پیشگفتار
تاریخچه بتن در محیط دریایی حاکی از آناست که در مقابل آب دریا به عنوان یکی از خورندهترین محیطهای طبیعی، بتن از نظردوام در معرض مشکلات جدی قرار دارد. از سوی دیگر بتن با سیمان پرتلند در حال حاضرگستردهترین کاربرد را در بین مصالح ساخته شده توسط بشر دارد. اگر بخواهیم از رویتمایلات و علائق جهانی قضاوت کنیم به نظر میرسد که آینده بتن از این هم روشنترباشد. دلیل این امر آن است که بتن بیشترین خواص مطلوب مهندسی را با هزینه کمبرآورده میسازد و در عین حال از نظر صرفهجویی در مصرف انرژی و ملاحظات زیست محیطیسودمندیهایی را دارد. گستردگی استفاده از بتن به عنوان مصالح سازهای اصلی درسازههای واقع در محیط دریایی نیز مؤید واقعیت فوق است. البته علیرغم خورندگی شدیدآب دریا، در مقایسه با سایر مصالح سازهای، بتن با کیفیت مطلوب مجموعاً عملکردرضایت بخشی را در آب دریا از خود نشان میدهد. با این حال گزارشات انتشار یافته دراین زمینه شامل نمونههای بیشتری از بتنهای مسلح و غیرمسلح که آسیب دیدگی جدی درمحیط دریایی از خود نشان دادهاند، میباشد.
فصل اول
تاریخچه بتن در محیط دریایی
عموماً تصور بر این است که بتن یکی از مصالحبسیار بادوام است. ولی تاریخچه بتن در محیط دریایی حاکی از آن است که در مقابل آبدریا به عنوان یکی از خورندهترین محیطهای طبیعی در جهان، بتن از نقطهنظر دوامدر معرض مشکلات جدی قرار دارد. بسیاری از سازههای بدور از دریا در اروپا که توسطرومیها با استفاده از سیمان پوزولان- آهک ساخته شدهاند، طی دو هزار سال گذشته درمقابل عوامل محیطی مقاوم بودهاند. از طرف دیگر تعداد اندکی از سازههای تاریخی درکنار ساحل دریا واقع شدهاند لذا در مورد سازههای قدیمی متعدد که در اثر نیروهایمخرب در اقیانوسها کاملاً ویران شدهاند، اطلاعات کاملی در دست نداریم. درمکتوبات مربوط به بتن، درخصوص دوام بتن در محیط دریایی حداکثر گزارشاتی دویست سالهوجود دارد. در سال 1756 جان اسمیتون یک مهندس انگلیسی که بر اساس گزارشات، اولینشخصی است که خود را مهندس سیویل نامیده، مأموریت ساخت یک فانوس دریایی بر رویادیتسون راک واقع در دهانه غربی کانال انگلیس را به عهده گرفت. به لحاظ شدت عملموج و حمله شیمیایی توسط آب دریا، نیاز به سیمانی مقاومتر و بادوامتر از مخلوطهایسنتی شامل آهک مرده و پوزولان که زمان رومیها تا آن تاریخ در اروپا رایج بود، احساسگردید. سیمان سنتی برای تهیه ملات مقاوم در مقابل آب از دو قسمت آهک مرده مخلوطشده با یک قسمت پوزولان زئولیتی تشکیل میشد که پس از کوبیده شدن با هم، طی ترکیببا آب ملات ساخته میشد. از آنجا که اسمیتون به سیمان مورد نظر با مقاومت مناسب درمقابل آب دریا دست نیافت، با چندین نمونه آهک از منابع مختلف آزمایشاتی انجام داد.وی نتیجه گرفت که آهک مناسب برای ساخت بهترین ملات، از تکلیس سنگ آهک هیدرولیکی بهعنوان پیش زمینه شکل گیری سیمان پرتلند به همین زمان برمیگردد. به همین خاط فانوسدریایی ادیتسون نقطه تحول مهمی در تاریخ توسعه سیمان پرتلند به علاوه حمل و نقلدریایی است. این فانوس دریایی تا زمان بروز گسیختگی در پی آن حدود 120 سال عمرداشته است. در سال 1818 مطالعات ال جی ویکات در فرانسه بر روی آهک هیدرولیکی منجربه تولید آهک هیدرولیکی ترکیبی با استفاده تکیس مخلوطی مصنوعی از سنگ آهک با درجهخلوص بالا و رس گردید. این تفکیک مقدمه تکنولوژی جدید سیمان پرتلند گردید که درسال 1824 توسط جوزف آسپدین بنّای انگلیسی به ثبت رسیده. در نتیجه در سازههایبندری و ساحلی، مصالح ساختمانی سنتی مانند چوب و سنگ طبیعی به تدریج جاری خود رابه بتن سیمان پرتلند داد که به عنوان مصالحی با فرم پذیری بیشتر و کارپذیری سهلترشناخته میشد.
ظهور بتن مسلح در پایان قرن نوزدهم محرکواقعی برای گسترش سریع سازههای دریایی در سراسر جهان را فراهم آورد و این امرباعث رشد بیشتر صنعت سیمان و بتن نیز گردید. البته در توسعه صنعت سیمان و بتن وصنعت دریایی در قرن نوزدهم ملتهای اروپایی بویژه انگلیسیها و فرانسویها نقشهدایت کننده داشتند، زیرا برای گسترش انقلاب صنعتی در داخل و خارج، اقیانوس نوردییکی از ضروریات اساسی بود.
با توجه به اطلاعات بیشتر و دقیقتر درخصوص دوام بتن که بویژه طی دو دهه اخیر در استانداردهای مختلف وارد شده است، میتوانانتظار داشت که سازههای بتنی مسلح ساخته شده از دهه 1980 به بعد عملکرد رضایتبخشیاز نقطه نظر دوام بتن داشته باشند.
فصل دوم
سازههای دریایی و شرایط خاص محیطی بنادر
- طبقهبندی سازههای دریایی
اصطلاح «سازههای دریایی» معمولاً بهلنگرگاههای ساحلی، موج شکنها و سدهای آبگیری، حوضچههای تعمیراتی خشک وباراندازها (اسکلهها)، پایانههای باربری، سرسرههای شناور ساحلی و سکوهای حفاریاطلاق میشود. چنین توصیفی از سازههای دریایی با توجه به عملکرد آنها شکل گرفتهاست. بر این اساس انواع وسیع سازههای دریایی را میتوان به پنج گروه عمومی دستهبندیکرد :
1- سکوهای متکی به شمع
2- تیغههای انعطاف پذیر
3- سازههای وزنی
4- سدهای تودهای یا قلوه سنگی
5- سازههای شناور
هر یک از گروههای مذکور شامل چندین نوعسازه با تفاوتهای اساسی در نحوه تحمل بارهای اصلی میشوند. از طرف دیگر برای هرکدام از این انواع سازهها روشهای مختلف اجرایی وجود دارند، مانند بتن درجا، پیشساخته، جعبهای (سلولی) و پیش تنیده که دستهبندی دیگری را ایجاب میکند.
