از بین رفتن میلگردهای فولادی، عامل اصلی پدید آمدن خوردگی است و معمولاً در دیوارها یا ستون ها، دال ها با ضخامت های متفاوت، لب میلگردها در طول بیرونی دال ها، میلگردهای قلاب شده عمودی بتن ها در لبه بیرونی (اگر خیلی نزدیک به سطح جایدهی شده باشند) اتفاق می افتد. برنامه ترمیم باید به منظور کمبود پوشش روی میلگردها تهیه شود. این ترمیم ها بیرون از ساختمان در جای مناسبی اجرا می شود. پوشش ها به عنوان مانعی در روی میلگرد فولادی یا سطح بتن، با ترکیب با دیگر روش ها، مهیا کننده محافظت تکمیلی در برابر خوردگی است. همچنین حفاظت کاتدیک، بیرون کشیدن کلراید و اضافه کردن بازدارنده های خوردگی در مواد ترمیم می تواند برای جلوگیری یا تاخیر انداختن خوردگی در آینده مفید باشد.
نفوذ آب
آب ممکن است با فشار هیدرولیک، فشار بخار آب، عمل مویینگی، ضربه باد و باران و غیره، به داخل بتن نفوذ کند. ترک ها، چگالی بتن، کمبود حباب هوای داده شده، نقص سازه ای و یا طراحی نامناسب اتثالات و درزها در مشارکت انتقال رطوبت نقش دارند. نفوذ آب به داخل بتن سبب مشارکت در خوردگی میلگردها، آسیب در انجماد و ذوب، نشت در داخل سازه و یا سطح اشغال شده زیر عرشه ها، و امکان آسیب سازه ای می شود. طراحی صحیح سیستم حفاظتی باید برای تمامی این موضوعات، مشخص باشد.
کربناسیون
کربناسیون کاهش حفاظت در برابر قلیایی های بتن است که با جذب دیوکسیدکربن و رطوبت سبب
می شود. در بتن های معمولی، میلگردهای فولادی با قلیاییت زیاد بتن اطراف خود معمولاً با pH محیطی بالای 12،محافظت می شوند. معمولاً پوشش دادن با لایه ای از اکسید در دور میلگردهای فولادی به عنوان پوشش محافظتی عمل می کند. پوشش اکسید با قلیاییت بالا به جلوگیری از خوردگی طولانی مدت میلگردهای فولادی، کمک می کند. وقتی کربناسیون اتفاق می افتد که فلیاییت افت کند، مثلاً pH کمتر از 10 می شود. بنابراین میلگردهای فولادی مهارشده در معرض خوردگی قرار می گیرند، زیرا اتفاق افتادن کربناسیون از وجه درونی بتن، هر میلگرد نزدیک به سطح بیرونی و بدون محافظت در برابر خوردگی را تحت تاثیر کربناسیون قرار می دهد. پوشش ها مانعی برای محافظت در برابر ایجاد کربناسیون در آینده و در جایی که بتن پوشش مناسب ندارد، مهیا می کند. بسیاری از این پوشش ها موانع جدیدی اند و هیچ گونه داده از عملکرد کارگاهی آنها موجود نیست. هر پوشش دهنده باید به طور دقیق قبل از استفاده، ارزیابی شود. کارفرما باید از این محدودیت ها آگاهی داشته باشد و رضایت کتبی قبل از استفاده اخذ شود. دیگر سیستم های موجود برای حفاظت مجدد از میلگردهای فولادی در بتن های کربناته شامل استفاده از سیستم های حفاظت کاتدیک یا قلیایی کردن مجدد بتن است.
حلقه آندیک (اثر هالو)
در بسیاری پروژه های ترمیم بتن، موقعیتی به وجود می آید که میلگردها از بتن اصلی به داخل ملات ترمیمی یا بتن جدید امتداد می یابند. خیلی اوقات، به سبب خوردگی تسریع شده، گسیختگی میلگردها در بتن اصلی، عیناً آن طرف ترمیم اتفاق می افتد. معمولاً خرابی بتن در اطراف لکه گیری های ترمیم جدید به دلیل تقابل با مواد با کیفیت خوب، مهارت و روش های استفاده شده است.
این مورد معمولاً به حلقه آندیک یا تاثیر هالو ارجاع می شود. این مورد معمولاً اتفاق می افتد، زیرا شرایطی که منجر به افزایش اختلاف پتانسیل الکتریکی در خط پیوند (چسبیدن) بین بتن جدید و اصلی می شود، مهیاست. خوردگی در آن معمولاً در بتن اصلی اتفاق می افتد و الکترون ها جذب بخش کاتدیک میلگردها در مواد ترمیمی آلوده نشده، می شوند. زنگ زدن منجر به ورقه ورقه شدن بتن ناشی از نیروهای داخلی بزرگی است که در سطح میلگردها افزایش یافته است. شایان ذکر است که در حضور کلراید این روند تسریع می شود.
