افزایش مقاومت بتن با استفاده از افزودنی های بتن

شرکت فنی مهندسی  کلینیک بتن ایران  واحد فنی: روند توسعه مقاومت بتن دارای مواد پوزولانی به درجه فعال بودن پوزولان و نسبت سیمان پرتلند در مخلوط بستگی دارد . سیمان های پرتلند پوزولانی به کندی کسب مقاومت می کنند و بنابراین احتیاج به یک زمان عمل آوردن طولانی تر دارند , ولی مقاومت نهایی آن ها تقریبا مساوی یا بیشتر از مقاومت بتن حاوی سیمان پرتلند است .

البته برخی از پوزولان ها مانند متاکائولن و خاکستر پوسته برنج و دوده سیلیسی می توانند گاه مقاومت اولیه بتن را نسبت به بتن های بدون پوزولان مشابه افزایش دهند،استفاده از افزودنی های بتن و بخصوص در مکان هایی مانند تصفیه خانه ها یا مخازن آبی یا سازه های آبی ،جهت کسب مقاومت زیاد و همچنین آب بندی سازه ها توصیه می شود از ژل میکروسیلیس که در این مجموعه 2نوع تولید می گردد که با میزان مصرف متفاوت 3 و 5درصد تولید و عرضه می گردد می توان استفاده نمود که در این پک از پودر میکروسیلیس و افزودنی بتن کربکسیلاتی و همچنین الیاف پروپیلن استفاده شده است که با این ترکیب مقاومت 10درصد افزایش خواهد داشت البته برای پروژه هایی که در گیر با آب هستند پیشنهاد مکمل بتن نیز می شود.

به دلیل واکنش پوزولانی آهسته برخی از مواد پوزولانی , ممکن است بتن حاوی این مواد به مدت طولانی تری از عمل آوری مرطوب و دمای بالاتر در عمل آوری مطلوب جهت رسیدن به مقاومت مورد نظر احتیاج داشته باشد . اما بتن شامل دوده سیلیس چنین نیست و معمولا از مقاومت یک روزه معادل یا بیشتر از مخلوط شاهد ساخته شده از سیمان پرتلند برخودار است و سرعت کسب مقاومت برای بتن های حاوی دوده سیلیس بیشتر از بتن های معمولی است. دوده سیلیس مقاومت را در 3 روز اول کاهش نمی دهد و نیز در سن 28 روزه 10% جایگزینی دوده سیلیس , ممکن است مقاومت حداکثر تا 20% افزایش را نشان دهد .

مواد سیمانی مکمل اغلب در تولید بتن با مقاومت بسیار زیاد نقش اساسی دارند . از خاکستر بادی به ویژه در تولید بتن هایی با مقاومت 100 مگاپاسکال استفاده شده است .

در بتن های با مقاومت زیاد برای جلوگیری از جمع شدگی ناشی از خشک شدن می توان مقدار محدودی دوده سیلیس ،میکروسیلیس به مخلوط اضافه کرد تا از این امر جلوگیری نمود یا در بعضی از موارد نیز الیاف پروپیلن مناسب می باشند.

افزایش پایایی بتن

پایایی یا دوام بتن را می توان به صورت توانایی مقاومت بتن در برابر هوازدگی , حمله شیمیایی و سایش در ضمن حفظ خصوصیات مهندسی مورد نظر با حداقل افت جرم در محیط مهاجم تعریف کرد . نفوذپذیری سیمان به وسیله تخلخل موئینه خمیر کنترل می شود و با پیشرفت درجه هیدراسیون آن تغییر می کند . در یک خمیر سیمان تازه , نفوذپذیری به وسیله اندازه , شکل و غلظت ذارت اولیه سیمان کنترل می شود و با پیشرفت هیدراسیون , نفوذپذیری به سرعت کم می گردد و کاهش نفوذپذیری بتنباعث افزایش پایایی بتن می شود .

نفوذپذیری بتن بر پایایی آن تاثیر دارد . تاثیر سیمان پرتلند پوزولانی بر نفوذپذیری بتن در سنین اولیه چندادن محسوس نمی باشد , اما در سنین طولانی تر که بتن در مجاورت رطوبت نگهداری گردد دارای نفوذپذیری کمتر می شود . این امر به خاطر فعال شدن پوزولان در خمیر سیمان و ایجاد واکنش های پوزولانی در بستر زمان است که باعث افزایش نسبی مقاومت و کاهش تخلخل در خمیر سیمان می شود . همچنین سیمان پرتلند پوزولانی در درازمدت به خاطر واکنش بین پوزولان و Ca(OH) حاصل از هیدراسیون فازهای سیمان و تشکیل ماده چسبنده سیمانی (ژل سیمان) باعث نفوذپذیری کمتر خواهد بود .

قسمتی از نقش پوزولان ها در کاهش نفوذپذیری بتن را می توان به کاهش جداشدگی و آب انداختگی و کاهش نیاز به آب در بتن , نسبت داد . با استفاده از مواد پوزولانی که با حفظ کارآیی مقدار آب بتن را کاهش می دهند , می توان از نسبت آب به سیمان کمتر استفاده کرد که نسبت آب به سیمان هر چه کمتر باشد مقدار منافذ مویینه بتن کاهش یافته و در نتیجه نفوذپذیری بتن کاهش می یابد .

با عمل آوری کافی , خاکستر بادی , دوده سیلیس , متاکائولن , روباره آسیاب شده و پوزولان های طبیعی معمولا نفوذپذیری و جذب آب بتن را کاهش میدهند .

مواد پوزولانی , انبساط ناشی از واکنش های قلیایی سنگدانه را کاهش می دهند مثلا خاکستر بادی کم کلسیم گروه F انبساط ناشی از واکنش های قلیایی سنگدانه را در برخی موارد تا 70% کاهش می دهد. مواد پوزولانی برای بی اثر کردن واکنش شیمیایی قلیایی های موجود در بتن , سیلیکات کلسیم هیدراته اضافی تولید می کنند .

یکی از موارد عمده خرابی ها در بتن , ناشی از حملات سولفاتی است که با استفاده از افزودنی های بتن یا کاهنده های آب می توان آن تصحیح کرد(افزودنی های کربکسیلاتی یا نفتالینی) . حمله ی سولفات می تواند به شکل انبساط بتن ظاهر شود . وقتی که بتن ترک میخورد , تراوایی آن افزایش می یابد و آب مهاجم راحت تر به داخل آن نفوذ می کند و بنابراین آسیب دیدگی تسریع می شود . دوم اینکه حمله سولفاتی می تواند به صورت کاهش مستمر مقاومت و کاهش مستمر جرم ناشی از آسیب دیدن چسبندگی بین محصولات حاصل از هیدراسیون سیمان, انجام گیرد . استفاده از پوزولان های طبیعی همراه با سیمان پرتلند حملات مخرب ناشی از آب دریا , خاک های سولفات دار و آب های اسیدی را کاهش می دهد . این بهبود نسبی برای بتن های کم عیار , بیشتر می باشد . البته استفاده از یک پوزولان به همراه سیمان پرتلند ضد سولفات الزاما مقاومت در برابر حملات سولفاتی را افزایش نمی دهد . حتی اگر آلومین فعال در پوزولان موجود باشد , ممکن است سبب کاهش مقاومت در برابر حملات سولفاتی گردد که می توان با استفاده از ملات های آماده تعمیری(ملات ترمیمی بتن)مه نسیت به ترک های موجود تعیین می شوند استفاده نمود.

تکنیک های جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم

1-انتخاب سیمان

استفاده از سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون کم، ممکن است تا حدودی سبب تخفیف اشکالات مربوط به از دیاد درجه حرارت بتن شود. ولی باید درنظر داشت که مصرف سیمانهای مذکور پیشگیری های لازم را غیر ضروری نمی سازد. گر چه در درجه حرارتهای معمولی، سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون کم، آهسته تر از سیمانهای معمولی هیدراته می شوند ولی میزان هیدراتاسیون آنها با زیاد شدن درجه حرارت افزایش می یابد. هرنوع سیمانی که مصرف شود وقتی بتن گرم می شود قابلیت کاربردخودرا سریعتر از موقعی که سرد باشد از دست می دهد به علاوه گر چه وقتی سیمان با حرارت زائی کم به کار رود درجه حرارت بتن ممکن است تا حدودی در تمام مراحل پائین تر باشد، ولی در شرایط خشک کننده، تبخیر آب در مراحل اختلاط، حمل، جادادن و عمل آوردن، تسریع خواهد شد. اگر بخواهیم عیوبی نظیر ترک خوردگی خمیری یا به عبارتی ترک خوردگی ناشی از باد رخ ندهد، لازم است برای به حداقل رساندن این تبخیر تدابیری اتخاذ گردد.

