بتن و سازه های بتنی در طول فرآیند بهره برداری و ساخت دچار آسیب و تخریب می شوند. کارفرمایان و بهره برداران برای حفظ خصوصیات و شرایط سازه برای کاربرد کامل در طول دوره پیش بینی شده اقدام به تعمیرات و ترمیم آنها می نمایند. تخریب و آسیب های سازه های بتنی بنا به علت و ابعاد ایجاد به گروه های مختلفی تقسیم می شوند. از جمله عوامل ایجاد تخریب در سازه های بتنی می توان به خوردگی ، تاثیر اسیدها ، کربناتاسیون ، سولفاته شده ، واکنش قلیایی ، مشکلات اجرایی و ... می باشند.
مواد ترمیم کننده آماده را می توان به انواع زیر تقسیم بندی کرد:
1. ملات های پایه سیمانی اصلاح شده با الیاف و پلیمر
2. ملات های پلیمری
3. ملات های نیمه پلیمری
4. چسب های اپوکسی
5. رزین های تزریقی
6. چسب های لاتکس
هریک از این محصولات دارای خصوصیاتی می باشند که مصرف آنها در محلی خاص توجیح می نماید. از جمله این خصوصیات می توان به ابعاد منطقه ترمیم ، ضخامت ترمیم ، مقاومت شیمیایی مورد نیاز ، بار وارد به منطقه ترمیم ، سازه ای یا غیر سازه ای بودن ترمیم و ... اشاره کرد.
شماره های تماس با شرکت شیمیایی ساختمانی آژن : 6-34266680-026 33555922-026
تعمیر بتن
● جایگزینی بتن یا مالت به جای بتن یا میلگرد آسیبدیده یا تخریب شده یا مشکل‌دار در حین اجرای یک قطعه بتنی
تقویت بتن
● فرآیند ارتقای ظرفیت باربری اعضای آسیب دیده سازه بتنی تا ظرفیت طراحی اولیه یا افزایش مقاومت سازه بتنی
تعمیر غیر سازه‌ای
● تعمیر یک خرابی موضعی که بر ظرفیت سازه‌ای قطعه اثر نمی‌گذاشته
آماده سازی سطح بتن
● گام‌هایی که پس از تخریب و برداشتن بتن آسیب دیده انجام می‌شود که شامل ایجاد شرایط لازم برای سطح بتن پایه در مرز تعمیر میباشد و همچنین پاک کردن و آماده کردن سطح میلگرد فوالدی موجود در بتن میباشد
نم بندی بتن
● بهبود کیفیت بتن یا مالت برای ایجاد مانع و تأخیر در عبور یا جذب آب یا بخار یا هر دو با استفاده از یک ماده افزودنی یا سیمان خاص یا با استفاده از یک غشاء اعمالی مانند ورقه پلی‌اتیلن روی زمین قبل از بتن ریزی دال کف
آب بندی بتن
● ایجاد مانع و جلوگیری از عبور آب به شکل مایعتحت فشار هیدرولیک
آب انداختگی در بتن ریزی های تازه
آب انداختگی به دو شکل در بتن اتفاق می‌افتد:
آب انداختگی نرمال بتن :
آب انداختگی بصورت یکنواخت در تمام سطح اتفاق می‌افتد که معمولا در مقاطع با عمق کمتر رخ می‌دهد مانند دال، سقف و … (در این نوع آب انداختگی ذرات سیمان، ذرات ریز ماسه به همراه آب در سطح بتن بصورت یکنواخت جمع می‌شود و تفاوت رنگ با بتن اصلی به دلیل پخش یکنواخت قابل تشخیص نمی‌باشد)
آب انداختگی کانالی بتن :
آب انداختگی در حال افزایش (به صورت چشمه) در مسیر‌های خاص که معمولا در مقاطع با عمق بیشتر مانند دیوار، پی‌ها و … (در این نوع آب انداختگی ذرات سیمان، ذرات ریز ماسه به همراه آب در سطح بتن با یک رنگ متفاوت و به صورت چشمه ای جمع می‌گردد)
در حقیقت آب انداختگی در بتن به علت عدم توانایی ذرات جامد در نگه داشتن همه آب مخلوط بین خود و جلوگیری از ته نشین شدن آنها میباشد و معمولا بعد از سخت شدن بتن متوقف می‌گردد. عامل اصلی در نرخ آب انداختگی بتن نسبت آب به سیمان میباشد و با بالاتر رفتن آن میزان آب انداختن بتن افزایش می‌یابد. همچنین نوع سیمان و میزان ریزدانه‌های بتن (فیلر) نیز روی نرخ آب انداختگی تاثیر دارند. بتن با سیمان ریزتر و فیلر مناسب نرخ آب انداختگی کمتری خواهد داشت. همچنین نرخ آب انداختگی بتن به ارتفاع بتن (فشار بتن) نیز ارتباط مستقیمی دارد و با افزایش ارتفاع، نرخ آب انداختگی افزایش می‌یابد.
