بخشی از مقاله
ترميم و بهسازي سد ها، سازه دريايي و سازه هاي بتني در تماس با آب و شيوه هاي
محافظت از اين سازه ها
خلاصه
از آنجايي که در تعداد زيادي از سازه هاي بتني در ارتباط با آب علائمي از خرابي ديده شده است ، لازم است روش هاي ترميم و بهسازي اين نوع از سازه ها و شيوه هاي محافظت از آنها مورد بررسي قرار گيرد. براي ارزيابي و ترميم سازه هاي بتني زير سطح آب ابتدا بايد سازه مربوطه بررسي و کنترل شود و سپس نوع آسيب ديدگي آن بررسي شود و در نهايت روشي مناسب براي ترميم ، طراحي و انتخاب شود. در اين تحقيق روشهاي ترميم و بهسازي سد ها، سازه هاي دريايي و سازه هاي بتني در تماس با آب شامل آماده سازي سطوح و اجراي روشهاي مناسب تعمير و مرمت و تقويت بررسي شده و مزايا و معايب اين روش ها مورد ارزيابي قرار گرفته است . از طرفي شيوه هاي محافظت بتن در برابر نفوذ آب و مواد خورنده نيز شرح داده شده است .
کلمات کليدي : بهسازي ، ترميم ، تزريق ، بتن پاشي
مقدمه
امروزه به دليل گسترش و اهميت فعاليت هاي نفتي و حمل و نقل دريايي و همچنين با توجه به استخراج معادن در بستر درياها، فعاليت هاي ساختماني مانند ساخت اسکله ها، سکوها و سازه هاي مانند آنها در مناطق ساحلي و اقيانوسي افزايش چشمگيري داشته است هر چند بتن به عنوان يک ماده با دوام در محيط دريا محسوب مي گردد، اما خرابيهاي زيادي از سازه هاي بتني کنار ساحل گزارش شده است . بنابراين ايجاب ميکند که روش هاي مختلف ترميم سازه بتي تخريبي بررسي گردد و مناسب ترين روش انتخاب و اجرا شود . همچنين هنگام طراحي سازه هاي بتني در محيط دريا در نظر گرفتن عوامل مخربي که بتن طي ساليان دراز بايد در معرض آن قرار گيرد ضروري است (١)
در روش هاي ترميم سازه هاي بتني در تماس با آب لازم است قبل از هرگونه اقدامي ، يک سري عمليات آزمايشگاهي را بر روي مصالح ترميمي و روشهاي اجرايي صورت گيرد تا به مشکلات احتمالي آگاهي يافته و عمليات اجرايي به بهترين نحوي انجام گيرد . همچنين بايد از ميزان آسيب ديدگي و وضعيت سازه مورد نظر به منظور انتخاب بهترين مصالح جهت ترميم آگاهي داشت .
مواد و روش ها
پس از مشخص شدن عوامل تخريب سازه، با در نظر گرفتن هزينه انجام کار، ميتوان عمليات اجراي کار را در زمان مشخص انجام داد. اين عمليات ممکن است شامل از بين بردن کامل سازه و ساخت مجدد آن باشد يا اينکه تعميرات اساسي صورت گيرد و يا اينکه روشهايي اتخاذ شود تا پيشروي خرابي و فرسودگي را در سازه کاهش دهد.
عمليات ترميمي ١
در بحث ترميم و بهسازي شناخت نکات زير براي طراح ضروري است :
١- شناخت کافي نسبت به شرايط اقليمي و منطقه اي ساختگاه طرح
٢- شناخت کامل از مشکلات طرح و مسائل مرتبط به آن
٣- آگاهي کافي از دانش و فن آوري روز ترميم و بهسازي بتن
٤- مطالعه طرحهاي اجرا شده در کشورهاي با شرايط منطقه
عمليات ترميمي شامل ٢ مرحله بترتيب زير ميباشد:
١- آماده سازي سطوح ٢- روش هاي ترميم
-1 آماده سازي سطوح ٢
هدف اصلي آماده سازي سطوح به شرح زير مي باشد :
١: جدا سازي تمامي قطعه هاي نا مناسب و نرم و جدا شده بتني جهت ايجاد سطحي مناسب با مقاومت کافي .