طبقهبندی پیشنهادی فوق فقط انواع سازههایاساسی را شامل میشود. سازههای ترکیبی مختلف نیز وجود دارند، مانند دیوارهای مهارشده صلب، سازههای ساندویچی بتن- فولادی و غیره.
بتن در محیط دریایی
از میان سه نوع مصالح اصلی سازهای یعنیفولاد، بتن و چوب، بتن مسلح رایجترین مصالح مورد استفاده در سازههای دریایی است.بتن با سیمان پرتلند حدود یکصدسال پیش ابداع شده و یکی از وسیعترین مصالح صنعتیمورد استفاده در جهان گردیده است. دلایل متعددی برای این امر وجود دارد، از جملهمقاومت عالی بتن در مقابل آب، سهولت فرمپذیری بتن در اشکال و اندازهگیری مختلف،ارزانتر بودن و سهولت دسترسی به مصالح تشکیل دهنده آن تقریباً در هر نقطه ازجهان. همچنین در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی، بتن در مقابل نفوذ آب شور بهترینمقاومت را از خود نشان داده است. تعداد وسیعی از اسکلهها، حوضچههای تعمیراتی،تیرها و پایههای پل، موجشکنها و تونلهای زیردریایی، گواه روشنی از پذیرش عمومیبتن به عنوان مصالح ساخت مناسب برای سازههایی است که در معرض محیط دریایی قراردارند. به ویژه در چند دهه گذشته، کاربرد بتن به عنوان مصالح سازهای اصلی دربسیاری از پروژههای دریایی به صورت قابل ملاحظه گسترش یافته است به گونهای کهبرخی بر این عقیده هستند که قرن بیست و یکم قرن بتن در اقیانوسها خواهد بود.
محیط دریایی
آب دریاهای سراسر جهان شباهتها و تفاوتهاییبا هم دارند که باید تا قبل از ساخت سازههای بتنی طراحی شده برای صدها سال، بهوضوح مطالعه و بررسی شده باشد. در این قسمت بخشی از ویژگیهای عمومی فیزیکی-شیمیایی محیط دریایی که از نقطه نظر دوام بتن دارای اهمیت هستند را مورد بحث قرارمیدهیم.
مواد آلی دریایی
جانوران دریایی شامل نرمتنان غالباًروی سطح بتن متخلل که قلیاییت آن توسط شسته شدن کاهش قابل توجهی یافته، پیدا میشوند.از آنجا که رشد این جانوران از عواملی چون حرارت، اکسیژن، میزان PH ، جریان دریایی و شرایط نور تأثیر میپذیرند، عموماً به عمق حدود 20 متراز سطح دریا محدود میشوند و در آب و هوای سرد مسئلهساز نیستند.
درجه حرارت
دمای سطح آب دریا از کمترین مقدار C2-(نقطه یخ زدگی آب دریا) در مناطق سرد تا بالاترین مقدار حدود C30در مناطق گرمسیر تغییر میکند. وقتی دمای سطح زیاد باشد، افت سریع دما در عمقمشاهده میشود تا آنجا که دما به یک حالت یکنواخت حدود C2تا 5 در اعماق 100 تا 1000 متری میرسد.
درجه حرارت آب دریا علاوه بر تأثیر برروی رشد مواد آلی دریایی تعیین کننده میزان و سرعت واکنشهای شیمیایی والکتروشیمیایی در بتن میباشد. برای سازههای بتنی واقع در آب و هوای گرم، حرارتممکن است به عنوان یک عامل تشدید کننده عمل کند، زیرا گرما یک منبع محرک انرژی استکه هم آغاز حمله و هم پیشرفت آن را در جریان مکانیزم خرابیها شتاب میبخشد. قانونعمومی حاکم بر رابطه متقابل گرما و میزان واکنشهای شیمیایی بیان میدارد که بهازاء افزایش حرارت به مقدار ده درجه سانتیگراد میزان واکنشهای شیمیایی دو برابرمیگردد. در آب و هوای گرمسیری درجه حرارت روزانه هوا غالباً C40میرسد و در نواحی نیمه محدود، مانند خلیج فارس، دمای هوا ممکن است به C50هم برسد. تحت چنین شرایطی، میزان تبخیر بالا بوده و منجر به رطوبت زیاد میگردد.
فشار هیدرواستاتیکی
فشار هیدرواستاتیکی به عنوان یک نیرویمؤثر برای راندن آب دریا از میان ماده نفوذپذیر عمل مینماید. در بتنهای خیلیمتخلخل عمل مویینگی در اثر فشار هیدرواستاتیکی افزایش یافته، میتواند باعث انتقالآب شور به بخشهای خارج از آب غیرغوطهور شود، که در آنها سرعت تبخیر سطحی باعثایجاد فشارهای نمک کریستاله شده میگردد. فشار هیدرواستاتیکی کامل میتواند حتی دریک سوراخ نسبتاً کوچک مانند یک مجرای باز پیش تنیدگی یا حفره بجا مانده از برداشتنیک میله بالا رونده قالب لغزان اعمال گردد.
قابل ذکر است اثر جزر و مد، اثر امواجطوفان، اثر مه و رطوبت هوا و اثر ضربه و سایش یخ نیز از عوامل تأثیرگذار بروی سازههایدریایی میباشند.
نتیجهگیری و نکات قابل توجه
محیطهای دریایی عموماً محیطهای خشنبرای مصالح معمولی منجمله بتن مسلح
میباشند. آب دریا عموماً دارای یونها و گازهای خورنده و جایگاه موجوداتی دریاییاست که برای مطالح ساختمانی مضر میباشند. فشارهای هیدرواستاتیکی و تغییرات بالایدما که اغلب در نواحی ساحلی و محلی سازههای دریایی وجود دارند، قادر به سرعتبخشیدن به تخریب مصالح ساختمانی میباشند. طوفانها و بادهای شدید که موجهای بزرگرا ایجاد کردهاند، گاه سازههای بسیار محکم را دچار شکست کردهاند. در قطب شمال وجنوب نیز قطعات یخ و یخچالها مشکلات زیادی برای سازههای بتنی ایجاد نمودهاند.بنابراین محیط خشن و بسیار پیچیده اقیانوسها، موقعیت ویژهای را برای تلاش جدیمهندسین به منظور غلبه بر این مشکلات به وجود آورده است.
