مشاوره و ارائه طرح ترمیم سازه های بتنی - مهندسي و اجراي ترميم سازه هاي بتني ( سازه های صنعتی ، سازه های آبی بتنی ، مخازن ، تصفیه خانه ، تونلها ، کلاریفایر ها ، کولینگ تاور ها )

مشاوره و ارائه طرح ترمیم سازه های بتنی - مهندسي و اجراي ترميم سازه هاي بتني ( سازه های صنعتی ، سازه های آبی بتنی ، مخازن ، تصفیه خانه ، تونلها ، کلاریفایر ها ، کولینگ تاور ها )

کد مطلب : 37

هر سازه بتني در طول مراحل ساخت و بهره برداري مي تواند به علل مختلف مانند خوردگي آرماتورها ، نفوذ آب ، حمله سولفات و كلر ها ، كربناتاسيون ، قليايي بتن ، اشتباهات طراحي و بارگذاري ، حوادث ، ترك هاي ناشي ازجمع شدگي و عدم كيورينگ و نگهداري مناسب ، عدم اجراي نامناسب بتن ، عدم كيفيت لازم طرح اختلاط ، عدم فراهم بودن شرايط مناسب بتن ريزي و ... دچار نقص كيفي در بتن گردد كه باعث تحليل عضو بتني كاهش شدي

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران


هر سازه بتني در طول مراحل ساخت و بهره برداري مي تواند به علل مختلف مانند  خوردگي آرماتورها ، نفوذ آب ، حمله سولفات و كلر ها ، كربناتاسيون ، قليايي بتن ،  اشتباهات طراحي و بارگذاري ،  حوادث  ، ترك هاي ناشي ازجمع شدگي و عدم كيورينگ و نگهداري مناسب ، عدم اجراي نامناسب بتن ، عدم كيفيت لازم طرح اختلاط ، عدم فراهم بودن شرايط مناسب بتن ريزي  و ... دچار نقص كيفي در بتن گردد كه باعث تحليل عضو بتني كاهش شديد دوام و مقاومت بتن و حتي از بين ر فتن دائمي عضو مي گردد. از سوي ديگر بديهيست كه هر گونه ترميم و تعمير اصولي و كارآمد بتن نيازمند تشخيص كارشناسي عوامل ايجاد كننده نقص و تشريح نيازهاي مورد نظر از ترميم مي باشد كه اين امر به نوبه خود نيازمند احاطه كامل كارشناسان به مصالح متنوع ترميمي چه از نظر ساختار و چه از منظر كاربرد و اجرا مي باشد . چراكه عدم رعايت اصول و مراحل ترميم بتن مي تواند باعث تشديد آسيب ها ، تحميل هزينه هاي مضاعف و كاهش بيش از پيش كيفيت عضو و كاربري آن مي شود .  از اين رو پر واضح است كه يك عمليات ترميم اصولي ، با كيفيت و با دوام ، در تعامل با  مجموعه اي از دانش هاي فني وتجربه اجرايي مورد نياز انجام پذير است . بدين جهت كلينيك فني و تخصصي بتن با در اختيار داشتن كادر تخصصي كارشناسي و اجرايي با تجربه ، نسبت به ارائه اين خدمات تخصصي به پروژه هاي مختلف در سطح كشور اقدام نموده است .



ترمیم و بازسازی بتن

ترمیم و بازسازی سطوح بتنی


اصلاح مناطق تخریب شده و یا فضاهای پوک و سست با استفاده از مصالح معمولی و یا چسب بتن از اشتباهاتی است که معمولا" نتیجه ای جز شکست نخواهد داشت . ترمیم بتن فقط توسط مصالح تخصصی و تیمهای با تجربه امکان پذیر خواهد بود .
شرکت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، راه حل های ممتاز و با دوامی برای حفاظت و ترمیم سطوح بتنی ، ترمیم انواع ترکها ، سطوح متخلخل ، لانه زنبوری ، شن زدگی ، درزهای پله ای ، نواحی ورودی لوله ها حفره های حاصل از Core گیری ، ترمیم و پر نمودن حفره بولتها ، ترمیم اسلبهای تخریب شده و معیوب و ... ارایه می نماید

.
پروسه کامل ترمیم ، شامل بررسی و تشخیص علت عیوب ، آماده سازی سطح ، تخریب و حذف نقاط پوک و سست ، اجرای لایه های محافظت و ممانعت از خوردگی آرماتورها ، اجرای پرایمر های واسط چسبندگی و نهایتاً پر کردن نواحی معیوب با ملات های ترمیمی مناسب بسته به عمق تخریب خواهد بود

.
ملات های ترمیمی

:
ISONEM M 03 –DEZOSIVE 1010-DEZOSIVE 1020-DEZOBOND 2200-ISONEM M 36
  و ... محصولات از جمله مواردی هستند که در رفع معظلات و عیوب بتن توسط متخصصین پیشنهاد می گردد .
از جمله مزایای استفاده از سیستم های مدرن ترمیم سیمان پلیمری ، عبارتند از

:
• 
رفتار فیزیکی مشابه بتن


• متخلخل با قابلیت پخش بخار


• قابلیت اعمال بر سطوح مرطوب


• مقاوم در برابر نمکهای یخ زدایی


• عدم جدایش از بتن اصلی تحت تنش های محیطی


• چسبندگی فوق العاده به سطح بتن و دوام بسیار خوب


• کاهش میزان نفوذ co2 ( مقاوم در برابر کربوناسیون

)
• 
رسیدن به حداکثر مقاومت های فیزیکی و مکانیکی و در حداقل زمان


• سخت شدن بدون ایجاد ترک و با میزان جمع شدگی Shirinkage بسیار کم


توجه : میزان مواد مورد نیاز برای ترمیم بتن به مقدار پوکیها و سایر عیوب بتن بستگی داشته و بهیچوجه قبل از تخریب

نقاط سست قابل محاسبه نمی باشد

ترمیم ترکهای سطوح بتنی


روشهای مقابله با انواع ترکها متفاوت خواهد بود.

لذا اولین قدم در انتخاب روش ترمیم شناخت ترک می باشد . مسلما برخورد باترکهای دینامیک با سایر ترکها متفاوت خواهد بود . ترمیم ترکهای دارای حرکت با مصالح غیر منعطف نهایتا" با شکست روبرو خواهد گردید. بنابراین باید ترکهای متحرک با انواع ماستیک (ماستیک های پلی یورتان ارجعیت دارند ) و یا مواد الستومری اصلاح گردند . در خصوص ترکهای بدون حرکت ترمیم با مصالح تخصصی پایه سیمانی موثر خواهد بود

قدم بعدی پس از شناسایی ترکها آماده سازی می باشد . باز کردن دهانه ترکها و شکل دادن به آنها غیر از تسهیل در انجام عملیات ترمیم موجب خواهد گردید که مساحت درگیر مواد با لبه ترک افزایش یابد

تمیز کردن و زدودن گردخاک مرحله بعدی کار خواهد بود که معمولا با فشار باد(در خصوص ماستیکها ) و فشار جت سیال (در خصوص ملاتهای ترمیمی ) انجام خواهد گردید.


ادامه کار براساس دستورالعمل تولید کننده محصول انتخابی برای اصلاح ترک انجام خواهد گردید.


کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران


کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران با اندیشه ایجاد مرکزی تخصصی و کاربردی در زمینه ارائه خدمات فنی مهندسی ، بازرگانی و آموزشی در سطح کشور و منطقه راه اندازی گردیده است .

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران، اولین و تنها مجموعه فنی و مهندسی با محوریت بتن در سطح کشور می باشد که توانسته با ارائه خدمات متنوع و تخصصی گامی  نو و البته کارآمد در عرصه صنعت بتن کشور بردارد. این امر باعث گردیده تا کارشناسان و مهندسی فعال در عرصه بتن کشور با در اختیار داشتن تیم کارآمد در کنار خود راه سخت اجرای پروژه عمرانی را با اطمینانی بیشتر و با کیفیت تر بردارند.

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران، با به کارگیری تیم های کارشناسی ، اجرایی ، تخصصی ، بازرگانی و آموزشی از میان فعالان و متخصصین بتن برجسته کشور  همواره سعی دارد تا با اولویت قراردهی کیفیت و تخصص باعث ارتقاء سطح کیفی ، مهندسی و اجرایی پروژه ها و با رفتن سطح عملی دست اندرکاران گردد.

در این راستا ، کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران فعالیت خود را در سه شاخه فنی و مهندسی ، آموزش و بازرگانی  هدف دهی و پیگیری نموده و می نماید.  

بخش مهندسی و اجرایی کیلینیک فنی و تخصصی بتن : بر هیچ کس پوشیده نیست که افزایش کیفیت و دوام پروژه ها عمرانی و سازه های بتنی در حین ساخت و بهره برداری  مستلزم سوق به سمت ارائه خدمات تخصصی و هدفمند می باشد. این امر به خصوص در پروزه تخصصی و حساس تر مانند تعمیرات و بازسازی سازه های بتنی که بازدهی و نتیجه گیری از آن ها صفر یا صدی می باشد ، رنگ و بوی جدی تری به خود می گیرد. از این رو مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایارن با در اختیار گیری تجهیزات تخصصی ، تیم مهندسی و کارشناسی و نیروهای اجرایی کارآزموده و آموزش دیده خدماتی به روز و تخصصی را به دست اندرکاران و کارفرمایان پروژه های عمرانی در سطح کشور و منطقه ارائه نماید.

 سرفصل های خدمات مهندسی و کارشناسی بتن قابل ارائه توسط مجموعه :

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران | مشاوره ، مهندسی و اجرای ترمیم و بازسازی سازه های بتنی

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران | مشاوره ، مهندسی و اجرای مقاوم سازی انواع سازه های بتنی

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران | مشاوره ، مهندسی و اجرایآب بندی و محافظت سازه های بتنی ماننده تصفیه خانه ها ، سازه های صنعتی ، کولینگ تاورها ، کلاریفایرها ، ایستگاه های پمپاژ ، استخرها ، مخازن آب و فاضلاب ، سد ها ، کانالها و ...

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران | مشاوره ، مهندسی و اجرای انواع  تست و آزمایش های غیرمخرب سازه های بتنی

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران | مشاوره ، مهندسی و اجرای انواع کف پوش های صنعتی از جمله کف پوش های پایه سیمانی ، اپوکسی و پلی یورتان

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران | مشاوره و کارشناسی بتن

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران | مشاوره ، مهندسی و اجرای کرگیری و کاشت آرماتور و بولت در سازه های بتنی

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران | مشاوره ، مهندسی و اجرای ورق های ژئوممبرین

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران | مشاوره ، مهندسی و اجرای پوشش ضد حریق

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران | مشاوره ، مهندسی و اجرای پوشش های ضد اسید

بخش آموزش کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران :

این بخش در راستای اهمیت و نیاز دانش عملی و عملیاتی مهندسین و دست اندرکاران پروژه عمرانی به ویژه پروژه های بتنی راه اندازی گردیده است.کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران در این راستا با تعریف سرفصل و دوره های تخصصی و کاربردی بتن و نیز به کارگیری مدرسین و متخصصین سرشناس ، کارآزموده و با تجربه اقدام به برگزاری دوره های آموزشی تخصصی بتن  به صورت عمومی و اختصاص نموده است.


 بخش بازرگانی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران :

امروزه با گسترش روزافزودن استفاده از انواع افزودنی و محصولات کمکی و جانبی بتن در پروزه های عمرانی شرکت های مختلفی در قالب ارائه کنندگان محصولات مذکور شکل گرفته و به خدمات در سطح کشور اقدام می نمایند. اما آنچه همواره در این زمینه به عنوان مشکلی بزرگ قابل تامل بوده است ارائه خدمات به صورت عام و فارغ از تخصص لازم  و خدمات پس از فروش بوده است. که این موضوع باعث تحمیل هزینه های گزاف و تاثیرات منفی در پروژه ها گردیده است. از این رو این مجموعه سعی نموده تا با ارائه خدمات توامان کارشناسی در کنار خدمات بازرگانی نسبت به حل این نقیصه اقدام نماید. 


1- مقدمه :  کتابچه راهنمای بتن ، که  اولین نسخه آن  در جولای  1938 ، و پس از آن ، مشخصات استاندارد برای مرمت و بازسازی بتن، بخش پیوست ، که نسخه اول آن در نوامبر سال 1970، نیز تجدید نظرهای بعدی این دو سند ( از دفتر احیا و بازسازی ، 1975 و 1996 - ، به خصوص فصل  7  کتابچه راهنمای بتن ، که توسط کمیته احیا و بازسازی به چاپ رسیده اند ، برای سال های بسیاری ، تقریبا پایه و اساس تمام ترمیم های بتنی انجام شده در طول 25 سال گذشته در پروژه های بازسازی در ایالات متحد امریکا بوده اند.

عملیات بازسازی و حفظ زیرساخت های منابع آب، که عمدتا در مناطق سخت آب و هوایی غرب ایالات متحده واقع شده است ، دارای هزینه ای به ارزش بیش از 17 میلیارد دلار می باشد  . این امر نشان دهنده نیاز به نوسازی و گسترش اطلاعات در خصوص روش ها ، مواد و روش تعمیر بتن که دذج شده  در فصل 7  کتابچه راهنمای بتن ،  می باشد .  این راهنما کتاب یک راهنما برای بدست آوردن  اهداف ترمیمی بتن، براساس شناخت نیازها می باشد این راهنما به همراه ضمیمه های آن به عنوان یک مجموعه  برای "مشخصات استاندارد برای تعمیر بتن   طراحی شده است.

این راهنما برای اولین بار در خصوص روشها احیا برای تعمیر بتن منتشر گردید. پس از آن به  علت شایع بودن آسیب دیدگی بتن های احیا شده ، شامل پیشنهاداتی برای انواع روش های تعمیر و مواد ، به منظور افزایش احتمال موفقیت در تعمیر بتن آسیب دیده ی ناشی عوامل مختلف ، گردید. در نهایت، این راهنما در بر گیرنده ی  شرح مفصلی از روش استفاده و محدودیت های مواد و مراحل کار در  هر یک از روش های استاندارد تعمیر و مواد موجود در "استاندارد مشخصات فنی برای مرمت و بازسازی بتن " گردید .

2.تعمیر و نگهداری از بتن : بتن مدرن با مواد بسیار با دوام ساخته می شوند  و اگر طرح اختلاط درست و متناسب باشد ، می تواند برای مدت زمانی بسیار طولانی و  تحت شرایط عادی به ما خدمت رسانی نمایند.
با این حال، بسیاری از سازه های بتنی احیا شده، با استفاده از تکنولوژی بتن اولیه ساخته شده اند و در حال حاضر نیز  بیش از 50 سال از بهره برداری از آنها در شرایط سخت می گذرد . برای حصول اطمینان  این بتن ها  باید به طور منظم بازرسی  و  تعمیر و نگهداری لازم برای حفظ سرویس انجام شود . مدیران و سرکارگران بهره بردار ،  باید درک کنند که، باید توجه داشته باشند که ، تعویق در تعمیر و نگهداری به هیچ و جه  مقرون به صرفه و اقتصادی نیست . عدم انجام سریع  تعمیر و نگهداری مناسب و لازم به راحتی باعث نیاز به انجام تعمیرات بسیار گران قیمت و یا خارج از سرویس شدن سازه ها  خواهد شد. شکل های 1 و 2 ، نشان دهنده نابخردی در نگهداری ناکافی و یا نامناسب می باشد . در حال حاضر می بایست این دو سازه با نیاز به هزینه چند ده برابری جایگزین گردند ، در حالی که با  تعمیر و نگهداری پیشگیرانه می توانست سرویس دهی سازه های را به طور نامحدود تمدید گردد.

تجربه نشان داده  بخش های خاصی از سازه های بتنی که در معرض هوازدگی در آب و هوای انجماد است آسیب پذیرتر از سایر بخشها می باشند. دیوارهای با سطح نمایان بالاتر از 2 متر ، اسکله ها ، ستونها ، نرده ها و دست انداز کنتر جاده ها ، همه جداول، کف درگاهها ، کتبه ها ، پیش آمدگی لبه بام ، و گوشه ها و همه سطوحی که در تماس با اسپری آب یا آب هستند  اغلب  سطح شان در طول انجماد آب دچار تغییر می شود .. در صورت تعمیر و نگهداری پیشگیرانه مانند استفاده از ترکیبات آب بند کننده بتن برای این شرایط آب و هوایی ، دوام این سطوح می تواند تا حد قابل ملاحظه ای بهبود و دوره بهره برداری از آنها  تا حدود زیادی افزایش یابد ( بخش 35 و 38 ).


انتخاب روش درمانی مناسب و موثر تا حدود زیادی به ارزیابی درست محیطی که سازه در آن قرار دارد بستگی دارد. ترکیبات آب بندی و پوشش محافظتی سازه های بتنی  مناسب برای شرایطی که اساسا خشک می باشد ، برای سازه های که در مناطق پر مرطوب و پرآب قراردارند ، مانند اسکله ها ، جداول و نرده پلها ، دیواره حوضچه های آرامش  ، عملگرد ضعیفی دارند. در آزمایشگاه احیا تستهای انجماد و ذوب بر روی نمونه های بتن آب بند شده بوسیله انواع مواد آب بند و پوششها مانند روغن تخم کتان ، fluosilicates ، رنگ اپوکسی و لاتکس ، لاستیک با ترکیبات کلر و آب بند کننده ، سیلر نفوذ کننده ، انجام گردیده است . این آزمایشات میزان مقاومت بتن با  ترکیبات خاص اپوکسی ، ترکیبات سیلوکسان و سیلانها ، ترکیبات متاکریلات با وزن مولکولی بالا ( بخش 35)، در برابر تخریب ناشی از انجماد و ذوب آب به وضوح نشان می دهد. با این حال هیچ یک از این ترکیبات ، بتن را  به طور کامل ضد آب نمی کند . کاری که آنها برای درمان بر روی نمونه بتن  انجام می دهند جلوگیری از جذب آب و اشباع شدن آن ، در شرایط کامل و بلند مدت  استغراق می باشد.

به جز ترمیم بتن های آسیب دیده که با استفاده از ملات ترمیمی به صورت دستی انجام می گردد ( بخش 25 ) ، استفاده از ترکیبات آب بند در هنگام ساخت بتنهای جدید نیز صورت می گیرد. این عملیاتهای ترمیمی معمولا زمانی که اولین آسیب ناشی از اثرات آب و هوا  قابل مشاهد می شود  بر روی سطوح قدیمی انجام می گیرند . این ترمیم بهتر است قبل از زمانی که  تخریب پیشرفت نموده و قابل توقف نمی باشد صورت پذیرد. چنین شواهد اولیه ای عمدتا شامل ایجاد ترک خوردگی ریز و موازی و نزدیک به گوشه و لبه ها در سطح  می باشند . روش و نوع حافظت مورد نیاز می بایست بر اساس الگوی ترک خوردگی ، پوسته پوسته شدن سطحی ، و یا خرد شدن و ترک خوردگی انقباضی مشخص گردد. با ترمیم این سطوح آسیب دیده در ابتدای امر ، می توان از تعمیرات اساسی جلوگیری کرد و یا برای یک مدت طولانی آن را به تعویق انداخت.

رنگ و پوشش بدست آمده از روغن دانه کتان و تربانتین ، در گذشته به صورت گسترده ای برای احیا و به تاخیر انداختن فرسایش  بتن ناشی از  هوازدگی مورد استفاده قرار می گرفته است. لازم به ذکر است که در صورت اعمال درست، این مواد موثر خواهند بود . به همین دلیل اصطلاح   " ترمیم با روغن تخم کتان ،، باعث شده است که بسیاری از کاربران بر این باور باشند که یک پوشش ساده از روغن کتان پخته بر روی بتن می تواند باعث حفاظت در برابر هوازدگی گردد . باید توجه داشت که هرگز این چنین نمی باشد. عملیات بازسازی توصیه شده شامل مراحل مختلفی ، از جمله آماده سازی سطح با استفاده از اسید شویی ، اعمال دو لایه یا بیشتر روغن بدست آمده از تخم کتان و ترکیب شده با تربانتین پس از گذشت مدت 48 ساعت برای خشک شدن سطح ، و سپس اجرای دو لایه یا بیشتر پوشش سفید رنگ هادی ، و یک لایه روغن رقیق شده  تخم کتان ترکیب شده با تربانتین ، می باشد. مواد آب بندی در بتن های مدرن از نظر اعمال و دست آوری  حفاظت از بتن ، نسبت به آنها بسیار ساده تر می باشند . امروزه دیگر استفاده از روغن تخم کتان ترکیبی با تربانتین توصیه نمی شود.

3- الزامات عمومی برای تامین کیفیت ترمیم : اصطلاح ترمیم بتن به معنی هر گونه جایگزینی ، بازگرداندن ، یا تجدید سطوح بتنی ، بعد از اجرای اولیه بتن می باشد. نیاز به ترمیم می تواند ناشی از عیوب جزئی مانند سوراخ محل بولتها ، سوراخهای ایجاد شده بر اثر ضربه های وارد شده و یا صدمات اصلی به عللی چون هوازدگی طبیعی به علت انرژی آب و یا شکستگی های مختلف اسکلت ، باشد .  اگر چه موارد مشروح در ابتدا ممکن از نظر جزئیات کم ارزش شمرده شوند، اما هیچ مرحله ای از ترمیم نمی تواند حذف و ساده انگاشته شود بدون اینکه به کاربری و کیفیت عملیات گزندی برساند. در صورت عدم مهارت و یا اتخاذ روشهای ناکافی و استفاده از مواد نامناسب و در نتیجه اعمال تعمیر بی کیفیت می تواند با وجود انجام هزینه های هنگفت ، کار صورت گرفته را با شکست رو برو کند. 

