موضوع : مقاله تعمیر و نگهداری سازه های بتنی پل

توضیح: این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

تعمیر و نگهداری سازه های بتنی ( پل )
مقدمه:
ضرورت تحقیق در خصوص مصالح ساختمانی  بویژه بتن به عنوان عنصر شاخص در ساخت و ساز، از چند دهه گذشته در کانون توجه موسسه های تحقیقاتی در کشورهای مختلف بوده است. در کشور ما با توجه به حجم انبوه ساخت و سازها در بخش عمومی و در بخش خصوصی و همچنین سرمایه گذاری های عظیم براي ساخت فرا سازه ها، كه بخش بزرگتر آنها را سازه های بتنی تشكيل مي دهند، پرداختن به موضوع پژوهش در زمینه مصالح ساختمانی و خصوصا بتن از اهمیت زيادي برخوردار است. در کشورهای پیشرفته، امروزه بخش قابل ملاحظه ای از بتن های مصرفی را بتن های  خاص تشكيل مي دهد؛ و با توجه به قابلیت های شگرف این مصالح ساختمانی ، تحول های اساسی در تكنيك ها و روش های ساخت و سازه ها ايجاد شده است.
آزمایشگاه مصالح ساختمانی دانشکده ی فنی دانشگاه تهران از بدو تاسیس به عنوان يكي از مراکز معتبر آزمایشگاهی مصالح ساختمانی در کشور محسوب مي شده و هم اکنون به عنوان آزمایشگاه مرجع مورد قبول سازمانها و رسمي است . موسسه ي مصالح ساختماني دانشكده فني دانشگاه تهران در همکاری با آزمایشگاه مصالح ساختمانی با هدف ارتباط با صنعت ساختمان و انجام پروژه هاي علمي، تحقيقاتي، مشاوره اي، مديريتي و اجرايي به منظورارتقاي كيفي و كمي دانش مربوط به مصالح و فراورده هاي ساختماني و نيز كاربرد آنها شامل : مطالعات رفتاري، فن آوري توليد، كاربرد مصالح و فرآورده هاي بتنی، ترميم و نگهداري سازه ها و طراحی سازه های بتنی محافظ شروع به كار كرده است. اين مركز تاكنون توانسته است بیش از20 نفر از نخبگان )دانشجويان افتخار آفرين در مسابقات بين المللي انجمن بتن آمريكا در سه سال اخير) و فارغ التحصيلان دانشكده فني را جذب كند. 
موسسه ي مصالح ساختماني با بهره گيري از تجهيزات كامل آزمايشگاه مصالح ساختماني ، مسوولان مجرب، نخبگان و فارغ التحصيلان دانشكده ي فني آماده ارائه خدمات گسترده به صنعت ساختمان كشور مي باشد و هم اكنون مورد توجه صاحبان صنايع ساختماني در زمينه هاي مختلف قرار گرفته و قراردادهاي پژوهشي و تحقيقاتي متعددي را منعقد نموده است. 
موسسه ي مصالح ساختماني دانشكده ي فني با همكاري آزمايشگاه مصالح ساختماني با توجه به ظرفيت قابل ملاحظه ي خود توانايي ارايه ي خدمات مشاوره اي_ پژوهشي و آزمايشگاهي وسيعي در زمينه هاي مختلف صنايع ساختماني را داراست.
حفاظت كاتديك فولاد در سازه‌هاي فولادي و نيز ميلگردهاي فولادي در سازه‌هاي بتني
اگرچه حفاظت كاتديك فولاد از ديرباز در دنيا مطرح بوده است؛ در ايران و به خصوص در سازه‌هاي دريايي و ساحلي خليج‌فارس اين مسئله كمتر مورد توجه قرار گرفته است. عمده‌ترين حفاظت به كار گرفته شده در ايران معمولاً‌ استفاده از رنگ‌هاي مخصوص بوده كه اين مساله در مورد ميلگردهاي به كار رفته در سازه‌هاي بتن مسلح قابل استفاده نيست. به همين جهت در سازه‌هاي بتن مسلح ساحلي و دريايي خليج‌فارس، بزرگترين مساله، خوردگي ميلگردها و مترادف با آن زوال و خردشدگي بتن بوده است؛ به طوري كه گاه عمر سازه ي بتن مسلح را به كمتر از 5 سال نيزکاهش داده است. بررسي هاي مناسب در اين ارتباط و تنظيم توصيه‌نامه و دستورالعمل مناسب در جهت حفاظت كاتديك فولاد به خصوص در سازه‌هاي بتن مسلح، مي‌تواند در اين راستا بسيار راهگشا باشد. اجباري كردن رعايت چنين دستورعمل‌هايي در سازه‌هاي بتن‌ مسلح ساحلي و دريايي جنوب توسط مقام هاي ذيصلاح، به صرفه‌جويي كلاني در سرمايه‌هاي كشور منجر خواهد شد.
