انواع دلایل تخریب بتن ( خوردگی میلگرد ، کربناتاسیون بتن ، واکنش قلیایی، تاثیر اسید، سایش و ... )

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

1-    شرح علت و چگونگی آسیبرساندن آن به بتن

2-     بحث و  یا تهیه ی فهرستی ازروش های مناسبو مواد لازم  برای تعمیر آن نوعخاص  از آسیب بتنی

 شاکله ی این فصل را شناخت اهمیت تعیینعلت آسیب رسیدن بهبتن ، قبل ازانتخاب روش تعمیر تشکیلمی دهد. انتظار می رود که بحث هایمشروح انتخاب روش تعمیر، همانطورکه در فصل چهارم آمده است ، قبل اجرا مد نظر قرار گیرد.

1. آب اضافه در مخلوط بتن

 استفاده از آب بیش از حد در مخلوط های بتن شایع ترینعلت آسیب به بتن است. آب بیش از حدمقاومت بتن را کاهش می دهد ، مدت زمان کیورینگ و انقباضخشک را افزایش داده ، موجب افزایش تخلخل وخزش شده و مقاومت بتن  در برابر سایش را کاهش می دهد. شکل 1 اثرات تجمعی نسبت آب بهسیمان 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 هایعلت های دیگر پوشانده شده است. به عنوانمثال، ترک خوردگی  ناشی از انجماد وذوب ، رشد فرسودگی در اثر سایش، یا ترکهای جمع شدگیناشی 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 محلپروژه و یا به خود بتن  در طول عملیات بتن ریزی،غالبا مکتوب نشده و مستندنمی 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 همراهبوده و عمق آسیب کم ( کمتر از 5/1 اینچ )  است،استفاده از ترکیباتآب بندی بتن، مانندمواد جامد  غلظت بالا ( بیشتر از 15 درصد ) الیگومریک سیلوکسان یا سیستمهای سیلان  و یا سیستم مونومر  با وزن مولکولیبالا  نفوذ آب را کاهش داده و  مقاومت بتن در برابر چرخه ی  انجماد و ذوبرا بهبود بخشیده و تخریب بتن را کاهش  میدهد.

سیستم  تعمیراتیاینچنین ، نیازمند به برنامه بازبینی و تعمیر در  فواصل زمانی 5 تا10  ساله است. بتن ریزی با چسب اپوکسی برای پیوند بتن قدیم به جدید  برای تعمیر خسارت هایی که گستردگی آنها بین 5/1 تا 6 اینچ به داخل بتن تخمینزده  می شود، وجایگزین  کردن بتن  برای تعمیر آسیب هایی باعمق 6 اینچ یا بیشتر ، توصیه می شود.

2 – طراحی نادرست

  عیوب در طراحی می تواند انواع بیشماری از آسیبهایبتن را ایجاد کند که بحث در مورد همه انواع آن فراتر از حوصله این کتاب است .با اینحال، یک ازاشکالات طراحی که به تازگی تا حد زیادی رایج شده است ، قرار گرفتن  قطعات فلزی جاسازی شده ،  مانند خط لوله برقیا جعبه تقسیم درنزدیکی سطوح بیرونی سازه های بتنی است. ترک در بتن و در اطراف چنین محلهاییتشکیل شده و اجازه می دهد سرعت  تخریب وفرایند  انجماد وذوب سریعتر صورت گیرد. بیس پلیت های فلزی راه آهن ها و گارد ریل ها که بیش از حد در نزدیکی لبه ی بیرونیدیوارها  قرارداده شده اند ، پیاده رو ها و نرده های جان پناه نیز نتایجمشابهی را رقم می زنند.

شکل شماره 1 : رابطه دوام و نسبت آب به سیمان برای بتن های حاوی حباب و بدونحباب

این قطعات فلزی و گسترشنفوذپذیری درون بتن با تغییرات دمامتناسب است. با انبساط  فلز تنش کششی در بتن ایجاد شده،و در نتیجه باعث ایجاد ترک خوردگیو پس از آن سبب آسیب ذوب و انجماد می گردد.طول گاردریلها  یا نرده های جانپناهمی تواند مشکل دیگری ایجاد کند.لوله های مورد استفاده در آنها نیز دچار انبساط وانقباضطولی در اثر تغییرات دما شده واگر مفاصل لغزش کافی تعبیه نشدهباشد، این انبساط و انقباض عاملترک خوردگی در نقاط اتصال بیس ها به بتن می گردد. این ترک ها نیزسرعت آسیبهای 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 بزرگراهاست. 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 اثراتمخرب سولفات ها، اسیدها، یا کلریدها قرار دارد این میزان باید حداقل10 سانتیمتر باشد.

پوشش ناکافی اجازهمی دهد تا خوردگی در آرماتورها آغازگردد، ایجاد اکسید آهن و محصولاتجانبی ناشی از این خوردگی نیاز به فضای بیشتردر بتن داشته و درنتیجه ترک خوردگی و متورق  شدن بتن را باعث می گردند.