فصل سوم
علل و مکانیزم خرابی سازههای بتنی در محیط دریایی بنادر
در شرایط واقعی کارگاه، مشاهده شده کهسازههای بتنی بیشتر در اثر ترکیب تنشهای ناشی از سیکلهای گرم و سرد شدن، تر وخشک شدن، یخ زدن و آب شدن و خوردگی میلگردهای فولادی تخریب میشوند. در سازههایبتن مسلح، پدیده الکتروشیمیایی خوردگی میلگردها تقریباً همیشه با ترک خوردگی و فروریختن پوش بتنی همراه میباشد.
علتهای اساسی برخی از پدیدههای مضر کهفوقاً اشاره شد، به ترتیب اهمیت در ارتباط با دوام بتن در سازههای دریایی بطورمختصر در این فصل مورد بررسی قرار میگیرد. درک علتهای خرابی زمینه منطقی برایکنترل آنها را فراهم آورده، مبنای توصیههای رایج برای بتن با دوام در محیط دریاییمیشود.
خوردگی میلگردهای فولادی
خوردگی فولاد در بتن یک روندالکتروشیمیایی است که در آن پیلهای خوردگی عموماً به علت اختلاف بین غلظت یونهاو گازهای موجود در مجاورت فلز تشکیل میگردد. معمولاً میلگرد فولادی دارای یک فیلمنازک Feo.OH روی سطح خود میباشد، که فولاد را در مقابل خوردگیمقاوم میسازد. این محافظ در محیط قلیایی سیمان پرتلند هیدراته شده پایدار است،ولی هم با افت میزان قلیاییت محیط پیرامونی به PHکمتر از 11 و هم با حضور یونهای کلرید آسیب میبیند. در بتن نفوذپذیر پدیدهکربناتاسیون نیز غالباً عاملی جهت کاهش PHمیباشد. بتن در سازههای دریایی جدید اساساً نفوذپذیر است و بنابراین کربناتاسیونخمیر سیمان به ندرت در این امر دخالت میکند. از آنجا که آب دریا دارای غلظتبالایی از یونهای کلرید است، بنابراین یک علت عمومی از بین رفتن محافظ موضعیمیلگردهای فولادی نفوذ یونهای کلرید به سطح فولاد است. وقتی محافظ فولاد در بخشهایاز آن یا به طور کامل شکسته شد، پتانسیل الکتروشیمیایی بطور موضعی بیشترین بارمنفی را مییابد.
علاوه بر انهدام لایه محافظ دو شرط دیگرنیز باید به طور همزمان تحقق یابند تا خوردگی به میزان قابل ملاحظهای اتفاقبیفتاد. شرط اول دسترسی مداوم به اکسیژن و آب و شرط دوم هدایت الکتریکی بتن میباشد.به دنبال عمل اکسیداسیون آهن، تبدیل آهن فلزی به زنگ ممکن است با افزایش قابل توجهدر حجم (به برزگی 600 درصد) همراه شود و این افزایش حجم میتواند عامل اساسیانبساط و ترک خوردگی بتن باشد.
کنترل عوامل مؤثر برخوردگی میلگردهایفولادی
با ملاحظه مکانیزم ایجاد انبساط و ترکخوردگی بتن ناشی از خوردگی میلگردهای فولادی همچنانکه تشریح شد، آشکار میشود کهمیزان کلرید موجود در بتن، حضور اکسیژن و رطوبت در سطح فولاد و مقاومت الکتریکی بتنعوامل مهم کنترل پدیده خوردگی هستند. در شرایط واقعی، به نظر میرسد که نفوذکلریدها به درون بتن سخت شده در اثر نفوذپذیری آسانتر از روند بسیار کند انتشار درخمیر سیمان اشباع صورت میگیرد. براساس تجربیات آزمایشگاهی یا کوتاه مدت کارگاهی،اختلاف در انواع سیمان به عنوان یک راهحل ممکن در مقابل مسئله خوردگی نیز مطرحشده است.
نتیجهای که از وجود غلظتهای بالای یونهایکلرید و سدیم در آب دریا گرفته میشود این است که این یونها در طبیعت به سختیتشکیل کمپلکس (ترکیب) میدهند و نمیتوان آنها را به مدت زیادی در محیط آبی بهصورت ترکیبات غیرمحلول نگه داشت.
در نتیجه مخلوط بتن با کیفیت بالا (نفوذپذیری کم) و بتن ریزی خوب (تراکم و عمل آوری صحیح، ضخامت پوشش بتنی کافی) بهترینمحافظ در مقابل نفوذ کلرید به درون بتن در محیط دریایی میباشد. اما اگر به هر علتغلظت کلرید در سطح میلگرد فولادی از یک مقدار معین تجاوز نماید لایه محافظ فولادآسیب میبیند، سپس حضور اکسیژن محلول در سطح فولاد و مقاومت الکتریکی بتن عواملکنترل کننده وضعیتی است که در ان خوردگی اتفاق خواهد افتاد.
عمل یخبندان
در مناطق سردسیر، یخبندان عامل مهمی درترک خوردن و تخریب بتن محافظت نشده میباشد (به عنوان مثال بتن بدون مواد حبابهوازا). در بسیاری از نواحی ساحلی درجه حرارت هوا به میزان قابل ملاحظهای پایینتراز درجه حرارت یخ زدن آب میباشد. اما، وجود جریانهای هوای گرم از یخ زدن آب دریادر زیر لایه سطحی جلوگیری میکند. فرآیند جزر و مد که دوبار در روز صورت میگیردبتن ناحیه پاشیده شده آب دریا را در معرض دو سیکل یخ زدن و آب شدن قرار میدهد، کهدر بسیاری از مناطق این پدیده بیش از دویست سیکل در سال میگردد. بنابراین بدیهیاست که بخش عمده تخریب سازه در اثر عمل یخبندان، در ناحیه فوقانی پاشیده شدن آبدریا که در معرض بیشترین تعداد سیکلهای یخ زدن و آب شدن قرار دارد، صورت میگیرد.
زمانی که آب در منافذ مویینه یخ میزند،افزایش حجم در اثر یخ زدن آب باعث باز شدن منافذ میباشد که این افزایش باید معادل9% حجم آب منجمد باشد و یا اینکه آب مازاد تحت فشار از محدودههای اطراف نمونهخارج خواهد شد. در حین این فرآیند، فشار هیدرولیکی تولید گردیده و مقدار این فشاربستگی به فاصله تا «محدوده خروج» نفوذپذیری مواد حد واسط، و سرعت تشکیل شدن یخدارد. تجربه نشان میدهد که فشارهای مخرب در نمونه اشباع خمیر تشکیل خواهد شد، مگرآنکه فاصله منافذ موئینه در خمیر سیمان حداکثر 3 یا 4 هزارم اینچ از محدوده خروجبیشتر نباشد. با بکارگیری مواد افزودنی مناسب جهت ایجاد حباب هوا، چنین محدودههایمناسب از نظر فواصل منافذ، حاصل میگردد.
