الزامات ترمیم ترک سازه ای با استفاده از تزریق مواد اپوکسی
مقدمه
همواره ترک های به خصوص ترک های سازه ای تهدید بزرگی برای سازه ها محسوب می شوند و متاثر از عوامل متعددی می باشند از این‌رو ترمیم و بازسازی سازه‌های بتنی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است به طوریکه هزینه‌های هنگفتی را به خود اختصاص میدهد و هزینه ترمیم و محافظت با بالا رفتن سن سازه به شکل چشمگیری افزایش مییابد.
توسعه گسترده روش‌ها و مواد نوین برای ترمیم و محافظت سازه ها باعث شده است که نیاز به استاندارد برای چنین عملیاتی بیش از پیش احساس شود. به همین منظور استاندارد EN 1504 جهت بررسی و ترمیم سازه‌های بتنی تدوین شده است که با نگاهی به این استاندارد به بررسی موارد و موضوعات این پدیده می پردازیم.
ترمیم ترک توسط چسب تزریق اپوکسی
بخش نهم از استاندارد EN 1504 ویژگیهای عملکردی هر یک از روشهای ترمیمی را تعریف میکند. طراح، ویژگیهای عملکردی را براساس الزامات پروژه و روشهای ترمیم مورد نظر، بر میگزیند.
قسمت‌های 2 تا 7 از استاندارد EN 1504، شامل ویژگیهای عملکردی فرآورده ها و روشهای آزمون متناظر می باشند. در این قسمت ها، فرآورده‌ها به صورت جداگانه در نظر گرفته و تعریف شده اند و برای تعمیر و حفاظت یک سازه بتنی انتخاب میشوند. فرآورده ها به جای طبقه بندی های ساده، با تعداد زیادی از ویژگیهای عملکردی دسته بندی میشوند که منجر به افزایش قدرت انتخاب طراح در امر فرآورده و روش های بازرسی می گردد.
به طور کلی تزریق در بتن بر اساس بخش نهم از استاندارد EN 1504 به منظور حصول قواعد و اصول زیر کاربرد دارد:
- محافظت در برابر نفوذ و ایجاد خاصیت ضد آبی.
- افزایش مقاومت سازهای.
- تزریق ترکها، حفرات یا درزها.
- پر کردن ترکها، حفرات یا درزها (بدون فشار).
بنابراین تزریق در خلل و فرج بتن با هدف نیل به خواص ذیل انجام می‌گیرد:
- ایجاد خاصیت نفوذناپذیری و در نتیجه حالت ضدآبی.
- جلوگیری از نفوذ عناصری که ممکن است منجر به خوردگی آرماتور فولادی گردد
- مقاوم سازی بتن.
مطابق با این استاندارد، به منظور دستیابی به اهداف و اصول بیان شده در بالا محصولات تزریق به سه دسته زیر تقسیم میشود:
- محصولات تزریق برای پر کردن ترکها به همراه انتقال نیرو (F).
- محصولات تزریق برای پرکردن ترکها با قابلیت انعطافپذیری (D).
- محصولات تزریق با پرکنندگی تورمی ترکها (S).
برای پایش عملکرد این محصولات جهت تزریق در ترک، مشخصات و الزامات در چهار دسته تحت مطالعه قرار می‌گیرند:
- مشخصات پایه: مقاومت فشاری، مقاومت چسبندگی، تغییر حجم (انقباض)، سازگاری با فولاد و بتن، دمای انتقال شیشه ای، خاصیت ضد نفوذ آب.
- مشخصات کارپذیری: شامل شرایط کاری است که محصول تزریق در آن استفاده میگردد (عرض ترک و وجود رطوبت در ترک).
- مشخصات واکنش پذیری: زمان کاربری و زمان مورد نیاز جهت به دست آمدن مقاومت های نهایی.
- دوام: رفتار محصول تزریق شده در بلند مدت تحت شرایط آب و هوایی مختل.