تعاریف تعمیر و تخریب سامانه تعمیر
● ترکیب مواد و فنون بکار رفته در تعمیر یک سازه حفاظت
● عملیات ایجاد سپر در برابر عوامل محیطی و سایر آسیب‌ها با هدف حفظ سازه یا افزایش عمر مفید آن
تعاریف تعمیر و تخریب
خوردگی بتن
● خرابی فلزات به وسیله واکنش‌های شیمیایی، الکتروشیمیایی یا الکترولیتی در شرایط محیطی موجود
تخریب بتن
● برداشتن بتن آسیبدیده یا حتی بتن سالم که باید حذف گردد.
متدولوژی تعمیر
● فهم اساسی علل ایجاد نقص و خرابی در بتن یکی از ضروریات ارزیابی و در نتیجه آن تعمیر موفقیت آمیز است. اگر علت یک نقیصه شناخته شود، انتظار بیشتری می‌رود که یک سامانه تعمیری مناسب انتخاب شود و در پی آن تعمیر موفقی با حداکثر افزایش عمر تعمیر حاصل گردد.
● برای مثال ترک خوردگی می‌تواند یک علامت یا نشانه یا مشاهده باشد که به نوبه خود بتواند از علل دیگری مانند جمع شدگی ناشی از خشک شدگی، چرخه‌های حرارتی، اضافه بارگذاری اتفاقی، خوردگی اقلام مدفون یا طراحی و ساخت غلط نشأت گرفته باشد.
● فقط پس از این که علت یا علل بروز نقیصه مشخص شد می‌توان تصمیمات منطقی در مورد انتخاب سامانه تعمیری و بکارگیری فرآیند تعمیر اتخاذ کرد.
ارزیابی شرایط
● اولین گام در تعمیر، ارزیابی شرایط جاری حاکم بربتن سازه است. این ارزیابی می‌تواند شامل بازنگری مدارک طرح و اجرا موجود، آنالیز سازه‌ای سازه در حالت خراب شده، بازنگری داده‌های آزمایش‌های موجود، بازنگری ثبت تعمیرات قبلی و نگهداری قبلی، بازرسی چشمی سازه، ارزیابی فعالیت خوردگی، نتایج آزمایش‌های مخرب و غیر مخرب، نتایج آزمایش‌های آزمایشگاهی شیمیایی و پتروگرافی نمونه‌های بتنی باشد.
● با تکمیل این مراحل ارزیابی، باید از افراد خبره برای مطالعه آنها و مشخص کردن علل خرابی بهره گرفت. اطلاعات بیشتر در 1R.201 ،222R ، ACI 437R و 364.1R،2
تعیین علل خرابی بتن
● پس از این که ارزیابی شرایط یک سازه کامل شد،ساز و کار خرابی و ایجاد نقیصه باید مشخص گردد. چون بیشتر نقیصه‌ها ممکن است به دلیل بیشتر از یک ساز و کار ایجاد شده باشند، درک اساسی علل خرابی بتن برای این که چه اتفاقی برای یک سازه بتنی افتاده و چرا این مشکل بوجود آمده است ضروری میباشد
● پس از این مرحله می‌توان یک نقشه برای علاج بخشی و انتخاب مواد تعمیری ترسیم کرد و سپس نقشه و مشخصات فنی را تهیه نمود.
