بتن ریزی زیر آب با چه روش هایی انجام می شود؟

هر آنچه درباره بتن ریزی زیر آب باید بدانید

حتی المقدور باید از بتن ریزی در زیر آب اجتناب شود. به این منظور باید از طریق انحراف مسیر آب، زهکشی، چاههای زهکشی و تلمبه و یا هر روش دیگر از نفوذ آب به محوطه کار و یا حداقل به داخل قالب جلوگیری به عمل آورد، در صورتی که لایه ی تدریج آب را به عقب براند و جانشین آن شود. در این حالت بتن در محدوده کمی با آب در تماس بوده و حداقل تقلیل کیفیت در آن به وجود می آید. این روش در صورت قابل ملاحظه بودن ضخامت لایه آب قابل کاربرد نیست. در این حالت بتن ریزی در آب جاری به احتمال زیاد موجب شکستگی سیمان بتن را خواهد شد. به هر حال می توان به روش های ذیل در زیر آب بتن ریزی نمود که عبارتند از: بتن ریزی با جامهای زیر آبی، قیف و لوله (ترمی)، سنگدانه پیش آکنده، کار با کیسه، N.D.C و بتن پمپی. استفاده از هر روش بستگی به طبیعت کار دارد. بتن ریزی زیر آب اغلب نیاز به حمل و نقل مقادیر زیادی مواد بر روی آب خواهد بود بنابراین نیاز به یک واحد ساخت باید در برنامه ریزی ها گنجانده شود و این مهم تاثیر بسیار بالایی در کاهش هزینه و کنترل کارایی بتن در محل بتن ریزی خواهد داشت زیرا در این حالت فاصله زمانی بین تولید و بتن ریزی کوتاه گردیده، البته لازم به ذکر است ایجاد چنین واحدی نیاز به سرمایه گذاری زیادی خواهد داشت. تجهیزات عمده تولید بتن در سایت های ساحلی عموما شامل: واحد ساخت شناور، وسیله حمل بتن و امکانات انبارداری می باشد. اولین چیزی که در یک واحد ساخت باید رعایت نمود یافتن حداقل زمان اختلاط مورد نیاز و آهنگ متناسب بتن ریزی داخل آب جهت تعیین بیشترین ظرفیت تولید محصولات بتنی می باشد. جهت مشاوره می توانید با کارشناسان کلینیک بتن ایران در تماس باشید .

✔ انواع روش های بتن ریزی زیر آب :

1.بتن ریزی زیر آب به روش قیف و لوله

2. روش بتن ریزی زیر آب با سنگدانه پیش آکنده

3.بتن ریزی زیر آب به روش جام زیر آب 
4. بتن ریزی زیر آب به روش پمپ
5. بتن ریزی زیر آب با bag work

6. بتن ریزی زیر آب به روش N.D.C 

✔ بتن ریزی زیر آب به روش قیف و لوله (Tremie) :

بتن‌ ریزی به روش قیف و لوله به ‌این‌ ترتیب انجام می‌شود که یک سر لوله در خارج از آب به یک قیف مخصوص متصل شده و بتن از درون یک قیف به داخل لوله ریخته شده و از آنجا در قالب ریخته می‌شود. ترمی یا قیف و لوله متشکل است از یک لوله به قطر داخلی ۲۵ تا ۳۰ سانتی‌ متر (۱۰ تا ۱۲ اینچ) و یک قیف در انتهای فوقانی لوله. این وسیله باید به نحوی روی برج‌ ها سوار شود که بتوان آن را با بالا آمدن سطح بتن در قالب، بالا آورد. شروع بتن ‌ریزی با ترمی بسیار مهم است. نخستین لایه‌ های بتن باید بسیار کنترل‌ شده و چسبنده و پر سیمان بوده و به آهستگی هر چه‌ تمام‌ تر وارد قالب شوند تا از Wash Out لایه سطحی ضعیف بتن جلوگیری گردد. 

