بخشی از مقاله
بسياري از سازه‌هاي بتن مسلح قديمي موجود به پايان زمان سرويس دهي خود رسيده‌اند و يا حتي بيشتر از آن عمر كرده‌اند و تعداد زيادي از سازه‌هاي بتني جديد نيز در معرض شرايط محيطي نامناسب قرار دارند كه سبب خرابي پيش از موعد آنها در عرض 20 سال مي‌گردد. خرابي سازه هاي مبتني به علل يك سري فرآيندها مانند: فرآيند الكتروشيميايي (خوردگي فولاد آرماتور)، فرآيند فيزيكي (يخ زدن و ذوب شدن)، فرآيند شيميايي (حمله عوامل شيميايي، حمله سولفات‌ها و واكنش سنگدانه‌هاي قليايي بتن) و آسيب‌هاي مكانيكي صورت مي‌پذيرد. ( اشكال 1 الي 3)
تمامي اين فرآيندها منجر به ظهور فيزيكي آثاري چون انقباض و انبساط بتن شده كه نتيجه آن به صورت ترك‌ها و پكيدن (قلوه كن شدن) بتن بروز مي‌نمايد.
تا به حال استراتژي مقابله با مشكلات ذكر شده تعمير و بازسازي بوده و كمتر روش جايگزيني كامل سازه بتني مطرح بوده است.
به هر حال نه تنها كارهاي تعميراتي بتن داراي قدمت زيادي نمي‌باشد بلكه هيچ آئين‌نامه‌اي نيز براي اين نوع كارها و ارائه طراحي مناسب وجود ندارد.
انتظار مي‌رود اكثر سازه‌هاي بتني كه تعمير شده‌اند نخواهند توانست همان سرويس دهي و عمر مناسب كه در طراحي اوليه مد نظر بوده ارائه نمايند بلكه در بعضي حالات روند خرابي به علت اشكالات موجود در طرح تعميراتي و مشخصه‌ها و نقايص كنترل كيفيت شتاب بيشتري يافته‌اند. (Emmons and Vaysburd 1996)
اين خرابي‌هاي زودهنگام در سيستم‌هاي تعمير شده بتني اغلب به علت عدم فهم صحيح از علل مشكل مي‌باشد در حالي كه راه حل مشكل بر پايه علائم موجود در خرابي مي‌باشد.
همانطور كه توسط Emmons و Vaysburd در سال 1996 مطرح گرديد يك درك درست از اندركنش بين سيستم تعمير شده بتني با قسمت موجود زير آن براي اطمينان از عملكرد بعدي سازه تعمير شده الزامي است.
اين مقاله به معرفي عوامل تاثيرگذار بر عملكرد دال‌هاي تخت بتني كه به روش لكه‌گيري تعمير و اصلاح شده‌اند مي‌پردازد كه از جمله آنها مي‌توان به موارد زير اشاره نمود:
- حالات هوازدگي در زمان سرويس‌دهي
- سازگاري رفتار ساختمان و الزامات موجود.
اهميت عامل عدم تناسب بين مواد بكار رفته در تعمير و سازه بتن مسلح موجود از طريق يك مطالعه تحليلي نشان داده شده كه عملكرد وصله تعميري بتن را آشكار مي‌سازد. در ادامه نتيجه‌گيري شده كه روش‌هاي تحليلي ابزاري بسيار موثر در انتخاب مناسب مواد براي تعمير و تكنيك تعمير بتن مي‌باشند.
- الزامات عملكرد وصله بتني:
الزامات عملي براي وصله‌هاي بتني به عنوان يك سيستم تعميري در دال تخت بتني موجود در وهله اول دوام و سرويس‌دهي مي‌باشند.
به اكثر الزامات سرويس‌دهي براي وصله بتني معمولاً در الزامات مربوط به دوام اشاره شده است به استثناء الزامات سازه‌اي مانند: ارتعاش، خيز (تغيير مكان) و ... .
الزامات مربوط به دوام وصله‌ها داراي دو قسمت هستند:
اول: كاهش نرخ مكانيسم خرابي
دوم: سازگار بودن با سيستم موجود، بطوري كه اندركنش اين دو قسمت منجر به آغاز مشكل ديگري براي دوام سيستم نگردد.
توجه به اين نكته ضروري است كه خواص مكانيكي، فيزيكي، شيميايي و الكتروشيميايي وصله بتني مشابه سازه موجود بتن مسلح باشد. هر چند رسيدن به چنين شرايطي آسان نيست ولي طراحي يك سيستم تعميراتي موثر مي‌تواند با تهيه يك ليست از الزامات به ترتيب اولويت و آگاه بودن از چگونگي تاثير آنها بر رفتار سازه تعمير شده، تكميل گردد.
