عملیات ترمیم بتن

عملیات ترمیم بتن
620 1400/5/13

عملیات ترمیم بتن

بتن با وجود مزایای منحصر به فرد که باعث استفاده روزافزون از آن در پروزه های ساخت و ساز و عمرانی گردیده است دارای نقاظ ضعفی است که در صورت نیاندیشیدن تمهدات لازم در مواجه با آنها می تواند به تخریب بتن بیانجامد. از جمله این عوامل می توان به طراحی نادرست ، حمله اسیدی ، خوردگی کلرایدی و کربناتی ، حمله سولفاتی ، سایش ، حریق ، بارگذاری خارج طرح ، واکنش قلیایی ، کاویتاسیون و .. اشاره کرد. در متن زیر به انواع علل و عوامل در زمینه تخریب بتن و دلایل و مکانیزم آن پرداخته می شود.
امروزه انواع مختلفی از ترمیم کننده های بتن با کیفیت های مختلف از سوی تولیدکننده به بازار عرضه و در پروژه های مختلف استفاده می شود. در ارزیابی ترمیم کننده بتن مناسب پارامترهای مختلفی وجود دارد. از جمله این پارامترها می توان به نفوذپذیری ، مقاومت ، چسبندگی ، جمع شدگی ، ترک نخوردن ، دانه بندی ، خزش و ... اشاره کرد. در خصوص مقاومت در ترمیم کننده های بتن باید توجه داشت که مقاومت باید به میزان بتن پایه مورد ترمیم ( تا ده درصد بیشتر ) باشد. بدیهی است که مقاومت بیشتر نمی تواند کمکی به بهره برداری از سازه نماید . چرا که در صورت وجود تنش بیشتر بتن پایه آسیب می بیند.

شما می توانید برای مشاوره ، تست غیرمخرب ، ارزیابی و تعمیرات و تقویت انواع سازه های بتنی با بخش فنی مجموعه کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( شرکت ژرف تابان مهر ) – 44618462 – 09120916272 تماس حاصل فرمائید.

1- شرح علت و چگونگی آسیب رساندن آن به بتن
2- بحث و  یا تهیه ی فهرستی از روش های مناسب و مواد لازم  برای تعمیر آن نوع خاص از آسیب بتنی

شاکله ی این فصل را شناخت اهمیت تعیین علت آسیب رسیدن به بتن ، قبل از انتخاب روش تعمیر تشکیل می دهد. انتظار می رود که بحث های مشروح انتخاب روش تعمیر، همانطور که در فصل چهارم آمده است ، قبل اجرا مد نظر قرار گیرد. 

11. آب اضافه در مخلوط بتن

استفاده از آب بیش از حد در مخلوط های بتن شایع ترین علت آسیب به بتن است. آب بیش از حد مقاومت بتن را کاهش می دهد ، مدت زمان کیورینگ و انقباض خشک را افزایش داده ، موجب افزایش تخلخل وخزش شده و مقاومت بتن  در برابر سایش را کاهش می دهد. شکل 16 اثرات تجمعی نسبت آب به سیمان بر دوام بتن را نشان می دهد. در این شکل، دوام بالای بتن ، با صعوبت نسبت آب به سیمان و هوای مصرفی پایین متناسب است. خسارت ناشی از آب اضافی می تواند به سختی قابل تشخیص باشد زیرا که معمولا این آسیب بوسیله خرابی های علت های دیگر پوشانده شده است. به عنوان مثال، ترک خوردگی  ناشی از انجماد و ذوب ، رشد فرسودگی در اثر سایش، یا ترکهای جمع شدگی ناشی از خشک شدن، اغلب به عنوان آسیبهای بتن شناخته می شوند ، اما  در واقعیت، آب اضافی باعث پایین آمدن دوام بتن شده که این خود به علل دیگر اجازه ی  حمله به بتن را خواهد داد. در طول آزمایشات پتروگرافی، گاهی اوقات می توان موارد شدید وجود آب اضافی دربتن سخت شده را از طریق حفرات مویینه آب یا حفره های آب در زیر سنگدانه های بزرگ شناسایی کرد. معمولا، بررسی گزارشات بچینگ ، سوابق طرح اختلاط و بازرسی های میدانی استفاده بیش از حد از آب را در بتن آسیب دیده تایید می کنند. البته باید در نظر داشت، به هر حال ، آب اضافه شده به بتن در تراک میکسر در هنگام حمل به محل پروژه و یا به خود بتن  در طول عملیات بتن ریزی، غالبا مکتوب نشده و مستند نمی گردد. 
تنها تعمیر دائمی بتن آسیب دیده به علت آب اضافی حذف و جایگزینی بتن است. با این حال، با توجه به میزان و ماهیت خسارت، تعدادی از روش های نگهداری و یا تعمیر می تواند درافزایش عمر سازه بتنی مفید باشد. اگر آسیب با تشخیص زودرس همراه بوده و عمق آسیب کم ( کمتر از 5/1 اینچ )  است، استفاده از ترکیبات آب بندی بتن، مانند مواد جامد  غلظت بالا ( بیشتر از 15 درصد ) الیگومریک سیلوکسان یا سیستم های سیلان (بخش 38 ) و یا سیستم مونومر  با وزن مولکولی بالا (بخش 35 ) نفوذ آب را کاهش داده و  مقاومت  بتن در برابر چرخه ی  انجماد و ذوب را بهبود بخشیده و تخریب بتن را کاهش  می دهد. 
سیستم  تعمیراتی اینچنین ، نیازمند به برنامه بازبینی و تعمیر در  فواصل زمانی 5 تا10  ساله است. بتن ریزی با چسب اپوکسی برای پیوند بتن قدیم به جدید (بخش 31 ) برای تعمیر خسارت هایی که گستردگی آنها بین 5/1 تا 6 اینچ به داخل بتن تخمین زده  می شود، و جایگزین  کردن بتن (بخش 29 ) برای تعمیر آسیب هایی با عمق 6 اینچ یا بیشتر ، توصیه می شود.

عملیات ترمیم بتن

12 – طراحی نادرست

عیوب در طراحی می تواند انواع بیشماری از آسیبهای بتن را ایجاد کند که بحث در مورد همه انواع آن فراتر از حوصله این کتاب است .با این حال، یک از اشکالات طراحی که به تازگی تا حد زیادی رایج شده است ، قرار گرفتن  قطعات فلزی جاسازی شده ،  مانند خط لوله برق یا جعبه تقسیم در نزدیکی سطوح بیرونی سازه های بتنی است. ترک در بتن و در اطراف چنین محلهایی تشکیل شده و اجازه می دهد سرعت  تخریب و فرایند  انجماد و ذوب سریعتر صورت گیرد. بیس پلیت های فلزی راه آهن ها و گارد ریل ها که بیش از حد در نزدیکی لبه ی بیرونی دیوارها  قرار داده شده اند ، پیاده رو ها و نرده های جان پناه نیز نتایج مشابهی را رقم می زنند.
این قطعات فلزی و گسترش نفوذپذیری درون بتن با تغییرات دما متناسب است. با انبساط  فلز تنش کششی در بتن ایجاد شده، و در نتیجه باعث ایجاد ترک خوردگی و پس از آن سبب آسیب ذوب و انجماد می گردد.طول گارد ریلها  یا نرده های جانپناه می تواند مشکل دیگری ایجاد کند.لوله های مورد استفاده در آنها نیز دچار انبساط وانقباض طولی در اثر تغییرات دما شده واگر مفاصل لغزش کافی تعبیه نشده باشد، این انبساط و انقباض عامل ترک خوردگی در نقاط اتصال بیس ها به بتن می گردد. این ترک ها نیزسرعت آسیب های ناشی از انجماد و ذوب در بتن را افزایش می دهد.
پوشش و کاور ناکافی بتن بر روی شبکه آرماتور یک علت شایع آسیب به سازه های پل و بزرگراه است. این مشکل در سازه های آبی و آبیاری هم وجود دارد. برای جلوگیری از عدم احتیاج به بازسازی و تعمیر معمولا نیاز به  حداقل 7.5 سانتیمتر پوشش بتن بر روی شبکه آرماتور سازه هست، اما در محیط های خورنده که بتن در معرض اثرات مخرب سولفات ها، اسیدها، یا کلریدها قرار دارد این میزان باید حداقل10 سانتیمتر باشد.
پوشش ناکافی اجازه می دهد تا خوردگی در آرماتورها آغاز گردد، ایجاد اکسید آهن و محصولات جانبی ناشی از این خوردگی نیاز به فضای بیشتر در بتن داشته و در نتیجه ترک خوردگی و متورق  شدن بتن را باعث می گردند.
عدم استفاده از مفاصل انقباضی کافی و یا عدم رعایت فواصل درزهای انبساطی به منظورتوزیع یکنواخت دما در اسلب بتنی به آن آسیب میزند و بتن با مفاصل انقباض ناکافی ترک خواهد خورد و این ترک ها در نقاطی که نیاز به درز انبساط بوده اما تعبیه نشده مشهود است. متاسفانه، دیدن چنین ترکهایی به عنوان درز انقطاع های شکل گرفته یا بریده شده چندان جذاب نیست اما ساختار این ترک ها تنش های کششی را کنترل می کند و با وجود ظاهر ناخوشایند این ترکها ، به ندرت نیاز به تعمیر وجود دارد. اسلب بتنی ساخته شده با درزهای انبساطی ناکافی و یا خیلی تنگ می تواند باعث آسیب های جدی به عرشه پل، جاده سد، و طبقات بلند، سطوح شیب دار، سرریز های سد گردد. هر کدام از این بتن ها چرخه طولانی تغیرات روزانه، فصلی و سالیانه دما در اثر تابش های خورشیدی را تجربه می کنند. در نتیجه انبساط بتن در سطوح فوقانی اسلب ها که دمای بالاتری دارند، بیشتر و در بخش ها و لبه های تحتانی که خنک تر هستند کمتر است.چنین انبساطی می تواند موجب لب به لب و مماس شدن بخش های فوقانی دال ها در محل درز های انقطاع شده که در این شرایط  تنها راه ممکن برای حرکت آسان اسلب ها به سمت بالا می باشد که این امر باعث ایجاد تورق  در فرم بتن گردیده ، که از محل درزها آغاز شده و تا 1 تا 2 اینچ پشت دال ها پیشروی می کنند. این تورق ها به طور معمول در شبکه فوقانی آرموتور بندی واقع شده اند. در اقلیم های معتدل، تورق بتن  در دو سوی درزهای انبساطی باقی مانده و آسیب بیشتر وارد نمی شود. با این حال،  در آب و هوای سرد، آب می تواند چرخه روزانه ای از انجماد و ذوب را وارد درزهای ناشی از تورق کند. این باعث می شود که ورقه ورقه شدن بتن رشد کرده  و از 3 تا 5 فوت دورتر از محل درز گسترش یابد. شکل 17 نمونه ای اغراق شده از این آسیب است.
مرمت و بازسازی آسیب های ناشی از طراحی معیوب تا زمانی که اشکالات طراحی کاهش نیابد، بیهوده است. قطعات  فلزی جاسازی شده می تواند برداشته شود، نرده ها را می توان به مفاصل لغزشی مناسب  مجهز نمود، و بیس پلیت های گارد ریل  را می توان به محل هایی که بتن در آنجا  مقاومت کافی در برابر نیروهای کششی را دارد جابجا کرد. جبران کاور کم بتن روی شبکه آرماتور بندی بسیار دشوار است، اما در صورت لزوم می توان مواد مناسبی برای تعمیر و مقاومت در برابر انواع خاصی از خوردگی را برگزید. عملیات بازسازی و محافظتی می تواند با بهره گیری از مواد آب بند بتن صورت گیرد. استفاده از پوشش های آب بند از نفوذ آب به  بتن جلوگیری نموده و اثرات مخرب عوامل محیطی را کاهش می دهد. 
دال های با تعداد کم درزهای انبساطی را نیز می توان با استفاده از کاتر برش داد و به تعداد درز های انبساطی افزود و یا با افزایش عرض درز ، آنها را برای مقابله با اثرات انبساط گرمایی آماده نمود.
آسیب ناشی از اشکالات طراحی به احتمال زیاد می تواند با استفاده از جایگزینی بتن (بخش 29) ، جایگزینی بتن با استفاده از چسب اپوکسی(بخش 31 ) ، و یا ترکیبی از چسب و ملات های تعمیری اپوکسی (بخش 30) مرتفع شود. 

13- نقایص ساخت

آسیب های معمول وارد بر بتن در اثر اجرای نادرست مشتمل بر کرمو و متخخل شدن بتن، در رفتن قالب ، اشتباهات محاسباتی و اندازه گیری و نقایص تکمیل کار است.
کرمو شدن و تخلخل بتن در واقع مناطقی هستند که بر اثر ناتوانی ملات سیمان در پر کردن فضاهای موجود اطراف سنگدانه ها و در نتیجه خالی ماندن آنها ایجاد می گردند. در صورت خفیف بودن این نقیصه به شرط اینکه از باز کردن قالبها بیش از 24 ساعت نگذشته باشد می توان از ملات سیمان (بخش 25 ) استفاده نمود.اگر عملیات ترمیم بیش از 24 ساعت بعد از برداشتن قالب و با تاخیرصورت گرفته، یا سطح کرمو شده ی بتن گسترده است، باید ابتدا بتن های معیوب برداشته شده ، سپس با استفاده از ملات ترمیمی آماده (بخش 26 ) ، به همراه چسب پیوند دهنده اپوکسی ، تعمیر صورت گیرد (بخش 31 ) ، روش نهایی نیز جایگزینی کل بتن با بتن جدید است (بخش 29 ) بعضی از نقص های جزئی ناشی از حرکت قالب یا در رفتن قالب  را می توان با استفاده از سنگ ساب ،  صاف و پرداخت نمود (بخش 24 ) .در اکثر موارد این رفع نقص به سادگی توسط مالک پذیرفته شده ، در غیر این صورت مجری موظف است نسبت به تخریب و جایگزینی آن بخش آسیب دیده از بتن اقدام کند.
فرصت های زیادی برای ایجاد خطاهای ابعادی در ساخت و ساز بتن وجود دارد. در صورت امکان ، بهترین روش معمولا پذیرفتن نقص به جای تلاش برای تعمیر آن است. در غیر این صورت اگر طبیعت نقص کیفی بتن به گونه ای باشد که نتوان آن راپذیرفت ، بهترین تصمیم، تخریب و باز سازی مجدد است. در بعضی موارد، خطاهای ابعادی را می توان با تخریب بتن معیوب و جایگزینی آن با بتن جدید با استفاده از چسب اپوکسی اصلاح کرد.
نقایص تکمیلی معمولا شامل پرداخت بیش از حد (سطح نهایی ) و یا اضافه کردن آب و  یا  سیمان به سطح در طی مراحل اتمام کار است. در هر دو مورد، سطح متخلخل و نفوذ پذیر و در نتیجه کم دوام می شود. سطوح ضعیف نهایی در همان اوائل عمر سازه ترک خورده و خرد می شوند. مرمت و بازسازی سطح خرد شده شامل حذف بتن ضعیف و جایگزینی آن با بتن جدید با استفاده از چسب  پیوندی اپوکسی است (بخش 31 ) است.اگر روند تخریب به سرعت تشخیص داده شود، می توان عمر (بتن نهایی ) سطح را با استفاده از ترکیبات آب بند کننده بتن (بخش 35 و 38)  افزایش داد.

14-تخریب سولفاتی

سولفات سدیم، منیزیم و کلسیم، از جمله نمکهایی هستند که معمولا در خاکهای قلیایی  و مناطق ساحلی یافت می گردد . این  گروه از سولفات ها با آهک  هیدراته و هیدرات آلومینات موجود در خمیر سیمان واکنش شیمیایی داده و تشکیل سولفات کلسیم و   سولفات کلسیم آلومینات می دهند .حجم محصولات جانبی این واکنش بیشتر از  حجم خمیر سیمان تولید شده است، بنابراین امکان شکستن بتن در اثر انبساط وجود دارد . سیمان پرتلند نوع 5، که درصد آلومینات کلسیم پایینی دارد، در برابر واکنش شیمیایی و حمله سولفات ها بسیار مقاوم است . بنابراین در جاهایی که سازه بتنی در مجاورت خاک و یا آبهای زیر زمینی دارای سولفات قرار دارد باید از این نوع سیمان استفاده کرد.
 
گاهی اوقات استفاده از یک پوشش نازک بتن پلیمری می تواند برای بتنی که دستخوش فرسایش و آسیب مدام به علت قرار گرفتن در معرض سولفاتها است ، مفید باشد (بخش 33 ) ،  همچنین  استفاده از مواد و ترکیبات آب بندی بتن (بخش 35 و 38 ) نیز اثر بخش است. تناوب پیاپی  خشک و تر شدن  سازه به تخریب سولفاتی سرعت می بخشد ،لذا کاهش و کم کردن نرخ تخریب را  می توان با قطع این چرخه انجام داد.روش پیشنهادی دیگر از بین بردن سولفات های قابل انتقال از راه آب است در صورتی که دسترسی به منبع سولفاتی امکان پذیر باشد. در غیر این صورت پس از انجام بازبینی مناسب باید بتن موجود تخریب شده و با بتن ساخته شده با سیمان تیپ 5 جایگزین شود.

