مرحله‌ی بعد در پروسه‌ی ترمیم بتن، ارزیابی میزان آسیب دیدگی و شدت تخریب است. هدف از این مرحله، فهمیدن میزان آسیب دیدگی بتن و تاثیر آن بر روی سازه میباشد. به عبارت دیگر این که چه قسمت‌هایی از سازه تحت تاثیر این آسیب دیدگی خواهد بود. این مرحله شامل پیش‌بینی پیش‌رفت تخریب و تعیین نحوه‌ی آن نیز میباشد.
شکل آسیب دیدگی بتن توسط چرخه‌ی انجماد آب (انجماد و مایع شدن مکرر)، در معرض سولفات قرار گرفتن و واکنش‌های قلیایی سنگدانه‌ها شبیه هم هستند. تخریب واکنش قلیایی سنگدانه‌ها و سولفات‌ها بسیار بیشتر از چرخه‌ی انجماد به بتن خسارت می‌زند؛ اگر چه هر سه دلیل بالا می‌تواند باعث گسیختگی بتن و از دست رفتن ویژگی‌های اصلی سازه شود. تفاوت میان انواع مختلف تخریب این است که انجماد و مایع شدن، بیشتر در قسمت‌هایی ازبتن رخ می‌دهد که بیش از 90 درصد از آن اشباع شده باشد، بنابراین بیشتر در سطوح خارجی بتن رخ می‌دهد. از طرف دیگر واکنش قلیایی سنگدانه‌ها و سولفات‌ها، هم در داخل و هم در خارج بتن می‌تواند رخ دهد؛ یعنی تمامی نواحی بتنرا می‌تواند تحت تاثیر قرار دهد.
یکی از راه‌های آسان و معمول برای تخمین میزان آسیب دیدگی بتن، ضربه زدن با چکش به بتن آسیب دیده و بتنسالم و گوش دادن به صدای آن است. (تصویر پایین) اگر این کار توسط افراد مجرب انجام شود، با همین تکنیک ساده هم میتوان در بیشتر موارد به میزان آسیب دیدگی بتن پی برد. با کوبیده شدن چکش بر روی بتن، بتنی که سالم باشد صدایی متمایز می‌دهد و نیروی وارده به آن نیز به صورت کامل به چکش بازمی‌گردد. در صورتی که در بتن آسیب دیده، صدای پوکی به گوش می‌رسد و نیرو به صورت کامل به چکش برگردانده نمی‌شود.
چندین آزمایش غیر مخرب (NDT) برای تعیین میزان آسیب دیدگی بتن وجود دارد که آزمایش اشمیت (آزمایشی که در پاراگراف قبلی بیان شد) احتمالاً ارزان‌ترین و آسان‌ترینِ آن‌هاست. آزمایش اشمیت اطلاعاتی سودمند به ما می‌دهد که کمک می‌کند قسمت‌های مختلف یک بتن در سازه را با هم مقایسه کنیم. با این حال، در مورد بتنهای قدیمی‌تر، خیلی نباید بر روی این آزمایش حساب کرد. این آزمایش بیشتر روی بتنهای جدید جواب می‌دهد؛ بتن‌هایی که تحت تاثیر هوازدگی نبوده‌اند.
دستگاه‌های سرعت‌سنج اولتراسونیک و آکوستیک پالس اکو، زمان رفت و یا رفت و برگشت موج صوت را اندازه‌گیری می‌کنند. بتن بی‌کیفیت یا آسیب دیده به وسیله‌ی این اطلاعات مشخص میشود. دستگاه آکوستیک می‌تواند امواج تولید شده توسط مواد هنگامی تحت تنش یا کرنش بیش از حد قرار گرفته‌اند را تشخیص دهد. به عبارت دیگر این دستگاه می‌تواند صدای ترک‌های کوچک به وجود آمده در بتن بر اثر تنش را بشنود. یکی از مزایای استفاده از این تکنولوژی، افزایش سرعت عمل است.
با این حال، این آزمایش به تنهایی کافی نیست و لازم است اطلاعات جمع‌آوری شده از بتن در آزمایش‌های مختلف با هم ترکیب شوند تا بتوان به نتیجه‌ی دلخواه رسید.
قسمت‌هایی از بتن که آسیب‌دیده تشخیص داده شدند، باید علامت‌گذاری شوند تا آماده‌سازی برای ترمیم آنها به نحو احسن صورت گیرد.
درزگیرهای اتصالات در بتن باعث حداقل نفوذ مایعات، جامدات و گازها می شود و از بتن در برابر آسیب دیدگی ها، محافظت می کند. در کاربردهای معین، عملکرد ثانویه آنها اصلاح عایق حرارتی و صوتی، تعدیل ارتعاش و جلوگیری از مشکلات غیر منتظره در دوره بهره برداری است (ACI 504R).
