ترمیم بتن زیر آب - بخش اول

دلایل ایجاد عیب، نحوه بررسی و ارزیابی میزان عیوب بتن زیر آب بر اساس استاندارد ACI 546.2R

ترمیم بتن زیر آب یکی از چالش برانگیزترین و حساس ترین جنبه های مهندسی عمران و سازه های دریایی است. محیط های زیر آبی، به دلیل فشار هیدرواستاتیک، حضور مداوم آب، تغییرات دما و ترکیبات شیمیایی موجود در آب، شرایط خاصی را برای بتن و مواد ترمیمی ایجاد می کنند. موفقیت در عملیات ترمیم بتن در این محیط ها، نیازمند شناخت دقیق الزامات فنی، انتخاب مواد مناسب و استفاده از تکنیک های اجرایی پیشرفته است.

الزامات ترمیم بتن در زیر آب شامل بررسی آسیب‌های سازه‌ای، ارزیابی شرایط محیطی، و تطبیق روش‌های ترمیم با استانداردهای بین‌المللی می‌باشد. هدف اصلی این عملیات، بازگرداندن یکپارچگی سازه، افزایش دوام و مقاومت در برابر عوامل مخرب محیطی است. در این راستا، استفاده از روش‌های خاصی مانند تزریق، بتن‌ریزی در زیر آب، یا استفاده از مواد ترمیمی ضدآب، نقش کلیدی در دستیابی به نتایج پایدار ایفا می‌کند.

این مقاله/گزارش به بررسی الزامات کلیدی، مواد مورد استفاده، و تکنیک‌های موثر در ترمیم بتن زیر آب پرداخته و راهکارهایی عملی برای افزایش عمر مفید این سازه‌ها ارائه می‌دهد. برنامه‌ریزی دقیق و استفاده از روش‌ها و استانداردهای خاص است.

   •             اهمیت سازه‌های بتنی زیر آب (مانند پل‌ها، سدها، اسکله‌ها و مخازن).

   •             چالش‌های خاص مرتبط با ترمیم بتن زیر آب.

   •             نقش استاندارد ACI 546.2R در ارائه دستورالعمل‌های ترمیم.

ضرورت ترمیم بتن زیر آب

بتن زیر آب به طور گسترده ای در ساخت سازه های دریایی، پل ها، سدها و دیگر پروژه های مرتبط با آب استفاده می شود. این سازه ها در معرض عوامل مخرب مختلفی مانند خوردگی، فرسایش، سایش، یخ زدگی و ذوب شدن، بارهای دینامیکی و ... قرار دارند که می تواند به آسیب جدی به بتن زیر آب و کاهش مقاومت و عمر مفید آن منجر شود

ترمیم بتن زیر آب برای حفظ استحکام و ایمنی سازه ها در طول عمر مفید آنها بسیار مهم است. این فرآیند شامل شناسایی و بررسی عیوب، انتخاب روش های ترمیم مناسب، و اجرای دقیق آنها است. هدف از ترمیم بتن زیر آب، بازگرداندن مقاومت و عملکرد بتن به سطح اولیه و جلوگیری از آسیب های بیشتر است.

دلایل ایجاد عیب در بتن زیر آب

1-واکنش‌های شیمیایی و زیستی

               -              واکنش قلیایی-سیلیسی (ASR).

               -              حمله سولفاتی.

               -              رشد میکروارگانیسم‌ها و جلبک‌ها.

2-نیروهای مکانیکی و هیدرولیکی

               -              فرسایش و سائیدگی ناشی از جریان آب.

               -              ضربه‌های ناشی از اشیاء شناور یا برخورد کشتی‌ها.

3-طراحی یا اجراهای ناقص

               -              کیفیت پایین مواد اولیه بتن.

               -              تراکم ناقص یا وجود حباب‌های هوا.

               -              مشکلات در آرماتوربندی یا پوشش بتن.

4-عوامل محیطی

               -              چرخه‌های انجماد و ذوب.

               -              نفوذ کلریدها و خوردگی آرماتورها.

               -              تغییرات سطح آب و فشار هیدرواستاتیکی.

بررسی و ارزیابی عیوب بتن زیر آب

بر اساس استاندارد ACI 546.2R، فرآیند ارزیابی شامل موارد زیر است:

               1.            مشاهده و بررسی اولیه:

               •             استفاده از غواصان حرفه‌ای برای بازرسی بصری.

               •             عکس‌برداری و تصویربرداری زیر آب.

               2.            تست‌های مکانیکی و غیرمخرب:

               •             چکش اشمیت برای ارزیابی مقاومت سطحی بتن.

               •             تست اولتراسونیک (UPV) برای شناسایی ترک‌ها و خلل.

               •             هسته‌گیری (Core Testing) برای بررسی عمق ترک‌ها و کیفیت مصالح.

               3.            بررسی شیمیایی:

               •             آنالیز کلریدها برای ارزیابی خوردگی آرماتورها.

               •             اندازه‌گیری pH برای تعیین نفوذ مواد مهاجم.