15 – واکنش قلیایی سنگدانه ها

انواع خاصی از شن و ماسه، مانند سنگ اوپال، چرت (نوعی سنگ آتشزنه با ذرات متراکم و سیاه ) ، سنگ چخماق یا آذرین با محتوای سیلیسی بالا، با کلسیم، سدیم ، پتاسیم و هیدروکسیدهای قلیایی سیمان پرتلند واکنش می دهند .این واکنش، علی رغم بیش از  نیم قرن مطالعه و تحقیق  اداره اصلاح از سال 1942 چندان درک و شناخته نشده است. برخی بتن های دارای سنگدانه های  با قابلیت واکنش پذیری قلیایی، به سرعت شواهدی دال بر گسترش تخریب و فرسایش را در خود نشان می دهند. اما بتنهای دیگرممکن است برای سالهای زیادی دست نخورده باقی بمانند. بررسی پتروگرافی در بتن های واکنش پذیر نشان می دهد که نوعی ژل در اطراف این نوع سنگدانه ها تشکیل شده است.
این ژل در حضور آب یا بخار آب (رطوبت نسبی 80 تا  85  ) ، به شدت گسترش پیدا کرده و ترک های کشیده ای در اطراف سنگدانه ها ایجاد کرده و در بتن گسترش می یابد (شکل  18 ) و در صورتی که مهار نشود، این گسترش در داخل بتن برای اولین بار به صورت ترک خوردگی های منظمی بر روی سطح آشکار می گردد. معمولا، در برخی از موارد تراوش سفید رنگی در داخل و اطراف بتن ترک خورده مشاهده می شود .در موارد شدید، این ترک ها 5/1 تا 2 اینچ (شکل 19 )   باز می گردند.

بسیار معمول است که چنین آسیب های گسترده ای، منجر به چین خوردگی های(جابجایی های -  قابل توجهی در بتن و یا قیود و نقاط اتصال بتنی تونلهای کنترل سدها گردد. در سازه های بتنی بزرگ، واکنش قلیایی سنگدانه ممکن است فقط در مناطق خاصی از سازه رخ می دهد. تا زمانی که استفاده از چندین معدن و دپوی سنگدانه برای استفاده در ساخت سازه های بتنی بزرگ معمول بوده و مورد تایید قرار می گیرد، این روش ممکن است برای تشخیص گیج کننده باشد. زیرا  بتن حاوی شن و ماسه قلیایی یا سنگدانه واکنش پذیر، تنها در بخشهایی از سازه که نمایان ساخته شده است ، قابل تشخیص می باشد .
در سازه های جدید استفاده از سیمانهای پرتلند با خاصیت قلیایی پایین و سرباره پوزولانی میتواند بطور کامل یا تا حد بسیار زیادی خوردگی در اثر واکنش سنگدانه ها را متوقف کند. در سازه های موجود خوردگی ناشی از مصالح سنگی واکنش پذیر تقریبا غیر قابل تعمیر است. هیچ روش اثبات شده ای برای حذف اثر واکنش های قلیایی سنگدانه ها وجود ندارد. اگرچه نرخ گسترش تخریب با اتخاذ تدابیری جهت خشک نگه داشتن سازه در بعضی موارد ممکن است کند شود. اما هر گونه تلاش برای تعمیر سازه هایی که تحت تاثیر واکنش های قلیایی هستند، بی ثمر است. با گسترش مداوم این عارضه در داخل بتن هر گونه مواد تعمیری به سادگی جدا شده و بی اثر می شوند. سازه های تحت تخریب فعال باید به صورت مدام مونیتور شده و مورد بازرسی قرار گیرد، و تنها لازم است تعمیراتی را انجام داد که در جهت حفظ بهره برداری مطمئن سازه باشد. تعدادی از سد ها با استفاده از ایجاد اتصالات بتنی ،  با ایجاد برش های ترمیمی در سطوح بتنی آنها به وسیله سیم های بکسل برنده ، به چرخه بهره یرداری بازگردانده شده اند. سپس این برش ها با استفاده از تکنیک تزریق رزین پلی اورتان    جهت آب بند کردن و متوقف ساختن نشت آب ، پر می شوند (بخش 34 ).
با افزایش انبساط بتن، چنین برشهای آزادی منتاوبا تکرار می شود. در بسیاری از سازه ها، جابجایی ها و انبساط ها کند شده و از بین می روند و میزان این کندی و توقف بسته به واکنش های قلیایی سنگدانه ها و ترکیبات قلیایی موجود در بتن است . فقط هنگامی می توان اصلاح و ترمیم را برای بهربرداری به صورت نهایی انجام داد که انبساط سازه به صورت کامل انجام پذیرفته باشد. در هر صورت، باید این پیش بینی را داشت که در نهایت ممکن است نیاز به جایگزینی بتن تحت تاثیر خوردگی قلیایی، وجود داشته باشد. جایگزین کردن بتن به این صورت،  در سال 1975 در آمریکا ، در جریان بازسازی سد آیداهو فالز اتفاق افتاد. این سد در سال 1927 ساخته شد و پس از مطالعات گسترده توسط آزمایشگاه بتن دنور مشخص گردید که بتن سد در اثر واکنش قلیایی سنگدانه ها به شدت آسیب دیده است.

16 – تخریب ناشی از سیکل انجماد و ذوب

تخریب ناشی از یخ زدکی و ذوب مداوم آب درون بتن یکی از علت های شایع آسیب پذیری سازه های بتنی در اقلیم های سرد سیری است. شرایط زیر در رخ دادن صدمات ناشی از  انجماد و ذوب موثر هستند :

1- سازه تحت تاثیر مداوم سیکل ذوب و انجماد باشد.
2- خلل و فرج موجود بتن، در هنگام یخ زدگی از آب اشباع – بیش از 90 درصد- شده باشد.

آب در مدت زمان انجماد حدود 15 درصد انبساط حجمی را تجربه می کند. اگر خلل و فرج  و حفرات مویینه در بتن تقریبا در طول انجماد اشباع شده باشند، این انبساط سبب اعمال نیروهای کششی شده و منجر به شکستگی و ترک خوردگی ماتریس ملات سیمان می گردد. این تخریب تقریبا در تمامی لایه های بتن از سطوح خارجی به داخل رخ می دهد. نرخ پیشرفت آسیب  به تعداد چرخه های انجماد و ذوب ، درجه اشباع سازه در طول انجماد، تخلخل بتن، و شرایط قرار گرفتن در معرض تابش نور بستگی دارد. دیوارهایی که در معرض ذوب برف یا پاشش آب هستند، دالهای افقی که در تماس با آب قراردارند و دیواره های عمودی که در مسیر عبور آب واقع هستند از جمله مکان های معمول برای آسیب در اثرانجماد و ذوب مداوم  می باشند. اگر بتن در معرض تابش نور از سمت جنوب قرار گیرد، روزانه یک نیم سیکل انجماد در شب و یک نیم سیکل ذوب را در روز تجربه می کند. در مقابل، بتن ها با در معرض قرار گرفتن از سمت شمال ممکن است فقط یک چرخه انجماد و ذوب را در هر زمستان، پشت سر گذارده و در نتیجه  وضعیت مخرب به مراتب کمتری را تجربه می کنند.  شکل های 20 و 21 نمونه ای از این نوع تخریب را نشان می دهد.
شق دیگری از تخریب های ناشی از چرخه انجماد و ذوب به عنوان ترک "”D - (ترکهایی به شکل حرف بزرگ دی لاتین ) شناخته می شوند. در این مورد، گسترش تخریب در اثر کیفیت پایین، جذب پذیری بالا، و استفاده از سنگدانه های درشت درملات سیمان رخ می دهد. این نوع ترک خوردگی اغلب در گوشه ها و کنج های  بدون حفاظ دیوارها یا دالها و در محل اتصال ها دیده می شود. در چنین آسیبی مجموعه ای از ترک های تقریبا موازی که کلسیت (آهک) از درونشان بیرون میریزد (شوره می زند ) و  معمولا سراسر گوشه و کنار سازه را قطع می کند. (شکل 22 ) مشاهده می شود..
در سال 1942، دایره بازسازی ((Bureau of Reclamation  صراحتا استفاده از مواد افزودنی هوا زا (AEA )  را در بتن ، به منظور کاهش تخریب سیکل ذوب و انجماد آغاز نمود . سازه های بتنی ساخته شده قبل از این تاریخ فاقد هوازا  بودند. سد Angostura، که در سال 1946عملیات ساخت آن آغاز گردید، اولین سد ساخته شده با استفاده از مواد هوازا بود.

این نوع افزودنی، حباب های کوچکی از هوا درون جسم بتن تولید نموده که فضای کافی جهت انبساط آب در هنگام یخ زدگی را فراهم می سازد. اگر هوازای مناسبی با غلظت صحیح درون بتن تازه ی با کیفیتی، بخوبی میکس و مخلوط شود، حاصل کار  می بایستی بجز در اقلیم های  با آب و هوای بسیار بد، صدمات بسیار کمی در اثر سیکل ذوب و انجماد متحمل گردد.. در نتیجه اگر در یک بتن جدید، چرخه ذوب و انجماد به عنوان عامل آسیب مورد سوظن باشد، ابتدا باید این موضوع مورد بررسی قرار گیرد که چرا افزودنی هوازا اثر بخش نبوده است.
بجز مواردی که بتن در معرض رطوبت و یا  آب و هوای به شدت سرد قرار داشته باشد هنگامی که در بتن تازه آسیب هایی از نوع چرخه ذوب و انجماد را ظاهر می شود، به احتمال قوی دلایل دیگری وجود دارد (بخش 23 را ببینید ).

همانطور که گفته شد تخریب ناشی از چرخه انجماد و ذوب بتن تنها زمانی رخ می دهد که بتن تقریبا اشباع شده باشد. بنابراین کاهش موفقیت آمیز صدمات ناشی از آن نیز، شامل کاهش یا حذف چرخه انجماد و ذوب و یا کاهش جذب آب توسط جسم بتن خواهد بود.  معمولا هیچ روش شناخته شده ای برای محافظت و عایق بندی بتن جهت کنترل دما در سیکل های انجماد و ذوب وجود ندارد، اما می توان از ترکیبات آب بندی بتن (بخش 35 و 38 ) برای جلوگیری یا کاهش جذب آب برای سطوح نمایان بتنی استفاده نمود. مواد آب بند برای بتن های غوطه ور در آب  چندان اثر بخش نیست، اما می توانند از بتن هایی که در معرض باد و باران و آب شدن برف قرار دارند، محافظت نمایند.

ترمیم بتن آسیب دیده در اثر ذوب و یخ مدام ، اغلب به جایگزینی بتن ختم می شود (بخش 29 ). اگر ترک ها در حدود 6 اینچ و یا عمیقتر باشند باید از چسب اپوکسی به همراه بتن جدید استفاده کرد (بخش 31) و یا از بتن پلیمری استفاده نمود ( بخش 32) . اگر صدمات بین 5/1 تا 6 اینچ عمق داشته باشد، حتما و مطمئنا در بتن جایگزین باید از مواد هوازا استفاده نمود. تلاش ها برای ترمیم خوردگی ها و تخریب های سطحی در اثر یخ زدگی و ذوب شدن متناوب، با عمق کمتر از 5/1 اینچ کاملا مایوس کننده بوده است. تا به امروز هیچ ماده تعمیری عمومی یا اختصاصی مناسبی برای ترمیم های با این ضخامت  شناخته نشده است.

17- تخریب در اثر سایش و فرسایش

در سازه های بتنی که آب را به همراه گل و لای و ذرات معلق منتقل می کنند، شن ، خورده سنگ و یا آب با سرعت جریان بالا موضوعات مورد مطالعه در تخریب بتن در اثر سایش می باشند. حوضچه های آرامش در سد ها در صورتی که ذرات موجود در کف آنها جارو و منتقل نشود در معرض سایش قرار خواهند گرفت. در برخی از حوضچه های آرامش به علت معیوب بودن الگوی جریان ، سنگریزه ها و ذرات از پایین دست به بالا دست حوضچه کشیده می شود. در محلهایی که این ذرات درون حوضچه جمع میشوند، در زمانی که جریانهای شدید وجود دارد، تخریب های قابل توجهی بوجود می آید.(شکل 23). این سایش در اثر کوبش شن و خورده سنگ ها و گل و لای به کف اتفاق می افتد. آسیب ناشی از این تخریب به صورت صیقلی شدن سطح بتن ظاهر می شود (شکل 24). سنگدانه های درشت بتن نمایان شده  تحت اثر گل و لای و شن، جلا می خورند. شکل 25 مراحل اولیه سایش و احتمالا شروع خوردگی در دیوارهای حوضچه آرامش را نشان می دهد. میزان تخریب سایش و خوردگی تابعی از متغیرهای زیاد و همچنین مدت زمان قرار گرفتن (سازه ) در معرض این مولفه هاست. شکل سطوح بتنی، سرعت و الگوی جریان، مسیر جریان، و مجموع بارگذاری امکان دستیابی به نظریه ای عمومی برای پیش بینی رفتار بتن در این شرایط  را بسیار دشوار ساخته است. در نتیجه، معمولا لازم است مدل هیدرولیکی سازه برای تشخیص شرایط و الگوی جریان در حوضچه های آسیب دیده و ارزیابی تغییرات مورد نیاز، مورد مطالعه قرار گیرد. اگر تمامی شرایطی که منجر به سایش و فرسایش سازه میگردد مورد بررسی قرار نگیرد، بهترین مواد تعمیری هم کارایی نداشته و عمر بهره وری سازه پایین خواهد آمد.
به طور کلی این درک وجود دارد که بتن با کیفیت بالا به مراتب مقاوم تر از بتن با کیفیت پایین در مقابله با آسیب ناشی از سایش است. تعدادی از مطالعات انجام شده در سال1991 ، به وضوح نشان می دهد که مقاومت بتن در برابر سایش با افزایش مقاومت فشاری بتن افزایش می یابد.
بهترین ترمیم آسیب های ناشی از سایش استفاده از بتن با دوده سیلیسی (بخش 37) و یا استفاده از بتن پلیمری است (بخش 32). این مواد بالاترین مقاومت در برابر تخریب را در تست های آزمایشگاهی و میدانی نشان داده اند. اگر تخریب تا پشت شبکه آرماتور بندی نفوذ نکرده و حداقل 6 اینچ در جسم بتن نفوذ کرده باشد، باید بتن جدید میکس شده با پودر میکروسیلیس روی یک لایه چسب اپوکسی تازه اجرا شود. شکل 26، نحوه ی اجرای بتن با پودر میکروسیلیس جهت ترمیم خرابی های ناشی از سایش، فرسایش و چرخه ی انجماد و ذوب را بر روی کف سرریز سد Vallecito نشان می دهد.

18- آسیب های 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 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.

19- خوردگی شبکه آرماتور

خوردگی شبکه آرماتور،  معمولا نشانه ی برای تخریب بتن به علت دیگری است. در این مورد، علل مخرب دیگر بتن را ضعیف کرده و اجازه می دهند تا خوردگی شبکه آرماتور رخ بدهد. به هر صورت ، شبکه های آرماتور دارای خوردگی به صورت متداول در هر بتن آسیب دیده ای یافت می شوند لذا با توجه به اهداف این کتاب بنا داریم در این مبحث، علل خوردگی آرماتور ها را مورد مطالعه قرار دهیم.

ظرفیت قلیایی سیمان پرتلند مورد استفاده در بتن به طور معمول در اطراف آرماتورها ، ایجاد یک محیط بازی (قلیایی - غیر فعال (در حدود PH12) کرده که از آنها در برابر خوردگی محافظت می کند. وقتی که انفعال محیطی از دست رفته و یا از بین برود، و یا زمانی که بتن دچار ترک خوردگی شود و یا تورق به اندازه کافی اجازه دهد تا آب بدون مزاحمت وارد بتن شود، خوردگی رخ می دهد.  اکسیدهای آهن تشکیل شده در طول خوردگی فولاد نیاز به فضای بیشتری نسبت به سایز اصلی شبکه آرماتور در بتن دارند. این مسأله باعث بوجود آمدن تنش کششی در بتن و در نتیجه ایجاد ترک های اضافی و لایه لایه شدن کاور بتن و در نتیجه سرعت بخشیدن به روند خوردگی خواهد شد.

 برخی از علل شایع تر از خوردگی فولاد همراه شدن ترک خوردگی های بتن با سیکل انجماد و ذوب شدن، قرار گرفتن در معرض سولفات، و واکنش قلیایی سنگدانه ها، قرار گرفتن در معرض اسید، از دست دادن خواص قلیایی به علت کربناته، فقدان ضخامت کافی کاور بتن، و قرار گرفتن در معرض کلرید ها است.

