عضویت در سایت دانلود مقالات مهندسی عمران


 

  • عضویت دائمی در سایت و امکان دانلود بدون محدودیت مقالات سایت.           

 

  • دسترسی به هزاران مقاله و تحقیق در زمینه مهندسی عمران .


  • مبلغ عضویت دائمی در سایت ( 14 هزار تومان)    عضویت

دانلود مقاله

.

دانلود مقاله عمران


مقالات هفتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران

تعداد مقالات : 520

مقالات هشتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران

تعداد مقالات : 975

مقالات نهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران

تعداد مقالات : 1430

مقالات سومین كنفرانس ملی سازه و فولاد

تعداد مقالات : 127

مقالات دومین كنفرانس ملی سازه و فولاد

تعداد مقالات : 92

مقالات چهارمین کنفرانس ملی بتن

تعداد مقالات : 167

مقالات دومین کنفرانس ملی بتن ایران

تعداد مقالات : 82

مقالات چهارمین کنفرانس مقاوم سازی لرزه ای

تعداد مقالات : 425

مقالات یازدهمین كنفرانس مهندسی حمل و نقل

تعداد مقالات : 305

مقالات پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران

تعداد مقالات : 539

مقالات چهارمین کنفرانس سد سازی

تعداد مقالات : 84

مقالات سومين کنگره بين المللی بتن

تعداد مقالات : 112

مقالات نهمین همایش ملی تونل

تعداد مقالات : 125

مقالات دهمین کنفرانس دانشجویی مهندسی عمران

تعداد مقالات : 148

مقالات یازدهمین کنفرانس دانشجویی مهندسی عمران

تعداد مقالات : 77

مقالات انگلیسی عمران ASCE-2010

تعداد مقالات : 376

مقالات چهاردهمین کنفرانس دانشجویی مهندسی عمران

تعداد مقالات : 202

مقالات همایش مقاوم سازی 89

تعداد مقالات : 102

مقالات اولين کنگره بين المللی بتن

تعداد مقالات : 203

مقالات چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران

تعداد مقالات : 309

مواد ترمیم بتن

مواد ترمیم بتن (REPAIR MATERIAL)

در این بخش موادی كه در تعمیرات بتنی معمول است، شرح داده شده اند.

3-1 بنتونیت (BENTONITE)
این ماده كه از صخره و یا سنگPULVERISED ROCK استخراج شده از خاكسترهای آتشفشانی است و دارای درصد بالایی از املاح (مینرال) رس است. بنتونیت در تماس با آب تا حدود 30 برابر حجم اولیه خود آب جذب نموده و منبسط می گردد. محصول به دست آمده دارای شكل ژله مانند بوده و به صورت سد كننده نفوذ و گذر آب عمل می كند. از این ماده برای جلوگیری از نشت آب در زیر زمینهای موجود، استخرها، مخازن آب، حوضچه ها، كانالهای آبیاری، سدها و تأسیسات مشابه استفاده می شود. هنگام مصرف بنونیت می توان آن را به صورت خشك كه در درون حفره ها و منافذ سطوح قرار داده می شود و یا به صورت ژل، به كار برد.

3-2 پوششهای قیری(BITUMINOUS COATINGS)
این سیستمهای پوششی عبارتند از: آسفالت و یا موادی چون قطران ذغال سنگ (COAL – TAR). این مواد موقعی كه آب بند نمودن بتن و یا حفاظت آن در مقابل عوامل جوی مورد نظر باشند به كار گرفته می شوند. از جمله مشخصات این مواد می توان ارزانی و شناخته شدن آن بین دست اندركاران را نام برد. از خصوصیات دیگر این پوششها آن است كه ضخامت لایه اعمالی را می توان متناسب با عملكرد خواسته شده از سیستم، تغییر داد. از معایب این گونه پوششها می توان نیاز به تجدید متناوب، متصاعد شدن بوی بد، كثیفی (MESSINESS) به هنگام اعمال لایه، خشك شدن و ترك خوردن در مقابل نور خورشید، حساسیت آنها نسبت به درجه حرارت محیط و آسیب پذیری و از بین رفتن این پوششها در با بعضی محلولها از قبیل بنزین را، ذكر نمود.

3-3 بتن، ملات و دوغاب ساخته شده از سیمان پرتلند معمول
(ORDINARY PORTLAND CEMENT CONCRETE, MORTAR AND GROUT)
این سیستمها كه به عنوان مواد تعمیری در نظر گرفته می شوند، امتیازاتی از قبیل: تغییر حجم مشابه با بتن مادر، شباهت ظاهری، ارزانی نسبی در مقایسه با سایر سیستمها و در دسترس بودن و موجود بودن دانش لازم در مورد خود سیستمها را، دارا می باشند. در حالی كه جایگزین كردن قسمتهایی از سازه و همچنین نقاطی كه عمیقاً نیاز به تعمیر دارند، با بتن انجام می گیرد؛ ملات برای قسمتهایی كه كمتر از 35 میلیمتر عمق دارند. باید توجه داشت كه اندازه سنگدانه بتن نیز می تواند در انتخاب سیستم تعمیری دخالت داشته باشد. نلات سیمانی را می توان با دست، پمپ و یا جریان ثقلی بر روی قسمتهای تعمیری اعمال نمود. خصوصاً در نقاطی كه عمق تعمیر زیاد نبوده و جریان روان و مداوم (CONSISTENCY) دوغاب مورد نیاز نباشد، بایستی از ملات استفاده نمود.
دوغاب برای جاهایی مصرف می شود كه عمق تعمیر كم بوده و یا قسمتهای مورد تعمیر قابل رؤیت نیستند. دوغاب را می توان با استتفاده از جریان ثقلی و یا پمپ اعمال نمود. بایستی توجه داشت كه دوغاب به علت داشتن آب زیاد، پس از خشك شدن بیش از ملات و یا بتن با دانه بندی خوب، جمع شدگی حاصل می كند. در مواردی كه دوغاب به عنوان سیستم تعمیری مد نظر قرار می گیرد، بهتر است دوغابهای انحصاری با مشخصه های فنی خاص را مورد توجه و بررسی قرار داد.

