اصول نگهداری و ترمیم سازه های بتنی

به جهت کنترل واکنش های مخرب در بتن می بایست مقدار رطوبت بتن را دریک محدوده مشخص نمود که در این حالت بتن اجازه خشک شدن داشته و از افزایش رطوبت آن جلوگیری شود.

اصول نگهداری و ترمیم سازه های بتنی اغلب برای کنترل واکنش قلیایی سیلیسی، تهاجم سولفاتی یا تخریب بر اثر سیکل یخ زدن ذوب شدن به کار می رود.

برای کنترل رطوبت 5 روش قابل استفاده هستند سه روش اول، اشباع آبگریز، اشباع سازی پوشش پیش تر برای اصل1 تشریح شده‌اند و دو روش دیگر ساخت صفحات خارجی و راهکارهای الکتروشیمیایی می باشند.

در رابطه با خوردگی بتن، باید توجه شود که اثرخشک شدن بتن نیازمند اندکی زمان است. به ویژه زمانی که بتن بسیار خیس است، ممکن است ماه ها و یا حتی سال­ها طول بکشد تا سرعت خوردگی برای جلوگیری از آسیب ها به حد کافی کاهش یابد.این حقیقت که خوردگی برای زمان ویژه ادامه پیدا خواهد کرد را باید در طراحی اقدامات ترمیم بتن مدنظر قرارداد. اگر خوردگی تا زمانی ادامه داشته که حالت ها حدی مانند ترک خوردگی بحرانی در شرف وقوع باشد، ممکن است برای استفاده از روش کنترل رطوبت، بسیار دیر شده باشد و روش­های جایگزین که بی درنگ خوردگی را متوقف می­کند باید به­ کار گرفته شود.

اشباع آبگریز در استاندارد  EN1504

در استاندارد  EN1504، ضریب نرخ خشک شدن که سرعت تبخیر آب از بتن از طریق لایه آب­گریز را توصیف می کند در این روش دارای اهمیت می باشد هنگامی که هدف خشک شدن سریع می باشد، ضریب نرخ خشک شدن باید نزدیک به 1 باشد. این بدین معناست که با وجود لایه آب گریز، مانعی برای تبخیر وجود ندارد و در کنار این ضوابط باید توجه شود که آیا ممکن است آب از وجه­ های دیگر به المان بتن نفوذ کند؟ به عنوان نمونه، مکش مویی از خاک یا از منابع دیگر اگر این اتفاق رخ دهد و نتوان از آن جلوگیری کرد باید روش­هایی غیر از اشباع آب گریز انتخاب شود.

برای کنترل فرآیند خوردگی بتن توسط رطوبت، لازم است که راهکار آب گریزی در تمام طول عمر سرویس دهی باقیمانده سازه اثر بخش باشد. بنابراین به بازرسی و نگهداری نیاز است برای تعیین اثر بخشی اشباع آبگریز، معمولا جذب آب بتن پس از اجرا در محل کارگاه یا بر روی مغزه های حفاری شده اندازه گیری می شود.

اشباع سازی

کنترل دقیق رطوبت در بتن می تواند از طریق سیستم اشباع سازی بتن صورت پذیرد و همچنین پر کردن ترک ها در صورتی که ترک ها عمیق نباشد از طریق جایگزینی ملات در ترک ها صورت پذیرد.

پوشش

سامانه ­های پوششی همچنین می­توانند برای کنترل رطوبت استفاده شوند. در صورت نیاز به عنوان آماده­ سازی سطح بتن، عملیات تعویض بتن و پرکردن ترک می­تواند اجرا شود برتری روش پوشش در مقایسه با روش های  یاد شده این است که این پوشش­ها قابلیت پل­ زدن بر روی ترک­ ها را دارند.

پوشش پیشنهادی ما برای آب بند نمودن سطح بتن محصولات آب‌بند پلیمری ABAFLEX-FCW و آب‌بند پلیمری ABAFLEX-ECO و همچنین محصولات پایه اپوکسی نظیر رنگ اپوکسی ABADUR-280  می باشد.

ساخت صفحات خارجی

صفحات خارجی می توانند برای کاهش مقدار آب بتن بر روی سطوح بتنی درست شوند. چنین سامانه هایی می توانند برای بهبود عملکرد عایق های حرارتی و ظاهر ساختمان مورد استفاده قرار گیرند.

برای اجرا بر روی سطح عمودی مثل نماهای خارجی تامین الزامات آب بندی بسیار آسان تر از سطوح افقی مانند کفپوش ها می باشند. در نماها آب باران به سمت پایین سرازیر می شود و به ندرت زمانی که سطح در تماس با آب قرار می‌گیرند محدود می شوند.در موارد خاص باید یک سامانه صفحه ای خارجی مانند سقف های محافظ در نظر گرفته شود.برای استفاده از صفحات خارجی می توانید از  محصولات  FRP شرکت آبادگران استفاده نمایید.