انتخاب روش و مواد تعمیری
● پس از تعیین علل آسیب یا خرابی، مواد تعمیری و روش‌های مناسب باید انتخاب و در نظر گرفته شوند
● ممکن است طراح، تغییری در زهکشی آب، حذف منابع خألزایی،حذف شرایط رویارویی با مواد زیان آور و غیره بدهد
● مهندس باید درک عمیقی از عوامل موثر بر دوام بتن و دلایل انواع مختلف ترک‌خوردگی داشته باشد ACI 201.2R و 222R ، 224.1R-
● همواره ممکن نیست که دلایل و علل خرابی را اصلاح کنیم. برای مثال، تغییر در شرایط رویارویی بتن ممکن است امکان پذیر نباشد.
- در چنین حاالتی،
● مهندس باید به محدودیت‌ها توجه کند مانند مشکلات دسترسی به سازه، زمان کاربری سازه، محدودیت‌های مالک سازه شامل هزینه و عمر مفید درخواستی و محدودیت‌های آب و هوایی
● مشکلاتی که نمی‌تواند اصلاح شود مانند رویارویی مداوم با کلرید نمک‌های یخ‌زدا یا آب دریا یا رویارویی مداوم با مواد شیمیایی زیان آور باید در نظر گرفته شود.
- در این حاالت، سامانه تعمیر و حفاظت، عمر سازه را افزایش می‌دهد اما علل خرابی را حذف نمی‌کند.
● در برخی پروژه‌ها، الزامات ایمنی فردی و محیطی می‌تواند اثر زیادی بر انتخاب مواد، روش‌ها یا هر دو بگذارد.
● ذرات یا بخار هوا برد که می‌تواند نتیجه بکارگیری غشاء خاص، پرکننده و پوشش (اندود) و پاشیدن ذرات سیلیس ساینده باشد باید مد نظر قرارگیرد.
● سر و صدا یا زباله‌های زیان آور نیز باید مد نظر گرفته شود.
- محدودیت‌های ایمنی فردی و محیطی به الزامات خاص و سیاست‌های مالکین و سازمان‌های وابسته ( وزارت کار، بهداشت و نهادهای محلی) بستگی دارد.
● مهندس باید به مزایا و معایب تعمیرهای دائمی یا موقت بپردازد و انتخاب مواد و روش‌های مناسب برای ایجاد عمر سازه تعمیر شده را مد نظر قرار دهد.
● گاه‌گاهی ممکن است تعمیر موقت سازه بهتر و ارزان‌تر از تعمیر دائمی باشد حتی اگر تکرار تعمیر در نظر گرفته شود
● همواره باید قبل و بعد و حتی در حین تعمیر، ایمنی سازه در نظر گرفته شود.
- در عملیات تعمیری غالباً تخریب بخش‌هایی از بتن سازه‌ای و میلگردهای آن، ظرفیت مقاومت‌های فشاری، کششی، خمشی و برشی را کاهش می‌دهد و پایداری سازه به خطر می‌افتد.
● در برخی موارد در قسمت‌هایی از تیر و دال به ویژه دال تیرهای طره‌ای، لنگر منفی وجود دارد باید در تخریب بتن آن دقت نمود و ایمنی لازم را تأمین کرد.
- این کار با ایجاد پایه‌ها و داربست‌های موقت و سایر تدابیر مقتضی و مناسب باید انجام شود
● دسترسی به مواد تعمیری و امکان استفاده از روش‌های تعمیری، هزینه تعمیر و امکان سنجی فنی بکارگیری آنها باید در نظر گرفته شود.
● از سازندگان و تأمین کنندگان مواد تعمیری باید برای انتخاب مواد مناسب و روش‌های اعمال آنها کمک لازم را اخذ نمود.
- نباید صرفا به بروشورهای سازنده مواد تکیه کرد زیرا ممکن است شرایط خاص پروژه را در نظر نگرفته باشد
● توانایی‌های اجراکننده تعمیر برای بکارگیری مواد تعمیری و استفاده از روش‌های مورد نظر باید ارزیابی شود.
