تثبیت مقدار رطوبت بتن برای کنترل واکنشهای مخرب
فصل ششم از کتاب ترمیم بتن آبادگران بر اساس EN1504 به 11 مورد از اصول و روش‌های طراحی پرداخته است که در این مقاله به اصول و روش‌های طراحی برپایه EN1504 اصل 2 کنترل رطوبت می‌پردازیم.
هدف از اصل 2 تنظیم و تثبیت مقدار رطوبت بتن در یک محدوده معین، برای کنترل واکنشهای مخرب است. در این حالت بتن اجازه خشک شدن دارد و از افزایش رطوبت آن جلوگیری شده است. این روش اغلب برای کنترل واکنش قلیایی- سیلیسی، تهاجم سولفاتی یا تخریب بر اثر سیکل یخزدن- ذوب شدن به‌کار میرود.
بر اساس اطلاعات پیوست DIN(EN) 1504-9:2008-11 سامانه‌های محافظتی سطح به کار رفته در سطوح عمودی و سقف باید در برابر بخار آب نفوذپذیر بوده تا به رطوبت اجازه خروج از بتن را بدهد. سطوح بالایی از مقاطع افقی بتن، به عنوان نمونه یک کف معلق در یک سازه پارکینگ، ممکن است یک سطح حفاظتی نفوذناپذیر بر روی آن اعمال شده باشد. اگر بتن دارای رطوبت بالا و غیر معمول باشد، سامانه‌های حفاظتی نباید اعمال شوند.
در رابطه با خوردگی بتن، باید توجه شود که اثر خشک شدن بتن نیازمند اندکی زمان است. به ویژه زمانی که بتن بسیار خیس است، ممکن است ماه‌ها و یا حتی سال‌ها طول بکشد تا سرعت خوردگی برای جلوگیری از آسیب‌ها به حد کافی کاهش یابد. این حقیقت که خوردگی برای زمان ویژه ادامه پیدا خواهد کرد را باید در طراحی اقدامات ترمیم مدنظر قرار داد. اگر خوردگی تا زمانی ادامه داشته که حالت ها حدی مانند ترک‌خوردگی بحرانی در شرف وقوع باشد، ممکن است برای استفاده از روش کنترل رطوبت، بسیار دیر شده باشد و روش‌های جایگزین که بی‌درنگ خوردگی را متوقف می‌کند باید به‌کار گرفته شود.
روش 2-1 اشباع آب‌گریز:
کنترل رطوبت با اشباع آب‌گریز قابل دستیابی است. برای این روش، جلوگیری از نفوذ آب و اجازه خشک شدن با تبخیر از لایه آب گریز دارای اهمیت است. در این استاندارد، ضریب نرخ خشک شدن که سرعت تبخیر آب از بتن از طریق لایه آب‌گریز را توصیف می‌کند و در این روش دارای اهمیت است، به عنوان معیار عملکرد داده شده است. هنگامی که مقصود خشک شدن سریع است، ضریب نرخ خشک شدن باید نزدیک به 1 باشد. این بدین معناست که با وجود لایه آب گریز، مانعی برای تبخیر وجود ندارد.
برای کنترل فرایند خوردگی بتن توسط رطوبت، لازم است که راهکار آب‌گریزی در تمام طول عمر سرویس‌دهی باقیمانده سازه اثربخش باشد. بنابراین به بازرسی و نگهداری نیاز است. اغلب راهکارهای آب‌گریزکننده را میتوان زمانی که بازرسی نشان دهد که اثربخشی آن‌ها کاهش یافته تجدید نمود. زمانی که روش برای طول عمر باقیمانده طولانی در نظر گرفته شده باشد، استفاده از چنین عامل‌های آب‌گریزی که قابل تجدید هستند توصیه می‌شود. این یک معیار عملکردی در EN 1504-2 نیست اما می‌تواند توسط تولیدکننده محصول اعلام شود.
برای تعیین اثربخشی اشباع آب‌گریز، معمولاً جذب آب بتن پس از اجرا در محل (کارگاه) یا بر روی مغزه‌های حفـاری شده اندازه‌گیری می‌شود. در واقع بررسی بر روی دوام راهکـار‌های آب‌گریزی انجام شده است. مشخص شده که به عنوان نمونه، NMR (رزونانس مغناطیسی هسته) سیار، قادر به شناسایی ضخامت لایه آب‌گریز در سطح بتن می‌باشد.