2-انبار کردن مصالح سنگی

اقدامات انجام شده در جهت محدود کردن درجه حرارت دانه های سنگی انبار شده بیشترین تاثیر در به حداقل رساندن درجه حرارت بتن تازه را به وجود می اورد. به نظر می رسد سایه انداختن و آب پاشی توده دانه های سنگی انبار شده در اغلب اوقات صرفاً بخاطرحجم مصالح غیر عملی باشد. معهذا مشکلات را ممکن است در بسیاری از مواردبتوان با محدود کردن مقادیر سنگی به ابعاد عملی کاهش داد. به این معنی که مقادیر به اندازه مصرف در بتن ریزی روز بعد مورد نیاز است می توان در زیر سایه قرار داد و خنک کرد.

3-آب

بعضی اوقات پیشنهاد اینست که آب مورد نیاز برای اختلاط را سرد نمائیم ،در حالیکه به لحاظ نظری این موضوع مطلوب است ولی در عمل برای بتن ریزی های زیاد، مقادیر یخ مورد تقاضا به ندرت در مدت کوتاه و با نرخ مناسب در دسترس می باشد. در مواردیکه آب مصرفی از مخازن ذخیره آب استفاده می شود بایستی مخازن مذکور را پوشانیدویا از طریق قراردادن آنها در سایه و رنگ آمیزی با رنگهای منعکس کننده در مقابل تششع خورشیدی محافظت نمود.

چنانچه آب مصرفی از لوله آب رسانی و یا شیلنگ های طویل متصل به لوله اصلی شهر بدست می آید، بایستی جذب حرارتی آنها را از طریق گذاردن روپوش و یا کپه کردن خاک روی آنها ودرصورت امکان از طریق دفن لوله به حداقل رسانید.

4-انبار کردن سیمان

در مواقعی که هوا معمولی است و آب مورد اختلاط و دانه های سنگی سرد هستند، سهم گرمائی که بوسیله سیمان گرم در بتن تازه وارد می شود جزئی است معهذا در شرایط واقعاً گرم، استعمال سیمان گرم قدری بیشتر گرمای ناخواسته به بتن تازه داخل می کند. لذا در حد مقدورات و امکان بایستی از مصرف سیمان گرم اجتناب نمود. از آنجاکه سرد کردن سیمان به طریق مصنوعی قبل از حمل، غیر ممکن می باشد لذا تدارکات سیمان باید قبلاً انجام شودبه طوری که امکان سرد شدن آن در کارگاه و قبل از مصرف وجود داشته باشد .در هر صورت نحوه صحیح انبارداری و جلوگیری از تشعشع مستقیم خورشید به کیسه های سیمان و یا سیلوهای نگهداری سیمان و محافظت صحیح آنها ضروری می باشد که بایستی مد نظر قرار گیرد.

5-کیل کردن، اختلاط و حمل

حتی در شرایط مطلوب، نباید تاخیری بی مورد بین ساختن بتن و جادادن آن وجود داشته باشد. در هوای خشک، به حداقل رساندن تاخیرات مهمترین اقدام می باشد. از آنجائیکه در اثر درجه حرارت های زیاد ترکیب دو عامل تبخیر آب و سفت شدگی باعث تسریع در کاهش قابلیت کاربرد بتن می شود و چون هیچ کدام از این عوامل را نمی توان متوقف کرد، لذا بهترین و تنها راه مبارزه با آنها، جادادن بتن بلافاصله پس از اختلاط است.

اگر اجازه دهیم کاهش قابلیت کاربرد رخ دهد، به ندرت ممکن است کار خوبی بدون آثار نامطلوب داشته باشیم. برای مثال بتنی که مدت طولانی در یک مخلوط کن با دیگ دوار رها شده باشد، محتمل است به همان اندازه که از منبع خارجی نظیر تابش خورشید گرما میگیرد، از اصطحکاک داخلی نیز حرارت جذب کند. به همچنین آب خود را بر اثر تبخیر از دست بدهد. گر چه هر گونه کاهش قابلیت کاربرد را ممکن است با افزودن آب بیشتر قبل از خالی کردن آن از دستگاه تصحیح کرد، ولی افزایش نسبت آب به سیمان ممکن است آثار غیر قابل قبولی بر روی انقباض ناشی از خشک شدن، مقاومت فشاری، مقاومت در مقابل سایش و دوام ایجاد کند. هم چنین اگر به منظور بازیابی کاهش قابلیت کاربرد که بر اثرسفت شدگی حین حمل ایجاد شده، چنانچه سعی شود بتن با آب اضافی در محل جادادن دوباره خمیر گردد، خواص مذکور ممکن است به طریق مشابه فوق آسیب ببیند.

6-جادادن و پرداخت سطوح بتنی

وجود شرایط خشک کننده، احتیاج عادی به جادادن سریع و متراکم کردن موثر ( ویبره ) را تاکید می نماید.

همواره خارج گردن هوای محبوس از یک توده بتنی جاداده شده مشکل می باشدمطلوب آنست که بتن چنان جاداده شود که در آخرین مرحله جاگرفتن در قالب سریعاً ویبره شود. در شرایط خشک کننده که بتن سریعتر از معمول تمایل به سفت شدگی دارد، توجه به این موضوع مهمتر است. به محض متراکم شدن بتن در محل خود، تبخیر آب فقط از سطح آزاد آن صورت می گیرد. لذا در صورت عدم تدابیر مناسب، وجود شرایط خشک کننده ممکن است میزان تبخیر را به حدی زیاد کند که آب موجود در عمق بیشتر در داخل بتن، نتواند به سرعت کافی به سطح بتن نقل مکان نموده و بنابر این کاهش آب به اندازه زیاد صورت گیرد. در این شرایط سطح بتن منقبض شده و چون بتن خمیری نمی تواند در مقابل تنش مقاومت نماید، لذا ترک ها، بلافاصله پس از جادادن بتن می توانند تشکیل شوند.

هر چند این ترک ها ندرتاً در بتن مسلح از اهمیت سازه ای برخوردار هستند اما این ترک ها گاهی به عمق نفوذ کرده و در اینصورت ممکن است در محل مجاورت با آرماتورها، باعث خوردگی آنها و نهایتاً ضعف پنهانی سازه شود.

لذا توصیه اکید می شود پس از جادادن بتن فوراً تدابیری اتخاذ شود که تبخیر به صورت مثبتی کاهش داده شود. روشهای پیشنهاد شده عبارتند از ایجاد بادشکن های موقت در سمت وزش باد – آب فشانی ریزمه مانندی جهت بالا بردن میزان رطوبت هوائی که در تماس با بتن است – پیش بینی روکشهایی که می توانند فوراً پس از جادادنبتن نصب شوند.

7-عمل آوردن ( مراقبت )

هدفهای عمل آوردن اینست که آب در میان بتن محبوس شود که بتواند با سیمان ترکیب گردیده و بتن را در درجه حرارتی نگه دارد که عمل ترکیب به میزان قابل قبولی پیشرفت نماید. پوشش سطح بتن با ورقه های نفوذ ناپذیر نظیر پولی تن که ترجیحاً برای انعکاس تابش خورشید، رنگی آن توصیه شده است چنانچه به درستی مورد استفاده واقع شود می تواند مانع موثری در مقابل تبخیر باشد. بهتر است در همان حال که تکمیل بتن پیشرفت می کند، ورقه های مذکور نصب شود به طوری که همسطح بتن تازه خراب نگردد و هم لبه های پوشش طوری محکم شود که از وزش باد زیر آن ها جلوگیری به عمل آید.

چنانچه باد زیر ورقه ها بوزد، تبخیر افزایش یافته و موضوع عمل آمدن به مخاطره خواهد افتاد. در اینصورت یک ورقه شل ممکن است از نبودنش باعث ایجاد ترک خوردگی خمیری شود.

بعضی روشهای عمل آوردن مانند آب گرفتن، پوشش با ماسه نم دار یا خاک اره نمدار با گونی خیس بهتر است تا موقعی که سطح بتن به اندازه کافی سخت نشده و استحکام کافی در مقابل آسیب پیدا نکرده است بکار نروند در صورت کاربرد آنها، مراقبت دائمی برای محافظت در مقابل خشک شدن لایه های محافظت فرضی و جلوگیری از بی فایده شدن آنها لازم است. چنانچه لایه های ماسه، خاک اره و گونی خشک شوند، نبودنشان بهتر از وجودشان می باشد زیرا در این حالت مانند فتیله ای رطوبت را ازبتن کشیده و تبخیر آن را در هوا تسریع می کند .

در صورت کاربرد آب، درجه حرارت آن باید نظر درجه حرارت خود بتن باشد و باید از یک آب فشان با سوراخ ریز نظیر مه خارج شود.

مه مصنوعی که بدین شکل ایجاد می شود ممکن است به علت وزش باد از بتن دور شود. لذا لازم است بادشکن های موقت در جهت وزش باد به سمت سطح بتنی که باید عمل آید، تعبیه شود.