عدم استفاده از مفاصلانقباضی کافی ویا عدم رعایت فواصل درزهای انبساطیبه 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 کهنیاز به درز انبساط بوده اما تعبیه نشده مشهود است. متاسفانه، دیدن چنین ترکهایی به عنوان درز انقطاع های شکل گرفته یا بریده شدهچندان 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 ساختهشده با درزهای انبساطی ناکافی و یاخیلی تنگ می تواندباعث 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 طولانیتغیرات روزانه، فصلی و سالیانه دما در اثر تابش های خورشیدی را تجربه می کنند. درنتیجه انبساط بتن در سطوح فوقانی اسلب ها که دمای بالاتری دارند، بیشتر و در بخشها و لبه های تحتانی که خنک تر هستند کمتر است.چنین انبساطی میتواند موجب لب به لب و مماس شدن بخش های فوقانی دال ها در محل درز های انقطاع شدهکه در این شرایط  تنها راه ممکن برای حرکت آسان اسلب هابه سمت بالا می باشد که این امر باعث ایجاد تورق  در فرم بتن گردیده ، که از محل درزهاآغاز شده و تا 1 تا 2 اینچ پشت دال ها پیشروی می کنند. اینتورق ها به طور معمول در شبکهفوقانی 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 تواندچرخه روزانه ای ازانجماد و ذوب را وارد درزهای ناشی از تورقکند. این باعث می شودکه ورقه ورقه شدن بتن رشد کرده  و از 3 تا 5 فوت دورتراز محل درز گسترش یابد. شکل 17 نمونه ای اغراق شده از این آسیباست.

مرمت و بازسازیآسیب های ناشی از طراحیمعیوب تا زمانیکه اشکالات طراحی کاهشنیابد، بیهوده است. قطعات  فلزی جاسازیشده می تواند برداشته شود، نرده ها را می توان به مفاصل لغزشیمناسب  مجهز نمود،و بیس پلیت های گارد ریل  را می توان به محل هایی که بتن در آنجا  مقاومت کافی در برابر نیروهایکششی را دارد جابجا کرد. جبران کاور کم بتنروی شبکه آرماتور بندی بسیار دشوار است، امادر صورت لزوم می توان مواد مناسبی برای تعمیر و مقاومت در برابر انواع خاصی از خوردگی رابرگزید. عملیات بازسازی و محافظتی می تواند با بهره گیریاز مواد آب بند بتن صورت گیرد. استفاده از پوشش های آب بند از نفوذ آب به  بتن جلوگیری نموده و اثرات مخرب عوامل محیطی راکاهش می دهد.

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

آسیب ناشی از اشکالاتطراحی به احتمال زیاد می تواند با استفاده از جایگزینیبتن  ، جایگزینی بتن با استفاده از چسب اپوکسی ، و یا ترکیبی از چسب و ملات های تعمیری اپوکسی مرتفع شود.

3- نقایص ساخت

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

کرمو شدن و تخلخل بتن در واقع مناطقی هستند که بر اثرناتوانی ملات سیمان در پر کردن فضاهای موجود اطراف سنگدانه ها و در نتیجه خالیماندن آنها ایجاد می گردند. در صورت خفیف بودن این نقیصه به شرط اینکه از باز کردنقالبها بیش از 24 ساعت نگذشته باشد می تواناز ملات سیمان استفاده نمود . اگر عملیات ترمیم بیش از 24 ساعت بعد از برداشتن قالب و با تاخیرصورتگرفته، یا سطح کرمو شده ی بتن گسترده است، باید ابتدا بتن هایمعیوب برداشته شده ، سپس با استفاده از ملات ترمیمی آماده  ، بههمراه چسب پیوند دهنده اپوکسی ، تعمیر صورت گیرد  ، روش نهایی نیز جایگزینی کلبتن با بتن جدید است  بعضی از نقص های جزئی ناشی از حرکت قالبیا در رفتن قالب  را می توان با استفاده از سنگ ساب ،  صاف و پرداخت نمود  .در اکثر موارد این رفع نقص به سادگیتوسط مالک پذیرفته شده ، در غیر این صورت مجری موظف است نسبت به تخریب وجایگزینی آن بخش آسیب دیده از بتن اقدام کند.

فرصت های زیادی برای ایجاد خطاهای ابعادی در ساخت وساز بتن وجود دارد. در صورت امکان ، بهترین روش معمولا پذیرفتننقص به جای تلاش برایتعمیر آن است. در غیر اینصورت اگر طبیعت نقص کیفی بتن به گونه ای باشد که نتوانآن راپذیرفت ، بهترین تصمیم، تخریب و باز سازی مجدد است.در بعضی موارد، خطاهای ابعادی را می توانبا تخریب بتن معیوب و جایگزینی آن با بتن جدید با استفاده ازچسب اپوکسی اصلاح کرد.

نقایص تکمیلی معمولاشامل پرداخت بیش از حد (سطح نهایی ) و یا اضافه کردن آب و  یا سیمان به سطح در طی مراحلاتمام کار است. در هر دو مورد، سطح متخلخلو نفوذ پذیر و در نتیجه کم دواممی شود. سطوح ضعیف نهایی در همان اوایل عمر سازه ترک خورده و خرد می شوند. مرمت و بازسازی سطح خرد شده شامل حذفبتن ضعیف وجایگزینی آن با بتنجدید با استفاده از چسب  پیوندی اپوکسی است   است.اگر روند تخریب به سرعت تشخیص داده شود، میتوان عمر (بتن نهایی ) سطح را با استفاده از ترکیباتآب بند کننده بتن  افزایش داد.

