ترمیم بتن زیر آب - بخش دوم
الزامات ترمیم بتن زیر آب طبق استاندارد ACI 546.2R
آماده‌سازی برای ترمیم، قالب‌بندی، روش‌ها و مواد مورد استفاده
ساخت‌های عمرانی از جمله پل‌ها، سازه‌های هیدرولیکی و سازه‌های اسکله اغلب در مناطق جزر و مدی یا محیط‌های زیر آب ساخته می‌شوند. این سازه ها عموماً با بتن مسلح (RC) ساخته می شوند و اگر در یک محیط زیر آب قرار گیرند، به آنها سازه های بتنی زیر آب گفته می شود. این سازه ها ممکن است در اثر فرسایش ساینده یا ضربه آسیب ببینند. اگر بخش های آسیب دیده و فرسوده سازه های بتنی به درستی تعمیر نشوند، عمر مفید کاهش می یابد و هزینه تعمیر و نگهداری چرخه عمر به طور چشمگیری افزایش می یابد.
تعمیر سازه های بتنی زیر آب معمولاً کار دشواری است که به مواد و سیستم های نصب تخصصی نیاز خواهند داشت. بتن زیر آب، به‌دلیل شرایط خاص محیطی، از جمله حضور دائم یا متناوب آب، در معرض تخریب‌های گوناگونی مانند حملات شیمیایی، شسته شدن مواد سیمانی، ترک‌خوردگی و فرسایش قرار دارد. ترمیم بتن در این محیط‌ها نیازمند رعایت استانداردهای ویژه‌ای است.
در این مقاله، الزامات آماده‌سازی، قالب‌بندی، روش‌ها و مواد مورد استفاده برای ترمیم بتن زیر آب طبق استاندارد ACI 546.2R بررسی می‌شود.
1- آماده‌سازی سطح برای ترمیم بتن زیر آب:
آماده‌سازی سطح یکی از حیاتی‌ترین مراحل در فرآیند ترمیم بتن زیر آب است. آماده‌سازی به مجموعه‌ای از اقدامات گفته می‌شود که پیش از اعمال مواد ترمیمی انجام می‌گیرد تا سطح بتن آسیب‌دیده برای ترمیم آماده شود. این اقدامات شامل ارزیابی سطح، پاکسازی، تخلیه بتن آسیب‌دیده، ایجاد زبری مناسب، و کنترل شرایط سطح بتن (مانند اشباع‌سازی) است. هدف از آماده‌سازی این است که سطح بتن به‌گونه‌ای آماده شود که بتواند پیوند قوی و بادوامی با مواد ترمیمی، حتی در شرایط خاص محیطی زیر آب ایجاد نماید. کیفیت آماده‌سازی تعیین‌کننده میزان پیوستگی مواد ترمیمی با بتن موجود است. طبق ACI 546.2R، اقدامات زیر برای آماده‌سازی ضروری است:
1-1: ارزیابی شرایط سطح بتن آسیب‌دیده زیر آب :
ارزیابی شرایط سطح بتن آسیب‌دیده یکی از مراحل حیاتی پیش از ترمیم است که به شناسایی نوع، گستره و عمق آسیب‌های بتن کمک می‌کند. این فرآیند امکان انتخاب روش‌های ترمیمی مناسب و مواد مورد نیاز را فراهم می‌آورد و تضمین می‌کند که اقدامات ترمیمی مطابق با نیازهای واقعی انجام شوند. در ادامه، این مرحله با جزئیات کامل بررسی می‌شود.
- شناسایی آسیب‌ها: شامل ترک‌ها، جداشدگی‌ها، فرسایش، یا ضعف چسبندگی لایه‌های سطحی.
- تعیین گستره تخریب: بررسی میزان و عمق تخریب بتن با استفاده از روش‌هایی مانند تست چکش اشمیت،اولتراسونیک یا مغزه‌گیری
1-2: پاکسازی سطح بتن:
حذف آلودگی‌ها، رسوبات و چربی‌ها با استفاده از روش‌های مکانیکی یا شیمیایی.
- استفاده از روش جت آب (Hydro demolition): جت آب فشار قوی یکی از بهترین روش‌ها برای آماده‌سازی بتن زیر آب است که سطح بتن را بدون ایجاد ترک یا آسیب به قسمت‌های سالم تمیز می‌کند.
- تخلیه بتن ضعیف یا آسیب‌دیده: تمامی بخش‌های سست یا جداشده بتن باید تخلیه شود تا سطحی مقاوم و سالم برای اتصال مواد ترمیمی فراهم شود.
