سیویل اجرا | مرجع فایل، آموزش و مقالات مهندسی عمران | سیویل اجرا | مرجع فایل، آموزش، پروژه، مقالات مهندسی عمران، نکات اجرایی ساختمان، منابع آزمون نظام مهندسی و اخبار صنعت ساخت و ساز ایران
آزمایش جعبه U شکل یکی از مهمترین و معتبرترین آزمایشها برای ارزیابی قابلیت عبور و پرکنندگی بتن خود متراکم (SCC) در حضور آرماتور است. این آزمایش بهطور ویژه در پروژههای سازهای حساس، مانند سازههای متراکم آرماتوربندیشده، پلها و سازههای بلندمرتبه کاربرد دارد و نقش مهمی در کنترل کیفیت بتن تازه ایفا میکند.
در این مقاله، بهصورت آموزشی، گامبهگام، دقیق و کاملاً حرفهای با نحوه انجام آزمایش U-Box، تجهیزات، روش اجرا، معیارهای پذیرش، نکات اجرایی و خطاهای رایج آشنا میشوید.
🔍 آزمایش جعبه U شکل چیست؟
آزمایش جعبه U شکل (U-Box Test) روشی برای سنجش توانایی عبور بتن خود متراکم از میان موانع (آرماتور) و همچنین قابلیت پرکنندگی آن بدون جداشدگی دانههاست. در این آزمایش، اختلاف ارتفاع بتن در دو محفظه اندازهگیری میشود.
هرچه اختلاف ارتفاع کمتر باشد، نشاندهنده عملکرد بهتر بتن خود متراکم است.
🎯 هدف از انجام آزمایش U-Box
- ✅ بررسی قابلیت عبور (Passing Ability) بتن SCC
- ✅ شبیهسازی شرایط واقعی عبور بتن از میان آرماتورها
- ✅ کنترل کیفیت بتن تازه قبل از بتنریزی
- ✅ جلوگیری از جداشدگی و انسداد بتن در سازه
🧰 تجهیزات مورد نیاز آزمایش جعبه U شکل
برای انجام صحیح و استاندارد آزمایش، تجهیزات زیر مورد نیاز است:
- 🔹 قالب فلزی جعبه U شکل شامل دو محفظه عمودی
- 🔹 دریچه یا صفحه کشویی بین دو محفظه
- 🔹 مجموعه میلگرد یا مانع فلزی (شبیهساز آرماتور)
- 🔹 خطکش یا کولیس برای اندازهگیری ارتفاع بتن
- 🔹 بتن تازه خود متراکم (SCC)
📌 ابعاد قالب مطابق استاندارد EFNARC طراحی میشود.
⚙️ اجزای اصلی جعبه U شکل
- محفظه اول (سمت بتنریزی): محل ریختن بتن تازه
- محفظه دوم: محل عبور بتن پس از باز شدن دریچه
- مانع آرماتوری: شامل میلگردهای عمودی با فاصله مشخص
📝 روش انجام آزمایش جعبه U شکل (مرحلهبهمرحله)
۱️⃣ آمادهسازی دستگاه
- قالب جعبه U شکل را روی سطح صاف و تراز قرار دهید.
- دریچه بین دو محفظه را کاملاً ببندید.
- از تمیز و مرطوب بودن سطح داخلی قالب اطمینان حاصل کنید.
۲️⃣ ریختن بتن در محفظه اول
- بتن خود متراکم تازه را بدون هیچگونه ویبره یا ضربه در محفظه اول بریزید.
- سطح بتن را صاف کنید، بدون تراکم دستی.
۳️⃣ باز کردن دریچه
- بلافاصله پس از ریختن بتن، دریچه بین دو محفظه را باز کنید.
- اجازه دهید بتن صرفاً تحت اثر وزن خود از میان میلگردها عبور کند.
۴️⃣ توقف جریان و تثبیت
- صبر کنید تا جریان بتن متوقف شود و سطح آن پایدار گردد.
- هیچگونه دخالتی در جریان بتن انجام ندهید.