تهیه نقشه ها و مشخصات فنی تعمیر
● گام بعدی، تهیه نقشه‌ها و مشخصات فنی تعمیر میباشد
- از آن‌جا که معمولا نمی‌توان دامنه و گستره خرابی‌های بتن و میلگرد را به دقت تعیین کرد باید یک انعطاف پذیری در این موارد وجود داشته باشد و به این امر در نقشه و مشخصات اذعان گردد.
● نیاز به محاسبه احجام تعمیر و قیمت وجود دارد
انتخاب پیمانکار
● پیمانکاران باید با نقشه‌ها، مشخصات و احجام کار آشنا شوند
● بازدید از محل پروژه همواره از اهمیت برخوردار استتا همه ادعاهای احتمالی از بین برود
● چنانچه پرسش یا ابهام خاصی در مورد نقشه، مشخصات، احجام و غیره وجود دارد باید در جلسات خاصی مطرح گردد و نتیجه آن به اطلاع همه پیمانکاران برسد.
● با توجه به توانایی‌های فنی و سازمانی و مالی پیمانکاران و سوابق کاری آنان باید نسبت به انتخاب پیمانکار مناسب اقدام گردد که قیمت پیشنهادی نیز نقش مهمی را ایفا می‌کند.
مراحل و زمان بندی اجرا
● مدیر پروژه و سرپرست کارگاه باید معرفی شوند و در جلسات خاصی با کارفرما و نظارت، برنامه کلی کار و خواسته‌ها مرور گردد تا امکان برنامه‌ریزی دقیق فراهم شود و در مورد ارسال گزارش‌های روزانه، هفتگی و ماهیانه و یا جلسات مرتب برای هماهنگی، تصمیم گیری گردد.
● برنامه زمان بندی تفصیلی عملیات اجرایی باید توسط پیمانکار در چارچوب برنامه زمان بندی کلی تهیه شود.
●نحوه انجام عملیات اجرایی باید به همراه جزئیات آن شامل نفرات، مواد، وسایل و تجهیزات لازم و روش کار برای مراحل مختلف تأمین ایمنی برداشت یا تخریب بتن، آماده سازی سطح، اعمال مواد تعمیری، عمل‌آوری، کاشت میلگرد و عملیات حفاظتی تهیه و به اطلاع نظارت برسد.
● نظارت این پیشنهاد را بررسی و نقطه نظرات خود را اعلام می‌کند و ممکن است لازم باشد جلساتی را برای اصلاح پیشنهاد برگزار نمایند.
کنترل کیفیت
● پس از تصویب نحوه انجام عملیات و برنامه زمان بندی، دستگاه نظارت باید بر آن اساس، کنترل کیفیت و بازرسی‌ها را به مرحله اجرا گذارد.
● ACI311.4R 5R.311 و ACI و ACI311.1R ، در مورد برقراری کنترل کیفیت، بازررسی و انجام آزمایش‌ها، راهنمایی می‌کند.
- طرح کنترل کیفی مکتوبی باید از طرف نظارت تأیید گردد که ممکن است پیشنهاد آن از طرف پیمانکار باشد.
● نتایج حاصل از کنترل کیفی و آزمایش‌ها باید ثبت و نگهداری شود.
● برای انجام آزمایش‌ها باید از یک آزمایشگاه بهره‌گیری شود.
نگهداری پس از تعمیر بتن
● برنامه عملیات نگهداری پس از انجام عملیات تعمیری باید مشخص شود و به تأیید برسد.
- باید برنامه پایش سازه مشخص گردد
● معمولا این کار باید توسط پیمانکار انجام شود و در چارچوب تعهدات و تضمین وی باشد.
شماره های تماس با شرکت شیمیایی ساختمانی آژن : 6-34266680-026 33555922-026
تخریب (برداشت) بتن
● معمولا تعمیر شامل برداشت یا تخریب بتن آسیب دیده یا خراب میباشد.
