ترمیم بتن

ترمیم و بازسازی سازه های بتنی آسیب دیده به عنوان یکی از مهمترین فعالیت های ساختمانی در سطح جهان مطرح شده است. با توجه به اینکه هزینه ای پرداخت شده طی سال های اخیر جهت ترمیم سازه های آسیب دیده، بیش از هزینه های ساخت سازه های جدید است، توجه بسیاری از مهندسان و محققان سازه ای در زمینه تحقیق و توسعه تکنیک های سریع تعمیر و نگهداری را به خود جلب کرده است تا عملکرد اجزای سازه در برابر نیروهای وارد بر آن کاهش و بهبود یابد.

ترمیم بتن:

ترمیم بتن در اصل شامل جایگزینی و یا اصلاح و تعمیر عضو آسیب دیده و معیوب یک سازه می باشد و این امر باعث افزایش طول عمر مفید سازه و بهبود در عملکرد آن می باشد.

دلایل آسیب بتن طبق استاندارد EN1504  

اصول ترمیم بتن بر اساس استاندارد EN1504:

شایع ترین ترک های بتن:

ترک های سوسماری:

ترک های بسیار ریزی مانند تار عنکبوت و یا پوست تمساح هستند که در اثر جمع شدن لایه های سطح و یا عمل آوری نامناسب در سطح بتن با عمق 2 الی 3 میلیمتر به وجود می آیند .

جمع شدگی بتن:

این ترک ها به دلیل کاهش حجم بتن و خشک شدن در تمامی سطح بتن به وجود می آید.در صورت مهار نمودن حرکت های بتن در سازه باعث ایجاد تنش های کششی شده و در صورت عدم مقاومت سازه در برابر این تنش ها ترک خوردگی اتفاق خواهد افتاد.

حفره های موجود در زیر میلگردها(ترک های موزاییکی)

این ترک ها به صورت موازی با میلگرد ها و در نزدیکی سطح بتن به وجود می آیند.

ترک های ناشی از بارهای خارجی:

این ترک ها در اثر بارهای کششی، کاهش مقاومت خمشی و یا کاهش مقاومت برشی در سطح بتن بوجود می آیند که بر سلامت و کارایی سازه تاثیر زیادی دارد .

روشهای ترمیم ترک در سازه های بتنی

بر اساس تعریف  P.H.Perkinsترک ها به دلایل مختلفی در بتن ایجاد می شوند و در صورت نیاز به ترمیم و مقاوم سازی می توان آنها را به دو دسته اصلی تقسیم کرد:

ترک های غیر سازه ای  ((R1,R2:

این ترک ها به دلیل عدم رعایت نسبت آب به سیمان، تبخیر و یخ‌زدگی آب، تغییرات شدید دما در محیط یا لایه‌های درونی بتن رخ می‌دهند. ترک های غیر سازه ای به دلیل ایجاد در ناحیه غیربحرانی احتمال گسترش و پیشروی ندارند.

محصولات قابل استفاده جهت ترمیم ترک های غیر سازه ای :

ترک های سازه ای ((R3,R4:

این ترک ها به دلیل مشکلات سازه ای و اجرایی بر روی سطح بتن ایجاد و به دلیل قرارگرفتن در معرض تنش های کششی و خمشی گسترش یافته و باعث ایجاد گسستگی در سطح بتن می گردد.

محصولات قابل استفاده جهت ترمیم ترک های سازه ای :

آماده سازی سطح بتن:

طبق استاندارد ACI 546 R آماده سازی سطح بتن یکی از مهمترین و تاثیرگذارترین مرحله در تعمیر بتن می باشد و باعث برقراری پیوند مستحکم و با دوام بین محصولات مورد استفاده در تعمیر و بتن می گردد. مواد ترمیم بتن هنگام اعمال بر روی بتن می بایست به عنوان یک بخش جدایی ناپذیر از بتن تبدیل شود و سازه را به استحکام اولیه خود بازگرداند بنابراین ترک ها و جداشدگی های نزدیک سطح بتن باید از بین بروند و سطح از زبری کافی برخوردار شود.

مراحل آماده سازی سطح بتن عبارتند از :

• به جهت آماده سازی، سطح بتن می بایست عاری از گرد و غبار، ناخالصی و روغن و ... باشد
• تمامی لایه های نازک با مقاومت کم و سست از سطح بتن جدا گردد. 
• در صورت وجود پوشش های قدیمی، بتن و ملات می بایست از روی سطح بتن جدا و حذف گردد.
• به جهت بالا بردن قدرت چسبندگی، سطح بتن می بایست عاری از زنگ زدگی باشد.