سیستم های حفاظتی درزها شامل عایق کردن ترک خوردگی ها، درزهای انقباض (کنترل)، درزهای انبساطی و درزهای اجرایی است.
انواع درزها
الف) ترک ها. دلایل ترک خوردگی بتن جمع شدگی، تغییرات دمایی، تنش های مرتبط سازه ای، و کوتاه شدن کرنش های بلند مدت است. قبل از انتخاب عامل درزگیر (بتونه)، دلیل ترک خوردگی باید تعیین و ترک های موثر شناسایی شود. در برخی حالت ها، چسبندگی سازه ای ترک نیاز است، در صورتی که در دیگر وضعیت ها باید از ایجاد گیرداری سرتاسری در ترک پرهیز شود.
ب) درزهای انقباضی (کنترلی). درزهای انقباضی معمولاً به صورت دانسته طراحی و اجرا می شود و این درزها ترک خوردگی های ناشی از انقباض بتن (جمع شدگی) را تعدیل و به صورت منظم در می آورد. اغلب درزهایی که کنترلی نامیده می شوند برای کنترل ترک ها در محل های مختلف به کار می روند. در سطوحی که ضعیف هستند یا ابزار برش دهنده، در مقطع بتن معمولاً در مدت 24 ساعت اولیه، درز ایجاد می شود.
ج) درزهای انبساطی (جداسازی). درزهای انبساطی از شکاف خوردگی، شکستگی و پیچیدگی (شامل جابه جایی، پیچش و مسائل دیگر) در مجاورت سازه های بتنی که ممکن است این اتفاق بیفتد، جلوگیری می کند. شکاف خوردگی و پیچیدگی می تواند ناشی از انتقال نیروهای فشاری باشد که با انبساط، بارهای اعمال شده، یا اختلاف جابه جایی های ناشی از بلند شدگی ها در ترکیب و شکل سازه یا نشست ها باشد
(ACI 504R). درزهای انبساطی با ایجاد فضاهایی برروی کل مقطع در بین واحدهای سازه ای کنار هم ساخته می شوند.
د) درزهای اجرایی. درزهای اجرایی قبل و بعد از انقطاع در جایدهی بتن در میان محل قرار گیری واحدهای پیش ساخته صورت می گیرد. محل های کار معمولاً از پیش تعیین و محدودیت های کاری، که می توان کار را در یک زمان با حجم کاری مناسب و با حداقل اختلال در پرداخت کاری سازه صورت داد، و مشخص می شود. احتمال قطع کار به وسیله عوامل پیش بینی نشده و ضروری در عملیات بتن ریزی نیز وجود دارد. نسبت به نوع طراحی سازه، ممکن است در عملیاتی احتیاج به اقدامی قبل از رسیدن به درزهای انقباضی یا انبساطی و یا به چسبندگی صحیح لایه های مختلف به همدیگر برای یکپارچگی کامل سازه ای، نیاز باشد. درزهای اجرایی نسبت به مراحل جایدهی تعیین شده به وسیله طراح سازه، به طور افقی یا عمودی اند (ACI 504R).
روش های آب بندی
روش های آب بندی درزها شامل روش های تخصصی تزریق، مسیریابی و بتونه کاری، چسباندن، اجرای بتونه از پیش قالب بندی شده، و اجرای سیستم های حفاظتی مناسب سطح (از قبیل غشاءهای الاستومری) است .
ACI 504 R درخصوص روش های تخصصی مختلف (متفاوت) و مواد آب بند درزها بحث می کند.
ACI 503.4 نیز درباره ی مواد اپوکسی و پلی یورتان یا پلی اورتان بحث می کند.
بتن میکروسیلیسی، بتن سیمانی با پرتلند معمولی است که با میکروسیلیس اصلاح شده است. بتن میکروسیلیسیجایگزین LMC یا بتن با اسلامپ پایین است. رویه های بتنی میکروسیلیسی باعث به تعریق افتادن نفوذ کلر به دلیل فراهم کردن مخلوطی با نفوذپذیری کمتر و چگالی تر می شود. به علاوه این رویه ها دارای مقاومت بیشتر در برابر سایش و افزایش مقاومت اولیه، نهایی و اصلاح و ارتقای پیوند با سطح زیرین هستند.
رویه های میکروسیلیسی در رویه های بالایی پل ها و عرشه های توقفگاهی پارکینگ و محافظت سازه های بتنی در برابر حمله شیمیایی محیطی استفاده می شود. بتن های میکروسیلیسی مستعد ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی پلاستیک و خشک شدگی اند. اگر میکروسیلیس به مخلوط بتن در انهای دوره اختلاط اضافه شود، مشابه افزودنی های دیرگیر کننده، عمل می کند. اضافه شدن میکروسیلیس به بتن مخلوطی چسبنده ایجاد می کند و بنابراین مشکلات بیشتری در پرداخت کاری پدید می آورد. رویه های بتنی میکروسیلیسی تحت ترک خوردگی لایه های زیرین نیز قرار دارند.