4-تخریب سولفاتی

سولفات سدیم، منیزیم و کلسیم، از جملهنمکهایی 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 سیمانواکنش 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 امکانشکستن بتن در اثر انبساط وجود دارد . سیمان پرتلند نوع 5، که درصد آلومینات کلسیمپایینی دارد، در برابر واکنش شیمیایی و حمله سولفات ها بسیار مقاوم است . بنابرایندر جاهایی که سازه بتنی در مجاورت خاک و یا آبهای زیر زمینی دارای سولفات قراردارد باید از این نوع سیمان استفاده کرد.

گاهی اوقات استفاده از یک پوشش نازکبتن پلیمری می تواند برای بتنی که دستخوش فرسایشو آسیب مدام به علت قرار گرفتن در معرض سولفاتها است ، مفید باشد  ،  همچنین  استفاده از مواد و ترکیباتآب بندی بتن  نیز اثر بخش است. تناوب پیاپی  خشک و تر شدن  سازه به تخریب سولفاتی سرعت میبخشد ،لذا کاهش و کم کردن نرخ تخریبرا  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 بتنموجود تخریب شده و با بتن ساخته شده با سیمان تیپ 5 جایگزین شود.

5 –واکنش قلیایی سنگدانه ها

انواعخاصی از شن و ماسه، مانند سنگ اوپال، چرت (نوعی سنگ آتشزنه با ذرات متراکم وسیاه ) ، سنگ چخماق یا آذرین با محتوای سیلیسیبالا، با کلسیم،سدیم ، پتاسیم وهیدروکسیدهای قلیایی سیمان پرتلند واکنش می دهند .این واکنش، علی رغم بیش از  نیم قرن مطالعه و تحقیق  ادارهاصلاح از سال 1942 چندان درک و شناختهنشده است. برخی بتن های دارای سنگدانه های  با قابلیت واکنش پذیریقلیایی، به سرعت شواهدی دال بر گسترش تخریب و فرسایشرا در خود نشان میدهند. اما بتنهای دیگرممکن است برایسالهای زیادی دست نخورده باقیبمانند. بررسیپتروگرافی در بتنهای واکنش پذیر نشان می دهد که نوعی ژل در اطراف این نوع سنگدانه ها تشکیل شده است.

اینژل در حضورآب یا بخار آب (رطوبتنسبی 80 تا  85  ) ، به شدت گسترش پیدا کردهو ترک های کشیده ای در اطراف سنگدانه ها ایجاد کرده و در بتن گسترش می یابد (شکل  3 ) 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 مواردتراوش سفید رنگی در داخل و اطرافبتن ترک خورده مشاهدهمی شود .در مواردشدید، این ترک ها5/1 تا 2 اینچ (شکل 4 )   باز می گردند.

بسیارمعمول است که چنین آسیب های گسترده ای، منجر به چین خوردگی های(جابجایی های -  قابل توجهی در بتن و یا قیود ونقاط اتصال بتنی تونلهای کنترلسدها گردد. در سازه های بتنی بزرگ، واکنش قلیاییسنگدانه ممکن استفقط در مناطق خاصیاز سازه رخ می دهد.تا زمانی که استفاده از چندین معدن و دپویسنگدانه برای استفاده در ساخت سازههای بتنی بزرگمعمول بوده و مورد تایید قرار می گیرد، این روش ممکن استبرای تشخیص گیج کننده باشد. زیرا  بتن حاوی شن و ماسه قلیایییا سنگدانه واکنشپذیر، تنها در بخشهایی از سازه کهنمایان ساخته شده است ، قابل تشخیص می باشد .

در سازه های جدید استفاده از سیمانهای پرتلند با خاصیتقلیایی پایین و سرباره پوزولانی میتواند بطور کامل یا تا حد بسیار زیادی خوردگی دراثر واکنش سنگدانه ها را متوقف کند. در سازه های موجود خوردگی ناشی از مصالح سنگیواکنش پذیر تقریبا غیر قابل تعمیر است. هیچ روش اثبات شده ای برای حذف اثر واکنشهای قلیایی سنگدانه ها وجود ندارد. اگرچه نرخ گسترش تخریب با اتخاذ تدابیری جهتخشک نگه داشتن سازه در بعضی موارد ممکن است کند شود. اما هر گونه تلاش برای تعمیرسازه هایی که تحت تاثیر واکنش های قلیایی هستند، بی ثمر است. باگسترش 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 صورتمدام مونیتور شده و مورد بازرسی قرار گیرد، و تنها لازم است تعمیراتی را انجام داد که در جهتحفظ بهره برداری مطمئن سازه باشد. تعدادی از سد ها با استفاده از ایجاداتصالات بتنی ،  با ایجادبرش های ترمیمی در سطوح بتنی آنها به وسیله سیم های بکسل برنده ، به چرخه بهرهیرداری بازگردانده شده اند. سپس این برش ها با استفاده از تکنیک تزریق رزین پلی اورتان    جهت آب بند کردن و متوقف ساختن نشت آب ، پرمی شوند.