دو روش اصلی شروع بتن ‌ریزی عبارتند از:

1.روش لوله‌ تر

2.روش لوله خشک
روش لوله‌ تر برای عمق آب کمتر از ۳۰ متر و حجم زیاد بتن‌ ریزی قابل کاربرد است ولی روش لوله خشک برای عمق‌ های بیشتر و قسمت‌ های محدود مناسب می‌ باشد. همچنین در روش خشک مقدار بالا کشیده شدن اولیه لوله به قدر روش لوله‌ تر نبوده و بتن کمتر با آب مخلوط می‌شود. همچنین برای حفاظت از بتنی که در معرض جریانات سریع امواج قرار دارد قبل از گیرش و رسیدن به استحکام مناسب غواصان از کیسه های شن و ماسه و گروت برای آب بند کردن درزها استفاده می کردند. در سازه های ساحلی بیشتر از پارچه های آهنی و حصیرهای محافظتی به کار گرفته می شود. تکنیک های دقیق تر استفاده از کیسه های پارچه ای گروت قابل تورم است، بدین ترتیب که اولین بار که قالب بند در زیر آن نصب می گردد گروت به داخل کیسه ها پمپ شده و باعث تورم و باد کردن آن ها می شود. 

✔ روش بتن‌ ریزی زیر آب با سنگدانه پیش آکنده :

پیش آکنده روشی است که اساسا برای مرمت و ترمیم سازه های بتنی ابداع شده است. این بتن ترکیبی است از سنگدانه های درشت و دانه بندی شده که با تزریق ملات ریزدانه به آن، سخت و یکپارچه می شود. در این روش ابتدا سنگدانه درشت تک اندازه را در قالب ریخته و سپس از درون لوله‌هایی که درون سنگدانه قرار گرفته است ملات ریز دانه ‌ای را به داخل سنگدانه های درشت پیش آکنده تزریق می ‌نماییم تا بتن مناسب حاصل گردد و جسم یکپارچه ‌ای به وجود آید. ملات سیمانی که متشکل از ماسه ریز است به کمک روان کننده‌ ها، روانی زیادی پیدا می‌کند و به‌ راحتی می‌ تواند بین سنگدانه ها رسوخ کند. در این نوع بتن جداشدگی اتفاق نمی‌افتد و در نتیجه یک بتن متراکم، آب‌ بندی‌ شده و بادوام تولید می‌شود. در ضمن هیچ‌ گونه ویبراتور داخلی به‌ کار برده نمی‌شود ولی برای پرداخت سطح می‌ توان از ویبراتور های سطحی بهره برد.

✔ بتن ریزی زیر آب به روش جام زیر آب :

در این روش جام حاوی بتن به کف قالب برده شده و دریچه آن به آهستگی و به نحوی باز می‌شود که بتن به‌ آرامی تخلیه‌ شده و تلاطمی در آب ایجاد نکند و بتن با آب مخلوط نشود، جام بعدی در بتن از قبل ریخته شده فرو رفته و دریچه آن باز می‌شود و بتن جدید داخل بتن مرحله اول تخلیه می‌شود و به‌ این‌ ترتیب بتن سایر جام‌ ها با آب در تماس قرار نمی‌ گیرند. اگر باز شدن دریچه جام با لوله ‌های هوای فشرده انجام می‌ شود باید جام دارای وسایلی باشد که هوای خروجی در آب ایجاد تلاطم نکرده و در بالای سطح آب بیرون بیاید. سطح فوقانی جام‌ های زیرآبی، به نحوی ساخته می‌ شوند که دارای سقفی مجهز به قیف باشند و به ‌این‌ ترتیب آب کمترین تماس را با سطح فوقانی بتن درون جام پیدا نماید.همچنین در یک روش می توان سطح بتن را با کرباس، برزنت یا پلاستیک پوشش داد. از این روش می توان به صورت ترکیبی با روش ترمی استفاده نمود به این صورت که ابتدا در حدود ۶۰ الی ۹۰ سانتیمتر بتن توسط جام ریخته می شود سپس لوله با یک قسمت انتهایی وارد بتن قبلا ریخته شده می شود و سپس بتن داخل لوله ریخته می شود.  به عنوان مثال بتن برای پی پل خلیج سانفرانسیسکو-اوکلند با روش جام و عمق ۷۲ متری ریخته شده است.