راهکار های الکتروشیمیایی

در سال های اخیر از روش های الکتروشیمیایی مانند پالس الکترواسمزی برای خشک کردن بتن استفاده شده است.هرچند تردید زیادی وجود دارد که آیا این روش ها قادر به خشک کردن کامل بتن هستند یا خیر؟ تا زمانی که هیچ گزارش علمی در دسترس نباشد نمی توان از این روش با دقت استفاده نمود.

بازسازی بتن

1-ملات دستی

ترمیم بتن به روش ملات دستی می­تواند برای ترمیم ناحیه های نسبتاً کوچک مورد استفاده یا پاشش ملات مطابق با روش استاندارد  EN1504قرارگیرد. برای ناحیه های بزرگ قالب­ بندی مطابق با روش پاشش بتن صورت می پذیرد.

همان­طور که اشاره شد هدف این روش تنها جایگزین کردن بتن با کیفیت پایین با بتن یا ملات جدید، بدون مقاوم ­سازی سازه است.

به جهت به‌سازی و بالا بردن کیفیت ملات دستی می توانید از چسب بتن E.M.BOND استفاده نمایید.

معمولا برای ستون های کرمو یا شن نما که ناحیه های معیوب دارد با ملات جایگزین می شوند روشن است که هیچ الزاماتی در خصوص شکل ظاهری ترمیم های موضعی وجود نداشته است.اغلب سطح بتن پس از تعمیر موضعی به عنوان اقدام پیشگیرانه برای کاهش میزان کربناته شدن بتن، به طور کامل پوشش داده می شود. در صورتی که کیفیت و ضخامت پوشش بتن پس از اعمال ملات ترمیم موضعی کافی باشد از نظر فنی نیازی به اجرای پوشش نمی باشد.

باید به این نکته اشاره نمود که معمولا تنظیم دقیق ملات ترمیمی با ظاهر بتن کنونی امکان پذیر نیست و تفاوت های بعدی را نمی توان از بین برد، حتی زمانی که از مواد یکسان استفاده بشود.

2-اجرای دوباره با بتن یا ملات

اجرای مجدد ناحیه های دارای عیب با بتن یا ملات، به عنوان جایگزینی برای اعمال بتن با دست یا از طریق پاشش استفاده می­شود. به­ طور کلی برای جایگزین نمودن سازه طبق تمامی قواعد همانند با بتن­ ریزی جدید در نظرگرفته می­شود. در هر مورد، باید سازگاری با بتن کنونی و همچنین انتقال نیرو از طریق ناحیه انتقال بین بتن قدیم و جدید باید در نظر گرفته شود.

به منظور بهبود ترمیم سازه های بتنی می توانید از محصولات ترمیم شامل:

-ترمیم کننده بتن ویژه E.M.SUPER REPAIR

-ترمیم کننده پر مقاومت ABARIPAIR-F

3-پاشش بتن یا ملات

در سطوح عمودی یا سقف­ها پاشش بتن یا ملات روش بسیار مناسبی می باشد. چون پاشش بر تراکم تأثیر    می­گذارد، کیفیت بتن یا ملات پاشیده شده به­ طور کلی بالاتر می شود.

توصیه­ های بیشتر در خصوص پاشش بتن یا ملات دراستاندارد  (DIN) EN 14487-1: 2006

ارایه شده است.

پیش از پاشش، باید از استحکام کششی سطح بتن زیرآیند اطمینان یافت. در بیش­تر استاندارد ها کمترین مقدار  N/MM1و مقدار متوسط N/MM2 5/1 الزام شده است.

به جهت استفاده از ملات های پاششی و گیرش سریع و اجرا در ضخامت های بالا می توانید از افزودنی های زودگیر نظیر زودگیر شاتکریت مایع ABAQUICK-AFL و زودگیر شاتکریت پودری ABAQUICK-AFP استفاده نمایید.

4-جایگزینی المان ها

این روش ممکن است شامل موادی غیر از بتن مسلح باشد. البته باید پیامد های سازه ای در زمان جایگزینی و پس از آن در نظر گرفته شود.همچنین این موضوع در اصل 4 استاندارد EN1504 به صورت کامل توضیح داده شده است.

تعمیر و نگهداری از بتن

لیست زیر اطلاعاتی کامل در خصوص دوام سازه های بتنی را ارایه می دهد:

1- یک برآورد تخمینی از طول عمر باقی­مانده سازه بتنی.

2- شناسایی بخشی که انتظار می­رود طول عمر طراحی آن از طول عمر سرویس آن در سازه بتنی کمتر باشد.

3- تعیین نمودن تاریخی که هر کدام از بخش­های بیان شده باید بازرسی و آزمایش شوند.

4- استفاده از سیستمی برای بازرسی که نتایج چگونه ثبت شوند و همچنین چگونگی تصمیم­ گیری در مورد تعیین تاریخ بازرسی.

5- یک شرح برای ترمیم پایدار )اگر موردی نیاز باشد(  به عنوان نمونه محافظت کاتدی.