این مشکل با کمک آسترها یا پوشش های مانع حل می شود. در واقع تاحدی جریان آن آهسته می شود، اما کاملاً متوقف نمی شود. پوشش های مانع روی میلگردهای مسلح کننده، از قبیل اپوکسی ها، دو غاب های لاتکس، یا یا پوشش های روی- غلیظ، می تواند بازدارنده فعالیت های خوردگی شوند. این موارد برای کاهش این تاثیرات و مشکلات کارگاهی موثر است. حفاظت کاتدیک و حذف کلراید راه حل هایی است که باید در جاهایی که از لحاظ اقتصادی این امکان وجود دارد، مورد ملاحظه قرار گیرد. اخیراً در چندین پروژه از محرک های آندی (قطب مثبت) برای کاهش خوردگی در اطراف لکه گیری ها و رویه های بتنی استفاده شده است (به بند 7-7-4 مراجعه شود)
ترک ها
همه برنامه های ترمیم بتنی و سیستم های حفاظتی باید برای رفع و عملکرد صحیح در ترمیم ترک ها مشخص شود. نفوذ آب به داخل ترک ها منجر به خوردگی و مشکلاتی در دوره های انجماد و ذوب شدن در اقلیم سرد می شود.
تنها بعد از تعیین دلایل پدید آمدن و اتفاق افتادن ترک ها می توان روش های تخصصی صحیح ترمیم را پیشنهاد داد. در ترک های سازه ای تخمین مجدد انتقال بار در سرتاسر ترک نیاز است. معمولاً ترکیبات تزریقی اپوکسی برای اطمینان یک ترمیم مفید است.
ترک های فعال، به ویژه ترک های ناشی از تغییرات دمایی در شرایط محیطی، برای اجازه دادن به جابه جایی های آینده باید ترمیم شوند. روش هایتخصصی مانند بتونه کاری، گروت شیمیایی، پوشش های الاستومری و اپوکسی های با قابلیت کشسانی بالا مافظت مطلوبی از ترک های موثر می کنند.
ترمیم ترک های فعال، در شرایط محیطی در معرض هوا، مشکل است. بیشتر موادی که برای ترمیم ترک ها استفاده می شوند به دما حساس اند و نمی توانند در دمای کمتر از 4 درجه سانتی گراد اجرا شوند. این دما به طور معمول درخصوص حداقل دما توسط کلینیک بتن ایران برای ترمیم ترک ها توصیه شده است. اگر چه این تسهیل در اجرای مواد ترمیمی، درخصوص ترک های فعال ناشی از دماهای متفاوت برای بسته شدن در هواهای گرم است. ترک هایی که زمستان باز شده در تابستان بسته می شوند. هم پیمانکار و هم مشاور باید قبل از شروع ترمیم مواظب باشد و اگر امکان پذیر بود، بازرسی از سازه باید در هوای سرد صورت پذیرد (ACI 224.1R). همچنین باید ترمیم ها وقتی که ترک ها در حدود عرض حداکثر هستند انجام شود، زیرا در ترمیم ترک های فعال مواد با بیشترین قابلیت انعطاف پذیری استفاده می شود و اجرا در فشار بهتر از کشش است.
حمله شیمیایی کلراید
نفوذ مواد شیمیایی با محلول نمک به داخل بتن در خوردگی فولاد مهار شده مشارکت دارد. به علاوه، حمله شیمیایی، شامل اسیدها، قلیایی ها و سولفات ها، دارای تاثیرات زیان آوری برروی بتن است. سیستم های حفاظتی به طور معمول به دلیل ایجاد مانع به سبب حداقل کردن نفوذ مواد شیمیایی به داخل بتن استفاده می شوند. این مسئله در ACI 515.1R به طور کامل بحث شده است و خلاصه ای از تاثیرات متنوع مواد برروی بتن تهیه شده است. همچنین به انجمن بین المللی سیمان پرتلند نیز در این خصوص اطلاعات دقیقی ارائه کرده است.