در اکثر موارد، منطقی ترین راه برای رسیدن به نتیجه مطلوب، به حداقل رساندن ضریب زاویه منحنی افزایش درجه حرارت است تا کوشش برای کنترل سطح درجه حرارت بدین معنی که افت حرارت از قسمت خارجی توده توده بتن باید محدود شود. به قسمتی که حرارتی که از سیمان آزاد می شود، قادر باشد درجه حرارت تمام توده بتنی که در حال عمل آمدن است بصورت یکنواختی بالا ببرد. بدیهی است بتنی که بدین طریق به عمل آمده است نیز باید حتی الامکان بصورت یکنواختی سرد شود. در غیر اینصورت، در حالی که قسمت خارجی بتن خیلی سریعتر از داخل آن سرد می شود، تنش کشش ممکن است توسعه یابد. در صورت امکان ساده ترین روش عملی اینست که قالب عایق شده یا چوبی به کار برده شود و نه تنها تا هنگامی که بتن در حین سخت شدن وگرم آن است بلید بار شد بلکه تا هنگامی که درجه حرارت آن به حد محیط اطرافش تنزل پیدا کند، لازم است قالب در محل خود بماند .

زیر سازی انواع کفپوش های اپوکسی،پلی یورتان،ضد اسید (رزینی) مطابق با آیین نامه ها و استاندارد ها

برای اجرای انواع کفپوش ، پوشش ، مخصوصا کفپوش (روکش ) اپوکسی صنعتی ، کفپوش اپوکسی آنتی باکتریال (بهداشتی) ، کفپوش اپوکسی آنتی استاتیک ، روکش وپوشش اپوکسی ، کفپوش اپوکسی ضد اسید ، کفپوش پلی یورتان ، کفپوش پلی یورتان صنعتی ، کفپوش پلی یورتان ورزشی باید آماده ساز ی سطوح به نحوه مناسب و استاندارد انجام گیرد که در این متن سعی شده است این شرایط معرفی گردد .

سازه های بتنی که در معرض مواد شیمیایی خورنده قرار می گیرند می بایست دارای شرایطی باشند که بتوان بر روی آنها پوشش های ضد خوردگی شامل انواع پوشش های رزینی، کاشی کاری و آجرکاری صد اسید را اجرا نمود. پوشش ها و لاینینگ های ضد خوردگی می بایست به صورت محکم و مطمئن به سطح بتنی زیر کار بچسبند که در این خصوص سازه بتنی باید طوری ساخته و اجرا گردد که دارای ماکزیمم قدرت نگهداری پوشش و نیز از مقاومت کششی خوبی برخوردار باشد.

بطور کلی پوشش ها و لاینینگ های حفاظتی پشتیبان و نگهدارنده خود نمی باشند (بجز لاینینگ داخل پیت ها و مخازن که در آنجا پوشش از یک خود پایداری و ایستایی مناسب برخوردار می باشد) و معمولا در مقابل تنش های خمشی ضعیف عمل می کنند.

بنابراین سازه بتنی مسلح باید بتواند تا حد امکان از تغییر شکل های ناشی از بارهای خمشی و ارتعاشی جلوگیری کند همچنین می بایست از ایجاد ترک در بتن که ناشی از نشست و یا انقباض بتن می باشد و نیز بارهای تنشی جلوگیری گردد.

با توجه به اینکه پوشش ها و مواد حفاظتی دارای مشخصات فیزیکی بسیار متفاوت با بتن می باشند لذا بارهای ناشی از آن می بایست در نظر گرفته شده و محاسبه گردد. به خصوص زمانی که سازه بتنی تحت تاثیر دماهای بالا قرار می گیرد.

باتوجه به موارد فوق الذکر می توان به نتایج بشرح ذیل برسیم ودرآماده سازی سطوح کف پوش ها ، پوشش ها وکلا"در سیستم های حفاظت سطوح بکار ببریم و در صورتی که این موارد در سازه های در معرض مواد شیمیایی خورنده رعایت نگردد، عواقب بسیار خطرناکی به وجود خواهد آمد :

1- ساختمان باید مطابق با قوانین جاری برای تحمل کلیه بارهای قابل انتظار شامل تنش های حرارتی به درستی محاسبه گردد. در ضمن در صورتی که قرار باشد یک لایه حایل یا بازدانده (membrane) بر روی بتن اجرا گردد، باید از ایجاد ترک در آن که معمولاً در کارهای ساختمانی معمولی مجاز می باشد تا امکان اجتناب گردد.

2-جزئیات نقشه آرماتوربندی باید به دقت بر طبق محاسبات (مقاومت در مقابل گشتاورها و نیروهای برشی، عدم وجود انکر فولادی حمال بار در منطقه تنش کششی و غیره) اجرا گردند.

3-قالب بندی، ریختن و فشرده سازی بتن و خم کردن، قراردادن و اتصال آرماتورها باید در محل ساختمان مطابق با نقشه مهندس ساختمان اجرا گردد.

4-تجربه نشان داده است که بهترین سطح بتنی جهت اجرای پوشش ها حفاظتی، سطوحی است که بصورت تخته ماله ای (ماله چوبی) اجرا شده است چرا که از لحاظ زبری مناسب بوده و ماکزیمم باندینگ مکانیکی را با پوشش بر قرار می کنند. در صورتی که سطوح بتنی با روش قالب بندی فلزی اجرا شده باشند می بایست با روش هایی مانند سند بلاست به زبری مورد نیاز رسید. سطوح بتنی صاف که در نتیجه استفاده از مواد کمکی برای جدا شدن قالب بندی و استفاده از قالب بندی فولادی حاصل می گردند علیرغم جذابیتی و زیبایی که دارند؛ سطوح مناسبی جهت اجرای پوشش های رزینی نمی باشند

5-در زمان اجرای سطوح کف بتنی، کف کانال ها و سامپ ها می بایست شیب بندی مناسب بر اساس نیاز ایجاد گردد. چرا که شیب بندی بعد از اتمام بتن ریزی اصلی، به دلیل استفاده از پلاسترهای سیمانی که دارای ضخامت کمی بوده و نیز از چسبندگی مناسب به سطوح بتنی قدیمی برخوردار نیستند، توصیه نمی گردد. ضمن اینکهپلاسترهای سیمانی دارای مقاومت های لازم فشاری و کششی نمی باشند.

6-تجربه نشان داده است که در زمان بتن ریزی هیچ یک از مجریان و ناظرین بتن ریزی به شیب بندی توجه ای ندارند و این در حالی است پس از انجام کاشی کاری ضد اسید و یا اجرای پوشش های رزینی حسایست به شیب مورد نیاز برای همان مجری و یا ناظر بیشتر می شود. اجرای شیب مناسب و مورد نیاز در زمان بتن ریزی بسیار ارزان تر و آسان تر از زمانی است که به خواهیم با مواد پوششی شیب بندی کنیم.

7-دربررسی تعداد زیادی از واحدهایی که محوطه های آنها در معرض ریزش مواد خورنده بوده اند نشان داده است که سطوحی که دارای شیب مناسب بوده اند ولیکن مواد پوششی مورد استفاده بر روی آنها نامناسب بوده است، بسیار بهتر از سطوحی که در آنها از مواد حفاظتی درست و گران استفاده شده ولیکن شیب بندی رعایت نشده است، عمل کرده اند.

8-کلیه لبه ها، گوشه ها و کنج های داخلی مخازن بتنی باید گرد شوند زیرا لبه ها و گوشه های تیز نقاط خطرناکی برای اجرای لایه ها و پوشش های حفاظتی می باشند.

9-از مسائل مهم دیگری که در زمان اجرای یک سازه بتنی می بایست در نظر گرفت وجود رطوبت داخل بتن بوده که به هنگام اجرای پوشش ها و یا لایه های حفاظتی مشکلات عدیده ای را بوجود می آورد که چسبندگی پوشش ها به بتن را مختل می کند. این مشکلات خسارات جبران ناپذیری را پس از اعمال پوشش ویا کفپوش به وجود می آورند.که عمدتا"این رطوبت ناشی از موارد زیر است:

     الف : سازه بتنی که دوره خشک شدن آن به پایان نرسیده باشد.

     ب: رطوبت خارجی به خصوص در داخل کانال ها، پیت ها و سامپ ها به دلیل عدم اجرای یک لایه membrane خارجی مانند پلاستیک شیت ها در زمان بتن ریزی در محیط هایی که سطح آب های زیر زمینی بالا است .

     ج: تشکیل شبنم در رطوبت زیاد هوا و درجه حرارت های کمتر از نقطه شبنم.

در سازه های بتنی که قرار است تمام یا بخشی از آنها توسط پوشش ها ، کفپوش ها و یا لایه های ضد خوردگی حفاظت شوند می بایست دارای شرایط خاصی باشند.