با افزایش انبساط بتن، چنین برشهای آزادی منتاوبا تکرار می شود. در بسیاری از سازه ها، جابجایی هاو انبساط ها کند شده و از بین می روند و میزان این کندی و توقف بسته به واکنش هایقلیایی سنگدانه ها و ترکیبات قلیایی موجود در بتن است . فقط هنگامی می تواناصلاح و ترمیم را برای بهربرداری به صورت نهایی انجام داد که انبساط سازه به صورتکامل انجام پذیرفته باشد. در هر صورت، باید این پیش بینیرا داشت که در نهایت ممکن است نیاز به جایگزینی بتن تحت تاثیر خوردگی قلیایی، وجودداشته باشد. جایگزین کردنبتن به این صورت،  در سال1975 در آمریکا ، در جریان بازسازی سد آیداهوفالز اتفاق افتاد. این سد در سال 1927 ساخته شد و پس ازمطالعات گسترده توسط آزمایشگاه بتن دنور مشخصگردید که بتن سد در اثر واکنش قلیایی سنگدانهها به شدت آسیبدیده است.

5 – تخریب ناشی از سیکل انجماد و ذوب

تخریب ناشی از یخ زدکی و ذوب مداوم آبدرون بتن یکی از علت های شایع آسیب پذیری سازه های بتنی در اقلیم های سرد سیریاست. 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 اشباعشده باشند، این انبساط سبب اعمال نیروهای کششی شده و منجربه شکستگی و ترک خوردگی ماتریس ملات سیمان می گردد. این تخریب تقریبا درتمامی لایه های بتن از سطوح خارجی به داخل رخ میدهد. نرخ پیشرفت آسیب  به تعداد چرخه های انجماد و ذوب ،درجه اشباع سازه در طول انجماد، تخلخل بتن،و شرایط قرارگرفتن در معرض تابش نور بستگی دارد.دیوارهایی که در معرض ذوب برف یا پاشش آب هستند، دالهای افقی کهدر تماس با آب قراردارند و دیواره های عمودی که در مسیر عبور آب واقع هستنداز جمله مکان های معمول برای آسیبدر اثرانجماد و ذوب مداوم  می باشند. اگربتن در معرض تابش نور از سمت جنوب قرارگیرد، روزانه یک نیم سیکل انجماد در شب و یک نیم سیکل ذوبرا در روز تجربه می کند. در مقابل، بتن ها با در معرض قرار گرفتن از سمت شمال ممکن است فقط یکچرخه انجماد و ذوب را در هر زمستان، پشت سر گذارده و درنتیجه  وضعیت مخرب به مراتب کمتری را تجربه می کنند.  شکل های 5 و 6  نمونه ایاز این نوع تخریب را نشان می دهد.

شقدیگری از تخریب های ناشی از چرخه انجماد و ذوببه عنوان ترک "”D- (ترکهایی به شکل حرف بزرگ دی لاتین ) شناخته می شوند. دراین 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 کنجهای  بدون حفاظدیوارها یا دالها و در محل اتصال ها دیده می شود. در چنینآسیبی مجموعه ای از ترک های تقریباموازی که کلسیت(آهک) از درونشان بیرون میریزد (شوره می زند ) و  معمولا سراسرگوشه و کنار سازهرا قطع می کند. (شکل 7 ) مشاهده میشود..

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

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

 بجز مواردی که بتندر معرض رطوبت و یا  آب و هوای به شدت سردقرار داشته باشد هنگامی که در بتن تازه آسیب هایی از نوع چرخه ذوب و انجماد راظاهر می شود، به احتمال قوی دلایل دیگری وجود دارد .

همانطورکه گفته شد تخریب ناشی از چرخه انجماد و ذوب بتنتنها زمانی رخ می دهدکه بتن تقریبااشباع شده باشد. بنابراین کاهش موفقیتآمیز صدمات ناشی از آن نیز، شامل کاهش یا حذف چرخه انجماد و ذوبو یا کاهش جذب آبتوسط جسم بتن خواهد بود.  معمولا هیچ روش شناخته شده ایبرای محافظت و عایق بندی بتن جهت کنترل دما در سیکل های انجماد و ذوب وجود ندارد،اما می توان از ترکیبات آب بندی بتن  برای جلوگیری یا کاهشجذب آب برای سطوح نمایان بتنی استفاده نمود. مواد آب بندبرای بتن های غوطه ور در آب  چندان اثر بخشنیست، اما میتوانند از بتن هایی که در معرض باد وباران و آب شدن برف قرار دارند، محافظت نمایند.

ترمیم بتن آسیب دیده در اثر ذوب و یخ مدام ، اغلب بهجایگزینی بتن ختم می شود  . اگر ترک ها درحدود 6 اینچ و یا عمیقتر باشند باید از چسب اپوکسی به همراه بتن جدید استفاده کرد ویا از بتن پلیمری استفاده نمود . 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 برایترمیم خوردگی ها و تخریب های سطحی در اثر یخ زدگی و ذوب شدن متناوب، با عمق کمتراز 5/1 اینچ کاملا مایوس کننده بوده است. تا به امروز هیچ ماده تعمیری عمومی یا اختصاصیمناسبی برای ترمیم های با این ضخامت شناخته نشده است.

