آسیب و تخریب های بتن ناشی از پدیده کاویتاسیون

آسیب و تخریب های بتن ناشی از پدیده کاویتاسیون
1437 1394/09/15

آسیب و تخریب های بتن ناشی از پدیده کاویتاسیون 

تخریب در اثر کاویتاسیون زمانی اتفاق می افتد که جریان آب با سرعت بالا به صورت نامنظم و ناپیوسته به سطح جریان برخورد کند ناپیوستگی در مسیر جریان باعث می شود آب سطح جریان را بالا بکشد، در نتیجه باعث ایجاد مناطق فشار منفی شده و حباب هایی از بخار آب ایجاد می گردد. این حباب ها به پایین دست جریان حرکت کرده و می ترکند. اگر ترکیدگی حباب ها مجاور یک سطح بتنی صورت بگیرد، یک ناحیه ی ضربه ای فشار بالا گرداگرد

تخریب در اثر کاویتاسیون زمانی اتفاق می افتد که جریان آب با سرعت بالا به صورت نامنظم و ناپیوسته به سطح جریان برخورد کند  ناپیوستگی در مسیر جریان باعث می شود آب سطح جریان را بالا بکشد، در نتیجه باعث ایجاد مناطق فشار منفی شده و حباب هایی از بخار آب ایجاد می گردد. این حباب ها به پایین دست جریان حرکت کرده و می ترکند. اگر ترکیدگی حباب ها مجاور یک سطح بتنی صورت بگیرد، یک ناحیه ی ضربه ای فشار بالا گرداگرد یک منطقه بی نهایت کوچک در روی سطح ایجاد می شود. چنین ضربات قدرتمندی می تواند ذرات بتن را جابجا و قلوه کن کرده ، باعث تشکیل ناپیوستگی دیگری شود که خود آن می تواند باعث آسیب گسترده تری در اثر پدیده کاویتاسیون گردد. شکل 27، الگوی کلاسیک  "درخت کریسمس" –تخریب ایجادی در اثر کاویتاسیون به شکل کاج کریسمس- در یک تونل انتقال بتنی بزرگ در سد گلن کانیون که از سال 1982  در مدار بوده ، نشان می دهد.  در این نمونه، تخریب کاویتاسیون به طور کامل در طول تونل بتن گسترش یافته و نیز حدود 40 فوت به عمق صخره (شکل 28)  نفوذ کرده است.

تخریب در اثر کاویتاسیون در درون ، اطراف و چهارچوبه دریچه های کنترل آب معمول است. جریان  با سرعت بسیار بالا هنگامی رخ   می دهد که گیت های کنترل آب برای اولین بار باز می شوند ویا به مقدار کوچکی باز می مانند .این جریان باعث تخریب از نوع کاویتاسیون در پایین دست گیت ها یا اطراف آن می گردد.


برای ایجاد مقاومت در برابر پدیده کاویتاسیون بسیاری از مواد مختلف  توسط آزمایشگاه های اصلاح و ترمیم، رسته ی مهندسی ارتش ایالات متحده، و دیگران تست شده است . تا به امروز، هیچ ماده ای، از جمله فولاد ضد زنگ و چدن، قادر به تحمل کامل اثر های تخریبی ایجاده شده توسط کاویتاسیون نیست. برای داشتن تعمیرات موفق باید علل ایجاد کاویتاسیون را در نظر گرفت.


قانون استاندارد انگشت شست بیان می کند که کاویتاسیون در جریان هایی با سرعت  کمتر از حدود 40 فوت در ثانیه ، در فشار محیط، رخ نمی دهد.  درباره ی سرعت جریانهایی تا به این اندازه نزدیک به آستانه (40 فوت بر ثانیه )، لازم است اطمینان حاصل شود که هیچ ناهمواری و یا ناپیوستگی در سطوح مسیر جریان وجود ندارد.

جزئیات و مشخصات ترمیم نهایی بر روی سطح سازه های بتنی که جریان هایی با سرعت بالا را تجربه خواهند کرد، باید بسیار سفت، سخت و بدون اغماض صورت پذیرند.

 

تعمیرات بتن تازه که توانایی و شرایط پاسخگویی به این نیاز سازه را نداشته باشد گاهی اوقات می تواند به صورت سنگ زنی وساب زنی سطح و برداشتن ناهمواری ها (بخش 24 ) انجام می شود. هرچند، که به احتمال زیاد  بتنی  که مشخصات سطحی مورد نظر را برآورده نسازد، باید برداشته گردیده و با بتن جدید جایگزین   (بخش 29 ) و یا بتن جایگزین  به همراه چسب اپوکسی(بخش 31 )  بازسازی گردد.