الف  - مهارت : بر عهده پیمانکار سازنده و یا بهره بردار می باشد که تعمیر آسیب ها و عیوب بتن را به نحوی انجام دهد که سرویس دهی ، کیفیت و دوام آن با بخشهای مجاور سازه قابل مقایسه و برابر باشد . مسئول عملیات ترمیم ، متعهد است به انجام ترمیم  به نحوی که از نظر رنگ قابل تشخیص نبوده ، با دوام و نیز با چسبندگی مناسب به بتن قدیمی باشد . از آنجا که بسیاری از روشهای تعمییر بر اساس قوائد موجود در راهنمای تعمیرات می باشد ، بنابراین لازم است سرکارگران ، کارگران و دست اندرکاران عملیات ، آموزش های لازم را در خصوص جزئیات مراحل کار ترمیم ، پیش نیازهای پروسسه دیده باشند . کارگران می بایست از نکات مهم و کلیدی ترمیم با خبر و مطلع باشند . پیمانکار و نیروهای بهره بردار می بایست از رعایت استانداردهای کار اطمینان خاطر لازم را  داشته باشند. به کار گیری نیروهای مطمئن و متخصص در این امر ضروری می باشد . آموزش کارگران و نیروهای دارای صلاحیت ، به خصوص در زمان استفاده از پوشش های اپوکسی ، پلی یورتان و سایر مواد رزینی در تعمییر بتن ، ضروری می باشد.

ب - روش : عملیات ترمیم بتن فقط هنگامی که روش و تکنیک به صورت صحیحی انتخاب و اجرا به دقت انجام پذیرد، نتیجه بخش خواهد بود . تعمیر و یا روش ساخت اشتباه و ناموثر و با مهارت کم ، باعث ایجاد تعمیر بی کیفیت می گردد. در این راهنما صرفا جزئیات بسیاری از روشهای تایید شده و با کیفیت تعمیر بتن آورده شده است، و همه روشهای موجود تعمیر و نگهداری مورد بحث قرار نگرفته است. بنابراین صنعت گران و مهندسان مرتبط با تعمیر از روشهایی که موفق بوده و دارای ضریب اطمینان بالایی می باشند ، استفاده خواهند کرد. 

تعمیر انجام گرفته بر روی بتن قدیم و جدید ، بلافاصله پس از اتمام می بایست مورد تحقیق و ارزیابی قرار گیرد. در یک کار جدید ، تعمیراتی که  با چسبندگی خوبی ایجاد شده باشند دارای دوام و عمر بالایی خواهد بود، در نتیجه می بایست بلافاصله پس از قالب برداری از بتن اصلی نسبت به رفع اشکال بتن تازه اقدام نمود. از این رو ضروری است در تعمیر بتن تازه اقدامات لازم ظرف 24 ساعت پس از بتن ریزی انجام گردد.

قبل شروع تعمیرات، مواد و روش پیشنهادی باید توسط ناظر وکارشناس مجاز تایید گردد. کیورینگ باید به صورت مداوم در قسمتی که عملیات ترمیمی اجرا شده ، صورت پذیرد.

در ترمیم و تعمیر بخشهای فرسوده بتن یک سازه زمانی می توان  از موثر بودن و کیفیت مناسب عملیات آسوده بود که بتن فرسوده به طور کامل حذف گردیده و به صورت دقیق و بر اساس روش و با متریال استاندارد و تایید شده ، جایگزین گردد، و اطمینان لازم از گیرداری محکم و نفوذپذیری موثر در صورت نیاز ، وجود داشته باشد. بنابراین این کار نباید صورت پذیرد تا زمانی که پرسنل و امکانات لازم در دسترس باشد. تا زمانی که کار به درستی صورت نپذیرد باید عملیات به تاخیر بیافتد ولی این تاخیر نباید در حدی باشد که باعث وخامت بیشتر در وضعیت بتن سازه گردد. تعمییرات باید در اولین زمان ممکن انجام شود.

ج- مواد : مواد مصرفی در تعمیر بتن می بایست دارای کیفیت لازم بوده و نسبتا تازه باشد. همچنین می بایست امکان دسترسی به مشخصات فنی مواد ، روش کار و موارد خاص مصرف وجود داشته باشد. نتایج آزمایش آسیاب گلوله ای و آزمایشات ارائه شده توسط تامین یا تولید کننده متریال می تواند به عنوان نشانه ای مناسب از کیفیت مواد باشد. یک راه سریعتر ، ارائه گواهینامه تایید کیفیت و مشخصات فنی از مراجع مورد نیاز می باشد. با توجه به هزینه های بالای جایگزنی مواد جدید و نامناسب اجرا شده در صورت اثبات عدم کیفیت پس از اجرا ، لذا این مواد هرگز نباید در تعمیر سازه های بتنی مورد استفاده قرار گیرد مگر اینکه : 1 - مشخص شود که مواد ترمیمی استاندارد برای این کار نا مناسب هستند ، 2 - همه دست اندرکاران و مسئولین از نیاز به استفاده از مواد با کیفیت  نامطلوب و خطرات آن  مطلع باشند.

مواد انتخاب شده برای تعمیر می بایست بر اساس توصیه های تولید کننده و یا دیگر روشهای مجاز اجرا گردد. مخلوط کردن ، اندازه گیری نسبتهای مواد تشکیل دهنده و دست کاری متریال می بایست براساس بالاترین استانداردهای کار انجام شود .


فصل دوم

سیستمهای ترمیم بتن


انجام ترمیم در پروژه های بازسازی، همزمان با اجرای اولین بتن ها در سال 1903 رخ داده است. متاسفانه ، حتی در صورت استفاده از بهترین مواد در ساخت بتن ، بسیاری از شکست تعمیرات در طول این یکصد و ده سال برای اولین بار در بتن سازه ها ایجاد شده است. از بررسی علت این شکستها ، آنچه می توان آموخت ضرورت استفاده مدام از روشهای سیستماتیک در ترمیم ، می باشد. در حال حاضر چندین روش و سیستم ترمیم مورد استفاده قرار می گیرد. باید توجه داشت که  این راهنما قصد ندارد تا به بحث و ارزیابی هر یک از این روشها در شرایط و محدود های خاص بپردازد. بلکه گسترش کامل هفت مرحله مورد نیاز در عملیات ترمیم که در ذیل آمده و ارزیابی احیا بلند مدت ، ارائه می گردد. این روش برای ترمیم و تعمیر بتنهای جدید و بتن های قدیمی که به علت بهره برداری طولانی و یا شرایط محیطی آسیب دیده اند مناسب خواهد بود.

 این سیستم برای کسانی که به دنبال شناسایی مراحل منظم و منطقی برای ترمیم و تعمیر بتن می باشند ، مفید خواهد بود . معمولا اولین سئوالی که پس از مشاهده بتن فرسوده و آسیب دیده پرسیده می شود این خواهد بود که از چه موادی استفاده شود؟ چقدر هزینه مورد نیاز است ؟ این پرسش ها ، سئوالات نامناسبی نیستند ولی زمان آن ها مناسب نیست . در نهایت به این پرسش ها می بایست پاسخ داده شود ولی درخواست پاسخ زود هنگام به این سئوالات در فرآیند تعمیر باعث گزینش راه حلهای نادرست و در نتیجه به وجود آمد هزینه های بالا خواهد شد. اگر یک رویکرد سیستماتیک برای تعمیر وجود داشته باشد این سئوالات زمانی که اطلاعات به اندازه کافی جمع آوری و گسترش داده شد پرسیده می شود و البته جواب های درست و اقتصادی نیز در این زمینه ارائه خواهد شد.

سیستم تعمیر بتن اصلاحی

  1. بازدید و شناسایی علت تخریب و آسیب
  2. ارزیابی میزان خسارت
  3. ارزیابی نیاز به تعمیر
  4. انتخاب روش تعمیر
  5. آماده سازی بتن قدیمی برای ترمیم
  6. اجرای روش ترمیم
  7. عمل آوری ترمیم انجام شده

4 - بازدید و تعیین علت آسیب : مرحله اول و در اکثر اوقات مهمترین مرحله در ترمیم بتن آسیب دیده و یا در حال تخریب ، شناسایی علت می باشد. اگر علت اصلی آسیب دیدگی بتن شناسایی و حذف نگردد و یا اگر تصمیم اشتاباهی در این خصوص گرفته شود ، آنچه باعث آسیب دیدگی بتن اصلی شده است بتن ترمیمی انجام شده را نیز به احتمال زیاد دچار آسیب خواهد نمود. و در نتیجه پول و تلاشهای صورت گرفته کاملا به هدر خواهد رفت. علاوه بر آن در آینده تعمیرات  جایگزین و هزینه بیشتری  نیاز خواهد بود.

اگر صدمه ایجاد شده ناشی از یک واقعه لحظه ای و سریع مانند ضربه ناگهانی وارده رودخانه به پلهای اسکله ، زلزله ،  یا وارد شدن بارهای بیش از طراحی به سازه ، اقدام خاصی در خصوص رفع علت آسیب نیاز نمی باشد. چرا که تکرار این موارد بعید می باشد. با این حال ، اگر عوامل ایجاد این آسیب ها مداوم و تکراری باشد ، مقاومت لازم مورد نیاز در برابر این موارد برای مواد و روش اتخاذ شده باید پیش بینی شود. علل شایع آسیب دیدگی بتن در فصل سوم مورد بحث قرار خواهد گرفت. بررسی سریع علل شایع آسیب دیدگی در بتن ها نشان می دهد که این موارد دارای ماهیت دائمی یا تاثیر در طول یک محدود زمانی معین ، می باشند .نکته مهم اختلاف بین تخریب ناشی از ضربه وارده از رودخانه به پل اسکله و موارد مشروح پیشین ، ماهیت ضربه ای علت آسیب دیدگی بتن می باشد. ترک خوردگی ایجاد شده در بتن نشانه ای از تاثیر این نوع عوامل می باشد. در صورت آسیب دیدگی بتن در اثر فرآیند انجماد و ذوب آب علت آن می تواند ناشی از استفاده ریزدانه های بدون کیفیت و یا درشت دانه های کثیف در مخلوط بتن باشد. از نشانه ها و نتایج دوام پایین بتن ، پوسته پوسته شدن و یا ترک خوردگی بتن می باشد. انجام هزینه های بالای تعمیر بر روی بتن های بدون کیفیت معمولا سئوال برانگیز می باشد.

معمولا اینگونه است که خسارتهای وارده ناشی از چند عامل می باشد ( بخش 23). از دیگر عوامل تخریب می توان به طراحی نامناسب ، مصالح مصرفی با کیفیت پایین ، روش ساخت بد ، دوام پایین بتن ، عدم دقت کافی در  اجرا ، اشاره کرد. همچنین تخریب و ترکهای سطحی بتن به علت حمله سولفاتی و واکنش قلیایی سیلیکاتی باعث شتاب تخریب نشات گرفته از چرخه های انجماد و ذوب می گردد. فرسودگی به وجود آمده از کاهش مقاومت در برابر چرخه های انجماد و ذوب ممکن است علت اصلی تخریب را از نظر پنهان کند.

در نهایت باید گفت مهم آن است که درک صحیح و کاملی از دلیل اصلی طراحی ، مشخصات و دلایل آسیب وارده قبل از اقدام به عملیات ترمیم ، وجود داشته باشد. معمولا از ریزدانه های سنگی بی کیفیت موجود در محل به علت مباحث اقتصادی و هزینه های بالاتر تامین آن از فواصل بیشتر استفاده می شود ، لذا باید توجه داشت که در دراز مدت با توجه به هزینه های مورد نیاز جهت تعمیر ، استفاده از مصالح با کیفیت با وجود فاصله حمل بیشتر ، اقتصادی خواهد بود .  مثالی کلاسیک از این امر ، سوء تفاهمی است که به تازگی در هدف گذاری اصلی طراحی پروژه ای در نبراسکا رخ داده است.در این پروژه با تکیه بر تجربیات گذشته طولانی ، بتنی با استفاده از شن و ماسه رودخانه ای ، و با پوشش محافظتی سیلیکاتی برای مقاومت در برابر سایش  ، برای اجرای دریچه تخلیه یا سریز طراحی شد. این پوشش براساس پیوند ساده با بتن پایه و ایجاد مقاومت لازم در مواقعی که سایش و فرسودگی پیش بینی می گردد ، طراحی شده است . این روش طراحی، زمانی که مشاهده کردند پوشش سیلیکاتی پس از مدت کوتاهی از اتمام عملیات عمل آوری از سطح زیرین جدا شد ، باعث نگرانی پرسنل اجرایی گردید . برخی از مشکلات به علت عدم لحاظ دقیق مشخصات مورد نیاز و تجربه شده از سوی بهره بردار می باشد.

5.ارزیابی میزان آسیب : گام بعدی از فرآیند ترمیم اریابی مقدار و شدت آسیب می باشد. قصد وروند ارزیابی وسعت و شدت آسیب به این شکل است که باید مشخص شود میزان آسیب چقدر بوده و این آسیب چه تاثیر بر سازه دارد ( چه مدت ، چه گستره ، چه عمق و چه مقداری از سازه در گیر می باشد). این فعالیت همچنین شامل پیش بینی سرعت  احتمالی و پیشرفت آسیب  می باشد .

اهمیت تعیین شدت آسیب وارده باید درک گردد. آسیب های وارده به علت چرخه انجماد و ذوب، قرار گرفتن در معرض سولفات، و واکنش قلیایی سنگدانه ها کاملا مشابه  هم به نظر می رسند. آسیب ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها و سولفات ها به مراتب شدید تر از آسیب ناشی از فرآیند انجماد و ذوب است ، گر چه هر سه مورد این علل می تواند باعث تخریب بتن و از دست دادن بخشهای آسیب دیده گردند. تفاوت اصلی و واقعی در شدت این تخریب ها می باشد. تعمییر و نگهداری مناسب می تواند باعث کاهش آسیب های ناشی از فرآیند انجماد و ذوب باشد ولی تا کنون روش و یا نظریه ای اثبات شده جهت جلوگیری و یا کاهش آسیب های وارده از واکنش قلیایی سنگدانه ها  و یا قرار گرفتن در معرض سولفاتها وجود ندارد. رایج ترین روش مورد استفاده برای تعیین آسیب بتن سالم صدای چکش بر روی بخش آسیب دیده و اطراف آن می باشد. در صورتی که این روش ساده توسط پرسنل مجرب و توام با بازرسی نزدیک بصری انجام شود اطلاعات مورد نیاز خوبی در خصوص آسیب بدست می آید. در صورت ورقه شدن و یا جدا شدن بتن صدای مشکوکی خواهد داد ولی باید به خاطر داشت که در صورتی این پوسته شدن و یا پوسته شدن همراه با طبله بتن ، عمیق باشد صدایی شنیده نخواهد شد . وجود این پوسته شدن ها را می توان با قرار دادن دست نزدیک محل ضربات چکش و یا مشاهده دقیق شن و ماسه موجود در سطح کنار محل ضربه چکش شناسایی کرد . اگر بر اثر ضربات چکش دست در بتن احساس لرزش کند و یا مشاهده گردد ذرات ماسه و شن حرکت و لرزش دارند این دلیلی بر وجود پوسته شدن خواهد بود. بدین طریق به وسیله ضربات چکش می توان به مقاومت و کیفیت بتن پی برد. مقاومت بالای بتن به واسطه محدوده ی خاص و مشخصی از یک ضربه چکش و میزان  بازگشت آن تعیین می شود. مقاومت پایین بتن به وسیله یک ضربه آرام و جهش بازگشتی کم مشخص می گردد.

نمونه های برداشته شده از محلهای آسیب دیده بتن ،  به وسیله تستهای انجام شده در آزمایشگاه می تواند برای تعیین مشخصات مقاومتی ، مشخصات سنگ دانه ها و وضعیت آسیب های زیر سطحی مورد استفاده قرار گیرد. بررسی بر روی نمونه های کرگیری شده بوسیله انجام پتروگرافی می تواند اطلاعات خوبی در خصوص دلایل تخریب به ما بدهد.

تعدادی روش برای انجام تستهای غیر مخرب وجود دارد که می تواند برای ارزیابی میزان آسیب مورد استفاده قرار گیرد. بازگشت ارتجاعی چکش اشمیت ساده و ارزان ترین روش برای استفاده می باشد. دستگاه التراسونیک و  دستگاه اکوپالس صوتی ، زمان عبور امواج صوتی تولید شده در بین دو نقطه و یا رفت و برگشت در یک مقطع را ، اندازه گیری می کنند. آسیب دیدگی و یا کیفیت پایین بتن را از انحراف یا کاهش امواج صوتی و یا بررسی و مقایسه سرعت عبور صوت تشخیص داد. دستگاه های انتشار دهنده صوت امواج ارتجاعی تولید شده را زمانی که  تنش و فشردگی مواد بیش از محدوده الاستیک می باشد تشخیص می دهد. بوسیله این دستگاه امکان شناسایی ترکهای موئی بیش از حدی را که در بتن به وجود آمده اند وجود دارد. تجهیزات منتشر کننده صوت می توانند ترک های پیش تنیدگی  را در لوله های بزرگ بتنی پیش تنیده نشان دهند. به کمک کامپیوتر و چند دستگاه منتشر کننده صوت علاوه بر تشخیص وجود مجموعه شکست ها ، امکان شناسایی محلها ترک به وسیله تقسیم بندی بخشهای مختلف سطح بتن به مثلثهای مجاور هم جهت مساحی ، وجود دارد .

پس از شناسایی بتن های  فرسوده و آسیب دیده به این روش ، می بایست با کشیدن و مشخص کردن این محلهای آسیب سازه بر روی نقشه و دیگر اطلاعات مورد نیاز ، با انجام محاسبات لازم مساحت فرسودگی تعیین و با بدست آورن حجم بتن ترمیمی ، شرایط آماده سازی برای تعمیر مهیا گردد. در بررسی و ارزیابی انجامی برای تعیین مقدار بتن فرسوده بتن، در مرحله آماده سازی باید دقت لازم وجود داشته باشد تا میزان برآوردی، کمتر از حجم واقعی تخریب نباشد. به همین دلیل به عنوان یک ایده بهتر است برای پوشش خطاهای احتمالی از ضریب افزایشی  15 تا 25 درصدی برای برآورد حجم آسیب استفاده شود.  

6. ارزیابی نیاز به تعمیر : کل بتن آسیب دیده نیازمند ترمیم فوری نمی باشد . عوامل زیادی برای تصمیم گیری در خصوص نیاز به ترمیم باید مورد توجه قرار گیرد. بدیهی است که تعمیر زمانی که آسیب موجود بر ایمنی و بهره برداری از سازه تاثیری داشته باشد ضروری می باشد. هچنین در صورتی که تخریب ایجاد شده باشد یا با آهنگی مشخص در حال ایجاد باشد به نحوی که در آینده سرویس دهی سازه دچار اختلال گردد ترمیم باید انجام شود. معمولا بیشتر آسیب ها در بتن به آرامی اتفاق می افتند و اگر زود این آسیب های شناسایی شوند چند روش برای درمان وجود دارد. با تشخیص زودهنگام آسیب  این امکان وجود دارد که بوسیله برخی از روش های تعمیر و نگهداری از روند تخریب جلوگیری نمود .اگر ترمیم مورد نیاز در مراحل اولیه شناسایی گردد میسر خواهد بود تا هزینه های مورد نیاز برای ترمیم در بودجه پیش بینی گردد.

ما می توانیم از برخی آسیب ها به راحتی چشم پوشی کرد. ترکهای ناشی از انتقباض جمع شدگی ( خشک شدن بتن)، همچنین آسیب های به وجود آمده به دلیل پروسه انجماد و ذوب در پایین دست بسیاری از سد های قدیمی در مناطق سردخیز شایع هستند. برخی آسیب ها باعث ظاهر ناخوشایند سازه می شوند که البته به ندرت می توان این ترمیم های زیباسازی را توجیه نمود. چرا که دیگاه بر این است که این ترمیمها باعث ایجاد ظاهر ناخوشایندتر و با دوام کمتر نسبت به بتن اصلی می باشند. بر عکس ترکهای سازه ای به وجود آمده بر اثر نشت فونداسیون و یا فرآیند انجماد و ذوب در دیواره یا کف سریزها ، اگرچه به سرعت نه ، ولی در آینده نیازمند ترمیم می باشد. در شکل سه تصویر از سطح آسیب دیده یک سد بر اثر فرآیند انجماد ذوب نشان داده شده است که البته نیازی به عملیات ترمیم جهت بهره برداری ایمن از سازه وجود ندارد. در شکل 4 آسیبی مشابه ای که باید مدتها پیش تعمیر می گردد ، نشان داده شده است. در شکل 5 ،خلخل و فرج و لخت شدن سنگ دانه ها، که در عرشه پل ها ، کانال و سدهای بتنی رایج است مشخص می باشد. البته در مواردی که بتن در معرض جریان آب با سرعت بالا،  دچار خلل و فرج ناشی از کاویتاسیون می شود ، می توان از آن چشم پوشی کرد . در شکل 6 آسیب های شدید وارده به سریز سد به نشان داده شده، که نیاز به ترمیم آن واضح می باشد. با وجود اینکه سرریز مورد نظر با یک دال بسیار ضخیم ساخته شده ولی سرعت بالای جریان آب را تحمل نمی کند. پاره ای از تعمیرات را می توان برای آن پیش بینی کرد و هزینه های مورد نیاز در برنامه ریزی بودجه لحاظ گردد. در اینجا لازم به ذکر است که نگهداری مناسب می تواند مانع نیاز به تعمیر در سریز مورد نظر گردد.

