ترک های سازه ای و معایب آن

بسمه تعالی

"ترک های سازه ای و معایب آن"

نگارش:

نیما شیرزاد (89104704)

امیرحسین هاشمی (89103408)

معصومه عسگرپور (89101118)

استاد:علیزاده

عمر مفید سازه های بتن مسلح خصوصاً سازه های دریایی و پلها معمولاً توسط خوردگی آرماتور محدود می شود.خوردگی آرماتور باعث شکل گیری محصولات خوردگی در اطراف آرماتور شده و افزایش حجم این محصولات باعث ایجاد فشار انبساطی در بتن اطراف آرماتور می گردد. این فشار انبساطی موجب ترک خوردگی و پوکیدن پوشش بتنی شده و از بین رفتن پوشش بتنی باعث کاهش مقطع بتن، کاهش مقاومت پیوستگی بتن و آرماتور و همچنین قرار گرفتن آرماتور در معرض عوامل جوی می شود. بنابراین با متلاشی شدن پوشش بتنی، مقاومت پیوستگی به شدت کاهش یافته و خوردگی افزایش می یابد و عملاً عمر مفید سازه پایان می یابد.

همیشه باید تا حدی انتظار ترک خوردگی را در بتن داشت و این مورد در بیشتر مواقع در طراحی سازه و در پارامترهای ضریب ایمنی در نظر گرفته می شود. جزئیات در مشخصات میلگردها باید به دقت کنترل شودتا عرض ترک ها از مقادیر بحرانی تجاوز نکنند. ترک ها تا حدودی مشکل ساز هستند که :

1-از لحاظ زیبایی غیر قابل قبول باشند.

2-سبب خروج سازه از حالت آب بندی شوند.

3-بر دوام سازه اثر بگذارند.

4-از لحاظ سازه ای اهمیت داشته باشند.

به طورکلی، ترک ها در بتن علل زیادی دارند. ترک ها ممکن است فقط ظاهری باشند یا نشانه ای از یک تنش سازه ای مهم و یا فقدان مقاومت و دوام سازه. ترک ها ممکن است وسعت خرابی رانشان دهند یا نشانه حجم بیشتری از مشکلات باشند . اهمیت آنها بستگی به نوع سازه و نوع ترک خوردگی دارد. انواع ترک هایی که برای سازه های ساختمانی قابل قبول می باشند ممکن است برای سازه های دیوار حائل آبی قابل قبول نباشند. تعمیر مناسب ترک ها بستگی به دانستن علت ترک ها و انتخاب مراحل تعمیر متناسب با این علت ها دارد وگرنه ترک ها ممکن است موقت و زودگذر باشند .

ترک ها ممکن است دربتن نرم و خمیری روی دهد و یا در بتن سخت. ترک های بتن نرم به دلیل افت بتن و ترک های ناشی از نشست رخ می دهد و بعد از سخت شدن ترک های جمع شدگی بتن خشک روی می دهد.

در انتخاب روش تعمیر ترک علاوه بر توجه به علت و وسعت ترک برداری، باید به وضعیت فعلی ترک ها هم توجه کرد. در غیر این صورت چه بسا روش تعمیری نامناسب و در نتیجه نامؤثر انتخاب شود. انتخاب روش تعمیر نه تنها از علت و وسعت ترک، بلکه از محل و شرایط محیطی حضور ترک نیز تأثیر می پذیرد. به عنوان مثال رفع معایب در شرایط خشکی– تری ، صنعتی و دریایی به مصالح و روش هایی کاملا متفاوت با آنها نیاز دارد که در تعمیر، زیبایی ظاهری به کار می آیند. همچنین شیوه هایی که متکی بر روش ثقلی هستند اغلب در سطوح افقی موفقیت آمیزند ولی به ندرت در سطوح عمودی کارساز و موفق خواهند بود. باید به امکان وجود رطوبت، آب یا مواد آلوده کننده در درون ترک توجه داشت معمولاً روش های تعمیر ترک باعث ناپدید شدن ترک ها نمی شوند و در جایی که زیبایی اهمیت دارد، ظاهر قابل رؤیت بخش تعمیر شده بایستی ارزیابی شود. استفاده از اندودهای مناسب برای تمام سطح بعد از تمام شدن تعمیر معمولاً ظاهر قابل رؤیت را مناسب خواهد کرد.

از جمله عواملی که موجب خوردگی بتن و فرسودگی و تخریب سازه های بتنی می شود،می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- نفوذ نمکها (INGRESS OF SALTS)

نمکهای ته نشین شده که حاصل تبخیر و یا جریان آبهای دارای املاح می باشند و همچنین نمکهایی که توسط باد در خلل و فرج و ترکها جمع می شوند، هنگام کریستالیزه شدن می توانند فشار مخربی به سازه ها وارد کنند که این عمل علاوه بر تسریع و تشدید زنگ زدگی و خوردگی آرماتورها به واسطه وجود نمکهاست. تر وخشک شدن متناوب نیز می تواند تمرکز نمکها را شدت بخشد زیرا آب دارای املاح، پس از تبخیر، املاح خود را به جا می گذارد.

2- اشتباهات طراحی (SPECIFICATION ERRORS)

به کارگیری استانداردهای نامناسب و مشخصات فنی غلط در رابطه با انتخاب مواد، روشهای اجرایی و عملکرد خود سازه، می تواند به خرابی بتن منجر شود. به عنوان مثال استفاده از استانداردهای اروپایی و آمریکایی جهت اجرای پروژه هایی در مناطق خلیج فارس، جایی که آب و هوا و مواد و مصالح ساختمانی و مهارت افراد متفاوت با همه این عوامل در شمال اروپا و آمریکاست، باعث می شود تا دوام و پایایی سازه های بتنی در مناطق یاد شده کاهش یافته و در بهره برداری از سازه نیز با مسائل بسیار جدی مواجه گردیم.

3- اشتباهات اجرایی (CON STRUCTION ERRORS)

کم کاریها، اشتباهات و نقصهایی که به هنگام اجرای پروژه ها رخ می دهد، ممکن است باعث گردد تا آسیبهایی چون پدیدهء لانه زنبوری، حفره های آب انداختگی، جداشدگی، ترکهای جمع شدگی، فضاهای خالی اضافی یا بتن آلوده شده، به وجود آید که همگی آنها به مشکلات جدی می انجامند.

این گونه نقصها و اشکالات را می توان زاییدهء کارآئی، درجهء فشردگی، سیستم عمل آوری، آب مخلوط آلوده، سنگدانه های آلوده و استفاده غلط از افزودنیها به صورت فردی و یا گروهی دانست.

4- حملات کلریدی (CHLORIDE ATTACK)

وجود کلرید آزاد در بتن می تواند به لایهء حفاظتی غیر فعالی که در اطراف آرماتورها قرار دارد، آسیب وارد نموده و آن را از بین ببرد.

خوردگی کلریدی آرماتورهایی که درون بتن قرار دارند، یک عمل الکتروشیمیایی است که بنا به خاصیتش، جهت انجام این فرآیند، غلظت مورد نیاز یون کلرید، نواحی آندی و کاتدی، وجود الکترولیت و رسیدن اکسیژن به مناطق کاتدی در سل (CELL)خوردگی را فراهم می کند.

گفته می شود که خوردگی کلریدی وقتی حاصل می شود که مقدار کلرید موجود در بتن بیش از 6/0 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن باشد. ولی این مقدار به کیفیت بتن نیز بستگی دارد.

خوردگی آبله رویی حاصل از کلرید می تواند موضعی و عمیق باشد که این عمل در صورت وجود یک سطح بسیار کوچک آندی و یک سطح بسیار وسیع کاتدی به وقوع می پیوندد که خوردگی آن نیز با شدت بسیار صورت می گیرد. از جمله مشخصات (FEATURES ) خوردگی کلریدی، می توان موارد زیر را نام برد:

(الف) هنگامی که کلرید در مراحل میانی ترکیبات (عمل و عکس العمل) شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته ولی در انتها کلرید مصرف نشده باشد.

(ب) هنگامی که تشکیل همزمان اسید هیدروکلریک، درجه PH مناطق خورده شده را پایین بیاورد. وجود کلریدها هم می تواند به علت استفاده از افزودنیهای کلرید باشد و هم می تواند ناشی از نفوذیابی کلرید از هوای اطراف باشد.

فرض بر این است که مقدار نفوذ یونهای کلریدی تابعیت از قانون نفوذ FICK دارد. ولی علاوه بر انتشار (DIFFUSION) به نفوذ (PENETRATION) کلرید احتمال دارد به خاطر مکش موئینه (CAPILLARY SUCTION) نیز انجام پذیرد.

5- حملات سولفاتی (SULPHATE ATTACK)

محلول نمکهای سولفاتی از قبیل سولفاتهای سدیم و منیزیم به دو طریق می توانند بتن را مورد حمله و تخریب قرار دهند. در طریق اول یون سولفات ممکن است آلومینات سیمان را مورد حمله قرار داده و ضمن ترکیب، نمکهای دوتایی از قبیل:THAUMASITE و ETTRINGITEتولید نماید که در آب محلول می باشند. وجود این گونه نمکها در حضور هیدروکسید کلسیم، طبیعت کلوئیدی(COLLOIDAL) داشته که می تواند منبسط شده و با ازدیاد حجم، تخریب بتن را باعث گردد. طریق دومی که محلولهای سولفاتی قادر به آسیب رسانی به بتن هستند عبارتست از: تبدیل هیدروکسید کلسیم به نمکهای محلول در آب مانند گچ (GYPSUM) و میرابلیت MIRABILITE که باعث تجزیه و نرم شدن سطوح بتن می شود و عمل LEACHING یا خلل و فرج دار شدن بتن به واسطه یک مایع حلال، به وقوع می پیوند.

6- حریق (FIRE)

سه عامل اصلی وجود دارد که می توانند مقاومت بتن را در مقابل حرارت بالا تعیین کنند. این عوامل عبارتند از:

(الف) توانایی بتن در مقابله با گرما و همچنین عمل آب بندی، بدون اینکه ترک، ریختگی و نزول مقاومت حاصل گردد.