3-4 درزگیریهای ارتجاعی (ELASTOMERIC SEALANTS)
از این مواد برای پر كردن تركهای زنده استفاده می گردد. از وظایف این گونه مواد آن است كه از نفوذ آب، خاشاك و آلودگیها جلوگیری كرده، انبساط و انقباض مداوم و مورد نظر از خود نشان داده و چسبندگی خوبی را به اطراف و لبه تركها داشته باشد. اساساً این گونه مواد شامل سیستمهای گرم و سرد می باشند. اثرات جوی، حرارتهای زیاد، دماهای پایین، عبور و مرور، اثرات محیطی، چسبندگی و خاصیت ارتجاعی این گونه مواد بایستی قبل از انتخاب، به طور دقیق و كامل مورد بررسی قرار گیرند.

3-5 رزینه(RESINS)
رزینهای مصنوعی یا سینتتیكی (SYNTHETIC) كه در صنعت راه و ساختمان به كار گرفته می شوند، از تولیدات صنایع پتروشیمی می باشند. انواع این رزینها بسیار زیاد و گسترده بوده ولی از جمله آنهایی كه بیشتر در این صنعت معمول هستند، می توان اپوكسیها (اپوكسیدها نیز گفته می شوند)، پلی استرها، پلی یورتانها، اكریلیك ها، پلی وینیل استاتها و استیرن بوتادین ها، را نام برد. از آنجا كه سه گروه آخری اساساً برای باروری (IMPREGNATION) و یا همراه سیمان پرتلند معمولی به كار گرفته می شوند، تنها به شرح سه گروه اولی یعنی اپوكسی ها، پلی استرها و پلی یورتانها در این بخش می پردازیم.

