بخشی از مقاله
ترمیم و تقویت سازه هاي بتنی در زیر سطح آب
چکیده
در تعـداد زیــادي از ســازه هـاي بتنــی علائمــی از خرابـی دیــده شــده بطــوري کـه عمــلاً برخــی از آنهـا از حیــز انتفــاع خــارج گـشته انـد از ایـن رو نحـوه ارزیــابی مقاومـت ایـن گونـه ســازه هـا یکـی از مهمتـرین مــسائلی اسـت کـه مهندسـین ســازه لازم است بدانند ارزیابی و ترمیم سازه ها شامل سه مرحله می باشد :
(1 کنترل و بررسی سازه (2 تشخیص نوع آسیب دیدگی (3 طراحی روش ترمیم پس از انجام مراحل فوق می توانیم جهت ترمیم سازه هاي بتنی اقدام نماییم .
سوالات تحقیق:
دراین تحقیق روشهاي ترمیم سازه هاي بتنی در زیر آب مورد بررسی قرار گرفته است
روش تحقیق:
درایــن مقالــه روشــهاي تــرمیم ســازه هــاي کــه از منــابع معتبــر علمــی جمــع آوري گردیــده اســت در هــر مــورد توضــیحات کامل ارائه شده اسـت مـوارد مطـرح شـده کـاربردي بـوده ودر حـال حاضـر نیـز در بـسیاري از پـروژه هـا در حـال اجـرا مـی باشد .
نتیجه گیري:
در تهیه هر طرح براي یک سازه مشخص ، لازم است معیارهایی را مدنظر قرار داد که دراین معیارها هزینه هاي اولیـه وثانویـه ، دوام اعضاي اصلی و اعضاي جدید و سازگاري آنها در مقابل مواد شیمیایی و عوامل جوي و همچنین تجهیزات موارد و مهارت نیروي انسانی موجود نقش به سزایی دارند . روشهاي ترمیم سازه هاي بتنی واقع در خشکی را می تو ان با اندك اصـلاحاتی در زیر سطح آب بکار برد . از نکات بسیار مهمی که باید در روند ترمیم مدنظر قرار گیرد . احتیاج مبرم عملیات اجرایی تـرمیم بـه نظارت دقیق کارگاهی و حصول اطمینان کامل از صحت عملیات مذکور می باشد .
کلمات کلیدي: بتن پاشی ، بهسازي ، ترمیم ، تزریق
1. مقدمه
در صورتی که مهندسان در پایان مراحل ارزیابی مقاومت و عملکرد سازه به این نتیجه برسند که سازه موجود نیاز بـه تـرمیم دارد باید چند روش مختلف ترمیمی را به منظور انتخاب اجرایی ترین و درعین حال اقتصادي ترین روش بازسازي ارائه گردد . در بحث ترمیم و بهسازي شناخت نکات زیر براي طراح ضروري است :
شناخت کافی نسبت به شرایط اقلیمی و منطقه اي ساختگاه طرح شناخت کامل از مشکلات طرح و مسائل مرتبط به آن آگاهی کافی از دانش و فن آوري روز ترمیم و بهسازي بتن مطالعه طرحهاي اجرا شده در کشورهاي با شرایط منطقه
در روش هاي ترمیم سازه هاي بتنی در زیرآب لازم است قبل از هرگونه اقدامی ، یک سري عملیـات آزمایـشگاهی را بـر روي مصالح ترمیمی و روشهاي اجرایی صورت گیرد تا به مشکلات احتمالی آگاهی یافته و عملیات اجرایی به بهترین نحـوي انجـام گیرد . همچنین باید از میزان آسیب دیدگی و وضعیت سازه مورد نظر به منظور انتخاب بهترین مصالح جهت ترمیم آگاه باشد . (شکل(1
شکل -1 روشهاي دسترسی و ترمیم
2. آماده سازي سطوح آسیب دیده
قبل از اعمال و انجام سیستم تعمیري ، سطوح بتن باید کاملاً آماده گردد از جمله اهداف اصلی آماده سازي سطوح را می توان موارد زیر عنوان کرد :
(1 برطرف نمودن تمامی تکه ها و قطعه هاي نامناسب و نرم و جدا شده بتنی جهت ایجاد سطحی مناسب با مقاومت کافی (2 تمیز نمودن تمامی سطوح از آلودگی ها ، این آلودگی ها مانع از ایجاد چسبندگی لازم بین لایه تعمیري و بتن مادر می گردند .