نتایج تحقیقات اخیر برروی بتن در معرضآب سرد در ناحیه جزر و مد نشان میدهد که شوکهای حرارتی ناشی از سیکلهای تر وخشک شدن و یخ زدن و آب شدن ایجاد ترکهای میکروسکوپی در بتن کرده و با افزایش درجهاشباع آن، سطح بتن از بین میرود و بدین ترتیب نفوذپذیری بتن افزایش یافته، همچنیندر مقابل حملات مختلف فیزیکی- شیمیایی آسیب پذیرتر میگردد.
حملات مواد شیمیایی
سطح بتن اولین خط دفاعی در برابر آبدریا میباشد. با دستیابی به پیوسته بتنی با کیفیت بالا و یا غیرقابل نفوذ، میتوانحمله شیمیایی آب دریا را به سطح محدود نمود. بنا به دلایل ذکر شده در مباحث قبلی،اگر بتونی نفوذپذیر باشد و نفوذ آب دریا در آن انجام شود، زمینه لازم برای انجامگرفتن واکنشهای آسیب رسان بین آب دریا و مواد تشکیل دهنده خمیر سیمان پرتلندهیدراته شده آماده میگردد. یادآوری میگردد که مقدمات تجزیه مواد سیمانی تشکیلدهنده بتن فراهم میباشد، زیرا خمیر سیمان پرتلند هیدراته شده قلیایی است در حالیکه آب دریا حاوی یونهای اسیدی بوده، دارای PHنزدیک به خنثی میباشد.
فشار حاصل از تبلور نمکها
در مواد متخلخل، فشار حاصل از تبلور نمکهادر محلولهای اشباع ایجاد تنشهایی مینماید که ممکن است باعث ترک خوردگی و پوکشدگی گردند. چنین حالتی در پوشش دیواره تونلها و قطعات یا دیوارههای بتنینفوذپدیر رخ میدهد، خصوصاً زمانی که یک وجه عنصر سازهای در معرض آب حاوی نمک (آبدریا) و وجوه دیگر در معرض هوای گرم (به عنوان مثال پدیده تبخیر) قرار میگیرد. بهطور کلی هر چه درجه فوق اشباع بالاتر باشد، فشار کریستاله شدن نیز بیشتر خواهدبود. حتی برای درجه فوق اشباع پایین مانند 2، بلوری شدن کلرید سدیم میتواند فشاریمعادل 600 اتمسفر اعمال نماید. در این حالت تنش حاصل به حدی خواهد بود که اغلب سنگهارا میشکند.
آب حاوی نمک قادر است از طریق خاصیتموئینه داخل بتن نفوذ نماید و بدین ترتیب در محدوده تبخیر کریستاله شدن نمک باعثتخریب بتن میگردد، که این تخریب مشابه خرابی ناشی از عمل یخبندان است. در نتیجهمحدوده پاشیده شدن آب دریا تخریب بتن تا حدی در اثر فشار حاصل از تبلور نمک است.در بخشهایی از قطعات افقی بتنی که آب به صورت چاله راکد بماند، امکان بروز آسیبدیدگی ناشی از تبلور نمک وجود دارد. در مواردی که سیکلهای متعدد تبلور نمک رخدهد، تخریب و کنده شدن بتن از نوع «سوته پیاز» صورت میگیرد که این پدیده به نامحلقههای لیزگنگ نیز معروف است.
کیفیت سطحی بتن نقش مهمی در تعیین سرعترسوب گذاری نمک بر سطح سازه بتنی واقع در محیط دریایی ایفا مینماید. بنابراین، دربتن ریزی مناسب، دستیابی به سطح صاف و غیرقابل نفوذ در درجهی اول اهمیت میباشد.این مسئله خصوصاً در مورد مخلوطهای بتن حاوی میکروسیلیس حائز اهمیت است، زیرا اینمخلوطها چسبیدهاند و پرداخت سطح آنها مشکل میباشد.
نتیجه کلی :
با توجه به بررسی علل متداول تخریب بتندر آب دریا، به نظر میرسد که مکانیسم یکسانی در بسیاری از پدیدههای مخرب دخیل میباشد.به عنوان مثال، در عمل یخبندان حمله سولفات، واکنش قلیایی- سنگدانهها، و یاخوردگی میلگردهای فولادی، برخی محققان بر این باورند که انبساطها مربوط به ایجادفشارهای هیدرولیکی است. در حقیقت، در تمامی این موارد «درجه اشباع آب ریختن» که بهنفوذپذیری وابسته است. نقش مهمی را ایفا مینماید. تحقیقات انجام شده نشان میدهدکه تنشهای حرارتی ایجاد شده در اثر سرد شدن نامناسب محصولات عمل آوری شده دربخار، یکی از عوامل ایجاد ترکهای میکروسکوپی است و این پدیده عامل اصلی تشدیدنفوذپذیری بتن در سازه میباشد. لازم است انتخاب مصالح تشکیل دهنده، نسبتهایاختلاط و عملیات اجرایی بتن با دقت فراوانی انجام شود تا زمانی که سازه در معرضدرجه حرارتهای شدید قرار میگیرد ترکهای میکروسکوپی کاهش یابند.
فصل چهارم
مواد و مصالح مناسب و طرح اختلاط بتن با دوام در محیط دریایی
با توجه به عملکرد بتن در محیطهایدریایی و مرور دلایل اصلی خرابیهای بتن طی فصول گذشته واضح است که نفوذپذیری بتنمهمترین عامل تعیین کننده دوام طولانی مدت میباشد. بنابراین، برای احداث هر سازهجدید نه تنها انتخاب مصالح و نسبتهای آنها برای مخلوط بتن که باعث تولید محصولیبا نفوذپذیری کم شود حائز اهمیت است، بلکه میبایستی آبندی سازه در طول عمر مفیددر حد لازم رعایت گردد. به طور خلاصه، دقت کافی برای سه مورد ذیل در احداث سازههایبتنی باید در نظر گرفته شوند:
- انتخاب مصالحتشکیل دهنده بتن و نسبتهای اختلاط
- عملیات اجرایصحیح بتن
- جلوگیری ازعریض شدن ترکهای ریز موجود در بتن به هنگام بهرهبرداری
تکنولوژی ساخت بتن با مقاومت زیاد ونفوذپذیری بسیار کم مدتهاست که بوجود آمده است و در روشهای اجرایی و آییننامههایفنی بیان شده است. با این حال هنوز خیلی زود است که قضاوت قاطعی در مورد این روشهاصورت گیرد، اگر چه نتایج حاصل رضایت بخشی میباشند. برای مثال هیچگونه گزارشی ازخرابی در مورد دوام بتنهای با مقاومت زیاد و نفوذپذیری کم که در سازه سکوهای بتنیدریای شمال استفاده شدهاند، گزارش نشده است، این در حالی است که عمر بعضی از آنهابه 20 سال هم میرسد. از سوی دیگر، علائم خرابی در بتن پل راه بین عربستان وبحرین، در بحرین پس از 15 سال از زمان ساخت، گزارش شده است.