 

خسارت وارد شده در اثر کاویتاسیون به چهارچوب یا خود گیت های کنترل معمولا می تواند با استفاده از ملات اپوکسی و چسب پیوندی اپوکسی (بخش 30 )، ویا بتن پلیمری (بخش 32) ، و یا جایگزینی بتن به همراه چسب اپوکسی(بخش 31 ) تعمیر شود. به طور طبیعی چنین آسیب هایی معمولا بسیار گسترده نیستند. در نتیجه کشف و شناسایی آنها قبل از انجام تعمیرات بزرگ بسیار ضروری است. پس از انجام این تعمیرات، ایده خوبی است که یک لایه پوشش یکپارچه اپوکسی روی بتن ، از ابتدای چهارچوب گیت به سمت پایین دست به طول 5 تا 10 فوت اعمال کرد. سطح صیقل و شیشه ای پوشش اپوکسی ممکن است به جلوگیری از اثرات مخرب کاویتاسیون بر بتن کمک کند اما به هر حال باید توجه داشت، که پوشش های اپوکسی  به طور کامل  در برابر آسیب های ناشی از کاویتاسیون مقاوم نیستند.

 

برای داشتن یک تعمیر موفقیت آمیز در سرریزها، دریچه های خروجی ، یا حوضه های آرامش بتنی در سد ها تقریبا همیشه نیاز به ایجاد تغییرات عمده در ساختار بخش آسیب دیده به منظورجلوگیری از بازگشت تخریب وجود دارد. نتایج و عملکرد روشها در مطالعات مدل هیدرولیک، برای اطمینان از صحت طراحی چنین تعمیراتی باید در نظر گرفته شوند. یکی از روش های اصلاحی، نصب و راه اندازی شیار های هوا در سر ریز ها و تونل ها می باشد، که در از بین بردن و یا کاهش قابل توجه اثر کاویتاسیون بسیار موفق بوده است. بتن جایگزین معمولا در این نوع عارضه ها  و تعمیرات اینچنینی کاربرد بسیار دارد.

 

 

 

مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، سعی نموده است با بهره گیری از کارشناس و تجربیات چندین ساله ، فضایی علمی ، مشاوره و مهندسی در زمینه تکنولوژی های روز ، بازرگانی ، مهندسی و مقالات بتن  جهت دسترسی سریع ، آسان و کاربردی مهندسان ، اساتید ، کارفرمایان، کارخانجات بتن آماده ، کارخانجات بتن پیش ساخته و دانشجویان مرتبط با صنعت بتن فراهم آورد. شما می توانید با انتخاب و کلیک بر هریک از مباحث زیر به شرح موضع و کسب اطلاعات مورد نظر از طریق سایت به روز و کاربردی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران دسترسی یابید :

 