(3 آشکار نمودن و در دسترس قرار دادن طول و یا عمق آرماتورها براي تمیز کردن ،تقویت و ...
(4 ازدیاد درجه زبري سطوح بتنی جهت ایجاد سطح تماس بیشتر بین بتن اصلی و لایه تعمیري و همچنین ازدیاد قفل و بست مکانیکی .
عملیات جایگزینی بتن آسیب دیده و بریدن آرماتورها در زیرآب بدلیل فشار هیدرواستاتیکی آب ونیز هدایت الکتریکی آن با مسائل زیادي همراه است . [3]
-1-2 پاك کردن سطح کار
بسته به عمق ناحیه آسیب دیده و سن سازه ، مقدار لایه هاي رسوبی پوشیده شده بر روي بدنه سازه نظیر لاي و جلبک و ... متغیر است .
سطوح کوچک را می توان توسط لوازم دستی نظیر برس سیمی و یا لوازم مکانیکی کوچک مثل کاردك یا وسایل پوسته برداري تمیز نمود . سطوح بزرگتر را هم می توان توسط وسایل دیگري نظیر جت هاي پر فشار پاك کرد .
برحسب میزان مقاومت این لایه ها به منظور بالا بردن راندمان کار می توان محلول هاي پاك کننده و یا سوزان را به جت آب افزود .
-2-2 خارج کردن بتن آسیب دیده
روش هاي خارج کردن بتن آسیب دیده به شرح ذیل می باشد : الف – جت پرفشار آب
دراین روش از جریان هاي پرفشار آبحدوداً( بین200 تا 1000 اتمسفر) جهت جداکردن بتن آسیب دیده استفاده میگردد بطوري. که یک جت نازك ولی پرفشار آب را مستقیماً بر روي سطح بتن گرفته و درنتیجه فاز خمیر سخت شده سیمان از بین سنگدانه ها خارج می گردد . از امتیازات این روش آن است که بدون تولید گردو خاك سطوح بسیار تمیزي ایجاد می کند.
ب – تکنیک هاي شکافت بتن :
معمولاً از سیستم هاي انبساطی هیدرولیکی یا بادي جهت شکافتن بتن استفاده می گردد . دراین روش ها سیلندرهاي هیدرولیکی را در سوراخ هاي ایجادشده در بتن وارد کرده وپس از اعمال فشار اقدام به شکافتن آن می نمایند . فواصل سوراخ نیز برحسب میزان آسیب دیدگی و درصد فولاد محاسبه می گردد .
ج – برش مکانیکی
چندین سال است که براي کارهاي کوچک زیرآبی (نظیر کرگیري ) از اره هاي ا لماسه که با نیروي هیدرولیک کار می کنند استفاده می شود تنها مشکل عمده این روش ، فشاري است که غواص باید به مته یا اره وارد نماید این. روش تقریباً کند بوده و بسته به قطر اره می تواند اعماق محدوده را ببرد .
د – سیستم کاردوکس این سیستم عملکرد بینابینی بین تکنیک شکاف وتخریب انفجاري دارد . دراین روش نیز یک سري سوراخ با قطر از پیش تعیین
شده در بتن حفر می نمایند . سپس بسته هاي دي اکسید کربن فشرده را بصورت یک درمیان در سوراخ قرار داده و درب سوراخ ها را کاملاً مسدود می نمایند . (شکل(2
شکل –2 سیستم کاردوکس
پس از اعمال یک شارژ الکتریکی کوچک ، انفجارهاي ملایمی در سوراخ ها روي داده و فشار حاصله موجب تخریب بتن می گردد و پس از شکاف خوردن بتن ممکن است لازم باشد که فولادها را به کمک برش اکسیژن و یا قیچی آهن بر قطع نمود . [1]، [5] هـ - برش حرارتی :
در موقع استفاده از این سیستم درکارهاي زیرآبی ، فشار لازم جهت خروج اکسیژن از نازل با عمق آب افزایش می یابد به علاوه سرعت ذوب شدن سرفولادي Lance دراثر اعمال فشار هیدرواستاتیکی آب بیشتر می شود . از این روش تنها در اعماق کم (حداکثر تا 60 متر ) استفاده می شود . خطرات ناشی از بخار آب نیز عوامل مهمی است که باعث شده بسیاري از غواصان این روش را روشی بسیار خطرناك بدانند .
