کلینیک بتن ایران

حالا نوبت انتخاب روش و مواد مورد استفاده برای ترمیم است. پس از تکمیل سه مرحله‌ی قبلی، در این مرحله کار سریع‌تر جلو می‌رود. در آن سه مرحله مشخص شد که ترمیم بایستی در مقابل چه شرایطی مقاومت داشته باشد؛ بازه زمانی ترمیم و پایان آن نیز تعیین شد. این اطلاعات، به علاوه‌ی اطلاعات حجم و مساحت بتنی که باید مورد ترمیم قرار بگیرد، کمک می‌کند تا مواد مورد استفاده در ترمیم مشخص شود. همچنین در هنگام انتخاب مواد برای ترمیم بتن، مسائل مربوط به هم‌زیستی مواد بایستی مورد بررسی قرار گیرد (Vaysburd et al., 2014). باید از انتخاب مواد و روش‌هایی که باعث خسارت بیشتر یا شتاب بخشیدن به آسیب دیدن بتن می‌گردند خودداری نمود.

آیین‌نامه و راهنماهای مفید در این مورد:

«راهنمای انتخاب مواد برای ترمیم سطح بتن»: (ICRI 320.2R, 2009)

«راهنمای انتخاب مواد برای ترمیم بتن»: (ACI 543.3R, 2006)

آماده‌سازی بتن برای ترمیم، یکی از فاکتورهای مهم در دوام ترمیم است. این مرحله شامل حذف تمامی قسمت‌های آسیب دیده و فراهم کردن سطحی بدون آسیب دیدگی برای عمل کردن بی‌نقص مواد ترمیمی است. اگر این مرحله به درستی انجام نگیرد، هر چقدر هم که مراحل دیگر کامل و بی‌نقص باشند، ترمیم با شکست مواجه خواهد شد. ضروری است که پیش از استفاده از مواد ترمیمی، بتن آسیب دیده به صورت کامل برداشته شود.

این مرحله از ترمیم بسیار حیاتی است و نیاز است پیش از شروع، مراحل روی نمونه‌هایی آزمایش شوند و نتایج بررسی گردند تا اطمینان کافی از این که بتن به مقاومت و سطح کیفی مورد نظر دست می‌یابد، حاصل شود.

نخستین مرحله برای آماده‌سازی بتن برای ترمیم، بریدن قسمت مورد نظر با اره به عمق 1 اینچ یا بیشتر در صورت امکان، است

این عمل جداسازی به صورت تخریب با آب (هایدرو دیمولیشین) نیز می‌تواند صورت بگیرد. البته این نوع جداسازی باعث به جا ماندن لبه‌های تیز و خشن می‌شود. بنا بر این برش با اره به صرفه‌تر است. برای قسمت‌های که از بتن که فولاد جاسازی شده درون آن دچار خوردگی شده، ضروری است که بتن تا قسمتی بیش از سطح خورده شده بریده شود؛ هم‌چنین باید مراقب بود که فولاد آسیب نبیند.

هدف از این که گفتیم لبه‌ها بتن بریده شده نباید تیز و خشن باشند، این است که در چنین حالتی مواد ترمیمی راحت‌تر تحکیم می‌یابند. تجربه نشان داده که در غیر این صورت، ترمیم به سرعت با شکست مواجه می‌شود.

بتن آسیب دیده باید به صورت کامل از سازه جدا شود تا مواد ترمیمی به خوبی جایگزین شوند. اگر مواد ترمیمی رویبتن آسیب دیده ریخته شوند، به هیچ وجه موثر نخواهند بود.

در جداسازی به وسیله فشار آب (هایدر بلستینگ یا هایدرو دیمولیشین) بایستی فشاری در حدود 8 تا 40 هزار psi بربتن وارد شود. (تصویر پایین). برتری این روش این است که قسمت‌های آسیب دیده را به صورت کامل جدا می‌کند تا تنها بتن با کیفیت و سالم به جا بماند.

بعد از مرحله جداسازی بتن آسیب دیده، نوبت به آماده‌سازی فولاد تقویت شده در بتن می‌رسد. عموماً اگر بعد از جداسازی بتن آسیب دیده، بیش از یک سوم فولاد در معرض دید قرار بگیرد، بایستی بتن به صورت کامل از اطراف فولاد برداشته شود.