این سازه ها باید به توانند در برابر نیرو های استاتیک و دینامیک وارده به آنها و نیز تنش و شوک حرارتی مقاومت کنند. همچنین در برابر نیروهای برشی نظیر انقباض ها یا اختلاف تغییر اندازه ما بین پوشش و سطح زیر کار در اثر عوامل حرارتی مقاوم باشند.به عبارت دیگر سازه بتنی می بایست در برابر کشش بوجود آمده در نتیجه حرکات حرارتی، کشش به وجود آمده در نتیجه نشست های متفاوت و نیز کشش به وجود آمده در نتیجه انقباض و یا تغییرات رطوبت مقاوم باشد.

ساختمان های آجری و سنگی فقط در شرایط خاصی برای سطح زیرکار پوشش ها و یا کاشی کاری های ضد اسید مناسب می باشند.

10-مقاومت کششی سطوح زیر کار نظیر سطوح بتنی و یا لایه های شمشه کشی شده (screed) می بایست متناسب با لایه آب بندی مورد استفاده باشد. مقاومت کششی مقدار نیرویی است که سطح در برابر کشش وارد شده بر آن در مقابل کنده شدن اعمال می کند و یا به عبارت دیگر حداکثر باری است که یک ساختمان بتنی می تواند به هنگام قرار گرفتن تحت کشش غیر محوری تحمل کند.

11-از تاثیر آب و فشار مخرب بخار آب در زیر پوشش ها و کفپوش ها باید جلوگیری شود. منظور از فشار مخرب آب آن فشاری است که منجر به کنده شدن پوشش از روی سطح زیر کار می گردد. همچنین پدیده کنده شدن می تواند در اثرتجمع رطوبت در زیر پوشش، یخ زدگی رطوبت جمع شده در زیر پوشش، نیروهای مویینگی و یا مواد محلول در آب که باعث فشار اسمزی می شوند، ایجاد گردد. در صورتی که سطح آبهای زیرزمینی بالا باشد، نفوذ آب از پایین به پشت پوشش می تواند باعث کنده شده پوشش از روی بتن گردد که به همین جهت می بایست بتن قبلا بطور کامل عایق کاری گردد.

در نهایت برای جلوگیری از خسارات های احتمالی وجلوگیری از هرگونه هزینه تحمیلی توصیه می گردد در همان زمان طراحی ساختمان و سازه های بتنی با متخصصین پوشش های ضد خوردگی مشورت شود.

تحلیل و ارزیابی سازه ها از نظر تغییرشکل و ایجاد ترک:

1-تغییر شکل و ایجاد ترک در سطوح بتنی زیر کار می تواند قابلیت پوشش ها، کفپوش ها و یا کاشی کاری های ضد اسید را به مخاطره بیاندازد به همین علت تغییرشکل ها و عرض ترک ها باید تا حد امکان محدود نگه داشته شوند.

2-به هنگام ارزیابی باید تمام عوامل تخریب کننده ناشی از نصب تاسیسات و عواملی که به هنگام راه اندازی تاسیسات پدید می آیند در نظر گرفته شوند. علاوه بر نیروهای استاتیک و دینامیک، انقباض ها، حرکات اجزای ساختمان و تاثیرات درجه حرارت نیز میتوانند باعث ایجاد تغییرشکل گردند. تاثیرات این عوامل می توانند بصورت دائمی یا موقت باشند. یک ساختمان بتنی مسلح یکپارچه که بر اساس استاندارد DIN 1045 ساخته شده باشد، در آن تغییر شکل منفی پدید نخواهد آمد.

3-با انتخاب طراحی مناسب باید خطر تشکیل ترک ها را در حداقل ممکن نگاه داشت. محل تقاطع اجزای بتنی قالبی باید در سرتاسر آن به صورت پیوسته باشد، یعنی هیچ فاصله یا برآمدگی نداشته باشد. حداکثر عرض ترک باید چنان در نظر گرفته شود که با ویژگی های انبساطی سیستم پوششی انتخاب شده هماهنگی داشته باشد.

مطابق استانداردهای ارایه شده در استانداردها، حدود ترک ها برای طراحی و ارزیابی سازه های بتنی به سه بخش زیر تقسیم شده است:

گروه اول(A) : سطوح زیر کار بودن ترک و یا با ترک های بسیار باریک:

A-1:سطح زیرکار می تواند دارای ترکهای بسیار باریک و غیرعمیق مانند ترک های شبکه ای با عرض کمتر از 1/0 میلیمتر باشد. ترک های جدید یا عریض تر شدن احتمالی ترک ها پس از نصب کفپوش و پوشش های حفاظتی نباید باعث بالاتر رفتن عرض ترک ها از 1/0 میلیمتر شود. این ترک ها مجاز شناخته می شوند.

A – 2:سازه های بتن پیش تنیده و بتن مسلح دارای وضعیت I مندرج در DIN 1045 به این گروه تعلق دارند. همچنین اسلب های تقویت شده کف که کاملاٌ بر روی پشتیبان خود قرار گرفته باشند از این وضعیت برخوردار باشند.

گروه دوم(B) : سطوح زیر کار با ترک های با عرض ناچیز و یا ترک های باریک:

ایجاد ترک ها یا حرکت ترک های موجود نباید منجر به فراتر رفتن عرض ترک ها از 25/0 میلیمتر شود. سازه های دارای وضعیت II با ترک های با عرض بسیار ناچیز مندرج در ردیف 3 جداول شماره های 14 و 15 قسمت 17.6 ازDIN 1045 به این گروه تعلق دارند.

گروه سوم(C) : سطوح زیر کار با ترک های پهن:

در این گروه عرض ترک ها تا 0.5 میلیمتر می باشد. سازه هایی به این گروه تعلق دارند که از محدودیت در نظر گرفته شده در قسمت 17.6 از DIN 1045 برای عرض ترک ها تا 0.25 برخوردار نیستند.

گسترش ترک ها به بیش از مقدار در نظر گرفته شده برای گروه C آنها را مشمول موارد استثنایی می کند.

برای اندازه گیری عرض ترک ها از ذره بین با اشل اندازه گیری و درجه اندازه گیری عرض ترک استفاده می گردد.

مقدار ذکر شده برای عرض ها یا عریض تر شدن ترک ها، حداکثر مقادیر مجازی می باشند که تحت شرایط واقعاٌ ممکن مکانیکی و یا حرارتی می توانند به وجود آیند.

این مقادیر مربوط به ترک هایی هستند که در نتیجه نیروهای کششی یا خمشی – کششی ایجاد می شوند. ترک هایی ناشی از حرکات برشی یا تغییر مکان باید در گروه اساساٌ ویژه ای مورد ملاحظه قرار گیرند چرا که اجرای پوشش های حفاظتی بر روی آنها مجاز نمی باشد. در طراحی ساختمان باید روش اجرای کفپوش و پوشش ها بر مبنای عوامل شیمیایی، مکانیکی و در صورت لزوم حرارتی مورد نظر انتخاب گردد و توجه شود که کدام یک از گروه ها برای آن روش مجاز می باشد.

درزها:

درزها مکان هایی ضعیف و حساسی در یک کفپوش و پوشش حفاظتی می باشند. در صورتی که به دلایل طراحی و فنی که مربوط به مهندسین ساختمان می باشد، وجود درزهای انبساط ضروری باشند باید تعداد آنها را تا حد امکان محدود نگاه داشت. چرا که تعدد درزها که به منظور خنثی سازی حرکات انبساطی و انقباضی تعبیه می شوند، خطری برای آب بندی سازه بتنی می باشد.

بطور کلی درزها به دسته ساختمانی (construction Joint)، انبساطی (Expansion Joint) و کاذب یا مصنوعی (Dummy Joint) تقسیم می شوند.

1-درزهای ساختمانی:

آن دسته از درزها هستند که در حین اجرای عملیات بتن ریزی تعبیه می گردد، این درزها در اثر ایجاد وقفه در ساخت سازه به وجود می آید. اجرای پوشش ها و لاینینگهای حفاظتی بر روی این درزها بسته به عرض درزها مجاز می باشد

2-درزهای انبساطی:

این درزها به منظور جذب حرکات یک سازه که نتیجه انبساط می باشد، تعبیه می گردند. این نوع درزها وظیفه تحمل حرکات موجود در ساختمان را به عهده دارند. اجرای پوشش ها و لاینینگ های ضد خوردگی بر روی آنها با شرایط خاصی انجام می پذیرد و در اکثر اوقات اجرای پوشش هایی که در کف بتنی عادی مجاز است بر روی آنها مجاز نمی باشد.

3-درزهای کاذب:

آن دسته از درزهایی هستند که با ایجاد برش تا عمق محدودی در محلی که احتمال بوجود آمدن ترک وجود دارد، ایجاد می شود.