۵️⃣ اندازهگیری ارتفاع بتن
- ارتفاع بتن در محفظه اول (H1)
- ارتفاع بتن در محفظه دوم (H2)
🔢 اختلاف ارتفاع (ΔH = H1 − H2) معیار اصلی ارزیابی آزمایش است.
📊 معیارهای پذیرش آزمایش U-Box
بر اساس استاندارد EFNARC:
- ✅ اختلاف ارتفاع کمتر از ۳۰ میلیمتر → بتن قابل قبول
- ⚠️ اختلاف ارتفاع ۳۰ تا ۵۰ میلیمتر → بتن در مرز پذیرش
- ❌ اختلاف ارتفاع بیش از ۵۰ میلیمتر → بتن مردود
هرچه مقدار ΔH کمتر باشد، عملکرد بتن خود متراکم بهتر است.
📐 تفسیر نتایج آزمایش جعبه U شکل
- 🔹 ΔH کم: عبور مناسب بتن از میان آرماتورها
- 🔹 ΔH زیاد: انسداد، ویسکوزیته نامناسب یا طرح اختلاط ضعیف
- 🔹 عدم عبور بتن: احتمال جداشدگی یا کمبود روانی
⚠️ خطاهای رایج در انجام آزمایش
- ❌ استفاده از بتن غیرهمگن یا جداشده
- ❌ باز کردن دیرهنگام دریچه
- ❌ تراز نبودن دستگاه
- ❌ ویبره یا ضربه به قالب
- ❌ اندازهگیری نادرست ارتفاع بتن
🧠 نکات اجرایی مهم
- 🟢 آزمایش باید حداکثر ۱۵ دقیقه پس از ساخت بتن انجام شود.
- 🟢 دمای محیط و بتن ثبت گردد.
- 🟢 آزمایش در کنار Slump Flow و L-Box تفسیر شود.
- 🟢 برای کنترل کیفیت کارگاهی بسیار توصیه میشود.
📚 استانداردهای مرتبط با آزمایش U-Box
- 📘 EFNARC (European Federation of National Associations Representing for Concrete)
- 📘 ASTM (بهصورت غیرمستقیم)
- 📘 آییننامههای کنترل کیفیت بتن خود متراکم
❓ سوالات متداول (FAQ)
❓ آزمایش U-Box برای چه نوع بتنی استفاده میشود؟
این آزمایش مخصوص بتن خود متراکم (SCC) است و برای بتن معمولی کاربرد ندارد.
❓ تفاوت U-Box و L-Box چیست؟
U-Box بیشتر بر پرکنندگی و L-Box بر قابلیت عبور افقی تمرکز دارد.
❓ آیا انجام ویبره مجاز است؟
خیر، بتن باید تنها تحت وزن خود جریان یابد.
❓ بهترین مقدار اختلاف ارتفاع چقدر است؟
مقدار ایدهآل نزدیک به صفر و حداکثر قابل قبول ۳۰ میلیمتر است.
🏁 جمعبندی نهایی
آزمایش جعبه U شکل یکی از کلیدیترین آزمونهای کنترل کیفیت بتن خود متراکم است که اطلاعات ارزشمندی درباره قابلیت عبور، پرکنندگی و عملکرد بتن در شرایط واقعی سازهای ارائه میدهد. اجرای صحیح این آزمایش، نقش مهمی در جلوگیری از مشکلات اجرایی و افزایش دوام سازه دارد.
اگر در پروژههای عمرانی، طراحی سازه یا کنترل کیفیت بتن فعالیت دارید، تسلط کامل بر آزمایش U-Box یک ضرورت حرفهای محسوب میشود.
مطلب پیشنهادی : جدول عمق کاشت میلگرد: راهنمای کامل برای مهندسین عمران
پیشنهاد ما
برای دانلود جزوهها و آموزشهای اجرایی بیشتر وارد سایت سیویل اجرا شوید. مرجع جزوات مهندسی عمران
و برای دریافت سریع منابع جدید، در کانال مهندسین عمران عضو شوید.