تعمير بتن در مناطق دريايي
در مناطق گرمسيري و دريايي، به سبب وجود شرايط محيطي حاد و خورنده، سازه‌هاي بتن
مسلح در معرض ابتلا به انواع خرابي‌ها قرار دارند. در حال حاضر سالانه براي ترميم خرابي‌هاي آرماتور و خسارت ناشي از آن، ميلياردها دلار در سراسر دنيا هزينه مي‌شود. تعمير بتن در مناطق دريايي شامل تعمير بتن در خارج از آب و تعمير آن در داخل آب مي‌گردد. در خارج از آب عمده‌ترين خرابي‌ها ناشي از خوردگي ميلگرد در بتن، خرابي سولفاتي، واكنش قليايي سنگدانه‌ها و كربناتي‌ شدن بتن مي‌باشد كه سبب خوردگي فولاد مي‌گردد. تعمير سازه‌هاي بتني در زير آب مسائل پيچيده و مشكلي را در بردارد. هر چند كه روش‌هاي تعمير و نوع مصالحي كه به كار مي‌رود شبيه به حالت‌هاي تعمير بتن در خارج از آب است، ولي شرايط سخت محيطي و مشكلاتي كه كار در زير آب و يا در ناحيه ي پاشش آب به همراه دارد، تفاوت‌هاي عمده‌اي را ايجاد مي‌كند. فرسايش و تخريب بتن در نواحي جزر و مد و يا در ناحيه ي پاشش آب نيز يك مساله ي جدي از نقطه ‌نظر اقتصادي مي‌باشد. موج آب كه حاوي اكسيژن و املاح متعددي مي‌باشد، اثر تخريبي مؤثري بر سنگدانه‌هاي بتن دارد.
ساختمانهای بتنی
 یک مد خرابی معمول در سازه های بتنی بهنگام زلزله، فرو افتادن دال کف، تقریبا بدون شکست، بر روی کف زیرین خود میباشد. در این نوع خرابی که تحت عنوان " پن کیک " از آن یاد میشود، دالهای کف فرو افتاده از دسترسی و رهایی مصدومان جلوگیری می کند و لذا مشکلات زیادی را بخصوص درصورتی که موقعیت و وضعیت قربانی نا معلوم باشد ایجاد می نماید. دال بتنی هر طبقه به ابعاد 30 متر در 30 متر و به ضخامت 10 سانتیمتر وزنی بالغ بر 250 تن دارد که از ظرفیت جرثقیل های معمول فراتر است. لذا باید این دالهای بتنی به قطعات کوچکتر بریده شوند تا قابل حمل و جابجائی بوسیله جرثقیل های عادی شوند.
عمليات ترميمی
( آماده سازي سطوح - تميز نمودن با اسيد - برس زدن...)
در این بخش از كتاب عملیات بهسازی كه عبارت از آماده سازی سطوح و اجرای روشهای مناسب تعمیر و مرمت و تقویت می با شد، شرح داده شده است.
- عملیات ترمیمی
(REMEDIAL- ACTION)
پس از اینكه عامل یا عوامل سازه دقیقاً مشخص شد، مهندسین مسؤول با در نظر گرفتن هزینه اقدامات لازم، عملیاتی را كه برای استفاده و ادامه بهره برداری از سازه برای مدت مورد نظر ضروری است، به كارفرما
ارائه می دهند. این عملیات ممكن است شامل خراب كردن و از بین بردن كامل سازه و ساخت مجدد آن باشد یا اینكه تعمیرات اساسی صورت گیرد و یا اینكه روشهایی اتخاذ شود تا پیشروی خرابی و فرسودگی را در سازه كاهش دهد. البته این امر یعنی كاستن از سرعت پیشرفت خرابی در سازه، در مواقعی ضرورت می یابد كه امكان تعمیرات اساسی پیشگیری كننده وجود نداشته باشد، مانند تخریبی كه علت اصلی آن عكس العمل واكنش قلیایی- سیلیكا(ALKALI- SILICA) می باشد. در هر حال اگر در مراحل تشخیص و ارائه راه حل، تعمیر سازه به عنوان تصمیم مقتضی، اتخاذ شده باشد، با در نظر گرفتن نوع سازه بتنی، طرق متعددی برای اجرای این تعمیرات موجود می باشد كه اعم آنها عبارتند از:
(الف) جایگزین نمودن تمام یا قسمتی از المانهای سازه
(ب) تزریق و تلقیح تركها
(پ) چسباندن المانهای فلزی كمكی (مانند آرماتور، صفحات فلزی، بخیه و …)
(ث) پوششها
از آنجا كه با توجه به موقعیت و موضع مناطق تحت تعمیر سازه، ممكن است عمل تعمیر در شرایط كاملاً خشك، نیمه خشك، و داخل آب (مغروق) انجام گیرد، مطالبی كه در پی خواهد آمد، شامل تمامی روشهای مرتبط و معمول در صنعت بتن می باشد. 