الزامات آیین نامه ACI-RAP-1
به طور کلی بررسی عوامل ایجاد کننده ترک در سازه به انتخاب ماده تزریق مناسب برای آن شرایط کمک مینماید. بر اساس راهنما و دستورالعمل میدانی ارائه شده توسط کمیته ACI با عنوان دستورالعمل میدانی ترمیم بتن ACI-RAP-1، عوامل عمومی ایجادکننده ترک در سازه بتنی عبارتند از: جمع‌شدگی خشک، انبساط و انقباض حرارتی، نشست، عدم وجود درزهای کنترل، شرایط اضافه بار که نهایتاً به ایجاد ترکهای خمشی، کششی و برشی در سازه منتهی میگردد.
بر اساس دستورالعمل مطروحه در همین آییننامه، یکی از فرآیندهای موثر در رفع و ترمیم این نوع ترکها تزریق ماده با بنیان اپوکسی تحت فشار بالا به داخل این ترک ها میباشد که عملکرد این مواد در ترک در بخش 5 استاندارد EN1504 تحت عنوان دسته F مواد تزریقی مورد پایش قرار می‌گیرد.
فرآیند اجرای مواد تزریق بر پایه‌ی رزین اپوکسی، به مواردی همچون موقعیت و محل ترک، عمودی یا افقی بودن آن و حتی موقعیت فوقانی ترک بستگی دارد که هر یک فرآیند ویژه ای را در ترمیم به خود اختصاص داده است. علاوه بر موارد اشاره شده دسترسی به سطح ترک و همچنین سایز ترک نیز به صورت بسیار موثری در انتخاب فرآیند تزریق حائز اهمیت میباشد.
بر همین اساس استاندارد ASTM C881 با عنوان "مواد و سیستم‌های اتصال‌دهنده بر پایه رزین اپوکسی" مشخصات و معیارهای مورد نیاز در انتخاب کلاس و گرید مواد بر پایه رزین اپوکسی جهت کاربری در بتن را شرح میدهد. بر اساس این استاندارد مواد اپوکسی مورد استفاده در تزریق ترکهای بتنی باید الزامات دسته 1 را رعایت نماید. همچنین علاوه بر موارد مطرح شده در این جدول، به منظور انتخاب این مواد جهت تزریق در ترکهای بتنی باید مشخصات دیگری همچون مدول الاستیسیته، زمان کاربری، دوام، رنگ و مقاومتهای خمشی، فشاری و کششی را نیز مدنظر قرار داد.
الزامات دسته 1 از مواد رزین اپوکسی: جهت تزریق در ترکهای بتنی.
چسب تزریق اپوکسی ABAINJECT EP-110
مخلوطی دو جزئی و مایع میباشد که بر اساس الزامات استانداردهای فوق‌الذکر طراحی شده و به راحتی به وسیله پمپ به درون ترک تزریق میگردد و به واسطه خاصیت روانی مناسب به درون خلل و فرج موجود در ترک نفوذ میکند. پس از اتمام عملیات تزریق، دو جزء ماده که به صورت استوکیومتریک تنظیم شده اند با یکدیگر وارد واکنش شده و تبدیل به یک جزء سخت، نفوذناپذیر با مقاومت شیمیایی و مکانیکی بالا میگردد. ماده جامد شکل گرفته دارای چسبندگی بسیار زیاد به دو طرف ترک میباشد به نحوی که چسبندگی آن از نیروی پیوستگی بتن بیشتر است. بنابراین بر طبق الزامات بخش پنجم از استاندارد EN1504 این ماده با پرکردن ترک، موجب یکپارچه شدن بتن شده و استحکام، دوام و مقاومتهای مکانیکی آن را افزایش میدهد. برخی از خواص چسب تزریق اپوکسی به شرح زیر میباشد:
- نفوذ عالی به عمق ترک.
- حفاظت در برابر نفوذ و ایجاد خاصیت ضد آبی.
- بازیابی مقاومت سازهای مقاطع دارای ترک.
- اجرای آسان.
- چسبندگی بسیار زیاد به سطوح بتنی و مقاطع ترک.
- مقاومت مکانیکی اوليه و نهایي زياد.
- مقاومت شیمیایی خوب.
- فاقد حلال و دوستدار محیط زیست.
- دوام و عمر طولانی.