گزینش و برنامه ریزی در خصوص زمان ترمیم مورد نیاز بتن،  بخشی از فرآیند تعیین نیاز به ترمیم سازه می باشد. به جز در مواقع ضروری بسیاری از سازه های آبیاری نمی توانند در فصول آبیاری از مدار خارج شوند. انتشار نامناسب آب مخزن می تواند باعث ایجاد هزینه و یا کاهش درآمد شود ، که این کاهش سطح آب برای انجام تعمیرات خود باعث افزایش چندین برابر هزینه ترمیم می گردد. اگر هزینه ها بیش از منافع به دست آمده با انجام تعمیر باشد ممکن است عملیات تعمیر به تعویق افتاده و یا کلا منتفی گردد. در شکل 7 آسیب وارده به کف سریز نمایش داده شده است. این آسیب در ابتدا طبیعی و غیر جدی ، در نظر گرفته شد. ارزیابی و بررسی از نزدیک نشان داد که بتن  زیر دال کف سریز در یک منطقه بزرگ دچار تخریب و نیازمند تعمیر فوری می باشد. اگر این سریز تعمیر نگردد بر اثر افزایش روان آب و یا سیلاب در طول بهار ، منجر به افزایش گستردگی آسیب خواهد شد. بررسی و شناسایی شرایط موجود اولین گام در تعیین علت آسیب ، ارزیابی میزان و نیاز به تعمیر آسیب را تشکیل می دهد. اگر آسیب شدید نبوده و یا صرفا شامل بخش کوچکی از سازه باشد ارزیابی و بررسی شرایط مانند یا تمرین هوش می باشد. اگر تعمیر گسترده و یا حتی مقاومسازی مورد نیاز باشد می بایست ارزیابی به صورت دقیق و مستند انجام گردد. بررسی مورد نیاز شامل ارزیابی نقشه ها ، مشخصات ، پارمترهای عملیات اجرای سازه ، تعیین خصوصیات و خواص  بتن ، و هرگونه بررسی مضاف در این زمینه ، مطالعات مهندسی ، و تجزیه و تحلیل سازه ای به طور کامل ، برای ارزیابی شرایط موجود و مطلوب سازه ، می باشد. پس از تکمیل ترکیب نهایی بررسی شرایط سازه و بررسی های ذکر شده در بالا ، لیستی از مواد و روش تعمیری ارائه می گردد.

  1. انتخاب روش تعمیر : همواره تمایل زیادی برای تعیین سریع  روش و مواد تعمیری وجود دارد. باید در برابر این موضوع ایستادگی کرد. حتی با وجود اطلاعات کافی نیز ارائه روشی مناسب ، مقرون به صرفه و موفق مشکل می باشد. هنگامی که سه مرحله فوق از عملیات ترمیم تکمیل شد و یا پس از بررسی دقیق وضعیت ، معمولا انتخاب روش و مواد مناسب آسان خواهد بود. در این مرحله باید همه شرایط تعمیر مانند مقاومت های مورد نیاز ، مقدار زمانی که اجرای عملیات بر روی سازه ممکن است و هنگام اجرای عملیات ، تعریف گردد. این اطلاعات در کنار سایر داده ها مانند ابعاد سطح و حجم تعمیر ، که از کدامیک از 15 مواد تعمیری استاندارد باید استفاده نمود. همچنین با استفاده از این اطلاعات مشخص می شوند که نمی توان از مواد استاندارد استفاده کرد زمانی که باید مواد غیر استاندارد در نظر گرفته شود ( به فصل پنج رجوع شود  ). در فصل چهارم به بحث مفصل در خصوص مشخصات هر یک از مواد استاندارد ترمیمی پرداخته می شود.
  2.  آماده سازی بتن قدیم برای تعمیر : آماده سازی بتن قدیمی قبل از به کار بردن مواد ترمیمی دارای اهمیت اساسی در ترمیم با دوام بتن می باشد ( عکسهای صفحه های 15 ، 16 و 17 ). بهترین مواد ترمیم ، اگر بر روی بتن ضعیف یا آسیب دیده اجرا شود عملکرد رضایت بخشی نخواهد داشت. مواد ترمیمی باید به خوبی به بتن سالم متصل باشد. قبل از اجرای مواد ترمیمی جدید ضروری است که بتنهای ناسالم و آسیب دیده برداشته شود.


برش خط محیطی منطقه آسیب دیده بتن : اولین گام آماده سازی بتن قدیمی برای ترمیم ، برش محیطی منطقه آسیب دیده به عمق 1 تا 1.5 اینچ می باشد. هدف از این برش ایجاد حائلی برای امکان جاسازی ، تثبیت و کمپکت مواد ترمیمی می باشد. محیط ترمیم ، مکانی است که بیشترین تخریب و جداشدگی ها بر اثر انقباض در این محل اتفاق می افتد . احتمال تراکم ناکافی مواد ترمیمی در لبه های برش خورده با زاویه تند در محیط محل ترمیم وجود دارد. این امر می تواند باعث شکست سریع ترمیم انجام شده گردد. به همین دلیل وجود برش با زوایای تند در محیط محل ترمیم ، مجاز نیست. انجام برش تا عمق تخریب ضروری نیست هر چند که انجام این امر مضر نمی باشد. برش انجامی باید قائم و یا با زاویه 2 یا 3 درجه ای به سمت داخل باشد تا گیرداری مکانیکی بین مواد ترمیمی و محل ترمیم اتفاق بیافتد. باید از ایجاد برش با زوایه بیش 3 درجه اجتناب کرد چرا که این امر باعث ضعف در گوشه های بالایی بتن قدیم می شود. برش نباید رو به بیرون زوایه دار باشد. اقدام به اجرای برش با انطباق زیاد با شکل موجود تخریب و یا کم نمودن عمق برش ، همان طور که در شکل 8 نشان داده شده ،  به ظاهر اقتصادی می باشد. برش زدن با شکلهای بسیار نزدیک و شبیه به محل آسیب در مقایسه با برش های مربع و مستطیلی شکل ، هزینه های بیشتری را به همراه دارد. برش نباید دارای زوایای حاد مانند آنچه در تصویر بالایی نشان داده شده در شکل 8 باشد. تراکم مواد ترمیمی در این زوایای حاد بسیار دشوار می باشد.برش محیط باید در مواقعی که لازم است دارای زوایای گرد ، مانند شکل 9 ، باشد. با یک دستگاه برش بتن نمی توان اقدام به اجرای برش دایره ای نمود ، اما می توان با انجام برش های کوتاه و مقطع به مقطع به وسیله سنگ جت ، استفاده از قلم و چکش و یا چکش برقی ، این کار را با دقت لازم عملی کرد. لازم به ذکر است که به وسیله یک اره مدور، بدون ادامه برش از بیرون مقطع ، نمی توان زوایای گرد را برش داد. اجرای این روش برش اغلب  برای ترمیم ترک خوردگی ها با استفاده از برخی مواد ترمیمی کاربرد دارد. هنگامی که برش محیط صورت گرفت بتن آسیب دیده به یکی از روشهایی که در پاراگراف زیر توضیح داده شده ، برداشته می شود.

برداشت و حذف بتن : همه بتن آسیب دیده و یا فرسوده باید از منطقه تعمیر برداشته و بتن ترمیمی بر روی بتن سالم اجرا گردد. همیشه با صرفه جویی در زمان و هزینه تخریب و برداشت بتن فرسوده تلاش می گردد که هزینه ها به صورت کاذب کم شود. در صورت امکان ، به عنوان اولین گزینه برای برداشت بتن آسیب دیده باید از واترجت با  فشار بالا ( 8000 تا 15000 پوند در اینچ مربع –PSI) استفاده کرد. از مزایای این روش برداشت و حذف بتن آسیب دیده، و باقی ماندن بتن با مقاومت در محل می باشد. از مزیت های دیگر این روش پاکسازی و باقی نگذاشتن ذرات ریز تخریب از سطح بتن در محلهای برداشت می باشد. از روش های دیگر استفاده از ضربه بوسیله قلم و چکش دستی ، چکش برقی  و چکش بادی  می باشد، که البته می توانند باعث برجای ماندن ذرات ریز تخریبی بر بتن باقیمانده گشته و در نتیجه به طور جدی چسبندگی بین ملات ترمیمی و بتن موجود کاهش  می یابد.


از  روشهای برداشت بتن های فرسوده ریز پس از تخریب اصلی ( برداشت بتن فرسوده با استفاده از روشهای ضربه ) ، استفاده انواع واترجت و  سندبلاست مرطوب یا خشک می باشد. از معایب استفاده از روش آب با فشار بالا ، چگونگی دفع پساب تولید شده مطابق با استانداردهای زیست محیطی می باشد. در روش برداشت بتن با استفاده از ضربه ، برای سالهای زیادی از چکش بادی برای کارهای بزرگ و از چکش برقی  برای کارهای کوچک استفاده شده است. این روش سریع و مقرون به صرفه می باشد اما باید هزینه ها و زمان لازم برای برداشت ذرات ریز تخریبی ناشی از استفاده این روش ، براساس موارد ذکر شده در هنگام مقایسه با روش استفاده از فشار بالای آب،  لحاظ شود. حداکثر اندازه چکش بادی باید محدود  به 60 پوند باشد.


چکش های بزرگتر دارای سرعت بالاتری بوده اما باعث تخریب ناخواسته بتن های سالم اطراف می گردد. بر اثر ضربه چکش های بزرگتر ،  چسبندگی و پیوستگی آرماتورها و بتن در نقاطی دور از محل ضربه ، می تواند آسیب ببیند. نوک سر مته چکش باید طوری به کار گرفته شود که بجای کوبیدن بتن آسیب دیده باعث شکست آن شود تا شکستگی های ریز در بتن کاهش یابد.

برای برداشت آسیب های بتن با عمق کم (  معمولا کمتر از نیم اینچ) بهتر است از دستگاه های سندبلاست خشک یا مرطوب ( شکل 10 ) استفاده شود. دستگاه های سندبلاستی که دارای نوعی تجهیز برداشت گرد و غبار و آوار تحت خلا می باشند، در این امر بسیار کارآمد می باشند.

سندبلاست خشک از جمله تجهیزاتی است که سازگاری مناسبی با محیط زیست دارد. در ترمیم نقاط تخریبی کوچک و ریز و یا پاکسازی به جهت زیباسازی که عمق آسیب بتن کم می باشد به ندرت نیاز به برداشت بتن می باشد. می توان برای برداشت این آسیبهای کم عمق از وسایل شناخته شده ای مانند ساب زن استفاده نمود  ( شکل 11). این ابزار معمولا دارای چندین تیغه برای سایبدن و برداشتن بتن آسیب دیده می باشند. در صورت استفاده بیش از حد و زیاد ساب ، باعث افزایش تعداد ریز ترکها در سطح بتن می شود. امروزه استفاده از واترجت و سندبلاست برای برداشت سطوح آسیب دیده بتن ، گستردگی زیادی یافته است. روش ساب کار خاصی بر روی تخریب های زیرین انجام نمی دهد. به همین دلیل در بخش پیوست ، استفاده از ساب را برای حذف بتن منع کرده است.

آماده سازی و تقویت آرماتورها : پس از تخریب و برداشت بتن، وضعیت آرماتور ها می بایست اصلاح گردد. به عنوان یک کار حداقلی می بایست زنگ زدگی ها ، خوردگی و همه محلهای  در تماس با بتن به وسیله برس سیمی، واترجت یا سندبالاست پاکسازی شود. در این مرحله لازم نیست که پاکسازی در حد سفید شدن آرماتور ها باشد بلکه کافی است که بخشهای ضعیف و شل که باعث پیوند نامناسب آرماتور و ملات ترمیمی می گردد  حذف شود. اگر خوردگی آرماتورها کمتر از 75 درصد سطح مقطع می باشد صرفا کافی است تا زنگ و آسیب موجود بر اساس بخش 12.14 موسسه بتن آمریکا ( ACI-1992  - 318 (  ACI  )) برداشته و زدوده شود. فضای خالی و آزاد  بین بتن و پشت آرماتور باید به اندازه یک سوم محیط آرماتور و حداقل 1 اینچ باشد. شکل 13 روش صحیح برداشت بتن و آماده سازی محل ترمیم در بالا و پایین شبکه آرماتور نمایش داده شده است. شکل 14 آماده سازی کامل و صحیح بتن معیوب یک دیوار را برای انجام ترمیم نشان می دهد. شکل 15 آماده سازی برای انجام  ترمیم کم عمق عرشه پل یک بزرگراه را نشان می دهد.

نگهداری از منطقه آماده شده : پس از اینکه آماده سازی ، اعمال مواد ترمیم و انجام تعمیر به اتمام رسید باید سطح ترمیم محافظت گردد.


در آب و هوای گرم ، گاهی ممکن است برای خنک نگه داشتن بتن و جلوگیری از هیدراسیون و خشک شدن سریع بتن ترمیمی ، نیاز به فراهم سازی سایه بر روی کار باشد. در شرایط  زمستانی باید از تعمیر انجامی در برابر برف ، یخ زدگی و یا پوشیده شدن از  برف وآب محافظت شود. لازم است به یاد داشته باشیم که با وجود انجام صحیح تعمیر امکان آلودگی و آسیب وجود دارد. کارگران،  مواد ترمیمی را کنار محل تعمیر و در جایی که حاوی گل ، گرد و خاک ناشی از سیمان و نخاله ها می باشد،  قرار می دهند. اگر در محل آماده سازی شده مواد ترمیمی ته نشین یا چسبیده باشند قبل از اجرای ترمیم باید برداشته شوند. در صورتی که منطقه آماده سازی شده توسط پیمانکاران تعمیر، آلوده و یا آسیب ببیند، می بایست عملیات آماده سازی تکرار گردد. بتن های پیش آماده با عنوان ملات ترمیمی، به صورت تر یا خشک بسته بندی و نگهداری می شوند. محلها و سطوح اجرای بتن پلیمری یا مواد اپوکسی باید در حد امکان خشک باشد. برخی از اپوکسی ها قابلیت اجرا بر سطوح مرطوب را نیز دارا می باشند، ولی در هر حال چسبندگی در سطوح و محلهای خشک بهتر می باشد. در سطوحی که از ملات پایه سیمانی برای ترمیم استفاده می شود دقیقا قبل از اجرای مواد سطح کار باید در حالت اشباع با سطح خشک ( SSD ) باشد. با خیساند سطح کار در بازه زمانی 2 تا 24 ساعت قبل از اجرای عملیات می توان به این خواسته رسید. برای عاری ساختن محل از آب قبل اجرای عملیات ترمیم می توان از کمپرسور هوا بهره گرفت. وجود شرایط SSD در بتن قدیمی باعث می گردد تا آب ملات توسط بتن قدیمی جذب نگردیده و چسب بندگی ، پیوند و مقاومت مواد ترمیمی بهبود وگسترش یابد.در صورت امکان باید از وجود آب آزاد در محل ترمیم اجتناب کرد.

9-انتخاب روش ترمیم : در بخش پیوست، پانزده روش و مواد مختلف برای ترمیم بتن وجود دارد. هر یک از مواد دارای الزامات منحصر به فرد و متفاوتی برای استفاده موفق می باشد. در خصوص این الزامات و روشهای کاربرد در فصل چهارم بحث خواهد شد.

10-عمل آوری مناسب ترمیم : همه مواد ترمیمی استاندارد به استثنای سیستم های رزینی نیازمند عمل آوری صحیح می باشند. عمل آوری که آخرین مرحله عملیات ترمیم می باشد، تصور می شود که عدم  پاکسازی به طور کامل و کم کردن زمان عمل آوری در عملیات ترمیم می تواند باعث کاهش زمان پروژه و در نتیجه ایجاد صرفه های اقتصادی شود. باید متوجه بود که عمل آوری مناسب و صحیح باعث ایجاد هزینه های مازاد نمی شود. بلکه باعث یک سرمایه گذاری درست برای افزایش عمر تعمیر می شود . عمل آوری نادرست و ناکافی می تواند باعث تحمیل هزینه های بالایی گردد. در بهترین حالت ، عمل آوری نامناسب عمر عملیات تعمیری را کاهش می دهد. احتمال دارد عمل آوری ناکافی و نامناسب منجر به برداشت و جایگزینی مجدد مواد ترمیمی شود. هزینه اصلی و واقعی ، از بین رفتن عملیات انجامی می باشد چرا که در این صورت هزینه ها  به علت نیاز به برداشت مواد ترمیمی اولیه ، بیشتر خواهد بود . عمل آوری مورد نیاز برای هر یک از 15 مواد ترمیمی استاندارد در فصل چهار ذکر خواهد شد.  


فصل سوم


علل تخریب بتن

علل شایع آسیب به بتن تعمیراتی، در این فصل مورد بحث قرار گرفته است. بحث در مورد هر یک از عوامل آسیب، عبارت است از :

  1. شرح علت و چگونگی آسیب رساندن آن به بتن
  2.  بحث و  یا تهیه ی فهرستی از روش های مناسب و مواد لازم  برای تعمیر آن نوع خاص  از آسیب بتنی

 شاکله ی این فصل را شناخت اهمیت تعیین علت آسیب رسیدن به بتن ، قبل از انتخاب روش تعمیر تشکیل می دهد. انتظار می رود که بحث های مشروح انتخاب روش تعمیر، همانطور که در فصل چهارم آمده است ، قبل اجرا مد نظر قرار گیرد.

11. آب اضافه در مخلوط بتن

 استفاده از آب بیش از حد در مخلوط های بتن شایع ترین علت آسیب به بتن است. آب بیش از حد مقاومت بتن را کاهش می دهد ، مدت زمان کیورینگ و انقباض خشک را افزایش داده ، موجب افزایش تخلخل وخزش شده و مقاومت بتن  در برابر سایش را کاهش می دهد. شکل 16 اثرات تجمعی نسبت آب به سیمان بر دوام بتن را نشان می دهد. در این شکل، دوام بالای بتن ، با صعوبت نسبت آب به سیمان و هوای مصرفی پایین متناسب است. خسارت ناشی از آب اضافی می تواند به سختی قابل تشخیص باشد زیرا که معمولا این آسیب بوسیله خرابی های علت های دیگر پوشانده شده است. به عنوان مثال، ترک خوردگی  ناشی از انجماد و ذوب ، رشد فرسودگی در اثر سایش، یا ترکهای جمع شدگی ناشی از خشک شدن، اغلب به عنوان آسیبهای بتن شناخته می شوند ، اما  در واقعیت، آب اضافی باعث پایین آمدن دوام بتن شده که این خود به علل دیگر اجازه ی  حمله به بتن را خواهد داد. در طول آزمایشات پتروگرافی، گاهی اوقات می توان موارد شدید وجود آب اضافی دربتن سخت شده را از طریق حفرات مویینه آب یا حفره های آب در زیر سنگدانه های بزرگ شناسایی کرد. معمولا، بررسی گزارشات بچینگ ، سوابق طرح اختلاط و بازرسی های میدانی استفاده بیش از حد از آب را در بتن آسیب دیده تایید می کنند. البته باید در نظر داشت، به هر حال ، آب اضافه شده به بتن در تراک میکسر در هنگام حمل به محل پروژه و یا به خود بتن  در طول عملیات بتن ریزی، غالبا مکتوب نشده و مستند نمی گردد.

تنها تعمیر دائمی بتن آسیب دیده به علت آب اضافی حذف و جایگزینی بتن است. با این حال، با توجه به میزان و ماهیت خسارت، تعدادی از روش های نگهداری و یا تعمیر می تواند درافزایش عمر سازه بتنی مفید باشد. اگر آسیب با تشخیص زودرس همراه بوده و عمق آسیب کم ( کمتر از 5/1 اینچ )  است، استفاده از ترکیبات آب بندی بتن، مانند مواد جامد  غلظت بالا ( بیشتر از 15 درصد ) الیگومریک سیلوکسان یا سیستم های سیلان (بخش 38 ) و یا سیستم مونومر  با وزن مولکولی بالا (بخش 35 ) نفوذ آب را کاهش داده و  مقاومت  بتن در برابر چرخه ی  انجماد و ذوب را بهبود بخشیده و تخریب بتن را کاهش  می دهد.

سیستم  تعمیراتی اینچنین ، نیازمند به برنامه بازبینی و تعمیر در  فواصل زمانی 5 تا10  ساله است. بتن ریزی با چسب اپوکسی برای پیوند بتن قدیم به جدید (بخش 31 ) برای تعمیر خسارت هایی که گستردگی آنها بین 5/1 تا 6 اینچ به داخل بتن تخمین زده  می شود، و جایگزین  کردن بتن (بخش 29 ) برای تعمیر آسیب هایی با عمق 6 اینچ یا بیشتر ، توصیه می شود.


12 – طراحی نادرست

  عیوب در طراحی می تواند انواع بیشماری از آسیبهای بتن را ایجاد کند که بحث در مورد همه انواع آن فراتر از حوصله این کتاب است .با این حال، یک از اشکالات طراحی که به تازگی تا حد زیادی رایج شده است ، قرار گرفتن  قطعات فلزی جاسازی شده ،  مانند خط لوله برق یا جعبه تقسیم در نزدیکی سطوح بیرونی سازه های بتنی است. ترک در بتن و در اطراف چنین محلهایی تشکیل شده و اجازه می دهد سرعت  تخریب و فرایند  انجماد و ذوب سریعتر صورت گیرد. بیس پلیت های فلزی راه آهن ها و گارد ریل ها که بیش از حد در نزدیکی لبه ی بیرونی دیوارها  قرار داده شده اند ، پیاده رو ها و نرده های جان پناه نیز نتایج مشابهی را رقم می زنند.