               4.            ارزیابی دقیق‌تر با تجهیزات پیشرفته:

               •             استفاده از Ground Penetrating Radar (GPR) برای شناسایی نواحی ضعیف.

               •             تست جریان الکتریکی برای تشخیص خوردگی فعال در آرماتور.

طبقه‌بندی عیوب بر اساس استاندارد :ACI 546.2R

بر اساس میزان آسیب، عیوب بتن زیر آب در دسته‌های زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

               1.            عیوب سطحی:

               •             ترک‌های ریز و پوسته‌شدگی.

               •             فرسایش محدود به لایه‌های سطحی.

               2.            عیوب ساختاری:

               •             ترک‌های عمیق یا گسترده که بر استحکام تأثیر می‌گذارند.

               •             خوردگی شدید آرماتورها و کاهش ظرفیت باربری.

               3.            عیوب عملکردی:

               •             نفوذپذیری بالا و عبور آب یا یون‌های مهاجم.

               •             آسیب به عملکرد طراحی‌شده سازه.

اصول طراحی برای ترمیم بتن زیر آب

طراحی برای ترمیم بتن زیر آب باید با توجه به عوامل مختلفی مانند نوع عیب، محدودیت های محیطی، شرایط اقلیمی، بارهای دینامیکی و ... انجام شود. برخی از اصول مهم در طراحی ترمیم بتن زیر آب عبارتند از:

شناسایی نوع عیب: قبل از هر اقدامی برای ترمیم بتن زیر آب، باید نوع عیب و علت ایجاد آن را شناسایی کرد.

انتخاب مواد و روش های ترمیم: مواد و روش های ترمیم باید با نوع عیب، شرایط محیطی و ... مطابقت داشته باشد.

طراحی ساختار ترمیم: ساختار ترمیم باید به گونه ای طراحی شود که با ساختار اصلی سازه سازگار باشد.

توجه به محدودیت های محیطی: محدودیت های محیطی مانند عمق آب، شرایط اقلیمی، جریان آب و ... باید در طراحی ترمیم بتن زیر آب در نظر گرفته شود.

توجه به ایمنی و محیط زیست: ایمنی نیروهای اجرایی و محیط زیست در طراحی ترمیم بتن زیر آب باید در نظر گرفته شود.

روش های ترمیم و مراحل اجرا

روش های مختلفی برای ترمیم بتن زیر آب وجود دارد. انتخاب روش مناسب به نوع عیب، شرایط محیطی و ... بستگی دارد. برخی از روش های معمول ترمیم بتن زیر آب عبارتند از:

ترمیم با مصالح پلیمری: این روش برای ترمیم ترک خوردگی و فرسایش بتن استفاده می شود.

ترمیم با بتن پرتلند: این روش برای ترمیم آسیب های شدید بتن مانند حفره ها و شکستگی ها استفاده می شود.

ترمیم با مواد قابل انعطاف: این روش برای ترمیم سازه های در معرض بارهای دینامیکی استفاده می شود.

ترمیم با روش های الکتروشیمیایی: این روش برای جلوگیری از خوردگی میلگرد در بتن استفاده می شود.

مراحل اجرای ترمیم بتن زیر آب

آماده سازی سطح: سطح بتن باید قبل از ترمیم به طور کامل آماده سازی شود.

تمیز کردن: سطح بتن باید از هر گونه آلودگی و مواد شیمیایی تمیز شود.

نصب قالب: در صورت نیاز به نصب قالب برای ترمیم بتن زیر آب، قالب باید به طور محکم نصب شود.

اجرای ترمیم: مواد ترمیم باید مطابق با مشخصات و روش های استاندارد اجرا شوند.

بازرسی: پس از انجام ترمیم، باید سطح بتن را به طور کامل بازرسی کرد.

پیشنهاد مجموعه آبادگران مکمل دوغاب تزریق ABABUILD-1100 یک افزودنی پیشرفته است که بر پایه پليمرهاي مصنوعي كه قادر اســت ضمن كاهش قابل ملاحظه آب اختلاط، با اصلاح شــکل ظاهري دوغاب از بــروز پدیده آب انداختگي تا حد چشمگیری جلوگیری می کند.

که برای بهبود خواص مکانیکی، دوام و کارایی بتن دوغاب طراحی شده است. این محصول معمولاً به صورت مایع تولید می‌شود و با ترکیب در دوغاب سیمانی یا بتن، عملکرد نهایی آن را در کاربردهای مختلف ارتقا می‌دهد.

منابع

1.                 ACI 546.2R: Guide to Underwater Repair of Concrete
2. منابع دیگر مرتبط با تکنیک‌های ترمیم بتن و استانداردهای جهانی.

جهت کسب اطلاعات بیشتر مقالات زیر را مطالعه فرمایید.

-ترمیم بتن

- ترمیم بتن ، ملاحظات و راهکار ها

- تعمیر سازه بتنی زیر آب

-بتن ریزی در زیر آب