بخشی از مقاله
سومين همايش ملي شبکه هاي آبياري و زهکشي دانشگاه شهيد چمران اهواز،دانشکده مهندسي آب
چکيده
با توجه به موقعيت کشورمان ، ايران جز يکي از مناطق نسبتا کم باران جهان محسوب مي گردد. به علت دوري مناطق کشاورزي و صنعتي اجبار به انتقال آب به مسافت هاي زياد مي باشد. متأسفانه اين انتقال در کليه موارد موجب اتلاف آب مي گردد. تخريب پوشش هاي بتني کانال هاي آبياري که معمولا به صورت ترک، بالا آمدگي و ايجاد درز و شکاف بروز مينمايد، هر ساله باعث هدر رفتن مقادير زيادي از منابع آبي کشور به صورت نشت و خسارات مالي مي گردد. در برخي از نقاط کشور، خصوصا درمناطق جنوبي که داراي خاکهاي متفاوت و لايه هاي گوناگون از نظر خاکشناسي ميباشند، شاهد ترک خوردن و شکستگي لاينينگ هستيم . در بسياري از اين کانال هاي آبياري، علاوه برشکسته شدن و به وجود آمدن ترکهاي عميق در جداره و کف کانال ، پس از انجام ترميم هاي بسيار سطحي، آبگيري شده و به دليل مشکلاتي که پس از آبگيري بوجود مي آيد، از ترميم اساسي و مجدد آن صرف نظر مي گردد. جلوگيري نمودن از اينگونه خسارات باعث ميشود تا ضمن دستيابي به هدف بهره وري طولاني و پيش بينيشده از اينگونه کانال ها، هزينه نگهداري کانال بعد از تحويل و آب اندازي به شدت کاهش يابد و اينگونه هزينه ها صرف آباداني و تکميل ديگر پروژه هاي عمراني گردد. در اين مقاله عوامل اصلي به وجود آورنده شکاف و ترک در پوشش بتني کانال هاي انتقال آب در نقاط مرکزي ايران از جمله اصفهان و يزد، نظير خصوصيات خاک، زمان احداث کانال ، نوع بتن مورد استفاده ، عبور قنوات از زير کانال ها و ساير عوامل مؤثر بررسي گرديده و راهکارهاي علمي و عملي جهت به حداقل رسانيدن اين معضل ارائه مي گردد.
واژگان کليدي: کانال آبياري، پوشش بتني ، درز و ترک، بستر کانال ، خاک سولفاته
مقدمه
با توجه به موقعيت کشورمان ، وجود ناهمواريهاي بسيار پراکنده و با داشتن متوسط بارندگي ٢٥٠ ميليمتر در سال ، ايران جزء يکي از مناطق نسبتا کم باران جهان محسوب مي گردد. توزيع نامناسب مکاني و زماني بارش باعث گرديده است که اکثر نقاط کشور ما آب به مقدار کافي نداشته باشند و يا در نقاطي که آب موجود است زمين زراعي به مقدار کافي در اختيار نيست و به علت دوري مناطق کشاورزي و صنعتي اجبار به انتقال آب به مسافت هاي زياد مي باشد. متأسفانه اين انتقال در کليه موارد موجب اتلاف آب مي گردد. به عبارتي حدود ٣٠ درصد آب مصرفي در کشاورزي به مصرف مفيد مزرعه ميرسد و ٧٠ درصدآن در مراحل مختلف انتقال ، توزيع و مصرف به هدر ميرود[١] تخريب پوشش هاي بتني کانال هاي آبياري که معمولا بصورت ترک، بالا آمدگي و ايجاد درز و شکاف بروز مينمايد، هر ساله باعث هدر رفتن مقادير زيادي از منابع آبي کشور به صورت نشت و خسارات مالي مي گردد. ساخت کانال - هاي بتني سال هاست که در کشور ما و بخصوص در نقاط مرکزي که اراضي کشاورزي در آنها از منابع آب فاصله دارند، به صورت گسترده صورت مي گيرد. ساخت اين کانال ها در نقاط مختلف ايران باعث شده است تا تجربه کاري کارشناسان مربوط به اين رشته بالاتر رفته و راهکارهاي متفاوتي جهت مقابله با ترک خوردن و شکستن پوشش بتني کانال (لاينينگ ) بکار گرفته شود[٢]. در برخي از نقاط کشور، خصوصا درمناطق جنوبي که داراي خاکهاي متفاوت و لايه هاي گوناگون از نظر خاکشناسي ميباشند، شاهد ترک خوردن و شکستگي لاينينگ هستيم . در بسياري از اين کانال هاي آبياري، علاوه برشکسته شدن و به وجود آمدن ترکهاي عميق در جداره و کف کانال ، پس از انجام ترميم هاي بسيار سطحي، آبگيري شده و به دليل مشکلاتي که پس از آبگيري بوجود ميآيد، از ترميم اساسي و مجدد آن صرف نظر ميگردد. جلوگيري نمودن از اينگونه خسارات باعث ميشود تا ضمن دستيابي به هدف بهره وري طولاني و پيش بيني شده از اينگونه کانال ها، هزينه نگهداري کانال بعد از تحويل و آب اندازي به شدت کاهش يابد و اينگونه هزينه ها صرف آباداني و تکميل ديگر پروژه هاي عمراني گردد[٣].