(ب) رسانایی بتن (CONDUCTIVITY)

(ج) ظرفیت گرمایی بتن(HEAT CAPACITY)

باید توجه داشت دو مکانیزم کاملاً متضاد انبساط (EXPANSION) و جمع شدگی مسؤول خرابی بتن در مقابل حرارت می باشند. در حالی که سیمان خالص به محض قرار گرفتن در مجاورت حرارتهای بالا، انبساط حجم پیدا می کند، بتن در همین شرایط یعنی در معرض حرارتهای (دمای) بالا، تمایل به جمع شدگی و انقباض نشان می دهد. چون حرارت باعث از دست دادن آب بتن می گردد، نهایتاً اینکه مقدار انقباض در نتیجه عمل خشک شدن از مقدار انبساط فراتر رفته و باعث می شود جمع شدگی حاصل شود و به دنبال آن ترک خوردگی و ریختگی بتن به وجود می آید .به علاوه در درجه حرارت 400 درجه سانتی گراد، هیدروکسید کلسیم آزاد بتن که در سیمان پر تلند هیدراته شده موجود است، آب خود را از دست داده و تشکیل اکسید کلسیم می دهد. سپس خنک شدن مجدد و در معرض رطوبت قرار گرفتن باعث می شود، تا از نو عمل هیدراته شدن حاصل شود که این عمل به علت انبساط حجمی موجب بروز تنشهای مخرب می گردد. هچنین انبساط و انقباض نا هماهنگ و متمایز (DIFFERENTIAL EXPANSION AND CONTRACTION)مواد تشکیل دهنده بتن مسلح مانند آرماتور، شن، ماسه و ... می توانند در ازدیاد تنشهای تخریبی نقش مؤثری داشته باشند.

7- عمل یخ زدگی (FROST ACTION)

برای بتنهای خیس، عمل یخ زدگی یک عامل تخریب می باشد، چون آب به هنگام یخ زدن ازدیاد حجم پیدا کرده و باعث تولید تنشهای مخرب درونی شده و لذا بتن ترک می خورد. ترکها و درزهائیی که نتیجه یخ زدگی و ذوب متناوب می باشند، باعث می گردند سطح بتن به صورت پولکی درآمده و بر اثر فرسایش، خرابی عمق بیشتری یابد بنابراین عمل یخ ز دگی بتن و میزان تخریب حاصله، بستگی به درجه تخلخل و نفوذپذیری بتن دارد که این موضوع علاوه بر تأثیر ترکها و درزهاست.

8- نمکهای ذوب یخ (DE-ICING SALTS)

اگر برای ذوب نمودن یخ بتن، از نمکهای ذوب یخ استفاده شود، علاوه بر خرابیهای حاصله از یخ زدگی، ممکن است همین نمکها نیز باعث خرابی سطحی بتن گردند. چون باور آن است که خرابیهای حاصل از نمکهای ذوب یخ، در نتیجه یک عمل فیزیکی به وقوع می پیوندد، غلظت نمکها، موجود بودن آبی که قابلیت یخ زدگی داشته باشد و در کل فشارهای هیدرولیکی و غشایی (OSMOTIC) نقش بسیار مهمی در دامنه و وسعت خرابیها ایفا می کنند.

9- عکس العمل قلیایی سنگدانه ها (ALKALI-AGGREGATE REACTION)

در این قسمت می توان از واکنشهای "قلیایی- سیلیکا" و "قلیایی- کربناتها" نام برد.

عکس العمل قلیایی – سیلیکا(ALKALI-SILICA) عبارتست از: ژلی که از عکس العمل بین هیدروکسید پتاسیم و سیلیکای واکنش پذیر موجود در سنگدانه حاصل می شود. بر اثر جذب آب، این ژل انبساط پیدا کرده و با ایجاد تنشهایی منجر به تشکیل ترکهای درونی در بتن می شود. واکنش قلیایی –کربنات، بین قلیاهای موجود در سیمان و گروه مشخصی از سنگهای آهکی (DOLOMITIC) که در شرایط مرطوب قرار می گیرند، به وقوع می پیوندد. در اینجا نیز انبساط حاصله باعث می شود تا ترکهایی ایجاد شود یا در مقاطع باریک خمیدگیهایی به وجود آید.

10- کربناسیون (CARBONATION)

گاه لایه حفاظتی که در مجاورت آرماتور داخل بتن موجود است، در صورت کاهش PH بتن اطراف، به کلی آسیب دیده و از بین می رود. بنابراین نفوذ دی اکسید کربن از هوا، عکس العملی را با بتن آلکالین ایجاد می نماید که حاصل آن کربنات خواهد بود و در نتیجه درجه PH بتن کاهش می یابد. همچنان که این عمل از سطح بتن شروع شده و به داخل بتن پیشروی می نماید؛ آرماتور بتن تحت تأثیر این عمل دچار خوردگی می گردد. علاوه بر خوردگی، دی اکسید کربن و بعضی اسیدهای موجود در آب دریا می توانند هیدروکسید کلسیم را در خود حل کرده و باعث فرسایش سطح بتن گردند.

11- علل دیگر (OTHER CAUSES)

علل بسیار دیگری نیز باعث آسیب دیدگی و خرابی بتن می شوند که در سالهای اخیر شناسایی شده اند. بعضی از این عوامل دارای مشخصات خاصی بوده و کاربرد بسیار موضعی دارند. مانند تأثیر مخرب چربیها بر کف بتن کشتارگاهها، مواد اولیه در کارخانه ها و کارگاههای تولیدی، آسیب حاصله از عوارض مخرب فاضلابها و مورد استفاده قرار دادن سازه هایی که برای منظورها و مقاصد دیگری ساخته شده باشند، نه آنچه که مورد بهره برداری است. مانند تبدیل ساختمان معمولی به سردخانه، محل شستشو، انباری، آشپزخانه، کتابخانه و غیره. با این همه اکثر آنها را می توان در گروههای ذیل طبقه بندی نمود:

(الف) ضربات و بارههای وارده (ناگهانی و غیره) در صورتی که موقع طراحی سازه برای این گونه بارگذاریها پیش بینیهای لازم صورت نگرفته باشد.

(ب) اثرات جوی و محیطی

(پ) اثرات نامطلوب مواد شیمیایی مخرب

ترک های سازه ای و معایب آن

در این اسلاید به بررسی انواع ترک در سازه های بتنی،آجری و ترک در جوش سازه های فولادی پرداخته می شود.

ترک می تواند در اثر عوامل مختلفی از جمله زوال بتن یا خوردگی در اثر ساخت نادرست یا انتخاب نامناسب مصالح اصلی،اثر دما و جمع شدگی،نشست تکیه گاهی،حوادث طبیعی و ... باشد.

ترک های سازه ای در عضوهایی مثل تیر،ستون ودال دیده می شود.ترک های موجی در تیر ها در نقاط با ممان ماکزیمم رخ می دهد که توانایی مقطع در تحمل ممان پایین است وآرماتورگذاری کافی وجود ندارد.

انواع ترک ها:

1. 1.ترک خمشی : هنگامی رخ می دهد که مقاومت خمشی مقطع پایین بوده و تار کششی بیشترین عرض را داشته و به سمت تارهای دیگر همگرا شده ومی تواند به تنهایی یا گروهی اتفاق بیفتد. این ترک در سلامت سازه تاثیر گذاشته وسریعا باید بررسی شود.
2. 2.ترک برشی : زمانی رخ می دهد که مقاومت برشی مقطع پایین بوده و در ناحیه با برش ماکزیمم که بیش ترین عرض در میانه عمق وجود دارد، رخ می دهد وبه سمت بالا و پایین گسترش یافته و به تنهایی یا گروهی اتفاق افتاده و تاثیر زیادی در سلامتی سازه داشته و باید رسیدگی شود.
3. 3.ترک پیچشی : در مقطع با مقاومت پیچشی پایین که عرض یکنواختی دارد اتفاق افتاده و در فرم مارپیچ و به تنهایی رخ می دهد.
4. 4.ترک های مربوط به لغزش اتصالات میلگردها : به دلیل انقطاع سریع میلگردها زمانی که مرز کافی در اتصالات وجود ندارد،اتفاق می افتد.
5. 5.گسترش ترک در طول تیر : به دلیل نبود تکنیک کافی حین ساخت ومشکل در قالب بندی اتفاق می افتد.
6. 6.ترک کششی : به دلیل نبود آرماتوربندی کافی در مقطع تحت کشش و پایین بودن کیفیت بتن اتفاق می افتد.

1. 7.ترک ستون : ترک های افقی به دلیل خوردگی آرماتورها و عدم طراحی مقطع ستون برای خمش اتفاق می افتد.ترک های اریب به دلیل درنظر نگرفتن نیروهای جانبی و پایین بودن مقاومت در تحمل بار محوری بوجود می آیند.
2. 8.ترک های خوردگی : به دلیل خوردگی آرماتورها ، عدم پوشش کافی وکیفیت پایین بتن اتفاق می افتد.
3. 9.ترک های خمشی در دال : به دلیل نقص در طراحی تحت بارگذاری، اضافه بار در مقطع وکیفیت پایین بتن اتفاق می افتد.
4. 10. ترک های بالای خمشی در دال : به دلیل توزیع ناکافی میلگردها و عدم امتداد کامل میلگرد اصلی اتفاق می افتد.
5. 11. ترک های جمع شدگی در دال طره ای : به دلیل نسبت آب به سیمان بالا در بتن ،عمل آوری نامناسب و عدم مهار در گوشه ها اتفاق می افتد.
6. 12. ترک در اثر نشست پی

ترک در سازه های آجری

دیده شدن ترک در امتداد آجر یا ملات آن نشانه ای از وجود جابجایی هایی در سازه است. از جمله دلایل این نوع ترک ها می توان به جابجایی خاک،ریشه درختان در خاک،بارگذاری سازه ای،حمله شیمیایی سولفات ها،تغییرات فیزیکی از جمله دما و رطوبت اشاره کرد.همچنین این نوع ترک ها می توانند در اثر جابجایی غیریکنواخت بین انواع آجرها ومصالح محصور بوجود بیایند.ترکیب مصالح بتنی یا سنگ با آجرهای رسی هم می تواند مشکل زا باشد مگر درحالتی که این تغییرمکان غیریکنواخت پیش بینی و راهکار آن درنظرگرفته شده باشد. وجود باد و باران هم می تواند موجب نفوذ زیاد آب در ترک های گسترده ملات شده ومشکل زا باشد.