3-5-1 اپوكسیها (EPOXIES)
نام اپوكسی از این واقعیت منشأ می گیرد كه مولكولهای این سیستم از رزینها، دارای كربن و اكسیژن هستند و به همین علت اپوكسیدها نامیده می شوند. اتم اكسیژن به دو اتم كربن اتصال دارد كه خود این اتمهای كربن نیز به طرق دیگری به یكدیگر متصل هستند. بنابراین ساده ترین نوع اپوكسیدها، اكسید اتیلین می باشد كه واكنش(REACTIVITY) رزینهای اپوكسی وابسته به نوع گروههای اكسید ایتلن می باشد. گروههای اپوكسید به خاطر داشتن ساختمان مولكولی خاص، دارای مشخصه عكس العمل (REACTIVITY) بسیار بالایی بوده و در واقع می توانند با بیش از 50 نوع نمونه (SPECIES) شیمیایی مخلوط شده و سیستمهای عمل آمده و سخت شده رزینی را ایجاد كنند. از انواع مواد عمل آورنده ای كه بعضی از اوقات سخت كننده (HARDENERS) نیز گفته می شوند، می توان آمین ها، آمیدها، استرها، تریفلوریدبرن و غیره را نام برد.
باید توجه داشت كه تفاوت در به كارگیری مواد عمل آورنده(CURING AGENTS) ، با محصولات رزینی سخت شده (SET) خصوصیات مختلفی را ایجاد می نماید. لذا با توجه به عملكرد فیزیكی كه از یك سیستم رزینی انتظار می رود، مواد عمل آورنده یا (CURING – AGENTS) را بایستی طوری انتخاب كرد كه انتظار مذكور حاصل گردد. با این حال رزینهایی كه در عمل مورد استفاده قرار می گیرند هر كدام حاصل اختلاط و تركیب چند سیستم می باشند كه با نسبتهای دقیق مخلوط و تركیب شده اند. این امر از عهده یك عمل آورنده خارج بوده و معمولاً به این طریق فرمول دهندگان، عوامل اصلی تشكیل دهنده رزینها را خریداری و با اطلاع كافی از خصوصیات عمل آورنده های مختلف، با دقت و توجه به سیستم رزین در عمل و پس از توزین و مخلوط نمودن دقیق نسبتهای لازم از پایه و عمل آورندهء رزینها، رزین مورد نظر را می سازند.
نكته قابل توجه این است كه بعضی اوقات برای دسترسی به خصوصیاتی، ممكن است علاوه بر پایه و عمل آورنده رزینی، از موادی نیز به صورت پر كننده و تغییر دهنده، در ساخت اولیه رزین مورد نظر كمك گرفته شود. از سال 1940 كه اپوكسی ها در صنعت راه و ساختمان به كار گرفته شدند، از آنها برای چسباندن قطعه های ساختمانی، تزریق تركها، پوششها، تعمیرات تكه ای (PATCH)، تحكیم پیچها، تحكیم پایهء ماشین آلات، به كارگیری در سطوح قابل سایش، اعمال در كارهای زیر آبی و به عنوان ماده چسباننده استفاده شده است. دلایل عمده علاقه و موارد استفاده مهندسین از رزینهای اپوكسی را، می توان به شرح زیر توصیف نمود:
(الف) دارا بودن ویسكوزیته (غلظت) پایین كه نفوذ آن را آسان می سازد.
(ب) بسته به نوع عمل آمرنده و دمای محیط، رزینهای اپوكسی در مدت زمان كوتاهی عمل آمده و سخت می شوند.
(پ) با توجه به اینكه سیستم اپوكسی رزینها طوری فرمول بندی شده است كه خالی از حلال می باشد، تغییرات در نحوه قرار گیری و ترتیب مجدد مولكولها در زمان عمل آوری (CURING) سیستم بسیار اندك بوده و جمع شدگی در موقع سفت شدن نیز در حد پایین می باشد. همچنین این سیستمها به هنگام عمل آوری و تركیبات داخلی، دچار واكنشهای غیره منتظره نمی گردند.
(ت) دارا بودن قدرت چسباندن بسیار بالا.
با وجود امتیازات فوق الذكر اپوكسیها، عوامل محدود كننده ای نیز وجود دارند كه موقع انتخاب این سیستمها بایستی دقیقاً مد نظر قرار گیرند. بعضی از این عوامل محدود كننده را می توان به صورت زیر بیان نمود:
1- سطح بتن مادر بایستی مقاوم، تمیز و برای بیشتر سیستمهای اپوكسی خشك باشد.
2- حرارت حاصل از تركیب و عمل آوری اپوكسیها می تواند به خاطر اثر حرارت زای آنها(EXOTHERMAL)، به طور فاحشی بالاتر از سیستمهای تعمیری با سیمان معمولی باشد.
3- با اینكه قدرت انقباض (جمع شدگی) سیستمهای اپوكسی به گفتهء تولید كنندگان آنها در حد ناچیزی می باشد، معذالك نمی توان از اثرات منفی آنها صرفنظر نمود. این موضوع خصوصاً وقتی با اثرت حاصل از حرارت ایجاد شده (EXOTHERMIC) همراه باشد، ممكن است نتایج مخربی را به بار آورد.
4- برای مصرف اپوكسیها حداقل درجه حرارت محیط معمولاً 5 درجه سانتیگراد قید می شود كه بایستی كاملاً مراعات گردیده و ممكن است كنترل دوباره این موضوع ضرورت یابد. البته این محدودیتها در صورتی است كه انتظار داشته باشیم سیستم حداكثر مقاومت خود را در مدت زمان نسبتاً كوتاهی به دست آورد.
5- اغلب سیستمهای اپوكسی در مقابل رطوبت حساس می باشند. بنابراین هنگام استفاده از سیستمهای اپوكسی، رطوبت و خیسی محیط، بایستی مورد توجه و مطالعه قرار گیرد.
6- نسبت اجزا و همچنین اختلاط كامل اجزای سیستمهای اپوكسی بایستی دقیقاً مورد كنترل و بررسی قرار گیرد. بایستی یادآور شد كه اهمیت این مطلب در نظر افرادی كه دائم با مواد سیمانی معمولی سر و كار دارند به قدری نیست كه توجه دست اندكاران را آن گونه كه شایسته است به خود معطوف دارد.
7- مسأله ایمنی از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و بایستی حتماً در تمامی مراحل مراعات شود. باید توجه داشت كه اجزای سیستمهای اپوكسی در صورت تماس با پوست و یا استشمام بخار اپوكسی توسط افراد، ایجاد ناراحتی بسیار جدی می نماید. علاوه بر این بعضی از اجزا قابل احترق بوده كه رعایت اصول و ملاحظات ایمنی را حتمی و ضروری می سازد. اماكنی كه در آنها اقدام به مصرف آپوكسی می گردد، بایستی از تهویه مؤثر و مطلوبی برخوردار باشند. خصوصاً هنگامی كه اپوكسی ها در فضایی محدود و سر بسته به كار گرفته می شوند.
8- باید توجه داشت كه بین مدول الاستیسیته (ضریب ارتجاعی) اپوكسی ها و ضریب ارتجاعی بتن مادر و همچنین بین ضریب انبساط حرارتی این دو، اختلاف فاحش و قابل تأملی وجود دارد كه در صورت نیاز، انجام مقایسه و به كارگیری تمهیدات لازم ضروری است. اختلاف قابل ملاحظهء ضرایب فوق الذكر باعث تشكیل تنشهای برشی در مرز بین لایه اپوكسی و بتن قدیم گردیده و در صورت ازدیاد بیش از حد، باعث جدا شدگی دو سیستم از یكدیگر می شود.