شکل شماره 16 : رابطه دوام و نسبت آب به سیمان برای بتن های حاوی حباب و بدون حباب

این قطعات فلزی و گسترش نفوذپذیری درون بتن با تغییرات دما متناسب است. با انبساط  فلز تنش کششی در بتن ایجاد شده، و در نتیجه باعث ایجاد ترک خوردگی و پس از آن سبب آسیب ذوب و انجماد می گردد.طول گارد ریلها  یا نرده های جانپناه می تواند مشکل دیگری ایجاد کند.لوله های مورد استفاده در آنها نیز دچار انبساط وانقباض طولی در اثر تغییرات دما شده واگر مفاصل لغزش کافی تعبیه نشده باشد، این انبساط و انقباض عامل ترک خوردگی در نقاط اتصال بیس ها به بتن می گردد. این ترک ها نیزسرعت آسیب های ناشی از انجماد و ذوب در بتن را افزایش می دهد.

پوشش و کاور ناکافی بتن بر روی شبکه آرماتور یک علت شایع آسیب به سازه های پل و بزرگراه است. این مشکل در سازه های آبی و آبیاری هم وجود دارد. برای جلوگیری از عدم احتیاج به بازسازی و تعمیر معمولا نیاز به  حداقل 7.5 سانتیمتر پوشش بتن بر روی شبکه آرماتور سازه هست، اما در محیط های خورنده که بتن در معرض اثرات مخرب سولفات ها، اسیدها، یا کلریدها قرار دارد این میزان باید حداقل10 سانتیمتر باشد.

پوشش ناکافی اجازه می دهد تا خوردگی در آرماتورها آغاز گردد، ایجاد اکسید آهن و محصولات جانبی ناشی از این خوردگی نیاز به فضای بیشتر در بتن داشته و در نتیجه ترک خوردگی و متورق  شدن بتن را باعث می گردند.

عدم استفاده از مفاصل انقباضی کافی و یا عدم رعایت فواصل درزهای انبساطی به منظورتوزیع یکنواخت دما در اسلب بتنی به آن آسیب میزند و بتن با مفاصل انقباض ناکافی ترک خواهد خورد و این ترک ها در نقاطی که نیاز به درز انبساط بوده اما تعبیه نشده مشهود است. متاسفانه، دیدن چنین ترکهایی به عنوان درز انقطاع های شکل گرفته یا بریده شده چندان جذاب نیست اما ساختار این ترک ها تنش های کششی را کنترل می کند و با وجود ظاهر ناخوشایند این ترکها ، به ندرت نیاز به تعمیر وجود دارد. اسلب بتنی ساخته شده با درزهای انبساطی ناکافی و یا خیلی تنگ می تواند باعث آسیب های جدی به عرشه پل، جاده سد، و طبقات بلند، سطوح شیب دار، سرریز های سد گردد. هر کدام از این بتن ها چرخه طولانی تغیرات روزانه، فصلی و سالیانه دما در اثر تابش های خورشیدی را تجربه می کنند. در نتیجه انبساط بتن در سطوح فوقانی اسلب ها که دمای بالاتری دارند، بیشتر و در بخش ها و لبه های تحتانی که خنک تر هستند کمتر است.چنین انبساطی می تواند موجب لب به لب و مماس شدن بخش های فوقانی دال ها در محل درز های انقطاع شده که در این شرایط  تنها راه ممکن برای حرکت آسان اسلب ها به سمت بالا می باشد که این امر باعث ایجاد تورق  در فرم بتن گردیده ، که از محل درزها آغاز شده و تا 1 تا 2 اینچ پشت دال ها پیشروی می کنند. این تورق ها به طور معمول در شبکه فوقانی آرموتور بندی واقع شده اند. در اقلیم های معتدل، تورق بتن  در دو سوی درزهای انبساطی باقی مانده و آسیب بیشتر وارد نمی شود. با این حال،  در آب و هوای سرد، آب می تواند چرخه روزانه ای از انجماد و ذوب را وارد درزهای ناشی از تورق کند. این باعث می شود که ورقه ورقه شدن بتن رشد کرده  و از 3 تا 5 فوت دورتر از محل درز گسترش یابد. شکل 17 نمونه ای اغراق شده از این آسیب است.

مرمت و بازسازی آسیب های ناشی از طراحی معیوب تا زمانی که اشکالات طراحی کاهش نیابد، بیهوده است. قطعات  فلزی جاسازی شده می تواند برداشته شود، نرده ها را می توان به مفاصل لغزشی مناسب  مجهز نمود، و بیس پلیت های گارد ریل  را می توان به محل هایی که بتن در آنجا  مقاومت کافی در برابر نیروهای کششی را دارد جابجا کرد. جبران کاور کم بتن روی شبکه آرماتور بندی بسیار دشوار است، اما در صورت لزوم می توان مواد مناسبی برای تعمیر و مقاومت در برابر انواع خاصی از خوردگی را برگزید. عملیات بازسازی و محافظتی می تواند با بهره گیری از مواد آب بند بتن صورت گیرد. استفاده از پوشش های آب بند از نفوذ آب به  بتن جلوگیری نموده و اثرات مخرب عوامل محیطی را کاهش می دهد.

دال های با تعداد کم درزهای انبساطی را نیز می توان با استفاده از کاتر برش داد و به تعداد درز های انبساطی افزود و یا با افزایش عرض درز ، آنها را برای مقابله با اثرات انبساط گرمایی آماده نمود.

آسیب ناشی از اشکالات طراحی به احتمال زیاد می تواند با استفاده از جایگزینی بتن (بخش 29) ، جایگزینی بتن با استفاده از چسب اپوکسی(بخش 31 ) ، و یا ترکیبی از چسب و ملات های تعمیری اپوکسی (بخش 30) مرتفع شود.


شکل شماره 17 : پوسته پوسته شدن بتن ناشی از ترکهای خورشیدی شکل

13- نقایص ساخت

آسیب های معمول وارد بر بتن در اثر اجرای نادرست مشتمل بر کرمو و متخخل شدن بتن، در رفتن قالب ، اشتباهات محاسباتی و اندازه گیری و نقایص تکمیل کار است.

کرمو شدن و تخلخل بتن در واقع مناطقی هستند که بر اثر ناتوانی ملات سیمان در پر کردن فضاهای موجود اطراف سنگدانه ها و در نتیجه خالی ماندن آنها ایجاد می گردند. در صورت خفیف بودن این نقیصه به شرط اینکه از باز کردن قالبها بیش از 24 ساعت نگذشته باشد می توان از ملات سیمان (بخش 25 ) استفاده نمود.اگر عملیات ترمیم بیش از 24 ساعت بعد از برداشتن قالب و با تاخیرصورت گرفته، یا سطح کرمو شده ی بتن گسترده است، باید ابتدا بتن های معیوب برداشته شده ، سپس با استفاده از ملات ترمیمی آماده (بخش 26 ) ، به همراه چسب پیوند دهنده اپوکسی ، تعمیر صورت گیرد (بخش 31 ) ، روش نهایی نیز جایگزینی کل بتن با بتن جدید است (بخش 29 ) بعضی از نقص های جزئی ناشی از حرکت قالب یا در رفتن قالب  را می توان با استفاده از سنگ ساب ،  صاف و پرداخت نمود (بخش 24 ) .در اکثر موارد این رفع نقص به سادگی توسط مالک پذیرفته شده ، در غیر این صورت مجری موظف است نسبت به تخریب و جایگزینی آن بخش آسیب دیده از بتن اقدام کند.

فرصت های زیادی برای ایجاد خطاهای ابعادی در ساخت و ساز بتن وجود دارد. در صورت امکان ، بهترین روش معمولا پذیرفتن نقص به جای تلاش برای تعمیر آن است. در غیر این صورت اگر طبیعت نقص کیفی بتن به گونه ای باشد که نتوان آن راپذیرفت ، بهترین تصمیم، تخریب و باز سازی مجدد است. در بعضی موارد، خطاهای ابعادی را می توان با تخریب بتن معیوب و جایگزینی آن با بتن جدید با استفاده از چسب اپوکسی اصلاح کرد.

نقایص تکمیلی معمولا شامل پرداخت بیش از حد (سطح نهایی ) و یا اضافه کردن آب و  یا  سیمان به سطح در طی مراحل اتمام کار است. در هر دو مورد، سطح متخلخل و نفوذ پذیر و در نتیجه کم دوام می شود. سطوح ضعیف نهایی در همان اوائل عمر سازه ترک خورده و خرد می شوند. مرمت و بازسازی سطح خرد شده شامل حذف بتن ضعیف و جایگزینی آن با بتن جدید با استفاده از چسب  پیوندی اپوکسی است (بخش 31 ) است.اگر روند تخریب به سرعت تشخیص داده شود، می توان عمر (بتن نهایی ) سطح را با استفاده از ترکیبات آب بند کننده بتن (بخش 35 و 38)  افزایش داد.

14-تخریب سولفاتی

سولفات سدیم، منیزیم و کلسیم، از جمله نمکهایی هستند که معمولا در خاکهای قلیایی  و مناطق ساحلی یافت می گردد . این  گروه از سولفات ها با آهک  هیدراته و هیدرات آلومینات موجود در خمیر سیمان واکنش شیمیایی داده و تشکیل سولفات کلسیم و   سولفات کلسیم آلومینات می دهند .حجم محصولات جانبی این واکنش بیشتر از  حجم خمیر سیمان تولید شده است، بنابراین امکان شکستن بتن در اثر انبساط وجود دارد . سیمان پرتلند نوع 5، که درصد آلومینات کلسیم پایینی دارد، در برابر واکنش شیمیایی و حمله سولفات ها بسیار مقاوم است . بنابراین در جاهایی که سازه بتنی در مجاورت خاک و یا آبهای زیر زمینی دارای سولفات قرار دارد باید از این نوع سیمان استفاده کرد.


گاهی اوقات استفاده از یک پوشش نازک بتن پلیمری می تواند برای بتنی که دستخوش فرسایش و آسیب مدام به علت قرار گرفتن در معرض سولفاتها است ، مفید باشد (بخش 33 ) ،  همچنین  استفاده از مواد و ترکیبات آب بندی بتن (بخش 35 و 38 ) نیز اثر بخش است. تناوب پیاپی  خشک و تر شدن  سازه به تخریب سولفاتی سرعت می بخشد ،لذا کاهش و کم کردن نرخ تخریب را  می توان با قطع این چرخه انجام داد.روش پیشنهادی دیگر از بین بردن سولفات های قابل انتقال از راه آب است در صورتی که دسترسی به منبع سولفاتی امکان پذیر باشد. در غیر این صورت پس از انجام بازبینی مناسب باید بتن موجود تخریب شده و با بتن ساخته شده با سیمان تیپ 5 جایگزین شود.


15 – واکنش قلیایی سنگدانه ها

انواع خاصی از شن و ماسه، مانند سنگ اوپال، چرت (نوعی سنگ آتشزنه با ذرات متراکم و سیاه ) ، سنگ چخماق یا آذرین با محتوای سیلیسی بالا، با کلسیم، سدیم ، پتاسیم و هیدروکسیدهای قلیایی سیمان پرتلند واکنش می دهند .این واکنش، علی رغم بیش از  نیم قرن مطالعه و تحقیق  اداره اصلاح از سال 1942 چندان درک و شناخته نشده است. برخی بتن های دارای سنگدانه های  با قابلیت واکنش پذیری قلیایی، به سرعت شواهدی دال بر گسترش تخریب و فرسایش را در خود نشان می دهند. اما بتنهای دیگرممکن است برای سالهای زیادی دست نخورده باقی بمانند. بررسی پتروگرافی در بتن های واکنش پذیر نشان می دهد که نوعی ژل در اطراف این نوع سنگدانه ها تشکیل شده است.

این ژل در حضور آب یا بخار آب (رطوبت نسبی 80 تا  85  ) ، به شدت گسترش پیدا کرده و ترک های کشیده ای در اطراف سنگدانه ها ایجاد کرده و در بتن گسترش می یابد (شکل  18 ) و در صورتی که مهار نشود، این گسترش در داخل بتن برای اولین بار به صورت ترک خوردگی های منظمی بر روی سطح آشکار می گردد. معمولا، در برخی از موارد تراوش سفید رنگی در داخل و اطراف بتن ترک خورده مشاهده می شود .در موارد شدید، این ترک ها 5/1 تا 2 اینچ (شکل 19 )   باز می گردند.


بسیار معمول است که چنین آسیب های گسترده ای، منجر به چین خوردگی های(جابجایی های -  قابل توجهی در بتن و یا قیود و نقاط اتصال بتنی تونلهای کنترل سدها گردد. در سازه های بتنی بزرگ، واکنش قلیایی سنگدانه ممکن است فقط در مناطق خاصی از سازه رخ می دهد. تا زمانی که استفاده از چندین معدن و دپوی سنگدانه برای استفاده در ساخت سازه های بتنی بزرگ معمول بوده و مورد تایید قرار می گیرد، این روش ممکن است برای تشخیص گیج کننده باشد. زیرا  بتن حاوی شن و ماسه قلیایی یا سنگدانه واکنش پذیر، تنها در بخشهایی از سازه که نمایان ساخته شده است ، قابل تشخیص می باشد .

در سازه های جدید استفاده از سیمانهای پرتلند با خاصیت قلیایی پایین و سرباره پوزولانی میتواند بطور کامل یا تا حد بسیار زیادی خوردگی در اثر واکنش سنگدانه ها را متوقف کند. در سازه های موجود خوردگی ناشی از مصالح سنگی واکنش پذیر تقریبا غیر قابل تعمیر است. هیچ روش اثبات شده ای برای حذف اثر واکنش های قلیایی سنگدانه ها وجود ندارد. اگرچه نرخ گسترش تخریب با اتخاذ تدابیری جهت خشک نگه داشتن سازه در بعضی موارد ممکن است کند شود. اما هر گونه تلاش برای تعمیر سازه هایی که تحت تاثیر واکنش های قلیایی هستند، بی ثمر است. با گسترش مداوم این عارضه در داخل بتن هر گونه مواد تعمیری به سادگی جدا شده و بی اثر می شوند. سازه های تحت تخریب فعال باید به صورت مدام مونیتور شده و مورد بازرسی قرار گیرد، و تنها لازم است تعمیراتی را انجام داد که در جهت حفظ بهره برداری مطمئن سازه باشد. تعدادی از سد ها با استفاده از ایجاد اتصالات بتنی ،  با ایجاد برش های ترمیمی در سطوح بتنی آنها به وسیله سیم های بکسل برنده ، به چرخه بهره یرداری بازگردانده شده اند. سپس این برش ها با استفاده از تکنیک تزریق رزین پلی اورتان    جهت آب بند کردن و متوقف ساختن نشت آب ، پر می شوند (بخش 34 ).

با افزایش انبساط بتن، چنین برشهای آزادی منتاوبا تکرار می شود. در بسیاری از سازه ها، جابجایی ها و انبساط ها کند شده و از بین می روند و میزان این کندی و توقف بسته به واکنش های قلیایی سنگدانه ها و ترکیبات قلیایی موجود در بتن است . فقط هنگامی می توان اصلاح و ترمیم را برای بهربرداری به صورت نهایی انجام داد که انبساط سازه به صورت کامل انجام پذیرفته باشد. در هر صورت، باید این پیش بینی را داشت که در نهایت ممکن است نیاز به جایگزینی بتن تحت تاثیر خوردگی قلیایی، وجود داشته باشد. جایگزین کردن بتن به این صورت،  در سال 1975 در آمریکا ، در جریان بازسازی سد آیداهو فالز اتفاق افتاد. این سد در سال 1927 ساخته شد و پس از مطالعات گسترده توسط آزمایشگاه بتن دنور مشخص گردید که بتن سد در اثر واکنش قلیایی سنگدانه ها به شدت آسیب دیده است.


16 – تخریب ناشی از سیکل انجماد و ذوب

تخریب ناشی از یخ زدکی و ذوب مداوم آب درون بتن یکی از علت های شایع آسیب پذیری سازه های بتنی در اقلیم های سرد سیری است. شرایط زیر در رخ دادن صدمات ناشی از  انجماد و ذوب موثر هستند :


  1. سازه تحت تاثیر مداوم سیکل ذوب و انجماد باشد.
  2. خلل و فرج موجود بتن، در هنگام یخ زدگی از آب اشباع – بیش از 90 درصد- شده باشد.


آب در مدت زمان انجماد حدود 15 درصد انبساط حجمی را تجربه می کند. اگر خلل و فرج  و حفرات مویینه در بتن تقریبا در طول انجماد اشباع شده باشند، این انبساط سبب اعمال نیروهای کششی شده و منجر به شکستگی و ترک خوردگی ماتریس ملات سیمان می گردد. این تخریب تقریبا در تمامی لایه های بتن از سطوح خارجی به داخل رخ می دهد. نرخ پیشرفت آسیب  به تعداد چرخه های انجماد و ذوب ، درجه اشباع سازه در طول انجماد، تخلخل بتن، و شرایط قرار گرفتن در معرض تابش نور بستگی دارد. دیوارهایی که در معرض ذوب برف یا پاشش آب هستند، دالهای افقی که در تماس با آب قراردارند و دیواره های عمودی که در مسیر عبور آب واقع هستند از جمله مکان های معمول برای آسیب در اثرانجماد و ذوب مداوم  می باشند. اگر بتن در معرض تابش نور از سمت جنوب قرار گیرد، روزانه یک نیم سیکل انجماد در شب و یک نیم سیکل ذوب را در روز تجربه می کند. در مقابل، بتن ها با در معرض قرار گرفتن از سمت شمال ممکن است فقط یک چرخه انجماد و ذوب را در هر زمستان، پشت سر گذارده و در نتیجه  وضعیت مخرب به مراتب کمتری را تجربه می کنند.  شکل های 20 و 21 نمونه ای از این نوع تخریب را نشان می دهد.

شق دیگری از تخریب های ناشی از چرخه انجماد و ذوب به عنوان ترک "”D - (ترکهایی به شکل حرف بزرگ دی لاتین ) شناخته می شوند. در این مورد، گسترش تخریب در اثر کیفیت پایین، جذب پذیری بالا، و استفاده از سنگدانه های درشت درملات سیمان رخ می دهد. این نوع ترک خوردگی اغلب در گوشه ها و کنج های  بدون حفاظ دیوارها یا دالها و در محل اتصال ها دیده می شود. در چنین آسیبی مجموعه ای از ترک های تقریبا موازی که کلسیت (آهک) از درونشان بیرون میریزد (شوره می زند ) و  معمولا سراسر گوشه و کنار سازه را قطع می کند. (شکل 22 ) مشاهده می شود..

در سال 1942، دایره بازسازی ((Bureau of Reclamation  صراحتا استفاده از مواد افزودنی هوا زا (AEA )  را در بتن ، به منظور کاهش تخریب سیکل ذوب و انجماد آغاز نمود . سازه های بتنی ساخته شده قبل از این تاریخ فاقد هوازا  بودند. سد Angostura، که در سال 1946عملیات ساخت آن آغاز گردید، اولین سد ساخته شده با استفاده از مواد هوازا بود.

این نوع افزودنی، حباب های کوچکی از هوا درون جسم بتن تولید نموده که فضای کافی جهت انبساط آب در هنگام یخ زدگی را فراهم می سازد. اگر هوازای مناسبی با غلظت صحیح درون بتن تازه ی با کیفیتی، بخوبی میکس و مخلوط شود، حاصل کار  می بایستی بجز در اقلیم های  با آب و هوای بسیار بد، صدمات بسیار کمی در اثر سیکل ذوب و انجماد متحمل گردد.. در نتیجه اگر در یک بتن جدید، چرخه ذوب و انجماد به عنوان عامل آسیب مورد سوظن باشد، ابتدا باید این موضوع مورد بررسی قرار گیرد که چرا افزودنی هوازا اثر بخش نبوده است.

 بجز مواردی که بتن در معرض رطوبت و یا  آب و هوای به شدت سرد قرار داشته باشد هنگامی که در بتن تازه آسیب هایی از نوع چرخه ذوب و انجماد را ظاهر می شود، به احتمال قوی دلایل دیگری وجود دارد (بخش 23 را ببینید ).

همانطور که گفته شد تخریب ناشی از چرخه انجماد و ذوب بتن تنها زمانی رخ می دهد که بتن تقریبا اشباع شده باشد. بنابراین کاهش موفقیت آمیز صدمات ناشی از آن نیز، شامل کاهش یا حذف چرخه انجماد و ذوب و یا کاهش جذب آب توسط جسم بتن خواهد بود.  معمولا هیچ روش شناخته شده ای برای محافظت و عایق بندی بتن جهت کنترل دما در سیکل های انجماد و ذوب وجود ندارد، اما می توان از ترکیبات آب بندی بتن (بخش 35 و 38 ) برای جلوگیری یا کاهش جذب آب برای سطوح نمایان بتنی استفاده نمود. مواد آب بند برای بتن های غوطه ور در آب  چندان اثر بخش نیست، اما می توانند از بتن هایی که در معرض باد و باران و آب شدن برف قرار دارند، محافظت نمایند.