- همه قسمت آسیب دیده یا دارای خرابی و نقیصه باید برداشته شود. همواره تشخیص دقیق کرانه منطقه آسیب دیده امکان پذیر نیست
- معمولا بخشی از بتن سالم نیز برداشته می‌شود تا اطمینان حاصل شود که به میلگردهای سالم برسیم و بتن ضعیف یا لق وجود نداشته باشد
● برخی روش‌های تخریب به بتن سالم مجاور آسیب می‌رساند مانند انفجار یا بکارگیری وسایل چکش ضربه‌ای سنگین تر از 11 کیلویی
● استفاده از چکش ضربه‌ای ترک‌های موئینه‌ای در بتن مجاور بوجود می‌آورد. برای رفع این عیب گاه در نزدیکی مرز تخریب از وسایل کم خطر‌تر یباید استفاده شود مانند چکش برقی (پیکور) سبک، پاشش ماسه، جت آب پرفشار
● در محل‌های محدود در سطح دال، دیوار، ستون و مشابه آن لازم است با تیغه فرز، پیرامون محل تخریب در ابتدا به عمق 15 تا 20 میلی‌متر به صورت عمودی بریده شود.
● لبه محل تخریب نباید پرکلاغی باشد مگر در تعمیر با بتن پاشی که این حالت در پیرامون محل تخریب در 506R ACI توصیه شده است.
- برشکاری با تیغه فرز، لبه گونیایی بوجود می‌آورد و علاوه بر آن از ایجاد ترک در بتن سالم بر اثر تخریب ضربه‌ای جلوگیری می‌کند.
● شکل پیرامونی منطقه تعمیری (تخریب) باید منظم باشد و ترجیحاً باید تا حد امکان تقارن حفظ گردد.
● از گوشه‌هایی با زاویه بیش از 180 درجه و گوشه‌های مقعر (رو به داخل) باید پرهیز شود.
● از ایجاد تغییرات زیاد در عمق تخریب در یک فاصله کم باید خودداری شود.
- بهتراست تحت هیچ عنوان ضخامت تخریب در هیچ نقطه‌ای از 80 درصد کل ضخامت کمتر نشود تا قید خاصی بوجود نیاید
● در هنگام تخریب، نباید به میلگردهای سالمبتن آسیبی وارد شود
- باید عمق میلگرد در بتن مشخص شود مگر این که قرار باشد میلگرد بتن نیز خارج گردد
- تخریب موضعی با احتیاط و برش با تیغه فرز به آرامی می‌تواند عمق میلگرد را مشخص کند اما راه حل بهتر استفاده از آرماتور یاب عمق سنج میباشد
ملاحظات کلی تخریب
● برخی روش‌ها در تخریب موثرند و برخی آسیبکمتری به بتن سالم می‌رسانند
● به موارد ایمنی، اقتصادی و زیست محیطی وکمینه کردن وارد آوردن خسارت به بتن سالم (پایه) باید توجه شود
● موضوع مدت تخریب و تأثیر آن بر طول زمان تعمیر و عدم بهره برداری از سازه و خسارات آن باید مد نظر گرفته شود
● اطلاع داشتن از کیفیت بتن، حداکثر اندازه و نوع آن برای انتخاب روش تخریب و هزینه‌های مربوطه ضروری است
پایش و ایجاد داربست و پایه در عملیات تخریب
● باید قبل از تخریب، پایه و داربست مناسب برای سازه تعبیه نمود تا در حین تخریب، خرابی و فرو ریختن بوجود نیاید
● باید اقدامات احتیاطی و وسایل لازم برای عدم ریزش مواد تخریبی را فراهم نمود
● باید اقدامات احتیاطی جهت جلوگیری از آسیب رسانی به میلگردها را به انجام رساند.
● در حین تخریب باید بتن و سازه را تحت پایش قرار داد تا اتفاق ناگوار و پیش‌بینی نشده‌ای به وقوع نپیوندد.
● زدن چکش به سطح بتن و گوش دادن به صدای آن می‌تواند محل‌های تخریبی را مشخص کند (صدای زیر یا بم، صدای زنگ یا مرگ)
اما بکارگیری آن به تنهایی کافی نیست و نیاز به استفاده از روش‌های خاص دیگر مندرج در دارد وجود ACI 228.2R
- مغزه گیری
- روش فراصوتی
- روش آزمایشاکو - ضربه
- روش آزمایش off-pull
- آرماتوریابی
- دما نگاری مادون قرمز
- رادار (GPR)
حجم بتن تخریبی
● حجم بتن تخریبی در ارتباط با زمان لازم برایت خریب با توجه به وسایل تخریب و شرایط کار میباشد.