1-3: ایجاد پروفیل سطحی مناسب:
پروفیل سطحی بتن به میزان زبری و بافت سطحی بتن اشاره دارد که از طریق روش‌های مکانیکی یا شیمیایی ایجاد می‌شود. سطح بتن باید دارای زبری کافی باشد تا مواد ترمیمی بتوانند به‌طور مکانیکی (اصطکاک) و شیمیایی (چسبندگی) به سطح بچسبند. این امر در سازه‌های زیر آب به‌ویژه اهمیت بیشتری دارد، زیرا شرایط محیطی (مانند فشار آب و شستشوی مواد) می‌توانند ترمیم را به چالش بکشند.
- طبق استاندارد ACI، سطح بتن باید دارای پروفیلی زبر باشد تا چسبندگی مواد ترمیمی تضمین شود.
- روش‌هایی مانند سندبلاست، استفاده از چکش بادی یا جت آب فشار قوی برای ایجاد زبری مناسب توصیه می‌شود.
4-1: اشباع‌سازی بتن پیش از ترمیم:
اشباع‌سازی بتن پیش از اجرای عملیات ترمیم یکی از مراحل حیاتی در آماده‌سازی بتن زیر آب است. این فرآیند به منظور کاهش خطرات مرتبط با جذب آب از مواد ترمیمی و جلوگیری از ایجاد ترک یا ضعف در پیوند انجام می‌شود. این کار نه‌تنها دوام و کیفیت ترمیم را افزایش می‌دهد، بلکه باعث بهبود عملکرد بلندمدت سازه نیز می‌گردد.
سطح بتن باید قبل از اعمال مواد ترمیمی اشباع شود، اما نباید آب آزاد بر روی سطح باقی بماند. این کار از مکیده شدن آب مواد ترمیمی به داخل بتن پایه جلوگیری می‌کند.
2: قالب‌بندی برای ترمیم بتن زیر آب:
قالب‌بندی زیر آب یکی از چالش‌برانگیزترین مراحل در ترمیم و اجرای سازه‌های بتنی زیر آب است. این فرآیند به دلیل محیط خاص (مانند فشار آب، جریان‌های آبی، و شرایط نامساعد دید) به طراحی، مواد و روش‌های اجرای خاص نیاز دارد. هدف اصلی قالب‌بندی در محیط زیر آب، ایجاد یک ساختار مقاوم، آب‌بندی‌شده و پایدار است که بتواند بتن تازه یا مواد ترمیمی را در جای مناسب نگه دارد و از شستشوی مواد در اثر فشار یا جریان آب جلوگیری کند.. نکات کلیدی عبارتند از:
1-2: انتخاب مواد قالب‌بندی:
- مواد غیرقابل نفوذ: استفاده از قالب‌هایی با درزهای کاملاً آب‌بند شده برای جلوگیری از نشت مواد ترمیمی.
- مواد مقاوم در برابر فشار آب: قالب‌ها باید قادر به تحمل فشار ناشی از آب زیر سطح باشند.
2-2: روش‌های قالب‌بندی زیر آب:
قالب‌های قابل تزریق: قالب‌هایی که اجازه تزریق مواد ترمیمی را بدون ایجاد اختلال در محیط آب می‌دهند.
- قالب‌های انعطاف‌پذیر: برای شکل‌دهی دقیق به سطوح ناهموار بتن استفاده می‌شوند.
- تمامی قالب‌ها باید قبل از اعمال مواد ترمیمی به دقت بررسی و نصب شوند تا از نشت مواد جلوگیری شود.
3-2: آب‌بندی قالب‌ها:
- استفاده از نوارهای لاستیکی یا ژل‌های آب‌بند در محل اتصال قالب‌ها برای جلوگیری از نشت آب.
- آزمایش فشار آب: قبل از تزریق مواد ترمیمی، قالب‌ها باید در برابر فشار آب آزمایش شوند.
3: روش‌های ترمیم بتن زیر آب:
تزریق مواد ترمیمی زیر آب یکی از روش‌های موثر و کارآمد در ترمیم سازه‌های بتنی آسیب‌دیده است که در معرض شرایط خاص زیر آب قرار دارند. این روش معمولاً برای ترمیم ترک‌ها، حفره‌ها یا آسیب‌های ناشی از فشار یا خوردگی در سازه‌هایی مانند سدها، پل‌ها، اسکله‌ها و دیگر سازه‌های زیر آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از مواد ترمیمی به‌ویژه در محیط‌های مرطوب یا غوطه‌ور نیازمند دقت بالایی است تا مواد به درستی در سطح آسیب‌دیده قرار گیرند و به‌طور کامل از نفوذ آب جلوگیری کنند.