طرح اختلاط بتن با دوام (توانمند)
در روشهای مختلف طرح اختلاط بتن، هدفتعیین نسبتهای اختلاط مناسب و ضمناً اقتصادی مصالح تشکیل دهنده بتن میباشد تابتوان با ساخت اولین مخلوط به خواستههای طرح و نیز براساس حداقل هزینه نزدیکگردد. با توجه به تغییرات قابل ملاحظه در کیفیت سنگدانهها، سیمان، مواد پوزولانییا مکمل سیمان و مواد افزودنی، ارائه طرح اختلاط براساس توسعه تئوریک بسیار مشکلبوده و اغلب این روشها براساس تجربه و کارهای آزمایشی استوار شدهاند.استانداردهای متفاوت مصالح و ضوابط مختلف پذیرش نیز به این مشکلات میافزاید.البته مزیت این امر، دسترسی به بتنهایی با خواص تقریباً یکسان ولیکن با روشهایمختلف میباشد. به هر حال با توجه به آزمون و خطا بودن اکثر روشهای طرح اختلاط،باید پذیرفت که انجام یک طرح و طراحی نسبتهای مصالح میتواند به عنوان شروع کارتلقی گردد و با آزمونهای مختلف این نسبتها را اصلاح نمود.
روشها مختلف طرح اختلاط موجود برای بتنهایمعمولی و متداول که تنها با سیمان و سنگدانه و آب، ساخته میشوند کاربرد داشته ونتایج قابل قبولی نیز بدست داده است. اما امروز با توجه به ساخت بتنها با خواصمختلف و در نظرگیری دوام و شرایط محیطی که بتن در آن قرار میگیرد و به دلایلدیگری که اشاره میگردد، این روشها قابل قبول نبوده و میبایست اصلاح گردند. ازتغییرات عمده در مخلوطهای بتنی، کاربرد نسبتهای کم آب به سیمان در مخلوطهاست کهبا کمک مواد فوق روان کننده کارایی بتن تأمین گشته و مقاومت بالایی حاصل میگردد.مصرف مواد پوزولانی و مکمل سیمان نظیر خاکستر بادی، دوده سیلیس، پوزولانهای طبیعیو مواد سیمانی نظیر سربارهها در بتنهای جدید از دیگر تغییرات در طراحی مخلوطهایبتنی است. امروزه میتوان با انجام آزمایشهای مخلوطهای مختلف و با استفاده ازبرنامههای کامپیوتری تا حدودی از کارهای تکراری و طولانی مدت کاست.
انتخاب مصالح تشکیل دهنده بتن
تا اواسط قرن حاضر، مخلوطهای بتنیعموماً از 4 جزء تشکیل میشدند : سیمان، آب، سنگدانههای ریز و سنگدانههای درشت.ولی اغلب بتنهای تولید شده امروزی محصولی چند جزئی شامل یک یا چند ماده افزودنیعلاوه بر جزء اصلی میباشند. از سوی دیگر برای هر جزء معمولاً تولید کنند. انتخابهایمتعددی دارد که بروی هزینه محصول نهایی و رفتار آن در حالت بهرهبرداری مؤثر میباشد.بنابراین، قبل از بحث در مورد نسبتهای اختلاط، آگاهی از انتخابهای قابل دسترس درمورد سیمانها، مصالح سنگی و مواد افزودنی سودمند خواهد بود. معمولاً انتخاب مصالحیک هنر است. ارزیابی آییننامههای فنی و روشهای پیشنهادی فعلی گام نخست به سویشناخت و آگاهی از این هنر میباشد. در یک مخلوط چند جزئی، اثرات اندر کنش مواد بهسهولت قابل پیش بینی نیست. استفاده از نتایج مخلوطهای آزمایشی در آزمایشگاه ومحیط کارگاه برای دستیابی به راهحلهای بهینه ضروری به نظر میرسد. «با توجه بهاینکه بحث طرح اختلاط، بحثی تخصصی و بسیار طولانی همراه با جدولهای متعدد میباشداز پرداختن بیشتر به این موضوع خودداری میکنم.»
فصلپنجم
روشهای اجرای مناسب جهت ساختن بتن با دوام
در محیط دریایی
کلیات
برای احداث سازههای بتنی با دوام،انتخاب مناسب مصالح و نسبتهای اختلاط تنها گام اول است. توجه کافی نیز باید بهتولید بتن و روشهای اجرایی نمود. آگاهی رو به رشد در صنعت ساختمان سازی با بتن،چنین نشان میدهد که سنین جوانی بتن (سنین اولیه بعد از تولد) نقش مهمی در تعیینعمر مفید دارد. در حرفه پزشکی کاملاً مشخص است که برای دستیابی به هدف سلامتی یکانسان، کودک تازه متولد شده در حین گذراندن سنین اولیه خود به مراقبتهای بخصوصیدارد. چیزی شبیه همین موضوع باید در مورد بتن اعمال گردد، اگر چه تعریف دقیق وواضحی از اینکه سنین اولیه چقدر باشد، درست نیست. بتن شناسان بر این باورند کهنقایص اکتسابی بتن تازه ناشی از افت کارایی قبل و بعد از بتنریزی، جدایی دانههاو آب انداختگی در حین گیرش و سخت شدن اولیه، و نرخ غیرمعمول و آهسته سخت شوندگی(دستیابی به مقاومت) باعث خرابی و آسیب همیشگی بتن شده و عمر مفید آن را کاهش میدهد.در مورد بتن، معمولاً سنین اولیه به 24 ساعت اول پس از تولید و ساخت بتن اطلاق میگردد.
ساخت و حمل بتن
آب و مواد افزودنی مایع را میتوان بهصورت حجمی و یا وزنی به مخلوط اضافه کرد ولی برای اجزاء جامد مخلوط بتن، سنجش وزنیدقیقتر است. امروزه اغلب بتنهای تولیدی، با دستگاههای ساخت بتن آماده که بصورتاتوماتیک و یا نیمه اتوماتیک هستند، کنترل و عرضه میشوند. در برخی از کشورها اغلباز تراک مسیر به جای مخلوط کنندههای مرکزی استفاده میشود، زیرا در حالت اول سهمرحله عملیاتی ساخت، مخلوط کردن و حمل بتن به محل کارگاه، به یک مرحله عملیاتیتبدیل شده و با یک دستگاه انجام میپذیرد.