عدم تامین کافی مفصل برشی احتمالا رایج ترین دلیل ترک در دیوار گودال ها ست.

افزودن آهک به ملات درجه ای از الاسیسیته را ایجاد می کند که می تواند تغییرمکان اجتناب ناپذیر را با کمترین شکست در مفصل ها کنترل کند.

ترک در سطح آجر به رس و فرآیند تولید آن وابسته است. شکل نهایی آجر رسی به طور گسترده ای متغیر است. برخی محصولات ترک هایی با درجه تغییرات زیاد را که بعنوان یک خصوصیت اصلی است را شامل می شوند.

در طول ساخت آجرهای با میزان عیوب قابل توجه بایستی توسط سازنده مورد بازرسی قرار گیرد و در صورت لزوم کنار گذاشته شود.

وجود چنین ترک هایی برای عملکرد آجر چندان مضر نیست. این ترک ها نباید از نظر سایز بزرگ شوند و همچنین نباید دوام آجر را مورد تهدید قرار دهد. انجام هرگونه عملی جهت بهبود شرایط به شدت نامانوس بوده و به طور معمول عمل درمانی به وسیله ی پر کردن شکاف به وسیله ی ترکیبات سیمانی یا رزین طبیعی که به وسیله ی ترکیب با ماسه سعی می شود حالتی مثل آجر را ایجاد کند, انجام می شود.

ترک در سازه های جوشی

عیوب مختلف جوش نقص و ناپیوستگی را شامل می شود که در عملیات جوش کاری به وجود می آیند. از جمله دلایل رخ دادن آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تخلخل زیاد؛
• نفوذ ناقص؛
• باقی ماندن گل جوش؛
• ذوب ناقص؛
• عدم رعایت رواداری ها؛
• برش زیرین؛
• پروفیل جوش و...

عیوب جوش آنگاه که اجزای جوش تحت خستگی ناشی از بارهای دوره ای قرار می گیرند، بر میدان تنش های حومه جوش تاثیر منفی می گذارد.

یکی از بزرگترین معضلات سازه های فولادی جوشی، ترک سرد یا ترک هیدروژنی است، که با شکست زود هنگام مرتبط بوده و موجب شکست ترد می شود.

این خرابی ها به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• حضور هیدروژن در اتصال جوشی از طریق مولکول های مواد آلی؛
• وجود رطوبت؛
• وجود تنش های پسماند و کشش انقباضی و تردی اتصال.

راه های جلوگیری از این خرابی ها:

• پیش گرمایش اعضای اتصال؛
• کاهش تمرکز تنش از طریق پیوستگی هر چه بهتر خط جوش؛
• انتخاب محل مناسب جهت جوش دادن اتصال؛
• استفاده از مواد اولیه فاقد هیدروژن جهت جوشکاری؛
• انتخاب شیوه ی مناسب جهت جوشکاری و دستگاه های مرتبط.

اصولا تعمیر صحیح ترک ها به دانستن علت وقوع و همچنین انتخاب روش درخور آن بستگی دارد، در غیر اینصورت تعمیرات ممکن است بصورت موقت باشند. لذا برای یک تعمیر موفق و همیشگی بایستی از عدم پیشروی علل ترک خوردگی کسب اطمینان نمود چراکه ممکن است پس از تعمیری بدون اعمال اصلاحات لازم مجددا عضو در ناحیه های دیگری از بتن دچارترک خوردگی شود. بنابراین رفع علل ترک خوردگی برای مواجه نشدن با ترمیم موقت الزامی است. برخی روش های رایجکه برای تعمیر و اصلاح ترک ها در اعضاء بتنی بکار گرفته می شوند عبارتند از :

- تزریق رزین اپوکسی.

- مسیر یابی و آب بندی ترک.

- بخیه زدن.

- افزدون میلگرد محاسباتی.

- حفاری و اتصال.

- خورانش ثقلی.

- پر کردن با گروت.

منابع مورد استفاده در تهیه اسلاید انگلیسی:

“Prevention & Repair Of Cracks In Concrete Structures”, By B.B.GAMIT & K.S.KRISHNAN & S.C.NAG & G.K SIROHI

“Cracking in Bricks and Brickwork”, By IBSTOCK building sustainiblity

“On Cracks In Welds And Welded Structures”, By Lambert Tall

منابع کمکی در بخش گزارش فارسی:

aliomrani.persianblog.ir

www.iransaze.com

civilnm.blogfa.com

سازه‌های بتنی

سازه بتنی سازه‌ای است که در ساخت آن از بتن یا به طور معمول بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و فولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در ساختمان در صورت استفاده از بتن آرمه در قسمت ستون‌ها و شاه تیر‌ها و پی، آن ساختمان یک سازه بتنی محسوب می‌شود.

مزایای سازه های بتنی

۱- ماده اصلی بتن که شن و ماسه می‌باشد ارزان و قابل دسترسی است.

۲- سازه های بتنی که مطابق با اصول آیین نامه ای طراحی و اجرا شده اند، در مقابل شرایط محیطی سخت، مقاومتر از سازه های ساخته شده با مصالح دیگر هستند.

۳- به علت قابلیت شکل پذیری بالای بتن، امکان ساخت انواع سازه های بتنی نظیر پل، ستون و ... به اشکال مختلف میسر است.^[۱]

０- سازه های بتنی در مقابل حرارت زیاد ناشی از آتش سوزی بسیار مقاوم اند. آزمایشات نشان داده اند که در صورت ایجاد حرارتی معادل ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد برای یک نمونه بتن آرمه، حداقل یک ساعت طول می‌کشد تا دمای فولاد داخل بتن، که با یک لایه بتنی با ضخامت ۲٫۵ سانتی متر پوشیده شده است، به ۵۰۰ درجه سانتی گراد برسد.

１-

روش های طراحی سازه های بتن آرمه

به طور کلی هدف از طراحی یک سازه، تامین ایمنی در مقابل فروریختگی و تضمین عملکرد مناسب در زمان بهره برداری است. چنانچه مقاومت واقعی یک سازه بطور دقیق قابل پیش بینی بود و در صورتی که بارهای وارد بر سازه و اثرات داخلی آنها نیز با همان دقت قابل تعیین بودند، تامین ایمنی تنها با ایجاد ظرفیت باربری به میزان جزئی بیش از مقدار بارهای وارده ممکن می گشت. لیکن عوامل نامشخص و خطاهای احتمالی متعددی در آنالیز، طراحی و ساخت سازه ها وجود دارند که یک حاشیه ایمنی را در طراحی سازه ها طلب می‌کنند. مهمترین ریشه ها و منابع این خطاها عبارتند از:

الف: بارهایی که در عمل به سازه وارد می‌شوند و همچنین توزیع واقعی آنها ممکن است با آنچه در بارگذاری سازه فرض شده است متفاوت باشند.

ب: رفتار واقعی سازه ممکن است با رفتار تئوریک سازه، که بر اساس آن نیروهای داخلی اعضا محاسبه می‌شوند، تفاوت داشته باشد.

ج: مقاومت واقعی مصالح به کار رفته در ساخت سازه ممکن است متفاوت از مقادیر فرض شده در محاسبات باشد.

د: ابعاد قطعات و محل واقعی میلگرد ها ممکن است دقیقا مطابق آنچه طراح در محاسبات خود فرض کرده نباشد.

بنابراین، انتخاب یک حاشیه ایمنی مناسب امر بسیار دشواری است که نحوه منظور نمودن آن، به صورت یکی از مشخصه های اساسی روش های طراحی در آمده است. به طور کلی طراحی سازه های بتن آرمه به سه روش زیر صورت می‌گیرد^[۲]:

۱: تنش مجاز

۲: مقاومت نهایی

۳: روش طراحی بر مبنای حالات حدی

روش تنش مجاز

این روش که قبلا روش تنش بهره برداری یا روش تنش بار سرویس نامیده می‌شد، اولین روشی است که بصورت مدون برای طراحی سازه های بتن آرمه بکارگرفته شد. در این روش یک عضو سازه ای به نحوی طراحی می‌شود که تنش های ناشی از اثر بارهای بهره برداری (یا سرویس)، که به کمک تئوری های خطی مکانیک جامدات محاسبه می‌شوند، از مقادیر مجاز تنش ها تجاوز نکنند. منظور از بارهای بهره برداری یا سرویس بارهایی نظیر: بار زنده، بار مرده، بار برف و بار زلزله هستند. این بارها توسط آیین نامه های بارگذاری، مانند آیین نامه ۵۱۹ موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران تعیین می‌شوند. در این روش منظور از تنش مجاز تنشی است که از تقسیم تنش حدی ماده، نظیر مقاومت فشاری برای بتن و مقاومت تسلیم برای فولاد، بر ضریب بزرگتر از واحد، به نام ضریب اطمینان به دست می‌آید. تنش های مجاز مصالح توسط آیین نامه های محاسباتی تعیین می‌شوند. به عنوان مثال مطابق آیین نامه ACI مقدار تنش فشاری مجاز بتن f' c ۰٫۴۵می باشد.

بدین ترتیب مراحل این روش بطور خلاصه به ترتیب زیر هستند:

۱: تعیین بارهای وارد بر سازه

۲: آنالیز سازه و تعیین تنش ها در مقاطع مختلف به کمک تئوری های کلاسیک اجسام الاستیک

۳: تعیین تنش های مجاز با استفاده از یک آیین نامه محاسباتی

۴: طراحی نهایی مقطع با این محدودیت که در هیچ نقطه ای از سازه تنش های ایجاد شده از تنش های مجاز تجاوز نکنند.

این روش به دلیل سادگی و سهولت کاربرد تا چندی قبل به عنوان قابل استفاده ترین روش طراحی سازه های بتن آرمه مطرح بود. لیکن نقاط ضعف این روش استفاده از آن را محدود کرده است. مهمترین این نقاط ضعف عبارتند از:

الف: در این روش ایمنی به کمک تنها یک ضریب (ضریب اطمینان) و در یک مرحله منظور می‌شود، از آنجا که عواملی که لزوم تامین یک حاشیه ایمنی را ایجاب می‌کنند دارای ریشه ها و شدت های متفاوت هستند، در نظر گرفتن آنها تنها با کمک یک ضریب غیر منطقی است.