افزودنی های بتن چیست ، انواع افزودنی های بتن ، لیست قیمت افزودنی های بتن ، روش مصرف افزودنی های بتن ، بتن ریزی در هوای سرد ، بتن ریزی در هوای گرم ، ترمیم بتن ، انواع روش های ترمیم بتن ، ترمیم بتن ترک خورده ، بتن گوگردی ، ترمیم کننده بتن ، چسب بتن چیست ، انواع چسب بتن ، چسب اپوکسی بتن چیست ، چسب های آب بندی بتن ، روان کننده بتن چیست ، انواع فوق روان کننده بتن ، قیمت انواع چسب بتن ، لیست قیمت چسب های بتن ، انواع روش کیورینگ بتن ، مواد کیورینگ بتن ، لیست قیمت کیورینگ بتن ، آب بندی بتن چیست ، انوع روش های آب بندی بتن ، آب بندی بتن به روش تزریق رزین پلی یورتان ، ماستیک پلی یورتان چیست ، لیست قیمت ماستیک های پلی یورتان ، ماستیک های سرد اجرا ، ماستیک های گرم اجرا ، ترمیم بتن یخ زده ، راهنمای طرح اختلاط بتن ،طرح مخلوط بتن چیست ، طرح اختلاط بتن سبک ، کرگیری بتن چیست ، آزمایش التراسونیک بتن ، آزمایش های غیرمخرب بتن ، انواع آزمایش های غیرمخرب بتن ، اسکن میلگرد و آرماتور، کاشت آرماتور در بتن چیست ، آزمایش گالواپالس چیست ، چسب کاشت آرماتور هیلتی ، خمیر کاشت بولت چیست ، لیست قیمت خمیر کاشت آرماتور و بولت ، روش اجرای گروت ریزی ، واتراستاپ بتن چیست ، انواع واتراستاپ بتن ، انتخاب واتراستاپ بتن ، واتراستاپ بنتونیتی ، واتراستاپ های هیدورفیلی چیست ، روش ترمیم بتن های ترک خورده ، سوپر روان کننده بتن ، لیست قیمت واتراستاپ بتن ، رنگ بتن ، بتن خودتراکم ، طرح اختلاط بتن خودتراکم ، بتن غلطکی چیست ، شرکت سیکا ، روش اجرای بتن غلطکی یا RCC ، آزمایش های بتن خود تراکم، روش آب بندی مخازن بتنی ، انواع افزودنی های بتن شرکت فسروک ، مواد افزودنی بتن شرکت آبادگران ،لیست قیمت واتراستاپ های هیدروفیلی ، کف پوش اپوکسی ، فاصله نگهدار یا اسپیسر بتن ، انواع گروت های شرکت آبادگران ، کف پوش پلی یورتان ، میکروسیلیس ، فوق روان کننده بتن ، ژل میکروسیلیس ، میکروسیلیس چیست، لیست قیمت ژل میکروسیلیس ،  اسپیسر بتن چیست ، روغن قالب چیست ، روش مقاوم سازی ساختمان ، مقاوم سازی ساختمان و ساز های بتنی با الیاف FRP ، گروت چیست ، گروت اپوکسی چیست ، لیست قیمت انواع گروت اپوکسی، الیاف پلی پروپیلن چیست ،پرداخت سطح بتن چیست ، بتن حجیم چیست ، روش ساخت بتن حجیم ، ترمیم ترک های بتن ، مقاوم سازی بتن ، خوردگی بتن در سواحل خلیج فارس ، التراسونیک بتن چیست بتن ترمی ، بتن پلیمری چیست،  بتن ریزی زیر تراز آب ، بتن گوگردی ، طرح اختلاط بتن گوگردی ، بتن پلیمری ، آزمایش هافسل بتن چیست ،روش انجام آزمایش پتانسیل خوردگی ، ابرروان کننده بتن چیست ، سوپر روان کننده بتن چیست ، میزان مصرف روان کننده بتن ، روش آب بندی استخر ، اسلامپ بتن چیست ، میزان روانی مجاز بتن ، زمان بازکردن قالب های بتن پس از بتن ریزی ، زمان حمل مجاز بتن ، روش ساخت و اجرای بتن در کارگاه ، عیار بتن چیست ، روش مصرف الیاف بتن PP ، بتن مگر چیست ، پوشش فایبرگلاس چیست ، انواع بتن های خاص ، بتن خاص چیست ، مواد آب بندی بتن ، آب بندی سازه های بتنی ، حداکثر زمان حمل بتن ، قالب لغزنده بتن ، بتن آماده ، گروت ساختمانی ، بتن پیش ساخته، عوامل موثر در کیفیت بتن آماده ، ضدیخ بتن ، انواع ضد یخ بتن ، قالب بندی بتن چیست ، روش قالب بندی بتن ، روش بتن ریزی خاص ، انواع مواد آب بندی سازه های بتنی ، روش های تراکم بتن ، روش های حمل بتن، روش های مقاوم سازی بتن ، مقاوم سازی بتن ، ضوابط پذیرش بتن کم مقاومت ، روش پرداخت سطح بتن ، انواع کف پوش های صنعتی بتن ، پوشش های ضد حریق ، فایرپروف بتن چیست ، فلای اش چیست ، روش اجرای آب بندی استخر ، نانو سیلیس چیست ، روش ترمیم بتن کرمو ، بتن اکسپوز چیست ، روش ساخت بتن اکسپوز ، ترمیم بتن اکسپوز ، افزودنی حباب زا چیست ، افزودنی دیرگیر بتن چیست ، افزودنی زودگیر بتن چیست ، منبسط کننده بتن چیست ، پنترون چیست ، پنکریت چیست ، پوشش نفوذگر چیست ، فایبرگلاس چیست ، پوشش آب بندی الاستومری چیست ، روش آب بندی با پوشش سوپر الاستومری ، درز اجرایی بتن چیست ، لیست قیمت افزودنی های بتن،  ترمیم کننده ویژه بتن، مصالح ترمیم بتن، روان ساز بتن ، جلوگیری از کرمو شدن بتن ،رنگ نمای بتن ، سوپر روان کننده بتن ، حداقل زمان کیورینگ و عمل آوری بتن ،  کیورینگ بتن با بخار ، دلیل جداشدگی بتن ، تست التراسونیک بتن چیست ، لیست قیمت گروت های شرکت فارس ایران ، لیست قیمت انواع گروت ، روش اجرای پوشش ضد حریق یا فایرپروف ،