استراتژی تعمیر و نگهداری واکنشی تنها زمانی که وضعیت واقعی سازه به حالت حدی خود می رسد ونه پیش از رسیدن آن، تعمیرات را اعمال می نماید و پس از رسیدن به وضعیت ساختاری موردنظر در زمان مدنظر، فرایند دوباره شروع می­شود. حالت حدی معمولاً براساس رخداد علامت های قابل دیدن خوردگی بتن، همچون ترک ها یا پوسته پوسته شدن و یا به علت خوردگی میلگرد همچون علامت های زنگ زدگی برروی سطح بتن، تعیین می شوند.

برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه، تعمیرات سازه را بدون علامت های قابل دیدن تخریب اعمال می نمایند همچون تجدید سامانه حفاظت سطحی پس از 2 الی34 سال با وجود این که سامانه حفاظتی سطح ممکن است که احتیاجات سازه را برآورده کند.

فایده این راهبرد این است که سازه ممکن است از آسیب زیاد به دور مانده و طول عمرکل سازه تا مقدار بسیار زیادی افزایش یابد همچنین با به کارگیری برنامه تعمیر و نگهداری پیشرفته، هزینه های پیش بینی نشده ناشی از عدم امکان کاربری را کاهش داد، هزینه هایی مانند کف پارکینگ.

همچنین ترکیب هر دو راهبرد می­تواند ممکن باشد،به عنوان نمونه اگر طول عمر سازه پس از اولین تعمیر کاهش یابد و بنابراین تلاش پس از اولین تعمیر و نگهداری برای بازگشت کارکرد می­بایست کاهش یابد. براساس شرایط زمانی سازه، مقدار کار نگهداری نباید محدود شود.

یکی از عناصرکلیدی در یک مفهوم تعمیر و نگهداری، پایش پیوسته شرایط سازه می­باشد.

اجرای سامانه های پایش برپایه حسگر

یک اندازه ­گیری منظم از وضعیت یک سازه می­تواند توسط روش ­های بیان شده انجام گیرد. در ناحیه هایی که به ­ویژه دسترسی به آنها بسیار سخت می ­باشد، امکان کاربری حسگرهایی که می­توانند به طور پیوسته مواد یا ویژگی ­های سازه را تعیین کنند و اطلاعات دقیق از شرایط سازه بدهند همچنین نصب حسگرها ثبت پیوسته­ پارامترهای مربوطه را بدون تأثیر عوامل انسانی میسر می­سازد.

پایش رفتار سازه ای

رفتار سازه ای معمولا براساس تغییرات طول، ازدیاد طولی در المان های سازه ای یا تغییرات در رفتار باربری استاتیکی و دینامیکی اندازه گیری می شوند. تغییرات طول یک تیر یا هر نوع المان سازه ای دیگر را می‌توان با استفاده از اندازه گیرهای کرنش اندازه گیری کرد.

حس گرهای کرنش همچنین می توانند بر روی سطح سازه و یا به صورت جایگذاری در سازه به کار برده شوندوهر دو حسگر بر اساس تغییرات در مقاومت الکتریکی خود حس گر کرنش را محاسبه می کنند.

پایش شاخص های مرتبط بتنی

در کنار ظرفیت باربری، شاخص های بتنی زیر،دوام سازه را تحت تاثیر قرار می دهند:

-مقدار آب

-مقدار ph

-مقدار کلرید

مقدار آب بتن را می توان با استفاده از الکترود های چند حلقه ای به روشی که پیش تر شرح داده شد اندازه گیری کردکه مبنای اندازه گیری آن مقاومت بتن و بر اساس منحنی های اسنجی محاسبه می شود.

پایش رفتار خوردگی میلگرد ها

حس گرهای جدید این امکان را به ما می دهند که میزان خوردگی را در میلگرد های فولادی پایش کنیم.

مشخصه های مهم در این راستا که می بایست پس از ترمیم سازه بتنی آسیب دیده از خوردگی میلگرد مورد پایش قرار گیرد، پتانسیل میلگرد و سرعت خوردگی می باشد.

به منظور پایش اینکه میلگرد ها پس از انجام ترمیم باقی می مانند یا خیر.کاتدی از جنس فلزی بی اثرتر از میلگرد به آن متصل شده و در سازه جاسازی می شود سپس جریان بین کاتد و آند اندازه گیری می شود.

اگر میزان جریان بالا باقی بماند می توان برداشت کرد که میلگرد انفعالی باید به کار گرفته شود.

خود حسگر ها معمولا به منظور کاهش خطر ناشی از کاستی ها و همچنین آسیب های کاتد در طول نصب، در درون ملات جایسازی می شوند همچنین میزان اتصال الکترولیتی بین حسگر و بتن می تواند با استفاده از ملات و در شرایط آزمایشگاهی تضمین شود.

منابع:

اصول و روشهای طراحی برپایه EN1504

*اصل 2: کنترل رطوبت

*اصل 3: بازسازی بتن

*فصل 8: نگهداری و ترمیم سازه های بتنی