ب: بتن ماده ای است که تنها تا تنش های معادل نصف مقاومت فشاری آن به صورت الاستیک و خطی عمل می‌کند. بنابراین با بکار بردن درصدی از مقاومت فشاری بتن در محاسبات نمی‌توان اطلاعی از ضریب اطمینان کلی سازه در مقابل فروریختگی به دست آورد.

ج: به کار بردن این روش در طراحی بعضی مقاطع با اشکالات تئوریک مواجه است. به عنوان مثال در مقاطع خمشی تنش واقعی فولاد غالبا کمتر از مقداری است که با این روش محاسبه می‌شود.

تا سال ۱۹۵۶ میلادی روش تنش های مجاز مبنای محاسبات در آیین نامه ACI بود. این روش از سال ۱۹۷۷ تنها در قسمت ضمائم آیین نامه و تحت عنوان روش دیگر طراحی جا داده شد.^[۳]

روش مقاومت نهایی

روش مقاومت نهایی که در آیین نامه ACI به نام روش طراحی بر مبنای مقاومت موسوم است، حاصل مطالعات گسترده روی رفتار غیر خطی بتن و تحلیل دقیق مسئله ایمنی در سازه های بتن آرمه می‌باشد. روند طراحی در این روش را می‌توان به صورت زیر خلاصه نمود:

۱: باربهره برداری به وسیله ضریبی موسوم به ضریب بار افزایش داده می‌شود، بار حاصله را اصطلاحا بار ضریبدار یا بار نهایی می نامند.

۲: بارهای ضریبدار بر سازه اعمال می‌شوند و به کمک روش های خطی آنالیز سازه ها، نیروی داخلی مقاطع محاسبه می‌شود. به این نیروی داخلی اصطلاحا مقاومت لازم گفته می‌شود. مقاومت لازم در یک مقطع شامل: مقاومت خمشی لازم، مقاومت برشی لازم، مقاومت پیچشی لازم و مقاومت بار محوری لازم است.

۳: برای هر مقطع، مقاومت طراحی آن از حاصلضرب مقاومت اسمی در ضریبی کوچکتر از واحد به نام ضریب کاهش مقاومت به دست می‌آید. مقاومت اسمی، حداکثر مقاومتی است که مقطع قبل از گسیختگی از خود نشان می‌دهد. مقاومت اسمی یک مقطع مشتمل است از: مقاومت خمشی اسمی، مقاومت برشی اسمی، مقاومت پیچشی اسمی و مقاومت بار محوری اسمی.

۴: طراحی مقطع به نحوی که در آن مقاومت لازم از مقاومت طراحی کمتر باشد.

روش طراحی بر مبنای مقاومت، امروزه اساس کار طراحی سازه های بتن آرمه می‌باشد.^[۴]

روش طراحی بر مبنای حالات حدی

به منظور تکامل روش مقاومت نهایی، به ویژه از نظر نحوه منظور نمودن ایمنی، روش طراحی بر مبتای حالات حدی ابداع گردید. این روش هم اکنون مبنای طراحی در تعدادی از آیین نامه های اروپایی است، با این حال این روش هنوز نتوانسته است جای روش مقاومت نهایی را در آیین نامه ACI بگیرد. این روش از نظر اصول محاسبات مربوط به مقاومت، مشابه روش طراحی بر مبنای مقاومت است و تفاوت عمده آن با روش قبل، در نحوه ارزیابی منطقی تر ظرفیت باربری و احتمال ایمنی اعضا می‌باشد. در این روش نیاز های طراحی با مشخص کردن حالات حدی تعیین می‌شوند. منظور از حالات حدی شرایطی است که در آنها سازه مورد نظر خواسته های طرح را تامین نمی‌کند. طراحی سازه با توجه به سه حالت حدی زیر صورت می‌گیرد^[۵]:

۱: حالت حدی نهایی، که مربوط به ظرفیت باربری می‌شود.

۲: حالت حدی تغییر شکل (مانند تغییر مکان و ارتعاش اعضا)

۳: حالت حدی ترک خوردگی یا باز شدن ترک ها

پیش تنیدگی (Prestressing)

استفاده از بتن پیش تنیده در ایجاد پلها و ساختمان ها از حدود 50 سال پیش تا کنون در سطح وسیع متداول شده است. با توجه به عیوب مختلف فولاد ( نا پایداری الاستیک نیمرخ های فلزی، خوردگی و زنگ زدگی، فزونی بهای تولید...) امروزه اغلب پلهای بزرگ از بتن پیش تنیده ساخته می شوند، اما برخلاف حالت بتن مسلح مصالح مصرفی جهت این پلها باید از کیفیت بسیار خوبی برخوردار باشند در بتن پیش تنیده نیز مانند بتن مسلح از بتن که دارای مقاومت بسیار خوب فشاری است و فولاد استفاد می شود اما: بتن مسلح ترکیبی از بتن و فولاد است که در آن بتن در مقابل فشار و فولاد در مقابل کشش مقاومت می کند در حالی که در بتن پیش تنیده با انجام یک عمل مکانیکی بتن به تنهایی تنشهای کششی و فشاری ایجاد شده را تحمل می نماید. برای طرح محاسبه قطعات پیش تنیده روش و ترتیب اجرای سازه باید دقیقا مشخص باشد زیرا مقادیر تنش های ایجاد شده در قطعات در حین اجرای سازه بسیار مهم و گاهی تعیین کننده می باشند. همچنین برخلاف حالت بتن مسلح بعد از بررسی پایداری سازه تغییر شکلهای کوتاه مدت و دراز مدت بتن و فولاد نیز باید به دقت مورد مطالعه قرار گیرند. مشخصات مصالح مصرفی در بتن پیش تنیده: مصالح مصرفی در سازه های بتن پیش تنیده باید از کیفیت عالی برخوردار بوده و با دقت نیز مورد استفاده قرار گیرند با توجه به این که بتن در سن کم که مقاومت نسبتاً ضعیفی داشته و قابل تغییر شکل نیز می باشد تحت فشار فوق العاده زیادی قرار می گیرد باید کیفیت آن به مراتب از کیفیت بتن مصرفی در سازه های بتن مسلح بالاتر باشد همچنین فولاد نیز با توجه به اینکه تحت کشش فوق العاده زیادی قرار می گیرد (100تا 180 کیلو گرم بر میلی متر مربع ) باید مقاومت مناسبی داشته باشد بنابر این در زمان اجرای سازه مصالح مصرفی در بتن پیش تنیده تحت تنش های فوق العاده مهمی قرار می گیرند که عمل تنیدن آزمایش مناسبی برای کنترل کیفیت مصالح به کار رفته است. موارد کاربرد سیستم های بتنی پس‌کشیده: پارکینگهای طبقاتی مراکز اداری مراکز تجاری بیمارستانها هتل ها و مراکز رفاهی مراکز آموزشی ساختمانهای مسکونی مزایای معماری استفاده از سیستم بتن پیش تنیده در اجرای ساختمان ها باعث سهولت در طراحی پلا‌ن و نما، ایجاد فضای مناسب جهت پارکینگ ها، شرایط مناسب پارتیشن بندی فضا، قابلیت بیشتر عبور لوله ها و ادوات تاسیساتی، امکان تغییرات آینده در طرح‌ معماری می شود و بطور کلی باعث انعطاف در طراحی معماری می گردد. - امکان ایجاد دهانه های بلندتر و تعداد ستون کمتر - حذف آویز تیرها و امکان استفاده از سقفی کاملا‌ً مسطح - امکان ایجاد کنسول های بلندتر - امکان ایجاد بازشوهای بزرگتر در سقف‌ - کاهش ارتفاع طبقات و کل ساختمان‌ - قابلیت استفاده در پلا‌ن های نامنظم و منحنی مزایای سازه ای بدلیل استفاده از کابل های با مقاومت بالای پیش تنیدگی واعمال نیروی فشاری به بتن قبل از اعمال بارها به سازه مزیت های ذیل را در سازهای یش تنیده خواهیم داشت: - باربریبیشتر عضو با هندسه مشابه نسبت به بتن مسلح معمولی - کنترل تغییر شکل‌ - کاهش ارتعاش ناشی از بارهای ضربه ای و دینامیکی - کاهش ضخامت دال ها یا تیرهای بتنی - کاهش وزن مرده ساختمان و مصالح مصرفی - کنترل ترک‌ - دوام بسیار بالا‌ - کاهش نیروی زلزله و مقاومت بیشتر در برابر زلزله‌ مزایای اقتصادی سازه های بتنی پیش تنیده بدلیل مزایای زیر بسیار ارزانتر هستند: - کاهش قابل ملا‌حظه در آرماتور و بتن مصرفی - کاهش ارتفاع طبقات و کل ساختمان‌ - کم شدن هزینه های سفت کاری و نازک کاری، نما و تاسیسات‌ - امکان ایجاد طبقات بیشتر در ارتفاع مجاز و لفاف هرم طراحی - صرفه جویی قابل ملا‌حظه در زمان ساخت‌ - افزایش طول عمر ساختمان و هزینه های زمان بهره برداری دال های بتنی پیش تنیده به روش پس کشیده این دال ها با اجرای درجا امکان پوشش دهانه های بزرگتر با تعداد ستون و ضخامت دال کمتر و قالب بندی ساده تر، باعث کاهش وزن و ارتفاع ساختمان، صرفه جویی در هزینه ساخت، سرعت بالا‌تر و امکانات بیشتر طراحی معماری می شود. طراحی و اجرای پلها بیش از 50 درصد سازه پلها درسراسر جهان با استفاده از تکنولوژی بتن پیش تنیده طراحی واجرامی شود. استفاده از این سیستم باتوجه به مزایای محرز فنی، اقتصادی و زیبایی شناسی توسط متخصصین، طراحان و مجریان پل سازی همواره توصیه می گردد. طراحی و اجرای مخازن، سیلوها و پوسته ها استفاده از بتن پیش تنیده در این سازه ها با تاندونهای حلقوی افقی و عمودی باعث کاهش قابل ملا‌حظه هزینه های ساخت، زمان اجرا، مصرف فولاد و بتن، کارایی بیشتر سازه، حذف ترک ها و آب بندی در مخازن می شود. صفحات انتقال بار در برخی ساختمان های خاص مانند هتل ها و بانک ها لا‌زم است از فضای باز در یک طبقه استفاده شود و یا بدلیلی صفحه انتقال بار جانبی در راستای قائم جابجا گردد، لذا لا‌زم است بار ثقلی و یا جانبی اعضای باربر طبقات بالاتر از طریق یک سازه ویژه (صفحات انتقال بار) به اعضای قائم باربر که در فواصل دوری نسبت به هم قرار دارند منتقل شوند. فونداسیون های پس کشیده و دالهای روی زمین بتن پیش تنیده در فونداسیون ها باعث صرفه جویی قابل ملا‌حظه ای در ابعاد پی و مصرف فولا‌د می شود. دالهای روی خاک در کف انبارها وسالن های بزرگ باعث حذف درزهای بتن، عملکرد مناسب تر دال و در نتیجه کاهش ضخامت قسمت بتن ریزی ومصرف آرماتور گردیده و به این ترتیب کف بدون ترک را ایجاد می نماید. مهار خاک نگهداری دیواره های خاکی و پایدار سازی آنها بخصوص در گودبرداری ها نیاز به روشهای ارزان و ایمن دارد که بهره گیری از روش پیش تنیدگی پاسخ مناسبی به این نیازها می باشد. کاربردهای ویژه علا‌وه بر زمینه های فوق، امروزه از مزایای پس کشیدگی در مقاوم سازی سازه های موجود (بخصوص درمناطق زلزله خیز)، در بالا‌بردن سازه های سنگین (Heavy - Lifting ) و سازه های ویژه نظیر اسکله هاو ... ا‌ستفاده های زیادی می شود. دانشجویان مهندسی عمران دانشگاه شمال (em-ce.blogfa.com)