برای تعیین کاهش مقدار آب بتن، حس گرهایی که قابلیت جاسازی در بتن را دارند در دسترس هستند. اگر آن‌ها در عمق‌های گوناگون جاسازی شده یا چند الکترودی استفاده شود، خشک شدن می‌تواند به‌طور پیوسته کنترل شود.
طرح شمایی روش 2-1، پیش و پس از اجرا
روش 2-2 اشباع سازی
کنترل رطوبت همچنین می‌تواند از طریق اشباع‌سازی بتن که پرکردن منافذ در سطح بتن است، به‌دست آید. به عنوان آماده‌سازی سطح بتن، عملیات تعویض بتن و پرکردن ترک‌ها در صورت نیاز باید مطابق با آن‌چه در شکل 2-2 نشان داده شده انجام شود.
اشباع‌ساز‌ها، بر روی ترک‌ها پل نمی‌زنند. به محض این که ترک‌های جدید توسعه یابند یا ترک‌های موجود عریض‌تر شوند، سطح اعمال شده ترک خورده و آب می‌تواند به ترک در مقابله با اصل کنترل رطوبت نفوذ کند
طرح شمایی روش 2-2، پیش و پس از اجرا
بنابراین زمانی که جابه‌جایی‌های ترک یا ترک‌های جدید انتظار میرود، روش اشباع سازی توصیه نمی‌شود. هرچند، چنانچه مقرر شده باشد که از این روش برای سطوح افقی مانند کف که اغلب جابه‌جایی‌های چشمگیر در آن انتظار میرود استفاده شود، دامنه کاربرد این روش محدود می‌شود. در صورتی‌که فقط ترک‌های جزئی انتظار رود، استفاده از روش اشباع سازی باید به‌طور ترکیبی با ترمیم ترک انجام شود.
محصولات اشباع‌کننده در EN 1504-2 مشخص شده‌اند. در این استاندارد از ضریب نرخ خشک شدن مانند اشباع آب گریز به عنوان یک معیار عملکردی استفاده نشده است اما برای نفوذ در برابر بخار آب استفاده شده است. هرچند، برای محصولات اشباع‌کننده مانند رزین‌های اپوکسی، میتوان دریافت که سرعت خشک شدن بتن کاهش یافته است.
E.M.SEAL-S محافظ نما پایه حلال از محصولات اشباع‌کننده شرکت آبادگران می باشد که قادر است به عمق مصالح ساختمانی (قدیم و جدید) نفوذ کرده و آن ها را در مقابل جذب و نفوذ آب، هوازدگی، شوره‌زدگی، رشد قارچ و کپک و سایر واکنشهای مخرب متعاقب آن محافظت نماید.
روش 2-3 پوشش :
سامانه‌های پوششی همچنین می‌توانند برای کنترل رطوبت استفاده شوند. شکل زیر کاربرد این روش را به‌طور شمایی نشان می‌دهد.
در صورت نیاز به عنوان آماده‌سازی سطح بتن، عملیات تعویض بتن و پرکردن ترک می‌تواند اجرا شود. برتری روش پوشش در مقایسه با روش‌های 2-1 و2-2 این است که پوشش‌های با قبلیت پل‌زدن بر روی ترک‌ها موجودند. به‌منظور کنترل رطوبت، پوشش‌ها باید در برابر نفوذ آب از خارج نفوذناپذیر بوده اما اجازه تبخیر بخار آب از بتن را بدهند.
پوشش‌های روش 2-3 در EN 1504-2 استانداردسازی شده‌اند. ماهیت اجرایی محصولات روش 2-3 همانند با محصولات روش 1-3 (حفاظت در برابر نفوذ) می‌باشد اما نیازی به توجه به سرعت کربناته شدن، نفوذ مواد شیمیایی یا کلریدها نیست زیرا روش 2-3 تنها بر روی کاهش مقدار آب بتن تمرکز دارد.