ترمیم بتن آسیب دیده در اثر ذوب و یخ مدام ، اغلب به جایگزینی بتن ختم می شود (بخش 29 ). اگر ترک ها در حدود 6 اینچ و یا عمیقتر باشند باید از چسب اپوکسی به همراه بتن جدید استفاده کرد (بخش 31) و یا از بتن پلیمری استفاده نمود ( بخش 32) . اگر صدمات بین 5/1 تا 6 اینچ عمق داشته باشد، حتما و مطمئنا در بتن جایگزین باید از مواد هوازا استفاده نمود. تلاش ها برای ترمیم خوردگی ها و تخریب های سطحی در اثر یخ زدگی و ذوب شدن متناوب، با عمق کمتر از 5/1 اینچ کاملا مایوس کننده بوده است. تا به امروز هیچ ماده تعمیری عمومی یا اختصاصی مناسبی برای ترمیم های با این ضخامت  شناخته نشده است.


17- تخریب در اثر سایش و فرسایش

در سازه های بتنی که آب را به همراه گل و لای و ذرات معلق منتقل می کنند، شن ، خورده سنگ و یا آب با سرعت جریان بالا موضوعات مورد مطالعه در تخریب بتن در اثر سایش می باشند. حوضچه های آرامش در سد ها در صورتی که ذرات موجود در کف آنها جارو و منتقل نشود در معرض سایش قرار خواهند گرفت. در برخی از حوضچه های آرامش به علت معیوب بودن الگوی جریان ، سنگریزه ها و ذرات از پایین دست به بالا دست حوضچه کشیده می شود. در محلهایی که این ذرات درون حوضچه جمع میشوند، در زمانی که جریانهای شدید وجود دارد، تخریب های قابل توجهی بوجود می آید.(شکل 23). این سایش در اثر کوبش شن و خورده سنگ ها و گل و لای به کف اتفاق می افتد. آسیب ناشی از این تخریب به صورت صیقلی شدن سطح بتن ظاهر می شود (شکل 24). سنگدانه های درشت بتن نمایان شده  تحت اثر گل و لای و شن، جلا می خورند. شکل 25 مراحل اولیه سایش و احتمالا شروع خوردگی در دیوارهای حوضچه آرامش را نشان می دهد. میزان تخریب سایش و خوردگی تابعی از متغیرهای زیاد و همچنین مدت زمان قرار گرفتن (سازه ) در معرض این مولفه هاست. شکل سطوح بتنی، سرعت و الگوی جریان، مسیر جریان، و مجموع بارگذاری امکان دستیابی به نظریه ای عمومی برای پیش بینی رفتار بتن در این شرایط  را بسیار دشوار ساخته است. در نتیجه، معمولا لازم است مدل هیدرولیکی سازه برای تشخیص شرایط و الگوی جریان در حوضچه های آسیب دیده و ارزیابی تغییرات مورد نیاز، مورد مطالعه قرار گیرد. اگر تمامی شرایطی که منجر به سایش و فرسایش سازه میگردد مورد بررسی قرار نگیرد، بهترین مواد تعمیری هم کارایی نداشته و عمر بهره وری سازه پایین خواهد آمد.

به طور کلی این درک وجود دارد که بتن با کیفیت بالا به مراتب مقاوم تر از بتن با کیفیت پایین در مقابله با آسیب ناشی از سایش است. تعدادی از مطالعات انجام شده در سال1991 ، به وضوح نشان می دهد که مقاومت بتن در برابر سایش با افزایش مقاومت فشاری بتن افزایش می یابد.

بهترین ترمیم آسیب های ناشی از سایش استفاده از بتن با دوده سیلیسی (بخش 37) و یا استفاده از بتن پلیمری است (بخش 32). این مواد بالاترین مقاومت در برابر تخریب را در تست های آزمایشگاهی و میدانی نشان داده اند. اگر تخریب تا پشت شبکه آرماتور بندی نفوذ نکرده و حداقل 6 اینچ در جسم بتن نفوذ کرده باشد، باید بتن جدید میکس شده با پودر میکروسیلیس روی یک لایه چسب اپوکسی تازه اجرا شود. شکل 26، نحوه ی اجرای بتن با پودر میکروسیلیس جهت ترمیم خرابی های ناشی از سایش، فرسایش و چرخه ی انجماد و ذوب را بر روی کف سرریز سد Vallecito نشان می دهد.


18- آسیب های ناشی از پدیده کاویتاسیون

تخریب در اثر کاویتاسیون زمانی اتفاق می افتد که جریان آب با سرعت بالا به صورت نامنظم و ناپیوسته به سطح جریان برخورد کند  ناپیوستگی در مسیر جریان باعث می شود آب سطح جریان را بالا بکشد، در نتیجه باعث ایجاد مناطق فشار منفی شده و حباب هایی از بخار آب ایجاد می گردد. این حباب ها به پایین دست جریان حرکت کرده و می ترکند. اگر ترکیدگی حباب ها مجاور یک سطح بتنی صورت بگیرد، یک ناحیه ی ضربه ای فشار بالا گرداگرد یک منطقه بی نهایت کوچک در روی سطح ایجاد می شود. چنین ضربات قدرتمندی می تواند ذرات بتن را جابجا و قلوه کن کرده ، باعث تشکیل ناپیوستگی دیگری شود که خود آن می تواند باعث آسیب گسترده تری در اثر پدیده کاویتاسیون گردد. شکل 27، الگوی کلاسیک  "درخت کریسمس–تخریب ایجادی در اثر کاویتاسیون به شکل کاج کریسمس- در یک تونل انتقال بتنی بزرگ در سد گلن کانیون که از سال 1982  در مدار بوده ، نشان می دهد.  در این نمونه، تخریب کاویتاسیون به طور کامل در طول تونل بتن گسترش یافته و نیز حدود 40 فوت به عمق صخره (شکل 28)  نفوذ کرده است.

تخریب در اثر کاویتاسیون در درون ، اطراف و چهارچوبه دریچه های کنترل آب معمول است. جریان  با سرعت بسیار بالا هنگامی رخ   می دهد که گیت های کنترل آب برای اولین بار باز می شوند ویا به مقدار کوچکی باز می مانند .این جریان باعث تخریب از نوع کاویتاسیون در پایین دست گیت ها یا اطراف آن می گردد.


برای ایجاد مقاومت در برابر پدیده کاویتاسیون بسیاری از مواد مختلف  توسط آزمایشگاه های اصلاح و ترمیم، رسته ی مهندسی ارتش ایالات متحده، و دیگران تست شده است . تا به امروز، هیچ ماده ای، از جمله فولاد ضد زنگ و چدن، قادر به تحمل کامل اثر های تخریبی ایجاده شده توسط کاویتاسیون نیست. برای داشتن تعمیرات موفق باید علل ایجاد کاویتاسیون را در نظر گرفت.


قانون استاندارد انگشت شست بیان می کند که کاویتاسیون در جریان هایی با سرعت  کمتر از حدود 40 فوت در ثانیه ، در فشار محیط، رخ نمی دهد.  درباره ی سرعت جریانهایی تا به این اندازه نزدیک به آستانه (40 فوت بر ثانیه )، لازم است اطمینان حاصل شود که هیچ ناهمواری و یا ناپیوستگی در سطوح مسیر جریان وجود ندارد.

جزئیات و مشخصات ترمیم نهایی بر روی سطح سازه های بتنی که جریان هایی با سرعت بالا را تجربه خواهند کرد، باید بسیار سفت، سخت و بدون اغماض صورت پذیرند.


تعمیرات بتن تازه که توانایی و شرایط پاسخگویی به این نیاز سازه را نداشته باشد گاهی اوقات می تواند به صورت سنگ زنی وساب زنی سطح و برداشتن ناهمواری ها (بخش 24 ) انجام می شود. هرچند، که به احتمال زیاد  بتنی  که مشخصات سطحی مورد نظر را برآورده نسازد، باید برداشته گردیده و با بتن جدید جایگزین   (بخش 29 ) و یا بتن جایگزین  به همراه چسب اپوکسی(بخش 31 )  بازسازی گردد.


خسارت وارد شده در اثر کاویتاسیون به چهارچوب یا خود گیت های کنترل معمولا می تواند با استفاده از ملات اپوکسی و چسب پیوندی اپوکسی (بخش 30 )، ویا بتن پلیمری (بخش 32) ، و یا جایگزینی بتن به همراه چسب اپوکسی(بخش 31 ) تعمیر شود. به طور طبیعی چنین آسیب هایی معمولا بسیار گسترده نیستند. در نتیجه کشف و شناسایی آنها قبل از انجام تعمیرات بزرگ بسیار ضروری است. پس از انجام این تعمیرات، ایده خوبی است که یک لایه پوشش یکپارچه اپوکسی روی بتن ، از ابتدای چهارچوب گیت به سمت پایین دست به طول 5 تا 10 فوت اعمال کرد. سطح صیقل و شیشه ای پوشش اپوکسی ممکن است به جلوگیری از اثرات مخرب کاویتاسیون بر بتن کمک کند اما به هر حال باید توجه داشت، که پوشش های اپوکسی  به طور کامل  در برابر آسیب های ناشی از کاویتاسیون مقاوم نیستند.


برای داشتن یک تعمیر موفقیت آمیز در سرریزها، دریچه های خروجی ، یا حوضه های آرامش بتنی در سد ها تقریبا همیشه نیاز به ایجاد تغییرات عمده در ساختار بخش آسیب دیده به منظورجلوگیری از بازگشت تخریب وجود دارد. نتایج و عملکرد روشها در مطالعات مدل هیدرولیک، برای اطمینان از صحت طراحی چنین تعمیراتی باید در نظر گرفته شوند. یکی از روش های اصلاحی، نصب و راه اندازی شیار های هوا در سر ریز ها و تونل ها می باشد، که در از بین بردن و یا کاهش قابل توجه اثر کاویتاسیون بسیار موفق بوده است. بتن جایگزین معمولا در این نوع عارضه ها  و تعمیرات اینچنینی کاربرد بسیار دارد.


19- خوردگی شبکه آرماتور

خوردگی شبکه آرماتور،  معمولا نشانه ی برای تخریب بتن به علت دیگری است. در این مورد، علل مخرب دیگر بتن را ضعیف کرده و اجازه می دهند تا خوردگی شبکه آرماتور رخ بدهد. به هر صورت ، شبکه های آرماتور دارای خوردگی به صورت متداول در هر بتن آسیب دیده ای یافت می شوند لذا با توجه به اهداف این کتاب بنا داریم در این مبحث، علل خوردگی آرماتور ها را مورد مطالعه قرار دهیم.


ظرفیت قلیایی سیمان پرتلند مورد استفاده در بتن به طور معمول در اطراف آرماتورها ، ایجاد یک محیط بازی (قلیایی - غیر فعال (در حدود PH12) کرده که از آنها در برابر خوردگی محافظت می کند. وقتی که انفعال محیطی از دست رفته و یا از بین برود، و یا زمانی که بتن دچار ترک خوردگی شود و یا تورق به اندازه کافی اجازه دهد تا آب بدون مزاحمت وارد بتن شود، خوردگی رخ می دهد.  اکسیدهای آهن تشکیل شده در طول خوردگی فولاد نیاز به فضای بیشتری نسبت به سایز اصلی شبکه آرماتور در بتن دارند. این مسأله باعث بوجود آمدن تنش کششی در بتن و در نتیجه ایجاد ترک های اضافی و لایه لایه شدن کاور بتن و در نتیجه سرعت بخشیدن به روند خوردگی خواهد شد.

 برخی از علل شایع تر از خوردگی فولاد همراه شدن ترک خوردگی های بتن با سیکل انجماد و ذوب شدن، قرار گرفتن در معرض سولفات، و واکنش قلیایی سنگدانه ها، قرار گرفتن در معرض اسید، از دست دادن خواص قلیایی به علت کربناته، فقدان ضخامت کافی کاور بتن، و قرار گرفتن در معرض کلرید ها است.


قرار گرفتن در معرض کلرید ها تا حد زیادی نرخ خوردگی را سرعت می بخشد. این امر می تواند به فرمهای متعددی رخ می دهد. استفاده از نمک  ضد یخ (کلرید سدیم)  به بتن برای سرعت بخشیدن به روند آب شدن برف و یخ، منبع معمول برای کلریدها است. کلریدها همچنین می توانند در شن و ماسه، سنگدانه ها، و آب مورد استفاده برای آماده سازی مخلوط های بتن وجود داشته باشند. همچنین بعضی از سازه های آبیاری ، آب با محتویات کلرید بالا را منتقل و جابجا می کنند (شکل 29).


سازه های بتنی واقع در محیطهای ساحلی، قرار گرفتن در معرض کلراید را از طریق آب دریا و یا پاشش در اثرجریان باد تجربه  می کنند.


در نهایت یکی دیگر از راههای تاثیر کلرها روش تجربی استفاده از کلراید به عنوان مواد افزودنی بتن برای سرعت بخشیدن به هیدراتاسیون در زمستان (به عنوان ضد یخ) می باشد.

رخ دادن زنگ زدگی در شبکه آرماتور می تواند معمول باشد، اما نه همیشه . این مسئله را می توان با آشکار شدن لکه زنگ بر روی سطوح خارجی بتن و یا تولید صدای توخالی و یا طبل مانند و بمی که ناشی از ضربه زدن نرم روی بتن مشکوک ایجاد می شود، شناسایی کرد. همچنین می توان با اندازه گیری پتانسیل خوردگی هافسل از بتن آسیب دیده، با استفاده از دستگاه های الکترونیکی ویژه، که به این منظور ساخته شده، زنگ زدگی را شناسایی نمود. زمانی که زنگ زدگی شبکه آرماتور تایید شد، بسیارمهم است که آنچه واقعا باعث خوردگی شده شناسایی شود، چون معمولا علل خوردگی تعیین خواهد کرد که چه روش تعمیراتی را باید مد نظر و مورد استفاده قرار داد. بحث بیشتر درمورد روش های ترمیمی مناسب ، در بخش های دیگری از کتاب آورده شده است. هنگامی که علت آسیب شناسایی شد و مسئله ساده تر گردید، در صورت لزوم، حفاظت و آماده سازی شبکه آرماتور زنگ زده درهنگام برداشتن بتن فرسوده اهمیت می یابد. بر این اساس فلزی که توسط فرآیند خوردگی به کمتر از نصف سطح مقطع اصلی آن کاهش یافته باید حذف شده و جایگزین گردد.آرماتورهای باقی مانده نیز باید از تمام زنگ خوردگی ها و محصولات جانبی آن که با اتصال به مواد تعمیری در روند ترمیم کارآمد تاثیر می گذارند ، تمیز گردند. باید توجه داشت که شبکه آرماتور  خورده شده ممکن است از مناطق دارای بتن آسیب دیده به سوی بتن به ظاهر خوب گسترش یافته باشد. بنابرین در هنگام برداشتن بتن باید دقت کرد تمامی شبکه آرماتور دارای خوردگی شناسایی شود.


20- قرار گرفتن در معرض اسید

منابع شایع برای قرار گرفتن سازه های بتنی در معرض اسید در مجاورت معادن زیر زمینی اتفاق می افتد  آب های زهکشی خارج شده  از این معادن می تواند اسیدی و به صورت غیر منتظره ای با PH پایین باشد. مقدار PH  7 به عنوان ماده خنثی تعریف شده است.  مقادیر بالاتر از 7 قلیایی نامیده می گردد، در حالی که مقادیر PH  پایین تر از 7 اسیدی هستند. محلول اسید سولفوریک 15 تا 20 درصد، می تواند مقدار PH در حدود 1 را داشته باشد.

چنین محلولی به سرعت به بتن آسیب می زند. پسآبهای اسیدی با مقدار PH  بین 5 تا 6   تنها پس از قرار گرفتن طولانی سازه در معرض آنها به بتن صدمه میزنند.

تشخیص بتن آسیب دیده توسط اسید بسیار آسان است. اسید با سیمان پرتلندِ ملات بتن واکنش می دهد و سیمان به نمک های کلسیم تبدیل شده که بوسیله آب جاری ریزش کرده و شسته می شوند. سنگدانه ها ی درشت تر معمولا سالم می مانند، اما نمایان می گردند.  ظاهر بتن آسیب دیده توسط اسید تا حدودی مانند تخریب سایشی است، اما سنگدانه هایی که در معرض اسید قرار می گیرند نمایانتر و بدون صیقل هستند. شکل های 30 و 31  ظاهر نمونه های از بتن را نشان می دهند که با قرار گرفتن در معرض اسید آسیب دیده است.


تخریب اسیدی به وضوح در سطح آغاز می شود، و تحت تاثیر اسید گسترش می یابد، از آن طرف هرچه به هسته اصلی سازه و عمق بتن نزدیک می شود میزان تخریب کاهش می یابد. غلظت اسید در سطح بتن بالاست. اما هرچه به داخل بتن نفوذ می کند به علت واکنش با سیمان پرتلند خنثی می گردد. با این حال، سیمان موجود در جسم بتن به علت این واکنش ها ضعیف شده است.

بنابراین اقدامات اولیه برای ترمیم بتن تحت اثر اسید، که شامل برداشتن بتن آسیب دیده است همواره بیش از آن چیزی است که  پیش بینی می شود. عدم حذف تمامی بتن های آسیب دیده و ضعیف شده ناشی از عملکرد اسید باعث نقص در چسبیدن مواد ترمیمی می شود. بر اساس تجربه شستشو با اسید به عنوان یک روش مجاز برای تمیز کردن بتن جهت آمادگی سطوح برای تعمیرات مجاز می باشد، اما به هر صورت،  نقص در چسبیدن مواد تعمیری رخ می دهد، مگر آنکه تلاش های گسترده ای برای حذف تمام آثار اسید از بتن انجام پذیرد.

در روش های دیگر ترمیم بتن  هیچ مجوزی جهت استفاده از اسید برای آماده سازی سازی بتن قبل از تعمیر و یا برای تمیز کردن ترک ها به منظور تزریق رزین صادر نشده است.

همانند تمامی علل تخریب بتن ، حذف منع تخریب بتن پیش از ترمیم لازم و ضروری است. یکی از روشهای معمول در تخریب های اسیدی، رقیق کردن اسید موجود در محل به وسیله آب است. محلول اسیدی با PH  پایین می تواند تبدیل به محلول اسیدی با PH بالاتر شده که پتانسیل رفتار مخرب کمتری دارد.

به عنوان جایگزین اگر PH محلول اسیدی به طور متوسط بالا بود، می توان از سیستم پوشش نازک بتن پلیمری (بخش 33 - به عنوان متوقف کننده بازتولید اثرات تخریبی اسید پس از انجام ترمیم بر روی سطح استفاده نمود.

تحقیقات آزمایشگاهی نشان می دهد پوشش هایی با قابلیت محافظت سطح بتن در برابر اسید های قوی ، به ندرت اقتصادی  هستند.

در تعمیرات تخریب اسیدی می توان از بتن جایگزین به همراه چسب اپوکسی ( بخش 31 )، بتن جایگزین (بخش 29)  و بتن پلیمری (بخش 32) و در بعضی موارد از چسب اپوکسی به همراه ملات اپوکسی (بخش30 ) استفاده نمود. پیشنهاد می شود از ملات اپوکسی و بتن پلیمری که حاوی سیمان پرتلند نباشند، به دلیل مقاومت زیاد در برابر اسید ، استفاده گردد.


21 – ترک خوردگی


ترک مثل خوردگی آرماتورها دلیل اصلی تخریب بتن نیست. بلکه نشانه ای از تخریب بتن به علت سایر عوامل مخرب است. همه بتن هایی که با سیمان پرتلند ساخته می شوند درجه ای از جمع شدگی را در هنگام هیدراتاسیون متحمل می شوند. این انقباض جمع شدگی های خشکی را تولید کرده و ترک های ناشی از جمع شدگی را پدید می آورد که تا حدی به الگوی دایره ای شبیه هستند  (شکل 32) . این ترک ها به ندرت به عمق بتن گسترش یافته و می توانند به طور کلی نادیده گرفته شوند.

ترکهای جمع شدگی پلاستیک، زمانی رخ می دهند که بتن تازه در وضعیت خمیری ، در معرض تبخیر زیاد، آب خود را از دست می دهد.(شکل 33).

ترک های جمع شدگی پلاستیک معمولا تا حدی عمیق تر از ترکهای خشک و ترکهای ناشی از جمع شدگی در حین کیورینک بتن می باشند.


ترکهای گرمایی در اثر انقباض و انبساط بتن در اثر تغییر دمای محیط بوجود می آیند. ضریب طولی انبساط گرمایی بتن در حدود 5/5 میلیونیم اینچ بر درجه فارنهایت است. این می تواند باعث شود تا بتن به اندازه 5 درصد یک فوت به ازای هر 80 درجه فارنهایت تغییر طولی داشته باشد.

اگر هنگام طراحی به اندازه ی کافی درز برای وفق دادن بتن با این تغیر اندازه در سازه های بتنی تعبیه نشده باشد، بتن به سادگی از محلهایی که لازم بود درز انبساطی لحاظ شود ترک می خورد. این نوع ترک ها عموما بصورت کامل در درون جسم بتن گسترش یافته و محلی برای نشت آب به درون سازه ی بتنی ایجاد می کنند. ترک های حرارتی همچنین می توانند در اثر دمای بالای هیدراتاسیون سیمان پرتلند در هنگام کیورینگ ایجاد شوند. در چنین بتن هایی مادامی که افزایش حرارت وجود دارد ، دمای داخلی و سختی افزایش می یابد. انقباض ثانویه نیز زمانی رخ می دهد که سازه رو به سرد شدن رفته و در اثر تنش کششی داخلی در سراسر نقاط تکیه گاهی ترک ایجاد می گردد.