ترمیم و تقویت سازه های بتنی با FRP

ضعف المانهای سازه های بتن آرمه با استفاده از مصالح پیشرفته و پرمقاومت FRP قابل برطرف شدن هستند،
اگر شما در پروژه خود به مشکلی شبیه یکی از موارد زیر برخورد نمودید :
1- تیر بتن آرمه یا هر عضو خمشی دیگری به هر دلیلی دچار مسائلی چون ترک ، خیز زیاد ، کمبود مقاومت در تحمل بارهای وارده و مشکلاتی از این قبیل شده است ،
2- ستون بتن آرمه ای دچار مشکلات مقاومتی است ،
3- اجزای پلها و دیگر سازه ها دچار مشکلات نامطلوب سازه ای هستند،
و ...
لازم نیست روشهای قدیمی را در پیش گیرید و با تخریب علاوه از صرف هزینه ، به دیگر اعضای سازه نیز ناخواسته آسیب برسانید، همه این مشکلات با بهره گیری از آیین نامه های معتبر دنیا و استفاده از نتایج تحقیقات محققین قابل مطالعه هستند که با استفاده از مصالح FRP اغلب قابل رفع بوده و یا حداقل می توان از بروز مشکلات نامطلوب آتی جلوگیری نمود.

طی بخشنامه‌ای از سوی معاونت شهرسازی و معماری شهرداری تهران و در راستای تحقق اهداف برنامه چهارم توسعه و ضرورت رعایت استاندارد مصالح ساختمانی، از این پس در همه ساختمان‌های بتنی یا فلزی با اجرای سازه‌ای بتنی، صادره در مناطق 5، 2 و 22، استفاده از بتن آماده استاندارد اجباری می‌شود.
به گزارش ایسکا، در راستای اجرای مصوبه هیات وزیران و اجرای مقررات ملی ساختمان در خصوص استفاده از مصالح استاندارد در همه ساخت و سازها و نظر به اینکه استاندارد ملی بتن آماده، مشمول مقررات استاندارد اجباری است، به عنوان گام اول، مالکان همه پروژه‌ها اعم از بتنی یا فلزی با اجزای سازه‌ای بتنی در محدوده مناطق 5، 2 و 22 که تا کنون پروانه ساختمانی برای پلاک خود دریافت نکرده‌اند، موظف هستند از بتن آماده استاندارد استفاده کنند و گواهی تضمین کیفیت بتن مورد استفاده را که توسط شرکت‌های تامین کننده بتن آماده دارای گواهی استاندارد از موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران است را ارائه دهند.

بر اساس این گزارش در پلاک‌هایی که به دلایل محدودیت‌های فنی مانند عرض گذر یا معبر نامناسب، امکان تردد ماشین‌آلات حمل و نقل و پمپاژ بتن مقدور نباشد، ارائه گواهی عدم امکان تامین بتن آماده استاندارد توسط انجمن تولیدکنندگان بتن آماده استاندارد به شهرداری منطقه مربوطه الزامی است .

در چنین شرایطی مهندسان مجری یا ناظر، ملزم به ارائه طرح اختلاط بتن برای پروژه مذکور هستند و در هر مرحله بتن‌ریزی باید توسط یکی از آزمایشگاه‌های مورد تایید موسسه استاندارد، نمونه‌گیری انجام و نتایج به همراه گزارش مربوطه به شهرداری اعلام شود.

طبق بخشنامه مذکور و به دلیل اهمیت مقاوم‌سازی ساختمان‌ها و ارتقای کیفی آنها، همه شهرداران مناطق مربوطه مکلف شدند، کنترل‌های لازم و گردشکار مربوطه برای تضمین استفاده از بتن آماده استاندارد و مصرف صحیح آن بر اساس مقررات ملی ساختمان را به عمل آورند.

2-2-1 تزریق ترکها

(CRACK INJECTION)

ترکهای باریکی را می توان به طریقه تزریق رزینهای اپوکسی پر نمود. در این روش، نقاط تزریق متناوباً با فواصل کوتاهی در طول ترک قرار داده شده و سپس سطح ترک کاملاً آب بند(SEAL) می شود تا از فرار و نشست رزین در مدت تزریق جلوگیری گردد. روش تزریق به این صورت است که رزین از یک نقطه تزریق شده و سپس اطمینان حاصل می گردد که عمل تزریق تا نقطه بعدی کاملاً صورت گرفته و خلل و فرجهای اطراف پر شده است. در این روش، مواد تزریقی به صورت مداوم (لاینقطع) به ترتیب از نقاط مختلف تزریق، پمپ می شود تا اطمینان حاصل گردد که علاوه بر مسیر اصلی ترک، کلیه خلل و فرجها نیز کاملاً پر شده اند.

در صورتی که که ابتدا و انتهای ترک در یک سطح (از جهت ارتفاع) نباشد تزریق بایستی از پایین ترین نقطه آغاز و به بالاترین نقطه ختم گردد؛ و همچنین برای حصول اطمینان از پر شدن مطلوب ترک از مواد تزریقی، از لوله های شفاف استفاده می شود.

2-2-2 قنداق کردن

(JACKETING)

برای اینکه مقاومت بتن را در مقابل عوامل مخرب و مزاحمی که باعث خرابی و خرد شدن آن می شود، بالا بریم، می توانیم از مواردی از قبیل فلزات، لاستیک، پلاستیک و یا بتن با مقاومت بالا، جهت پوشش دادن سطح بتنی مورد نظر استفاده کنیم. عامل پوششی (حفاظتی) را می توان با استفاده از میخ، پیچ، پرچ، چسب، مواد و یا عمل ثقلی روی سطح بتن مورد نظر تثبیت نمود. معمولترین بخشهایی که در آنها از سیستمJACKETING استفاده می شود، عبارتند از: تانکها و مخازن، لوله ها، سرریزها، شمعها و غیره که در معرض عوامل ساینده و یا خورنده قرار دارند.

2-2-3 بتن با سنگدانه از پیش آکنده

(PREPLACED AGGREGATE CONCRETE)

در این روش، سنگدانه هایی که از نظر دانه بندی دارای شکاف هستند (GAP- GRADED) در داخل حفره ها و یا کانالهایی قرار داده می شوند و سپس با استفاده از آب، این سنگدانه ها را کاملاً اشباع می نمایند (در بعضی اوقات خود کانال و یا حفره از قبل پر از آب می باشد). سپس ملات و یا دوغاب از پایین ترین نقطه به وسیله پمپ وارد سیستم می شود، به گونه ای که آب موجود را جا به جا می نماید. این روش برای محلهایی که در دسترس نیستند مانند بتنهای مغروق، بسیار مناسب می باشد. در مواقعی این روش به همراه روش قنداق کردن JACKETING نیز مورد استفاده قرار می گیرد. از این روش در موارد تعمیر شمعها، پایه ها،ستونها،دیوارهای حائل ABUTMENTS,RETAININGWALLSBASEPLATES, (کف ستون)، تونلها و DAWS استفاده می گردد.

اگرچه چسبندگی خوب و جمع شدگی کم (LOW SHRINKAGE) از جمله خصوصیات این روش می باشد، معذالک خلل و فرجهایی در داخل ین بتن یافت می شود. با توجه به مهارت و تجهیزات فنی پیشرفته که از ضرورتهای به کارگیری این روش می باشد؛ کار بایستی حتماً به وسیله یا تحت نظر پیمانکاران متخصص انجام گیرد.

2-2-4 لایه های سطحی

(THIN OR REGULAR RESURFACING)

در این روش یک لایه یکنواخت (UNIFORM) از مواد تعمیری بر روی سطح گسترده ای از بتن اعمال می شود. این شیوه بیشتر در تعمیرات سطحی کفها و محلهای عبوری که از نظر سازه ای یعنی استحکام، دارای مقاومت کافی بوده ولی سطح بتن دچار فساد و خرابی و خردشدگی شده است، به کار می رود.

اعمال یک لایه نازک روی سطح (THIN RESURFACING) را اغلب TOPPING (لایه^ء رویی) می نامند که در این صورت ضخامت لایه کمتر از پنج سانتیمتر می باشد. همچنین لایه های تعمیری که ضخامت آنها بیش از 5cm باشد، لایه منظم سطحی (REGULAR RESURFACING) نامیده می شوند.