- درزها باید ترجیحاٌ در نقطه اوج شیب های کف قرار گیرند و تا حد امکان به صورت خط مستقیم اجرا شوند و دارای ساختمانی متناسب با نوع پوشش حفاظتی باشند.

- درزهای کاذب می توانند پس از اتمام روند افت حجمی، مانند درزهای ساختمانی پر شده و آب بندی گردند و نباید به هنگام کاشی کاری ضد اسید مورد توجه قرار گیرند. در صورتی که هنوز احتمال گسترش ترک ها وجود داشته باشد باید با آنها مانند درزهای انبساط برخورد شود اما نیاز به پیش بینی تغییر شکل بالا وجود ندارد.

- هرگز نباید درزهای ساختمانی سطح زیرکار به کاشی کاری ضد اسید منتقل گردد.

- جهت مشخص کردن مکان و کیفیت اجرای درزهای انبساط، ساختمانی و کاذب، تخصص و تجربه در سازهای ضد اسید ضروری می باشد.

شیب بندی در کف:

شیب کف های بتنی که در معرض ریزش مواد خورنده وجود دارد می بایست در حدود 2% باشد اما هرگز نباید از 5/1% کمتر شود. به منظور در نظر گرفتن تلرانس احتمالی به ارقام ارایه شده 5/0% اضافه می گردد. شیب ها باید تا حد امکان از اتصالات اصلی و ستون ها، فونداسیون های پمپ ها و مخازن، دیوارها و درزهای انبساطی دور نگاه داشته شود تا از تجمع مواد خورنده در پشت این سازه ها جلوگیری شده و مواد که بصورت مایع هستند سریعا به سمت مسیرهای خروجی منتقل گردند در چنین وضعیتی امکان خشک شدن سریع سطوح نیز فراهم آید.

مجاری، آبروها و کانال ها:

1-مجاری ها و کانال ها نمی بایست از محل هایی عبور کنند که احتمال تغییر شکل و در نهایت ترک در سازه وجود دارد. شیب ها در داخل کانال ها در حدود 1% بوده ولیکن نباید از 5/0% کمتر باشد. بدلیل حساسیت درزهای انبساط و نیز مشکل بودن آب بندی آنها تا حد امکان می بایست از درزهای انبساطی در داخل کانال ها اجتناب کرد و درصورتی که امکان حذف آنها وجود نداشته باشد می بایست تعداد آنها به حداقل رسانده و در مورد پوشش آنها از روشهای خاص استفاده گردد.

 2-عرض و عمق مجراها وکانالها باید چنان طراحی گردد که بتوان به راحتی پوشش های ضد خوردگی را در آنها اجرا نمود.

3-به منظور قرار دادن پوشش بر روی کانال ها (Grating) می بایست بر روی دیواره های هر دو طرف در بتن تورفتگی هایی ایجاد گردد که بروی آن بتوان از کاشی و یا آجرهای خاص ضد اسید که دارای اشکال خاص می باشند، استفاده گردد.

4-برای آنکه به توان اجرای پوشش ضد اسید مطمئنی در داخل کانال ها انجام داد، می بایست عرض کانال ها کمتر از 60 سانتیمتر و عمق آن کمتر از 80 سانتیمتر نباشد. حداکثر فاصله مجاز در نظر گرفته شده برای منهول ها بر مبنای اصول ایمنی باید مورد توجه قرار گیرد.

پیت ها، سامپ ها و مخازن:

1-برای سطوح بتنی که در داخل زمین قرار داشته و در تماس با خاک هستند، مراقبت در مقابل نفوذ رطوبت آّب از سمت خارج از اهمیت خاصی برخوردار است.

2-در سازه های بزرگتر به خصوص اگر تحت تاثیر مواد خورنده با دمای بالا باشد می بایست به ایستایی پوشش حفاظتی توجه ویژه گردد. در صورتی که این ایستایی نتواند به وسیله چسبندگی لایه های بر روی یکدیگر (شامل لایه های membrane ، ملاتها و آجرهای ضد اسید) یا به وسیله آجرکاری با ضخامت بیشتر که خود ایستایی دارد، محقق گردد باید تدابیر ویژه ای نظیر خمیده کردن (میزان خمیدگی برابر 50/1 طول) یا اریب و مایل کردن (50/1 ارتفاع) سطوح داخلی دیوارها پیش بینی گردد.

3-در ابعاد بزرگ، محکم کردن پوشش دیوار به کمک رولپلاک هایی مخصوصی که جایشان در داخل بتن پیش بینی می گردد، توصیه می گردد. این محکم کردن می تواند به وسیله پایه هایی در سازه بتنی یا پایه های ساخته شده به وسیله آجرهای سرامیکی نیز انجام شود.

لایه های شمشه کشی شده و پلاسترها:

1-باید تلاش نمود تا بتن سطح زیر کار بدون نیاز به اجرای لایه های اضافی از همواری کافی و سطحی بدون نقص برخوردار باشد، ضمن اینکه شیب بندی نیز در هنگام بتن ریزی صورت پذیرد. در صورتی که این امر ممکن نباشد باید از لایه های تسطیح کننده مانند پوشش های Screed استفاده نمود تا به وسیله آن به توان شیب ها را بر روی سطح زیر کار اجرا کرد. این لایه های می بایست از چسبندگی خوبی به بتن برخوردار بوده ضمن اینکه دارای استحکام لازم نیز باشند.

2-باید از ایجاد ترک در بتن و نیز لایه های screed جلوگیری نمود. برای این کار ممکن است از تقویت کننده های اضافی استفاده گردد. باید اطمینان حاصل نمود که کلیه نیروهای وارده نظیر نیروهای ناشی از تغییرات درجه حرارت، ارتعاش و رفت و آمد خودروها (نیروهای ناشی از ترمز) توسط سطح زیرکار تحمل می گردد.

5-لایه های screed سیمانی می بایست بیش از 30 N/mm2 مقاومت فشاری داشته باشند و مقاومت فشاری پلاسترها نیز نباید کمتر 20 N/mm2 کمتر باشد. سطح زیر کاری که آجرکاری شده است می بایست با یک پلاستر پوشیده گردد.

4-سطح زیر کار باید دارای مقاومت کششی مطابق با مشخصات مندرج در جدول ذیل باشد. تعداد آزمایشات کششی مورد نیاز بستگی به همواری و بزرگی سطح تحت پوشش دارد.

مقاومت کششی سطوح زیر کار:

2N/mm مقاومت کششی بر حسب         نوع سطح زیرکار

حداقل   متوسط

>1.5   >1.0   ملات سیمانی (اصلاح شده یا اصلاح نشده)

>1.5   >1.0   بتن یا ملات های پلیمری (برای سطوحی که در معرض رفت و آمد قرار ندارند)

>1.5   >1.0   کفپوش ها و پوششهای اپوکسی با ضخامت تا 1 میلیمتر

>2.0   >1.5   کفپوش ها و پوششهای اپوکسی ضخیمتر از 1 میلیمتر برای بار درجه 2 یا بیشتر مطابق با بند فرعی 5-4 بخش اول DIN 28052

مشخصات سطوح بتنی:

1-بتن باید چنان قالب ریزی گردد که سطوح آن صاف و عاری از نواقص باشد و بنابراین اجرای لایه های اضافی تسطیح کننده برای آن لازم نباشد.

2-در صورتی که به خواهیم یک پوشش حفاظتی بر روی سطوح بتن اجرا کنیم می بایست روند خشک شدن(Curing) مطابق با بند فرعی 3-10 DIN 1045 باشد.

3-سطوح بتنی تحت پوشش های حفاظتی نباید صیقلی باشند. آنها باید از زبری ایجاد شده در نتیجه ماله کشی با ماله چوبی مخصوص (تخته ماله) برخوردار باشند.

در صورتی که برای لایه های آب بندی خاصی، سطح صیقلی برای سطح زیرکار مورد لزوم باشد، تولیدکننده لایه آب بندی باید این امر را صریحاٌ ذکر کند.

4-سطوح بتنی که توسط دستگاه، فشرده و صیقلی شده باشند باید زبر گردند. سطح سخت شده می بایست صاف، متحد الشکل، غیر صیقلی، عاری از محل تجمع سیمان، شن و ماسه و لایه های پولکی یا شکننده نیز برجستگی ها باشند.