سایش سطح
سایش سطح بتن به طور کلی در سدها،سرریزهاو دیگر سازه های آبی صورت می گیرد. به علاوه برروی عرشه پل ها،شیب ها، عرشه پارکینگ، کف های صنعتی و دیگر سازه هایی که تحت ترافیک هستند، اهمیت دارند. همچنین معمولاً با شدت کمتری در ساختمان هایی که در معرض باران اسیدی و شرایط آب و هوایی شدید هستند،اتفاق می افتد. رویه های بتنی، سخت کننده های سطح، استرها، یا دیگر روش ها، اغلب به دلیل محافظت از این سطوح، بعد از تکمیل ترمیم های مورد نیاز استفاده می شوند.
مفهوم سیستم ها
وقتی که سیستم ها محافظتی انتخاب می شود، همه شاخص های تاثیرگذار در عملکرد آن سیستم ها در سازه احتیاج به ملاحظه و بررسی کامل دارد و نباید فقطیک جزء یا خاصیت منحصر به فرد مورد توجه قرار گیرد. این دیدگاه در ACI 515.1R مطرح شده است. برخی از شاخص هایی که باید مورد ملاحظه قرار گیرد در زیر آورده شده است :
مواد حفاظتی
مواد حفاظتی سطح مشترک برای سطوح بتنی
بتن های با ضخامت mm40 (سطح بتن)
بتن های با ضخامت بیشتر از mm40
ملاحظات سازه ای
ملاحظات سازه ای در حین اجرا (جایدهی میلگردها)
اعضای بتنی در معرض عوامل محیطی
پایداری شمع های بتنی (اگر نیاز باشد)
فشار آب های زیرزمینی (آگر نیاز باشد)
اثر در معرض قرار گرفتن عوامل محیطی (اگر نیاز باشد)
قرار گرفتن در سایش، فرسایش و کاویتاسیون
سیستم های حفاظتی شامل مواد و روش هایی است که باعث کاهش خوردگی فلزات مهار شده در بتن می شوند. این کاهش خرابی موجب دوام بتن می شود. سیستم های حفاظتی نفوذ رطوبت، یون کلراید و دیگر آلودگی ها را با استفاده از عملیات بهبود (درمان) اصول الکتریکی – شیمیایی اعمال شده، یا با لایه های PCC اصلاح کننده، محدود می کند. سیستم های حفاظتی همچنین شامل مواد و روش هایی است که مقاومت سایشی سطح یا مقاومت در برابر ضربه را افزایش می دهد و یا سبب افزایش مقاومت در برابر جریان های تخریب کننده بتن می شود.
مقدمه و شاخص های انتخاب
اغلب سازه های بتنی و ترمیم های آنها عمر محدودی دارند. دلیل اولیه برای تهیه سیستم حفاظتی افزایش عمر سازه ها یا ترمیم های ثانویه آنها پس از آن و کاهش نرخ تخریب سازه های بتنی است. در برنامه ترمیم مناسب باید دلایل شروع خرابی ، زوال (بدتر شدن) یا گسیختگی بتن تعیین شود. این کار، اغلب مشکل یا غیر ممکن است و به همین دلیل برنامه ترمیم با شرایط مختلف تغییر می کند. بنابراین سیستم های محافظتی جهت اصلاح عملکرد ترمیم ها و بتن اصلی به وسیله ملایم نمودن دلایل اصلی خرابی بتن طراحی می شود. این اغلب تنها برای کم کردن تاثیرات این شرایط یعد از انجام برنامه ترمیم است.
روش ها و محصولات فراوانی برای حفاظت بتن وجود دارد. برای ارزیابی خصوصیات مواد حفاظتی اطلاعات ACI 515.1 R و اسناد بین المللی NACE در برخی زمان ها ، درخصوص مباحث وابسته به ترمیم بتن مفید است.
شاخص های اقتصادی
هزینه دوره عمر باید برای سیستم های مختلف حفاظت بررسی شود. سیستم محافظت با پایین ترین هزینه اولیه ممکن است به واقع گران ترین سیستم باشد ، زیرا عواقب بدی به همراه دارد.
ثبت بهره برداری
امروزه چندین سیستم جدید موجود است که دارای ثبت دوره بهره برداری نیست. اگر چه نتایج آزمون ها دلگرم کننده است ، اما بیشتر مشاوران و کارفرمایان برای استفاده از این قبیل سیستم ها در پروژه تمایلی ندارند. اگر سیستم های حفاظتی استفاده نشود، کارفرما باید تمام خطرات را بپذیرد.
ظاهر
کارفرما باید تمامی سیستم های حفاظتی را قبل از اجرا بشناسد. ظاهر این سیستم ها می تواند شاخصه مهمی در تعیین انتخاب سیستم باشد.
مشاهده (بررسی و رصد کردن) ساخت
برنامه بازرسی ها باید در طول زمان اجرای سیستم حفاظت پیش بینی و انجام شود. ACI 515.1 R به طور کامل در این خصوص بحث می کند.