2-2-5 بتن پاشی

(SHOTCRETING)

به روش شاتکریت یا بتن پاشی، روش اعمال بتن یا ملات به طریقه هوایی یا پنوماتیک (PNEUMATIC) نیز اطلاق می گردد. در این روش بتن یا ملات با استفاده از فشار هوا به داخل حفره ها، کانالها، قالبها … و سطوحی که بایستی تعمیر گردند، پرتاپ می شود. اگر اندازه سنگدانه مخلوط کوچکتر از 6 میلیمتر باشد، روش را گانیت (GUNITING) می خوانند.

اصولاً روش بتن پاشی و یا شاتکریت به دو گروه «تر» و «خشک» تقسیم می شود. در روش «تر»، عمل مخلوط شدن آب، سیمان و سنگدانه قبلاً مخلوط شده و سپس مواد مخلوط شده با فشار پرتاپ می گردند. ولی در روش «خشک»، پس از اینکه سیمان و سنگدانه مخلوط شدند، این مخلوط با فشار پرتاپ شده و در سر نازل (شیلنگ) آب به مخلوط اضافه می گردد. معمولاً این سیستم در جاهایی به کار گرفته می شود که سطح تعمیری وسیع بوده و عمق تعمیر در حدود 10 سانتیمتر باشد. همچنین در جاهایی که عمل آوری لایه تعمیری مشکل بوده و یا روشهای عمل آوری معمول در صنعت بتن، اثر مطلوب را نداشته باشند، می توان از این سیستم بهره جست.

نکته ای را که بایستی در این روش به خاطر داشت، آن است که سطح نهایی تعمیرات صاف نبوده و بسته به اندازه سنگدانه^ء مخلوط، دارای زبری و ناهمواری است.

2-2-6 بخیه زنی

(STITCHING)

این روش در موقعی به کار گرفته می شود که ترکهای زیادی روی سطح بتن ظاهر شده و بایستی برای به دست آوردن و حفظ مقاومت سازه ای، آنها را مسدود کنیم. در این روش المانهای "U" شکل با پایه های کوتاه در عرض ترکها در درون حفره های تعبیه شده، قرار گرفته (ANCHORED یا مهاری) و سپس این حفره ها با ملاتهای روان یا دوغاب که خاصیت جمع شدگی ندارند، پر می شود. برای جلوگیری از تمرکز تنشها، المانهایی با اندازه های متفاوت در جهات مختلف از نظر صفحه ترکها (PLANE)، در نظر گرفته می شود. نکته ای که بایستی به هنگام به کارگیری این روش در نظر داشت؛ آن است که هرچه ترکها بیشتر سخت (STIFF) گردند،احتمال به وجود آمدن ترک در جاهای دیگر بیشتر می شود. چاره^ء کار، آن است که یک لایه بتن مسطح بر روی محلهایی که بحرانی هستند، اعمال گردد.

2-2-7 تـنـیـدن

(STRESSING)

اگر در محلهای مورد تعمیر، ترکها در منطقه بسیار وسیعی ظاهر شده باشد، به طوری که بخیه زدن (STITCHING) بسیار گسترده ای را ایجا ب نماید، ممکن است راه حل تنیدن (STRESSING) ، را مد نظر قرار داد. در روش تنیدن (STRESSING)، میلگرد یا کابلهایی در منطقه^ء بتن آسیب دیده کار گذاری شده و سپس به آنها تنشهای از پیش محاسبه شده را وارد کرده و در نهایت مهارشان می نماییم. در این روش بایستی دقت کافی مبذول گردد تا عمل تنیدگی (STRESSING) باعث به وجود آمدن ترکهایی در مناطق دیگر نشود.

2-2-8 درزگیری

(CAULKING)

در این روش، گسل یا RUPTURE (ترکهای باریک ایجاد شده در بتن) با ماده ای پر می شود که حالت پلاستیک دارد. از خصوصیات این مواد آن است که نه مثل ملات روان و دوغاب، جاری می شود و نه مثل ملات خشک، سفت می ماند، بلکه حالت پلاستیکی دارد. در صورتی که ترکهایی که بایستی پر شوند غیر فعال (DORMANT) باشند، می توان از ملات ساخته شده از سیمان پر تلند و یا ملاتی که خاصیت انبساطی داشته باشد استفاده نمود. اما اگر ترکهای مذکور فعال باشند، بایستی از مواد ارتجاعی (ELASTOMERIC) که از خاصیت ارتجاعی برخوردار هستند استفاده گردد. در بعضی مواقع و با توجه به شرایط خاصی، ممکن است عمل درزگیری با فشار نیز انجام پذیرد.

2-2-9 پوشش

(COATING)

در این روش نازکی به حالت مایع یا پلاستیک روی قسمتهایی از سطح بتن آسیب دیده و یا در معرض خرابی است اعمال می گردد. در موقع انتخاب پوشش مذکور، دقت کافی بایستی مبذول گردد تا لایه محافظ حاصله دارای مشخصات مورد نظر باشد. این پوشش را می توان با برس، غلتک و یا به طریقه پاشیدن (اسپری) اعمال نمود. پایداری این گونه پوششها، بسیار متفاوت است. این پوششها اغلب برای جلوگیری از نفوذ آب، محافظت در برابر عوامل مخرب شیمیایی و ایجاد پایداری و دوام بیشتر برای سطح بتن در مقابل آمد و شد زیاد و سنگین کاربرد داشته و یا ممکن است پوشش فقط جنبه ظاهری و زیبایی داشته باشد.

2-2-10 طریقه معمول مرمت قسمتهای خراب شده با استفاده از مواد شکل پذیر

(CONVENTIONAL REPLACEMENT USING PLASTIC MATERIALs)

در این روش پس از کندن و خارج کردن بتن نامرغوب (نامناسب و ناسالم)، قسمتهای بر داشته شده را می توان با استفاده از ملات، بتن، سیمان معمولی و یا سایر موادی که برای تعمیرات تکه ای یا وصله پینه ای (PATCH)به کار می روند، جایگزین نمود. بایستی توجه داشت که این گونه مواد، شامل مواد الاستومری (ارتجاعی) نمی باشند. این روش یکی از روشهای بسیار معمول در تعمیرات سازه های بتنی بوده و مناسب جاهایی است که عامل خرابی تکرار نشده و یا کاملاً از بین رفته باشد.

2-2-11 باروری توسط خلاء

(VACUUM IMPREGNATION)

در این روش، معمولاً قسمت آسیب دیده به وسیله صفحه پولیتن (POLYTHENE SHEET ) پوشانده شده، سپس عمل خشک کردن سطح با استفاده از خلأ (VACUUM) انجام پذیرفته و منافذ کاملاً مسدود می شوند. پس از اطمینان کامل از هوابند و آب بند بودن سیستم، موادی که قرار است بر روی سطوح و خلل و فرج آسیب دیده اعمال شود، مورد مصرف قرار می گیرند.

در این روش ادعا شده است که از طرفی به دلیل ایجاد خلأ در قسمتهای اطراف منطقه^ء آسیب دیده و از طرف دیگر به دلیل اینکه رزین و یا سایر بارور کننده (IMPREGNANT) به توسط فشار اتمسفر درون منافذ و خلل و فرج تزریق می گردند، مواد بارور کننده به درون منافذ کاملاً نفوذ کرده و حتی ترکهای مویی را نیز به واسطه عمل موئینگی CAPILLARY پر می نماید، لذا پس از انجام باروری (IMPREGNATION) هیچگونه حفره ای باقی نمی ماند. به عنوان مقایسه، باید توجه داشت که در سیستم باروری (IMPREGNATION) با فشار، ممکن است مواد، کاملاً منافذ و خلل و فرجها را پر نکند. تشکیل حفره های هوادار و یا وجود ذرات خاشاک و غیره از استحکام پوشش کاسته و در نتیجه رسیدن به یک پوشش کامل و بی نقص را تقریباً غیر ممکن می سازد.

2-2-12 روشهای سطلی

(DUMPBUCKET METHODS)

در این روش سطلهایی را از مواد تعمیری پر کرده و بر روی نقاطی که باید تعمیر شود قرار می دهند. اگر این روش برای تعمیرات زیر آبی به کار گرفته شود، قسمتی از مواد تعمیری هر سطل به علت شسته شدن (WASH- OUT) از بین رفته و در نتیجه حفره های لانه زنبوری در سیستم تعمیر شده به وجود می آید. جهت جلوگیری یا به حداقل رساندن حفره های لانه زنبوری، بایستی از مخلوطی با درجه چسبندگی (COHESIVE) بالا استفاده نمود. باید به خاطر داشت که این روش، مناسب مکانهایی است که به اندازه کافی وسیع بوده و عمل خالی کردن سطل دارای مواد تعمیری، بدون آسیب رساندن به قالب امکان پذیر باشد.

2-2-13 روش قیفی

(HOPPER METHODS)

در این روش، لوله سخت و یا ارتجاعی به یک قیف (HOPPER) که منبع تغذیه ای مواد تعمیری است، اتصال دارد. با اینکه در شروع عملیات، خروجی لوله بر روی کف قرار می گیرد، اما به تدریج که جریان مواد تعمیری ادامه می یابد، خروجی لوله پایین تر از سطح مواد واقع شده و امکان تماس مواد را با آب که ممکن است در اطراف وجود داشته باشد، قطع کرده و یا به حداقل می رساند. در این سیستم جریان مواد به طریقه ثقلی صورت می گیرد.

در یک متر مربع سقف تیرچه بلوک، چقدر تیرچه و چقدر بلوک مصرف می شود؟

پاسخ: در هر متر مربع از یک سقف تیرچه بلوک با بلوکهای سیمانی 50 سانتیمتری، به طور متوسط 7 عدد بلوک و حدود 1.6 متر طول، تیرچه به کار می رود.

به عنوان مثال، در یک سقف به مساحت 100 متر مربع، حدود 700 بلوک سیمانی و حدود 160 متر طول، تیرچه مصرف می شود.

مقاله کامل بتن ریزی در هوای گرم

مقاله کامل بتن ریزی در هوای گرم

گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد . در شرایط خاص برخی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است . دلیل این امر استفاده از بتن گرم در قالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند . با استفاده از سیمانهای ریز و زودگیر کننده ، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.
برای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای این نوشتار از بیان مشروح سایر اثرات خودداری می شود .