مراحل مخلوط کردن و ترتیب تغذیه مخلوطبر خواص محصول نهایی تأثیر قابل ملاحظهای دارد. مخلوطهای همگن با مشخصههایمقاومتی بهتر، هنگامی حاصل میشوند که سیمان و میکروسیلیس یا مواد پوزولانی دیگر،در ابتدا بواسطه مخلوط کردن با سرعت بالا و یکنواخت توزیع گردند و آب و فوق روانکننده مخلوط اضافه شوند. سپس سنگدانهها در مرحله بعدی اضافه شوند. همچنین ازآنجایی که بتن با اسلامپ بالا تمایل به آفت اسلامپ نسبتاً بیشتری به هنگام حملدارد، توصیه میشود که قسمتی از آب مخلوط و حدود یک سوم میزان لازم ماده فوق روانکننده، نگهداشته شده و در محل کارگاه و قبل از بتنریزی اضافه شوند.
حمل بتن به کارگاه باید تا حد امکان باسرعت بیشتری انجام شود تا آفت روانی که باعث دشواری عملیات بعدی مانند ریختن،تراکم و پرداختن بتن است، حداقل گردد.
بسته به نوع و محدوده کار، انواع مختلفوسایل برای حمل بتن به کارگاه در دسترس میباشد. برای انتخاب دستگاه، علاوه برهزینه، هدف اولیه اطمینان از این امر است که در مخلوط بتن به هنگام حمل، جدا شدندانهها روی نمیدهد. برای مثال، در مورد کامیونهای حمل بتن آماده، مخلوط شدنپیوسته جهت ساخت کامل بتن باید تضمین گردد. این بدان معنی است که تیغههای تراکمیکسر به طور منظم باید مورد بازبینی از لحاظ پارگی و خرابی فزاینده قرار گیرد تااز ساخت بتن با دانههای جداشدنی شدید در داخل مخلوط کن جلوگیری شود.
ریختن بتن
در کارگاه برای جلوگیری از دانهها، بتنباید در نزدیکی موقعیت نهایی قرارگیری خود ریخته شود. عموماً بتن تازه در لایههایافقی با ضخامت یکنواخت تهنشین میشود و هر لایه به وسیله ویبراتورهایی قبل ازریخته شدن لایه بعد متراکم میگردد. سرعت ریختن باید با دقت کنترل شود تا زمانی کهلایه جدید تهنشین میشود لایه قبلی هنوز در حالت خمیری میباشد. این امر از تشکیلدرزهای سرد یا صفحات با امکان ورقه شدن مانند وقتی که بتن تازه روی بتن سخت شدهقبلی ریخته میشود ممانعت میکند.
عمل آوری و باز کردن قالبها
عمل آوری مناسب به منظور حصول مقاومتمطلوب، نفوذناپذیری و دوام طولانی و کافی به منظور رسیدن به بلوغ (مقاومت مطلوب)در دماهای بالاتر از یخزدگی، قسمتهای مسطح به وسیله غوطهور کردن، و ستونها،تیرها و اعضای دیگر معمولاً با بخار و یا پوشش دادن به وسیله پارچههای کرباس عملآوری میشوند. این روشها موجب سرد شدن از طریق تبخیر میشود که برای سازههایحجیم به ویژه در هوای گرم سودمند است.
زمانی که دمای محیط اطراف از دمای یخزدن کمتر باشد، بتن را باید به وسیله پتوهای عایق کننده محافظت کرده و با بخار یاقالبهای گرم شونده با حرارت و یا لامپهای مخصوصی عمل آورد. به عنوان گزینهایدیگر، در هوای سرد، دمای بتن تازه را میتوان با گرم کردن آب مخلوط و یا سنگدانههابالا برد.
عمل آوری و باز کردن قالبها آخرینمراحل عملیات در احداث سازههای بتنی هستند که تأثیر جدی بر روی مقاومت، نفوذپذیریو دیگر خواص محصول بدون توجه به کیفیت مصالح تشکیل دهنده بتن و نسبتهای اختلاطبکار رفته دارند. زمان برداشتن قالبها اهمیت اقتصادی قابل توجهی دارد، زیرابرداشتن زودهنگام قالبها باعث اجرای سریعتر قطعات دیگر و پایین نگهداشتن هزینهاجرا میشود. از سوی دیگر قبل از اینکه بتن به مقاومت کافی برسد، حذف قالبها رانباید تا زمانی که بتن به قدر کافی برای تحمل بار مرده و سایر بارهای احتمالی درحین اجرا مقاوم باشد، باز کرد. همچنین از آنجا که بتن سطحی به عنوان اولین خط دفاعدر برابر مایعات خورنده نقش اساسی دارد، بتن باید به قدر کافی و به منظور جلوگیریاز هر گونه خرابی سطحی در زمان باز کردن قالبها سخت شده باشد. این امر به ویژه درباز کردن قالبها در طی زمانی که ترکهای حرارتی امکان تشکیل بر روی سطوح نمایاننسبتاً گرم بتن در مجاورت نسیم سرد یا آب عمل آوری خیلی سرد داشته باشد، حائزاهمیت است. تحت چنین شرایطی، عایق کردن سطح بتن بلافاصله پس از برداشتن قالبهامناسب خواهد بود.
عوامل خاص برای رسیدن به دوام بهتر
از موارد دیگری که باید برای رسیدن بهدوام مورد نظر مورد توجه قرار گیرد در نظر گرفتن و رفع کردن، ترکهای ریز بوجودآمده پس از گرفتن بتن، درزهای اجرایی، ترکهای حرارتی است که میتواند با نفوذ بهداخل بتن به میلگردها آسیب برساند و مشکلاتی که در فصول گذشته اشاره شد را بوجودآورد. یکی از روشهای رفع نقص این موارد درزگیری این ترکها با روشهای مربوط استو روش دیگر که جنبه پیشگیری را دارد پوشش دادن آرماتورها با روشهای زیر است:
الف) پوشش روی (گالوانیزه)
ب) پوششهای اپوکسی
و همچنین استفاده از آرماتورهای آلیاژی،ممانعت کنندههای خوردگی، و حفاظت کاتدی است.
در محافظت کاتدی با القاء جریان به کمکیک منبع جریان الکتریکی و یک فداشونده (که از یک فلز مانند روی، آلومینیوم یامنیزیم تشکیل شده) فلز را در شرایط مصونیت قرار میدهند.