قرار گرفتن در معرض کلرید ها تا حد زیادی نرخ خوردگی را سرعت می بخشد. این امر می تواند به فرمهای متعددی رخ می دهد. استفاده از نمک  ضد یخ (کلرید سدیم)  به بتن برای سرعت بخشیدن به روند آب شدن برف و یخ، منبع معمول برای کلریدها است. کلریدها همچنین می توانند در شن و ماسه، سنگدانه ها، و آب مورد استفاده برای آماده سازی مخلوط های بتن وجود داشته باشند. همچنین بعضی از سازه های آبیاری ، آب با محتویات کلرید بالا را منتقل و جابجا می کنند .

سازه های بتنی واقع در محیطهای ساحلی، قرار گرفتن در معرض کلراید را از طریق آب دریا و یا پاشش در اثرجریان باد تجربه  می کنند.

در نهایت یکی دیگر از راههای تاثیر کلرها روش تجربی استفاده از کلراید به عنوان مواد افزودنی بتن برای سرعت بخشیدن به هیدراتاسیون در زمستان (به عنوان ضد یخ) می باشد.

رخ دادن زنگ زدگی در شبکه آرماتور می تواند معمول باشد، اما نه همیشه . این مسئله را می توان با آشکار شدن لکه زنگ بر روی سطوح خارجی بتن و یا تولید صدای توخالی و یا طبل مانند و بمی که ناشی از ضربه زدن نرم روی بتن مشکوک ایجاد می شود، شناسایی کرد. همچنین می توان با اندازه گیری پتانسیل خوردگی هافسل از بتن آسیب دیده، با استفاده از دستگاه های الکترونیکی ویژه، که به این منظور ساخته شده، زنگ زدگی را شناسایی نمود. زمانی که زنگ زدگی شبکه آرماتور تایید شد، بسیارمهم است که آنچه واقعا باعث خوردگی شده شناسایی شود، چون معمولا علل خوردگی تعیین خواهد کرد که چه روش تعمیراتی را باید مد نظر و مورد استفاده قرار داد. بحث بیشتر درمورد روش های ترمیمی مناسب ، در بخش های دیگری از کتاب آورده شده است. هنگامی که علت آسیب شناسایی شد و مسئله ساده تر گردید، در صورت لزوم، حفاظت و آماده سازی شبکه آرماتور زنگ زده درهنگام برداشتن بتن فرسوده اهمیت می یابد. بر این اساس فلزی که توسط فرآیند خوردگی به کمتر از نصف سطح مقطع اصلی آن کاهش یافته باید حذف شده و جایگزین گردد. آرماتورهای باقی مانده نیز باید از تمام زنگ خوردگی ها و محصولات جانبی آن که با اتصال به مواد تعمیری در روند ترمیم کارآمد تاثیر می گذارند ، تمیز گردند. باید توجه داشت که شبکه آرماتور  خورده شده ممکن است از مناطق دارای بتن آسیب دیده به سوی بتن به ظاهر خوب گسترش یافته باشد. بنابرین در هنگام برداشتن بتن باید دقت کرد تمامی شبکه آرماتور دارای خوردگی شناسایی شود.

20- قرار گرفتن در معرض اسید

منابع شایع برای قرار گرفتن سازه های بتنی در معرض اسید در مجاورت معادن زیر زمینی اتفاق می افتد  آب های زهکشی خارج شده  از این معادن می تواند اسیدی و به صورت غیر منتظره ای با PH پایین باشد. مقدار PH  7 به عنوان ماده خنثی تعریف شده است.  مقادیر بالاتر از 7 قلیایی نامیده می گردد، در حالی که مقادیر PH  پایین تر از 7 اسیدی هستند. محلول اسید سولفوریک 15 تا 20 درصد، می تواند مقدار PH در حدود 1 را داشته باشد. 
چنین محلولی به سرعت به بتن آسیب می زند. پسآبهای اسیدی با مقدار PH  بین 5 تا 6   تنها پس از قرار گرفتن طولانی سازه در معرض آنها به بتن صدمه میزنند. 

تشخیص بتن آسیب دیده توسط اسید بسیار آسان است. اسید با سیمان پرتلندِ ملات بتن واکنش می دهد و سیمان به نمک های کلسیم تبدیل شده که بوسیله آب جاری ریزش کرده و شسته می شوند. سنگدانه ها ی درشت تر معمولا سالم می مانند، اما نمایان می گردند.  ظاهر بتن آسیب دیده توسط اسید تا حدودی مانند تخریب سایشی است، اما سنگدانه هایی که در معرض اسید قرار می گیرند نمایانتر و بدون صیقل هستند. 

تخریب اسیدی به وضوح در سطح آغاز می شود، و تحت تاثیر اسید گسترش می یابد، از آن طرف هرچه به هسته اصلی سازه و عمق بتن نزدیک می شود میزان تخریب کاهش می یابد. غلظت اسید در سطح بتن بالاست. اما هرچه به داخل بتن نفوذ می کند به علت واکنش با سیمان پرتلند خنثی می گردد. با این حال، سیمان موجود در جسم بتن به علت این واکنش ها ضعیف شده است.
بنابراین اقدامات اولیه برای ترمیم بتن تحت اثر اسید، که شامل برداشتن بتن آسیب دیده است همواره بیش از آن چیزی است که  پیش بینی می شود. عدم حذف تمامی بتن های آسیب دیده و ضعیف شده ناشی از عملکرد اسید باعث نقص در چسبیدن مواد ترمیمی می شود. بر اساس تجربه شستشو با اسید به عنوان یک روش مجاز برای تمیز کردن بتن جهت آمادگی سطوح برای تعمیرات مجاز می باشد، اما به هر صورت،  نقص در چسبیدن مواد تعمیری رخ می دهد، مگر آنکه تلاش های گسترده ای برای حذف تمام آثار اسید از بتن انجام پذیرد. 
در روش های دیگر ترمیم بتن  هیچ مجوزی جهت استفاده از اسید برای آماده سازی سازی بتن قبل از تعمیر و یا برای تمیز کردن ترک ها به منظور تزریق رزین صادر نشده است.
همانند تمامی علل تخریب بتن ، حذف منع تخریب بتن پیش از ترمیم لازم و ضروری است. یکی از روشهای معمول در تخریب های اسیدی، رقیق کردن اسید موجود در محل به وسیله آب است. محلول اسیدی با PH  پایین می تواند تبدیل به محلول اسیدی با PH بالاتر شده که پتانسیل رفتار مخرب کمتری دارد.

به عنوان جایگزین اگر PH محلول اسیدی به طور متوسط بالا بود، می توان از سیستم پوشش نازک بتن پلیمری (بخش 33 - به عنوان متوقف کننده بازتولید اثرات تخریبی اسید پس از انجام ترمیم بر روی سطح استفاده نمود.
تحقیقات آزمایشگاهی نشان می دهد پوشش هایی با قابلیت محافظت سطح بتن در برابر اسید های قوی ، به ندرت اقتصادی  هستند.

در تعمیرات تخریب اسیدی می توان از بتن جایگزین به همراه چسب اپوکسی ( بخش 31 )، بتن جایگزین (بخش 29)  و بتن پلیمری (بخش 32) و در بعضی موارد از چسب اپوکسی به همراه ملات اپوکسی (بخش30 ) استفاده نمود. پیشنهاد می شود از ملات اپوکسی و بتن پلیمری که حاوی سیمان پرتلند نباشند، به دلیل مقاومت زیاد در برابر اسید ، استفاده گردد.

عملیات ترمیم بتن

21 – ترک خوردگی

ترک مثل خوردگی آرماتورها دلیل اصلی تخریب بتن نیست. بلکه نشانه ای از تخریب بتن به علت سایر عوامل مخرب است. همه بتن هایی که با سیمان پرتلند ساخته می شوند درجه ای از جمع شدگی را در هنگام هیدراتاسیون متحمل می شوند. این انقباض جمع شدگی های خشکی را تولید کرده و ترک های ناشی از جمع شدگی را پدید می آورد که تا حدی به الگوی دایره ای شبیه هستند  (شکل 32) . این ترک ها به ندرت به عمق بتن گسترش یافته و می توانند به طور کلی نادیده گرفته شوند.
ترکهای جمع شدگی پلاستیک، زمانی رخ می دهند که بتن تازه در وضعیت خمیری ، در معرض تبخیر زیاد، آب خود را از دست می دهد.(شکل 33).

ترک های جمع شدگی پلاستیک معمولا تا حدی عمیق تر از ترکهای خشک و ترکهای ناشی از جمع شدگی در حین کیورینک بتن می باشند.

ترکهای گرمایی در اثر انقباض و انبساط بتن در اثر تغییر دمای محیط بوجود می آیند. ضریب طولی انبساط گرمایی بتن در حدود 5/5 میلیونیم اینچ بر درجه فارنهایت است. این می تواند باعث شود تا بتن به اندازه 5 درصد یک فوت به ازای هر 80 درجه فارنهایت تغییر طولی داشته باشد.
اگر هنگام طراحی به اندازه ی کافی درز برای وفق دادن بتن با این تغیر اندازه در سازه های بتنی تعبیه نشده باشد، بتن به سادگی از محلهایی که لازم بود درز انبساطی لحاظ شود ترک می خورد. این نوع ترک ها عموما بصورت کامل در درون جسم بتن گسترش یافته و محلی برای نشت آب به درون سازه ی بتنی ایجاد می کنند. ترک های حرارتی همچنین می توانند در اثر دمای بالای هیدراتاسیون سیمان پرتلند در هنگام کیورینگ ایجاد شوند. در چنین بتن هایی مادامی که افزایش حرارت وجود دارد ، دمای داخلی و سختی افزایش می یابد. انقباض ثانویه نیز زمانی رخ می دهد که سازه رو به سرد شدن رفته و در اثر تنش کششی داخلی در سراسر نقاط تکیه گاهی ترک ایجاد می گردد.
کمبود نقاط تکیه گاهی یکی دیگر از علل شایع ترک خوردگی در سازه های بتنی است. تنش کششی بتن معمولا بین 200 تا 300 psi  است. پی موجود سازه به راحتی می تواند شرایط جابجایی را هرجا که تنش کششی از این میزان تجاوز کرده به وجود آورد و در نتیجه منجر به ایجاد ترک گردد.

ترک های بتن همانگونه که در بخشهای پیش مورد بحث قرار گرفت ، در اثر واکنش سنگدانه های قلیایی بتن ، حمله سولفاتی و تاثیرات سیکل ذوب و انجماد نیز ایجاد میشوند. این ترک ها در سازه در اثر بارگذاری بیش از حد سازه نیز اتفاق می افتند که در بخش آینده به آن خواهیم پرداخت.
تعمیرات موفق بر روی ترکهای سازه ی بتنی اغلب به سختی حاصل می گردد. گاهی بهتر است به برخی از انواع ترک های بتن نپرداخت تا با روش اشتباه و پر نقص دست به تعمیرشان زد. (شکل 34 و 35) انتخاب روش ترمیمی برای ترک ها به علل پیدایش آنان بستگی دارد. ابتدا باید تعیین کرد که ترکها زنده هستند یا مرده ، به صورت گردشی باز و بسته هستند یا گسترش یابنده با دامنه ی وسیع می باشند. تعمیرات سازه ای در این نوع معمولا بسار پیچیده و اغلب بی اثر هستند. چنین ترک هایی به سهولت و به سرعت بر روی مواد تعمیری یا در مجاورت بتن تعمیری باز تولید می شوند. به همین دلیل و پیش از هر تلاشی برای تعمیر بتن لازم است تا " ترک سنجی" به منظور مونیتور و نظارت بر روی ترک های سازه نصب شود (شکل 36).

این ابزار باید اطلاعاتی در مورد نوع ترک ، باز و بسته شدن دوره ای ، و اینکه سیکل آن روزانه یا فصلی است و اینکه به علت تغییرات دمایی هست یا نیست  و یا اینکه ترک از نوع پیشرونده و وسیع شونده است و به علت شرایط فونداسیون و یا بارگذاری است، به ما بدهد. مجددا اشاره می شود هر تلاشی برای تعمیر تنها هنگامی باید صورت گیرد که علل رفتار ترکها شناسایی شده باشد.

اگر تشخیص داده شد ترک اصطلاحا "مرده" یا به عبارتی ایستا است، تزریق رزین اپوکسی می تواند برای یکپارچه ساختن سازه ای بتن استفاده شود. و اگر هدف از ترمیم ، آب بند ساختن نشتی سازه است پیشنهاد می شود که ترمیم به صورت کامل با تزریق رزین پلی یورتان انجام پذیرد.
تزریق رزین اپوکسی در برخی موارد که حجم نشت آب سازه کم باشد ، برای آب بندی استفاده شده و یا جهت چسباندن مجدد ترک های اعضای سازه ی بتنی بکار می رود.

رزین اپوکسی پس از تزریق به ماده ای سخت اما شکننده و ترد که نسبت به حرکت احتمالی ترک ها مقاومتی ندارد بدل می شود ، در عوض رزین پلی یورتان انعطاف پذیر بوده و مقاومت کششی پایینی داشته و به فومی بدون منفذ بدل شده که برای رفع نشت و آببندی سازه های بتنی اثر بخش است، اما نمی توان به صورت نرمال برای تعمیرات اساسی از آن استفاده نمود.( برخی رزین های دو جزئی پلی یورتان وجود دارند که پس از تزریق صلب و انعطاف پذیر شده و برای این گونه تعمیرات مفید خواهند بود ).
این گونه فوم های انعطاف پذیر می توانند  300 تا 400 درصد ازدیاد طول در اثر حرکات ترک ها را تجربه کنند. این نامتداول نیست که بتن آسیب دیده ای یافت شود که ترک های آن در اثر علل اولیه آسیب بتن ایجاد نشده باشد.
اگر عمق برداشت بتن آسیب دیده و فرسوده به اندازه ی مورد لازم زیر عمق و دامنه ی گسترش ترکهای موجود نباشد، باید انتظار داشت سرانجام ترک جدیدی از میان مواد تعمیری استفاده شده، نمایان شود.. باز تولید این چنین ترک ها را می توان در پوشش های ترمیمی پیوندی در عرشه ی پل ها ، سرریز ها و کانال های آب می توان مشاهده کرد . اگر ترک های مجدد تحمل ناپذیر باشند باید روش تعمیر جداگانه ای برای هر یک از اجزای سازه و نه بر اساس اتصال به بتن قدیمی موجود در نظر گرفت.

22- بارگذاری بیش از حد بر روی سازه

تخریب بتن در اثر بارگذاری بیش از حد معمولا بسیار واضح است و به سادگی قابل شناسایی است. رویداد هایی که در اثر بارگذاری بیش از ظرفیت سازه بوجود می آیند قابل توجه و قابل ذکر اند. تنش تولید شده در اثر بارگذاری زیاد به بروز ترک های متمایزی منجر شده که بارگذاری بیش از حد و نقاط باربر را نمایان می کنند. غالبا بارگذاری بیش از حد یکبار اتفاق می افتد و یک بار هم اثرات آن مشخص می شود و لذا در صورت ترمیم می توان انتظار داشت آثار تخریب بتن مجددا بر روی بتن تعمیری عود نکند.
باید انتظار داشت در چنین آسیب هایی به دانش و کمک یک مهندس سازه ی  باتجربه، برای انجام تجزیه و تحلیل ساختاری برای مشخص ساختن و ارزیابی علل منجر به تخریب سازه در اثر بارگذاری بیش از ظرفیت بطور کامل ، و نیز کمک برای تعیین میزان ترمیم و تعمیر ات لازم ، نیاز خواهد بود. این آنالیز باید تعیین میزان بارپذیری سازه در هنگام طراحی و تعیین اندازه ظرفیت طراحی شده برای بارگذاری بیش از حد را شامل شود. از ابتدا تا انتهای بازبینی بتن آسیب دیده باید تمامی اثرات بارگذاری بر روی سازه مشخص شود. جابجایی ها باید مشخص شوند و در درجه ی دوم خرابی ها ، در هر جایی که باشند. باید توجه داشت که اطمینان حاصل 
شود که خرابی هایی شناسایی شوند که ظرفیت بار پذیری سازه را پایین می آورند چون برخی از آسیبها برای اولین بار بتن را تضعیف نمی کند. ترمیم بتن آسیب دیده در اثر بارگذاری زیاد، میتواند به احتمال فراوان، بهترین عملکرد را با بتن جایگزین متداول داشته باشد.(بخش 29 ). در صورت نیاز به تعمیر یا جایگزینی شبکه ی آرماتور بتن آسیب دیده می بایست این عملیات در پروسه تعمیراتی پیش بینی و تعبیه گردد.