6- تخریب در اثر سایش و فرسایش

در سازه های بتنی که آب را به همراه گل و لای و ذرات معلقمنتقل می کنند، شن ، خورده سنگ و یا آب با سرعت جریان بالا موضوعات مورد مطالعه درتخریب بتن در اثر سایش می باشند. حوضچه های آرامش در سد ها در صورتی که ذرات موجوددر کف آنها جارو و منتقل نشود در معرض سایش قرار خواهند گرفت. در برخی از حوضچههای آرامش به علت معیوب بودن الگوی جریان ، سنگریزه ها و ذرات از پایین دست بهبالا دست حوضچه کشیده می شود. در محلهایی که این ذرات درون حوضچه جمع میشوند، درزمانی 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. آسیبناشی از این تخریب به صورت صیقلی شدن سطح بتن ظاهر می شود (شکل 7). سنگدانه هایدرشت بتن نمایان شده  تحت اثر گل و لای وشن، جلا می خورند. شکل 8 مراحل اولیه سایش و احتمالا شروع خوردگی در دیوارهایحوضچه آرامش را نشان می دهد. میزان تخریبسایش و خوردگیتابعی از متغیرهای زیاد و همچنین مدت زمان قرار گرفتن (سازه ) در معرض این مولفههاست. شکل سطوح بتنی، سرعت و الگوی جریان،مسیر جریان، ومجموع بارگذاری امکان دستیابی به نظریه ای عمومی برای پیش بینیرفتار بتن در اینشرایط  را بسیار دشوار ساخته است. در نتیجه، معمولا لازم است مدلهیدرولیکی سازه برای تشخیص شرایط و الگوی جریان در حوضچه های آسیب دیده و ارزیابی تغییراتمورد نیاز، موردمطالعه قرار گیرد. اگر تمامی شرایطی که منجر به سایشو فرسایش سازه میگردد مورد بررسی قرار نگیرد، بهترین مواد تعمیری هم کارایی نداشته و عمر بهره وری سازه پایینخواهد آمد.

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

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

7- آسیب های ناشی از پدیده کاویتاسیون

تخریبدر اثر کاویتاسیون زمانی اتفاق می افتد کهجریان آب باسرعت بالا به صورتنامنظم و ناپیوسته به سطح جریان برخوردکند  ناپیوستگی در مسیر جریان باعث می شود آب سطح جریان را بالا بکشد، در نتیجه باعث ایجاد مناطق فشار منفیشده 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 یکسطح بتنی صورت بگیرد، یک ناحیه ی ضربهای فشار بالا گرداگردیک منطقه بی نهایت کوچک درروی سطح ایجاد می شود. چنین ضربات قدرتمندی می تواند ذرات بتن را جابجا و قلوه کن کرده ، باعث تشکیل ناپیوستگیدیگری شود که خود آن می تواند باعث آسیب گسترده تری در اثر پدیده کاویتاسیون گردد. شکل 11، الگوی کلاسیک  "درخت کریسمس" –تخریبایجادی در اثر کاویتاسیون به شکل کاج کریسمس- در یک تونل انتقال بتنی بزرگدر سد گلن کانیون که از سال1982  در مدار بوده ، نشان می دهد.  در این نمونه، تخریب کاویتاسیون به طورکامل در طول تونلبتن گسترش یافته و نیز حدود 40 فوت به عمق صخره (شکل 12)  نفوذکرده است.

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

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

قانون استاندارد انگشت شست بیان می کند که کاویتاسیون در جریانهایی با سرعت  کمتراز حدود 40 فوت درثانیه ، 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 سطوحمسیر جریان وجود ندارد.

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

تعمیراتبتن تازه که توانایی و شرایط پاسخگویی بهاین نیاز سازه را نداشته باشد گاهی اوقات می تواند به صورتسنگ زنی وساب زنی سطح و برداشتنناهمواری ها  انجاممی شود. هرچند،که به احتمال زیاد  بتنی  که مشخصاتسطحی مورد نظر را برآورده نسازد، باید برداشته گردیده وبا بتن جدید جایگزین    و یا بتن جایگزین  به همراه چسباپوکسی  بازسازی گردد.

خسارتوارد شده در اثرکاویتاسیون به چهارچوب یا خود گیت های کنترل معمولا می تواندبا استفاده از ملات اپوکسی و چسب پیوندی اپوکسی ، ویا بتن پلیمری  ، و یاجایگزینی بتن به همراه چسب اپوکسی تعمیر شود. به طور طبیعی چنین آسیب هایی معمولابسیار گسترده نیستند. در نتیجهکشف و شناسایی آنها قبل از انجام تعمیرات بزرگ بسیار ضروری است. پس از انجام این تعمیرات،ایده خوبی است که یک لایه پوشش یکپارچه اپوکسیروی بتن ، از ابتدای چهارچوب گیت به سمت پایین دست به طول 5 تا 10فوت اعمال کرد. سطح صیقل وشیشه ای پوشش اپوکسی ممکن است به جلوگیری از اثرات مخرب کاویتاسیون بر بتنکمک کند اما به هر حال باید توجه داشت، کهپوشش های اپوکسی  به طور کامل  در برابر آسیب های ناشی از کاویتاسیونمقاوم نیستند.