• راهکارهای بتن ریزی مطلوب در شرایط نامساعد گرم :
قاعدتا" این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد :
الف ) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب
ب ) روشهای مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن ( پیشگیری از گرم شدن )
ج ) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن ( کاهش دمای بتن )
د ) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن
هـ ) نکات مربوط به ریختن ، تراکم و پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر
در ادامه به هرکدام از راه حلهای اجرائی به اختصار می پردازیم .


• انتخاب مصالح مناسب :
الف ) سنگدانه :
هر چند تأثیر سنگدانه چندان جدی نیست اما بویژه برای ایجاد دوام در بتن در مناطق گرم بویژه مرطوب ، لازم است سنگدانه ها از جذب آب کمی برخوردار باشند . ظرفیت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به 5/2 و برای سنگدانه ریز به 3 درصد محدود شده است در حالیکه در بسیاری از آئین نامه ها چنین محدودیتی دیده نمی شود .
سنگدانه ها باید در برابر قلیائیها از واکنش زائی برخوردار نباشند لذا از این بابت باید مورد آزمایش قرار گیرند . همچنین در مناطق خورنده باید یون کلر آنها از حدود مجاز کمتر باشد .

ب ) سیمان :
بهتر است از سیمانهای ریز و زودگیر استفاده نشود و سیمانهای با گرمازائی کم و حاوی مواد پوزولانی ( بعنوان جایگزین ) بکار روند . سیمانهای آمیخته از این نظر مناسب اند . بهتر است مقدار سیمان زیاد نباشد . محدود کردن عیار سیمان به حدود 400 کیلوگرم می تواند یک توصیه تلقی گردد . عیار سیمان زیاد می تواند عامل ترک خوردگی بتن خمیری باشد .

ج ) افزودنی ها :
در شرایط هوای گرم اغلب افزودنیهای روان کننده و یا کندگیر کننده استفاده می شود . ممکن است افزودنی روان کننده کندگیر کننده نیز بکار بریم . افزودنیهائی که بتوانند اسلامپ را بمدتی قابل توجه حفظ نمایند ، در این شرایط طرفدار دارد .
معمولا" حبابزا ها بعلت مشکل کنترل مقدار حباب در شرایط هوای گرم توصیه نمی شود . مگر اینکه شرایط مناسبی برای مصرف آنها فراهم گردد .


• روشهای پیشگیرانه برای جلوگیری از گرم شدن مصالح در انبار
هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم ، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود .
بهرحال بهتر است دمای سیمان از 0C 60 تجاوز نکند ( آبا حد مجاز را 0C 75 ذکر کرده است ) سنگدانه ها با توجه به وزن قابل توجهشان بهتر است دمائی کمتر از 0C 40 را داشته باشند . آبنیز باید در حد امکان خنک نگهداشته شود . لذا توصیه می شود آب در محلی نگهداری شودکه زود گرم نشود . مخازن فلزی هوائی بدون عایق بندی ابدا" توصیه نمیشود . از مصرفسیمانهای گرم که از کارخانه حمل و تخلیه می شود باید پرهیز کرد و آنرا در سیلو نگهداشت تا خنک گردد .
سیلوی سیمان دارای رنگ روشن باشد . در برخی مناطق دنیا از سیلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جریان باشد . عایق بندی سیلوی سیمان نیز یک راه حل می باشد .
سنگدانه ها را نیز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت . سر پوشیده کردن دپوی سنگدانه ها یک روش معمول است که ممکن است برای ایران راه حل گران قیمتی باشد . ایجاد پوشش مانند برزنت و غیره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد .


• خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک ( کاهش دمای بتن ) :
استفاده از بتن ها دمای کم یکی از راه حلهای اساسی برای بتن ریزی مطلوب است . رساندن دمای بتن به زیر 0C 30 میتواند به تولید بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمنا" میزان تبخیر از سطح بتن را کاهش دهد . باید گفت تبخیر عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در این رابطه بسیار مهم است . برای ایجاد بتن خنک ، غالبا" اجزاء بتن را خنک می کنیم و یا از یخ برای ایجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نمائیم . بکارگیری ازت مایع نیز ممکن می باشد . اما در مورد بتن ریزی در هوای گرم در کارهای عادی عملا" بکار نمی رود .
اجزاء بتن شامل : آب ، سیمان ، سنگدانه می تواند خنک شود . آب را با وسایل تبرید و یا یخ می توان خنک نمود . سنگدانه ها را می توان با آب پاشی و ایجاد شرایط مساعد برای تبخیر می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود ( بویژه در هوای خشک ) در خنک سازی سنگدانه می توان از آب خنک و هوای خنک نیز استفاده نمود .
یخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زیرا گرمای نهان ذوب یخ میتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پائین آورد . بهر حال خرده یخ یا پرید یخ می تواند صرفا" بعنوان جایگزین بخشی از آب یا همه آن بکار رود تا تغییری در نسبت آب به سیمان حاصل نشود و در انهای اختلاط نباید یخ در بتن تازه مشاهده گردد .
خنک کردن سیمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود . اینکار به دلایل خاص نیاز دارد تا سیمان در معرض آب خنک یا هوای مرطوب قرار نگیرد . استفاده از دیگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و یا آب خنک شده و یا در سایه است توصیه می گردد .


• تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی :
در زمان حمل ، ریختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است . بدیهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزایش می یابد . هدف ما کاهش این افزایش دما می باشد .
استفاده از وسایل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد یا با آب خنک می شود یکی از راه حلهای مناسب می باشد . بکارگیری وسایلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزایش دما شود و برای کنترل این افزایش دما ، لازم است لوله پمپ خنک گردد . می توان دور لوله ها را گونی خیس قرار داد و گهگاه روی آن آب پاشید .
تسمه نقاله برای هوای گرم وسیله مناسبی نیست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند .
تراک میکسر در طول حمل نباید بی جهت بچرخد زیرا این امر موجب افزایش دما خواهد شد بویژه اگر حجم بتن در مقایسه با حجم دیگ کم باشد . استفاده از سایبان روی دیگ تراک و داشتن رنگ روشن توصیه می شود .


• نکات مربوط به ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر
برای جلوگیری از تبخیر زیاد از سطح بتن می توان توسط بادشکن ، سرعت باد را کم نمود . بویژه اگر بتوان از بادشکن های جاذب آب استفاده نمود و آنها را خیس کرد ، رطوبت محیط افزایش می یابد و تبخیر کم می شود و همچنین محیط خنک می گردد . استفاده از سایبان در بالای محل بتن ریز ( در صورت امکان ) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخیر می گردد و ضمنا" از افزایش دمای بتن جلوگیری می شود .
می توان از دستگاههای مه فشان و ایجاد کننده غبار آب در محل بتن ریزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محیط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد . این کار در مواردی که باد می وزد مؤثر نیست .
قالب و میلگردها باید قبلا" خنک شود و آبا حداکثر دمای 0C 50 را برای آنها پیش بینی کرده است . با آب پاشی بر روی قالب ( بویژه فلزی ) و میلگردها می توان آنها را خنک نمود ولی آب اضافی باید از سطح قالب و میلگرد زدوده شود ( با هوای تحت فشار یا اجازه دادن برای تبخیر ) برنامه ریزی کار بتن ریزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود . مسلما" در این حالت اصولا" ممکن است شرایط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد .
تأمین حجم لازم بتن و استفاده از وسایلی که بتواند این حجم بتن را ساخته یا حمل کند و بریزد و متراکم نماید امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گیرش آن فرا می رسد و یا لایه های زیرین خود را می گیرد و درز سرد ایجاد می شود .
برای حفظ خنکی بتن در لایه های بتن ریزی ، بهتر است از لایه های ضخیم تر استفاده شود که این امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ریزی بیشتری را در واحد زمان طلب می کند .
استفاده از وسایل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نیاید . مثلا" باکت خیلی کوچک بکار نرود تا تراک میکسر مدت زیادی معطل بماند و یا تراک میکسر کمتر بارگیری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند .
تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصیه می شود ( قبل از گیرش ) . این امر ترکها را کم می کند . استفاده از ماله برای بهم آوردن ترکها توصیه می گردد . ( ماله کش با تأخیر و مجدد ) در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخیر بیش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک می شود . لذا ضمن رعایت نکاتی که قبلا" مطرح شد لازمست در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد . استفاده از گونی خیس در این موارد توصیه می شود . در غیر این صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نایلون یا ترکیبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود . بدیهی است در شرایط هوای گرم و خشک توجه ویژه ای باید به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد .
پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولا" باید زودتر از سایر شرایط پرداخت را انجام داد اما نباید باعث جمع شدن آب در زیر لایه فوقانی گردد .

بتن ریزی در زیر آب

بتن ریزی در زیر آب - مبحث نهم

مشخصات کلی بتن ریزی در زیر آب
در مواردی که بتن ریزی در زیر سطح آب مورد نظر باشد می توان از قیف و لوله ( ترمی ) یا پمپ برای بتن ریزی استفاده کرد .

الف _ بتن ریزی با قیف و لوله ( ترمی ) :
در این روش باید دقت شود تا در اثر جریان آب مواد سیمانی شسته نشوند . لازم است برای بتن با کارائی زیاد ، بتن ریخته شده در آب حداقل 350 کیلوگرم در متر مکعب مواد سیمانی داشته باشد . نسبت آب به سیمان در طرح اختلاط نباید از 0.45 تجاوز کند .
سیستم قیف و لوله باید کاملا" آب بند بوده و بتن به راحتی در آن حرکت نماید . در طول مدت بتن ریزی باید این سیستم از بتن پر باشد .
قطر لوله ترمی باید حداقل 8 برابر قطر بزرگترین اندازه سنگدانه مصرفی باشد . اسلامپ بتن باید بین 170 تا 250 میلیمتر انتخاب شود . سر لوله ترمی همواره باید به میزان 100 تا 150 سانتیمتر در داخل بتن ریخته شده قرار گیرد .