مواد و روش ها
تحقيقات و تجربيات نشان داده علل و عوامل بوجود آورنده ترک بسيار متنوع بوده و اين فکر که با برطرف نمودن برخي از علل ، مشکل ترک خوردگي سطح بتن لاينينگ مرتفع ميگردد، کاملا اشتباه است . .در حالي که دليل مشخصي ممکن است ترکي را به وجود آورد و توسعه آن ممکن است ناشي از دليل ديگري باشد. لذا تشخيص علل ترک خوردگي هميشه ساده نيست .
تغيير شکل هاي بوجود آمده در سطح بتن که در نهايت به ترکهاي موجود در سطح منجر ميشود، ممکن است حاصل اعمال تنش ، تغييرات حجم در اثر جمع شدگي، خشک شدن و تغييرات دما باشد. از آنجائيکه بتن در مقابل کشش بسيار ضعيف بوده و مستعد ترک خوردن ميباشد هيچکس نميتواند تضمين کند. که در بتن ترک ايجاد نخواهد شد و احتمالا مقداري ترک خوردگي وجود دارد. انواع مختلف ترک ممکن است رخ دهد. ولي با اجراي دقيق و مصالح مناسب ميتوان ترکها را کاهش داد و از ايجاد ترکها جلوگيري نمود و ضمن کنترل ، مقدار آنها را به کمترين حد ممکن محدود نمود، زيرا ترکها به پايايي بتن آسيب رسانده و از نظر زيبائي نيز نامطلوب ميباشد[٤].
نمونه اي از اين ترکها را ميتوان در شکل (١) مشاهده کرد.
انواع ترک خور دگيها در کاناهاي ساخته شده در نقاط مرکزي ايران :
١-ترکهاي خميري
کاهش آب در نتيجه تبخير از سطح بتن يا هيدراتاسيون و همچنين کربناتاسيون و نيز مکش آب ازسوي بتن خشک زيرين و يا بستر خاکي، از عوامل بوجود آورنده ترک خوردگي خميري در کانال ها هستند. عوامل مؤثر بر تبخير شامل موارد زير هستند:
١-دماي هوا، ٢- دماي بتن ، ٣- رطوبت کم نسبي هوا، ٤- سرعت باد
هر چه سرعت تبخير بيشتر باشد جمع شدگي خميري بيشتر خواهد بود.سرعت تبخير با دماي هوا، دماي بتن و سرعت باد نسبت مستقيم و با رطوبت نسبي هوا نسبت معکوس دارد. واضح است که ممانعت کامل از تبخير، بلافاصله بعد از ريختن بتن ، جمع شدگي خميري را کاهش ميدهد. هر چه نسبت آب به سيمان بيشتر باشد جمع شدگي نيز بيشتر خواهد بود يعني به ازاء مقدار مشخصي سنگدانه جمع شدگي بتن تابعي از نسبت آب به سيمان خواهد بود. هر چه سنگدانه ها درشت تر و امکان استفاده از مخلوط کم سيمان تر وجود داشته باشد استفاده از سنگدانه درشت تر باعث کاهش جمع شدگي ميگردد. نوع سنگدانه ها يا به عبارت دقيق تر مدول الاستيستيه بر جمع شدگي تأثير ميگذارد لذا بتن هاي سبک در مقايسه با بتن هاي ساخته شده با سنگدانه معمولي جمع شدگي بيشتري از خود نشان ميدهند.