حفاظت کاتدی میتواند به عنوان یک روشکارآمد برای بسیاری از سازههای بتنی مسلح از جمله سازههای ساحلی بکار برده شود.در آمریکا ثابت شده که برای دال یلها که آلوده به نمک هستند، به منظور جلوگیری وتوقف خوردگی بهترین روش حفاظت کاتدی است.
فصل ششم
تعمیرات سازههای بتنی
کلیات
در دو دهه گذشته خرابیهای وسیعی درسازههای بتنی در اثر مسائل دوام، شیوع پیدا کرده است. برآورد خسارات اقتصادی دراثر چنین خرابیهایی بسیار قابل ملاحظه است. ارزیابیهای متعددی حاکی از آن است کهاندازه و شکل تعمیر و نیاز به گسترش کارهای تعمیراتی زیاد بوده و بنابراین روند روبه افزایش در تعمیر بتن و نوسازی ساختمانهای آسیب دیده و جدید ایجاد شده است.تعمیر و نگهداری در طول دو دهه گذشته رشد صعودی داشته و از 25% تا 50% فعالیتهایساختمانی را شامل شده است.
در این فصل سعی شده است که اطلاعاتمربوط به تکنولوژی تعمیر سازههای دریایی و زیرآبی ارائه گردد.
مسائل ویژه سازههای دریایی و زیرآبی
تعمیر سازههای دریایی و سازههایهیدرولیکی غالباً در زیر سطح آب صورت میپذیرد. شیوههای سودمند در کار تعمیرزیرآب، بتنریزی با قیف و لوله، بتن با مصالح پیش آکنده با پمپ کردن، استفاده ازملاتهای زودگیر و لفاف بندی (درزبندی) هستند. معمولاً غواصها در تمیزکاری، بتنبرداری، نصب قالبها و میلگردها و نیز هدایت بتن ریزی کمک میکنند.
آماده سازی بستر کار
هنگامی که وسعت تخریب ارزیابی گردید وبرنامه تفصیلی تعمیر مشخص شد، آماده سازی سطوح تعمیر شروع میشود. همه خرده سنگهایقسمتهای لق و جدا شده بتنهای خرد شده یا به شدت ترک خورده و در مواردی میلگردهایبسیار آسیب دیده برداشته میشوند.
بتنبرداری و فولادبری در زیر آب دارایمشکلات جدی میباشد که رفع آن نیازمند تجهیزات خاصی است. انتخاب روش برش با توجهبه طبیعت کار انجام میشود، برای مثال برش حرارتی میتواند همزمان فولاد و بتن راببرد در حالی که از فواره آب پرفشار میتوان فقط برای بتنبرداری و آماده کردنآرماتورها برای تعمیر استفاده کرد. معمولاً بیش از یک روش برای برداشتن بتن صدمهدیده و تمیز کردن سطح آن به کار میرود.
مرحله بعد از برداشتن بتن و آرماتورآسیب دیده، آمادهسازی آرماتور است. ضروری است که بلافاصله بعد از پاکسازی سطحتعمیر انجام شود زیرا قشر میکروبی نازکی به سرعت سطح بتن را فرا میگیرد. چنینقشری برچسبندگی بتنِ جایگزین شده و مصالح رینی اثر نامطلوب دارد. رشد میکروبی رامیتوان با استفاده از مواد زیست کش و مواد فعالساز سطحی تا حدی به تأخیر انداخت.
وصله کاری
وصله کاری عموماً برای جلوگیری از تخریببیشتر انجام میشود. دو نوع مصالح جهت تعمیر وجود دارد، مصالح سیمانی اختصاصاًترکیببندی شده تجاری و مصالح رزینی.
برای مرمت در زیر آب از رزینهای پلیاستری و ایوکسیها با ترکیببندی خاص همراه با شیوههای مناسب برای کار با ملاتهایرزینی در آب استفاده میکنند. مواد مورد استفاده باید دارای مقاومت فشاری زیاد،نفوذپذیری کم، چسبندگی خوب و گرمازایی کم با گرادیان حرارتی یکنواخت باشند. چنینمصالحی میتوانند بر برخی از مشکلات کار با رزینها غلبه کنند؛ مشکلاتی مثل : 1)اختلاف مدول الا شیشه بین رزین عمل آمده و بتن در مواردی که ویژگیهای طراحی سازهایبتن مهم باشد. 2) چسبندگی ضعیف به بستر کار در مواردی که نسبت سطح تعمیر به حجم آنآنقدر نباشد که حرارت تولید شده در اثر عمل آمدن را به خوبی دفع کند.
انواع بتنهای اپوکسی مخصوص کار در سطوحقائم زیرآب تولید شدهاند. بتن را در حالت خشک با هم مخلوط میکنند که توسط غواصیا وسایلی با طراحی خاص در محل قرار میگیرد.
تزریق به ترک
پس از مخشص کردن وسعت ترک خوردگی، کارتعمیر با تزریق در آن انجام میپذیرد. بسته به عرض ترک از دوغابهای سیمان یا رزینهایاپوکسی خالص میتوان استفاده کرد. دوغابهای سیمان معمولاً برای ترکهایی به عرضبیشتر از 3 میلیمتر مناسبند. هر چند که معمولاً به علت امکان شسته شدن سیمان دردوغابهای سیمان، استفاده از رزینهالی اپوکسی ترجیح داده میشود.
اولین گام در تعمیر ترکها، حفر سوراخهایتزریق به عمق 50 میلیمتر در امتداد خط (مسیر) ترک و یا فاصلههای متناسب با عرضترک (از 100 تا 300 میلیمتر) است. بعد از آن باید خط ترک را با فواره آب کاملاًپاک کنند تا آغشتگیهای آن رفع شود. ترک را با بتن اپوکسی یا تعبیه لولههاس کوچکیدر کف ترک و سطحبندی آن درزگیری میکنند. لولههای تزریق را در سوراخهای تزریقوارد میکنند تا از آب بند شدن درز اطمینان حاصل شود. سپس رزین را از ظرف تحتفشاری که حاوی رزین از پیش مخلوط شده است، به نقاط تزریق میرسانند. یا اینکه رزینو سخت کنندهها را میتوان به طرف نقاط تزریق راند تا در آنجا پیش از تزریق با هممخلوط شوند. از بهبودها در این روش، به کارگیری مدول تزریق رزین است که طی آن رزینو سخت کننده تا لحظه تزریق جداگانه نگهداری میشوند. با این روش میتوان رزیناپوکسی را تا عمق 150 متری هم به کار برد.