برایداشتن 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 بهمنظورجلوگیری از بازگشت تخریب وجود دارد. نتایج و عملکردروشها در مطالعات مدلهیدرولیک، برای اطمینان از صحت طراحی چنین تعمیراتی باید در نظر گرفته شوند. یکی از روش های اصلاحی، نصبو راه اندازیشیار های هوا در سرریز هاو تونل ها می باشد، که در از بین بردنو یا کاهش قابلتوجه اثر کاویتاسیون بسیار موفق بوده است. بتن جایگزین معمولا در این نوع عارضه ها  وتعمیرات اینچنینی کاربرد بسیار دارد.

8- خوردگی شبکه آرماتور

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

ظرفیتقلیایی سیمان پرتلند مورد استفاده در بتن به طور معمول در اطراف آرماتورها، ایجاد یک محیط بازی(قلیایی - غیر فعال (در حدود PH12) کرده که ازآنها در برابر خوردگی محافظتمی کند. وقتی کهانفعال محیطی از دست رفته و یا از بین برود، و یا زمانیکه بتن دچار ترک خوردگی شودو یا تورق بهاندازه کافی اجازه دهد تا آب بدونمزاحمت وارد بتن شود، خوردگی رخ می دهد.  اکسیدهای آهن تشکیل شده در طول خوردگی فولاد نیاز به فضای بیشترینسبت به سایز اصلی شبکه آرماتور در بتن دارند. این مسأله باعث بوجود آمدن تنش کششی در بتن و در نتیجه ایجاد ترکهای اضافی و لایه لایه شدن کاور بتنو در نتیجه سرعت بخشیدن به روند خوردگیخواهد شد.

 برخیاز علل شایع تر ازخوردگی فولاد همراهشدن ترک خوردگی های بتن با سیکلانجماد و ذوب شدن، قرار گرفتن در معرض سولفات، و واکنش قلیایی سنگدانه ها، قرار گرفتن در معرض اسید، از دست دادن خواص قلیاییبه علت کربناته،فقدان ضخامت کافیکاور بتن، وقرار گرفتن در معرض کلرید ها است.

قرارگرفتن در معرض کلرید ها تا حد زیادی نرخ خوردگی را سرعت می بخشد. این امر می تواند به فرمهای متعددیرخ می دهد. استفاده از نمک  ضد یخ (کلرید سدیم)  بهبتن برای سرعت بخشیدن به روند آب شدن برف و یخ، منبعمعمول برای کلریدها است. کلریدهاهمچنین می توانند در شن و ماسه، سنگدانه ها، وآب مورد استفادهبرای آماده سازی مخلوط های بتن وجود داشته باشند. همچنین بعضی ازسازه های آبیاری ، آب با محتویات کلرید بالا را منتقل و جابجا می کنند (شکل13).

سازههای بتنی واقع در محیطهای ساحلی، قرار گرفتن در معرض کلراید را از طریق آبدریا و یا پاشش دراثرجریان باد تجربه  می کنند.

درنهایت یکی دیگر از راههای تاثیرکلرها روش تجربی استفاده از کلرایدبه عنوان مواد افزودنی بتن برای سرعتبخشیدن به هیدراتاسیون در زمستان(به عنوان ضد یخ) می باشد.

رخدادن زنگ زدگی در شبکه آرماتور می تواند معمول باشد، اما نه همیشه . این مسئله رامی توان با آشکار شدن لکه زنگ بر روی سطوح خارجیبتن 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 توانبا اندازه گیری پتانسیل خوردگی هافسل از بتن آسیب دیده، با استفاده از دستگاه هایالکترونیکی ویژه، که به این منظور ساخته شده،زنگ زدگی را شناسایی نمود. زمانیکه 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 روشتعمیراتی را باید مد نظر و مورد استفاده قرار داد.بحث بیشتر درمورد روش های ترمیمی مناسب ، در بخشهای 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 بتنفرسوده اهمیت می یابد. بر این اساس فلزی که توسطفرآیند خوردگی بهکمتر از نصف سطح مقطع اصلی آنکاهش یافته بایدحذف شده و جایگزین گردد. آرماتورهایباقی مانده نیز بایداز تمام زنگ خوردگی ها و محصولات جانبی آنکه با اتصال به موادتعمیری در روند ترمیم کارآمد تاثیر میگذارند ، تمیز گردند. باید توجه داشتکه 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 دارایخوردگی شناسایی شود.