- عوامل موثر بر عملكرد وصله بتني:
كمبود اطلاعات جامع و راه‌حل‌هاي مناسب براي تعمير بتن به عنوان عاملي براي خرابي‌هاي زودرس در برخي تكنيك‌هاي ارائه شده موجود و مواد، شناخته شده است.
بنابراين سوالات اساسي كه در اين رابطه مطرح است مثل عملكرد بلند مدت سيستم‌هاي تعمير شده در يك محيط، با استفاده از مشخصه‌ها و استانداردهاي امروز قابل پاسخگويي نيستند.
مشكلات مربوط از عدم توانايي تعيين موارد زيرناشي مي‌شوند:
1- خواص محيط به اضافه بارهاي اعمالي.
2- خواص بتن مسلح لايه زيري.
3- خواص مواد تعميري.
اندركنش وصله بتني با محيط اطراف سازه‌اي كه تعمير گرديده اهميت دارد چرا كه براي تخمين عملكرد آن لازم مي‌باشد.
شرايط هوازدگي مثل محيط اطراف سازه در مقياس وسيع بطور گسترده‌اي به عوامل زير بستگي دارد:
1- موقعيت جغرافيايي يك سازه (دما، رطوبت نسبي، مقدار بارش باران و برف و ...)
2- توپوگرافي منطقه (جهت بادهاي غالب و ...)
3- آمار انسان‌هاي نزديك به سازه (تمركز آلودگي جدي و ...)
هم چنين عواملي مثل بارهاي اعمالي بر سازه نيز موثر مي‌باشند.
اين عوامل به راحتي قابل ارزيابي نيستند چون بطور پيوسته با زمان و موقعيت تغيير مي‌يابند. هر چند تشخيص پارامترهاي محيطي جهت يك طرح پايدار و با دوام كافي مي‌باشد.
عملكرد سيستم تعمير شده بتني تقريباً بوسيله سازگاري عناصر موجود در آن سيستم كنترل مي‌گردد.
سازگاري مواد در يك قطعه تعمير شده بتن تحمل تمامي تنش‌هاي ناشي از تغييرات حجمي، اثرات شيميايي و الكتروشيميايي بدون هيچگونه عيب و نقص و خرابي را در يك محيط مشخص در طول عمر آن تضمين مي‌نمايد.
سازگاري مواد اصلي و موثر لزوماً با يك تناسب بين خواص مجزا ميسر نمي‌گردد.
در عوض خواص مواد تعميري مي‌بايست براي لايه زيرين مناسب بوده و با محيط و عمر طراحي قطعه تعميري تناسب داشته باشد.
مطالعات قبلي بيانگر مطالب زير هستند:
1- مدول الاستيسته مواد تعميري وصله‌ها در مقايسه با بتن لايه زيرين بر روي توزيع تنش در ناحيه محصور كننده وصله موثر مي‌باشد. و توصيه گرديده نسبت مدول الاستيسته مواد تعميري به لايه زيرين بين 0.75-1.25 باشد.
2- ضريب پواسون مربوط به يك ماده تعميري وصله يك اثر مرتبه دوم مي‌باشد.
3- مقاومت كششي مواد تعميري به جهت افزايش عملكرد خستگي حائز اهميت مي‌باشد.
4- اهميت خاصيت عدم تناسب بستگي به هندسه وصله بتني دارد.
عملكرد وصله تعميري بتني به وسيله روش ساخت نيز تحت تاثير قرار مي‌گيرد همانند:
آماده سازي سطح، روش ريختن بتن و شرايط نگهداري. (1993) cle land در ارتباط با اثر وضعيت سطح و اثر آن بر مقاومت چسبندگي تحقيقاتي انجام داده است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان از آن دارد كه هر دو روش شن‌پاشي و شستشو با آب تحت فشار موثر بوده و اثر نوع بافت رويه بتن بر روي مقاومت چسبندگي وصله زياد حائز اهميت نمي‌باشد.
(1993) Hutchinson در مورد مكانيسم عملكرد چسبيدن مواد تعميري وصله و بتن رويه تحقيقاتي به انجام رسانده، نتايج تحقيقات وي نشان مي‌دهد كه در صورت شستشو با آب تحت فشار، بيشترين مقاومت چسبندگي را خواهيم داشت، چرا كه در اين حالت زبري‌هاي درشت در سطح بوجود آمده كه عاري از گرد و غبار بوده و هم چنين سطح داراي رطوبت مناسب مي‌باشد.
اهميت عدم چسبندگي موضعي در فصل مشترك بين مواد تعميري وصله و لايه زيرين بتن طي يك تحقيق تحليلي توسط chidiac (1997) بررسي گرديده است.
نتايج حاصل از اين تحقيق بيانگر اين مطلب است كه چسبندگي ضعيف وصله همان مقدار بحراني است كه عدم تناسب خواص داراي اهميت است.