ملاحظات محیطی
موسسات حفاظت محیطی یا دیگر موسسات مرتبط ممکن است دارای ملزومات VOC معینی برای انتخاب برخی سیستم ها باشند. به علاوه ،حمل ، استفاده و منهدم کردن خطرات شیمیایی که می تواند شاخصی برای ارزیابی پتانسیل سیستم حفاظت باشد، باید مدنظر قرار گیرد. سر و صدا و گرد و غبار در زمان اجرای این سیستم ها می تواند شاخص هایی برای انتخاب باشد.
سازگاری و پیوند (چسبیدن)
وقتی سیستم حفاظتی انتخاب می شود شرایط سطحی باید بررسی شود. باید شاخص های قابلیت سازگاری و توانی چسبیدن هر پوشش موجود یا مواد ترمیمی بررسی شود. ملاحظاتی نیز باید برای رسیدن به چسبندگی مناسب در هر پوشش لایه زیرین باقیمانده بشود. برداشتن پوشش موجود یا بتونه ممکن است در انتخاب سیستم جدید موثر باشد. آزمایش در محل کار و در آزمایشگاه باید قبل از اجرای سیستم جدید برروی پوشش ها یا بتونه ها انجام شود.
دوام و عملکرد
چرخه عمر پیش بینی شده سیستم با الزامات کارفرما باید قبل از انتخاب مواد بررسی شود. در میان شاخص ها و شرایط محیطی ، از قبیل در معرض باد یا بارش باران، در معرض دیوکسید کربن،در معرض پرتو فرابنفش، تغییرات دما، باران اسیدی، سایش و یا موارد مشابه، بررسی شود.
الزامات ایمنی
مکانی که در آن سیستم در حال انجام است می تواند در انتخاب سیستم موثر باشد و نه تنها باید خصوصیات عملکردی مورد ملاحظه قرار گیرد بلکه باید مباحث ایمنی نیز در نظر گرفته شود. بسیاری از مواد حفاظتی سمی اند و می توانند باعث مشکلات جدی در سلامت انسان باشند. اهمیت زیاد به ایمنی کارگران اجرایی در طول کار ، به ویژه در فضاهایی با تهویه نامطلوب باید داده شود. افراد در اجرا، نباید به طور مستقیم درگیر و در مجاورت فضاهای با شعله های آزاد ، امکان جرقه وسایل الکتریکی مجاور یا هر امکان خطرناک دیگری باشند. پیمانکار باید مسئولیت ایمنی را به عهده داشته باشد و از روش های صحیح ایمنی را در همه ی موارد تامین کند. تولید کننده ها باید بخشی از روند کار و راهنماهایی درخصوص استفاده ایمن این محصولات ارائه دهند که در تمامی بروشورهای کلینیک بتن ایران و همچنین در بسته بندی ها قید شده و باید صفحات حاوی داده های ایمنی مواد (MSDSS) تهیه شود و قبل از تحویل اسناد اجرایی در مناقصه به کارفرما ارائه شود.
نقش فاصله نگهدار ها ( اسپیسر ، Spacer )در افزایش کیفیت اجرایی ساختمان های بتنی
ساختمانها در هر کشوری جزو سرمایه های ملی آن کشور به حساب می آیند و ارتقائ کیفیت ...
ساختمانها در هر کشوری جزو سرمایه های ملی آن کشور به حساب می آیند و ارتقائ کیفیت ساخت ساختمانها (به طور عام هر فضا یا حجمی که برای تسهیل در زندگی مردم ایجاد میگردد) باعث ارتقاء در سطح کیفی زندگی مردم آن کشور می گردد.طول مدت بهره برداری از هر ساختمان با طول عمر و کارایی اجزای سازه ای آن ساختمان رابطه مستقیم دارد و تا زمانیکه اجزائ ساختمان وظیفه خود را به خوبی و به طور مطلوب انجام دهند و پایایی اجزائ آن حفظ گردد امکان بهره برداری از ساختمان مهیا می باشد.
پس از گذر از بحث ضعف ها، اشکالات و خطاهای طراحی ساختمان به بحث اجرا و برآوردن رواداریهای میلگردها و بتن و به طور خاص به پوشش آرماتورها میپردازیم.
یکی از نکاتی که به افزایش عمر سازه ها و المانهای بتنی می انجامد رعایت اجرای صحیح رواداریهای مذکور میباشد
حداقل پوشش بتنی یا کاور بتن آرماتورها که به عنوان محافظ برای آرماتورها در برابر هوا و اثرات دیگر است ، از سطح بتن تا سطح بیرونی فولادی که ضابطه پوشش در مورد آن اعمال میگردد،محاسبه میشود.