23- دلایل مضاعف تخریب

علت آسیب می بایست مشکوک باشد هنگامی که فرسودگی یا خسارتی در «بتن مدرن» رخ می دهد. بتن مدرن ( بتنی که از حوالی سال 1950 میلادی ساخته شده است ) این مزیت را دارد که از افزودنی های گوناگون و تکنولوژی پیشرفته مواد بتنی برخوردار است. چنین بتنی نباید به بسیاری از دلایلی که در این فصل بررسی نموده ایم تخریب گردد. اگر به هر طریق مشخصات آسیب یا فرسودگی در این بتن نمایان گشت به احتمال فراوان مجموعه ای از دلایل موجبات آنرا فراهم نموده اند. ضعف در شناخت یا تقلیل دادن علل گوناگون آسیب به طور حتم سبب تعمیر ضعیف و عدم بهره برداری مناسب می گردد. تصویر 38 آسیب بتن در اثر چند عامل مخرب را نشان می دهد. این بتن از ترکهای ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها رنج می برد ، همچنین فرسایش ناشی از تسریع فرآیند چرخه ذوب و انجماد در سطح آن رخ داده است. همینطور صدمات ناشی از طراحی نادرست و یا ضعف در تکنیک های ساخت، در محل تعبیه شده برای داکت تاسیسات برقی که بسیار نزدیک به سطح خارجی بتن می باشد، مشهود است.

استفاده مناسب از افزودنی هوازا در بتن مدرن ، در حد بالایی مقاومت بتن در برابر فرسایش ناشی از سیکل ذوب و انجماد را توسعه داده است. بجز در مواردی که بتن در معرض سرمای بسیار شدید غیر معمول قرار می گیرد، نباید نشانه هایی از آسیب مربوط به سیکل ذوب و انجماد بروز یابد. علی رغم این ، سیکل انجماد و ذوب هم چنان یکی از مقصران آسیب به بتن های مدرن می باشد. قبل از اینکه شرایط ذوب و انجماد را متهم کنیم بهتر است این سئوال را مطرح کنیم که چرا افزودنی هوازا محافظت موثری را از بتن فراهم نکرده است؟ طرح اختلاط و یا نتایج تست کیفیت سنگدانه ها ممکن است ضعف بتن آماده شده را آشکار سازد. یا سنگدانه های در دسترس از کیفیت مرغوبی برخوردار نباشند. گزارشات ناظران ساخت و ساز ممکن است مشخص سازد در وهله ساخت تا اتمام آن ضعف در اجرا وجود داشته است.
تست های پتروگرافی بتن ضعیف ممکن است آشکار سازد ، واکنش قلیایی سنگدانه های بتن ، حمله سولفات ها و تاثیر کلروها بتن را در شرایطی قرار داده تا اجازه دهد آسیب های ناشی از چرخه انجماد – ذوب بروز نماید.
تمام این یافته ها آشکار می سازد که مشکل ایجاد شده بسیار پر دامنه تر و وسیعتر از تصور اولیه است و لذا نیازمند عملیات پیشگیرانه و صحیح گسترده تر از یک جایجایی ساده بتن فرسوده فعلی می باشد.

استفاده بیش از حد از آب در اختلاط بتن ، انتخاب نامناسب نوع سیمان پرتلند، عملکرد ضعیف در اجرا، بتن آماده ی ضعیف ، استفاده از سنگدانه های آلوده و کم کیفیت و کیورینگ ناکافی، تماما به بتن دوام پایینی می بخشند. چنین بتنی در برابر فرسایش نرمال و سایر پیشامد ها مقاومت پایینی خواهد داشت.

انتخاب روش و مواد مناسب برای بتن آسیب دیده ای که تحت تاثیر عوامل مختلف تخریب قرار داشته، بستگی به تمامی عوامل تضعیف کننده و تسریع کننده تخریب دارد. هرگاه عامل تضعیف کننده به صورت کامل درک شد، اولین اقدام پیشگیرانه معمول محافظت از بتن اصلی از تخریبات اضافی است. استفاده از ترکیبات بتن آببند (بخش های 35 و 38) یا پوشش نازک بتن پلیمری (بخش 32) ممکن است در این باره مفید باشد. اگر این راهکارهای پیشگیرانه در مقام داوری مفید نبود می بایست بر اساس شروحی که در بخش های قبلی آمد روش ترمیم را با در نظر داشتن دوره عمر کوتاه ترمیم و بازگشت مجدد آسیب ها بر بتن ضعیف انتخاب و اجرا نمود.

بتن از مصالح کاربردی ساختمانی می‌باشد که با هزینه مناسبی ساخته شده، دارای دوام و استحکام مناسبی بوده و شکل قالبی را که در آن ساخته می‌شود، به خود می‌گیرد. اغلب اعضاء و اشکال بتنی در محل و در موقعیت نهایی خود اجرا و ساخته می‌شوند. بتن و سازه‌های بتنی در طول فرآیند بهره‌برداری و ساخت دچار آسیب و تخریب می‌شوند که تعمیر و مرمت بتن را ایجاب می‌کند. از جمله عوامل ایجاد تخریب در سازه‌های بتنی می‌توان به خوردگی، تأثیر اسیدها، کربناتاسیون، سولفاته شدن، واکنش قلیایی، مشکلات اجرایی و … اشاره کرد. اغلب کارهای تعمیری کوچک به منظور بهبود و تأمین قابلیت پذیرش ظاهر بتن بوده و پس از اتمام آن‌ها باید هماهنگی و یکنواختی از لحاظ رنگ و طرح ظاهری بین ناحیه مرمت شده و نواحی دست‌ نخورده اطراف مشهود باشد.

علاوه بر این ناحیه مرمت‌شده باید واجد شرایط زیر نیز باشد :

  • پیوستگی سراسری دائمی با بتن مجاور
  • نفوذ ناپذیری کافی جهت حفاظت بتن اصلی
  • عاری بودن از ترک های انقباضی و ترک های موئی
  • داشتن مقاومت کافی در مقابل یخبندان و آب شدن متناوب در موارد لزوم

تعمیر، جایگزینی یا اصلاح مصالح اجزاء یا اعضای خراب‌شده، آسیب‌دیده یا معیوب یک سازه است. به عبارت دیگر، تعمیر در واقع شیوه‌ای است که به طولانی‌تر شدن عمر مفید واقعی سازه و رسیدن به عمر مفید طراحی آن کمک می‌کند. در واقع ما در ترمیم بتن می‌خواهیم شرایط را به نحوی فراهم سازیم تا سازه مشخصات خود را در دوره بهره‌برداری حفظ نماید. مرمت بتن قدیمی نیازمند تحلیل و تدبیر بیشتری است به گونه‌ای که ناحیه آسیب‌دیده از بقیه نواحی جدا شده و سپس برداشته و جایگزین گردد. بعضی از سدهای بتنی پس از مدتی نیازمند تعویض کامل رویه بتنی خود به شیوه بتن پاشی و یا اجرای بتن پیش آکنده می‌باشند. در کشورهای زلزله‌خیز مقاوم سازی ساختمان‌های قدیمی و مرمت آسیب‌های ناشی از زمین‌لرزه به کاری عادی تبدیل شده است. این بخش مصالح و شیوه‌های اجرایی انواع مختلفی از مرمت بتن را شرح می‌دهد.

  • از بین رفتن کاور بتن و نیازمندی به تعمیر
  • از بین رفتن پوشش بتن

مصالح ترمیم و تعمیر بتن

انتخاب مصالح مناسب با توجه به سازگاری حرارتی با بتن اصلی، دوام مورد نیاز، شرایط بهره برداری، طبیعت شیمیایی و الکتریکی محیط، خواص انقباضی، ضریب ارتجاعی مصالح و شرایط جادادن و اجرای مصالح مورد نظر، صورت می گیرد. سیمان پرتلند اغلب انواع سیمان پرتلند در این مورد قابل استفاده می باشند. هر چند در جهت اطمینان از سازگاری ناحیه مرمت شده و بتن اصلی، بهتر است که سیمان مصرفی و سیمان اصلی یکسان باشند. سیمان تیپ ٢ و تیپ ۵ به ترتیب در شرایط متوسط و شدید خورندگی سولفاتی بکار می روند. سیمان تیپ ٣ با مقاومت کوتاه مدت زیاد، برای کسب مقاومت زیاد در گیرش کوتاه مدت بکار می رود. سیمان های ضد انقباضی و سیمان های پر آلومین نیز در شرایط خاصی بکار می روند . انواع مختلفی از سیمان های زودگیر در بازار عرضه می شود که از لحاظ کیفی باید منطبق بر ضوابط  و استاندارد ASTM-C-928 باشند. بر این اساس، استفاده از این نوع سیمان ها باید با تحقیق بررسی بیشتری توام باشد چرا که مثلاً در صورتیکه حاوی گچ باشد (بخاطر بهبود کیفیت زودگیری سیمان اضافه می شود) مسلماً در سطوح بیرونی و نواحی مرطوب یا کلریدی دوام لازم را نداشته و خوردگی آن ها در این گونه شرایط محیطی مشکلات زیادی به همراه خواهد داشت. خواص گیرش و سخت شدگی سریع این سیمان ها، باعث محدودیت کاربردشان در مقدارهای کم می شود. هر گونه مصالح دیگری که به سرعت سخت شده و یا می گیرد باید از برنامه حذف شود. سنگدانه ها ضوابط مربوط به سنگدانه ها مشابه مقررات مذکور در مورد بتن و ملات می باشد. در کارهای تعمیری ممکن است از سنگدانه های ویژه ای مطابق ضوابط اجرایی، در مرمت نماسازی های بتنی استفاده شود تا هماهنگی بین بتن جدید و قدیم از لحاظ رنگ و طرح تامین گردد. افزودنی ها استفاده از افزودنی ها نیز در کارهای تعمیری مجاز است. این مواد شامل روان کننده ها، مواد حباب هوازا، زوگیرهای شیمیایی، فولاد، فایبرگلاس و یا پلی پروپیلن از نوع مقاوم قلیایی، سیلیس فعال (دوده سیلیس)، خاکستر بادی، پوزولانهای طبیعی و پلیمرهای ترکیبی می باشند. مواد چسباننده مواد چسباننده در سه گروه قرار می گیرند که عبارتند از: مواد با پایه اپوکسی، مواد با پایه لاتکس  و مواد با پایه سیمانی. ترکیبات اپوکسی باید منطبق بر ضوابط استاندارد ASTM-C881 باشند. بخاطر ضریب  انبساط حرارتی و مقاومت کششی بزرگتر این مواد نسبت به بتن، در اثر تغییرات دمایی زیاد احتمال انقباض و سست شدن نواحی مرمت شده نازک، وجود خواهد داشت. رطوبت محصور شده در زیر یک ناحیه ترمیمی یا ترکیبات اپوکسی نفوذ ناپذیر، در شرایط یخبندان ممکن است منجر به شکست این ناحیه گردد. با توجه به اینکه عمر چسبندگی مفید اپوکسی در خلال کار کوتاه می باشد، کمیت مخلوط از لحاظ اندازه محدودیت داشته و این محدودیت در محیط های با درجه حرارت زیاد، بیشتر خواهد بود، چرا که زمان گیرش کوتاه تر می شود. ترکیبات اپوکسی محض سخت شدن از اثرات رطوبت و خورندگی های شیمیایی مصون خواهند بود، لیکن در درجه حرارت های زیاد نرم می شوند و در دمایی بیش از ٢٣٠ درجه سانتیگراد ذوب شده و می سوزند. کیفیت مواد چسبنده با ترکیبات لاتکس باید منطبق بر استاندارد ASTM-C1059  باشد. این ترکیبات دو نوع هستند : نوع ١، با قابلیت تعلیق محدود و نوع ٢ بدون قابلیت تعلیق مجدد نوع ١ برای ایجاد چسبندگی دریک دوره زمانی کوتاه معادل چند روز مورد استفاده بوده و در مجاورت رطوبت زیاد یا هوای نمناک قابل استفاده نمی باشد. این نوع برای کارهای سازه ای توصیه نمی شود. نوع ٢ مقاومت چسبندگی بیشتری نسبت به نوع قبل داشته و ممانعتی در استفاده از آن در مجاورت رطوبت وجود ندارد. دوغاب سیمان یا ملات سیمان شامل ماسه ریز و مقدار مناسب سیمان که بصورت یک خمیر در می آید، سال هاست که بعنوان عامل چسباندن دو سطح بکار گرفته می شود . پلی استرها، اکریلیک ها و متیل متاکریلیت ها ، صمغ های چسبنده ای مشابه اپوکسی ها و لیکن اقتصادی تر می باشند. این ترکیبات تمایل به انقباض بیشتری نسبت به اپوکسی ها دارند. پلی استرها به سطوح غیر متخلخل نظیر فلزات و شیشه بخوبی نمی چسبند، با سطوح مرطوب و نمناک نظیر سطح بتن تازه سازگار نیستند و زمان انبارداری آن ها کوتاه است.

عملیات ترمیم بتن

ترمیم و جلوگیری از گسترش ترک در بتن با تزریق اپوکسی

ترمیم ترک در بتن با اپوکسی

سیلرها و روکش ها جهت حفاظت ناحیه مرمت شده از شرایط خورنده جوی و یا خورندگی های شیمیایی ممکن است نیاز به استفاده از سیلرها و روکش ها باشد. سیلرها شفاف بوده و در داخل سطح نفوذ میکنند، بدون اینکه قشر قابل رویتی از خود بر جای گذارند. روکش ها ممکن است شفاف، مات، رنگی یا بدون رنگ بوده و مقداری در سطح نفوذ میکنند ولیکن لایه قابل رویتی از خود بر سطح باقی می گذارند .هر دو نوع سیلرها و روکش ها باید قابلیت اشاعه بخارات سطحی را از سطح بتن داشته باشند و لیکن در مقابل ورود رطوبت پس از عمل آوری بتن ، نفوذ ناپذیر باشند. ها استفاده از سیلان و سیلوکسان  بخاطر ویژگیهایی نظیر عمر بهره برداری طولانی ( بین ۵ تا ١٠ سال ) ، عمق نفوذ مؤثر (معادل ٣ تا۶ میلیمتر) و تاثیر ناچیز روی رنگ بتن، رواج بیشتری دارد. به واسطه مقررات حفظ محیط زیست، ترکیبات محلول بصورت امولسیون های آب اصلاح شدند که همین امر موجب تغییر در ویژگیهای خاصی از آنها می گردد. استفاده از ترکیبات در نواحی که در خلال پیشرفت عملیاتی اجرایی، پوشیده خواهد شد، باید با مطالعه و بررسی انجام گردد. روکش هایی نظیر نوارهای اپوکسی کلریدی، اپوکسی های رنگی، رنگهای اکریلیک-لاتکس در کارهای تعمیری مورد استفاده هستند، لیکن سازگاری آنها با تغییرات دمایی مورد انتظار در محیط اجرایی، رنگ بتن مجاور ناحیه مرمت شده و دیگر شرایط و مقتضیات بهره برداری باید بررسی و کنترل گردد.