کمبود نقاط تکیه گاهی یکی دیگر از علل شایع ترک خوردگی در سازه های بتنی است. تنش کششی بتن معمولا بین 200 تا 300 psi  است. پی موجود سازه به راحتی می تواند شرایط جابجایی را هرجا که تنش کششی از این میزان تجاوز کرده به وجود آورد و در نتیجه منجر به ایجاد ترک گردد.


ترک های بتن همانگونه که در بخشهای پیش مورد بحث قرار گرفت ، در اثر واکنش سنگدانه های قلیایی بتن ، حمله سولفاتی و تاثیرات سیکل ذوب و انجماد نیز ایجاد میشوند. این ترک ها در سازه در اثر بارگذاری بیش از حد سازه نیز اتفاق می افتند که در بخش آینده به آن خواهیم پرداخت.

تعمیرات موفق بر روی ترکهای سازه ی بتنی اغلب به سختی حاصل می گردد. گاهی بهتر است به برخی از انواع ترک های بتن نپرداخت تا با روش اشتباه و پر نقص دست به تعمیرشان زد. (شکل 34 و 35) انتخاب روش ترمیمی برای ترک ها به علل پیدایش آنان بستگی دارد. ابتدا باید تعیین کرد که ترکها زنده هستند یا مرده ، به صورت گردشی باز و بسته هستند یا گسترش یابنده با دامنه ی وسیع می باشند. تعمیرات سازه ای در این نوع معمولا بسار پیچیده و اغلب بی اثر هستند. چنین ترک هایی به سهولت و به سرعت بر روی مواد تعمیری یا در مجاورت بتن تعمیری باز تولید می شوند. به همین دلیل و پیش از هر تلاشی برای تعمیر بتن لازم است تا " ترک سنجی" به منظور مونیتور و نظارت بر روی ترک های سازه نصب شود (شکل 36).

این ابزار باید اطلاعاتی در مورد نوع ترک ، باز و بسته شدن دوره ای ، و اینکه سیکل آن روزانه یا فصلی است و اینکه به علت تغییرات دمایی هست یا نیست  و یا اینکه ترک از نوع پیشرونده و وسیع شونده است و به علت شرایط فونداسیون و یا بارگذاری است، به ما بدهد. مجددا اشاره می شود هر تلاشی برای تعمیر تنها هنگامی باید صورت گیرد که علل رفتار ترکها شناسایی شده باشد.

اگر تشخیص داده شد ترک اصطلاحا "مرده" یا به عبارتی ایستا است، تزریق رزین اپوکسی می تواند برای یکپارچه ساختن سازه ای بتن استفاده شود.(بخش 34) و اگر هدف از ترمیم ، آب بند ساختن نشتی سازه است پیشنهاد می شود که ترمیم به صورت کامل با تزریق رزین پلی یورتان انجام پذیرد.

تزریق رزین اپوکسی در برخی موارد که حجم نشت آب سازه کم باشد ، برای آب بندی استفاده شده و یا جهت چسباندن مجدد ترک های اعضای سازه ی بتنی بکار می رود.

رزین اپوکسی پس از تزریق به ماده ای سخت اما شکننده و ترد که نسبت به حرکت احتمالی ترک ها مقاومتی ندارد بدل می شود ، در عوض رزین پلی یورتان انعطاف پذیر بوده و مقاومت کششی پایینی داشته و به فومی بدون منفذ بدل شده که برای رفع نشت و آببندی سازه های بتنی اثر بخش است، اما نمی توان به صورت نرمال برای تعمیرات اساسی از آن استفاده نمود.( برخی رزین های دو جزئی پلی یورتان وجود دارند که پس از تزریق صلب و انعطاف پذیر شده و برای این گونه تعمیرات مفید خواهند بود ).

این گونه فوم های انعطاف پذیر می توانند  300 تا 400 درصد ازدیاد طول در اثر حرکات ترک ها را تجربه کنند. این نامتداول نیست که بتن آسیب دیده ای یافت شود که ترک های آن در اثر علل اولیه آسیب بتن ایجاد نشده باشد.(بخش 23 را ببینید).

اگر عمق برداشت بتن آسیب دیده و فرسوده به اندازه ی مورد لازم زیر عمق و دامنه ی گسترش ترکهای موجود نباشد، باید انتظار داشت سرانجام ترک جدیدی از میان مواد تعمیری استفاده شده، نمایان شود.. باز تولید این چنین ترک ها را می توان در پوشش های ترمیمی پیوندی در عرشه ی پل ها ، سرریز ها و کانال های آب می توان مشاهده کرد ( شکل 37 ). اگر ترک های مجدد تحمل ناپذیر باشند باید روش تعمیر جداگانه ای برای هر یک از اجزای سازه و نه بر اساس اتصال به بتن قدیمی موجود در نظر گرفت.


22- بارگذاری بیش از حد بر روی سازه

تخریب بتن در اثر بارگذاری بیش از حد معمولا بسیار واضح است و به سادگی قابل شناسایی است. رویداد هایی که در اثر بارگذاری بیش از ظرفیت سازه بوجود می آیند قابل توجه و قابل ذکر اند. تنش تولید شده در اثر بارگذاری زیاد به بروز ترک های متمایزی منجر شده که بارگذاری بیش از حد و نقاط باربر را نمایان می کنند. غالبا بارگذاری بیش از حد یکبار اتفاق می افتد و یک بار هم اثرات آن مشخص می شود و لذا در صورت ترمیم می توان انتظار داشت آثار تخریب بتن مجددا بر روی بتن تعمیری عود نکند.

باید انتظار داشت در چنین آسیب هایی به دانش و کمک یک مهندس سازه ی  باتجربه، برای انجام تجزیه و تحلیل ساختاری برای مشخص ساختن و ارزیابی علل منجر به تخریب سازه در اثر بارگذاری بیش از ظرفیت بطور کامل ، و نیز کمک برای تعیین میزان ترمیم و تعمیر ات لازم ، نیاز خواهد بود. این آنالیز باید تعیین میزان بارپذیری سازه در هنگام طراحی و تعیین اندازه ظرفیت طراحی شده برای بارگذاری بیش از حد را شامل شود. از ابتدا تا انتهای بازبینی بتن آسیب دیده باید تمامی اثرات بارگذاری بر روی سازه مشخص شود. جابجایی ها باید مشخص شوند و در درجه ی دوم خرابی ها ، در هر جایی که باشند. باید توجه داشت که اطمینان حاصل


شکل شماره 37 : ترک بزرگ ایجاد شده در پوشش بتن که در اطراف آن ترکهای دایره ای شکل جمع شدگی ناشی از خشک شدن بتن مشاهده می گردد

شود که خرابی هایی شناسایی شوند که ظرفیت بار پذیری سازه را پایین می آورند چون برخی از آسیبها برای اولین بار بتن را تضعیف نمی کند. ترمیم بتن آسیب دیده در اثر بارگذاری زیاد، میتواند به احتمال فراوان، بهترین عملکرد را با بتن جایگزین متداول داشته باشد.(بخش 29 ). در صورت نیاز به تعمیر یا جایگزینی شبکه ی آرماتور بتن آسیب دیده می بایست این عملیات در پروسه تعمیراتی پیش بینی و تعبیه گردد.


23- دلایل مضاعف تخریب

علت آسیب می بایست مشکوک باشد هنگامی که فرسودگی یا خسارتی در «بتن مدرن» رخ می دهد. بتن مدرن ( بتنی که از حوالی سال 1950 میلادی ساخته شده است ) این مزیت را دارد که از افزودنی های گوناگون و تکنولوژی پیشرفته مواد بتنی برخوردار است. چنین بتنی نباید به بسیاری از دلایلی که در این فصل بررسی نموده ایم تخریب گردد. اگر به هر طریق مشخصات آسیب یا فرسودگی در این بتن نمایان گشت به احتمال فراوان مجموعه ای از دلایل موجبات آنرا فراهم نموده اند. ضعف در شناخت یا تقلیل دادن علل گوناگون آسیب به طور حتم سبب تعمیر ضعیف و عدم بهره برداری مناسب می گردد. تصویر 38 آسیب بتن در اثر چند عامل مخرب را نشان می دهد. این بتن از ترکهای ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها رنج می برد ، همچنین فرسایش ناشی از تسریع فرآیند چرخه ذوب و انجماد در سطح آن رخ داده است. همینطور صدمات ناشی از طراحی نادرست و یا ضعف در تکنیک های ساخت، در محل تعبیه شده برای داکت تاسیسات برقی که بسیار نزدیک به سطح خارجی بتن می باشد، مشهود است.


استفاده مناسب از افزودنی هوازا در بتن مدرن ، در حد بالایی مقاومت بتن در برابر فرسایش ناشی از سیکل ذوب و انجماد را توسعه داده است. بجز در مواردی که بتن در معرض سرمای بسیار شدید غیر معمول قرار می گیرد، نباید نشانه هایی از آسیب مربوط به سیکل ذوب و انجماد بروز یابد. علی رغم این ، سیکل انجماد و ذوب هم چنان یکی از مقصران آسیب به بتن های مدرن می باشد. قبل از اینکه شرایط ذوب و انجماد را متهم کنیم بهتر است این سئوال را مطرح کنیم که چرا افزودنی هوازا محافظت موثری را از بتن فراهم نکرده است؟ طرح اختلاط و یا نتایج تست کیفیت سنگدانه ها ممکن است ضعف بتن آماده شده را آشکار سازد. یا سنگدانه های در دسترس از کیفیت مرغوبی برخوردار نباشند. گزارشات ناظران ساخت و ساز ممکن است مشخص سازد در وهله ساخت تا اتمام آن ضعف در اجرا وجود داشته است.

تست های پتروگرافی بتن ضعیف ممکن است آشکار سازد ، واکنش قلیایی سنگدانه های بتن ، حمله سولفات ها و تاثیر کلروها بتن را در شرایطی قرار داده تا اجازه دهد آسیب های ناشی از چرخه انجماد – ذوب بروز نماید.

تمام این یافته ها آشکار می سازد که مشکل ایجاد شده بسیار پر دامنه تر و وسیعتر از تصور اولیه است و لذا نیازمند عملیات پیشگیرانه و صحیح گسترده تر از یک جایجایی ساده بتن فرسوده فعلی می باشد.


استفاده بیش از حد از آب در اختلاط بتن ، انتخاب نامناسب نوع سیمان پرتلند، عملکرد ضعیف در اجرا، بتن آماده ی ضعیف ، استفاده از سنگدانه های آلوده و کم کیفیت و کیورینگ ناکافی، تماما به بتن دوام پایینی می بخشند. چنین بتنی در برابر فرسایش نرمال و سایر پیشامد ها مقاومت پایینی خواهد داشت.


انتخاب روش و مواد مناسب برای بتن آسیب دیده ای که تحت تاثیر عوامل مختلف تخریب قرار داشته، بستگی به تمامی عوامل تضعیف کننده و تسریع کننده تخریب دارد. هرگاه عامل تضعیف کننده به صورت کامل درک شد، اولین اقدام پیشگیرانه معمول محافظت از بتن اصلی از تخریبات اضافی است. استفاده از ترکیبات بتن آببند (بخش های 35 و 38) یا پوشش نازک بتن پلیمری (بخش 32) ممکن است در این باره مفید باشد. اگر این راهکارهای پیشگیرانه در مقام داوری مفید نبود می بایست بر اساس شروحی که در بخش های قبلی آمد روش ترمیم را با در نظر داشتن دوره عمر کوتاه ترمیم و بازگشت مجدد آسیب ها بر بتن ضعیف انتخاب و اجرا نمود.





شکل شماره 38 : علل مختلفی برای تخریب قابل مشاهده در این تصویر وجود دارد.طرح و اجرای لوله های مدفون در عمق کم ، فرآیند ذوب و انجماد، واکنش قلیایی سنگ دانه ها دلایل بروز این ترکها و پوسته پوسته شدن سطح دیوار جانپناه می باشد.

فصل چهارم


در این فصل روش های تایید شده ترمیم مورد بررسی و بحث قرار می گیرد. بخش 24 تا 38 شامل بحث دقیق در خصوص روشهای معتبر و تایید شده می باشد. مشخصات ساختاری این روش و مواد ترمیمی در بخش پیوست موجود می باشد. لازم است که در طول عملیات ترمیم و بازسازی بتن موارد مندرج در این مشخصات کنترل شود. در حین معتبر دانستن این مشخصات باید توجه داشت که این روشهای استاندارد در محلهای غیرمعمول صادق نمی باشد و کارآیی لازم را ندارد. برای  تعمیر بتن  با شرایط غیر معمول می توان از تماس با آزمایشگهای مواد و پژوهشی ، و نتایج آزمایشگاهی استفاده نمود.

24-ساب زدن سطح بتن :

 از ساب زدن می توان برای تعمیر زبریها و رفع ناهمواریهای بیش از حد بتن بهره گرفت. ساب زدن بیش از حد بتن می تواند باعث تضعیف سطح بتن ، جداشدگی آسان سنگ دانه ها و ناخوشایند شدن شکل ظاهری بتن گردد. به همین دلیل باید محدودیت های ذیل را در ساب زدن در نظر گرفت :

الف : عمق سنگ زنی بتنهای در معرض فرسایش ناشی از کاویتاسون ( سطوح سازه های هیدرولیکی با سرعت عبور آب بیش از 40 فوت در ثانیه  - باید به حدی باشد که هیچ سنگ دانه و یا ذره ای با ابعاد 16/1 اینج در سطح نهایی مشاهده نشود.

ب : عمق سنگ زنی سطوح اکسپور باید به نحوی باشد که در سطح نهایی پس از ساب زنی  هیچ ذره ای با ابعاد بزرگتر از 4/1 اینچ مشاهد نشود.

ج : در هر صورت سنگ زنی باید به گونه ای باشد که سنگ دانه ای با ابعاد بیش از 50 درصد قطر بزرگترین سنگ دانه در سطح بتن نمایان نشود.

هر کجا که بر اثر ساب زنی ذره ای با ابعاد محدود شده در بندهای الف و ب بخش 24 نمایان شود بتن مذکور می بایست پس از برداشت ، بر اساس بخش های 29 ، 30 ، 31 و یا 32 تعمیر ، جایگزین شود.


25- ملات با سیمان پرتلند :

 برای ترمیم سطوحی دارای نقصی  که اکسپوز و نمایان نمی باشد ، ترمیم با گستردگی و ابعاد کم ،ترمیم های کم عمق و یا با عمقی کمتر از کاور آرماتورها ، امکان استفاده از ملات سیمان پرتلند که به صورت خشک بسته بندی شده ، وجود دارد. ملات تعمیری ساخته شده می تواند به صورت شاتکریت و یا دستی اجرا گردد. این ملات برای ترمیم بتنهای کم عمق ، همچنین ترمیم آسیب بتن های جدید و تازه با ابعاد کوچک به شراطی که بیش از 24 ساعت از عمر بتن نگذشته باشد ، می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در گذشته استفاده از ملات برای ترمیم بتن های قدیمی و آسیب دیده در پروژه های بازسازی مجاز بود.امروزه این اعتقاد وجود دارد که اجرای ترمیم موفق بتنهای قدیمی با ملات و بدون استفاده چسب اتصال بتن قدیم به جدید ، بعید و دشوار می باشد. کاهش آب ملات به واسطه تبخیر از سطح ملات تعمیر ، به همراه  از دست دادن آب از طریق جذب موئینه بتن قدیمی ، باعث قطع یا کاهش شدید واکنش هیدراسیون سیمان ملات می گردد. علاوه براین روند کسب مقاومت چسبندگی آرامتر از کسب مقاومت فشاری می باشد.  سفت و محکم به نظر رسیدن بتن باعث می گردد که کارگران  ، اشتباها عملیات عمل آوری ملات را پیش از موعد لازم به پایان رسانند.  از نتایج سخت شدن ملات ترمیمی بدون چسبندگی لازم ، شکست و جداشدگی ملات از محل ترمیم می باشد.

به همین دلایل سالها است که استفاده از ملات سیمانی بدون چسب های اتصالی در ترمیم بتن منسوخ شده و حتی این روش ترمیم و بازسازی در مشخصات مواد استاندارد ترمیمی پیوست  ذکر نشده است.     

معمولا رنگ قسمت تعمیری با ملات پایه سیمانی نسبت به بتن اطراف تیره تر می باشد لذا می بایست تدابیر لازم و احتیاطی  برای مطابقت رنگ لحاظ شود ( شکل 39 ) .

اغلبا مخلوط های کم سیمان دارای رنگ روشن تر می باشند.همچنین می توان برای مطابقت رنگ بخش ترمیمی با بتن اطراف از سیمان سفید استفاده کرد. مقدار سیمان سفید مصرفی توسط آزمایش مشخص می شود.

الف - آماده سازی : بتنی که می خواهد با ملات تعمیری جایگزین شود باید مطابق با شرایط مندرج در بند 8 آماده سازی شود. پس از آماده سازی ، سطح کار در صورت نیاز به وسیله سندبلاست مرطوب تمیز و مضرس و سپس بهشرایط حالت اشباع با سطح خشک رساند و بلافاصله پس از آن ملات را اجرا نمود.

ب- مواد : ملات جایگزین شامل شن ، ماسه ، سیمان پرتلند و آب می باشد. سیمان مصرفی می باید هم نوع سیمان مصرفی در بتن سازه باشد. آب ، شن و ماسه باید برای استفاده در بتن مناسب و مصالح سنگی عبوری از الک نمره 16 باشد. با توجه به روش اجرا نسبت سیمان به مصالح سنگی می باید 1 به 2 و یا 1 به 4 باشد. میزان آب اضافه شده به سیمان و مصالح سنگی باید به حدی باشد که بتوان ملات را در محل ترمیم قرار داد.

ج- روش اجرا : بهترین نتیجه از جایگزینی با این ملات زمانی است که مواد بوسیله یک ابزار تزریق کوچک که با فشار هوا کار می کند اجرا گردد.  دستگاه های شاتکریتی که به طور معمول استفاده می شود برای ترمیم مناطق کوچک بزرگ می باشد. با دستگاه های شاتکریت انجام کار شسته رفته مشکل است و معمولا به علت هزینه های بالای پاکسازی محل و کاهش سرعت ناشی از آن  به ندرت به کار گرفته می شود. با این حال استفاده از تجهیزات با ابعاد کوچک مانند آنچه در شکل 40 نشان داده شده برای ترمیم با ابعاد کوچک و با استفاده از ملات پیش ساخته ، شامل آب و مواد خشک آماده مصرف ، نتایج رضایت بخشی خواهد داشت. بدون برنامه نباید اقدام به ساخت دوغاب سیمان و یا اختلاط آب با ملات نمود. اگر عمق ترمیم بیش از 1 اینچ باشد برای جلوگیری از ضعیف شدن یا از بین رفتن چسبندگی لازم ، ملات ترمیمی باید در چند لایه با حداکثر ضخامت 4/3 اینچ اجرا گردد. برای اجرای هر لایه جدید باید حداقل 30 دقیقه از اعمال لایه قبل گذشته باشد. در صورتی که از نظر زمانی اجازه ندهیم که لایه اول خشک شود مضرس نمودن سطح لایه قبل از اجرای لایه دوم ضروری نیست.

 ملات اجرایی باید کمی پر تر از سطح تعمیری پر گردد. پس از اینکه ملات در حدی که بتوان با فشار کم ماله فلزی آن را پرداخت کرد سخت شد ، با حرکت ماله مذکور از مرکز به سمت لبه ها ملات اضافی تراشید شود ، باید مراقبت بود که فشار این حرکت به حدی باشد که باعث جدا شدن و ریختن ملات نشود. پس از اتمام عملیات نباید از ماله و آب استفاده شود ، بلکه مناسب است سطح بوسیله دستمال نرم ، پرداخت گردد.

برای ترمیم های کوچک انجام دستی عملیات  ممکن است مناسب باشد. موفقیت این روش با حذف تمام عیوب و آسیب های بتن ، چسبندگی خوب ملات با بتن ، حذف جمع شدگی در بخش تعمیر شده و عمل آوری کامل مرتبط است.

ملات جایگزین ترمیمی را می توان با استفاده از لایه اتصال دهنده اپوکسی ، برابر آنچه در بخش 26 آمده استفاده نمود . اگر چه این روش در مشخصات دستورالعمل بازسازی پیوست الزامی نیست ولی به شدت توصیه می شود.

د - عمل آوری : عمل آوری نامناسب شایع ترین دلیل شکست در ملاتهای ترمیمی استفاده شده می باشد. لازم است ملات ترمیمی اجرا شده بلافاصله پس از اتمام عملیات به مدت 14 روز با استفاده از آب کیورینگ شود. در هر صورت نباید اجازه داد که ملات تا مدت  14 روز پس از اجرا خشک شود. بعد از عمل آوری 14 روز با آب، باید سطح کار را با دو لایه مواد کیورینگ پایه آب یا پایه رزینی پوشش داد. اگر در ادامه از این روش عمل آوری استفاده نشود باید از روشهای پر هزینه دیگری برای این امر استفاده نمود.



شکل شماره 39 : معمولا رنگ بتن ترمیمی با سیمان پرتلند با بتن پایه متفاوت می باشد مگر تلاش زیادی برای حذف این اختلاف با استفاده از ترکیب سیمان سفید و سیمان پرتلند صورت گیرد.


شکل شماره 40 : می توان از یک پمپ کوچک پنوماتیک برای اجرای ملات با سیمان پرتلند استفاده نمود. معمولا   تجهیزات شاتکریت برای این سیستم بزرگ می باشد.

