مقاله تحلیلی:‌ ۱۱ عامل تأثیرگذار بر انتخاب مصالح در تعمیر سازه‌ های بتنی

عوامل گوناگونی از قبیل مقاومت، دوام، ضریب انبساط حرارتی، نفوذپذیری، انقباض ناشی از خشک شدن، خصوصیات شیمیایی و الکتریکی، مراقبت و هزینه وجود دارند که باید برای انتخاب مناسب‌ترین، سازگار‌ترین و مقرون به‌صرفه‌ترین مصالح ترمیمی مدنظر قرار داده شوند.

در نظرگیری این عوامل منجر به ترمیم موفق و بادوام سازه و همچنین بازیابی مقاومت آن می‌شود. البته باید در دسترس بودن مصالح، تجهیزات و نیروی کار ماهر مورد بررسی قرار گیرد.

۱. مقاومت

مقاومت‌ پیوستگی و مقاومت فشاری تقریباً در تمام ترمیم‌ها ازجمله عوامل بااهمیت زیاد هستند. مقاومت مصالح پایه و مصالح ترمیمی باید تقریباً یکسان یا مقاومت مصالح ترمیمی اندکی بالاتر باشد. هدف دستیابی به جریان یکنواخت و مناسبی از تنش و کرنش در مصالح است.

بااین‌وجود، هنگامی‌که مقاومت مصالح پایه و مصالح ترمیمی بسیار بالا است، مصالح ترمیمی به دلیل جریان غیر‌یکنواخت تنش‌ها و کرنش‌ها، دچار شکست زودرس می‌شوند.

پیوند بین سطح بتن زیرین و مصالح ترمیمی باید رضایت‌بخش باشد. اگر در مورد مقاومت پیوستگی ابهاماتی وجود داشته باشد، آنگاه می‌توان اقداماتی متناسب برای بهبود مقاومت پیوستگی مانند استفاده از چسب، سیستم اتصال سطح، اتصال مکانیکی یا ترکیبی از آن‌ها انجام داد.

۲. دوام

مصالح ترمیمی باید دوام لازم در برابر شرایطی که سازه معیوب در معرض آن‌ها قرار گرفته را داشته باشند. این مصالح باید در برابر حمله شیمیایی و هر نوع انرژی مانند اشعه فرابنفش و گرما مقاوم باشند.

۳. ضریب انبساط حرارتی

مصالح ترمیم باید ضریب انبساط تقریباً یکسانی با بتن موجود داشته باشند تا اطمینان حاصل شود که تنش‌ها‌ی نا‌خواسته به سطح مشترک پیوند یا به سطح زیرین منتقل نمی‌شود. نا‌سازگاری حرارتی ممکن است باعث شکست در سطح مشترک پیوند یا در درون مصالح ترمیمی با مقاومت پایین‌تر شود.

۴. انقباض ناشی از خشک شدن

با توجه به این‌که انقباض در مصالح بتنی پایه قبلاً به پایان رسیده است، برای حفظ پیوند بین مصالح ترمیمی و سطح بتن زیرین لازم است که مصالح ترمیمی کمترین انقباض ممکن ناشی از خشک شدن را داشته باشند.

اگر این شرایط برآورده نشود، پیوند مصالح ترمیمی با مصالح بتنی پایه در معرض خطر قرار می‌گیرد که منجر به لایه‌لایه شدگی یا ایجاد ترک انقباضی در سطوح می‌شود. ترک‌های انقباضی منجر به نفوذ هوا و رطوبت می‌شوند، ازاین‌رو میلگرد‌های فولادی با خوردگی رو‌به‌رو می‌شوند.

محدودیت مصالح ترمیمی بر پایه سیمان برای مقاومت ۲۸ روزه و افت نهایی ناشی از خشک شدن به ترتیب ۴۰۰ و ۱۰۰۰ در میلیون است. افت مصالح ترمیمی سیمانی را می‌توان با استفاده از طرح اختلاط‌هایی با نسبت آب به سیمان کم، حداکثر اندازه و حجم درشت‌دانه، افزودنی‌های کاهنده افت، یا استفاده از روش‌های ساختی که پتانسیل افت را به کم‌ترین حد ممکن برسانند، کاهش داد. مراقبت از مصالح ترمیمی، به‌خصوص اگر ضخامت آن‌ها کمتر باشد، بسیار ضروری است.

۵. نفوذ‌پذیری

به‌منظور محافظت از آرماتور‌ها در برابر خوردگی، نفوذ‌پذیری مصالح ترمیمی باید کم باشد تا از نفوذ مصالح مهاجم مانند کربن دی‌اکسید، آب، اکسیژن، گاز‌ها و بخار‌ها‌ی صنعتی جلوگیری شود.

۶. مدول الاستیسیته

مدول الاستیسیته مصالح ترمیمی باید با مدول الاستیسیته بتن موجود یکسان باشد. در ترمیم‌های غیر سازه‌ای، بهتر است مدول الاستیسیته مصالح ترمیمی کمتر باشد تا به آزادسازی تنش‌های کششی ایجاد شده ناشی از انقباض محدود ناشی از خشک شدن کمک شود. حداکثر مدول الاستیسیته برای مصالح ترمیمی سیمانی معمولاً برابر با ۲۴ گیگا پاسکال در نظر گرفته می‌شود.

۷. خواص شیمیایی

به‌منظور جلوگیری از خوردگی آرماتورها بهتر است، PH مصالح ترمیمی نزدیک به ۱۲ (محیط قلیایی) باشد. در غیر این صورت باید برای محافظت بیشتر از آرماتور‌های موجود از روش‌هایی همچون محافظت کاتدی یا روکش آرماتور استفاده کرد.

۸. خواص الکتریکی

مصالحی که مقاومت الکتریکی بالایی دارند باعث عایق کردن نواحی ترمیم‌شده که احتمال خوردگی دارند، می‌شوند. اختلاف در پتانسیل الکتریکی بین مصالح ترمیمی و بتن اصلی ممکن است باعث افزایش خوردگی در پیرامون محیط ناحیه تحت ترمیم و درنتیجه شکست زودرس شود. معمولاً به این اثر حلقه آندی یا اثر هاله گفته می‌شود.

۹. رنگ و بافت

برای ترمیم سطوح بتن نما، رنگ و بافت مصالح ترمیمی نباید به‌طور قابل‌توجهی با سطح مجاور تفاوت داشته باشد. پیش از شروع کار ترمیم می‌توان این موضوع را امتحان نمود.

۱۰. الزامات عمل‌آوری

به‌منظور کاهش عمل‌آوری بعد از ترمیم، باید از مصالحی که به عمل‌آوری کم احتیاج دارند، استفاده کرد. مصالح ترمیمی که نیاز به عمل‌آوری زیادی دارند ممکن است در اثر عمل‌آوری نامناسب، مقاومت مورد نظر را کسب نکنند.

۱۱. هزینه مصالح ترمیمی

بهتر است که از مصالح ترمیمی مقرون‌به‌صرفه استفاده شود اما این اقدام باید به ازای دستیابی به خواص عملکردی این مصالح صورت گیرد.

 منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.