2-1- آماده سازی سطوح
(SURFACE PREPARATION)
قبل از انجام و اعمال سیستم تعمیری، سطوح بتن مادر (قدیم) بایستی كاملاً آماده گردد. از جمله اهداف اصلی آماده سازی سطوح را می توان موارد زیر ذكر نمود:
(الف) بر طرف نمودن تمامی تكه ها و قطعه های نا مناسب و نرم و جدا شدهء بتنی جهت ایجاد سطحی مناسب با مقاومت كافی.
(ب) تمیز نمودن تمامی سطوح از آلودگیها. این آلودگیها مانع از ایجاد چسبندگی لازم بین لایه تعمیری و بتن مادر می گردند.
(پ) آشكار نمودن و در دسترس قرار دادن طول و یا عمق آرماتورها برای تمیز كردن، تقویت، پوشش و…
(ت) ازدیاد درجه زبری سطوح بتنی جهت ایجاد سطح تماس بیشتر بین بتن مادر و لایه تعمیری و همچنین ازدیاد قفل و بست مكانیكی. 
فهرست مطالب
مقدمه
تعمیر بتن درمناطق دریایی
ساختمانهای بتنی
عملیات ترمیمی
( آماده سازی سطوح - تمیز نمودن با اسید - برس زدن...)
- عملیات ترمیمی (REMEDIAL- ACTION)
2-1- آماده سازی سطوح (SURFACE PREPARATION)
2-1-1 تمیز نمودن با اسید، شستن با اسید، اسید خراشی (ACID ETCHING)
2-1-2 برس زدن (WIRE BRUSHING)
2-1-3 چكش زدن (JACKHAMMERING)
2-1-4 سند بلاست و گریت بلاست (شن و ساچمه پاشی) (SAND OF GRIT BLASTING)
2-1-5 وترجت (آب فشاری) با مواد ساینده و بدون آن (WATER JETTING WITH OR WITHOUT ABRASIVE)
2-1-6 روشهای دیگر (OTHER MTHODS)
2-2 طرق مختلف ترمیم (REPAIR TECHNIQUES)
2-2-1 تزریق تركها (CRACK INJECTION)
2-2-2 قنداق كردن (JACKETING)
2-2-3 بتن با سنگدانه از پیش آكنده (PREPLACED AGGREGATE CONCRETE)
2-2-4 لایه های سطحی (THIN OR REGULAR RESURFACING)
2-2-5 بتن پاشی (SHOTCRETING)
3-6 بتن، ملات، و دوغابهای منبسط شونده (EXPANDING MORTARS, GROUTS & CONCRETES)
3-7 بتن و ملات دارای الیاف مصنوعی(FIBRE REINFORCED CONCRETE & MORTAR)
3-8 لاتكس (LATICES)
3-9 سایر مواد پوششی (OTHER COATING MATERIALS)
3-10 سیمانهای مخصوص (SPECIAL CEMENTS)
3 - 11 مواد تعمیری زیر آبیUNDER WATER REPAIR MATERIALS)
3-11-1 مواد سیمانی برای تعمیرات زیر آبی (CEMENTITIOUS MATERIALS FOR UNDER WATER REPAIRS)
3-11-1-1 ویژگیهای آب اندازی(HIGH BLEED CHARACTERISTICS)
3-11-1-2 زمان گیرش طولانی (PROLONGED SETTING TIME)
3-11-1-3 شسته شدن (WASHOUT)
3-11-1-4 آسیب پذیری در مقابل مواد شیمیایی (SUSCEPTIBILITY TO CHEMICAL ATTACK)
3-11-1-5 روانی ضعیف (POOR FLOWABILITY)
3-11-1-6 جمع شدگی یا انقباض (SHRINKAGE)
3-11-1-7 جدا شدن (SEGREGATION)
3-11-1-8 نفوذ آب دریا به سیستم تعمیری (PERMEABILITY TO SEA WATER)
3-11-1-9چسبندگی به بتن قدیمی (بتن مادر)(ADHESION TO THE SUBSTRATE CONCRETE)
پیدایش ترک در سازه
موقعیت ترك
حالتهای ترك
روش تعمیر تركها
تركهای نیمه عمیق
تركهای عمیق
ترك در تقاطع دیوار
ترك در نعل درگاه
پیوند در تركهای عمیق
رفع ترك اطراف ستونهای فلزی
منابع و ماخذ