26. ملاتهای آماده و چسبهای اپوکسی ملات :

ملاتهای آماده ترکیبی از سیمان و شن و ماسه عبوری از الک نمره 16 و آب کافی و مورد نیاز برای هیدراسیون سیمان می باشد. ملات های تعمیری آماده برای پر کردن حفراتی با عمق حداقل برابر یا بیشتر از ابعاد سطحی منطقه تعمیر ، حفره های مخروطی شکل بولتها ، مادگی  بولتها ، محل کرها ، سوراخهای محل تزریق دوغاب ، سوراخ به وجود آمده برای اعضای کششی و ترمیم درزهای برش داده شده در محل ترکها ، استفاده می شود. ملات های آماده را برای ترمیم فرو رفتگیهای کم عمق و بدون محدودیت و مهار جانبی، پرکردن پشت آرماتورها و یا پرکردن سوراخ هایی که از کل مقطع بتن عبور کرده ، نمی توان استفاده کرد .

در تمیر بتن با ملاتهای آماده ، سطح کار باید هندسی با لبه های قائم و گوشه های گرد باشد به خصوص زمانی که باید با آب کمی استفاده شود. سمت داخل سوراخ مخروطی یا مادگی بولتها برای چسبندگی بیشتر باید مضرس گردد ، اینکار مضرس کاری را می توان با استفاده از یک میله فولاد به قطر 8/7 اینچ  یا یک مته تیز انجام داد. برای تعمیر و ترمیم سایر بتنهای آسیب دیده  و ضعیف ، مقطع باید با حداقل عمق یک اینچ برداشته شود.

الف- آماده سازی : در استفاده از ملات آماده باید در هنگام بازدید از سطح آماده شده مراقب بود که سطح کاملا تمیز و عاری از هر گونه ذرات سست سنگدانه ها باشد.یکی از سه روش زیر باید برای اطمینان از چسبندگی مناسب ملات آماده در ترمیم ، مورد استفاده قرار گیرد :

روش اول استفاده از ملات خشک یا دوغاب سیمان به عنوان چسب ، دقیقا قبل از اعمال ملات آماده خشک می باشد. دوغاب مصرفی برای اتصال ، ترکیب 1 به 1 سیمان و ماسه و اختلاط شده با آب می باشد به نحوی که دوغابی با قوام ، خمیری و چسبنده حاصل شود. همه سطوح سوراخ باید دقیقا قبل از اعمال ملات آماده توسط برس به دوغاب اتصال دهنده آغشته شود. به هیچ وجه نباید پوشش اتصال دهنده زیاد مرطوب و غلیظ  باشد تا ملات آماده ترمیم بیش از حد لاستیکی نشود. زمانی که از پوشش دوغاب اتصال دهنده استفاده می شود سطح محل ترمیم می تواند خشک باشد. با مرطوب کردن محل ترمیم با استفاده از پارچه های کهنه یا کرباس قدیمی خیس می توان از کاهش و از دست دادن آب هیدراسیون ملات جلوگیری کرد ولی نباید آب آزاد در محل ترمیم قبل از اعمال دوغاب پیوند دهنده وجود داشته باشد.

روش دوم برای اطمینان از چسبندگی خوب مرطوب کردن سطح ترمیم با استفاده از پارچه های کهنه و یا کرباس قدیمی مرطوب می باشد . همچنین محل ترمیم با ریختن کمی آب آزاد بر روی سطوح داخل می تواند مرطوب   گردد. سپس سیمان با استفاده از یک بر روی سطح کار اجرا و با جذب آب آزاد موجود ، کل سطح تعمیر پوشش داده خواهد شد. همه سیمان خشک باید قبل از اعمال ملات ترمیمی با استفاده از فشار هوا از روی سطح کار برداشته شود. دوغاب نباید پرحجم و زیاد اعمال شود چرا که با مرطوب شدن زیاد ملات ترمیمی ، به علت انقباض های جمع شدگی چسبندگی مناسبی وجود نخواهد داشت.  

روش سوم برای اطمینان از چسبندگی مناسب استفاده از چسبهای اپوکسی می باشد. چسب اپوکسی براساس محل و دمای کار باید با الزامات مندرج در ASTM C- 881 for a type II, grade 2, class B or C resin مطابقت داشته باشد. چسب اپوکسی بهترین گزینه برای بتن های خشک می باشد. لازم است که محل ترمیم کمی قبل از اجرای ملات ترمیمی بوسیله هوای گرم ، شعله گاز و یا سایر روشها  مناسب خشک شود. نباید بتن به حدی گرم شود که باعث از بین رفتن ترکیبات چسب اپوکسی و یا سوختن آن به هنگام اعمال گردد. باید بلافصله بعد از مخلوط کردن دو جزء چسب اپوکسی ، سطح منطقه تعمیر را به آن آغشته کرد ، می بایست اپوکسی اضافی از روی سطح برداشته و قبل از اینکه چسب مذکور شروع به سخت شدن نماید ملات تعمیری آماده اجرا گردد. زمانی که ملات آماده اجرا می شود اپوکسی می بایست هنوز مایع یا چسبناک باشد.


شکل شماره 41 : اره دانه ای مورد استفاده برای باز کردن کیسه ملات ها آماده ترمیمی

اگر متوجه شویم قبل از  اقدام به اجرای ملات ترمیمی ممکن است چسب اپوکسی خشک شود می توان یک لایه جدید از چسب اپوکسی به وسیله برس بر روی آن اجرا کرد. اگر چسب اپوکسی خشک شده باشد باید قبل از اجرای پوشش جدید از روی سطح برداشته گردد. اپوکسی می تواند یک پیوند خوب را بین بتن قدیم و ملات ترمیمی تضمین کند. همچنین می تواند با جلوگیری از کاهش از دست دادن آب هیدراسیون به بتن اطراف ، باعث عمل آوری بهتر ملات تعمیری شود ، ولی با این وجود هنوز هم نیاز به عمل آوری وجود دارد. ظاهرا مهم نیست که در زمان استفاده از چسب اپوکسی همزمان از مواد کیورینگ نیر استفاده شود. البته این عمل توصیه نمی شود و معمولا در میان شاغلان تعمیر نیز پذیرفته شده نمی باشد.

ب- مواد : ملات ترمیمی معمولا ترکیبی حجمی و یا وزنی از 1 بخش سیمان با 2/1-2 بخش ماسه و شن عبوری از الک نمره 16 می باشد. مخلوط پرسیمان و با آب کم می تواند علاوه بر کاهش جمع شدگی ، مقاومت بالایی کسب نماید. ملات ترمیمی معمولا رنگ تیره تری نسبت به بتن اطراف خواهد داشت مگر اینکه در این خصوص تمهیدات خاصی لحاظ شده باشد.در جاهایی که مطابقت رنگ اهمیت داشته باشد استفاده از مقدار کافی سیمان سفید ( با نظر آزمایشگاه  - می تواند در یکنواختی رنگ کمک نماید. برای ترمیم سوراخ مخروطی محل بولت ها استفاده از ملات ترمیمی کم سیمان با نسبت یک به سه و یا یک به سه و نیم می تواند علاوه بر داشتن مقاومت لازم ،رنگ یکنواختی با دیوار مجاور داشته باشد. آب مصرفی در ساخت ملات ترمیمی باید به اندازه ای باشد تا علاوه بر چسبندگی خوب ، زمانی که با استفاده از دست و دستکش پلاستیک ، توپی از ملات ساخته شود آب به بیرون تراوش نکرده و دست پس از تماس با آن مرطوب شود . مقدار بهینه آب مخلوط نقطه است که پس از آن ملات  حالت  الاستیک پیدا می کند.

ج- روش اجرا : ملات تعمیری باید به نحوی اجرا شود که پس از اعمال و تراکم ضخامتی در حدود 8/3 اینچ داشته باشد. بخش زیرین لایه های با ضخامت بیشتر مترکم نخواهد شد. سطح هر لایه برای اتصال بهتر با لایه بعد باید مضرس شود. هر لایه می تواند بلافصله پس از لایه قبل اجرا شود مگر اینکه ملات اجرا شده دارای وضعیت خمیری زیاد باشد که در این صورت باید 30 تا 40 دقیقه بعد اقدام به اجرای لایه بعد نمود. تحت هیچ شرایطی نباید در لایه های متناوب از مواد مرطوب و خشک استفاده کرد. هر لایه باید با استفاده از ضربات میله ای از چوب سخت بر روی سطح ، فشرده و متراکم شود. این چوب که معمولا  داری طولی در حدود 8 تا 12 اینچ و قطر بیش از 1 اینچ می باشد مانند ابزاری برای درزبندی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از میله های چوبی بادام اولویت بیشتری نسبت به میله های فلزی دارند زیرا میله های فلزی باعث صیقل بیشتر سطح کار و در نتیجه  عدم تراکم یکنواخت و چسبندگی کمتر لایه ها می گردد. بخش زیادی از کیفیت تراکم مرتبط با فرود میله با زاویه کمی به طرف سوراخ برای افزایش حداکثری میزان تراکم می باشد. پر شدگی سوراخ نباید بیش از سطح آن باشد. معمولا مرحله نهایی عملیات با مسطح کردن سطح ترمیم تا لب کار با یک ماله چوبی و وارد کردن ضربات مناسب متعدد به آن پایان می یابد.  در آخر اگر لازم باشد می توان با چند ضربه آرام با یک پارچه کهنه شکل ظاهری کار را بهبود بخشید. برای اتمام کار نباید از ماله فلزی یا پاشش آب برای تسهیل استفاده نمود.

د-عمل آوری و محافظت : اصولا روش عمل آوری و محافظت از ملاتهای آماده همانند بتن و  موارد ذکر شده در بخش 25 می باشد. علاوه بر این در استفاده از ملاتهای آماده برای ترمیم باید تا سه روز پس از اعمال مواد کیورینگ از ملات محافظت و از قرار گرفتن آن در معرض دمای یخ زدگی جلوگیری کرد.


27.  بتن با سنگدانه پیش آکنده :

 بتن با سنگدانه های پیش آکنده یک ماده تعمیری عالی است که البته در سالهای اخیر زیاد مورد استفاده قرار نگرفته است. بتن پیش آکنده از تزریق دوغاب سیمان با یا بدون ماسه در توده های پر شده با سنگدانه های درشت ،تمیز ، با اندازه های مشخص ساخته می شود.سنگ دانه های پیش آکنده قبل از قرار گیری در محل باید شسته و غربالگری لازم برای جدا کردن سنگدانه های نامناسب بر روی آنها انجام شود. دوغاب باید به وسیله تزریق یا پمپاژ در محل ، جایگزین هوا و آب گشته و با پر نمودن فضای اطراف سنگدانه، بتنی متراکم با سنگدانه ها درشت را ایجاد نماید.به علت نقاط تماس سنگ دانه های درشت قبل از تزریق دوغاب ، در بتن با سنگ دانه پیش آکنده احتمال ته نشینی ، سخت شدن و انقباض ناشی از خشک شدن در طول هیدراسیون وجود دارد. انقباض ناشی از خشک شدن در بتن های پیش آکنده که حاوی سنگدانه حداکثربا اندازه 2/1-1  اینچ  می باشد در حدود 200 تا 400 میلیونیم است،  در حالی که در بتن متعارف انقباض خشک شدگی برای بتنهای حاوی  سنگدانه هایی با همان حداکثر اندازه  در حدود 400 تا 600 میلیونیم می باشد. یکی دیگر از دلایل استفاده از بتن پیش آکنده ، امکان اجرای آسان آن در محلهای خاصی است که استفاده از بتن معمولی در آن بسیار دشوار و غیر ممکن می باشد. بتن پیش آکنده به خصوص برای ترمیم سازه ها در زیر آب مفید می باشد. از آن در موارد گوناگون بتن های بزرگ و ترمیم های بنایی مانند اسکله ، پل و بازسازی رویه سدها استفاده می شود. همچنین از آن برای ساختن محافظت کننده های راکتورهای اتمی ، اجرای شمع از بیرون ، ساخت تونل های معادن ، جاسازی لوله های آب ،و توربین نیروگاهها ، استفاده می شود. در شکل 42 تصویری از بالادست سد بارکر در نزدیکی بولدر نشان داده شده که با استفاده از بتن پیش آکنده بازسازی شده است. اگرچه سنگدانه های پیش اکنده برای بسیاری از برنامه های خاص کاربرد دارد ، ولی برای انجام دقیق و درست کار با استفاده از این مواد کار باید توسط پرسنل واجد شرایط و متخصص انجام شود. برای جلوگیری از فرار دوغاب  قالب بندی بتن پیش آکنده نیازمند دقت و توجه  کافی می باشد. قالب بندی می بایست مشابه بتن معمولی انجام یابد. نشت دوغاب از قالب می تواند باعث مشکلات متعددی شود لذا باید در زمان ساخت باید تا جای ممکن از این امر اجتناب شود. دوغاب تزریقی نوعی بتن پلاستیک با اندکی مشخصات دیگر می باشد ، بنابراین  لازم است قالب ها   به نحوی ساخته شود که بتواند فشار جانبی مشابه بتنهای معمولی را تحمل کند. بولتهای قالب بندی باید به نحوی پوشش داده شده و درز بندی گردد که هیچ گونه نشتی وجود نداشته باشد .

الف- آماده سازی : در آماده سازی بتن برای تعمیر با بتن پیش آکنده  و در صورتی که افزایش چسبندگی مورد نیاز باشد ، می بایست مشابه با موارد مورد نیاز برای آماده سازی ترمیم بتن  مندرج در بخش 29 عمل شود.

ب- مواد : دوغاب بتن پیش آکنده ممکن است با ماسه مصرفی در بتنهای معمولی با دانه بندی مشخص یا ماسه ریز ، مواد پوزولانی یا خاکستر بادی ( fly ash ) ، افزودنی های کاهنده آب و افزودنی های پمپ پذیری ، که باتوجه  به حداقل اندازه سنگ دانه های درشت مشخص میگردد ، مخلوط شود. با حداقل اندازه 2/1-1 اینچی سنگ دانه های درشت ، دانه بندی ماسه مصرفی مشابه بتن معمولی خواهد بود. از مخلوط ماسه ، سیمان پرتلند و آب که برای اختلاط آن از میکسر با نیروی گریز از مرکز بالا  استفاده شده ، دوغابی با اختلاط خوب و قوام خامه مانند بدست خواهد آمد. برای استفاده از سنگ دانه های درشت با حداقل اندازه 2/1 اینچ ، برای ساخت مخلوط دوغاب باید از ماسه عبوری از الک 8  و درصد عبوری 95 برای الک نمره 16 استفاده شود .  بهترین شرایط و خواص پمپاژی با استفاده از ماسه با مدول نرمی 1.2 تا 2 با استفاده از ماسه طبیعی گرد گوشه به جای ماسه شکسته ، بدست می آید. علاوه براین خاکستر بادی و افزودنی کاهنده آب ، پمپ پذیری دوغاب و مقاومت نهایی را بهبود می بخشد. افزودنی مخصوص پمپاژ ، معمولا برای افزایش کارآیی و پمپ پذیری دوغاب نهایی مورد استفاده قرار می گیرد. قوام دوغاب سنگ دانه های پیش آکنده در طول کار باید همواره یکنواخت و به نحوی باشد که بتواند با فشار کم پمپاژ به راحتی درون حفرات قرار گیرد. قوام دوغاب متاثر از مقدار آب ، نوع و اندازه فیلر ، نوع سیمان و نوع افزودنی خواهد بود. برای هر اختلاط ، نسبت بهینه ای برای بدست آمدن بهترین قوام و پمپ پذیری وجود دارد که این نسبتهای بهینه با انجام آزمایشهای لازن تعیین می شود. حداکثر اندازه سنگ دانه درشت برای هر دو نوع  دوغاب ، مشروط به امکان  اجرا و قرار گیری راحت سنگ ها  ، محدودیتی ندارد. سنگ دانه های درشت باید منطبق با همه الزامات سنگ دانه های درشت برای بتن معمولی باشد. لازم است که سنگ دانه های درشت تمیز گردد. سنگ دانه ها باید دانه بندی خوبی از حداقل اندازه ( حداقل  2/1 اینچ و یا حداقل 2/1-1 اینچ  - تا بیشترین اندازه داشته باشد و درون قالب فشرده شوند طوری که حجم فضای خالی محدود به 35 تا 40 درصد  گردد. اگر از دوغاب حاوی ماسه دانه بندی شده استفاده شود ، حداقل اندازه سنگ دانه های درشت 2/1-1 اینچ می باشد.

ج-روش اجرا : سیستمی که برای پمپاژ دوغاب در بتن پیش آکنده استفاده می شود باید برای انجام سه مورد ، انتقال و تزریق دوغاب ، تعیین سطح دوغاب در قالب و دریچه های فرستادن دوغاب و خروج آب و هوا از درون قالبها ، طراحی شده باشد . طراحی و محل استقرار مناسب سیستم پمپاژ دوغاب برای جای گذاری موفق دوغاب ضروری است.


شکل شماره 42 : نمایی از پایین دست سد بارکر، نزدیکی Boulder، Colorado، با سنگدانه پیش آکنده بازسازی گردیده است.

لوله های انتقال دوغاب باید سیستمی چرخشی داشته باشد. لوله انتقال دوغاب باید از همزن دوغاب یا مخزن نگهداری پمپ دوغاب تا منیفولد تزریق ادامه یابد و دوباره به مخزن همزن گروت برگردد. با استفاده از این توع لوله دوغاب می تواند همواره در داخل لوله ها حرکت و گردش داشته باشد حتی زمانی که دوغابی برای تزریق در سنگدانه ها  وجود نداشته باشد. این سیستم مانع از متوقف شدن مکرر و گرفتگی لوله های انتقال می شود. استفاده از لوله های غیر چرخشی و با زاویه برای انتقال دوغاب در پروژه های بازسازی، عملی وامکان پذیر نیست. لوله انتقال باید حتی الامکان کوتاه باشد و اندازه آن به گونه ای باشد که جریان نرمال انتقال دوغاب سرعتی بین 2 تا 4  متر در ثانیه داشته باشد، در بسیاری از برنامه های اجرایی ، لوله انتقال با قطر 1 اینچ کفایت می کند. همه لوله و دریچه های سیستم پمپاژ دوغاب باید به سرعت با استفاده از توپ مخصوصی که می تواند به راحتی آنها را پاکسازی کند، باز شوند.

ساده ترین سیستم پمپاژ  از یک لوله انتقال چرخشی که از طریق یک منیفولد و دریچه به لوله تزریق متصل می شود، تشکیل می گردد. لوله تزریق باید تا پایین ترین قسمت قالب بندی ادامه یابد. تقسیم بندی لوله تزریق   با توجه  به شکل قالب بندی ، دانه بندی سنگ دانه ها و عوامل دیگر مختلف می باشد ، اما معمولا این فواصل تقسیم بندی بین 4 تا 6 فوت می باشد. در طراحی سیستم انتقال دوغاب ، معمولا شیب سطح دوغاب در محیط های خشک 4:1  و در زیر آب 6:1  فرض می شود که البته در واقعیت کمتر این چنین می باشد.

برای اندازه گیری تراز دوغاب از نصب یک لوله شکاف دار با قطر 2 اینچ استفاده می شود که  اجازه می دهد تا سطح دوغاب در حین تزریق تعیین شود. همچنین می توان از پنجره های پلاستیکی شفاف که بر روی قالب ها نصب می شود برای تعیین چشمی تراز دوغاب تزریقی استفاده نمود. تعداد و محل لوله های تعیین سطح دوغاب براساس اندازه و پیکربندی توده سنگ دانه ها مشخص می شود. نسبت لوله های تعیین سطح دوغاب و لوله های تزریق باید بین  1:4  تا 1:8 باشد.

تزریق دوغاب باید از پایین ترین قسمت قالب بندی شروع و تا پرشدن یکنواخت کل قالب بندی ادامه یابد. بعد از اینکه دوغاب به اندازه کافی پمپ شد تا سطح دوغاب در قالب به در حدود 12 اینچ بالاتر از سطح خروجی پایین لوله تزریق  افزایش یابد لوله تزریق می تواند به تدریج بالا آورده شود. حفظ اندازه در حدود 12 اینچ زیر سطح دوغاب قرار داده شده ، در همه زمان ها لازم است. اگر استفاده از چند لوله تزریق مورد نیاز باشد باید تفکر و برنامه ریزی زیادی در این خصوص صورت گیرد. هدف این است که قالب بدون به تله افتادن هوا و یا آب به طور کامل پر شود. دریچه ها باید در محل مورد نیاز قرار داده شود و ترتیب و توالی تزریق برای پرشدن کامل قالب طراحی گردد. استفاده از وایبراتور داخلی برای تراکم بتن پیش آکنده امکان پذیر نیست. با این حال می توان با استفاده از اتصال ویبراتور خارجی به قالب ، از آن بهره برد. استفاده از ویبراتور بیرونی می تواند باعث از عدم ظاهر شدن لکه ها و نقاط کرمو ناشی از اتصال ذرات درشت دانه سنگ با قالب ، گردد. برنامه های اجرایی برای بتن با سنگدانه های پیش آکنده در زیر آب ، نیازمند ملاحظات اضافی می باشد. در طول تزریق ، پمپاز دوغاب باید تا مشاهده جریان دوغاب رقیق نشده از بالای قالب ادامه یابد. قالبها معمولا برای جلوگیری از شستشو و یا نشت دوغاب پس از قرار گیری ،در مواقعی که جریان آب وجود دارد ، از بالا بسته می باشد.استفاده از مواد افزودنی ضد شستشو ممکن است برای برنامه های اجرایی بتن  با سنگدانه های پیش آکنده در زیر آب، مفید باشد. با این وجود باید دقت کرد در زمان استفاده از مواد افزودنی مختلف ( مانند ضد شستشو ، پمپ پذیری یا کاهنده های آب) از ترکیبات نامطلوب دوری کرد. برای مثال برخی از مواد افزودنی ضد شستشو می توانند به طور قابل ملاحظه ای از مزیت های پمپ پذیری بعضی از کاهنده های شدید آب ، کم کند. این مشکلات باید از قبل و در طی تستهای طرح اختلاطی که در بند ب توصیه شده ، شناسایی گردد.

