهای کمتر نیز بسنده نمود.
در صورتی که مقاومت بتن از آن مقادیر حداقلی نیز کمتر باشد، استفاده از ضوابط فصل ۲۳ مبحث نهم برای ارزیابی مقاومت سازههای موجود و یا آییننامههای مقاومسازی (نشریه ۳۶۰ و نشریه ۳۴۷) میتواند راهکاری جهت پذیرش بتن با یا بدون راهکارهای مقاومسازی و عدم تخریب آن باشد.
منبع: بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (ویرایش ۱۳۹۹)، نشریه ۳۶۰ (دستورالعمل بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود) و نشریه ۳۴۷ (راهنمای طراحی و ضوابط اجرایی بهسازی ساختمانهای بتنی موجود با استفاده از مصالح تقویتی FRP).
