آیین نامه تعمیر و ترمیم بتن

ترمیم و تعمیر سازه‌های بتنی بخشی اجتناب ناپذیر از نگهداری سازه‌های بتنی به شمار می آید. تعمیر و ترمیم سازه‌های بتنی به علل مختلفی همچون مشکلات اجرایی و شرایط محیطی از جمله: خوردگی میلگردها، سایش، سولفاته شدن، فرآیند ذوب و یخ، تبلور نمک، واکنش قلیایی سنگدانه ها، عملکرد میکروبی، آتش سوزی، زلزله، خوردگی اسیدی و .. برای حفظ دوام بهره برداری از سازه ها مورد نیاز است. به همین منظور آیین‌نامه تعمیر و ترمیم بتن مطابق با ACI 546-R 04 تدوین شده است که سرفصل‌های به شرح زیر است:

فصل 1: مقدمه
1.1 – نحوه استفاده از این آیین نامه
1.2 – تعاریف
1.3 – روش شناسی تعمیر
1.4 –الزامات طراحی
1.5 – چارچوب و سازماندهی

فصل 2: زدودن بتن، تکنیک‌های آماده سازی و تعمیر
2.1 – مقدمه و ملاحظات عمومی
2.2 – زدودن بتن
2.3- آماده سازی سطح
2.4 – تعمیر میلگرد
2.5 – روش و مواد انکراژ
2.6 – انتخاب مواد برای روش‌های محتلف تعمیر
2.7 – روش‌های چسباندن

فصل 3: مواد تعمیری
3.1 – مقدمه
3.2 – مواد سیمانی
3.3 – مواد پلیمری
3.4 – مواد چسباننده
3.5 – پوشش روی میلگرد
3.6 – میلگرد
3.7 – انتخاب مواد

فصل 4: سیستم‌های حفاظتی
4.1 – مقدمه و عوامل انتخاب
4.2 – الزامات آماده سازی سطح و مقررات نصب
4.3 – مشکلات متداول انتخاب
4.4 – مفاهیم سیستم‌ها
4.5 – ترمیم های سطح
4.6 – درربندها
4.7 – حفاظت کاتدی
4.8 – استخراج کلر
4.9 – قلیایی شدن مجدد

فصل 5: تکنیک‌های تقویت سازه
5.1 – کلیات
5.2 – ترمیم سازه داخلی ( بازیابی قدرت اولیه اجزاء)
5.3 – تقویت داخلی
5.4 – تقویت خارجی
5.6 – پس تنیدگی خارجی
5.6 – پوشش‌ها و حلقه‌ها
5.7 – اجزاء تکمیلی
5.8 – تعمیر ستون‌های بتنی
5.9 – پارامترهای تعمیر ستون

فصل 6:مراجع

فصل 1: مقدمه

1.1 – نحوه استفاده از این راهنما:
هدف از این راهنما آن است که انتخاب و کاربرد مواد و روش‌های ترمیم، حفاظت و تقویت سازه های بتنی را تعیین نماید. این راهنما تجربیات تعمیر بتن تا زمان حال را خلاصه می کند و تلاش دارد اطلاعات کافی برای برنامه ریزی اولیه ی تعمیر، انتخاب مواد مناسب و روش کار در شرایط خاص را فراهم آورد.

1.2 – تعاریف:
خوردگی – تخریب فلز توسط مواد شیمیایی یا واکنش های الکتروشیمیایی و الکترولیتی با محیط اطراف را خوردگی می‌نامند.
عایق سازی رطوبتی – آماده سازی بتن یا ملات برای کندکردن عبور یا جذب آب یا بخار آب را می گویند. این عمل با استفاده از افزودنی های مناسب یا کشیدن لایه هایی مانند ورقه های پلی اتیلنی انجام می شود.
گودبرداری – مراحل زدودن بتن تخریب شده یا سالم و یا هردو
تعمیر غیر ساختاری – تعمیر به صورت موضعی بدون قصد تاثیر بر توان اجزاء سازه ای
حفاظت – دور نگهداشتن بتن از عوامل محیطی و سایر آسیب ها، به منظور افزایش عمر مفید سازه
تعمیر – اصلاح یا جایگزین کردن اجزاء تخریب شده سازه
سیستم‌های تعمیری – ترکیب مواد و تکنیک‌های مورد استفاده در تعمیر سازه
تقویت کردن – فرآیند بازیابی توان اجزاء آسیب دیده ی سازه ای بتن، به حالت اولیه، یا افزایش قدرت سازه ای بتن
تعمیر ساختاری – تعمیری که توان ساختاری یک جزء را بازیابی یا تقویت می‌کند.
آماده سازی سطح – مراحل انجام شده بعد از زدودن بتن تخریب شده، شامل آماده سازی سطح در ناحیه چسباندن و پاک کردن میلگرد
آب بند سازی – جلوگیری از عبور آب – در حالت مایع – تحت فشار هیدرواستاتیک

1.3 – روش شناسی تعمیر:
مطالعه علل اساسی تخریب، برای یک ارزیابی و ترمیم موفق الزامی است. اگر علت اساسی تخریب به خوبی فهمیده شود، احتمال بسیار بیشتری وجود دارد که سیستم تعمیری مناسبی انتخاب شود و در پی آن تعمیر موفق انجام شود و عمر بیشتری از تعمیر بدست آید.

1.3.2 – تعیین دلایل تخریب‌ها یا نواقص:
بعد ازاینکه ارزیابی شرایط سازه پایان یافت، باید مکانیسم تخریب شناخته شود. به دلیل اینکه بسیاری از تخریبها با بیش از یک مکانیسم ایجاد می شوند درک اساسی از دلایل تخریب بتن بسیار مهم است. اهمیت از آن جهت است که برای ما مشخص می کند واقعا” چه بر سر بتن آمده است و چرا؟ تنها پس از اینکه ارزیابی کامل شد می توان راه حل علاج بخش را برنامه ریزی کرد، مواد تعمیری را برگزید و طرح ها و سایر مشخصات را آماه کرد.