خشک شدن بتن:

1-درسیستم کاشی کاری ضد اسید وقبل از اجرای لایه آب بندی یا memebrane باید بتن بطور کامل (یعنی نه فقط بر روی سطح آن) خشک شود. جهت کوتاه شدن زمان خشک شدن باید بتنی استفاده شود که نسبت آب به سیمان در آن بسیار کم باشد و احتمالاٌ افزودنی هایی نظیر روانساز بتن ،ژل میکروسیلیس و مانند آن مورد استفاده قرار گیرد. اجرا کننده لایه آب بندی باید برطبق دستورالعمل تولید کننده میزان رطوبت مجاز موجود در بتن را تعیین کندجهت مشاوره محصولات با واحد فروش یا کارشناسان فروش کلینیک بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

2-رطوبت موجود در بتن توسط دستگاه هایی نظیر CM کنترل می گردد نباید در عمق 20 سانتیمتری بیشتر از 4% باشد؛ مقدار دقیق را می توان از روی جدول اندازه های دستگاه CM بدست آورد،در صورت هرگونه سوال احتمالی با واحد فنی کلینیک بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

3-از خشک کردن مصنوعی باید جدا صرف نظر نمود. در صورتی که نتوان از انجام این کار اجتناب نمود باید حداقل 7 روز پس از اجرای بتن شروع به انجام این کار نمود. باید جریان کافی هوا وجود داشته باشد و درجه حرارت به تدریج افزایش یابد و میزان آن در سطح بتن نباید از 50 درجه سانتیگراد فراتر برود.

4-خشک شدن بسیار زود هنگام می تواند به بتن، لایه های شمشه کشی شده و اندودها صدمه بزند.

آماده سازی سطوح بتنی:

1-برای اجرای کفپوش و پوششهای ضد خوردگی بر روی سطوح بتنی صیقلی، اغلب زبر کردن سطوح مورد نیاز می باشد. دوغاب سیمانی و لایه های شکننده و سست؛ بوسیله روش هایی مانند:Sand/Ball Blasting, Grit Blasting, Grinding, Milling, Polishing and Flame Cleaning می بایست از بین رود.

2-زبری مورد نیاز و مجاز بستگی به نوع لایه آب بندی که قرار است بر روی سطوح اجرا شود بستگی دارد.

3-برجستگی ها، فرورفتگی ها و تخلخل موجود بر روی سطوح باید تسطیح شوند. این امر می تواند به وسیله اتخاذ تدابیر مکانیکی یا اجرای ترکیبات تسطیح کننده با قدرت چسبندگی خوب انجام می گیرد. این ترکیبات می بایست برای اجرای لایه های آب بندی مناسب باشند.

4-تنظیم کننده های فاصله و سیم های اتصال باید حداقل 20 میلیمتر زیر سطح بتنی بریده شوند و سوراخ های ایجاد شده با مواد مناسب پر شوند.

5-بتنی که تا عمق زیادی توسط اسیدها، قلیاها، نمک ها، روغن ها و سایر مواد خورده شده است باید تا رسیدن به محلهای سالم تراشیده شود و مجدداٌ بتن ریزی گردد. در صورتی که فقط سطح سازه بتنی صدمه دیده باشد می توان روشهای خنثی سازی با آب و یا حلالها، کندن، سندبلاست و یا کارهای مشابه را استفاده نمود. باید اطمینان حاصل نمود که مواد زاید خورنده باقیمانده در بتن صدماتی نظیر کف گوگرد (سولفاته شدن) ایجاد نکنند.

تمیز کردن با بلاست و ساب زدن:

یک روش متعارف برای تمیز کردن لایه های نازک نظیر دوغاب های سیمانی، سیمان، رنگ و کثیف شدگی، تمیز کردن به وسیله بلاست و ساب زدن می باشد. با این وجود پاک کردن لایه های شکننده بتن نیاز به روش های مناسب تری نظیر تمیز کردن با Water Jet دارد.

تمیز کردن با شعله:

به هنگام پاک کردن با شعله، سطوح بتنی برای زمان کوتاهی در معرض شعله اکسیژن – استیلن قرار می گیرد و تا درجه حرارت 1500 درجه سانتیگراد گرم می شود.

بدین طریق باعث پوسته پوسته شدن و گداختن لایه 5 میلیمتری بالایی بتن می گردد. در چنین حالتی سطح مربوطه از لکه های روغن و هر باقیمانده ای از قیر، رنگ، پوشش و رابر پاک می شود.

از آنجا که نمی توان از مقدار مشخصی از شکستگی و نرم شدن لایه زیرین جلوگیری نمود بنابراین پاک کردن مکانیکی بیان شده روش قبلی از اهمیت فراوانی برخوردار خواهد بود. در نتیجه این روش برای پاک کردن بتن مسلح با پوشش نازک، اجزا و یا عناصر شکننده و یا پوشش های سیمانی و سایر سطوح با دانه بندی سبک توصیه نمی گردد.

خرد کردن و بریدن:

برای برداشتن لایه های ضخیم تر، از یک دستگاه برش خرد کننده (Chipping) یا تراشنده (Milling) استفاده می شود. مجدا خاطر نشان می سازد که در این روش نمی توان از مقدار مشخصی از شکستگی یا نرم شدن لایه زیرین جلوگیری نمود، پاک کردن مکانیکی بیان شده در روش بلاست کردن از اهمیت فراوانی برخوردار خواهد بود. در نتیجه این روش برای پاک کردن بتن مسلح با پوشش نازک، اجزا یا عناصر شکننده و یا پوشش سیمانی و سایر سطوح با دانه بندی سبک توصیه نمی گردد،حتما سعی شود قبل از اجرای بتن ریزی با مشاورین واحد فنی شرکت کلینیک بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

ترک سازه ای، معایب و روش ترمیم بتن

واحد آزمایشگاهی و فنی کلینیک بتن ایران: عمر مفید سازه های بتن مسلح خصوصاً سازه های دریایی و پلها معمولاً توسط خوردگی آرماتور محدود می شود.خوردگی آرماتور باعث شکل گیری محصولات خوردگی در اطراف آرماتور شده و افزایش حجم این محصولات باعث ایجاد فشار انبساطی در بتن اطراف آرماتور می گردد. این فشار انبساطی موجب ترک خوردگی و پوکیدن پوشش بتنی شده و از بین رفتن پوشش بتنی باعث کاهش مقطع بتن، کاهش مقاومت پیوستگی بتن و آرماتور و همچنین قرار گرفتن آرماتور در معرض عوامل جوی می شود. بنابراین با متلاشی شدن پوشش بتنی، مقاومت پیوستگی به شدت کاهش یافته و خوردگی افزایش می یابد و عملاً عمر مفید سازه پایان می یابد.

همیشه باید تا حدی انتظار ترک خوردگی را در بتن داشت و این مورد در بیشتر مواقع در طراحی سازه و در پارامترهای ضریب ایمنی در نظر گرفته می شود. جزئیات در مشخصات میلگردها باید به دقت کنترل شودتا عرض ترک ها از مقادیر بحرانی تجاوز نکنند. ترک ها تا حدودی مشکل ساز هستند که :

1-از لحاظ زیبایی غیر قابل قبول باشند.

2-سبب خروج سازه از حالت آب بندی شوند.

3-بر دوام سازه اثر بگذارند.

4-از لحاظ سازه ای اهمیت داشته باشند.

به طورکلی، ترک ها در بتن علل زیادی دارند. ترک ها ممکن است فقط ظاهری باشند یا نشانه ای از یک تنش سازه ای مهم و یا فقدان مقاومت و دوام سازه. ترک ها ممکن است وسعت خرابی رانشان دهند یا نشانه حجم بیشتری از مشکلات باشند . اهمیت آنها بستگی به نوع سازه و نوع ترک خوردگی دارد. انواع ترک هایی که برای سازه های ساختمانی قابل قبول می باشند ممکن است برای سازه های دیوار حائل آبی قابل قبول نباشند. تعمیر مناسب ترک ها بستگی به دانستن علت ترک ها و انتخاب مراحل تعمیر متناسب با این علت ها دارد وگرنه ترک ها ممکن است موقت و زودگذر باشند .

ترک ها ممکن است در بتن نرم و خمیری روی دهد و یا در بتن سخت. ترک های بتن نرم به دلیل افت بتن و ترک های ناشی از نشست رخ می دهد و بعد از سخت شدن ترک های جمع شدگی بتن خشک روی می دهد.

در انتخاب روش تعمیر ترک علاوه بر توجه به علت و وسعت ترک برداری، باید به وضعیت فعلی ترک ها هم توجه کرد. در غیر این صورت چه بسا روش تعمیری نامناسب و در نتیجه ناموثر انتخاب شود. انتخاب روش تعمیر نه تنها از علت و وسعت ترک، بلکه از محل و شرایط محیطی حضور ترک نیز تاثیر می پذیرد. به عنوان مثال رفع معایب در شرایط خشکی– تری ، صنعتی و دریایی به مصالح و روش هایی کاملا متفاوت با آنها نیاز دارد که در تعمیر، زیبایی ظاهری به کار می آیند. همچنین شیوه هایی که متکی بر روش ثقلی هستند اغلب در سطوح افقی موفقیت آمیزند ولی به ندرت در سطوح عمودی کارساز و موفق خواهند بود. باید به امکان وجود رطوبت، آب یا مواد آلوده کننده در درون ترک توجه داشت معمولاً روش های تعمیر ترک باعث ناپدید شدن ترک ها نمی شوند و در جایی که زیبایی اهمیت دارد، ظاهر قابل رویت بخش تعمیر شده بایستی ارزیابی شود. استفاده از اندودهای مناسب برای تمام سطح بعد از تمام شدن تعمیر معمولاً ظاهر قابل رویت را مناسب خواهد کرد.