3-5-2 پلی استرها (POLYESTERS)
عمل گیرش و سخت شدن پلی استرها كاملاً با گیرش و سخت شدن اپوكسیها تفاوت دارد. در مورد پلی استرها باید گفت كه در صورت وجود كاتالیست ها، عمل و عكس العمل پلیمری بین نقاط مشابه در زنجیره های رزینی یكسان صورت می گیرد. بنابراین كنترل دقیق نسبتهای اختلاط به آن اندازه كه در مورد رزینهای اپوكسی ضرورت دارد، حساس و بحرانی نیست. برای بهبود بخشیدن به قدرت عمل و عكس العمل تركیبی و ویسكوزیته پلی استرها، معمولاً از حلالهایی مانند استیرن كمك گرفته می شود. هنگامی كه یك سیستم رزینی دارای پر كننده باشد، معمولاً كاتالیست مربوطه به صورت پودر كه به ماده پر كنندهء خنثی (از نظر تركیب شدن) مخلوط شده، به كار گرفته می شود. نكتهء حائز اهمیت اینكه، نه نتها از نظر خواص مكانیكی پلی استرها و اپوكسی ها به هم شباهت دارند، بلكه موارد كاربرد آنها نیز به مشابه هم می باشد. با این همه تا آنجا كه به تعمیرات بتنی مربوط می شود، تفاوتهایی بین این دو سیستم یعنی پلی استرها و اپوكسیها وجود دارد كه اهم آنها را می توان به شرح زیر بیان نمود:
1- در مقایسه با اپوكسی ها، پلی استرها حداكثر مقاومت نهایی خود را در مدت زمان كمتری به دست می آورند.
2- با توجه به مدت زمان عمل آوری كوتاه پلی استرها، اثرات اگزوترمی آنها بیش از اثرات اگزوترمی اپوكسی هاست. در نتیجه به هنگام مصرف پلی استرها باید ضخامت لایه های اجرایی كمتر از زمانی باشد كه اپوكسی به كار گرفته می شود.
3- حساسیت سیستمهای پلی استری نسبت به رطوبت، بیشتر از حساسیت سیستمهای اپوكسی در شرایط مرطوب می باشد.
4- امكان حملات شیمیایی از طرف خمیر حاصل از سیمان پرتلند كه آلكالین (قلیایی) است، در مورد سیستمهای پلی استری بیشتر از سیستمهای اپوكسی است.
5- مقدار جمع شدگی (SHRINKAGE) سیستمهای پلی استری حین عمل آوری بیشتر از مقدار همین نوع جمع شدگی در سیستمهای اپوكسی است.
با توجه به امكان تأثیر حملات شیمیایی بر روی سیستمهای پلی استری و اینكه این سیستمها دارای حساسیت بیشتری (در مقایسه با اپوكسی ها) در مقابل رطوبت می باشند، نمی توان از این سیستمها به عنوان پر كننده تركها بهره جست.

3-5-3 پلی یورتانها (POLYURETHANES)
معمولاً از پلی یورتانها در مواقعی استفاده می شود كه نیاز به ماده فنری (RESILIENT) احساس می شود. زیرا خاصیت ارتجاعی و انعطاف پذیری (FLEXIBILITY) پلی یورتانها بیش از سیستمهای پلی استری و سیستم اپوكسی ها است. یكی از نمونه های پلی یورتانها، به كارگیری آنها در داخل مخازن و جاهایی است كه از سیستم، انتظار مقاومت بالایی در برابر تغییرات و اختلاف دما می رود. در مورد رطبت باید توجه داشت كه سیستمهای پلی یورتانی، حساسیت بسیار زیادی نسبت به میزان رطوبت محیط داشته و به همین دلیل مصرف آنها در كارهای زیر آبی توصیه نمی شود.

3-6 بتن، ملات، و دوغابهای منبسط شونده
(EXPANDING MORTARS, GROUTS & CONCRETES)
دلیل عمده استفاده از بتن، ملات و دوغابهای منبسط شونده آن است كه بتوان بر مشكلات انقباض (جمع شدگی) كه معمولاً در به كارگیری مواد با سیمان معمولی مشاهده می شود فائق آمد. مكانیزم عمل به نحوی است كه باعث می شود مواد تعمیری به هنگام گیرش و سخت شدن (عمل آوری (CURINGانبساط پیدا كرده و با عمل انقباض مخالفت و آن را خنثی نماید.

3-7 بتن و ملات دارای الیاف مصنوعی
(FIBRE REINFORCED CONCRETE & MORTAR)
اساساً افزودن الیاف مصنوعی به بتن یا ملات به سه منظور اصلی افزایش مقاومت كششی، افزایش مقاومت خمشی و افزایش در مقابل ضربات ناگهانی (IMPACT RESISTANCE) صورت می گیرد.
به طور كلی دو گروه اصلی از الیاف مصنوعی وجود دارند كه برای منظورهای فوق مورد استفاده قرار می گیرند. مدلهای گروهی از این الیاف مصنوعی پایینتر از مدلهای بتن یا ملات می باشد؛ مانند نایلون (NYLON) و پلی پروپیلن (POLYPROPYLENE). در حالیكه مدولهای گروه دوم بالاتر از مدولهای بتن یا ملات هستند؛ مانند شیشه (GLASS)، استیل و كربن. از بتن یا ملات مسلح به الیاف مصنوعی به طور موفقیت آمیزی به عنوان لایه های نازك روكشی (OVERLAYS) روی جاده ها، خیابانها و باندهای فرودگاه (RUNWAYS) استفاده شده است. همچنین از این سیستم می توان در مكانهایی كه خلأزایی(CAVITATION) و فرسایش (EROSION) مشكلاتی را باعث شده است (مانند روی سرریزهای سدها) و سایر مراحل خاص كمك گرفت. روشهایی نیز ابداع شده است كه با به كارگیری آنها می توان از مخلوطهای واجد الیاف مصنوعی، در سیستمهای بتن پاشی استفاده نمود.
اخیراً گزارش شده است كه افزایش الیاف مصنوعی در سیستمهای باعث ازدیاد قدرت چسبندگی لایه های تعمیری به بتن مادر می گردد. البته سیستمهای انحصاری نیز وجود دارند كه برای تعمیرات بتن به كار می روند و در آنها علاوه بر پلیمرها، الیاف مصنوعی نیز دیده می شود. علیرغم موفقیتهایی كه تا امروز به دست آمده، ممكن است پیشنهاد این سیستم به عنوان یك ماده تعمیری، ناپخته به نظر برسد چرا كه مسأله دوام و پایداری آن در دراز مدت، در مرحله آزمون و بررسی و مطالعه قرار دارد. نكته ای كه باید مورد توجه خاص قرار گیرد، نحوه مخلوط و پخش شدن (DISPERSION) الیاف مصنوعی در سیستم است. بارها مشاهده گردیده كه به هنگام مخلوط نمودن الیاف با سایر مواد بتنی یا ملات (سیمان- سنگدانه- آب و…)، الیاف مصنوعی تمایل به جمع شدن در یك جا داشته یا در جهات مشخصی قرار می گیرند. كه این امر توزیع برابر و یكنواخت الیاف را با اشكال مواجه می سازد.