آماده سازی بتن برای ترمیم و تعمیر

اغلب کارهای تعمیری بتن شامل برداشتن بتن ناحیه ای است که ممکن است پوسیده و یا تخریب شده باشد. انتخاب روش های متعدد برداشتن بتن معیوب با توجه به شدت و موقعیت ناحیه آسیب دیده، اقتصاد طرح، ایمنی کار، تاثیر بر روی بتن نواحی مجاور و تأثیر ناحیه آسیب دیده بر بهره برداری فعلی سازه، تعیین می شود. در مشخصات فنی لازم است روش تخریب نواحی معیوب، روش تعمیر و همچنین شرایط و آزمایش های پذیرش ناحیه تعمیر شده، ذکر گردند. انجام تعمیرات بزرگ که نیازمند برداشتن و اجرای مجدد بخش قابل توجهی از بتن سازه ای است، باید حتی المقدور بلافاصله پس از بازکردن قالب ها صورت گیرد. زمانیکه ناحیه مورد مرمت مسلح باشد بتن نواحی اطراف آرماتورها باید به مقدار بیشتری برداشته شود تا فضایی حداقل معادل ٢۵ میلیمتر پشت میلگرد خالی شود. روش های برداشتن بتن روش های برداشتن بتن معیوب در خلال عملیات مرمت، می تواند به سایش بتن، برش بتن، ضربه زنی بتن، پیش شکافت بتن  و نهایتاً روش انفجار بتن، طبقه بندی شود. روش های سایش بتن شامل ماسه پاشی، ساچمه پاشی و آب پاشی پر فشار می باشد. این روش ها جهت برداشتن لایه نازکی از بتن آسیب دیده یا رنگ پریده و همچنین زبر و ناهموار نمودن سطح در آماده سازی به جهت مرمت بکار می روند. ماسه پاشی ممکن است هم بر روی سطوح قائم و هم سطوح افقی انجام شود، ولیکن ساچمه پاشی مختص سطوح افقی نظیر بتن کف ها می باشد. آب پاشی پر فشار نیز مشابه ماسه پاشی در هر دو موقعیت قابل استفاده است. روش ضربه زنی شامل استفاده از قلم ها یا چکش های هوای فشرده یا برقی، قلم و چکش دستی، تیشه های سنگ تراشی، و در احجام بزرگ، دج بر و کله گاوی سوار شده بر بازوهای مکانیکی می باشد. قلم و چکش هوای فشرده متشکل از دستگاه ضربه زن هوای فشرده می باشد که سرمته های قلمی و یا چکشی ( با برجستگی های دندانه ای ) بر روی آن قابل نصب هستند. ضربات چکشی با زاویه قائم نسبت به سطح بتنی اعمال می شود و برای برداشتن لایه آسیب دیده از سطوح کاملاً عمودی و یکنواخت بکار می رود . برای تخریب بتن های حجیم، از دج بر و کله گاوی که بر روی یک ماشین متحرک سوار است استفاده می شود. دج بر متشکل از قلم بزرگی متصل به انتهای یک سیلندر می باشد که با فشار هوا کار میکند. امکان تنظیم ماشین و فشار وارده برای برداشتن عمق از پیش تعیین شده ای از مصالح سطحی، امکان پذیر است. کله گاوی متشکل از تیغه های برنده بر روی یک سر دوار می باشند که با اعمال چرخش و دوران، سطح مورد نظر را می برد. استفاده از این وسیله در سطوح قائم و افقی که دارای شبکه آرماتور می باشند، امکان پذیر است. جمع آوری گرد و خاک و خرده سنگ از روی سطوح بتنی و بصورت دستی با استفاده از این ماشین ها ممکن است. روش های پیش شکاف بتن شامل گوه زنی مکانیکی، ضربات پرفشار آب و بهره گیری از تورم شیمیایی است. گوه زنی مکانیکی که به منظور برداشتن حجم بزرگی از بتن حجیم بکار می رود، متشکل از یک گوه شکافنده هیدرولیکی است که در یک حفره که از قبل توسط مته در بتن تعبیه شده است، اعمال می گردد. وجود ترک در بتن ممکن است مانع از اعمال فشار هیدرولیکی کامل در حفره گردد. درصورت وجود آرماتور فولادی در ناحیه مورد مرمت، روش مکملی برای بریدن آرماتور باید مورد استفاده قرار گیرد. در روش تورم شیمیایی، مخلوطی از ماده شیمیایی مورد نظر و آب تهیه شده و سپس به داخل حفره مته کاری شده در بتن و مطابق با الگویی از پیش تعیین شده ریخته می شود. این مخلوط باعث افزایش حجم زیادی در بتن در مدت زمان کوتاه می گردد به نحوی که تمایل به شکافتن بتن خواهد داشت. گرچه استفاده از روشهای دستی مذکور اقتصادی تر می باشند، ولیکن مزیت عمده روش پیش شکافت بتن از طریق اعمال مواد متورم شونده، آن است که با ریختن این مواد در یک حفره نسبتاً عمیق، در مدت زمان کوتاه، امکان برداشتن حجم قابل توجهی از بتن امکان پذیر است، بدون اینکه اثر زیادی بر روی بتن باقیمانده داشته باشد. روش های برش بتن، شامل اعمال جت پرفشار آب، استفاده از اره های الماسه یا از جنس سنگ سنباده، استفاده از سیم های الماسه و روش های حرارتی می باشد. جت پرفشار آب، بهره گیری از جت کوچک و باریکی از آب می باشد که با فشار ٧٠٠ تا ٣٠٠٠ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع اعمال می شود. در صورتیکه استفاده مجدد از آرماتورها و حداقل آسیب به بتن های باقیمانده مدنظر باشد، استفاده از جت آب بهترین راه حل می باشد. فرز یا اره های الماسه و سنگ سنباده در اندازه های مختلفی قابل دسترسی می باشند که انتخاب آنها بستگی به مقتضیات پروژه دارد، لیکن فرآیند برشکاری با آن ها کند و پرهزینه است. برشکاری با سیم های الماسه، با حلقه کردن یک سیم الماسه بدور بخشی از سازه که قصد برداشتن آنرا داریم، انجام می گیرد. این حلقه سیمی با دوران های رفت و برگشتی، موجب برش قطعه در محل مورد نظر می شود. انفجار آخرین شیوه در برداشتن بتن معیوب است. در این روش مواد منفجره در چال هایی که در نقاط و امتداد مناسب حفاری شده اند، قرار گرفته و با انفجار آن ها، ناحیه مورد نظر از سایر قسمت های جدا می شود. این شیوه مختص برداشتن مقدار قابل توجهی از بتن و عمدتاً مناسب سازه های حجیم است. تمیز کردن و عمل آوری پس از برداشتن بتن پوسیده یا تخریبی به یکی از شیوه های فوق الذکر، هرگونه گرد و خاک، آشغال و خرده مصالح اضافی باید با استفاده از آب پاشی که عمدتاً با دمیدن هوا با رطوبت اضافی همراه است، از سطح کار برداشته شوند. در صورتیکه مصالح مرمت بتن سیمانی هستند، بتن اصلی مورد مرمت باید حداقل به مدت ۴٨ ساعت قبل از اعمال مصالح ترمیمی، مرطوب نگاه داشته شود. در صورت مشاهده روغن و یا هر نوع ماده آلوده دیگر در ناحیه تعمیری، سطح مورد نظر باید با مواد پاک کننده شسته شود.

بتن کرمو شده

روش های ترمیم و تعمیر بتن

در کارهای تعمیری، انجام یک مطالعه دقیق و جامع نسبت به علل اساسی پوسیدگی ها و آسیب هایی که مورد مرمت قرار می گیرند، جهت اتخاذ یک روش اصولی برای ترمیم بتن ضروری است. مثلاً تزریق مایع اپوکسی جهت مرمت ترک های ناشی از بار یا ترکهای حرارتی، اثر دائمی ندارد. در این حالت با بررسی علت یا علل وقوع این ترک ها، می توان یک راه حل دائمی نیز ارائه نمود. نوع برنامه ریزی مربوط به نگهداری سازه، معمولاً عمر مرمت مورد انتظار را مشخص می کند. نوع کاربری سازه ممکن است اتخاذ شیوه ای از کارهای تعمیری را ایجاب نماید که کمترین اثر را روی عملکرد بهره دهی سازه در خلال انجام مرمت داشته باشد. شرایط جوی نیز ممکن است بر روی انتخاب شیوه مرمت مؤثر باشند. در بعضی موارد ممکن است لازم باشد اصلاحاتی روی شرایط زیست محیطی موجود انجام شود تا از بروز آسیب ها و پوسیدگی ها در آینده جلوگیری گردد. روش های رایج مرمت و اصلاح بتن عبارتند از: بتن ریزی مجدد ( که می تواند با بتنی مشابه بتن اصلی و یا اصلاح شده به کمک میکروسیلیس ، اکریلیک، استیرن لاتکس، یا اپوکسی انجام گردد)، بتن سفت، بتن پاشی، بتن پیش آکنده، تزریق دوغاب سیمان یا ترکیبات شیمیایی و سیمان کاری.

ترمیم کننده پایه پلیمری بتن با دوام و مقاومت بالا-مقاوم سازی افزیر

بتن ریزی مجدد یا بازسازی بتن

در صورتیکه در ناحیه مورد ترمیم، قالب بندی، بتن ریزی و انجام تراکم، امکان پذیر باشد، می توان از یک بتن معمولی مشابه بتن اصلی سازه جهت تعمیر ناحیه آسیب دیده بهره برد. این روش در مواردی نظیر وجود حفره های بزرگ، حفراتی با سطح بیش از 1000 سانتی متر مربع و عمق بزرگتر از 10 سانتی متر در بتن غیر مسلح و حفراتی با سطح بزرگتر از ٢۵٠ سانتی متر مربع  و عمق بیش از ١٠ سانتیمتر در بتن مسلح و یا عدم پوشش روی میلگرد در سطحی بیش از ٢۵٠ سانتی متر مربع  کاربرد دارد.  افزودنی ها به منظور افزایش حباب های هوا، افزایش یا کاهش زمان گیرش بتن، افزایش مقاومت، بهبود کارآیی مخلوط در هنگام ریختن، کاهش مقدار آب مورد نیاز و یا اصلاح سایر خواص، امکان پذیر است. در صورتیکه مشکل اصلی ناشی از واکنش زایی قلیایی سنگدانه ها باشد، استفاده از مواد پوزولانی نه تنها موجب افزایش مقاومت در مقابل چنین واکنش هایی شده، بلکه منجر به افزایش مقاومت دراز مدت و بهبود خاصیت نفوذ ناپذیری بتن خواهد شد. نسبت مصالح باید مشابه طرح اختلاط بتن اصلی باشد که متأثر از امکانات و فن آوری های جدید و یا طبق محدودیت های فضای عبور، بسته به حداقل اندازه کوچکترین سنگدانه، تعیین می شود. استفاده از سیمان های ضد انقباض در کارهای تعمیری، نتیجه مفید و موفقی دارد. معمولاً بتنی با اسلامپ کم، حداقل انقباض را خواهد داشت. شیوه معمولی مرمت بتن شامل قالب بندی هر دو وجه مقطع بتنی به گونه است که قالب ها، ناحیه تعمیری را کاملاً احاطه نمایند. یک قیف در بالای قالب مستقر شده و تا قسمتی وارد قالب می شود. ارتفاع قیف فشار هیدرواستاتیکی لازم برای جادادن بتن را فراهم می سازد. حداقل شیب سطح فوقانی حفره بتن از سمت داخل به خارج باید معادل ١٠ درجه باشد تا امکان فرار حفره های هوا در خلال تحکیم بتن وجود داشته باشد. علاوه بر این، پهنای قیف قالب باید به اندازه حفره تعمیری بوده و بازشدگی آن نیز جهت بتن ریزی مناسب، کافی باشد بطوریکه امکان نفوذ ویبراتور (لرزاننده) به داخل آن فراهم گردد. سطح بتن مورد مرمت ، قبل از بتن ریزی باید مرطوب شود تا مشابه یک سطح اشباع خشک بنظر برسد. ضخامت هر لایه بتن ریزی نباید بیش از ٣٠ سانتیمتر باشد و بازشوهایی باید در ترازهای مناسب به گونه ای تامین شوند تا امکان بتن ریزی و تحکیم آن از پایین به بالا وجود داشته باشد. قالب بندی باید به گونه ای باشد که بتوان ظرف مدت یک روز از بتن ریزی آنها را باز کرد. همچنین پاک کردن و برداشتن بتن اضافی نیز در صورت نیاز، می تواند انجام گیرد. عمل آوری بتن ریخته شده با استفاده از پوشش های مراقبت، باید بلافاصله پس از بازکردن کامل قالب ها، انجام شود. افزودن میکروسیلیس به مقدار ۵ تا ١٠ درصد وزن سیمان موجب افزایش مقاومت فشاری بتن می گردد. مقاومت فشاری بتن با افزودن میکروسیلیس می تواند ١٠٠ نیوتن بر میلیمتر مربع بالغ گردد. نتیجه اصلاح بتن با ترکیبات اپوکسی، کسب مقاومت خمشی، فشاری و کششی زیاد می باشد . دوام بتن در مقابل یخ زدگی و آب شدن مکرر نیز در این مورد رضایت بخش می باشد. در عین حال خواصی نظیر عدم نفوذ پذیری بتن (ناتراوایی)، مقاومت شیمیایی و پیوستگی آن نیز بهبود می یابد. نسبت آب به سیمان معمولاً بین ٢۵/ 0 تا ٣۵ /0 بوده و میزان ماده اپوکسی اضافه شده به بتن، بین ١۵ تا ٢٠ درصد وزن سیمان، بصورت ذرات پلیمری می باشد. بعنوان مثال یک نمونه طرح اختلاط بتن اصلاحی با اپوکسی به قرار زیر است: سیمان                                              ٣٣۵ کیلوگرم آب                                                 ١١٠ لیتر ماسه                                               ۶٨٠ کیلوگرم سنگدانه عبوری از الک نمره ۴                 ۵٧۵ کیلوگرم صمغ اپوکسی                                     ۵۵ کیلوگرم مواد عمل آور اپوکسی                           8.5 کیلوگرم قبل از جا دادن بتن اصلاحی، یک روز عمل آوری بتن موجود با رطوبت و سپس خشک شدن آن با هوای ١۵ تا ٢۶ درجه لازم است. بوتادین استیرن و لاتکس های اکریلیک در کارهای معماری تأثیر مناسب و رفتاری قابل پیش بینی دارند. درصد مؤثر وزنی ذرات جامد پلیمر نسبت به وزن سیمان مشابه اپوکسی ها می باشد و نسبت آب به سیمان نیز در این مورد بین 0.3 تا 0.4 متغیر است. در صورت اجرای کارگاهی این مصالح، تورم سطحی زودرس، و وقوع ترکهای انقباضی مشاهده می شود. با توجه به پائین بودن ضریب ارتجاعی مخلوطهای اصلاح شده با ترکیبات لاتکس، استفاده از آنها در مرمت اجزای سازه ای با ظرفیت باربری زیاد، باید با تحقیق و بررسی بیشتری توأم باشد. استفاده ازاکریلیک ها در مرمت سطوح خارجی و برای بتن های سفید یا رنگی و در مواردی که حفظ رنگ بتن الزامی است، مفید می باشد .

مرمت رویه های بتن قالب بندی نشده

مرمت آسیب ها و پوسیدگی های بتن و دال ها و عرشه پل ها معمولا  بصورت اصلاح سطحی ، و یا بازسازی کامل بتن موجود می باشد. در بازسازی کامل، بتن موجود کاملا  تخریب شده و پس از قالب بندی، بتن تازه با کیفیت مطلوب و پرداخت کامل سطحی ریخته می شود. در صورتیکه ضخامت بتن تعمیری کمتر از ۶٠ میلیمتر باشد، پیوستگی مکانیکی رویه جدید با دال اصلی ( دال مبنا )، لازم است. حداکثر اندازه سنگدانه براساس ضخامت لایه رویی و آرماتورهای موجود در ناحیه مرمت تعیین می گردد. هرگونه ترک موجود در دال مبنا از طریق پرکردن با اپوکسی که دارای ضریب ارتجاعی پایینی است، یا بطریق اجرای یک روکش از نوارهای غیر چسبنده، باید مرمت شود. کلیه درزهای موجود در دال مبنا، باید در لایه رویی نیز تکرار شوند. اجرای غشاء مراقبت بلافاصله بعد از پرداخت سطحی انجام شود تا از بروز هرگونه ترک سطحی در بتن جلوگیری شود. پیوستگی بین لایه رویی و بتن دال ها، از طریق مالیدن یک ملات نسبتاً غلیظ و کرم مانند شامل یک سهم سیمان و یک سهم ماسه بر روی سطح موجود و قبل از اعمال لایه مرمت سطحی، تأمین می گردد. در این مورد استفاده از امولسیون ( محلول معلق جامد در مایع ) لا تکس اکریلیک و اپوکسی نیز نتایج مثبتی را در پی دارد. البته نسبت ها و درصد محلول از جانب صنایع سازنده مشخص می شود. بخاطر عمر کوتاه چسبندگی ترکیبات مصنوعی، مدت زمان اختلاط و اعمال آنها بر روی سطح باید بین ٢٠ تا ٣٠ دقیقه محدود باشد. به منظور جلوگیری از محبوس شدن هوای اضافی در بتن، زمان اختلاط ملاتهایی که حاوی ترکیبات و افزودنی های مصنوعی می باشند، حداکثر به ٢ دقیقه محدود می شود. در مورد اپوکسی هایی که نیازمند عمل آوری در هوای مرطوب و پیوستگی به سطح مرطوب می باشند، باید به ضوابط استاندارد ASTMC881  مراجعه نمود. اضافه نمودن الیاف پلی پروپیلن، فولاد و شیشه، می تواند باعث کاهش و به حداقل رساندن ترکهای سطحی گردد. البته در بعضی پروژه ها، الیاف فولادی دچار خوردگی یا زنگ زدگی شده اند ( عمدتاً بخاطر ضخامت کم این لایه مرمت ). کیفیت ظاهری سطح رویه های شامل الیاف پلی پروپیلن یا الیاف شیشه ای به صافی سطوح تخته ماله شده با ماله های فلزی نیست، لیکن این الیاف ( که ناهمواری سطح نیز عمدتاً بواسطه آن هاست ) به مرور زمان در اثر ساییدگی و یا تاثیر عوامل جوی، ناپدید می شوند. به منظور بریدن سطح بتن بلافاصله پس از پرداخت کردن، از اره های کوچک و سبک می توان استفاده نمود. عمق برش بدین طریق به ٢٠ میلیمتر محدود می شود که برای رویه های نازک کافی است.