٢: تميز نمودن تمامي سطوح از آلودگيها.
٣: آشکار نمودن و در دسترس قرار دادن طول و يا عمق آرماتورها براي تميز کردن، تقويت ، پوشش و...
٤: افزايش قفل و بست مکانيکي و درجه زبري سطوح بتني جهت ايجاد سطح تماس بيشتر بين بتن و لايه تعميري .
سطوح کوچک را مي توان توسط لوازم دستي نظير برس سيمي و يا لوازم مکانيکي کوچک مثل کاردک و يا مواد اسيدي
و يا وسايل پوسته برداري تميز نمود . سطوح بزرگتر را هم مي توان توسط وسايل ديگري نظير جت هاي پر فشار پاک کرد.
برحسب ميزان مقاومت اين لايه ها به منظور بالا بردن راندمان کار مي توان محلول هاي پاک کننده و يا سوزان را به جت آب افزود (٢).
آماده سازي سطوح ، خود شامل مراحل زير ميباشد:
١-١ : پاک کردن سطح کار ١- ٢ : خارج کردن بتن آسيب ديده ١- ٣ : بريدن و جايگذاري مجدد آرماتور
١-١- پاک کردن سطح کار :
١-١-١- اسيد خراشي ٣
اين روش، علاوه بر تميز نمودن، درجه زبري سطح را نيز افزايش مي دهد . در اين روش ، اسيد هيدروکلريک رقيق شده و يا اسيد ارتوفسفريک را روي سطح بتني ريخته و سپس با برس زبر سطح مذکور را با شدت مي سايند، تا زماني که عمل ايجاد حباب متوقف گردد.پس از کاربرد اسيد مذکور، سطوح بتني سريعاً با آب شستشوي کامل داده شده، به طريقي که آب بر روي سطحجاري گردد و آلودگيهاي اسيدي را از بين ببرد .
١-١-٢ - برس زدن ٤
با استفاده از اين روش قطعات و تکه هاي شل در سطوح بتني، از سطح جدا و تميز مي گردد. در مناطقي که جلبکها و گياهان دريايي روييده اند اين روش کاربرد دارد. نقطه ضعف اين روش کند بودن آن مي باشد و عملاً وقت زيادي جهت حصول نتايج مطلوب صرف مي شود.
1
١-١-٣ - چکش زدن ١
اين روش در مواقعي مورد استفاده قرار مي گيرد که علاوه بر برطرف نمودن تکه ها و قطعات شل ، ايجاد زبري لازم بر روي
سطوح از اهداف آماده سازي باشد (شکل ١).
شکل ١- چکش زدن
١-١-٤ - سند بلاست و گريت بلاست (شن و ساچمه پاشي )٢
اين روش يکي از روشهاي بسيار مناسب است ، چرا که علاوه بر تميز نمودن سطوح بتني، طريقه ايده آلي نيز جهت تميز نمودن سطوح آرماتورها ساير فلزات از زنگ زدگي و ساير آلودگيها به شمار مي آيد .اين روش علاوه بر تميز نمودن سطح ، درجه زبري سطوح را نيز افزايش مي دهد .بايستي توجه داشت که گرد خاک حاصله در اين روش آن را بر جاهاي بسته مناسب نمي سازد.
١-٢ - خارج کردن بتن آسيب ديده :
١-٢-١ - جت پرفشار آب (با مواد ساينده و يا بدون آن )
دراين روش از جريان هاي پرفشار آب بين (٢٠٠ تا ١٠٠٠ اتمسفر) جهت جداکردن بتن آسيب ديده استفاده ميگردد. بطوري که يک جت نازک ولي پرفشار آب را بر روي سطح بتن گرفته و درنتيجه فاز خمير سخت شده سيمان از بين سنگدانه ها خارج مي گردد . از امتيازات اين روش آن است که بدون توليد گردو خاک سطوح بسيار تميزي ايجاد مي کند. در شکل شماره ٢ نمونه اي از يک جت پر فشار آب نشان داده شده
است .