چنانچه لازم باشد خشک شدن بتن با سرعت بالایی انجام شود، پوشش‌هایی با سرعت‌های تبخیر بالا باید انتخاب شود. برای تمام کاربردها، عملکرد پل‌زنی بر روی ترک‌ها باید به دقت مشخص شود تا از ترک‌های ناخواسته جلوگیری شود.
طرح شمایی روش 2-3، پیش و پس از اجرا
از محصولات مرتبط شرکت آبادگران دراین روش میتوان به AQUASIL-TECH محافظ نما پایه آب اشاره کرد. این محصول به صورت ویژه در شرایطی که محافظت در برابر نفوذ آب با خاصیت مویینگی به داخل سازه وجود دارد به کار میرود. ماده ضدآب کننده AQUASIL-TECH برای ضدآب‌سازی و جلوگیری از نفوذ مویینه در سطوح ساختمانی جدید و قدیمی از قبیل؛ سطوح بتنی، سطوح سیمانی، انواع آجر، بلوک‌های سیمانی، سنگ، موزائیک و سفال، بندکشی دیوارهای افقی و عمودی و سطوح گروت طراحی و توسعه یافته است.
روش 2-4 : ساخت صفحات خارجی
صفحات خارجی می‌تواند برای کاهش مقدار آب بتن در جلوی سطوح بتنی درست شود ساختار همانند روش 1-7 می‌باشد اما برای روش 2-4 نکته تکمیلی دارای اهمیت آن است که آب بتن بتواند از طریق سامانه صفحات مطابق با آن‌چه در شکل 2-4 نشان داده شده بخار شود.
شکل 2-4 نمای شمایی از روش 2-4 پیش و پس از اجرا
سامانه صفحات خارجی بر روی نمای یک ساختمان همچنین می‌توانند برای بهبود عملکرد عایق‌های حرارتی و ظاهر ساختمان مورد استفاده قرار گیرند. برای اجرا بر روی سطوح عمودی مثل نماهای خارجی تأمین الزامات آب‌بندی بسیار آسان‌تر از سطوح افقی مانند کفپوش‌ها است. در نماها آب باران به سمت پایین سرازیر می‌شود و مدت زمانی که سطح در تماس با آب قرار می‌گیرد محدود می‌شود. برای کفپوش‌ها شکل حفره ها باید در نظر گرفته شود چرا که مدت زمان تماس با آب افزایش می‌یابد، بنابراین الزامات عملکردی سامانه نیز باید افزایش یابد و سامانه باید اجازه تبخیر آب را نیز بدهد.
در موارد خاص همچنین باید یک سامانه صفحه‌ای خارجی مانند سقف‌های محافظ در نظر گرفته شود.
روش 2-5: راهکارهای الکتروشیمیایی
برای روش 2-5 در استاندارد EN 1504به ارایه جزئیات پرداخته نشده است. در سال های اخیر از روش‌های الکترو شیمیایی مانند پالس الکترواسمزی برای خشک‌کردن بتن استفاده شده است. هرچند، تردید زیادی وجود دارد که آیا این روش‌ها قادر به خشک‌کردن کامل بتن هستند یا خیر. تا زمانی که هیچ گزارش علمی در دسترس نباشد که نه تنها نظریه فرض شده ، بلکه اثر این روش‌ها را بر مقدار آب موجود در بتن را ثابت نماید، باید از این روش‌ها با دقت استفاده نمود
روش 2-6: پرکردن ترک‌ها، حفرهها یا شکاف‌ها
پرکردن ترک‌ها، حفرهها یا شکاف‌ها می‌تواند برای کنترل موضعی رطوبت استفاده شود تا از آسیب‌های ناشی از خوردگی بتن جلوگیری شود. این روش در EN 1504-9 موجود نیست اما ممکن است در موارد خاص مورد استفاده قرار گیرد. (مثلاً به صورت ترکیبی با سامانه‌های پوششی)
شرکت آبادگران در این زمینه محصولات متنوعی تولید کرده که میتوان با توجه به شرایط محیطی گرینه مطلوب را انتخاب نمود :
ABAINJECT EP-110 چسب تزريق اپوكسی
E.M.REPAIR ترمیم کننده بتن و E.M.SUPER REPAIR ترمیم کننده بتن ویژه
ABADUR MP-25-45 ملات اپوكسی و ABADUR MP-5-25 ملات اپوكسی