ب _ بتن ریزی با پمپ :
برای بتن ریزی با پمپ ، باید طرح اختلاط بتن چنان انتخاب شود که نسبت آب به سیمان کمترین مقدار ممکن را داشته و مقدار آن از 0.6 تجاوز ننماید . مقدار سیمان باید نسبتا" زباد باشد ( در محدوده 350 تا 400 کیلو گرم در متر مکعب ) تا چسبندگی کافی بتن تأمین شود و خطر شسته شدن سیمان از بین برود . به منظور افزایش کارائی بتن می توان از سنگدانه های گردگوشه استفاده نمود . استفاده از دانه بندی پیوسته با حداکثر اندازه 38 میلیمتر و همچنین مقدار کافی ریزدانه ضروری است . چنانچه سنگدانه ها حاوی مقدار کافی ریزدانه نباشد ، می توان با افزودن مواد ریز چسبندگی کافی را در بتن ایجاد نمود .
بتنی که پمپ می شود باید تا حدی روان تر باشد تا از مسدود شدن لوله ها جلوگیری شود . به منظور آنکه آب به سیمان از حد مجاز بالاتر نرود باید برای تأمین روانی از مواد افزودنی مناسب نظیر روان کننده ها و فوق روان کننده ها یا مواد افزودنی آب نگهدار استفاده شود .
جز در مواردی که افزودنیهای ویژه مصرف می شود ، باید از سقوط آزاد بتن به داخل آب جلوگیری کرد تا پدیده جداشدگی ذرات رخ ندهد .
بتن ریزی در آب می تواند با روش پیش آکنده نیز با رعایت ضوابط مربوطه انجام شود .


روش اجرا بتن ریزی در زیر آب

الف _ هنگام بتن ریزی باید اختلاف فشار هیدرولیکی داخل و خارج قالب از بین رفته و سطح آب در داخل و خارج قالب در یک تراز باشد .
ب _ در موقع بتن ریزی با ترمی باید همیشه انتهای تحتانی لوله حداقل به طول 1 تا 1.5 متر داخل بتن باشد به طوری که آب نتواند از پایین وارد لوله شود . برای این منظور باید بتدریج با پر شدن لوله آن را بالا کشید .
پ _ باید از ایجاد سطوح افقی که لایه های مختلف بتن را از یکدیگر جدا می کنند اجتناب شود .
ت _ وقتی سطح بتن به حد فوقانی مورد نظر رسید ، باید آن قسمت از بتن که با مواد بیرونی درآمیخته و دانه های شن و ماسه و شیره بتن از هم جدا شده ، جمع آوری و بیرون ریخته شود . این کار باید تا رسیدن به بتن خمیری سالم ادامه یابد .
ث _ استفاده از سایر روش های بتن ریزی در زیر آب بنابر توصیه و تأیید دستگاه نظارت بلامانع است .
جزئیات امر بتن ریزی در زیر آب باید در مشخصات فنی خصوصی درج گردد .


برگرفته از مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ( طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه )

بتن ریزی در دمای منفی 18 درجه

بتن ریزی در دمای منفی 18 درجه

پژوهشگران ایرانی برای اولین بار در جهان به فناوری تولید بتنی دست یافتند که قابلیت استفاده در دمای 18 درجه زیر صفر را دارد.مهندس حسین الزمانی، مدیر پروژه، با اعلام این خبر می افزاید: این فناوری منحصر به فرد که در داخل ثبت شده است، مراحل ثبت جهانی در آمریکا را می گذراند.

با استفاده از این فناوری، بتن در نصف مدت معمول لازم یعنی 14 روز به مقاومتی 5/2 برابر بتن های معمول می رسد. بتن هایی که در حال حاضر استفاده می شود، فقط در دمای بالای 16 درجه سانتی گراد قابل ساخت است و عمل آوری نیز 28 روز به طول می انجامد. عضو مرکز تحقیقات صنایع دفاعی با اشاره به این مسئله که به اذعان کارشناسان داخلی و خارجی، این بتن باعث ایجاد انقلابی در صنعت ساختمان سازی و پروژه های عمرانی مثل ساخت سد و فرودگاه در مناطق سردسیر می شود، می افزاید: دستیابی به این فناوری ،شگفتی ناسا را نیز برانگیخته به طوری که این سازمان فضایی از آن به عنوان گامی در جهت ساخت سازه های فضایی در خارج از جو زمین و کرات دیگر نام برده است. این بتن که از انجمن های تخصصی ایرانی و نیز انجمن بتن آلمان تاییدیه گرفته، توجه مقامات روسی را نیز به خود جلب کرده است چرا که روسیه با تلاش های بسیار توانسته است بتن ریزی را فقط در دمای 4 درجه زیر صفر امکان پذیر سازد.مهندس حسین الزمانی، متخصص بتن و مدیر معاونت پژوهش مرکز ملی مقاوم سازی می گوید: کار روی ساخت بتن منحصر به فردی که در دمای 18 درجه سانتی گراد زیر صفر قابلیت استفاده در پروژه های ساختمانی را دارد، 3 و نیم سال پیش آغاز شد. اکنون کسب این موفقیت یکی از دستاوردهای جنبی پروژه است. نتیجه اصلی پروژه حدود 2 سال دیگر مشخص می شود که مربوط به یک پروژه بزرگ نظامی است.

وی که در مرکز تحقیقات وزارت دفاع نیز پروژه های عظیم دیگری را در دست اجرا دارد، می افزاید: در این پروژه، سیمانی با نرمی بالا و پودری تولید شده است که آن را با مواد و عناصری مانند سیلیس فعال و غنی سازی کرده ایم که این امر باعث شده است بتن در 18 درجه سانتی گراد هم قابل عمل آوری با حفظ تمامی خواص باشد چون بتن های معمولی فقط در دمای بالای 16 درجه سانتی گراد فعال است و در پایین تر از این دما مهندسان ناظر اجازه بتن ریزی نمی دهند، چون چسبندگی آن کم می شود. بتن برای سخت شدن نیاز به دمایی به نام هیدراتاسیون دارد که در این دما فعل و انفعالات شیمیایی باعث سخت شدن آن می شود. بعد که قالب ها از بتن باز شود، مدت 28 روز طول می کشد تا بتن به طور کامل سفت و سخت شود که به این مرحله عمل آوری بتن می گویند. در طول این مدت برای ایجاد حرارت و واکنش های لازم آب به بتن اضافه می شود بعد از این 28 روز بتن، سختی لازم را برای انجام کارهای دیگر ساختمان سازی پیدا کرده است. برای عمل آوری بتن مدت زمان لازم و استاندارد برای ساختمان سازی 28 روز است. چرا که در کمتر از این مدت و همچنین پایین تر از دمای 16 درجه سانتی گراد بتن مقاومت لازم را که 240 کیلوگرم بر سانتی مترمربع است، پیدا نمی کند. 30 تا 40 درصد مقاومت بتن بستگی به دمای مناسب آن یعنی بالاتر از 16 درجه سانتی گراد دارد. اما بتن جدید ابداعی محققان ایرانی علاوه بر این که در دمای 18 درجه سانتی گراد زیر صفر قابلیت عمل آوری را دارد، در مدت 14 روز به سختی و مقاومت لازم می رسد.

در مناطق سردسیر و یخ بندان هزینه بتن ریزی بسیار بالا می رود، چون باید از امکانات و ابزار لازم برای فراهم کردن دمای هیدراتاسیون بتن استفاده کرد. در حالی که ما برای نخستین بار در جهان با ساخت یک سیمان غنی شده، دمای بتن ریزی را تا 18 درجه سانتی گراد زیر صفر کاهش داده ایم و اهمیت این دستاورد به حدی بود که فیلمی از مراحل مختلف پروژه در شبکه 2 روسیه پخش شد. همچنین زمانی که مستندات پروژه را به موسسه بتن آلمان ارسال کردیم، این موسسه پس از تایید آن، به من به عنوان مدیر پروژه، دکترای افتخاری در این زمینه اعطا کرد.

مهندس الزمانی می افزاید: مرکز تحقیقات ملی مقاوم سازی ایران پس از 2 ماه با انجام آزمایش هایی، پروژه را مورد تایید قرار داد. این پروژه به دلیل اهمیت بالا و منحصر به فرد بودن، در حال حاضر مراحل ثبت جهانی را در آمریکا می گذراند. البته ناگفته نماند که اختراع مذکور ثبت داخل شده است.

الزمانی که دارای جایگاه اول تالیف در کشور در زمینه بتن نیز می باشد، در خصوص پروژه اش می گوید: این پروژه یک بار با شکست کامل مواجه شد ولی دوباره آن را با کمک متخصصانی در رشته شیمی، معدن و هسته ای آغاز کردم و با وجود مخالفت های بسیار ادامه دادم و بالاخره به نتیجه رسیدم.در حال حاضر به دلیل سردی هوا در غرب و شمال غرب کشور، بسیاری از پروژه های ساختمانی می خوابد. حتی در برخی از مناطق فقط 2 ماه از سال امکان کار وجود دارد ولی با استفاده از این سیمان در 12 ماه سال می توان پروژه های عمرانی را با موفقیت اجرایی کرد.

به گفته الزمانی، برای اولین بار در جهان با تولید این سیمان غنی شده توانسته ایم بتن سازی را در دمای 18 درجه سانتی گراد زیر صفر امکان پذیر کنیم. البته با اضافه کردن موادی به این بتن مثل ضدیخ، امکان فعال سازی آن در دما های پایین تر از 18- درجه سانتی گراد هم امکان پذیر است.

با سیمان پودری ابداعی می توان طی حداکثر 14 روز (نه 28 روز) مقاومت بتن را به حد مناسب رساند. با استفاده از یک سری افزودنی ها و اضافه کردن آن ها به این سیمان پودری در این درجه حرارت پایین، واکنش ها به قدری گرمازا می شود که دمای لازم برای هیدراتاسیون بتن فراهم می شود. از سوی دیگر استفاده از این سیمان در بتن ریزی مقاومت آن را2.5 برابر افزایش و میزان سایش بتن را در برابر عوامل فیزیکی و شیمیایی کاهش می دهد. بنابراین مشکلاتی که هم اکنون در دریچه های سد، سازه های نظامی و باندهای فرودگاه ها، در اثر سایش بتن به وجود می آید، بسیار کم می شود.

عضو مرکز تحقیقات صنایع دفاعی می گوید: ناسا از این طرح پژوهشی به عنوان گامی در جهت تحقق ساخت سازه های فضایی در خارج از جو زمین یاد و تقاضای ارسال مستنداتی از آ ن برای انتشار در سایت ناسا کرده است.

منبع : http://gatch.blogfa.com/post/653