شکل ٢- جت پر فشار آب
١-٢-٢ تکنيک هاي شکافت بتن
معمولاً از سيستم هاي انبساطي هيدروليکي يا بادي جهت شکافتن بتن استفاده مي گردد . دراين روش ها سيلندرهاي هيدروليکي را در سوراخ
هاي ايجادشده در بتن وارد کرده وپس از اعمال فشار اقدام به شکافتن آن مي نمايند . فواصل سوراخ نيز برحسب ميزان آسيب ديدگي و درصد فولاد محاسبه مي گردد.
١-٢-٣ برش مکانيکي
چندين سال است که براي کارهاي کوچک زيرآبي از اره هاي الماسه که با نيروي هيدروليک کار مي کنند، استفاده مي شود تنها مشکل عمده اين روش ، فشاري است که غواص بايد به مته يا اره وارد نمايد . اين روش تقريباً کند بوده و بسته به قطر اره مي تواند اعماق محدوده را ببرد.
١-٢-٤ برش انفجاري
از اين روش ساليان زيادي است که در کارهاي در تماس آب استفاده مي شود . روش کار بدين صورت بوده که ماده منفجره منتخب را در پايه اي داراي غلافي از جنس يک فلز نرم آلومينيوم و يا مس قرار داده و غلاف مذکور شکلي گوشه دار داشته که در اثر انفجار به صورت قبلي از ذرات بسيار سريع از قطعات فلزي در آمده که امواج ضربه اي پر انرژي را بهمراه دارند . در نتيجه انرژي حاصل از انفجار بصورت متمرکز بر سازه اثر کرده و خطوط برش مستقيمي به کمک اين غلاف حاصل ميشود [٣] ، [٤].
١-٢-٥ سيستم کاردوکس
اين سيستم عملکرد بينابيني بين تکنيک شکاف وتخريب انفجاري دارد . دراين روش نيز يک سري سوراخ با قطر از پيش تعيين شده در بتن حفر مي نمايند . سپس بسته هاي دي اکسيد کربن فشرده را بصورت يک درميان در سوراخ قرار داده و درب سوراخ ها را کاملاً مسدود مي نمايند
(شکل ٣).
شکل شماره ٣ : سيستم کاردوکس
پس از اعمال يک شارژ الکتريکي کوچک ، انفجارهاي ملايمي در سوراخ ها روي داده و فشار حاصله موجب تخريب بتن ميگردد و پس از شکاف خوردن بتن ممکن است لازم باشد که فولادها را به کمک برش اکسيژن و يا قيچي آهن بر قطع نمود [٥].
١-٢-٦ برش حرارتي
در موقع استفاده از اين سيستم درکارهاي در تماس با آب ، فشار لازم جهت خروج اکسيژن از نازل با عمق آب افزايش مي يابد به علاوه سرعت ذوب شدن سر فولادي دراثر اعمال فشار هيدرواستاتيکي آب بيشتر مي شود . از اين روش تنها در اعماق کم (حداکثر تا ٦٠ متر) استفاده مي شود
.خطرات ناشي از بخار آب نيز عوامل مهمي است که باعث شده بسياري از غواصان اين روش را روشي بسيار خطرناک بدانند.
١-٣ : بريدن و جايگذاري مجدد آرماتور :
کليه آرماتورهاي گسيخته شده و يا آرماتورهايي که به شدت دچار خوردگي شده اند بايد با آرماتورهاي سالم جايگزين گردند . روشهاي رايج
بريدن آرماتورها در زيرسطح آب عبارتند از:
الف - روش اکسيژن – سوخت (عملکرد آن بر مبناي اندرکنش بين شعله و گاز و فولاد کربني قرار دارد)
ب - روش اکسيژن – قوس(روش بسيار سريع جهت ترميم شبکه هاي آرماتوربندي و تعويض آرماتورهاي خورده شده ) ج - برش مکانيکي(در صورتي که تعداد و قطر آرماتورها کم باشد ، بهتر است از وسايل مکانيکي نظير قيچي استفاده شود)
پس از آنکه کليه قسمت هاي بتني آسيب ديده و آرماتورهاي تسليح معيوب بريده شدند عمليات ترميمي آغاز مي شود نخستين مرحله دراين مورد جايگذاري آرماتورهاي تسليح تازه بجاي قسمتهاي بريده شده است که اين امر مي تواند هم توسط کوپلر و هم توسط اورلپ آرماتورها صورت پذيرد [٦].