 حداقل حجم مخزن میکسر دوغاب و مخزن همزن دوغاب باید 17 فوت مکعب باشد. اختلاط دوغاب باید با استفاده از میکسر با سرعت بالای گریز از مرکز با حداقل دور 1500 دور در دقیقه  ، انجام شود. در پمپ دوغاب باید از پمپ با چرخنده حلزونی (ماردون - معمولا به نام پمپ دوغاب "Moyno" شناخته می شود) با قدرت پمپاژ 20 گالن دوغاب در دقیقه در فشار مشخص استفاده شود.

کنترل کیفیت بتن با سنگ دانه های پیش آکنده در تراکم مناسب سنگدانه های در قالب و حفاظت از قوام مناسب دوغاب ، نهفته است. تراکم مورد نیاز توسط بازرسی بصری قبل از قرار دادن دوغاب در قالب بدست می آید. قوام دوغاب با استفاده از تعیین دانسیته  روسوب موجود دوغاب توسط Baroid Model 140  ، به دست می آید . برخی از دست اندرکاران برای اندازه گیری قوام دوغاب استفاده از اندازه گیری سرعت عبور جریان یک حجم مشخص از مخلوط جریان را پیشنهاد می دهند. با این حال ، تستهای آزمایشگاهی که جدیدا صورت گرفته  ( 1993،Smoak)  ثابت کرده که استفاده از مخروط جریان برای نشان دادن قوام دوغاب ساخته شده با افزودنی های کاهنده شدید آب ، کارآیی ندارد.

د: عمل آوری : عمل آوری بتن های پیش آکنده همانند جایگزینی با بتن ( بخش 29)  می باشد.در برنامه های اجرایی بتن با سنگ دانه های پیش آکنده در زیر آب ، معمولا تلاش خاصی برای عمل آوری عالی نیاز نیست.


28. شاتکریت :

تعریف شاتکریت اجرای ملات یا بتن ، با فشار هوای با سرعت بالا بر روی سطح مشخص می باشد ( موسسه بتن آمریکا ، 1990). دو نوع اصلی شاتکریت ، شامل مخلوط تر و مخلوط خشک می باشد. در شاتکریت با مخلوط خشک، سیمان خشک ، ماسه ، شن و در صورت استفاده ، مقدار  آب کافی برای کاهش گرد و غبار قبل از اختلاط، وجود دارد. این مخلوط سپس با فشار از طریق لوله به نازل هوای فشرده انتقال می یابد ( شکل 43). در نازل،  آب کافی برای هیدراسیون سیمان به جریان در حال حرکت اضافه می شود. در شکل 44 ، نازل و رینگ ( حلقه) آب یک نازل مخلوط شاتکریت خشک نشان داده شده است. برای مخلوط شاتکریت تر، سیمان ، ماسه ، شن و آب به روش معمول در ابتدا مخلوط شده ( شکل 45)، و سپس مخلوط بدست آمده به نازلی که بتن شاتکریت مرطوب را با فشار هوا بر روی سطح مورد نطر حرکت می دهد، پمپ می گردد. دو نوع شاتکریت محصول اختلاط متفاوت آب ترکیبی و تفاوت در خصوصیات برنامه ها به علت روشهای اختلاط متفاومت و مجزا می باشد. از معایب شاتکریب مخلوط خشک ،تولید بالای گرد و خاک و تلفات ریزشی متفاوت از حدود 15 تا 50 درصدی ، می باشد.آب مخلوط شاتکریت تر باید به اندازه ای باشد که اجازه پمپاژ به وسیله لوله انقال وجود داشته باشد. برای مخلوط شاتکریت تر ،  ممکن است مشکلاتی مانند ترک خوردگی ناشی از آب زیاد و یا انقباض ناشی از خشک شدگی تجربه شود. از حدود سال 1960 ، پیشرفت در توسعه افزودنی های بتن کاهنده شدید آب ، تسهیل کننده های پمپاژ ، و تجهیزات پمپاژ بتن تا حدود زیادی مشکلات را کاهش داد و در حال حاضر در بیشتر تعمیرات سازه ها از مخلوط شاتکریت تر استفاده می شود.

مواد با ترکیبات متنوعی برای شاتکریت وجود دارد که می تواند به راحتی جا داده شده و با موفقیت برای انواع برنامه های اجرایی تعمیر مورد استفاده قرار گیرد. در بسیاری از برنامه های اجرایی تعمیر با استفاده از شاتکریت قالب بندی ضرورتی ندارد. شاتکریت برای تعمیر کانالها ، دیوار و کف سریزها ، سطح سدها ، دیواره تونلها ، تونل و پلهای بزرگ راه ها ، دیواره صخره های طبیعی و دامنه های خاکی در حال آسیب و فرسایش ، و افزایش ضخامت و تقویت سازه های بتنی موجود ، مورد استفاده قرار می گیرد. به شرط وجود مواد ، تجهیزات و روش به کارگیری مناسب ، تعمیرات با شاتکریت می تواند سریع و اقتصادی باشد. این سهولت ظاهری کاربرد نباید این باور را ایجاد کند که شاتکریت روشی ساده برای تعمیر و یا می تواند به صورت اتفاقی و نادرست بدون بروز مشکل اجرا شود.

            






شکل شماره 43 : تجهیزات  سیستم شاتکریت خشک



شکل شماره 44 : تجهیزات سیستم خشک شاتکریت ، نازل و  رینگ یا حلقه تزریق آب


شکل شماره 45 : تجهیزات سیستم شاتکریت تر . مخلوط بتن شاتکریت توسط یک داستگاه تراک میکسر حمل و در مخزن پمپ تخلیه می شود.


شکل شماره 46 : انجام شاتکریت تر با استفاده از هوای فشرده

دو پاراگراف زیر شامل هشدارهای تشریح کننده ای از این روشها می باشد:

صرف نظر از مزیت های قابل توجه روش شاتکریت و امکان به پاین رساندن کار با بالاترین کیفیت ، متاسفانه در گذشته تعدادی کارهای ضعیف و گاهی اوقات غیرقابل قبول انجام گرفته که باعث شده بسیاری از طراحان و سازنده های حرفه ای در استفاده از آن مردد باشند. همانطور که همه روشهای ساخت ، عدم به کارگیری روشهای مناسب باعث نامرغوب شدن کار می شود ، در مورد شاتکریت این امر شدیدتر بوده و نیاز به حذف و جایگزینی کامل می باشد.

نواقص در روش شاتکریت به چهار دسته تقسیم می شود : شکست در اتصال به بستر دریافت کننده ، لایه لایه شدگی در درزها و سطوح در برنامه های اجرایی لایه به لایه ، پر کردن ناقص پشت آرماتور با مواد ، جایگزینی مجدد موارد ریخته شده یا مواد نامرغوب ( وارنر ، 1995).

 هر یک از موارد نواقص مذکور در پروژه های تعمیراتی بازسازی اتفاق افتاده است. شاید مهمترین تفاوت شاتکریت در مقایسه با سایر روشهای ترمیمی استاندارد این باشد که در صورت عدم امکان به کارگیری پرسنل و نیروهای متخصص و مجرب باید به سراغ روش دیگری رفت. کیفیت شاتکریت کاملا مرتبط است با مهارت و تجربه فردی که با نازل کار می کند. از مشخصات احیا و بازسازی به کارگیری فردی دارای گواهی نامه رسمی برای تعمیرات به روش شاتکریت برای کار با نازل شاتکریت می باشد. بدست آوردن تجربه و مهارت مورد نیاز باید از طریق اخذ گواهینامه اشتغال به کار ترمیم قبل از ورود و به کارگیری نازل کار صورت گیرد.

الف- آماده سازی : بتن ترمیمی با شاتکریت باید به روش مشابه آماده سازی ترمیم با بتن مندرج در بخش 29 (الف ) ، آماده سازی شود. با این حال تجربه نشان داده که آماده سازی سطح برای ترمیم بوسیله شاتکریت تر حساستر از ترمیم با بتن می باشد. در تعمیرات با شاتکریت لازم است که سطح مورد نظر برای شاتکریت با چسبندگی، تمیز و بدون بتن های ضعیف باشد.

ب- مواد : سیمان مصرفی در شاتکریت باید مشابه الزامات سیمان مصرفی در بتن ترمیم مندرج در بند ب بخش 29 باشد. در صورتی که بتن در معرض سولفات ها باشد باید از سیمان تیپ 5 استفاده شود. البته معمولا سیمان تیپ 1 و 2 با قلیایی پایین کفایت می کند. آب ، ماسه و شن مصرفی در بتن شاتکریت باید مطابق الزامات مورد نیاز برای بتن ترمیم باشد به جز حداکثر اندازه سنگدانه که نباید بیش از 8/3  اینچ باشد.

مواد افزودنی بتن باید براساس الزاماتC494 ASTM در خصوص افزودنی های شیمیایی بتن باشد. معمولا استفاده از افزودنی هوازا برای شاتکریت خشک ممکن نیست. عدم استفاده از هوازا ممکن است موجب مقاومت کمتر مخلوط شاتکریت خشک در برابر فرآیند انجماد و ذوب شود.مخلوط شاتکریت تر باید به تناسب حاوی 6 تا 8 درصد حباب هوا باشد.

 گاهی اوقات استفاده از افزودنی زودگیر در بتن شاتکریت برای گیرش و کسب مقاومت سریع مطلوب است. برای مدتی طولانی از زودگیر های کلرید کلسیم استفاده می شد اما اکنون زودگیرهای فاقد کلر زیادی در بازار وجود دارد ولی هنوز به غلط از کلرید کلسیم  استفاده می شود.  استفاده از زودگیر کلرید کلسیم بخصوص در شاتکریت با آرماتور تقویتی یا الیاف فولادی توصیه نمی شود.

از اوایل سال 1970 الیاف فولادی در شاتکریت مورد استفاده قرار گرفت، که مشخصات این الیاف فولادی تقویت کننده  در بخش پیوست موجود می باشد. گزارشی از شاتکریت تقویت شده با الیاف فولادی توسط موسسه بتن آمریکا ( موسسه بتن امریکا ، 1994) منتشر شده است . در صورتی که استفاده از این الیاف برای شاتکریت در دست بررسی می باشد میتوان از این گزارش کمک گرفت. باید اذعان داشت که استفاده از الیاف فولادی در شاتکریت تر دشوار بوده و نیازمند بهره گیری از یک نازل کار با تخربه زیاد می باشد.

ج- روش اجرا : بحث در خصوص جزئیات تکنولوژی و تکنیک های روش شاتکریت فراتر از محدود این کتاب است. موسسه بتن امریکا یک دستورالعمل برای مشخصات مواد ، نسبت اختلاط و کابرد شاتکریت منتشر شده است ( موسسه بتن امریکا ، 1966:1977). این دستورالعمل قبل از اقدام به شاتکریت باید مورد مطالعه قرار بگیرد.

د- عمل آوری : اگر دست یابی به مقاومت ، دوام و عمر طولاتی شاتکریت مورد نظر می باشد، می بایست عمل آوری به نحو مناسبی صورت گیرد. برابر مشخصات مندرج در بخش پیوست این کتاب، استفاده از آب و مواد کیورینگ برای عمل آوری جایز می باشد. مهم است که آوری با آب یا مواد کیورینگ قبل از تبخیر و از دست دادن آب شاتکریت شروع شود علی الخصوص زمانی که دمای محیط بالا ، رطوبت کم و یا باد شدید می وزد. ارتقا مقاومت چسبندگی با  ادامه عمل آوری به مدت حداکثر یک ماه به دست می آید.


29. بتن جایگزین :

تعمیرات بتنی که برای اتصال بتن جدید بر روی محلهای آماده سازی شده  ترمیم از چسب اپوکسی یا یا دوغاب ملات استفاده نمی شود برای   محلهایی با مساحت بیش از 1 فوت مربع و عمق بیش از 6 اینچ و یا زمانی که نیاز به ترمیم مداوم است ، به کار برده می شود. ترمیمها با بتن جایگزین باید در این موارد مورد استفاده قرار گیرد :

  • حفراتی که درکل مقطع بتن ادامه دارند .
  • حفراتی که در آن آرماتور وجود ندارد یا حداقل تا 1 اینچ زیر یا پشت آرماتور ادامه می باید و دارای مساحت بیشتر از 1 فوت مربع و عمق بیش از 4 اینچ می باشد ، به جز مواقعی که بتن جایگزین با چسب اپوکسی اتصال یافته یا استفاده از روش دیگری برای جایگزینی بتن مجاز می باشد.
  • حفرات بتن مسلح با مساحت بیش از 1.5 فوت مربع و گسترش یافته تا پشت شبکه آرماتورها .

بتن جایگزین رایج ترین مواد ترمیمی است که می تواند اکثر نیازهای تعمیرات بتن را  پوشش دهد. تعمیرات با بتن جایگزین ، بدون عامل چسبندگی یا دوغاب سیمان پرتلند برای اتصال بتن جدید ، انجام می شود. ترکیبی از عمق ترمیم و روشهای عمل آوری خوب برای تضمین آب کافی برای هیدارسیون به مدت 28 روز ، اجازه خواهد داد فرآیند هیدراسیون سیمان برای افزایش اتصال خوب صورت گیرد. از آنجا که بتن آسیب دیده با بتن با کیفت بسیار بالا مشابه بتن اطراف آن جایگزین شود ، ترمیم انجامی از نظر انبساط حرارتی و سایر خواص فیزیکی و شیمیایی با بتن قدیمی سازگار خواهد بود. به همین دلیل در بسیاری از موارد استفاده از بتن جایگزین در تعمیر ، بهترین روش می باشد. مگر در زمانی که افزایش غیر معمول دوام مورد نیاز می باشد. یا در زمان هایی که شرایط اجرا یا ابعاد ترمیم به گونه ای است که باید روش دیگری در نظر گرفت.

الف- آماده سازی : برای به دست آوردن نتایج رضایت بخش در روش بتن جایگزین ، آماده سازی باید به شرح ذیل انجام شود :

  • میلگردهایی که نمی توان پشت آنها را پر نمود ، بتن دور آرماتور باید حداقلبه ابعاد 1 اینچ برداشته شود به نحوی که یک سوم از محیط هر آرماتور قابل دید باشد.
  • محیط حفره باید به عمق حداقل 1 اینچ بریده شود. اگر  شکل مقطع دارای نقص باشد بهتر است بتن اضافه تا برش عمودی انجامی برداشته شود و این کار تا حصول سطحی افقی ادامه یابد. بالای حفره اگر روی یک دیوار عمودی باشد ، باید با یک شیب 1:3 رو به بالا ، از انتها به سمت سطح بتن برش داده شود ( به شکل 14 نگاه کنید  -. این ضروریست که امکان ارتعاش بدون خروج حباب هوا به سطح ترمیم ، وجود داشته باشد. در برخی موارد که حفر در عرض دیوار یا تیر ادامه دارد ، ممکن است لازم باشد برای پر کردن آن از هر دو طرف سوراخ ، شیب برش بر این اساس اصلاح گردد.
  • زیر و طرفین حفره باید به شکل تقریبا هندسی  برش داده شود. وقتی که سوراخ در مقطع بتن گسترش می یابد ، باید با استفاده از برش محیطی در دو سطح دیوار از خرد و لب پرشدن جلوگیری کرد. همه کنج های داخلی باید با شعاع حداقل یک اینچ گرد شود.
  • برای ترمیم سطوحی که در معرض کنش مخرب جریان آب قرار دارند و یا ترمیم سطوح اکسپوز ، خط بیرونی سطح ترمیم باید قبل از برداشت بتن به عمق 1.5 اینچ برش بخورد. بتن جدید باید با روشهای کم ضخامت به صورت ایمن اجرا گردد. در شکل 47 یک دیوار عمودی که برای اجرای ترمیم با بتن جایگزین آماده سازی شده ، به تصویر کشیده شده است.

در جاهایی که بتن باید از سمت سطح کار اجرا شود ، ساخت و تنظیمات قالب ها مهمترین مرحله از انجام ترمیم رضایت بخش در روش ترمیم بتن جایگزین می باشد.جزئیات قالب بندی برای دیوار در شکل 48 نشان داده شده است. برای اینکه ترمیمی متراکم و قابل قبول حاصل شود باید موارد ذیل رعایت گردد :

  • در ترمیم  بتن دیوار با ارتفاع بیش از 18 اینچ ، قالبهای جلو باید در مقاطع افقی طوری ساخته شود که بتوان بتن را به راحتی با عمقی کمتر 12 اینچ اجرا نمود. پشت قالب باید یک پارچه باشد. بستن مقاطع قالب باید به نحوی باشد که همگام با  پیشرفت بتن ریزی و قبل از شروع قرار گیری بتن ،  قالب ها نصب گردند. برای تحمل فشار وارده بر روی قالبها می بایست از بستن بولتها استفاده شود.
  • برای حفره های با اشکال نامنظم ، ممکن است سوراخ هایی با ارتفاع های متفاوت مورد نیاز باشد. زمانی که تیر ارتباطی مورد نیاز است ، ممکن است سوراخ هایی در دو طرف تیر یا دیوار ضروری باشد. در برخی سازه ها ، بولت ها باید در تمام عرض حفره ادامه یابد.
  • قالب ها باید به نحوی ساخته و بسته شود که فشارهایی که ممکن است در برخی مواقع به بولت و خروسکی آن وارد شود ، تحمل کند.
  • همه اتصالات و سطوح قالب که با بتن و ملات در تماس هستند باید محکم بوده و سوراخ محل بولتها به نحوی باشد که شیره و ملات از آنجا نشت ننماید. در مونتاژ قالب ها باید از درزبندهای پنبه ای رشته ای یا پیچ خورده ، نوار کرباس و یا سایر مواد مشابه استفاده شود.

سطح بتن قدیمی که در تماس با بتن جدید خواهد بود باید تمیز ، مضرس و در حالت اشباع با سطح خشک باشد.مواد اضافی ناشی از ساخت قالب در محل اتصال بتن قدیم به جدید می بایست قبل از جایگذاری بتن جدید برداشته شود.

ب- مواد : بتن ترمیم باید نسبت آب به سیمان مشابه با بتن های معمولی داشته باشد ولی در هر صورت این نسبت نباید بیشتر از 47 صدم نسبت وزنی باشد. اندازه بزرگترین سایز شن و حداقل اسلامپ سازگار با اجرا مناسب و ارتعاش کامل بتن ترمیم باید همراه با استفاده از کمترین آب و در نتیجه انقباض باشد. بتن باید 3 تا 5 درصد حباب هوا داشته باشد. در صورتی که رنگ سطح کار مهم باشد میزان سیمان مخلوط باید به انتخاب شود و یا برای بدست آمدن نتایج دلخواه ، از   سیمان سفید در طرح اختلاط استفاده شود. برای انقباض حداقلی بتن ، در زمان اجرا دمای باید سرد و ترجیحا در حدود 70 درجه فارینهایت با کمتر باشد. به همین منظور در مناطق با آب و هوای گرم ، مواد باید در سایه نگهداری شود. گاهی اوقات ممکن است استفاده از یخ در آب اختلاط لازم و ضروری باشد. اندازه گیری مواد باید به صورت وزنی باشد ، اما اگر اندازه گیری دقیق مورد نظر باشد می توان از ظرفها  با اندازه مشخص استفاد نمود. از آنجا که استفاده از پیمانه حجمی در کارهای کوچک صورت می گیرد ، یکنواختی مواد مهم بوده و باید توجه ویژه ای در این خصوص انجام شود.

بهترین تعمیرات با استفاده از کمترین اسلامپ ممکن بدست می آید. برای قالب های معمولی بزرگ ارتفاع اولین مرحله بتن ریزی در حدود 3 اینچ می باشد. در مراحل بعد بتن خشک خواهد بود ، و تا چند ایچ بالاتر از سطح بتن حفره و محل بولتها باید بتن با اسلامپ درتقریبا صفر استفاده شود.معمولا طرح ابتدایی اختلاط بتن برای همه حفره مناسب است. بنابراین اجرای بتن طی مراحل پی در پی ، تا  1.5 ساعت به طول خواهد انجامید. بتن های از پیش مخلوط شده می توانند دارای ویبره پذیری مطلوب تر ، قرار گیری راحت تر ، جمع شدگی کمتر و مقاومت بیشتر از بتن تازه مخلوط شده باشد.  

بتن ساخته شده باید متشکل از سنگ دانه هایی با حداکثر اندازه در حدود 4/3 اینچ ، نسبت آب به سیمان حداکثر 0.47 ، درصد هوای کل6 و حداکثر اسلامپ 4 اینچ باشد. این ترکیب ویژه باید تا عمق چند اینچی از محل اتصال بتن جدید قرار گیرد. لایه ملات نباید روی محل اتصال سازه استفاده شود.

ج- روش اجرا : وقتی که بتن