پرکردن ترک ها:

می بایست یکی از اهداف زیر را برآورده نماید: EN 1504پر کردن ترک های موجود بر روی سطح بتن طبق  استاندارد 

• قابلیت انتقال نیروی ترک های پرشده
• پر کردن شکل­پذیر ترک ­ها
• تورم مناسب ترک ­های پرشده

لازم به ذکر است وضعیت ترک، تحرکات و حداقل ضخامت بر روی تعیین نوع مواد جهت پرکردن بسیار حائز اهمیت می باشد.

در صورتیکه ترک ها در جریان دائمی اب و یا رطوبت قرار گیرند می توان برای ترمیم و پر کردن ترک ها از تزریق پلی یورتان ها استفاده کرد.

تزریق بتن:

 بر اساس موارد مطرح شده در بخش پنجم استانداردEN 1504   به عنوان روشی جهت محافظت در برابر نفوذ یون های مخرب، آببندی و پر نمودن ترک ها مورد استفاده قرار می گیرد و باعث افزایش مقاومت سازه ای شده و در ترک ها، حفرات و یا درزها بدون فشار قابلیت اجرا دارد.

بنابراین تزریق در خلل و فرج بتن با هدف نیل به خواص ذیل انجام می‌گردد:

• ایجاد خاصیت نفوذناپذیری و در نتیجه ضد‌ آب‌سازی
• جلوگیری از نفوذ عناصری که ممکن است منجر به خوردگی آرماتور فولادی گردد
• مقاوم‌سازی بتن

ﯾﮑﯽ از راﻫﮑﺎر ﻫﺎی ﻣﻮﺛﺮ و بدون نیاز به تکرار جهت ﺗﺮﻣﯿم ترک هایی که به دلیل ﺟﻤﻊ ﺷﺪﮔﯽ ، اﻧﺒﺴﺎط و اﻧﻘﺒﺎض ﺣﺮارﺗﯽ ، ﻧﺸﺴﺖ، ﻋﺪم اﺟﺮای ﺻﺤﯿﺢ اﺗﺼﺎﻻت و درز ﻫﺎ، ﺑﺎرﮔﺬاری ﺑﯿﺶ از ﺣﺪ بوجود می آیند، مقام سازی و ﺗﺮزﯾﻖ اﭘﻮﮐﺴﯽ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر به داﺧﻞ ﺗﺮک ﻫﺎ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ که باعث ایجاد یک پیوند و اتصال  قوی بین دو سطح می گردد.

روش تزریق:

تزریق رزین از یک نقطه آغاز و تا نقطه بعدی ادامه می یاید و از پر شدن تمامی خلل و فرج ها اطمینان حاصل می گردد. در صورتیکه ابتدا و انتهای ترک در یک سطح نباشند تزریق از پایین ترین نقطه آغاز و به بالاترین نقطه ختم می گردد.

در همین راستا شرکت آبادگران به جهت تزریق و مقاوم سازی سازه های بتنی چسب تزریق بدون حلال ABAINJECT EP-110 و چسب تزریق بدون حلال  ABAINJECT EPW-210، بر پایه رزین اپوکسی اصلاح شده و هاردنر های ویژه را طراحی نموده که ویسکوزیته این چسب به گونه ای تنظیم شده است که تزریق آن درون ترک به خوبی انجام می­گیرد و موجب اتصال مجدد ترک و بازســازی بتن می گردد. این محصول مطابق با الزامات استاندارد  EN 1504-5 و  ASTM C881و برای تزریق در ترک های با عرض بزرگتر از 0.3 میلیمتر طراحی شده است.

جایگزین بتن آسیب دیده:

با توجه به شرایط محیطی و جغرافیایی و مقدار خوردگی به وجود آمده در سطح بتن، قسمتی از بتن با مواد مناسب و کاربردی جهت ترمیم و تعمیر جایگزین می گردد.

مقاوم سازی سازه های بتنی، ترمیم و علاجبخشی آنها جهت تحمل  بارهای مضاعف، افزایش شکل پذیری ، ظرفیت باربری سازه بتنی و احیا آن می باشد. از این رو هرگاه نیاز به افزایش ضخامت یا مسلح­سازی المان­های مختلف یک سازه بتنی (فونداسیون، تیر، ستون یا دیوارهای برشی) از طریق برقراری ارتباط بین سازه بتنی موجود با لایه­ها یا المان­های بتنی مسلح خارجی باشد  استفاده از انکرهای شیمیایی توسط چسب کاشت میلگرد ABABOND RA-500 پیشنهاد می گردد.