معمولا میکروسیلیس در رده مواد مکمل سیمانی رده بندی میشود. این اصطلاح به موادی اطلاق می شود که همراه سیمان پرتلند در بتن مصرف می شوند. این مواد خواص زیر را از خود نشان می دهند:
پوزولانی. مواد دارای این خاصیت هنگامی که با آب مخلوط می شوند، مقاومت کسب نمی کنند. میکروسیلیس وخاکستربادی کم کلسیم از جمله این موادند که میکروسیلیس باید با ملزومات مشخصات فنی استاندارد میکروسیلیسمصرفی در مخلوط سیمانی ASTM C 1240 و خاکستربادی کم کلسیم باید با ملزومات مشخصات فنی استاندارد خاکستر ذغال سنگ و پوزالان های طبیعی خام و کلسینه شده رده F مصرفی در بتن ACTM C 618 مطابق باشد.
سیمانی، مواد داری این خاصیت هنگامی که با آب مخلوط میشوند، مقاومت کسب می کنند. سرباره کوره آهن گدازیآسیاب شده و خاکستربادی پرکلسیم از جمله این موادند که سرباره کوره آهن گدازی آسیاب شده باید با ملزومات مشخصات فنی استاندارد سرباره کوره آهن گدازی آسیاب شده مصرفی در بتن و ملات ها ASTM C 989، و خاکستربادی پرکلسیم باید با ملزومات خاکستربادی رده C یعنی ASTM C 618 مطابق باشد.
پوزولانی و سیمانی. ترکیبی از هر دو خاصیت بالا. برخی از خاکسترهای بادی از جمله این موادند. میکروسیلیس را به نامهای دیگری نیز می شناسند. در این راهنما اصطلاح میکروسیلیس طبق تعریف موسسه بتن آمریکا به کار برده شده است. سایر نامهای میکروسیلیس عبارتند از:
میکروسیلیس چگال شده
دوده سیلیس
میکروسیلیس تبخیر شده
مواد دیگری نیز وجود دارند که از نظر فیزیکی و شیمیایی کاملا شبیه میکروسیلیس اند. این مواد ممکن است محصول جانبی یا محصول اصلی یک کارخانه باشند. برخی از این مواد را میتوان در بتن بکار برد، اما معمولا قیمت آنها از این نوع کاربرد ممانعت می کند.
سیلیس ته نشین شده
سیلیس بخارشده
ژل سیلیس
ژل کلوئیدی
گرد سیلیس و خاک سیلیس. سیلیس بلوری اند اما مانند میکروسیلیس در بتن کاربرد ندارند.
تولید
میکروسیلیس محصول جانبی تولید فلز سیلیسیم یا آلیاژهای فروسیلیسیم در گدازه خانه های کوره های قوس الکتریکی است. این فلزات در بسیاری از صنایع از قبیل تولید آلومینیوم و آهن، ساخت چیپ ها کامپیوتری، و تولید سیلیسیم ها که بطور گسترده در روغن ها و درزگیرها مصرف میشوند، کاربرد دارند. اگرچه این مواد بسیار مفیدند، اما کاربرد محصول جانبی میکروسیلیس بیشتر در صنعت بتن است.
خواص میکروسیلیس و واکنشها در بتن
میکروسیلیس بر خواص بتن تازه و سخت شده اثر میگذارد. اینن تاثیرات از خواص فیزیکی و شیمیایی میکروسیلیسناشی میشوند. این فصل به خواص و چگونگی اثر میکروسیلیس بر بهبود بتن تازه و سخت شده می پردازد.
خواص شیمیایی
خواص شیمیایی میکروسیلیس در جدول 1.2 نشان داده شده است.
در ادامه هریک از این خواص شرح داده خواهند شد. توجه کنید که خواص شیمیایی اصلی میکروسیلیس در مشخصات فنی آن که در فصل 4 شرح داده خواهد شد ذکر شده است.
آمورف. این اصطلاح به زبان ساده بدین معنی است که میکروسیلیس یک ماده بلوری نیست. مواد بلورین در بتن حل نمیشوند. کلیه مواد قبل از واکنش دادن باید حل شوند. فراموش نکنید که یک ماده بلوری در بتن وجود دارد که از نظر شیمیایی مانند میکروسیلیس است. این ماده ماسه میباشد. اگرچه ماسه در اصل سیلیسیم دی اکسید (SiO2) است، اما بدلیل ماهیت بلوری اش واکنش نمیدهد.
سیلیسیم دی اکسید (SiO2). یک ترکیب واکنش پذیر در میکروسیلیس است.