از جمله عواملی که موجب خوردگی بتن و فرسودگی و تخریب سازه های بتنی می شود،می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- نفوذ نمکها (INGRESS OF SALTS)

نمکهای ته نشین شده که حاصل تبخیر و یا جریان آبهای دارای املاح می باشند و همچنین نمکهایی که توسط باد در خلل و فرج و ترکها جمع می شوند، هنگام کریستالیزه شدن می توانند فشار مخربی به سازه ها وارد کنند که این عمل علاوه بر تسریع و تشدید زنگ زدگی و خوردگی آرماتورها به واسطه وجود نمکهاست. تر وخشک شدن متناوب نیز می تواند تمرکز نمکها را شدت بخشد زیرا آب دارای املاح، پس از تبخیر، املاح خود را به جا می گذارد.

2- اشتباهات طراحی (SPECIFICATION ERRORS)

به کارگیری استانداردهای نامناسب و مشخصات فنی غلط در رابطه با انتخاب مواد، روشهای اجرایی و عملکرد خود سازه، می تواند به خرابی بتن منجر شود. به عنوان مثال استفاده از استانداردهای اروپایی و آمریکایی جهت اجرای پروژه هایی در مناطق خلیج فارس، جایی که آب و هوا و مواد و مصالح ساختمانی و مهارت افراد متفاوت با همه این عوامل در شمال اروپا و آمریکاست، باعث می شود تا دوام و پایایی سازه های بتنی در مناطق یاد شده کاهش یافته و در بهره برداری از سازه نیز با مسائل بسیار جدی مواجه گردیم.

3- اشتباهات اجرایی (CON STRUCTION ERRORS)

کم کاریها، اشتباهات و نقصهایی که به هنگام اجرای پروژه ها رخ می دهد، ممکن است باعث گردد تا آسیبهایی چون پدیدهء لانه زنبوری، حفره های آب انداختگی، جداشدگی، ترکهای جمع شدگی، فضاهای خالی اضافی یا بتن آلوده شده، به وجود آید که همگی آنها به مشکلات جدی می انجامند.

این گونه نقصها و اشکالات را می توان زاییدهء کارآئی، درجهء فشردگی، سیستم عمل آوری، آب مخلوط آلوده، سنگدانه های آلوده و استفاده غلط از افزودنیها به صورت فردی و یا گروهی دانست.

4- حملات کلریدی (CHLORIDE ATTACK)

وجود کلرید آزاد در بتن می تواند به لایهء حفاظتی غیر فعالی که در اطراف آرماتورها قرار دارد، آسیب وارد نموده و آن را از بین ببرد.

خوردگی کلریدی آرماتورهایی که درون بتن قرار دارند، یک عمل الکتروشیمیایی است که بنا به خاصیتش، جهت انجام این فرآیند، غلظت مورد نیاز یون کلرید، نواحی آندی و کاتدی، وجود الکترولیت و رسیدن اکسیژن به مناطق کاتدی در سل (CELL)خوردگی را فراهم می کند.

گفته می شود که خوردگی کلریدی وقتی حاصل می شود که مقدار کلرید موجود در بتن بیش از 6/0 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن باشد. ولی این مقدار به کیفیت بتننیز بستگی دارد.

خوردگی آبله رویی حاصل از کلرید می تواند موضعی و عمیق باشد که این عمل در صورت وجود یک سطح بسیار کوچک آندی و یک سطح بسیار وسیع کاتدی به وقوع می پیوندد که خوردگی آن نیز با شدت بسیار صورت می گیرد. از جمله مشخصات (FEATURES ) خوردگی کلریدی، می توان موارد زیر را نام برد:

الف- هنگامی که کلرید در مراحل میانی ترکیبات (عمل و عکس العمل) شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته ولی در انتها کلرید مصرف نشده باشد.

ب- هنگامی که تشکیل همزمان اسید هیدروکلریک، درجه PH مناطق خورده شده را پایین بیاورد. وجود کلریدها هم می تواند به علت استفاده از افزودنیهای کلرید باشد و هم می تواند ناشی از نفوذیابی کلرید از هوای اطراف باشد.

فرض بر این است که مقدار نفوذ یونهای کلریدی تابعیت از قانون نفوذ FICK دارد. ولی علاوه بر انتشار (DIFFUSION) به نفوذ (PENETRATION) کلرید احتمال دارد به خاطر مکش موئینه (CAPILLARY SUCTION) نیز انجام پذیرد.

5-حملات سولفاتی (SULPHATE ATTACK)

محلول نمکهای سولفاتی از قبیل سولفاتهای سدیم و منیزیم به دو طریق می توانند بتن را مورد حمله و تخریب قرار دهند. در طریق اول یون سولفات ممکن است آلومینات سیمان را مورد حمله قرار داده و ضمن ترکیب، نمکهای دوتایی از قبیل:THAUMASITE و ETTRINGITEتولید نماید که در آب محلول می باشند. وجود این گونه نمکها در حضور هیدروکسید کلسیم، طبیعت کلوئیدی(COLLOIDAL) داشته که می تواند منبسط شده و با ازدیاد حجم، تخریب بتن را باعث گردد. طریق دومی که محلولهای سولفاتی قادر به آسیب رسانی به بتن هستند عبارتست از: تبدیل هیدروکسید کلسیم به نمکهای محلول در آب مانند گچ (GYPSUM) و میرابلیت MIRABILITE که باعث تجزیه و نرم شدن سطوح بتن می شود و عمل LEACHING یا خلل و فرج دار شدن بتن به واسطه یک مایع حلال، به وقوع می پیوند.

6- حریق (FIRE)

سه عامل اصلی وجود دارد که می توانند مقاومت بتن را در مقابل حرارت بالا تعیین کنند. این عوامل عبارتند از:

الف- توانایی بتن در مقابله با گرما و همچنین عمل آب بندی، بدون اینکه ترک، ریختگی و نزول مقاومت حاصل گردد.

ب-رسانایی بتن (CONDUCTIVITY)

ج- ظرفیت گرمایی بتن(HEAT CAPACITY)

باید توجه داشت دو مکانیزم کاملاً متضاد انبساط (EXPANSION) و جمع شدگی مسوول خرابی بتن در مقابل حرارت می باشند. در حالی که سیمان خالص به محض قرار گرفتن در مجاورت حرارتهای بالا، انبساط حجم پیدا می کند، بتن در همین شرایط یعنی در معرض حرارتهای (دمای) بالا، تمایل به جمع شدگی و انقباض نشان می دهد. چون حرارت باعث از دست دادن آب بتن می گردد، نهایتاً اینکه مقدار انقباض در نتیجه عمل خشک شدن از مقدار انبساط فراتر رفته و باعث می شود جمع شدگی حاصل شود و به دنبال آن ترک خوردگی و ریختگی بتن به وجود می آید .به علاوه در درجه حرارت 400 درجه سانتی گراد، هیدروکسید کلسیم آزاد بتن که در سیمان پر تلند هیدراته شده موجود است، آب خود را از دست داده و تشکیل اکسید کلسیم می دهد. سپس خنک شدن مجدد و در معرض رطوبت قرار گرفتن باعث می شود، تا از نو عمل هیدراته شدن حاصل شود که این عمل به علت انبساط حجمی موجب بروز تنشهای مخرب می گردد. هچنین انبساط و انقباض نا هماهنگ و متمایز (DIFFERENTIAL EXPANSION AND CONTRACTION)مواد تشکیل دهنده بتن مسلح مانند آرماتور، شن، ماسه و ... می توانند در ازدیاد تنشهای تخریبی نقش موثری داشته باشند.

7- عمل یخ زدگی (FROST ACTION)

برای بتنهای خیس، عمل یخ زدگی یک عامل تخریب می باشد، چون آب به هنگام یخ زدن ازدیاد حجم پیدا کرده و باعث تولید تنشهای مخرب درونی شده و لذا بتن ترک می خورد. ترکها و درزهائیی که نتیجه یخ زدگی و ذوب متناوب می باشند، باعث می گردند سطح بتن به صورت پولکی درآمده و بر اثر فرسایش، خرابی عمق بیشتری یابد بنابراین عمل یخ زدگی بتن و میزان تخریب حاصله، بستگی به درجه تخلخل و نفوذپذیری بتن دارد که این موضوع علاوه بر تاثیر ترکها و درزهاست.