بتن پاشی

بتن پاشی یکی از روش های عالی و مفید برای مرمت سطوح قائم و سقفی می باشد. هنگامی که عمق عوارض در سطوح مورد مرمت، زیاد باشد، بتن پاشی باید در چند لایه متوالی صورت گیرد و زمان اعمال لایه های متوالی باید قبل از گیرش اولیه هر لایه، بخاطر جلوگیری از پوسته شدن نهایی باشد. در ضخامت های بزرگتر از ۵٠ میلیمتر استفاده از یک مش فولادی با حداقل چشمه های ۵٠ * ۵٠ میلیمتر لازم است ، که در سطوح بزرگ، این مش فولادی باید با استفاده از شاخک هایی به سطح تحتانی متصل شود و در صوت امکان بهتر است که این شبکه تقویتی به آرماتورهای موجود، متصل شود. بتن پاشی سطوح مسلح با انحراف نوک افشانک (نازل) دستگاه بتن پاشی حداکثر به میزان۴۵ درجه انجام می شود تا امکان نفوذ بتن به لابه لای فضای آرماتورها وجود داشته و بتن پاشیده شده در پشت آرماتورها نیز جا داده شود . امکان استفاده از هر دو مخلوط خشک و تر در بتن پاشی سطوح تعمیری وجود دارد. در مورد مخلوط های خشک آب مورد نیاز در قسمت افشانک وسیله بتن پاشی به مخلوط سیمان و ماسه اضافه میشود، البته این مخلوط کاملاً خشک نیست و دارای رطوبتی حدود ٣ تا ۶ درصد وزنی ماسه ناشی از رطوبت سطحی ماسه است. لیکن در مخلوطهای تر، آب مورد نظر در محل اختلاط به سیمان و ماسه اضافه شده و مخلوط مرطوب در داخل کامیون های مخلوط کن، بهم زده میشود تا به محل اجرا برسد. این مخلوط از داخل کامیون بواسطه یک باکت (ناودان) به قیف پمپ هدایت می شود که این پمپ نیز مخلوط بتن یا ملات را به افشانک پمپ می کند. از هوای تحت فشار جهت پاشیدن مخلوط مرطوب به سطح بتن مبنا استفاده میشود. بتن پاشیده شده به سطح به منظور یکی شدن با بتن های مجاور خود، پرداخت می شود. این عمل باید با دقت خاصی صورت گیرد تا از پخش بتن و از بین رفتن پیوستگی بتن پرداخت شده یا سطح اتکاء خود، جلوگیری شود. عمل آوری نیز با استفاده از غشاء های عمل آور یا ورقه های ناتراوا صورت می گیرد. در بعضی پروژه ها از الیاف به منظور تسلیح بتن استفاده می شود. این مصالح منجر به بهبود مقاومت بتن تعمیری خواهند شد.

  • ترمیم و تعمیر بتن در دیوار با بتن پاشی
  • اجرای شاتکریت در دیوار بتنی

عملیات ترمیم بتن

 
بتن پیش آکنده با ملات تزریقی

بتن پیش آکنده در کارهای تعمیری بزرگ نظیر شمع ها، کوله ها و دیوار ها، رواج پیدا کرد. دراین شیوه، بتن معیوب طبق روش های مذکور برداشته می شود و سنگدانه درشت در ناحیه مورد مرمت و بین قالب ها ریخته می شود. سپس تزریق دوغابی از سیمان و ماسه از کف ناحیه قالب بندی شده به منظور پر کردن حفرات بین سنگدانه ها و به سمت بالا، انجام می گیرد. همزمان با بالا آمدن  دوغاب، لوله تزریق نیز به سمت بالا کشیده می شود. لیکن کماکان در زیر سطح دوغاب باقی می ماند. این شیوه برای کارهای زیر آبی مناسب است، چرا که با پر شدن حفرات توسط  دوغاب سیمان، آب نفوذی از داخل آن ها خارج می شود. این نوع مرمت برای مخازن ذخیره آب، تیرها و ستون در کارخانجات صنعتی نتایج مثبتی داشته است. به لحاظ فشار زیادی که این فناوری برجداره قالب ها وارد می کند، درزهای قالب باید جهت جلوگیری از هر گونه نفوذ ملات به بیرون، مهر و آب بند شوند.

روش تزریق

مصالح تزریقی متنوعی جهت مرمت ترک های ایجاد شده در دال های روی زمین یا سقف، پرکردن حفرات در سطوح تکیه گاهی، مرمت ترک خوردگی و پرکردن حفرات اعضای ساختمان، بکار می روند. این مصالح شامل، دوغاب سیمان، اپوکسی اکریلامیدها، پلی اورتان و ترکیبات متیل می باشند (متیل متاکریلیت) که بواسطه فشار یا نیروی ثقلی به داخل ترک یا حفره تزریق می شوند. دوغاب سیمان هم می تواند بصورت درجا در محل ساخته شده و یا در بسته های آماده ای خریداری گردد، که عموماً حالت اخیر از لحاظ اقتصادی و سهولت کاربرد بصرفه تر می باشد. افزودنی هایی به منظور کاهش انقباض دوغاب تزریقی و همچنین پرکننده های معدنی به منظور اقتصادی نمودن این دوغاب ها در مواردی که مصرف زیاد است، در دسترس می باشند. زمانیکه دوغاب سیمان متشکل از ذرات جامد ریز و معلق باشد، حداقل عرض ترک های قابل تزریق حدود ٣ میلیمتر است. مرمت بخش تحتانی یا تکیه گاهی دالهای متکی بر زمین (روسازی ها) یا فونداسیون، با استفاده از تزریق دوغاب تحت فشار به بخش های زیرین، امکان پذیر است. مشاهده پیوسته تراز دوغاب تزریقی به منظور جلوگیری از اعمال فشار برخاست از کف به چنین دال هایی در هنگام مرمت، ضروری است. اغلب دوغاب ها تزریقی باید مطابق ضوابط کیفی استاندارد ASTMC1107 باشند. اپوکسی ها دارای محدوده وسیعی از لحاظ خاصیت لزجت (نرمی) و زمان گیرش می باشند. چسبندگی این نوع مصالح با سطوح و مواد تمیز و خشک بسیار عالی بوده و بعضی از انواع آن ها قابلیت چسبندگی به بتن پلاستیک را دارا می باشند. بعنوان نمونه پیوستگی سازه ای یک قطعه سازه ای ترک خورده می تواند با تزریق اپوکسی تامین گردد. یکپارچگی دال های ترک خورده متکی بر زمین و ظرفیت باربری تکیه گاهی مورد انتظار، می تواند با استفاده از تزریق اپوکسی تامین گردد. در هنگام تزریق باید به عمر کوتاه و مفید مواد اپوکسی پس از باز کردن در قوطی آنها توجه نمود. در بعضی شرایط ممکن است برداشتن بتن معیوب و بتن ریزی مجدد در مورد نواحی ترک خورده دال های متکی بر خاک، نسبت به مرمت تزریقی آن ها با اپوکسی، بصرفه تر باشد . استفاده از ترکیبات ژل مانندی نظیر اکریلامیدها و پلی اورتان ها برای ترمیم معایب سازه های در جوار رطوبت (مثلاً مخازن ذخیره آب) بسیار مناسب است، به گونه ای لزجت این ترکیبات، امکان تزریق آن ها را به داخل ترک ها و یا هرگونه بازشدگی هایی را که آب از آن ها جریان دارد را فراهم می کند. استفاده از این ترکیبات در مرمت اعضای سازه ای ممکن نیست.

تزریق ملات اپوکسی برای تعمیر و ترمیم ترک در تیر بتنی - مقاوم سازی ساختمان

ترمیم تیر بتنی ترک خورده با ملات اپوکسی

ترمیم ترک های سازه ای و مرمت دال های متکی بر زمین با استفاده از ترکیبات متیل در سه مرحله صورت می گیرد. ابتدا ترک ها با بهره گیری از ظرفی با خروجی ( Methyl Methacrulate) باریک (مثلاً کتری) بصورت ثقلی با مواد پر می شوند، سپس سطح مورد نظر توسط متیل غرقاب می شود. در مرحله آخر لازم است که مصالح پخش شده روی سطح، با استفاده از جارومک از جنس الیاف سخت، به سمت داخل سطح، جارو شود. این روش موجب رفع نقص یا رفع ضعف سازه ای نمی شود ، لیکن نفوذ ناپذیری و صلبیت کف را بهبود می بخشد. در این روش استفاده از روکش محافظ الزامی است. در مکان هایی که تهویه مناسبی صورت نمی گیرد، استفاده از ماسک تنفسی ضروری می باشد. در تزریق های تحت فشار لازم است سطح ترک ها را با استفاده از مواد اپوکسی یا واکس سنگین، مهر و درزگیری نمود و در فواصل ٢۵ تا ٣٠ سانتیمتر لوله هایی به منظور تزریق نصب نمود . افشانک تزریق دارای دو لوله همگرا می باشد که اپوکسی و کاتالیزور مصرفی ( عمدتاً اثر زودگیری دارند ) را قبل از تزریق به داخل درز، با هم مخلوط می کند. این افشانک ها دارای یک شکاف برای تزریق به محل بازشدگی ها و یا یک سرنوک تیز برای تزریق به داخل درزها باشد. تزریق اپوکسی یا ژل از یک انتهای ترک اعمال می شود تا جایی به ورودی دیگر برسیم. در این حالت، دستگاه تزریق به محل ورودی دیگر که از قبل در داخل درز کار گذاشته است، منتقل می گردد، و عملیات مشابه، تکرار می گردد تا ترک یا درز مربوط پر شود. ترک های دال های متکی بر زمین از زیر، قابل مهرکردن و درز گیری نیستند، لذا مدت زمان تزریق تا نفوذ مناسب به داخل ترک در این گونه سازه، قبل از حرکت به سمت ورودی بعدی، براساس قضاوت مسئول مربوطه می باشد و دور ریز قابل توجهی در مواد تزریق وجود خواهد داشت. دربعضی موارد ، استفاده از یک مایع غلیظ می تواند حفرات اطراف بخش تحتانی ترک را مهر نموده و از دور ریز مواد بکاهد. به جهت همین دور ریز ها، هزینه ترمیم ترک در دال های متکی بر زمین بیش از دال های طبقات است، مگر اینکه هزینه های داربست در حالت دوم، مخارجی اضافه را تحمیل نماید. معمولاً زمان اجرای کارهای تعمیری بخصوص در مورد رو سازی ها و کارهای صنعتی، در شب ها یا روزهای آخر هفته که بهره برداری از آنها کمتر است، مناسبتر می باشد. در این حالت شکستگی ها و معایب ناشی از بهره برداری زود هنگام از ناحیه مرمت شده، کمتر خواهد شد و سطح مورد مرمت مثلاً در صبح روز بعد، آماده بهره برداری است. در صورتیکه ترافیک عبوری از روی دال های روسازی سبک بوده و ترک ها دارای لبه های پکیده باشند، با اجرای یک شیار در روی ترک و پر کردن شیار با اپوکسی با مدول الاستیسیته کم می توان از گسترش خرابی جلوگیری نمود. این نوع اپوکسی ها دارای سختی 80 (از نوع SHORE A) و 50 (از نوع SHORE D)، مقاومت کششی 2.8 تا 3.5  نیوتن بر میلیمتر مربع و مقاومت چسبندگی به بتن معادل 1.05 تا 1.75 نیوتن بر میلیمتر مربع می باشند. مراحل اجرای ترمیم ترکهابه روش تزریق رزین اپوکسی به اختصار

  • پاکسازی درون ترک با استفاده از فشار هوا و یا آب
  • خشک کردن درون ترک در صورت شستشو با آب
  • سوراخ کاری محل نصب پکرها با فواصل معین و عمق لازم به وسط ترک به صورت مورب با زاویه  45 درجه
  • بتونه کاری سطح ترک برای جلوگیری از فرار رزین تحت تزریق
  • آماده سازی رزین و تزریق آن به درون ترک از پایین به بالا
  • خارج کردن پکر، تمیزکاری سطح بتن

مرمت با بتن سفت

ملات های سفت شامل یک سهم سیمان، 2.5 الی 3 سهم سنگدانه عبوری از الک نمره16 و مقدار کافی آب می باشند، به میزانی که این ترکیب شکل گلوله ای بخود بگیرند و فشار کمی بر بدنه قالب داشته و اثر واضحی از رطوبت بر روی دست نداشته باشد. بخاطر نسبت آب به سیمان کم این مخلوط، انقباض ملات حداقل ممکن بوده و مرمت انجام شده دوام، آب بندی و مقاومت خوبی خواهد داشت. گاهی اوقات از ترکیب سیمان سفید و سیمان خاکستری به منظور نزدیک شدن کیفیت ظاهری ناحیه تعمیری به بتن مجاور، استفاده می شود. استفاده از این شیوه برای لکه گیری های سطحی مناسب نیستند، لیکن نتایج بسیار خوبی برای ترمیم حفره های کوچک و خیلی عمیق و همچنین اصلاح نواحی کرمو و سوراخهای ناشی از بولت های قالب ها دارد. مصالح ترمیم باید در ضخامتی معادل ٢۵ میلیمتر ریخته شده و با کوبیدن بطور مناسبی متراکم شوند. در این مورد باید توجه داشت که از تخماق های با سر زبر جهت کوبیدن مصالح استفاده شود. در غیر اینصورت، سطح مصالح بواسطه تماس با تخماق صیقلی، صاف شده و پیوستگی لازم را با لایه بعدی تامین نخواهند کرد. کوبه های مورد استفاده در ترمیم سوراخ بولت قالب بندی، بهتر است از تخماق های با برجستگی میله های چوبی به جای میله های فلزی استفاده نمود . در صورتیکه اکریلیک ها چسباننده به مقدار جزئی و در حدود ٢٠ الی ٢۵ درصد آب مخلوط به ملات سفت اضافه شوند، در بهبود کارآیی مخلوط بدون اثرمنفی پررنگ، مؤثر خواهند بود. عمل آوری محل ترمیم، با استفاده از پوشاندن ناحیه مصالح شده با مشمع و یا گونی مرطوب و یا بصورت اعمال یک غشاء محافظ، صورت می گیرد. استفاده از اپوکسی باید با مطالعات بیشتری توأم باشد، چرا که تغییر رنگ نواحی اصلاح شده با بهره گیری از اپوکسی، بعد از هوادیدگی و نوردیدگی ناحیه مورد نظر، مشاهده شده است.

اجرای دستی ملات

ملات هایی که بطور دستی اجرا می شوند، می توانند در محل مخلوط شوند و عموماً مخلوطی از سیمان پرتلند با ماسه، و یا مخلوط های آماده کارخانه ای، و یا ملات های اصلاح شده با پلیمر می باشند . استفاده از این مصالح در مرمت نواحی معیوب با آرماتورهای نمایان و یا بریده شده، که تراکم مصالح را در پشت آرماتورها دچار مشکل می کنند، مناسب نیست. سطح ترمیمی باید تمیز و خشن باشد تا پیوستگی لازم برای اعمال ملات فراهم گردد، عمل آوری ملات در این روش بسیار مهم است و باید در مورد سطوح بزرگ بعد از تکمیل یک ناحیه و در سطوح کوچک بلافاصله پس از لکه گیری انجام گیرد. در این مورد استفاده از غشاء های عمل آوری، بازده خوبی دارد. در زمانبندی مراحل عمل آوری باید دقت نمود تا لایه های مورد استفاده بر روی قسمت های تکمیل نشده کار، کشیده نشوند.