درنهایت توسط مواد پر کننده نظیر گروت های سیمانی و یا در شرایطی خاص گروت های اپوکسی مقاطع آسیب دیده ترمیم و مقاوم سازی خواهد شد.

به جهت اتصال و چسبندگی بهتر بین لایه ای در گروت ها یا بتن به سطح زیرکار استفاده از چسب بتن اپوکسی ABABOND EP-20 الزامی باشد.-این چسب با ایجاد پیوندی بسیار قویتر از استحکام کششی بتن، عالی‌ترین گزینه جهت اتصال بتن یا ملات تازه به بتن قدیمی و ایجاد مقاومتهای مکانیکی بسیار زیاد می­باشد ABABOND EP-20 دارای ویژگی‌هایی همچون قابلیت اجرا بر روی سطوح مرطوب، چسبندگی بسیار زیاد به سطوح بتنی، فلزی، آجری، موزاییک و سنگ، تاثیرناپذیری از رطوبت، مقاومت مکانیکی اوليه و نهایي زياد، کارایی بسیار زیاد بر روی سطوح خشک و تر، طول عمری برابر با عمر سازه و اجرای آسان می‌باشد.جهت ترمیم بتن و اتصال بتن جدید و قدیمی، استفاده از چسبهای بتن بر پایه اپوکسی، اکرلیک و وینیل استات در صنعت ساختمان رایج می­باشد

ملات های سیمانی یا بتن پاششی:

این نوع بتن مناسب اجرا در ضخامت 30 الی 50 میلی متر می باشد. قابل استفاده برای سطح­های عمودی و بالای سر می باشد ولی هرگز در سطح­های افقی استفاده نگردد. برخلاف بتن قالبی، به قالب چهارچوب نیازی نداشته وبه صورت یک مخلوط از پیش آماده بر روی سطح اسپری می­شود.همچنین برای افزایش استحکام خمشی و کاهش خطر ترکهای ناشی از جمع شدگی می­توان بتن پاششی را به وسیله الیاف تقویت کرد. اجرای بتن پاششی شرایط اعمال خاص خود را دارد. در این روش، بتن تازه یا اجزای خشک بتن پس از اختلاط، برای پاشش به تجهیزات خاصی انتقال داده می­شوند. بتن یا ملات پاششی با استفاده از لوله و شلنگ‌های مقاوم به فشار بالا، به محل مورد نظر پاشیده شده و متراکم می­شوند در همین راستا به جهت جایگزین نمودن سازه توسط مواد پاششی محصول زودگیر شاتکریت مایع ABAQUICK-AFL  و محصول زودگیر شاتکریت پودری ABAQUICK-AFP می باشند.

ملات سیمانی و یا بتنی:

این نوع بتن مناسب اجرا در ضخامت 20 الی 40 میلی متر می باشد. معمولاً برای ایجاد لایه های نازک­تر با لایه های بتنی به کار می­روند و اعمال آنها با استفاده از اسپری و یا قالب می­باشد.

به جهت اتصال و چسبندگی بهتر بین لایه ای به سطح زیرکار استفاده از چسب بتن اپوکسی ABABOND EP-20 الزامی باشد

ملات سیمانی و یا بتن اصلاح شده با پلیمر :

این ملات با استفاده از دست و یا اسپری اجرا می گردد. دلایل استفاده از پلیمرها در برابر ملات ها عبارتند از:

• افزایش چسبندگی به سطح
• کارایی بیشتر
• افزایش حفظ آب
• افزایش مقاومت خمشی و کششی افزایش چسبندگی به سطح
• کارایی بیشتر
• افزایش حفظ آب
• افزایش مقاومت خمشی و کششی

ملات های پلیمری:

این نوع ملات دارای پلیمرهای واکنشگر هستند که در دمای محیط سخت و در شرایط قلیایی پایدار هستند و در لایه های بسیار نازک اجرا خواهند شد .

ملات­های پلیمری تنها در شرایط زیر قابل استفاده هستند :

• مواد ترمیمی با خشک شدن سریع موردنیاز باشد
• امکان هیچگونه عمل آوری وجود نداشته باشد
• لایه بسیار نازکی موردنیاز باشد

منابع : استاندارد EN1504، Failure-distress-and-repair-of-concrete-structures- Repair, Protection and Waterproofing of Concrete Structures