1.3.3 – انتخاب مواد و روش تعمیر:
بعد از مشخص کردن دلیل یا دلایل تخریب، مواد و روش‌های مناسب تعمیر را می توان با در نظر گرفتن شرایط زیر انتخاب کرد:

1.3.3.1 – کارشناس تعمیر می تواند تعدیلات یا اصلاحات متناسب را برای از بین بردن دلیل تخریب به کار گیرد. به عنوان مثال تغییر نحوه زهکشی آب، حذف عوامل ایجاد کننده آسیبهای حفره ای، آماده سازی برای حرکات متفاوت و جلوگیری از تماس با مواد زیان آور. لذا کارشناس تعمیر باید با عواملی که دوام بتن را تحت تاثیر قرار می دهند و سبب ایجاد انواع ترکها می شوند آشنایی کامل داشته باشد ( ACI 201.2R ، ACI 222R و ACI 224.1R ). البته در همه موارد امکان اصلاح عوامل ایجاد تخریب وجود ندارد، مثلا” تغییر شرایط آب و هوایی که بتن در معرض آن قرار دارد ممکن نیست.در چنین مواردی باید تلاش کرد تا تاثیرات شرایط را کم کرد.

1.3.3.2 – کارشناس تعمیر باید فارغ از هرگونه اضطراری تصمیم گیری کند، مانند محدودیت دسترسی به سازه، مورد استفاده بودن سازه، هرگونه محدودیتی که توسط مالک سازه اعمال شود نظیر هزینه ها، طول عمر مورد نیاز برای سازه تعمیر شده و تاثیرات آب و هوایی.

1.3.3.3 – باید در نظر داشت مشکلاتی به صورت ذاتی وجود دارد که امکان اصلاح آنها وجود ندارد. نظیر وجود کلراید در آبهای شور و وجود مواد شیمیایی مضر در محیط. در اینگونه موارد عملیات تعمیر و ایجاد سیستم حفاظتی می تواند عمر سازه را افزایش دهد اما عوامل تخریب را حذف نخواهد کرد.

1.3.3.4 – در برخی پروژه ها، مسائلی ایمنی کار ممکن است تاثیر عمده ای روی انتخاب نوع مواد ، روش کار یا هر دو بگذارد. بخارات یا ذرات معلق ناشی از استفاده برخی ممبرانها، درزبندها،پوشش ها و آماده سازی سطوح به روش شن پاشی ممکن است مشکلات عمده ای را بوجود آورند. سر و صدا و ضایعات زیان آور نیز باید در نظر گرفته شوند. الزامات ایمنی کار و محیط توسط سازمان حفاظت از محیط زیست ( EPA ) ، اداره سلامت ( OSHA ) و قوانین محلی مشخص می شوند.

1.3.3.5 – کارشناس تعمیر باید از مزایا و معایب تعمیرات موقت و دائمی مطلع باشد و روش و موادی را انتخاب کند که با عمر مورد نیاز سازه متناسب باشد. گاهی مقرون به صرفه آن است که تنها عوارض و نشانه ها را از بین ببرد به جای آنکه علت اصلی را رفع کند. به عنوان مثال ممکن است شمع کوبی موقت مقرون به صرفه تر باشد.

1.3.3.6 – ایمنی سازه، قبل، در هنگام و بعد از تعمیر باید در نظر گرفته شود. عملیات ترمیم اغلب شامل تخریب بتن و میلگرد است که باعث کاهش مقاومت‌های تنشی، برشی، کششی و یا پایداری سازه می شود. در صورت نیاز باید تحلیلهای سازه ای بر روی بارهای مرده و زنده و تغییر تاثیرات آن ها متناسب با تغییرات دما محاسبه گردد.ممکن است نیاز باشد نواحی ویژه مانند درزها ، اتصالات و غیره برای افزایش مقاومت در برابر بارهای مرده، شمع زنی شوند.

1.3.3.7 – دسترس پذیری مواد و سهولت روشهای تعمیری ، صرفه جویی هزینه ها و امکان پذیری فنی را باید در نظر گرفت. تولیدکنندگان یا تامین کنندگان می توانند درانتخاب مواد تعمیری و روشهای مورد استفاده کمک کنند. هنگام انتخاب مواد تعمیری مناسب باید در نظر داشت اطلاعات و دیتاشیت های ارائه شده توسط تولید کننده کافی نیستند، زیرا ممکن است در شرایط مورد نیاز تست نشده باشند.

1.3.3.8 – کارشناس تعمیر باید تلاش کند میزان وسعت تخریب میلگرد را تعیین کند و اگر نیاز باشد به طور موقت شمع زنی کند. اگر میلگرد به طور جزیی یا کلی خورده شده باشد یا در هنگام تخریب بتن، در محلهای حساسی نظیر ستونها و انتهای تیرها بریده شود، باید در مقاطع المانها توزیع بار تنشی انجام شود.

1.3.3.9 – توانمندی‌های پیمانکاران برای استفاده از مواد تعمیری مشخص شده و انجام موفق روش تعمیر با لحاظ هزینه های اولیه و دراز مدت باید ارزیابی شود. پیمانکاران باید بتوانند تخصص خود را در این نوع فعالیت اثبات کنند.

1.3.4 – تهیه نقشه‌ها و مشخصات فنی :
مرحله بعدی در فرآیند تعمیر، تهیه ویژگیهای پروژه و طرح‌های مورد نیاز و یا هر دو است.