9- قرار گرفتن در معرض اسید

منابع شایع برای قرار گرفتن سازه هایبتنی در معرض اسید در مجاورت معادن زیر زمینی اتفاق می افتد  آب های زهکشی خارج شده  از این معادن می توانداسیدی و به صورت غیر منتظره ای با PH پایین باشد.مقدار PH  7 به عنوان ماده خنثی تعریف شده است.  مقادیربالاتر از 7 قلیایینامیده می گردد، در حالی که مقادیر PH  پایین تر از 7 اسیدی هستند. محلول اسید سولفوریک 15 تا 20 درصد، می تواند مقدار PH درحدود 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 بتنصدمه میزنند.

تشخیصبتن آسیب دیده توسط اسید بسیار آسان است. اسید با سیمانپرتلندِ ملات بتن واکنش می دهد و سیمان به نمک های کلسیمتبدیل شده که بوسیله آب جاری ریزش کرده وشسته می شوند. سنگدانه ها ی درشتتر معمولا سالم میمانند، اما نمایان می گردند.  ظاهر بتن آسیب دیده توسط اسید تا حدودی مانند تخریب سایشیاست، اما سنگدانه هایی که در معرض اسید قرار می گیرند نمایانتر و بدون صیقل هستند. شکل های 30 و 31  ظاهر نمونه های از بتنرا نشان می دهند که با قرار گرفتن در معرض اسید آسیب دیده است.

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

بنابرایناقدامات اولیه برای ترمیم بتن تحت اثر اسید، که شامل برداشتن بتن آسیب دیده استهمواره بیش از آن چیزی است که  پیش بینی میشود. عدم حذف تمامی بتن های آسیب دیده و ضعیفشده ناشی از عملکرد اسید باعثنقص در چسبیدن مواد ترمیمی می شود. بر اساس تجربه شستشوبا اسید به عنوان یکروش مجاز برای تمیز کردن بتن جهت آمادگی سطوح برای تعمیرات مجاز می باشد، اما به هر صورت،  نقصدر چسبیدن مواد تعمیری رخ می دهد، مگرآنکه تلاش های گسترده ای برای حذف تمامآثار اسید ازبتن انجام پذیرد.

در روش های دیگر ترمیم بتن  هیچ مجوزیجهت 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.

همانندتمامی علل تخریب بتن ، حذف منع تخریب بتن پیش از ترمیم لازم و ضروری است. یکی ازروشهای 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 کمتریدارد.

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

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

درتعمیرات تخریب اسیدی می توان از بتن جایگزین به همراه چسب اپوکسی ، بتنجایگزین   و بتن پلیمری  و در بعضی موارد از چسب اپوکسی به همراه ملاتاپوکسی  استفاده نمود. پیشنهاد می شود ازملات اپوکسی و بتن پلیمری که حاوی سیمان پرتلند نباشند، به دلیل مقاومت زیاد دربرابر اسید ، استفاده گردد.

10 – ترک خوردگی

ترک مثل خوردگی آرماتورها دلیل اصلی تخریب بتن نیست. بلکهنشانه ای از تخریب بتن به علت سایر عوامل مخرب است. همهبتن هایی که با سیمان پرتلند ساختهمی شوند درجه ای از جمع شدگی را در هنگام هیدراتاسیونمتحمل می شوند. این انقباض جمع شدگی های خشکی را تولید کرده وترک های ناشی از جمع شدگی را پدید می آورد که تا حدی به الگویدایره ای شبیه هستند . این ترک ها بهندرت به عمق بتنگسترش یافته و میتوانند به طور کلینادیده گرفته شوند.

ترکهایجمع شدگی پلاستیک، زمانی رخ می دهند که بتن تازه در وضعیت خمیری ، در معرض تبخیرزیاد، آب خود را از دست می دهد..

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

ترکهای گرمایی در اثر انقباض و انبساطبتن در اثر تغییر دمای محیط بوجود می آیند. ضریب طولی انبساط گرمایی بتن در حدود5/5 میلیونیم اینچ بر درجه فارنهایت است. این می تواند باعث شود تا بتن به اندازه5 درصد یک فوت به ازای هر 80 درجه فارنهایت تغییر طولی داشته باشد.

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

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

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

تعمیرات موفق بر روی ترکهای سازه ی بتنیاغلب به سختی حاصل می گردد. گاهی بهتر است به برخی از انواع ترک های بتن نپرداختتا با روش اشتباه و پر نقص دست به تعمیرشان زد. (شکل 18 و 19) انتخاب روش ترمیمیبرای ترک ها به علل پیدایش آنان بستگی دارد. ابتدا باید تعیین کرد که ترکها زندههستند یا مرده ، به صورت گردشی باز و بسته هستند یا گسترش یابنده با دامنه ی وسیعمی 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 بازتولید 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 20).

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 علتتغییرات دمایی هست یا نیست  و یا اینکه ترکاز نوع پیشرونده و وسیع شونده است و به علت شرایط فونداسیون و یا بارگذاری است، بهما بدهد. مجددا اشاره می شود هر تلاشی برای تعمیر تنها هنگامی باید صورت گیرد کهعلل رفتار ترکها شناسایی شده باشد.

اگر تشخیص داده شد ترک اصطلاحا"مرده" یا به عبارتی ایستا است، تزریق رزین اپوکسی می تواند براییکپارچه ساختن سازه ای بتن استفاده شود. و اگر هدف از ترمیم ، آب بند ساختن نشتیسازه است پیشنهاد می شود که ترمیم به صورت کامل با تزریق رزین پلی یورتان انجامپذیرد.