مرمت نواحی پکیده

مشکل عمده در درزهای انقباضی و اجرایی درساختمان های صنعتی، پکیدن یا لب پرشدن لبه های درز در مسیر حرکت لیفت تراک هاست. این نواحی به مرور زمان تحت بارهای وارده، تمایل به تعریض و تعمیق دارند، به گونه ای که میزان خرده سنگ و نخاله های بتن که قلوه کن شده و به داخل ناحیه پکیده می ریزند، در دماهای پایین و به واسطه عریض شدن درزها، بیشتر می گردند . فرورفتگی این عارضه ممکن است بقدری عمیق شود که موجب دست انداز در مسیر حرکت لیفت تراک شده و منجر به فروریزی بسته های مورد حمل و نقل ( پالت ها ) گردد. این مشکل می تواند از طریق ایجاد شیاری در روی درز به عمق ٢۵ میلیمتر و پر کردن آن با اپوکسی با مدول الاستیسیته کم، هم سطح با نواحی مجاور درز مرتفع گردد. پکیدن بتن ممکن است در اثر دوران و رو زدن نوارهای آب بند لاستیکی در خلال عملیات پرداخت بتن نیز اتفاق بیفتد. در این حالت پوشش بتنی موجود در روی درز ممکن از سایر قسمت ها لق شده و جدا گردد. اندازه و موقعیت ناحیه پکیده شده بتن، روش مرمت را مشخص می نماید. سطوح کوچکی که بر اثر ضربه سقوط آزاد اجسام صدمه دیده اند، قبل از مرمت باید تمیز شده و سطح آن ها مرطوب گردد. ترمیم ناحیه آسیب دیده با ملاتی شامل یک سهم سیمان پرتلند و حدود ٢ الی ٣ سهم ماسه تمیز انجام می گیرد. آب مورد استفاده باید شامل ٢۵ تا ٣٠ چسب اکریلیک باشد که مقداری از آن به مخلوط مصالح خشک اضافه می شود تا کارآیی لازم را جهت ریختن دوغاب فراهم کند. استفاده از آب زیاد در این مورد منجر به انقباض وقوع ترک های مویی خواهد شد. عمل آوری ملات با استفاده از غشاء مراقبت و یا پوشاندن آن با ورقه های پلی اتیلن ( مشمع ) و یا رطوبت سطحی انجام می شود. بعد از ۴٨ ساعت عمل آوری، باید اجازه داده شود محل تعمیر خشک گردد. زمان مفید اجرای ملات  تقریباً بین ٢٠ تا ٣٠ دقیقه می باشد و به منظور جلوگیری از محبوس شدن حباب های هوای اضافی در مخلوط، زمان اختلاط به ٢ دقیقه محدود می شود. در صورتیکه درز ایجاد شده حاصل از پکیدن بتن در دو لبه بیش از ٢٠ میلیمتر نباشد، عملیات ترمیم شامل شیارزنی و تمیز کردن شیار از خرده سنگ، مصالح سست و خرد شده و آلودگی ها و سپس پرکردن درز با اپوکسی کم مدول و به طریقه ثقلی است. سطح درزگیر بهتر است مقداری محدب باشد، لیکن می توان سطح آنرا پس از خشک شدن با استفاده از کاغذ سنباده مسطح نمود. در صورتیکه عرض درز آسیب دیده بیش از ٢٠ میلیمتر باشد، برای مرمت بتن ابتدا شیارهایی به فاصله ٢۵ میلیمتر از لبه های پکیده و عمق ٣٠ میلیمتر به موازات درز به کمک فرز ( اره ) ایجاد می گردد و حد فاصل شیارها به کمک قلم چکش به عمق ٣٠ میلیمتر تمیز می گردد. سطوح داخلی و لبه های این کانال کنده شده باید عاری از دانه شل و مقداری خشن باشند. پس از آماده سازی یک تسمه چوبی به ضخامت ٣ میلیمتر بطور قائم در مرکز کانال نصب می شود. وظیفه نوار ایجاد درز جدایی بین مصالح پرکننده تعمیری در دو طرف درز است. سپس درون کانال به آرامی و بصورت ثقلی توسط مخلوطی شامل یک سهم اپوکسی و سه سهم ماسه سیلیسی خشک، پر می شود. پس از سخت شدن این مخلوط، سطح آن با آب شسته شده و با استفاده از کاغذ سنباده مسطح می گردد، که در این حالت سطح فوقاتی نوار جدا ساز نیز ساییده می شود. می توان از تسمه جداساز استفاده نکرد و پس از گرفتن ملات تعمیری، به کمک اره شیاری در امتداد درز ایجاد نمود. در هر حالت، بطریق مطمئنی باید درز اجرایی یا انقباضی را حفظ نمود چراکه در اثر تغییر شکل های حرارتی، امکان وقوع ترک در سطح ناحیه تعمیر شده و یا جدا شدن ملات تعمیر از لبه ها وجود داشته که این فرآیند موجب تخریب تعمیر می گردد. اگر عامل پکیدگی بتن، انبساط درونی ناشی از وجود چرت یا واکنش های قلیایی سنگدانه ها باشد، در هنگام تعمیر باید مطالعات و آزمایشات بیشتری انجام شود و در این حالت فقط پر کردن محل پکیدگی درمان قطعی نخواهد بود. به منظور جلوگیری از واکنش های مخرب بیشتر سنگدانه های باقیمانده باید کاملاً از محل پکیدگی تمیز گردند. باقی عملیات مشابه حالت های قبلی است. در ضمن مشاهدات و بررسی های بیشتر جهت اطمینان از هماهنگی رنگ ناحیه مرمت شده با سایر نواحی باید صورت گیرد.

عملکرد برخی از مصالح تعمیری در مرمت سازه های بتنی

عملکرد مواد و مصالح تعمیری در سازه های بتنی و بتنی مسلح به عوامل گوناگونی بستگی دارد. از مهمترین این عوامل شرایط محیطی که سازه در آن قرارداد و بارهای وارده بر سازه را می توان نام برد. همچنین عملکرد مواد و مصالح در شرایط محیطی مشابه در انتخاب نوع مواد بسیار موثر است. به هرحال با انتخاب مصالح مناسب تعمیری در صورتیکه آماده سازی بتن بستر و شیوه اجرای تعمیر بطور مناسب صورت نپذیرد، تعمیر موفقی حاصل نخواهد شد. کارهای تعمیراتی بسیاری در سطح جهان و در کشور بر روی سازه های بتنی صورت گرفته است که در مواردی تعمیرات ناموفق نیز گزارش شده است. بررسی عملکرد نامناسب یک سیستم تعمیر نشان داده است که عدم شناخت نوع خرابی و میزان گسترش آن منجر به تعمیری ناموفق گشته است. همچنین عدم اطلاع از عملکرد مواد و مصالح بر پایه سیمانی یا پلیمری و یا تلفیقی از این دو ماده در شرایط محیطی مختلف گاه سبب خرابی مواد و مصالح تعمیری در زمانی نسبتا کوتاه گشته است . کارهای تعمیراتی بر روی سازه های بتنی عمدتا در جنوب کشور و در سواحل و بنادر حاشیه خلیج فارس انجام شده است . این منطقه بعلت قرارگیری در یک محیط دریایی و وجود یونهای کلرید و دما و رطوبت، محیطی بسیار خورنده برای سازه های بتنی مسلح بوده و خوردگی آرماتور و خرابی بتن در ابعاد گسترده ای اتفاق افتاده است. در کار تعمیراتی حوضچه های تصفیه خانه در یکی از بنادر جنوبی کشور که بعلت خوردگی های توام سولفاتی و کلریدی آسیب دیدگی گسترده ای در اغلب دیوارها و کف بوقوع پیوسته بود از بتن سیمان پرتلندی توام با ماده پلیمری SBR (لاتکس استایدین بوتادین) استفاده گردید. کاربرد این ماده در ملات و بتن تعمیراتی ممکن است سبب کاهش جزئی مقاومت و مدول الاستیسیته گردد .لیکن افزایش ظرفیت کرنش کششی و شکل پذیری بتن، کاهش جمع شدگی و به ویژه کاهش قابل ملاحظه نفوذ پذیری در مقابل  نفوذ یونهای مخرب از مزایای کاربرد این ماده بعنوان یک ماده تعمیراتی است. با توجه به نزدیکی خواص مکانیکی این ماده تعمیراتی با خواص بتن بستر و نیز کاهش جمع شدگی و نیز کاهش نفوذ پذیری این بتن عملکرد این ماده در محیط فوق مناسب بوده است. البته برداشت بتن معیوب و آماده سازی آرماتور و بتن بستر و شیوه اجرایی صحیح انتخاب شده این عملکرد را تکمیل نموده است. در کار تعمیراتی گسترده دیگری که در اسکله ها و ساختمان های بندریی در جنوب کشور انجام گردید از مواد تعمیراتی آماده با ماده سیمانی و الیاف استفاده گردید. خواص ملات های آماده شده از این ماده نشان دهنده کیفیت مناسب و خواص مکانیکی و مقاومتی بالای آن داشت. این ماده در کشورهای دیگر نیز در کارهای تعمیراتی مصرف شده و عملکرد قابل قبولی را نشان داده بود. در این کار تعمیراتی ارزیابی وضعیت موجود و تشخیص نوع خرابی و گستردگی آن با استفاده از تکنیک های جدید غیر مخرب و نمونه گیری و آزمایش در بار اول تعمیرات با دقت و به میزان لازم صورت نپذیرفت و کار تعمیرات با ماده آماده جدید صورت پذیرفت. چند سال بعد از تعمیر خرابی ها مجددا بصورت ورآمدگی بتن و ترک و ادامه خوردگی در آرماتور بوقوع پیوست، هر چند که عیب عمده ای در خود ملات تعمیراتی مشاهده نگردید. بررسی های بعدی نشان داد که وجود یون های کلرید بیش از حد مجاز حتی تا پشت آرماتورهای اصلی و نیز بروز پدیده کربناتاسیون و وجود رطوبت ادامه فعالیت خوردگی را بهمراه داشته و عدم برداشت بتن نامناسب و دارای املاح بالا خرابی های بعدی را بدنبال داشته است. بررسی های بعدی نیز نشان داد که اختلاف فاحش خواص مکانیکی ماده تعمیراتی با بتن بستر و عدم انجام عمل آوری مناسب بویژه در روزهای اولیه و بعضا جمع شدگی بیش از حد، مواردی از جدایی دو لایه را نیز به همراه داشته است . در کار تعمیراتی دیگری که کف و دیوارها و پایه های اسکله های مجتمع بندری در جنوب کشور بعلت خوردگی و خرابی شدید مورد تعمیر و مرمت قرار گرفت از سیمان پرتلند مخلوط با دوده سیلیس و فوق روان کننده استفاده گردید. آزمایشهای قبلی بر روی این نوع مواد و مصالح نشان می دهد که در صورت کنترل جمع شدگی در این ملات یا بتن با کاهش مصرف آب می توان به خواص لازم مکانیکی و نفوذ ناپذیری قابل قبول دست یافت. البته عمل آوری مناسب و نیز آماده سازی قبلی از ارکان اصلی موفقیت در این تعمیر است که در مواردی که ضعف هایی از این نقطه نظر در عمل مشاهده گردد خرابی در همان نواحی مجددا بروز خواهد نمود. کارهای تحقیقاتی و میدانی که در آزمایشگاه و در محل برای بررسی عملکرد مواد و مصالح تعمیراتی با پایه های سیمان پرتلندی بهمراه پوزولانهای مصنوعی و نیز سیمان پرتلند پلیمری صورت پذیرفت به نتایج زیر منجر گردید. می تواند پیوستگی مناسبی SBR استفاده از ملاتهای خشک آماده و مطابق استاندارد و نیز کاربرد بین بتن قدیم و جدید ایجاد نماید. جمع شدگی در بتن های با پایه سیمانی که شکل عمده این مواد است می تواند کنترل گردد و همچنین می توان با کاربرد پلیمر کاهش قابل ملاحظه ای در این پدیده بوجود آورد. کاربرد هر دو سیستم می تواند در کاهش نفوذپذیری یون های مخرب موثر باشد بشرط آن که مساله عمل آوری با دقت لازم صورت پذیرد.

ترمیم بتن های کرمو

هنگامی که سطح بتن ظاهری خشن، حفره دار و پوسته پوسته پیدا می‌کند، به این پدیده کرمو شدن بتن می‌گویند. برای رفع این مشکل باید عملیات ترمیم بتن های کرمو انجام شود که اغلب پس از تخریب بتن کرمو از ملات ریزی مجدد استفاده می‌شود. همچنین برای چسبیدن بهتر ملات به سطح تخریب شده، از واترجت صنعتی استفاده می‌شود.

عوامل ایجاد بتن کرمو

کرمو شدگی بتن در سازه‌های بتنی زیادی مشاهده می‌شود. دلیل به وجود آمدن کرمو شدگی و حفره‌ها را می‌توان علل زیر دانست:

  • بتن ‌سفت یا بی استفاده
  • ارتعاش بیش از اندازه
  • استفاده از آب زیاد
  • شیوه بتن‌ریزی نامناسب
  • کامل پر نشدن ملات‌بتن در قالب
  • نسبت آب به سیمان به طور معمول بین 4/0 تا 6/0 است. استفاده از آب بیشتر موجب افزایش کارایی ‌بتن می‌گردد. از طرفی موجب می‌شود هنگام استفاده از ویبراتور، مشکلاتی به وجود بیاید.
  • خارج شدن گروت یا دوغاب از حفره‌های ریز یا حفره‌های پایین قالب
  • آب اضافه همچنین موجب می‌شود تخته‌های قالب متورم شده و ابعاد و مساحت مقاطع تغییر نماید.

ترمیم بتن های کرمو در ساختمان‌ها

با مشاهده نشانه‌های کرمو شدن لازم است در اسرع وقت نسبت به ترمیم آن اقدام نمود. فرایند ترمیم بتن های کرمو به شرح زیر می‌باشد:

۱) ابتدا ذرات و سنگدانه های سست شده باید برداشته شود. این کار باید به گونه ای انجام شود که فشار زیادی به بتن وارد نشود. برای این کار می‌توان از واترجت صنعتی‌، چکش برقی یا برس سیمی استفاده نمود.

۲) سطح حاصل، باید به طور کامل تمیز شود. برای برداشتن سنگدانه‌های ریز از برس سیمی استفاده کرد. در نهایت لازم است سطح شسته شود.

با استفاده از واترجت صنعتی در مرحله تخریب بتن، نیازی به اجرای مرحله دوم نیست.

۳) اجازه دهید سطح خشک شود. سپس از چسب بتن استفاده گردد.

استفاده از واترجت صنعتی در مرحله اول، سطح را به گونه‌ای آماده می‌کند که گروت به خوبی با سطح تخریب شده پیوند برقرار می‌کند و نیازی به چسب نخواهد بود.

۴)‌ با آماده کردن گروت یا با قالب گذاری، عملیات بتن‌ریزی انجام می‌گردد.

۵) قالب‌ها بعد از ۱۲ ساعت برداشته می‌شوند تا عملیات کیورینگ انجام شود.

با توجه به مساحت و هندسه محل کرمو شده می توان از روش های ترمیمی دیگری از قبیل شات کریت و ماله زدن و همچنین در این امر می توان از تکنیک های ترمیم در بتن های اکسپوز و نما نیز استفاده کرد.

تخریب بتن های کرمو و ترمیم آن

برای تخریب بتن لازم است ابتدا محدوده‌ای که تمام ناحیه مشکل دار را پوشش دهد و دارای شکل هندسی منظمی باشد انتخاب کرده و با ابزارهای تخریب بتن، تا زیر میلگردها جدا شود. همانطور که بیان شد، استفاده از واترجت صنعتی می‌تواند با سرعت بیشتر و کیفیت بهتری کندن بتن و تمیز کاری سطوح را انجام دهد. همچنین واترجت صنعتی میکرو ترک در سازه ایجاد نمی‌کند. از آنجایی که بتن کرمو می‌تواند دارای مشکل در کل ملات‌ بتن بوده باشد، توصیه می‌شود از روش‌های ضربه‌ای مثل چکش برقی یا پیکور استفاده نگردد. این ابزارها با ضربه‌هایی که به سازه وارد می‌آوردند موجب ایجاد میکرو ترک و ترک‌های عمیق در داخل بتون می‌شوند. اگر پیوند بین سنگدانه‌ها به خوبی برقرار نشده باشد که می‌تواند ناشی از کم یا زیاد بودن آب ملات باشد این ترک‌ها عمیق‌تر شده و بیشتر در سازه پخش می‌شوند.

برای تخریب بتن های کرمو با استفاده از واترجت فشار قوی نیازی به آماده کردن سطح نیست. واترجت تا ۲۵۰۰ بار با استفاده از نازل Hy Jet فالش یا نازل‌های تخصصی دیگر موجود، می‌تواند به راحتی کندن بتن را انجام دهد. با توجه به نیروی لگد آب که در فشار ۲۵۰۰ بار مقدار کمی نیست، لازم است یک نفر نیروی ماهر و آموزش دیده با این دستگاه کار کند. شرکت‌های تولیده کننده واترجت صنعتی فوق فشار قوی به منظور افزایش سرعت انجام پروژه‌ها و نیز سهولت انجام کارها، ربات‌های خودکار و نیمه خودکار نیز تولید کرده اند. اگر حجم کار تخریب بتن زیاد باشد، عمدتا از این ربات‌ها نیز استفاده می شود.

نازل با فاصله‌ای از سطح که بتواند بیشترین قدرت تخریب را داشته باشد قرار می‌گیرد. آب فشار قوی با نفوذ در خلل و فرج بِتن و ایجاد فشار از زیر تکه‌های کوچک، موجب کندن ماتریس بتن و سنگدانه‌ها می‌شود. واترجت همچنین می‌تواند سطح میلگردها را زنگ زدایی، تمیز و آماده بتن‌ریزی مجدد نماید. سطح باقی مانده، سطحی تمیز و دانه دانه بوده و سنگدانه‌ها سالم و بدون آسیب نمایان خواهند بود.

بعد از تخریب بخش‌های مورد نظر، با توجه به هندسه و دسترسی ناحیه، یکی از روش‌های مختلف ترمیم بتن پیاده‌سازی می‌شود. برخی از این روش ها به شرح زیر می باشند:

روش ماله زدن

اگر عمق ترمیمی کم باشد می توان با استفاده از ماله ، ملات جدید را به سطح اضافه نمود. این روش به شرط آنکه تخریب بتن تا زیر میلگردها انجام نشده باشد قابل استفاده می‌باشد.

روش پک خشک

این روش برای فضاهای محدود استفاده می‌شود. ابتدا مواد ترمیمی به شکل یکنواخت با هم مخلوط شده و هنگامی که حالت پلاستیکی منسجمی به خود گرفتند در فضای مشخص شده قرار می‌گیرد.

روش قالب گیری و ریختن مواد

بهترین روش برای کاربردهایی است که بتن‌ریزی به فرم خاصی باید انجام شود. ابتدا اطراف منطقه‌ای که تخریب بتن انجام گرفته قالب گذاشته شده و سپس ملات جدید در آن ریخته می‌شود. این روش برای ستون‌ها و دیوارها نیز مناسب می‌باشد.