خطا در طراحی سازه‌ی بتنی، می‌تواند آسیب‌های بسیاری را به بتن وارد کند. ساده‌ترین حالت زمانی است که به سازه باری وارد می‌شود که برای تحمل آن طراحی نشده است. یکی دیگر از خطاهایی که رخ می‌دهد، پیش‌بینی نکردن جای عبور لوله‌های برق و جعبه‌های خروجی است. سوراخ کردن بتن پس از سخت شدن آن، آن هم در موقعیتی در نزدیکی سطح آن، باعث به وجود آمدن ترک بر روی آن و ورود رطوبت به بتن می‌شود. طبیعی است که در چنین حالتی بتن زمان زیادی دوام نمی‌آورد و دچار آسیب دیدگی‌های مختلفی از جمله یخ زدن آب (افزایش حجم و در نتیجه شکست بتن)، واکنش قلیایی سنگ‌دانه‌ها و خوردگی آرماتورها می‌شود.

فلزات ظرفیت گرمایی پایینی دارند و در هنگام سرد یا گرم شدن هوا، درجه حرارتشان به سرعت تغییر می‌کند. بر اثر تغییر دما تغییر شکل می‌دهند؛ کاهش دما باعث کاهش حجم و افزایش دما باعث افزایش حجم فلزات می‌شود. اگرآرماتور داخل بتن بر اثر برودت یا گرمای هوا دچار تغییر دمای زیاد و ناگهانی شود، نیروی کششی یا فشاری به بتن وارد می‌کند. بتن در برابر نیروی فشاری مقاوم است، اما مقاومت در برابر نیروی کششی بسیار پایین است (در اصل ازآرماتور استفاده می‌کنند تا مقاومت کششی بتن بالا برود). در نتیجه‌ی این نیروی فشاری که به آن وارد می‌شود، بتنترک خورده و شرایط برای آسیب دیدگی‌های دیگر مهیا می‌شود. در سازه‌های مفصل‌دار، اگر مفصل مناسبی برای آن سازه طراحی نشود، بتن دچار مشکل و آسیب دیدگی می‌شود. این نوع آسیب دیدگی هم در دسته‌ی خطا در طراحی قرار می‌گیرد.

دیگر خطایی که در این دسته قرار می‌گیرد، استفاده‌ی اشتباه از ترکیب بتن در جای نامناسب است. به طور مثال، استفاده از بتن در قسمتی از سازه که بزرگ و قطور است، باعث می‌شود تا بتن دچار آسیب دیدگی شود. اما چگونه؟ روند سخت شدن بتن فرآیندی گرماده است و وقتی مقدار بتن زیاد باشد، این گرما به حد بسیار بالایی می‌رسد و باعثترک‌خوردگی بتن می‌گردد. برای سازه‌هایی که نیاز به بتن زیادی دارند، بایستی از بتن با گرمادهی پایین استفاده کرد و اقدامات لازم و ویژه‌ای برای سرد شدن آن انجام داد. استفاده از بتن غیر متناسب با آرماتورها هم باعث آسیب دیدگی بتن می‌شود و در این دسته قرار می‌گیرد. بتنی که متناسب با فلزات (آرماتورهای مورد استفاده) نباشد، باعث خوردگی آرماتور شده و خسارت زیادی بر بتن وارد می‌کند.

ترمیم خسارتی که بر بتن بر اثر خطا در طراحی وارد آمده، می‌تواند بسیار سخت باشد. چون در موارد بسیار، تغییر دادن شرایطی که منجر به آسیب دیدن بتن شده، دشوار است. در بسیاری از موارد، بایستی قسمت اعظمی از بتن جایگزین شود، آرماتورها عوض شوند تا شرایط تغییر کند و بتن دوباره دچار آسیب دیدگی نشود. در ترمیم بتن آسیب دیدهتوسط خطا در طراحی، استفاده از بتن پلیمری و تزریق رزین معمول است. برای ترمیم بتن‌هایی که از فولاد تقویت شدهاستفاده کرده‌اند، معمولاً تزریق 2 تا 3 اینچ بتن کافی است. اما در مواردی که میزان خوردگی خیلی بالا و پیشرفته است، این مقدار بایستی افزایش یابد.