✔ بتن ریزی زیر آب با پمپ :

بتنی که پمپ می‌شود 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 تامین 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 افزودنی‌ های بتن ویژه مصرف می‌شود، باید از سقوط آزاد بتن به داخل آب جلوگیری کرد تا پدیده جداشدگی ذرات رخ ندهد.اگر چه در هر دو روش ترمی و پمپ کردن بتن با کیفیت مطلوب بدست می آید ولی تجربیات نشانگر این است که روش ترمی در آب های عمیق دارای کیفیت بهتری می باشد. دو دلیل در برای این امر وجود دارد: در وهله اول آهنگ جریان بتن می باشد. وقتی که بتن به سمت پایین پمپ می شود فشار پمپ افزایش یافته و وزن بتن در این محدوده از فشار هیدرواستاتیکی خارج لوله بیشتر می شود، در اینجاست که بتن با سرعت بالا و غیرقابل کنترلی در لوله جریان دارد که باعث بروز اختلالات مهمی در بتنی که همان لحظه در حال ریختن است می گردد. دوم اینکه سیستم پمپ در محدودیت اتمسفر واقع شده است. اگر بتن در آب های عمیق پمپ شود، پایین می رود و این مسئله در لوله خلا ایجاد می کند که باعث مکش خمیر سیمان از بین سنگدانه ها و در نهایت جداشدگی بتن می گردد. روش پمپ بیشتر برای بتن ریزی گروت و بتن هایی که دارای سنگدانه نخودی هستند مناسب است چرا که خط پمپ دارای قطر کمتر بوده و اصطکاک جداره و بتن بالا رفته و سرعت ریختن بتن کاهش می یابد. بهتر است در ناحیه خم پمپ دریچه هوا تعبیه گردد تا سیستم پمپ به اتمسفر باز گردد و جریان گروت با تعادل هیدرواستاتیکی کنترل گردد.

✔ کار با کیسه ( bag work ) در بتن ریزی زیر آب :

این تکنیک در مورد کارهای بادوام نباید با روش‌های مدرن مقایسه شود اما برای کارهای موقتی و یا کوتاه‌ مدت این روش باید مدنظر قرار گیرد.کیسه‌ های مورد استفاده در این فرایند معمولاً از پارچه مقاوم کنفی هستند و سایز آنها باید به‌ صورتی باشد که برای انسان قابل‌ حمل باشد. حداکثر اندازه دانه‌ ها در حدود ۱۲ میلیمتر است. نصف کیسه باید با یک بتن خیلی پلاستیک پر شود. کیسه‌ ها قابل‌ انعطاف خواهند بود، بنابراین آنها را قادر می‌سازد که در هم قفل شوند. خمیر سیمان از بین بافت‌ های کنف تراوش می‌ کند و وصل کردن کیسه‌ ها به هم کمک می‌کند. زیاد پر کردن کیسه انعطاف‌ پذیری موردنیاز کیسه‌ها را برای قرار دهی کاهش می‌ دهد. کیسه‌ ها با دست در جایشان گذاشته می‌شوند به همان نوع ارتباط دادنی که در کارهای آجری استفاده می‌شود. همان‌طور که کیسه قرار داده می‌شوند با کاری مانند میخ‌ کوبی به ‌وسیله طول کوتاهی از فولاد مسلح می‌شوند.

(Placing non dispersible concrete (N.D.C
این نوع بتن برای کمتر کردن جدایی به‌ کار می‌ رود. همچنین دارای خاصیت جاری شدن و خود تراز شدن را دارد. در نتیجه، این ماده خیلی مرتجع نسبت به تکنیک‌ های ضعیف قرار دهی، چسبندگی بتن مرطوب به ‌وسیله پلیمر از جدایی جلوگیری می‌کند حتی در شرایطی که بتن از بین آب ریخته می‌شود. خاصیت سیالیت آن باعث می شود که بتن به‌ صورت مناسبی قابل مسلح کردن باشد یا در شرایطی که بتن باید متراکم شود به‌ راحتی استفاده شود. بیشترین اثر این بتن در سهولت تولید بتن با کیفیت بالا در زیر آب است. خاصیت ذاتی چسبنده بتن اجازه می‌دهد از چند متر بالاتر، بتن از میان آب ریخته شود.

✔ محدودیت های استفاده از روش بتن ریزی زیر آب :

ـ اگر در بتن ریزی زیر آب، جریان آب وجود داشته باشد نمی توان این روش را بکار گرفت مگر این که با تمهیداتی از جریان آب در سطح بتن تازه ریخته شده جلوگیری گردد.
ـ اگر به هر دلیل نتوانیم یا مجاز نباشیم از بتن خیلی شل و آبکی مانند بتن ترمی استفاده نماییم.
ـ اگر حداکثر اندازه دانه ها بزرگتر از ۴۰ میلیمتر باشد و یا بتن با وزن مخصوص زیاد استفاده نماییم.
ـ اگر دانه بندی مخلوط سنگدانه پیوستگی نداشته باشد.