3-8 لاتكس (LATICES)
در حال حاضر باور بر این است كه بتن یا ملاتی كه دارای افزودنیهای لاتكسی (LATEX) می باشد، برای مرمت سازه های بتنی آسیب دیده بسیار مفید واقع می شود. اصطلاحاتی كه برای این گونه مواد تعمیری به كار برده می شود، به شرح زیر است:
بتن لاتكسی (LATEX CONCRETE)
بتن اصلاح شده لاتكسی (LATEX MODIFIED CONCRETE)
و اخیراً بتن اصلاح شده پلیمری (POLYMER MODIFIED CONCRETE)
توضیح ضروری این است كه نباید سیستمهای یاد شده را با بتن پلیمری (POLY. CONC.) اشتباه نمود. چون در بتن پلیمری تنها عامل گیرش (BINDER) خود پلیمر می باشد در صورتی كه در بتن اصلاح شده پلیمری، سیمان كه دارای خاصیت چسبندگی و گیرش می باشد نیز به كار رفته است.
به طور كلی، در مقایسه با بتن و ملات ساخته شده از سیمان پرتلند معمولی، بتن و ملات اصلاح شده پلیمری دارای خواص و مشخصات ویژه ای می باشند. این مشخصات را می توان به صورت زیر خلاصه نمود:
(الف) در صورت نیاز می توان آن را به صورت لایه های نازك و لبه پری (FEATHER- EDGED) به كار برد.
(ب) از قدرت چسبندگی بیشتر به بتن مادری كه دارای مقاومت و مرغوبیت كافی باشد، برخوردار است.
(پ) به علت اینكه این گونه مواد خود حالت نگهدارندهء آب (WATER RETENTIVE) دارند، عامل عمل آورنده و یا پوششهای عمل آورنده از اهمیت چندانی برخوردار نیستند، البته بایستی از خشك شدن در شرایط تابش مستقیم آفتاب و باد اجتناب گردد.
(ت) دارای مقاومت كششی بیشتری می باشند.
(ث) دارای حالت ارتجاعی و نرمش بیشتری می باشند.
(ج) از دوام و پایایی بهتری برخوردارند.
با اینكه قیمت بتن و ملات اصلاح شده پلیمری از قیمت بتن و ملات با سیمان معمولی، بیشتر است ولی آنها بسیار ارزانتر از مواد اپوكسی به شمار می آیند. باید توجه داشت كه وقتی پلیمر به مخلوط بتن یا ملات افزوده می گردد، به كارگیری افزودنیهای دیگر بایستی با دقت بیشتری صورت گیرد. چرا كه ممكن است سازگاری (COMPATIBILITY) لازم بین آنها موجود نبوده و اختلالاتی را شاهد باشیم. نكته قابل ذكر اینكه جا به جا كردن و پرداخت سطح نهایی بتن و ملات اصلاح شده پلیمری مشكلتر از مواردی است كه در آنها از بتن و ملات با سیمان معمولی استفاده شده است.
از جمله پلیمرهای لاتكسی كه در صنعت بتن كاربرد بیشتری دارند، می توان استیرن بوتادین(STYRENE BUTADIENE)، ساران(SARAN) اكلریك (ACRYLIC) و پلی وینیل استات (POLYVINYL ACETATE) را نام برد. این پلیمرها به صورت پودر و یا مایع به مخلوط بتن یا ملات اضافه می گردند. گفته می شود كه نتایج بهینه موقعی حاصل می گردد كه سیستم به مدت 3-1 روز به صورت خیس، عمل آمده و سپس در هوای آزاد قرار گیرد. صاحبنظران بر این عقیده هستند كه حداقل بخشی از بهبود مكانیكی و پایایی یا دوام حاصل از به كارگیری این گونه سیستمها، به دلیل كاستن از درجه تخلخلی است كه در نتیجهء وجود پلیمر در سیستم پدید می آید. همچنین ادعا بر این است كه یكی از مهمترین مشخصه های بتن یا ملات اصلاح شده پلیمری، به عنوان دو مادهء تعمیری در سازه های بتنی، قدرت چسبندگی خوب آنها به بتن قدیم (مادر) می باشد.

3-9 سایر مواد پوششی
(OTHER COATING MATERIALS)
علاوه بر موادی كه مانند بنتونیت، سیستمهای قیری و رزینی به عنوان مادهء پوششی مورد استفاده قرار می گیرند، مواد دیگری نیز از قبیل روغنLINSEED ، سیلیكونها (SILICONES) سیلانها (SILANES) موجود می باشند.

3-10 سیمانهای مخصوص
(SPECIAL CEMENTS)
سیمانهای مخصوصی از قبیل سیمان با آلومینای بالا (HIGH ALUMINA) و سیمانهای فسفات منیزیوم (MAGNESIUM PHOSPHATE) وجود دارند كه می توان از آنها برای كارهای تعمیرات بتنی استفاده نمود. عمده ترین امتیازات این سیمانها، گیرش سریع و مقاومت بالای آنها در زمان كوتاه می باشد. همچنین این سیمانها در مقابل بعضی از اسیدها، روغنها و چربیها، آب دریا، مواد شكری و سولفاتها از خود مقاومت و پایایی بالایی نشان می دهند.