8- نمکهای ذوب یخ (DE-ICING SALTS)

اگر برای ذوب نمودن یخ بتن، از نمکهای ذوب یخ استفاده شود، علاوه بر خرابیهای حاصله از یخ زدگی، ممکن است همین نمکها نیز باعث خرابی سطحی بتن گردند. چون باور آن است که خرابیهای حاصل از نمکهای ذوب یخ، در نتیجه یک عمل فیزیکی به وقوع می پیوندد، غلظت نمکها، موجود بودن آبی که قابلیت یخ زدگی داشته باشد و در کل فشارهای هیدرولیکی و غشایی (OSMOTIC) نقش بسیار مهمی در دامنه و وسعت خرابیها ایفا می کنند.

9- عکس العمل قلیایی سنگدانه ها (ALKALI-AGGREGATE REACTION)

در این قسمت می توان از واکنشهای "قلیایی- سیلیکا" و "قلیایی- کربناتها" نام برد.

عکس العمل قلیایی – سیلیکا(ALKALI-SILICA) عبارتست از: ژلی که از عکس العمل بین هیدروکسید پتاسیم و سیلیکای واکنش پذیر موجود در سنگدانه حاصل می شود. بر اثر جذب آب، این ژل انبساط پیدا کرده و با ایجاد تنشهایی منجر به تشکیل ترکهای درونی در بتن می شود. واکنش قلیایی –کربنات، بین قلیاهای موجود در سیمان و گروه مشخصی از سنگهای آهکی (DOLOMITIC) که در شرایط مرطوب قرار می گیرند، به وقوع می پیوندد. در اینجا نیز انبساط حاصله باعث می شود تا ترکهایی ایجاد شود یا در مقاطع باریک خمیدگیهایی به وجود آید.

10- کربناسیون (CARBONATION)

گاه لایه حفاظتی که در مجاورت آرماتور داخل بتن موجود است، در صورت کاهش PH بتن اطراف، به کلی آسیب دیده و از بین می رود. بنابراین نفوذ دی اکسید کربن از هوا، عکس العملی را با بتن آلکالین ایجاد می نماید که حاصل آن کربنات خواهد بود و در نتیجه درجه PH بتن کاهش می یابد. همچنان که این عمل از سطح بتن شروع شده و به داخل بتن پیشروی می نماید؛ آرماتور بتن تحت تاثیر این عمل دچار خوردگی می گردد. علاوه بر خوردگی، دی اکسید کربن و بعضی اسیدهای موجود در آب دریا می توانند هیدروکسید کلسیم را در خود حل کرده و باعث فرسایش سطح بتن گردند.

11- علل دیگر (OTHER CAUSES)

علل بسیار دیگری نیز باعث آسیب دیدگی و خرابی بتن می شوند که در سالهای اخیر شناسایی شده اند. بعضی از این عوامل دارای مشخصات خاصی بوده و کاربرد بسیار موضعی دارند. مانند تاثیر مخرب چربیها بر کف بتن کشتارگاهها، مواد اولیه در کارخانه ها و کارگاههای تولیدی، آسیب حاصله از عوارض مخرب فاضلابها و مورد استفاده قرار دادن سازه هایی که برای منظورها و مقاصد دیگری ساخته شده باشند، نه آنچه که مورد بهره برداری است. مانند تبدیل ساختمان معمولی به سردخانه، محل شستشو، انباری، آشپزخانه، کتابخانه و غیره. با این همه اکثر آنها را می توان در گروههای ذیل طبقه بندی نمود:

الف- ضربات و بارههای وارده (ناگهانی و غیره) در صورتی که موقع طراحی سازه برای این گونه بارگذاریها پیش بینیهای لازم صورت نگرفته باشد.

ب-اثرات جوی و محیطی

پ- اثرات نامطلوب مواد شیمیایی مخرب

ترک های سازه ای و معایب آن

در این اسلاید به بررسی انواع ترک در سازه های بتنی،آجری و ترک در جوش سازه های فولادی پرداخته می شود.

ترک می تواند در اثر عوامل مختلفی از جمله زوال بتن یا خوردگی در اثر ساخت نادرست یا انتخاب نامناسب مصالح اصلی،اثر دما و جمع شدگی،نشست تکیه گاهی،حوادث طبیعی و ... باشد.

ترک های سازه ای در عضوهایی مثل تیر،ستون ودال دیده می شود.ترک های موجی در تیر ها در نقاط با ممان ماکزیمم رخ می دهد که توانایی مقطع در تحمل ممان پایین است و آرماتورگذاری کافی وجود ندارد.

انواع ترک ها:

1-ترک خمشی : هنگامی رخ می دهد که مقاومت خمشی مقطع پایین بوده و تار کششی بیشترین عرض را داشته و به سمت تارهای دیگر همگرا شده ومی تواند به تنهایی یا گروهی اتفاق بیفتد. این ترک در سلامت سازه تاثیر گذاشته وسریعا باید بررسی شود.

2-ترک برشی : زمانی رخ می دهد که مقاومت برشی مقطع پایین بوده و در ناحیه با برش ماکزیمم که بیش ترین عرض در میانه عمق وجود دارد، رخ می دهد وبه سمت بالا و پایین گسترش یافته و به تنهایی یا گروهی اتفاق افتاده و تاثیر زیادی در سلامتی سازه داشته و باید رسیدگی شود.

3-ترک پیچشی : در مقطع با مقاومت پیچشی پایین که عرض یکنواختی دارد اتفاق افتاده و در فرم مارپیچ و به تنهایی رخ می دهد.

4-ترک های مربوط به لغزش اتصالات میلگردها : به دلیل انقطاع سریع میلگردها زمانی که مرز کافی در اتصالات وجود ندارد،اتفاق می افتد.

5-گسترش ترک در طول تیر : به دلیل نبود تکنیک کافی حین ساخت ومشکل در قالب بندی اتفاق می افتد.

6-ترک کششی : به دلیل نبود آرماتوربندی کافی در مقطع تحت کشش و پایین بودن کیفیت بتن اتفاق می افتد.

7-ترک ستون : ترک های افقی به دلیل خوردگی آرماتورها و عدم طراحی مقطع ستون برای خمش اتفاق می افتد.ترک های اریب به دلیل درنظر نگرفتن نیروهای جانبی و پایین بودن مقاومت در تحمل بار محوری بوجود می آیند.

8-ترک های خوردگی : به دلیل خوردگی آرماتورها ، عدم پوشش کافی وکیفیت پایین بتن اتفاق می افتد.

9-ترک های خمشی در دال : به دلیل نقص در طراحی تحت بارگذاری، اضافه بار در مقطع وکیفیت پایین بتن اتفاق می افتد.

10- ترک های بالای خمشی در دال : به دلیل توزیع ناکافی میلگردها و عدم امتداد کامل میلگرد اصلی اتفاق می افتد.

11- ترک های جمع شدگی در دال طره ای : به دلیل نسبت آب به سیمان بالا در بتن ،عمل آوری نامناسب و عدم مهار در گوشه ها اتفاق می افتد.

* تست دوره ای ترک ها در بتن 

12- ترک در اثر نشست پی

اصولا تعمیر صحیح ترک ها به دانستن علت وقوع و همچنین انتخاب روش درخور آن بستگی دارد، در غیر اینصورت تعمیرات ممکن است بصورت موقت باشند. لذا برای یک تعمیر موفق و همیشگی بایستی از عدم پیشروی علل ترک خوردگی کسب اطمینان نمود چراکه ممکن است پس از تعمیری بدون اعمال اصلاحات لازم مجددا عضو در ناحیه های دیگری از بتن دچار ترک خوردگی شود. بنابراین رفع علل ترک خوردگی برای مواجه نشدن با ترمیم موقت الزامی است. برخی روش های رایجکه برای تعمیر و اصلاح ترک ها در اعضاء بتنی بکار گرفته می شوند عبارتند از :

- تزریق رزین اپوکسی.

- مسیر یابی و آب بندی ترک.

- بخیه زدن.

- افزدون میلگرد محاسباتی.

- حفاری و اتصال.

- خورانش ثقلی.

- پر کردن با گروت.

باید توجه داشت که تعیین این نوع موارد بر عهده مشاورین متخصصین با استفاده از ابزار تست ها و آزمایش های غیر مخرب و مخرب بتن صورت می پذیرد که چه نوع طرحی را برای مقاوم سازی مورد نظر در نظر بگیرند  لذا می توانید در این ارتباط با واحد آزمایشگاه تخصصی کلینیک بتن ایران تماس حاصل فرمایید.

منبع:چاپ شده در فصلنامه مقاوم سازی کشور/شماره121/ دپارتمان تحقیق و توسعه کلینیک بتن ایران 

بنا به درخواست فصلنامه ،متشکر میشویم چنانچه قصد دارید از محتوای این متن استفاده کنید، منبع را نیز ذکر بفرمایید.