انتخاب روش ترمیم به نوع آسیب، عمق تخریب و شرایط محیطی بستگی دارد. روش‌های زیر طبق ACI 546.2R توصیه می‌شوند:
.1-3تزریق مواد ترمیمی
روش‌های تزریق:
- تزریق اپوکسی: اپوکسی ها به دلیل خواص چسبندگی عالی و مقاومت شیمیایی بالا گزینه مناسبی برای ترک‌ها و جداشدگی‌ها استفاده می‌شود و چسبندگی بسیار بالایی ایجاد می‌کند.
- تزریق مواد سیمانی: مواد سیمانی برای ترمیم ترک های بزرگتر یا حفره های عمیق، پر کردن حفره‌ها و بخش‌های آسیب‌دیده در عمق بیشتر بتن استفاده می‌شود.
- نحوه اجرا:
- استفاده از پمپ‌های فشار قوی برای تزریق.
- تزریق از پایین به بالا برای اطمینان از پر شدن کامل ترک‌ها و حفره‌ها.
2-3: بتن‌ریزی زیر آب:
- چسبندگی بالا: برای جلوگیری از شسته شدن سیمان و جداشدن مواد تشکیل‌دهنده در محیط آبی.
- مقاومت در برابر آب‌شستگی: استفاده از مواد افزودنی خاص مانند مواد ضد آب‌شستگی (anti-washout admixtures) برای حفظ یکپارچگی بتن در آب.
- روان بودن بتن: بتن باید روانی مناسبی داشته باشد تا به‌راحتی در قالب‌ها جریان یابد و فضاهای خالی را پر کند.
- مقاومت بالا: بتن زیر آب باید به‌گونه‌ای طراحی شود که بتواند در برابر فشار آب، سایش و تأثیرات شیمیایی مقاومت کند.
- کنترل گیرش بتن: گیرش بتن نباید در آب بیش از حد سریع یا کند باشد. افزودنی‌هایی مثل کاهنده سرعت گیرش (retarders) ممکن است لازم باشند.
3-3:استفاده از ملات‌های تعمیری
- ملات‌های ترمیمی پایه سیمانی: برای ترمیم بخش‌های کوچک و متوسط بتن.
- ملات‌های ترمیمی پلیمری و اپوکسی: برای محیط‌هایی که مقاومت شیمیایی یا چسبندگی بالاتر نیاز است.
3-4: روش‌های مکانیکی ترمیم
- استفاده از صفحات فولادی یا الیاف کربنی: برای تقویت نقاط ضعیف یا ترک‌های بزرگ.
- گروت‌ریزی زیر صفحات تقویتی: برای انتقال بار و پایداری سازه.
4: مواد مورد استفاده در ترمیم بتن زیر آب:
طبق ACI 546.2R، مواد مورد استفاده باید ویژگی‌های زیر را داشته باشند:
1-4: چسبندگی بالا به بتن موجود
- مواد باید قادر باشند در محیط‌های مرطوب چسبندگی کافی با سطح بتن ایجاد کنند.
2-4: مقاومت در برابر آب‌شستگی
- استفاده از گروت‌ها یا بتن‌های حاوی افزودنی‌های ضد شستشو (Anti-Washout Admixtures).
3-4: دوام در برابر حملات شیمیایی
- در محیط‌های دارای آب شور یا آلوده، مواد باید مقاوم به حملات سولفاتی و کلریدی باشند.
4-4: زمان گیرش مناسب
- مواد باید زمان گیرش مناسبی داشته باشند تا در حین اعمال و گیرش دچار شستگی نشوند.
5-4: انواع مواد مورد استفاده:
- بتن و گروت اصلاح‌شده با پلیمر: چسبندگی و دوام بالا.
- اپوکسی‌ها: مناسب برای تزریق و چسباندن ترک‌ها.
- ملات‌های پایه سیمانی ضد شستشو: برای پر کردن حفره‌ها.
-
شرکت دانش‌بنیان صنعتی آبادگران با تکیه بر دانش فنی و نوآوری، محصولات پیشرفته‌ای نظیر ملات تعمیری ABADUR MP-25/45 و ABADUR MP-5/25 ، چسب تزريق اپوكسي با ويسكوزيته بالا ABAINJECT EPW-210H و افزودنی مكمل دوغاب تزريق 100-ABABUILDرا برای ترمیم و بازسازی بتن در شرایط زیر آب تولید کرده است. این محصولات با ویژگی‌هایی همچون چسبندگی بالا، مقاومت در برابر شستگی آب، و دوام بالا، راهکاری مؤثر برای ترمیم سازه‌های بتنی در محیط‌های آبی ارائه می‌دهند.
منابع :
استاندارد ACI 546.2R