این روش خود به شیوه‌های متفاوتی انجام می‌گیرد که با توجه به سطح دسترسی و موقعیت فضای کاری قابل تعریف است.

روش بتن‌ریزی با سنگدانه‌های پیش آکنده

در این روش ابتدا فضای مورد نظر بسته شده و سنگدانه‌ها داخل آن ریخته می‌شود. سپس با یک پمپ، گروت یا ملات به داخل فضای بسته شده تزریق می‌گردد. این روش از سال ۱۹۳۷ در امریکا ابداع شد.

روش شاتکریت

در این روش که به دو صورت تر و خشک انجام می‌شود، بتن یا گروت با فشار و سرعت بالا بر روی یک سطح پاشیده می‌شود.

ترمیم بتن کرمو شده با استفاده از نوارهای FRP

مواد مرکب پلیمری، نوع مصنوعی مواد کامپوزیت است . این مواد از دو بخش الیاف FRP (فیبر) که نقش بار ماده مرکب را برعهده دارد و قطرآنها بین 1 تا 21 میکرون و همچنین رزین که نقش نگهداری الیاف در کنار هم ایفا می کند تشکیل یافته است. دلیل اصلی استفاده از الیاف FRP برای ترمیم و مقاوم سازی سازه ها،می توان از یک سو به مواردی چون سرعت بالای اجرا و همچنین عدم وجود تغییرات معماری در ساختمان و از سوی دیگر به امکان تحقق کنترل کیفیت بالا و وجود مبانی روشن فنی جهت طراحی و اجرای آنها نسبت داد. FRP یک کامپوزیت پلیمر تقویت شده با الیاف بوده و معمولا الیاف در انواع شیشه، کربن و آرامید (GFRP، CFRP و AFRP) در آن مورد استفاده می گیرد. سیستم های تقویت FRP جهت کاربردهایی مانند (1) افزایش مقاومت فشاری ستونها (از طریق ایجاد محصورشدگی ناشی از دور پیچ)، (2) افزایش مقاومت برشی المانهای خطی (تیرها و ستونها) و یا المانهای صفحه ای (مانند دیوارها) ، (3) افزایش مقاومت خمشی (بویژه در خصوص تیرها) و (4) ترمیم و بازسازی اجزای مختلف ساختمان (قسمت های کرمو شده و آسیب دیده)در صنعت مقاوم سازی ساختمان مرسوم است. میزان و نحوه استفاده از سیستمهای مقاوم سازی با استفاده از FRP، تابع نیروهای وارده بر المان (بویژه در خصوص دورپیچ FRP در ستونها)، شرایط المان سازه ای، ابعاد و اندازه ها، مقاومت مصالح، میزان میلگرد مقطع بتنی و هر عامل تعیین کننده مقاومت عضو بتن مسلح بوده و باید در یک روند محاسباتی استاندارد استخراج و طراحی گردد. عمق تخریب بتن آسیب دیده بستگی به عمق بتن پوک و کرمو دارد که در بعضی از قسمتها به 7 تا 8 سانتی متر نیز می­رسد. در صورت عدم تخریب بتن در این نواحی، امکان لایه لایه شدن بتن جدید و قدیم در زمان بارگذاری بوجود می­ آید. تخریب بتن به عمق نیم تا یک سانتی‌متر بیشتر از عمق بتن پوک باعث ایجاد زبری و دندانه شدن سطح بتن قدیم می­گردد که از مهم‌ترین عوامل جهت افزایش چسبندگی بتن قدیم و جدید و همچنین افزایش قابلیت انتقال برش در سطح تماس می‌باشد. در صورتی که عمق تعمیر زیاد باشد، وجود برش‌گیر برای افزایش مقاومت برشی در سطح تماس بتن قدیم و جدید و جلوگیری از ترک خوردگی بتن جدید لازم می­باشد. اجزاي رزین باید درشرایط دمائی مناسب وبه مدت کافی به وسیله همزن برقی مخلوط شوند تا مخلوط یکنواخت ویک رنگ به دست آید. درهرمرحله ازاختلاط مواد رزین، باید حجم مناسب وبه میزان لازم تهیه شود تا بتوان درمدت زمان اجرا، قبل از انعقاد آنها ازمخلوط به طور کامل استفاده نمود.

عملیات ترمیم بتن

ترمیم کننده بتن

بتن یک ماده مقاوم است که دارای استحکام و دوام بالایی است. با این وجود، عوامل مختلفی می‌توانند بر روی بتن تاثیر گذاشته و موجب تخریب بتن شوند. ایجاد خرابی در سازه‌های بتنی ، استحکام آن را کاهش می‌دهد. برای جلوگیری از این رخداد باید به تعمیر و ترمیم بتن بپردازیم.

انواع سازه‌های بتنی بنا به مشکلات بهره برداری ، شرایط محیطی و اشکلات ساخت نیازمند ترمیم و بازسازی می‌باشند. امروزه روش‌های استاندارد متنوعی برای ترمیم و بازسازی سازه‌های بتنی وجود دارد که هر یک دارای مزایا ، معایب و مجدودیت‌هایی می‌باشند. به کارگیری هر یک از این روش‌های ترمیم و بازسازی نیازمند شناخت دقیق پتانسیل هر یک از این روش‌های ، معایب آنها ، علت ایجاد عیب و تخریب ، ابعاد ، اکسپوز یا غیر اکسپوز بودن ، شرایط بهره برداری ، محدودیت‌های اقتصادی و زمانی ، محدودیت‌های اجرایی ، توقعات از عملیات می‌باشد.

انواع عیوب سازه‌های بتنی را می توان به عیوب و تخریب سازه‌های سازه ای و غیر سازه‌ای تقسیم بندی کرد. عیوب و تخریب‌های سازه‌ای به مشکلاتی اطلاق می‌شود که بر ظرفیت باربری سازه تاثیر داشته و باعث اختلال در باربری سازه می‌گردد. این تعمیرات و ترمیم‌ها باید به نحوی باشد که بتواند بخشی از بار وارده به خود و سازه را بدون مشکل تحمل نماید.

از جمله منشا و عوامل تخریب بتن می توان به این موارد اشاره کرد : خوردگی میلگردها ، سولفات شدن ، کربناتاسیون ، فرآیند ذوب و یخ ، تبلور نمک ، تماس اسیدی ، حوادث طبیعی مانند زلزله و آتش سوزی ، واکنش قلیایی سنگ دانه‌ها ، سایش و پدیده کاویتاسیون ، مشکلات اجرایی و عمل آوری و …

در ترمیم و تعمیر بتن و تعمیرات غیر سازه‌ای ، عملیات انجامی باربر نبوده و صرفا به منظور زیباسازی ، جلوگیری از معضلات بهره برداری مانند نشت آب ، حفظ دوام دارای اهمیت می باشد.

از جمله انواع روش‌های تعمیرات و ترمیم سازه‌های بتنی می توان به : قالب بندی و بتن ریزی با بتن حاوی افزودنی های بتن ، بتن پیش آکنده ، بتن پاشی یا شاتکریت ، ترمیم دستی ، تزریق رزین اپوکسی و پلی یورتان ، بتن اصلاح شده با پلیمر و چسب اپوکسی یا لاتکس ، بتن های پلیمری و … اشاره کرد.

مواد ترمیم کننده بتن در انواع مختلفی وجود دارد. برخی از انواع مواد ترمیم کننده بتن شامل ملات هایی هستند که به آنها ترمیم کننده پایه پلیمری بتن با گرانروی بالا گفته می شود.  این ملات‌ها گاها به صورت آماده وجود دارند و برای انجام تعمیرات در ابعاد کوچک و خاص بسیار کاربردی و قابل اجرا می‌باشند. انواع آماده این نوع ترمیم کننده بتن شامل موارد زیر می‌باشند. 

انواع ملات های آماده ترمیم کننده بتن

انواع ملات‌های ترمیم‌ کننده بتن به دسته های زیر تقسیم بندی می‌شوند:

  • ملات‌های پایه سیمانی که با الیاف و پلیمر اصلاح شده‌اند.
  • انواع ملات پلیمری
  • ملات‌های نیمه پلیمری
  • چسب‌ اپوکسی
  • رزین‌های تزریقی
  • چسب لاتکس

لازم به ذکر است که هر یک از انواع ترمیم کننده بتن که در بالا نام برده شد ، دارای خصوصیات و ویژگی‌های منحصر به فردی هستند که موجب می شود تا بتوان از آنها برای سازه‌های بتنی با شرایط خاص استفاده کرد. استفاده از این مواد برای ترمیم انواع بتن و سازه های بتنی به عوامل مختلفی نظیر ضخامت ترمیم ، ابعاد منطقه آسیب دیده ، میزان مقاومت شیمیایی مورد نظر ، مقدار بار وارده به منطقه مورد ترمیم و نوع منطقه مورد ترمیم در بتن و غیره اشاره کرد.

مواد ترمیم کننده بتن

1-ترمیم سازه های بتنی ، ترمیم ستون های بتنی

عمده مشکلات موجود در ستون‌های بتنی را می توان به دو نوع سازه‌ای و غیر سازه‌ای تقسیم کرد.

مشکلات سازه‌ای ستون : ترک‌های با عرض و عمق زیاد بر اثر حوادث ، خوردگی و … ، شکستی بتن با ابعاد زیاد –درزهای اجرایی به علت قطع بتن ، کپ موجود در اتصال بتن ستون به تیر یا دال و…

مشکلات غیر سازه‌ای ستون : کرمو بودن و تخلخل در بتن ، شکستگی کم عمق ، ترک‌های سطحی

ترمیم دیوار بتنی

روش های ترمیم ستون های بتنی

  • ترمیم ترک‌های ستون ها با استفاده از تزریق رزین اپوکسی
  • ترمیم با استفاده از چسب اپوکسی و ملات پایه سیمانی اصلاح شده با پلیمر در شکستی و خوردگی ستون‌ها
  • ترمیم با استفاده از چسب اپوکسی اتصال قدیم به جدید و ملات منبسط شونده در کپ‌های اتصال
  • ترمیم سطحی و دوامی با استفاده از ملات ترمیم کننده پایه سیمانی اصلاح شده با پلیمر
  • پوشش ترک های سطحی با پوشش های محافظتی الاستومری به منظور حفظ دوام
  • استفاده از الیاف های CFRP به صورت ترکیبی با سایر روش ها با توجه به حجم آسیب
  • ترمیم با استفاده از دوخت سازه به وسله تزریق رزین و کاشت میلگرد

19-روش-مقاوم-سازی-مقاوم سازی افزیر

2-ترمیم سازه های بتنی ، ترمیم دیوار های بتنی

عمده مشکلات موجود در دیوار های بتنی را می توان به دو نوع سازه ای و غیر سازه ای تقسیم کرد.

مشکلات سازه ای دیوارهای بتنی : ترک های با عرض و عمق زیاد بر اثر حوادثی چون زلزله و آتش سوزی ، خوردگی و … – شکستی بتن با ابعاد زیاد –درزهای اجرایی به علت قطع بتن – کپ موجود در اتصال بتن دیوار به تیر یا دال و…

مشکلات غیر سازه ای دیوارهای بتنی : کرمو بودن و تخلخل در بتن ، شکستگی کم عمق ، ترک های سطحی

3-ترمیم سازه های بتنی ، ترمیم  سقف ،تیر و پل های بتنی

عمده مشکلات موجود در سقف ، تیر و پل های بتنی می توان به دو نوع سازه ای و غیر سازه های تقسیم کرد.

مشکلات سازه ای سقف ، تیر و پل های بتنی : وجود گرده ماهی ناشی از مشکلات اجرایی ، ترک‌های عریض و عمق زیاد ، خوردگی ، ضعف در اتصالات و نشیمن تیر به ستون ، تیرچه به تیر و … ، شکستی بتن به علت ضربه ، زلزله یا خوردگی

مشکلات غیر سازه ای سقف ، تیر و پل های بتنی : ناصاف بودن و لبه داشتن قالب در بتن‌های اکسپوز ، کرمو بودن و تخلخل در بتن ، شکستگی کم عمق ، ترک های سطحی و …

4-ترمیم سازه های بتنی ، ترمیم فونداسیون های رادیه ( گسترده ) و نواری  بتنی

عمده مشکلات موجود فونداسیون های رادیه ( گسترده ) و نواری  بتنی را می توان به دو نوع سازه ای و غیر سازه های تقسیم کرد.

مشکلات سازه ای سقف ، تیر و پل های بتنی :  انواع ترک‌ها ، خوردگی و شکستی بتن

مشکلات غیر سازه ای سقف ، تیر و پل های بتنی : کرمو شدگی و تخلخل ، ترک های سطحی که می توانند برای دوام فونداسیون با توجه به مدفون بودن و تماس با آب و خاک زیاد بار باشد.

روش های ترمیم  فونداسیون های رادیه ( گسترده ) و نواری  بتنی
ترمیم ترک های فونداسیون و پی با استفاده از تزریق رزین اپوکسی
ترمیم با استفاده از چسب اپوکسی و ملات پایه سیمانی اصلاح شده با پلیمر در شکستی و خوردگی میلگرد فونداسیون
ترمیم سطحی و دوامی با استفاده از ملات ترمیم کننده پایه سیمانی اصلاح شده با پلیمر
پوشش ترک های سطحی با پوشش های محافظتی الاستومری به منظور حفظ دوام
دوخت ترک با استفاده از تزریق رزین و میلگرد

5-ترمیم سازه های بتنی ، ترمیم کف سازی بتنی و بتن کف کارخانجات ، سوله ها و انبارها بتنی

عمده مشکلات موجود در کف سازی بتنی و بتن کف کارخانجات ، سوله‌ها و انبارها بتنی می توان به دو نوع سازه‌ای و غیر سازه‌ای تقسیم کرد.

مشکلات سازه‌ای : وجود ترک ها و خوردگی

مشکلات غیر سازه‌ای : ناصافی و متخلخل بودن سطح بتن ، عدم تراز سطح بتن  ، سایش و از آسیب سطحی ، شکستی لبه درزها ، شستگی ناشی از ریزش اسید

روش های ترمیم  کف سازی بتنی و بتن کف کارخانجات ، سوله ها و انبارها ی بتنی

  • ترمیم ترک‌های کف سازی بتنی و بتن کف کارخانجات ، سوله‌ها و انبارها بتنی با استفاده از تزریق رزین اپوکسی
  • استفاده از بتن پلیمری در ترمیم شکستی بتن ها
  • استفاده از ملات خود تراز شونده برای لول کردن سطح
  • استفاده از کف پوش‌های صنعتی برای جلوگیری و ترمیم سایش
  • اجرای پوشش های آب بند به منظور جلوگیری از خوردگی و نخریب سطحی
  • استفاده از پوشش های با ملات شیمیایی بالا

مراحل ترمیم و تعمیر بتن به کمک مواد ترمیم کننده بتن

الف) مراحل اجرای ترمیم ترک ها به روش تزریق رزین اپوکسی

  • پاکسازی درون ترک با استفاده از فشار هوا و یا آب
  • خشک کردن درون ترک در صورت شستشو با آب
  • سوراخ کاری محل نصب پکر ها با فواصل معین و عمق لازم به وسط ترک به صورت مورب با زاویه 45 درجه
  • بتونه کاری سطح ترک برای جلوگیری از فرار رزین تحت تزریق
  • آماده سازی رزین و تزریق آن به درون ترک از پایین به بالا
  • خارج کردن پکر ، تمیزکاری سطح بتن

ب) مراحل اجرای ترمیم بتن های کرمو و سطحی

  • حذف بتن‌های ضعیف
  • مربوط کردن سطح کار
  • اختلاط ملات ترمیم ریز دانه اصلاح شده با پلیمر ( یا ملات ترمیمی اپوکسی ) و اجرای آن بر روی سطح
  • کیورینگ سطح تا سه روز برای ملات‌های پایه سیمانی
  • در صورتی که بتن اکسپوز باشد ساب سطح بتنی هم باید انجام شود.

«توجه : در صورتیکه بتن اکسپوز و نما باشد باید از ملات با حداکثر مطابقت رنگ برای ترمیم استفاده نمود.»

ج) مراحل اجرای بتن طبله شده ، شکسته با تخریب حجیم و عمق زیاد ( بیش از پنج میلیمتر )

  • تخریب بتن‌های ضعیف تا عمق حصول بتن سالم ، با پلان هندسی ، عمق یکنواخت و زوایای قائم
  • زنگ زادیی و تقویت میلگرد ها در صورت خوردگی
  • اعمال لایه پیوند زا از چسب لاتکس یا چسب اپوکسی بسته به سازه ای بودن یا غیر سازه ای بودن
  • اجرای هر یک از ملات ترمیم کننده بسته به شرایط بهره برداری ، محدودیت مقاومتی و زمانی و شرایط اجرا
  • کیورینگ و عمل آوری بسته به نوع ملات اجرا