3 - 11 مواد تعمیری زیر آبی
(UNDER WATER REPAIR MATERIALS)
به طور كلی می توان موادی را كه برای تعمیرات زیر آبی به كار می روند، به دو گروه سیمانی (CEMENTITIOUS) و رزینی (RESINOUS) تقسیم نمود. با توجه به اندازه و وسعت محل تعمیر، ممكن است این طبقه بندی به چند گروه دیگر از قبیل تعمیرات تركها (CRACK REPAIRS) و تعمیرات قطعه ای یا سطحی (PATCH REPAIRS) نیز تقسیم گردد. بررسی مدارك موجود نشان می دهد با وجود آن كه از سیستهای رزینی هم برای تعمیر و تزریق تركها وهم برای تعمیرات سطحی (PATCH) استفاده شده است، سیستهای سیمانی هنوز برای تزریق تركها به كار گرفته نشده اند.
در میان سیستمهای رزینی به نظر می رسد كه اكثراً اپوكسیها برای انجام تعمیرات بتنی زیر آبی مورد استفاده قرار گرفته اند و دلیل این امر را می توان عملكرد و ویژگیهای بهتر سیستمهای اپوكسی، در مقایسه با سایر سیتمهای موجود دانست. از جلمه ویژگیهای اپوكسیها كه باعث می گردد آنها برای تعمیرات زیر آبی مورد توجه و درخواست قرار گیرند می توان مقاومت بالا، قدرت جمع شدگی (SHRINKAGE) كم در مقابل رطوبت را نام برد. از آنجا كه شرح سیستمهای رزینی در بخش 3-5 (رزینها-RESINS ) آمده است، فقط به شرح و بررسی كامل سیستهای سیمانی كه برای تعمیرات بتنی در زیر آب به كار گرفته می شوند، می پردازیم.
3-11-1 مواد سیمانی برای تعمیرات زیر آبی
(CEMENTITIOUS MATERIALS FOR UNDER WATER REPAIRS)
بر عكس دوغابهای (GROUTS) رزینی، دوغابهای سیمانی كاملاً برای مهندسین و دست اندر كاران آشنا و شناخته شده می باشند. ماده چسباننده و گیرش (BINDER) دوغابهای سیمانی، سیمان پرتلند معمولی است كه به دلیل در دسترس بودن، قیمت پایین، سهولت مصرف و همچنین به واسطهء شناخته شدن آن در صنعت بتن، ملات و دوغاب ساخته شده با سیمان پرتلند معمولی برای تعمیرات داخل آب چندان مناسب نیستند. دلایل آن و اقداماتی كه می توان برای غلبه بر این نارساییها و همچنین سیستمهای تعمیراتی ساخته شده با سیمان معمولی به كار برد، در این بخش به تفصیل شرح داده شده اند.
3-11-1-1 ویژگیهای آب اندازی
(HIGH BLEED CHARACTERISTICS)
پس از قرار گرفتن مخلوط بتن یا ملات، آب آن به خاطر پایین بودن وزن مخصوصش، از دانه ها جدا شده و نزدیك سطح جمع می گردد. این فرآیند (PROCESS) كه نوعی جداشدگی (SEGREGATION) است به نام آب انداختن (BLEEDING) خوانده می شود. از آنجا كه آب انداختن (BLEEDING) برای تعمیرات بتنی مخرب می باشد، بایستی آن را كنترل نمود. یك راه حل آن است كه آب مخلوط را كم می كنیم كه در این صورت روانی مخلوط تحت تأثیر قرار می گیرد. راه دیگر آن است كه از افزودنیها كمك گرفته شود.
ماده افزودنی كه مورد استفاده قرار می گیرد بایستی طوری انتخاب شود كه ضمن كم نمودن آب مورد نیاز مخلوط، روانی آن را حفظ نماید. برای این منظور از روان كننده ها (PLASTICIZERS) استفاده می شود كه به واسطهء وارد نمودن هوا به درون مخلوط، روانی مخلوط را بهبود می بخشد بدون آنكه نیازی به آب بیشتر باشد. همچنین می توان آب انداختن (BLEEDING) را با به كارگیری پودر آلومینیوم، یك ماده منبسط شونده، كلرید كلسیم (cac12)، یك ماده شتاب دهنده با C3A (تری كلسیم آلومینات) بالا و ذرات ریزتر سیمان كم نمود.
3-11-1-2 زمان گیرش طولانی (PROLONGED SETTING TIME)
زمان لازم برای سخت شدن و گیرش مخلوط سیمان پرتلند معمولی، خصوصاً در حرارتهای پایین بسیار طولانی بوده و حدود چند روز به طول می انجامد. گرچه ممكن است این خاصیت، موقع انجام تعمیرات، مزیتی به شمار آید، ولی پس از اینكه بتن در جای خود قرار گرفت این مزیت تبدیل به یك عیب می شود. از انجا كه زمان گیرش به حرارت وابسته است، اهل فن دریافته اند كه می توان با انجام اقداماتی حتی در دماهای زیر 50 درجه سانتیگراد نیز به محض قرار دادن بتن، عمل گیرش آغاز گردد.
3-11-1-3 شسته شدن (WASHOUT)
اگر سیمان پرتلند معمولی در تماس با آب قرار گیرد (مثلاً آب دریا)، به علت تمایل آن برای مخلوط شدن با آب بیشتر، در آب پخش و در نتیجه مواد متشكله (CONSTITUENTS) خود را از دست می دهد. از آنجا كه در تعمیرات بتنی زیر آب، بایستی مواد تعمیری با آب تماس پیدا كرده و آن را جا به جا نماید، عمل شسته شدن (WASHOUT) می تواند اثرات منفی بسیار جدی بر جای بگذارد. جهت غلبه براین مشكل، از افزودنیهایی با مواد شیمیایی با بنیان (BASE) سلولزی (CELLULOSE) و یا پلی اتیلنی (POLYETHYLENE) كه به آب مخلوط اضافه می گردد، كمك گرفته می شود. در واقع ماده افزودنی، تولید محلول كلوئیدی (COLLOID) می نماید كه با تشكیل مانع یا پوسته ای با جریان الكتریكی ELECTRO STATIC، در روی سطح، از مخلوط شدن بیشتر آب جلوگیری می كند.
3-11-1-4 آسیب پذیری در مقابل مواد شیمیایی (SUSCEPTIBILITY TO CHEMICAL ATTACK)
گفته می شود كه تری كلسیم آلومینات (C3A) موجود در مخلوط سیمان پرتلند معمولی، در مقابل عوامل شیمیایی چون كلریدها و سولفاتها، آسیب پذیر می باشد. برای بهبود بخشیدن به مقاومت مخلوط سیمان پرتلند معمولی در قبال مواد شیمیایی موجود در آب، از افزودنیهای آب گریز (HYDROPHOBIC) كمك گرفته می شود. رفتار این افزودنیها مانند عمل آب بند كننده ها (WATER PROOFERS) بوده و برای پایین آوردن نفوذ پذیری بتن به كار می روند. راه دیگر آن است كه از سیمانی استفاده شود كه دارای تری كلسیم آلومینات كمتری باشد.
3-11-1-5 روانی ضعیف (POOR FLOWABILITY)
تا آنجا كه به روانی یك مخلوط (بتن، ملات، دوغاب) مربوط می شود، به كارگیری روشها و تجهیزات مورد نیاز از اهمیت شایانی برخوردار است. زیرا اعمالی چون هم زدن، جا به جا كردن (HANDLING)، حمل و نقل و قرار دادن (PLACING) یك مخلوط بستگی به حد روانی (FLOWABILITY) یا كارآیی (WORKABILITY) دارد.
هچنین به این نكته نیز باید توجه داشت كه موقعیت مكانی محل تعمیر و قابل دسترس بودن آن، در میزان روانی و جریان مخلوط نقش تعیین كننده دارد.
یك روش برای بهبود بخشیدن به حد روانی (FLOWABILITY)، این است كه موقع هم زدن مخلوط، آب بیشتری به آن اضافه گردد. اما این عمل نتایج منفی در پی خواهد داشت. بنابراین به نظر می رسد كه راه حل در كمك گرفتن از روان كننده ها (PLASTICIZERS) و سایر افزودنیهایی كه باعث كاهش آب مخلوط می گردد، باشد. با علم به اینكه وظیفه آب موجود در مخلوط، فراهم آوردن روانی لازمه و نیز امكان انجام تركیبات شیمیایی با دانه های سیمان می باشد، لذا انتخاب روان كننده (PLASTICIZERS)و سایر مواد كاهندهء آب باید به طریقی انجام پذیرد كه به وظیفه دوم آب مخلوط یعنی فراهم آوردن امكان انجام تركیبات سیمان در مخلوط نه تنها آسیب نرساند بلكه آن را تسهیل نماید.
باور این است كه روان كننده ها (PLASTICIZERS) دارای خواصی هستند كه باعث كاهش كشش سطحی (SURFACE TENSION) آب مخلوط شده و با پخش نمودن ذرات سیمان در تمامی فاز AQUEOUS، این ذرات توسط آب مخلوط كاملاً احاطه شده به نوبه خود باعث بهبود انجام تركیبات شیمیایی در درون مخلوط می شوند.
3-11-1-6 جمع شدگی یا انقباض (SHRINKAGE)
موضوع انقباض یا جمع شدگی (SHRINKAGE) از خصوصیات بسیار مهم یك سیستم تعمیری است. اگر این جمع شدگی بیش از حد مجاز باشد، باعث ترك خوردگی، جدا شدن لایه تعمیری و در نتیجه كاهش استحمام و پایایی می گردد.
عمل جداشدن لایه تعمیری به دلیل ایجاد تنشهای موجود (RESIDUAL) در مرز بین لایه تعمیری و بتن قدیمی، كه حاصل انقباض سیستم تعمیری است، بسیار بحرانی بوده و خستگی (FATIGUE) و گسیختگیهای چسبندگی در طول مرز دو لایه را باعث می گردد. به طور كلی، بسته به مقدار آب مخلوط، انقباض سیمان پرتلند معمولی بالاست. گفته می شود كه این موضوع اساساً به دلیل كاهش حجم مخلوط به هنگام گیرش است.
برای فائق آمدن به این مشكلات، از افزودنیهایی كمك گرفته می شود كه نه تنها باعث از بین رفتن انقباض (جمع شدگی) سیستم می گردند، بلكه انبساط كلی را نیز ایجاد می نمایند. بعضی از موارد منبسط شونده كه در صنعت راه و ساختمان معمول هستند به قرار زیر می باشند:
(الف) پودر آلومینیوم متالیكی (METALLIC ALUMINUM POWDER): در این سیستم عمل منبسط شدن به دلیل آزاد شدن گاز هیدروژن می باشد كه خود حاصل عمل شیمیایی آلكالی روی آلومینیوم متالیكی است.
(ب) آهن متالیكی (METALLIC IRON): در این سیستم عمل انبساط مربوط می شود به اكسیدی كه حاصل عكس العمل شیمیایی یونهای كلریدی در یك محیط (MEDIUM) قلیایی است كه باعث خوردگی (CORROSION) یا زنگ زدگی (OXIDATION) آهن شده و نتیجتاً حجم بیشتری را ایجاد می نماید.
(پ) سولفات كلسیم (GYPSUM): در این سیستم انبساط حاصله در اثر تولید كلسیم سولفو آلومینات (CALCIUM SULPHO ALUMINATE) می باشد كه از تركیب شیمیایی سولفات كلسیم با تری كلسیم آلومینات به وجود می آید.
3-11-1-7 جدا شدن (SEGREGATION)
جدا شدن (SEGREGATION) در اصطلاح به عملی اطلاق می گردد كه طی آن اجزای تشكیل دهندهء یك مخلوط از یكدیگر جدا می شوند. وقتی عمل جدا شدن (SEGREGATION) به وقوع می پیوندد، ذرات (PARTICLES) سنگینتر تمایل به ته نشین شدن داشته و در نتیجه ذرات سبكتر در قسمتهای بالا قرار می گیرند. در نتیجه به خاطر اینكه مخلوط حالت یكنواختی خود را از دست می دهد، ضعفهایی در سیستم ایجاد شده و باعث خرابی و گسیختگی نهایی آن می گردد. این مشكل معمولاً با استفاده از برخی مواد افزودنی قابل بر طرف شدن می باشند. مواد افزودنی باعث می شوند قدرت چسبندگی درون مخلوط (COHESIVE STRENGTH) افزایش یابد.
3-11-1-8 نفوذ آب دریا به سیستم تعمیری (PERMEABILITY TO SEA WATER)
در رابطه با مسأله نفوذ پذیری، دو مرحلهء كاملاً متمایز را می توان تعریف نمود:
یكی نفوذ پذیری لایه سخت شده كه برای حفاظت از بتن مادر یا سازه زیرین به كار رفته است و دیگری میزان نفوذ (PENETRATION) آب دریا به درون مخلوط تازه سفت نشده.
راجع به مسأله دوم یعنی نفوذ آب دریا به درون مخلوط تازه باید گفت، مشكلات حاصله تا حدی به مشكلات شسته شدن (WASHOUT)، آب انداختن (BLEEDING) و جدا شدگی (SEGREGATION) شباهت دارند كه در مباحث قبلی به آنها اشاره شد. اما به دلیل آنكه نفوذ پذیری سازه های بتنی دریایی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، انواع مختلف آب بند كننده ها (WATER PROOFERS) موجود می باشد كه می توان با افزودن آنها به مخلوط تازه، نفوذ پذیری لایهء تعمیری سخت شده را كاهش داد.
3-11-1-9چسبندگی به بتن قدیمی (بتن مادر)
(ADHESION TO THE SUBSTRATE CONCRETE)
یكی از وظایف مهم یك سیستم تعمیری، حفاظت از سطحی است كه بر روی آن اعمال می شود. پر واضح است تا وقتی كه چسبندگی لازم و كافی بین لایه تعمیری و بتن قدیمی وجود نداشته باشد، لایه تعمیری از انجام این وظیفه باز خواهد ماند. برای بهبود خاصیت جسبندگی مخلوط های ساخته شده از سیمان پر تلند معمولی، مولكولهای آلی با زنجیره های طولانی، مانند استیرن بوتادین (STYRENEBUTADIENE RUBBERS) به سیستم افزوده می گردد. گفته می شود كه این افزودنیهای پلیمری مقاومت چسبندگی و كششی مخلوط را بهبود می بخشند.
استیرن (STYRENE) و بوتادین (BUTADIENE) را می توان به حالت تك مولكولی(MONOMER) در آب مخلوط EMULSIFY كرده، سپس با اضافه نمودن پخش كننده های (DISRERSANT) مناسب (COMPATIBLE)، آن را به طور معمولی به آب مخلوط افزود.
علیرغم ادعاهایی كه توسط تولید كنندگان در رابطه با سیستمهای تعمیری اصلاح شده با پلیمر می شود، تحقیقات انجام شده در این زمینه نسبتاً جوان بوده و اطلاعات كمی در مورد دوام و پایایی بتنهای پلیمری در دراز مدت در دست می باشد.

پربازدیدترین مقالات رایگان

برترین مقالات سایت

روش قابلیت اطمینان در طراحی لرزه ای سازه ها
نرم افزار تحلیل و رسم مرحله به مرحله دیاگرام خمشی سازه به روشهای كراس و كانی و نمایش همگرایی آنها به جواب اصلی
اصلاح اتصال خمشی متعارف تیر به ستون دوبل فولای با استفاده از صفحات كناری
مقاوم سازی قابهای بتن مسلح به كمك بادبند های فولادی
المان محدود جدید صفحه با ضخامت متغیر
روشهای نوین كنترل نیروی زلزله
بررسی لرزه ای سیستم های دو گانه قاب-دیوار
تولید زلزله های مصنوعی منطبق با طیف طرح هدف
بررسی خصوصیات و تعمیرات مورفولوژیكی رودخانه ها
انواع خرابی راهها و اصول مرمت آنها
رفتارسنجی بادبندهای با خروج از مركزیت (EBF)
کاهش جرم ساختمان و نقش آن در اقتصادی بودن طرح در مقابل زلزله
بهبود عملكرد كامپوزیت های FRP درمقاوم سازی ساختمان های بنایی
رفتار قابهای بتن مسلح با بتن پرمقاومت در برابر بارگذاری ضربه ای
بررسی آسیب ها در ساختمانهای اسكلت فلزی شهر بم ودسته بندی روشهای مقاوم سازی سازه های آسیب دیده در زلزله
استفاده از دیوارهای برشی فولادی در مقاوم سازی لرزه ای سازه ها
کاربرد تئوری ولاسف در تحلیل هسته مرکزی ساختمانهای بلند