پوشش نفوذگر کریستال شونده بتن در حال حاضر بتن مهمترین و پرمصرف ترین ماده در سازه‌های مدرن و مهندسی عمران می باشد. اکثر سدها، تونل ها، کانال ها، پل ها، پایل ها، خطوط لول هف سقف ها، جاده‌ها، مخازن، استخرها، سکوها و ساختمان ها و... بتنی می باشد. بتن علی رغم استحکام ذاتی، بدلیل معایبی چون ضعف در آب بندی، مقاومت شیمیایی پایین، مقاومت کم در برابر ضربه، تخلخل ذاتی، انعطاف پذیری محدود، مقاومت سایشی ضعیف و... نیازمند محافظت و تقویت می‌باشد.

در شرایط کاربری، شرایط محیطی مختلف و یا تحت تاثیر بارهای تحمیلی، تنش های گوناگون به صور مختلف به سازه بتنی وارد می‌شود. بر اساس طبیعت حملات و فاکتورهای موجود، عوامل مخرب به سه دسته تاثیرات فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی تقسیم می‌شوند. تاثیرات شیمیایی و فیزیکی می‌توانند منجر به آسیب هایی گردند که از آن بهخوردگی بتن یاد می شودو تاثیرات مکانیکی منجر به پدیده‌هایی چون فرسودگی و پارگی و گسیختگی می‌گردند که به نوبه خود نامطلوب و نیازمند ترمیم و آب بندی هستند.

تحمیل هزینه‌های هنگفت جهت رفع نقایص فوق و حتی تعویض بخشهایی از سازه و همچنین لزوم حفظ و نگهداری منابع اولیه، دلایل اصلی بر لزوم ارائه راهکار در ترمیم بتن، محافظت و آب بندی سازه‌های بتنی محسوب می‌گردد. درکلیه این موارد، بالا بردن مقاومت بتن با استفاده از افزودنی‌های خاص یا تغییر نسبت اختلاط بتن، استفاده از سیمانهای مقاوم در برابر سولفوناتها، افزایش حجم منافذ بتن با استفاده از افزودنی‌های خاص و ایجاد حبابهای ریز هوا در عمق بتن به جهت ممانعت از یخ زدگی بتن، اعمال پوشش مناسب و مقاوم در برابر حملات شیمیایی، تولید بتن متراکم تر و نفوذناپذیر تر، اعمال پوششهای ضد ضربه و ضد سایش به جهت محافظت از سطوح بتنی، استفاده از جایگزین‌های سیمان، کاهش نسبت آب به سیمان، تامین روکش بتنی به حد کافی در اطراف آرماتورها، رعایت کامل شرایط لازم جهت کیورینگ بتن و مراحلبتن ریزی، محافظت کافی و... همگی از جمله راهکارهای موثر پیشگیری از تخریبات ناشی از عوامل مخرب می‌باشند. مواد نفوذگر و کریستال شونده با قابلیت واکنش اجزا تشکیل دهنده با رطوبت و اجزای بتن، تشکیل کریستال‌های نا محلول و ایجاد ساختار یکپارچه با بتن و متعاقب آن نفوذ در عمق بتن و آب بندی و محافظت داخلی، بعنوان یکی از موثر ترین سیستمهای آب بندی و محافظت سازه‌های بتنی به حساب می‌آیند. این مواد تاثیر منفی عوامل مخرب بتن را به حداقل رسانده، عمر سازه بتنی را افزایش داده و هزینه تعمیرات و نگهداری سازه‌ها به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند. در این مقاله بر نحوه عملکرد مواد نفوذگر کریستال شونده به عنوان افزودنی در طرح اختلاط بتن و یا به عنوان پوشش بر روی سطح بتن ساخته شده قدیمی ی سخت شده جدید تمرکز شده و نقش پررنگ آنها در ممانعت از تخریب سازه‌های بتنی بررسی می‌گردد.