و- برش انفجاري :
از این روش سالیان زیادي است که در عملیات زیرآبی استفاده می شود . اندازه و فاصله سوراخ ها به میزان زیادي تجربی می باشد و باتوجه به خطر مربوط به خرابی سازه هاي مجاور ، معمولاً از میزان دست پایینی استفاده می شود روش کار بدین صورت بوده که ماده منفجره منتخب را در پایه اي داراي غلافی از جنس یک فلز نرم آلومینیوم و یا مس قرار داده و غلاف مذکور شکلی گوشه دار داشته که در اثر انفجار به صورت قبلی از ذرات بسیار سریع از قطعات فلزي در آمده که امواج ضربه اي پر انرژي را بهمراه دارند . و در نتیجه انرژي حاصل از انفجار بصورت متمرکز بر سازه اثر کرده و خطوط برش مستقیمی به کمک
این غلاف حاصل میشود . [1] ،[7]
-3-2 بریدن آرماتور
کلیه آرماتورهاي گسیخته شده و یا آرماتورهایی که به شدت دچار خوردگی شده اند باید با آرماتورهاي سا لم جایگزین گردند . روشهاي رایج بریدن آرماتورها در زیرسطح آب عبارتند از :
الف ) روش اکسیژن – سوخت (عملکرد آن بر مبناي اندرکنش بین شعله و گاز و فولاد کربنی قرار دارد ) ب ) روش اکسیژن – قوس (روش بسیار سریع جهت ترمیم شبکه هاي آرماتوربندي و تعویض آرماتورهاي خورده شده است )
ج ) برش مکانیکی (در صورتی که تعداد و قطر آرماتورها کم باشد ، بهتر است از وسایل مکانیکی نظیر قیچی استفاده شود . )
-4-2 آماده سازي نهایی
پس از آنکه کلیه قسمت هاي بتنی آسیب دیده و آرماتورهاي تسلیح معیوب بریده شدند عملیات ترمیمی آغاز می شود . نخستین مرحله دراین مورد جایگذاري آرماتورهاي تسلیح تازه بجاي قسمتهاي بریده شده است که این امر می تواند هم توسط کوپلر و هم توسط اورلپ آرماتورها صورت پذیرد . [6]، [7]
3. روشهاي ترمیم
-1-3 تزریق ترکها
بمنظور جلوگیري از خطر آب شستگی سیمان ملات ، از رزین هاي اپوکسی جهت تزریق استفاده می گردد در این روش ، نقاط تزریق متناوباً با فواصل کوتاهی در طول ترك قرار داده شده و سپس سطح ترك کاملاً آب بندي می شود تا از فرار و نشت
رزین در مدت تزریق جلوگیري گردد .
رزین هاي اپوکسی بکار رفته در عملیات تزریق زیرآب باید فاقد حلال و با لزجت پایینی باشندتا به خوبی با آب داخل ترکها جابجا شده و در ضمن فعل و انفعالات داخلی آب و رزین و ضعف مقاومتی حاصل به حداقل برسد . [2] عملیات تزریق به راحتی به کمک استفاده از یک مخزن تحت فشار که از رزین اپوکسی از پیش مخلوط شده پرگردیده و سپس به کمک جرثقیل تا محل تزریق پایین آورده می شود صورت می گیرد .
-2-3 درزگیري
در این روش ترکها باریک ایجاد شده در بتن حاصل صدمات ناشی از ضربه هاي آرام کششی بوجود آمده را با یک سري مواد سیمانی مخصوص یا چسبی ترمیم می نمایند . دونوع مصالح مخصوص این عملیات که براي زیرآب مورد استفاده قرار می گیرند که عبارتند از :
الف ) ملات هاي سیمانی به منظور جلوگیري از شسته شدن زیاد سیمان ملات که موجب ایجاد یک لایه ضعیف خواهد شد که ممکن است لایه هاي
بعدي به خوبی نچسبد باید از یک سري مواد مضاف در ملات یا دوغاب بکار برده شده استفاده کرد . همچنین از ملاتهاي سخت که معمولاً جهت کارهاي ماله کشی مناسبند نیز می توان براي سطوح قائم استفاده کرد .
ب – ملاتهاي صمغی یا رزینی