در موردی که حداقل پوشش برای یک نوع عضو ساختمانی بیان شده است،حداقل پوشش بتون اگر آرماتور عرضی،میلگردهای اصلی را در بر گرفته باشد تا لبه خارجی خاموتها ،تنگها و مارپیچها اندازه گیری می شود
و اگر بیش از یک ردیف آرماتور اصلی بدون خاموتها یا تنگ بکار برده شود،تا سطح خارجی بیرونی ترین ردیف میلگردها اندازه گیری میشود و در مورد فولاد پیش تنیدگی و پس کشیده تا غلاف یا مهارگاه انتهای فلزی اندازه گیری می شود.
"سطوح بتنی در معرض هوا"
در مورد سطح پایینی دالها یا پوسته های نازک معمولا مستقیما در معرض تغییرات رطوبتی قرار نمیگیرند مگر اینکه تحت اثرخیس شدن و خشک شدن پی در پی قرار گیرند مانند اینکه در اثر شرایط تقطیر یا نشت مستقیم آب از سطوح بالایی رواناب، یا ذرات مشابه به وجود آید.
برای محافظت آرماتورها در برابر هوا میتوان از روشهای دیگری استفاده کرد،مشروط بر انکه این روشها با پوشش اضافی لازم بر اساس آیین نامه معادل باشند،در صورت تایید بازرس ساختمان بر اساس ضوابط مربوطه آرماتوری که دارای یک نوع محافظت دیگر در برابر هوا باشد، میتواند یک پوشش بتنی حداقل برابر با پوشش لازم برای آرماتوری که در معرض هواست را دارا باشد.
طولهای مهاری بصورت تابعی از پوشش میلگردها هستند،از اینرو در پاره ای از موارد ممکن است استفاده از مقادیری بزرگتر از پوشش حداقل ،مطلوب واقع شود.
space به معنی فضا ،فضا دادن و فاصله گذاشتن مشتق شده است ودر ترجمه فارسی به صورت فضا ساز یا فاصله گذار ترجمه شده است. در تعریف استاندارد هرقطعه ای که برای ایجاد و حفظ فاصله الزامی میان قالب و میلگرد در حین عملیات بتن ریزی استفاده شود ، اسپیسر نامیده می شود .اسپیسرها مهمترین ابزار برای رسیدن به پوشش بتنی الزامی ،هستند .
کارایی متفاوت از یک قطعه در پی و ستون به طور مثال در شکل صندلی چفت و بست دار زیر که با یک حفره مخروطی شکل ،دارای مقاومت باربری بیشتری بوده ضمن انکه فضای مورد نیاز اشغال شده به حداقل رسانده شده است ،این فضاها و باز شدگی ها اجازه جاری شدن بتن در بین این سوراخها را به راحتی میدهد ودر محل عبور میلگردها از روی هم کاربرد دارد. ،به طوری که در یک نقطه همزمان میلگرد بالایی و پایینی را قفل و بست نموده و تثبیت می نماید.
می توان گفت:
یک کارگر در یک زمان میتواند تعداد زیادی از این فاصله دهنده ها ( اسپیسرها) را در داخل سایت کارگاه به راحتی حمل نماید بدون انکه به محل ذخیره و نگهداری آنها رفت و آمد کند.
قابلیت بالای بعضی از این قطعات در دور گیری انواع میلگردها و سهولت و روانی در هنگام کار مثال زدنی است.
در بسیاری از انواع این فاصله نگهدارها قابلیت قفل و بست کردن میلگردها وجود ندارد و در بعضی دیگر یک مقدار غیر معمول فضا برای دور گیری و جفت وجور کردن میلگردها مورد نیاز است و تعدادی نیز فاقد قابلیت قفل و بست و ایمنی قابل اعتماد برای
اعضای بتن مسلح می باشند.
آنچه از یک فضا ساز مورد انتظار میباشد آنستکه با شبکه های میلگرد همخوانی داشته باشد و وظیفه نگهداری شبکه های میلگرد در خلال بتن ریزی سازه مسلح را به عهده بگیرد و نه فقط ایمنی در شبکه مش بندی را داشته باشد.این وظیفه با استفاده از نشیمنگاههای ساخته شده با استفاده از مواد با دوام و غیر خورنده ایجاد میشود که تولید آنها آسان است و استفاده از آنها نیز در شبکه های آرماتور به راحتی انجام می شود.
دپارتمان تحقیق و توسعه.کلینیک بتن ایران((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی وارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن))