سعی می‌شود تا در این مطلب توضیحی مختصر و مفید با مثال‌هایی کاربردی در خصوص فرآیند تعمیر یا ترمیم بتن ارائه گردد و مفهوم این عملیات بررسی گردد سپس عوامل موثر در انتخاب و طراحی و روش‌های انجام آن و مصالح مناسب این کار تشریح گردد. در نهایت ملات‌های آماده و نیمه آماده موجود در بازار و مزیت‌های هرکدام بررسی می‌شود.
ترمیم بتن یا تعمیر بتن به چه معناست و به چه منظوری انجام می‌شود؟
در ترجمه‌های تحت الفظی فارسی گاهی اوقات دیده می‌شود که واژه Concrete repair تحت عنوان تعمیر بتن، ترجمه می‌گردد اما استفاده از واژه ترمیم بتن در متون فارسی، متداول‌تر میباشد لذا از همین واژه در این متن استفاده می‌گردد. پیش از تعریف ترمیم بتن نیاز است تا مفهوم مقاوم سازی بتن ارائه گردد زیرا برخی مهندسان و متخصصان بعضا تفاوتی برای ترمیم بتن با مقاوم سازی آن قائل نمی‌شوند. گاهی اوقات به علت‌های مختلفی مثل تغییر کاربری سازه، تغییر نقشه‌های ترافیکی یک مسیر یا پل، تغییر آب و هوایی منطقه، مسائل اقتصادی و… نیاز است تا یک سازه بتنی نسبت به بار و شرایطی که برای آن طراحی شده است تغییر پیدا کند.
به عنوان مثال به علت تغییر کاربری یک ساختمان مسکونی به مرکز درمانی، نیاز است تا بارگذاری در طراحی اعضاء بتنی افزایش یابد. در این شرایط، می‌گویند سازه نیاز به مقاوم سازی دارد یعنی باید اصلاحاتی صورت گیرد تا در برابر شرایط جدید مقاوم گردد یا طول عمر آن نسبت به طول عمر طراحی شده افزایش داده شود. پس به بخشی که مربوط به بتن اعضا می‌گردد “عملیات مقاوم سازی بتن” می‌گویند.
اما در برخی موارد به عللی مثل نقص در طراحی، حمله مواد مضرر به بتن، ضربه، انفجار، آتش سوزی، زلزله و… سازه مورد نظر، نیازمند ترمیم می‌گردد تا به حالت اولیه خود بازگردد. یعنی نیاز به مقاوم سازی بتن در مقابل شرایط جدیدی وجود ندارد بلکه تنها نیاز است تا سازه به حالت اولیه خود که برای آن طراحی شده است بازگردد و بتن ترمیم شود تا بتواند پاسخگوی طول عمر و بارهای تعریف شده باشد. هرچند که خیلی از اوقات در بخش بتن، نمی‌توان فرآیند مقاوم سازی و ترمیم بتن را از یکدیگر متمایز کرد و هم زمان باهم، هر دو هدف پیگیری می‌شود؛ اما دانستن تفاوت دو مفهوم “ترمیم بتن” و “مقاوم سازی بتن” بسیار مهم است.
معمولا در ایران به علت کیفیت نامطلوب اجرای بتن نیاز به ترمیم بتن بسیار زیاد به چشم می‌خورد. همچنین معمولا شرایط جوی و مسیر حرکت آب، به صورت دقیقی آنالیز نمی‌گردد و به صورت خلاصه، بتن فقط از منظر مقاومت فشاری، طراحی می‌شود و توجهی به دوام بتن نمی‌گردد لذا نیاز به ترمیم بتن در همان سنین اولیه گزارش می‌گردد.
نحوه طراحی فرآیند ترمیم بتن
ترمیم بتن نیز همانند تمامی مراحل ساخت و احداث بنا، نیازمند تخصص میباشد و نیاز است تا سه مرحله طراحی، نظارت و اجرا، بصورت تخصصی انجام شود. طراحی ترمیم شامل تعیین نحوه انجام عملیات، طراحی ملات مناسب، بررسی سازگاری ملات، بررسی تاثیرات سازه‌ای ترمیم، شرایط آماده سازی سطح و عمل‌آوری پس از آن و… میباشد. یک فرآیند ترمیم بتن ممکن است محدود به پرداخت یک ملات نگردد و نیازمند استفاده از ادوات بیشتر، جایگزینی آرماتورها و… گردد که تشخیص آن بر عهده مشاور و طراح پروژه میباشد.
طراحی فرآیند ترمیم بتن نیازمند داشتن و بررسی اطلاعاتی از قبیل: علل خرابی، نوع خرابی، نتایج تست های مقاومتی و دوامی بتن قدیمی، بررسی موقعیت محل‌های خرابی، شرایط جوی کارگاه، کاربری سازه و نقش عضو مربوطه و آیین‌نامه مربوطه میباشد. پس از بررسی‌های مربوطه توسط طراح که معمولا با توجه به استانداردهای مربوطه انجام می‌شود مصالح و ادوات مورد نیاز و نحوه اجرا مشخص می‌گردد. در ادامه به بررسی اجمالی هر یک از موارد مذکور پرداخته می‌شود.
علل خرابی بتن
معمولا بتن‌ها تحت عواملی مثل ضربه، نقصان طراحی و حمله مواد شیمیایی مضرر، آسیب می‌بینند در این میان اگر علت خرابی، شرایط جوی و حمله مواد شیمیایی ارزیابی گردد شرایط طراحی پیچیده‌تر و حساس‌تر میباشد زیرا بتن همواره در معرض این خطر بوده و ممکن است به راحتی قابل تشخیص نباشند. گاهی اوقات حملات شیمیایی در ابتدا باعث زنگ‌زدگی آرماتورها می‌گردد و بعد در اثر ازدیاد حجم آرماتور، بتن خراب گردد که اگر دیر تشخیص داده شود ممکن است حجم زیادی از آرماتورها و بتن نیاز به ترمیم داشته باشند. معمولا اگر شرایط جوی، آب و یا حمله مواد شیمیایی باعث خرابی بتن گردد، باید حتما از ملات استاندارد و تست شده استفاده گردد تا در مقابل شرایط موجود، مقاوم باشد.
نوع خرابی بتن
این عامل، هم در تشخیص علل خرابی تاثیرگذار است و هم بسته به ضخامت و نوع خرابی ( مثلا انواع ترک، پوسته پوسته شدن یا شن نما شدن و…) در تعیین حجم و نوع ماده مناسب برای ترمیم، اثر گذار است. به عنوان مثال برای ترمیم ترک بتن، حتما باید از موادی با نفوذکنندگی بالا، چسبنده و منعطف استفاده نمود و شرایط طراحی، کاملا با ترمیم یک سقف قلوه کن شده متفاومت است.
نتایج تست‌های مقاومتی و دوامی بتن قدیم
از آنجایی که هدف در ترمیم سازه، احیاء بتن میباشد لذا باید بتن قدیمی کاملا بررسی شود تا عضو ترمیم شده بعد از تعمیر، دچار تغییر در رفتار و عملکرد سازه‌ای نگردد. در واقع ملات یا بتن جدید، سازگار با بتن قدیم طراحی گردد. برای درک بهتر سازگاری فرض کنید در یک ساختمان اسکلت فولادی به علت خرابی یکی از ستون‌ها ستون مدنظر تعویض گردد و به جای مقطع قبلی از مقطعی قوی‌تر و بزرگ‌تر استفاده شود، در این شرایط واضح است که سازه دچار مشکل می‌گردد. پس لزوما با استفاده از ملات قوی‌تر ترمیم سازه به درستی انجام نشده و نیاز به بررسی بتن بستر، غیر قابل انکار است.
بررسی موقعیت محل‌های خرابی
این مورد از دو جهت مورد توجه است اول اینکه آیا بتن خراب شده در سطح و قسمت غیر سازه‌ای عضو میباشد یا خیر و دوم اینکه امکان پرداخت ملات با کمک قالب بندی، محیا است یا خیر.
شرایط جوی کارگاه
در هر فرآیند بتن ریزی یا ساخت ملات، شرایط جوی کارگاه بسیار تاثیر گذار است مثلا محیطی با هوای سرد و مرطوب و یا محیطی با هوای گرم و خشک، تفاوت بسیار زیادی داشته و نکات مربوط به خود را دارد.
کاربری سازه و نقش عضو مربوطه
بعضی مواقع عضوی که نیاز به تعمیر دارد، عضو سازه‌ای و مهمی میباشد؛ لذا بررسی سازگاری و عملکرد عضو ترمیم شده، بسیار حائز اهمیت و غیر قابل چشم پوشی میباشد یا محل ترمیم به نحوی است که باید در کمترین زمان ممکن، فرآیند ترمیم بتن انجام شود و بنا، به بهره برداری برسد؛ لذا سرعت عملیات طراحی شده بسیار حائز اهمیت می‌گردد. به عنوان مثال برای ترمیم بتن استخر، نفوذ ناپذیری یک ترمیم، مهمترین فاکتور میباشد که ممکن است همین موضوع در مورد ترمیم بتن کف پارکینگ مهم نباشد.
آیین نامه‌های مربوطه
طراح باید آیین‌نامه‌های مربوطه را بررسی و طبق آن‌ها، ملات یا بتن خود را طراحی نماید معمولا در این آیین‌نامه، محدودیت‌هایی برای خصوصیات مکانیکی و چسبندگی ملات، مطرح می‌شود. موضوع چسبندگی ملات، یکی از مشخصه‌های معروف در فرآیند سنجش ترمیم بتن میباشد که با آزمایش PULL OFF مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.
ترمیم بتن بر اساس شرایط خرابی
روش‌های ترمیم بتن عموما بستگی به حجم، نوع و شکل خرابی دارند و سپس با توجه به محدودیت‌های کارگاه انتخاب می‌شوند اگر از ملات آماده استفاده شود عموما نحوه استفاده و موارد مصرف با توجه به نوع خرابی، روی محصول ذکر گردیده است. اگر بخواهیم سه دسته کلی خرابی بتن را با توجه به شرایط خرابی، مشخص کنیم می‌توان گفت حالت اول مربوط به شرایطی است که امکان قالب‌بندی موجود میباشد. دومین حالت شرایطی است که امکان قالب‌بندی نبوده یا سخت میباشد و سومین حالت ترمیم ترک‌ها و درزها مدنظر میباشد که عموما ملاتی بسیار ریزدانه و روان با نفوذکنندگی بالا و سریع مورد نیاز است.
انواع مصالح ترمیم بتن
بصورت کلی ملات‌های تعمیراتی موجود در بازار را می‌توان به سه دسته کلی تقسیم نمود:
- ملات های سیمانی
- ملات های سیمانی اصلاح شده با پلیمر
- ملات های پلیمری
ملات های سیمانی:
ملات‌های سیمانی هم بصورت بسته‌بندی در بازار موجود هستند و هم این امکان وجود دارد که توسط نیروهای ماهر در محل کارگاه ساخته شود عموما ملات‌های بسته‌بندی شده کیفیت دانه بندی بهتری داشته و عملکرد بهتری خواهند داشت.
ملات‌های سیمانی اصلاح شده با پلیمر:
این ملات‌ها معمولا قابلیت ساخت در کارگاه را نداشته و باید بصورت بسته‌بندی و آماده تهیه گردند این ملات‌ها عموما دارای چسبندگی بهتر، دوام بالاتر، انعطاف بیشتر و کارپذیری راحت‌تر هستند. در این دسته از محصولات، حتما باید به سراغ ملات‌هایی رفت که دارای استاندارد بوده و تولید کننده، امکان ارائه خدمات فنی و مشاوره را داشته باشد زیرا کار کردن با این ملات‌ها نیاز به تجربه داشته و در غیر اینصورت نیاز است که طراح یا ناظر، با تولید کننده در ارتباط بوده و شرایط طراحی را توضیح دهد. در این دسته از محصولات می‌توان از ملات سمنتکس و ملات پلی‌تکس ژیکاوا نام برد. این دو محصول قابلیت پرداخت بدون قالب را داشته و می‌تواند با سرعت بالا و هزینه اجرای کم، مورد استفاده قرار گیرد و از طرفی به علت چسبندگی بالا اتصال بسیار خوبی با بستر ایجاد کند.
اگر محدودیت اجرا (قالب بندی) مورد توجه نباشد و یا نفوذ کنندگی بالا مدنظر باشد استفاده از گروت ها نیز طبق نظر طراح امکان‌پذیر میباشد. انعطاف بالایگروت ها، باعث می‌شود که بصورت کاملا سازگار عمل نموده و پایه سیمانی این ملات، دوام و سازگاری ظاهری خوبی با بتن قدیم دارد. همواره این ملات‌ها در شرایط جوی مختلف در آزمایشگاه مورد آزمایش و بررسی قرار می‌گیرند و تمام ابعاد دوامی این ملات برای مقایسه با استانداردهای مربوطه قابل ارائه و گزارش به ناظرین و کارفرمایان میباشد. در نهایت با توجه به حساسیت پروسه تعمیرات بتن به طراحان و ناظرین توصیه می‌شود حتما پیش از انتخاب و طراحی فرآیند ترمیم بتن با مشاوران شرکت ژیکاوا در ارتباط باشند تا محصول مناسب پروژه معرفی گردد.
ملات های پلیمری:
در ساخت ملات‌های پلیمری از سیمان استفاده نشده است. استفاده از این ملات‌ها به علت قیمت بالا و تفاوت در جنس و ماهیت غیر سیمانی، متداول نمی‌باشد و در برخی خرابی‌های خاص مثل ترمیم ترک یا روش نیلینگ از آن‌ها استفاده می‌شود.
خارج از این سه دسته می‌توان به محصولاتی مثل بتن‌های آماده و نیمه آماده اشاره نمود که بعضا برای ترمیم بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند. اخیرا شرکت ژیکاوا با ارائه محصول جدیدی تحت عنوان بتن خشک ژیکاوا (ZDC40) این شرایط را فراهم نموده است تا مجریان و کارفرمایان بتوانند با گرفتن مشاوره های لازم، بتنی متناسب با نیاز خود را در محل کارگاه تولید نموده و استفاده کنند.
در نهایت می‌توان گفت پروسه ترمیم بتن و طراحی آن، امری تخصصی میباشد و ملات‌های آماده در صورت داشتن استانداردهای لازم و تنها در کنار مشاوره تولید کننده و صلاح دید طراح و ناظر قابل استفاده می‌باشند.
بتن خشک ژیکاوا | ZDC
بتن خشک یک بتن نیمه آماده با ویژگی های لازم است که به صورت بسته بندی شده ارائه و در محل اجرا فقط با شن، ماسه و آب مخلوط و آماده مصرف می گردد.