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

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

این گونه فوم های انعطاف پذیر میتوانند  300 تا 400 درصد ازدیاد طول در اثرحرکات ترک ها را تجربه کنند. این نامتداول نیست که بتن آسیب دیده ای یافت شود کهترک های آن در اثر علل اولیه آسیب بتن ایجاد نشده باشد.

اگر عمق برداشت بتن آسیب دیده و فرسودهبه اندازه ی مورد لازم زیر عمق و دامنه ی گسترش ترکهای موجود نباشد، باید انتظارداشت سرانجام ترک جدیدی از میان مواد تعمیری استفاده شده، نمایان شود.. باز تولیداین چنین ترک ها را می توان در پوشش های ترمیمی پیوندی در عرشه ی پل ها ، سرریز هاو کانال های آب می توان مشاهده کرد ( شکل 21 ). اگر ترک های مجدد تحمل ناپذیرباشند باید روش تعمیر جداگانه ای برای هر یک از اجزای سازه و نه بر اساس اتصال بهبتن قدیمی موجود در نظر گرفت.

11- بارگذاری بیش از حد بر رویسازه

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

باید انتظار داشت در چنین آسیب هایی بهدانش و کمک یک مهندس سازه ی  باتجربه، برایانجام تجزیه و تحلیل ساختاری برای مشخص ساختن و ارزیابی علل منجر به تخریب سازه دراثر بارگذاری بیش از ظرفیت بطور کامل ، و نیز کمک برای تعیین میزان ترمیم و تعمیرات لازم ، نیاز خواهد بود. این آنالیز باید تعیین میزان بارپذیری سازه در هنگامطراحی و تعیین اندازه ظرفیت طراحی شده برای بارگذاری بیش از حد را شامل شود. ازابتدا تا انتهای بازبینی بتن آسیب دیده باید تمامی اثرات بارگذاری بر روی سازهمشخص شود. جابجایی ها باید مشخص شوند و در درجه ی دوم خرابی ها ، در هر جایی کهباشند. باید توجه داشت که اطمینان حاصل شود که خرابی هایی شناسایی شوند که ظرفیتبار پذیری سازه را پایین می آورند چون برخی از آسیبها برای اولین بار بتن را تضعیفنمی کند.

ترمیم بتن آسیب دیده در اثر بارگذاری زیاد، میتواند بهاحتمال فراوان، بهترین عملکرد را با بتن جایگزین متداول داشته باشد. در صورت نیازبه تعمیر یا جایگزینی شبکه ی آرماتور بتن آسیب دیده می بایست این عملیات در پروسهتعمیراتی پیش بینی و تعبیه گردد.

12- حریق و آتش سوزی

حریق می تواند به علت ایجاد تنش هایحرارتی و بسته به زمان و دمای حریق ، تجزیه شیمیایی ترکیبات بتن و یا از بین روفتنآب شیمیایی در بتن باعث تخریب و کاهش کیفیت و دوام بتن گردد.

13- دلایل مضاعف تخریب

علت آسیب می بایست مشکوک باشد هنگامی کهفرسودگی یا خسارتی در «بتن مدرن» رخ می دهد. بتن مدرن ( بتنی که از حوالی سال 1950میلادی ساخته شده است ) این مزیت را دارد که از افزودنی های گوناگون و تکنولوژیپیشرفته مواد بتنی برخوردار است. چنین بتنی نباید به بسیاری از دلایلی که در اینفصل بررسی نموده ایم تخریب گردد. اگر به هر طریق مشخصات آسیب یا فرسودگی در اینبتن 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 بهرهبرداری مناسب می گردد. تصویر 22 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 فرسایشناشی از تسریع فرآیند چرخه ذوب و انجماد در سطح آن رخ داده است. همینطور صدماتناشی از طراحی نادرست و یا ضعف در تکنیک های ساخت، در محل تعبیه شده برای داکت تاسیسات برقی کهبسیار نزدیک به سطح خارجی بتن می باشد، مشهود است.

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

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

تمام این یافته ها آشکار می سازد که مشکلایجاد شده بسیار پر دامنه تر و وسیعتر از تصور اولیه است و لذا نیازمند عملیاتپیشگیرانه 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 دوامپایینی می بخشند. چنین بتنی در برابر فرسایش نرمال و سایر پیشامد ها مقاومت پایینیخواهد داشت.

انتخاب روش و مواد مناسب برای بتن آسیبدیده ای که تحت تاثیر عوامل مختلف تخریب قرار داشته، بستگی به تمامی عوامل تضعیفکننده 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 ازترکیبات بتن آببند  یا پوشش نازک بتنپلیمری ممکن است در این باره مفید باشد. اگر این راهکارهای پیشگیرانه در مقامداوری مفید نبود می بایست بر اساس شروحی که در بخش های قبلی آمد روش ترمیم را بادر نظر داشتن دوره عمر کوتاه ترمیم و بازگشت مجدد آسیب ها بر بتن ضعیف انتخاب و اجرانمود.