● در طول تخریب باید این موارد کنترل شود و تدابیر لازم برای کاهش زمان تخریب اتخاذ شود.
● حجم بتن تخریبی در برآورد باید با تقریب اضافی منظور گردد.
طبقه بندی روش های تخریب
● انفجار
● برشکاری
- اره الماسه
- سیم برش الماسه
- تیغه فرز
- ایجاد سوراخ‌های چسبیده به هم
- حرارتی
- جت پر فشار آب
طبقه بندی روش های تخریب
● انفجار
● برشکاری
- اره الماسه
- سیم برش الماسه
- تیغه فرز
- ایجاد سوراخ‌های چسبیده به هم
- حرارتی
- جت پر فشار آب
● ضربه
- چکش هوای فشرده دستی
- چکش هوای فشرده متصل به بازوی وسایل مکانیکی
- چکش برقی دستی
- تیشه برقی چرخان یا با هوای فشرده
● حفاری
● تراش
● جت آب پرفشار Hydrodemolition
● دو نیم کردن
- دو نیم کننده هیدرولیکی
- دو نیم کننده با پالس آب
- مواد انبساطی
● پاشش مواد ساینده
- ماسه پاشی سیلیسی تر یا خشک
- ماسه پاشی با مسباره
- ساچم هپاشی
- جت آبپرفشار با مواد ساینده
● رایج ترین وسایل تخریبی
- تیغه فرز
- جت پرفشار آب برای برش
- چکش هوای فشرده دستی و روی بازوی مکانیکی
- چکش برقی (پیکور)
- جت آب پر فشار برای تراشکاری
- ماسه پاش سیلیسی یا مسباره
آماده سازی سطح بتن
● ایجاد ناصافی، زبری و خشونت (مضرس کردن) روی سطوح صاف و یا صاف‌تر کردن سطوحی با پستی و بلندی زیاد به عنوان آماده سازی سطح بتن در اغلب اوقات ضروری است
- تمیزکاری سطح نیز جزو آماده سازی محسوب می‌شود
● آماده سازی سطح بتن شامل اشباع سازی و یا بکارگیری مواد اتصال‌زا نیز میباشد
● روش‌ها و وسایل آماده سازی سطح برای خشن و زبرسازی
- تمیزکاری با مواد شیمیایی یا دترجنت‌ها، تری سدیم فسفات و سایر مواد تمیزکننده بدون بکارگیری حلال‌ها
- اسیدشویی برای برداشتن یک الیه یا پوسته ضعیف سطحی شیره سیمان
● روش‌ها و وسایل آماده سازی سطح برای خشن و زبرسازی
- وسایل مکانیکی مانند پیکور، ساینده‌ها و خراشنده‌ها
- وسایل سایشی مانند ماسه پاشی، ساچمه پاشی و جت آب پر فشار
● برای تعیین ناصافی و زبری سطح از کاغذهای سمباده‌ای درجه بندی شده استفاده می‌شود.
● اشباع سازی سطح بتن پایه با آب توسط غرقاب سازی یا پاشش آب در چند نوبت برای جلوگیری از مکیدن آب مالت یا بتن تعمیری سیمانی و جلوگیری از جمع شدگی و تضعیف اتصال و چسبندگی
● استفاده از مواد اتصال‌زا شامل التکس یا بکارگیری دوغاب التکسی (در این مورد نیازی به اشباع سازی با آب وجود ندارد)
- قبل از خشک شدن کامل سطح اشباع شده و یا خشک کردن و از بین رفتن چسبناکی التکس یا دوغاب التکسی، مالت یا بتن تعمیری باید اعمال گردد
● استفاده از بخار آب برای تمیز کردن چربی‌ها
شماره های تماس با شرکت شیمیایی ساختمانی آژن : 6-34266680-026 33555922-026