تزریق از پایینترین سوراخ آغاز میشودو تا زمانی که رزین از سوراخ بعدی واقع در سطح بالاتر بیرون بیاید، ادامه مییابد.سپس سوراخ پایینی بسته میشود و لوله تزریق به سوراخ بعدی انتقال مییابد.
تعمیر در مقیاس بزرگ
در تعمیرهای بزرگ مقیاس که کاربرد رزینهایاپوکسی مناسب نیست، میتوان از دوغابهای سیمانی استفاده کرد. در مواردی که حجمزیادی از دوغاب سیمانی لازم است، بتن ریزی حجیم در زیر آب مورد توجه قرار میگیرد.وسایل کار باید چنان طراحی شوند که از هر گونه نشتی ممانعت به عمل آید. برای کاهشعملیات درون آبی، باید از لولههای ورودی و لرزانندههای بیرونی استفاده کرد. پساز آماده سازی قالبندی بازبینی نهایی جهت گیاهان دریایی و سایر آغشتگیها، پیش ازریختن بتن تعمیری لازم است.
بتنریزی در زیر آب را باید به گونهایانجام داد که تماس بین بتن و آب به حداقل برسد. در مواردی که از مخلوطها باچسبندگی زیاد و همراه با مواد افزودنی ضد شستگی برای تعمیر استفاده میشود، میتواناز روشهای معمول بتنریزی بهره برد. روشهای اصلی بتن ریزی در زیر آب عبارتند از: کاربرد صندوق از ته بازشو، پمپ، قیف و لوله و بتن کیسهای.
صندوق ته باز شو را در مورد بتن تودهایبه کار میبرند. عیبهای اساسی این روش طولانی بودن زمان بین نوبتهای بتنریزی، وهمگنی اندک به علت آب شستگیهای حین نوبتهای بتنریزی، و همگنی اندک به علت آبشستگیهای حین نوبتهای بتن ریزی هستند اگر چه در روش قیف و لوله، از مخلوطهای باچسبندگی کمتر استفاده میشود، چرا که به علت کمتر کردن اثر شستگی مناسبتر است.پمپ وسیله مناسبی برای بتن ریزی در قالب است. بتن چسبنده به کف قالب پمپ شده، درنتیجه آب از طریق مجاری به بالای قالب رانده و خارج میشود. در این حالت میتوانلایه بالایی بتن را که به علت تداخل با آب ضعیف شده است، با ادامه پمپ کردن بتنخارج کرد. از بتن کیسهای که اغلب شامل کیسههای گونی تا نیمه پرشده از بتن است دراتصال بین اجزاء استفاده میشود.
فصل هفتم
مطالعات موردی سازههای خلیج فارس
مقدمه
خرابیهای گسترده و گاه زودرس سازههایبتنی در سواحل و بنادر خلیج فارس به ویژه استان هرمزگان نظر اکثر کارشناسان و دستاندرکاران کارهای عمرانی را به خود معطوف کرده است. این خرابیها به ویژه در سازههایکنار دریا و بنادر از شدت بیشتری برخوردار است.
طی چند سال گذشته بررسی و مطالعاتگستردهای توسط کارشناسان در منطقه بررسی این سازهها انجام شده است. خرابیها دراکثر این سازهها چه در منطقه هرمزگان و چه در استانهای بوشهر و سیستان و بلوچستانو خوزستان و جزایر کیش و ابوموسی به دلیل ضعف بتن ساخته شده و خورندگی بالای محیطاتفاق افتاده است. در این بررسیها عمده خرابیها بر روی سازههای بتنی مسلح بودهو علت اصلی خرابی نفوذ یون کلرید و زنگ زدگی آرماتور و ترک و ریختن بتن روی آنتشخیص داده شده است.
در هرمزگان علاوه بر سازههای واقع دربنادر شهید رجایی و شهید باهنر و اسکله شهر، پلهای بتنی و چند ساختمان مسکونی واداری نیز مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفتهاند. در قسمت ساختمانهای کنار ساحل درمجتمع بندری شهید رجایی خرابیهای قابل ملاحظهای بروز نموده است که حتی بعد ازتعمیر نیز مجدداً دچار خوردگی و خرابی شدهاند.
بررسی علل خرابیها
برای شناسایی وسعت و عمق عیوب و علت فنیآنها لاجرم از روشهای متفاوت استفاده شد. روش مشاهده عینی به عنوان اولین گام واولین مرحله انتخاب شد و نتایج مشاهدات به وسیله سه گروه مختلف در فرمهای مخصوصثبت گردید. سپس با نمونهبرداری دستی در نقاط از پیش تعیین شده و روی سازههایمشخص شدت تخریب در عمق بتن و بخصوص روی میلگردها مشاهده شد. با توجه به وسعت قابلتوجه بندر، حدود 500 متر اسلکه، 5510 متر دیوار انبارها و انبارهای ترانزیت، 4000متر دیوار سکوی بارانداز، بیش از 420 متر ستون سازهای امکان تأثیر بیشتر عواملخورنده محیط دریایی بر محل نمونهها وجود داشت لذا برای جلوگیری از وقوع این مسئلهو در عین حال تسریع در عملیات شناخت، وسعت و عمق خرابیها تصمیم گرفته شد از سیستمآزمایشات غیرمخرب استفاده شود. امکانات آزمایشات غیرمخرب در کشور بسیار محدود استو معدود واحدهای مجهز نیز به دلیل عدم شناخت جزئیات امر و لزوم تطبیق ابزار باشرایط محل و تحلیل صحیح ارقام مکانیکی و تبدیل آنها به عوامل شناخت وضعیت و تعیینوضعیت خرابی و زوال با عدم موفقیت رو به رو شدهاند. از میان کلیه آزمایشاتغیرمخرب با توجه به نیاز پروژه و امکانات زمانی و مکانی آزمایشات و شرح ذیل انتخابشد :
1- آزمایش تعیین پوشش بتن روی آرماتور
2- آزمایش تعیین وضعیت خوردگی آرماتور در بتن از طریق نیمپیل
3- آزمایش چکش اشمیت برای تعیین مقاومت
4- آزمایش تعیین کربناتاسیون
5- آزمایش مغرهگیری به منظور تعیین میزان پیشرفت یون کلریددر نمونهها
6- تعیین میزان یون سولفات در نمونههای مغذه.
به علت حجم زیاد کار و زمان کار و باتوجه به نتایج بازدیدهای نظری، اجبراً تعدادی نمونه برای آزمایش انتخاب گردید تابتوان از نتایج حاصله حدود خرابی را به دست آورد.
نتایج این آزمایشات در کتاب بتن در محیطهایدریایی از صفحه 219 الی 228 به چاپ رسیده است که برای آگاهی از آن میتوانید بهمراجع فوق الذکر مراجعه کنید.