پوشش ضد خوردگی سازه های بتنی چیست

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1397/09/06

هر آنچه که باید درباره پوشش ضد خوردگی سازه های بتنی بدانید

یکی از مشکلات عمده و ناامید کننده، درک ناکافی از خطر خسارت ناشی از خوردگی می‌باشد. پس از گذشت زمان کوتاهی از بهره برداری از واحد متوجه می‌شویم که سطوح سازه بتنی خورده شده و صدمه دیده است، اتفاقی که هیچ‌ کس در مرحله طراحی اولیه به آن فکر نکرده است. خسارات به دلایل مختلفی به وجود می آید. به عنوان مثال یا اقدامات حفاظتی به طور کلی نادیده گرفته شده است و یا کافی و مناسب نمی‌باشد. زمانی که در مبحث پوشش ضد خوردگی سازه های بتنی از خوردگی و تخریب یک سازه بتنی صحبت می کنیم منظور این نیست که همیشه بتون در برابر مواد خورنده مانند اسیدها از بین می رود بلکه ممکن است مواد خورنده به داخل بتون غیر آب بند نفوذ کرده و در نتیجه فولاد (آرماتور) داخل بتون خورده شود، این فرآیند باعث افزایش حجم بتون پیرامون میلگردها شده و در نهایت بتون شکسته می‌شود. 
بطور کلی بتون را در مناطقی که تخریب شده و یا بنا به دلایل ذکر شده در بالا شکسته شده است می‌توان با تزریق بتون جدید ترمیم کرد.

✔ مشکلات ایجاد شده در جهت پوشش ضد خوردگی سازه های بتنی

مشکل اول مواد خورنده‌ ای است که در دراز مدت به داخل بتون نفوذ کرده است و چسبندگی بتن جدید را با سطوح بتونی قبلی مختل می‌کند . 

مشکل دوم این است که بطور کلی بتن جدید به بتن قدیمی خوب نمی‌چسبد. 

خنثی سازی مواد خورنده‌ای که به داخل بتون نفوذ کرده است بسیار مشکل بوده و همچنین پر هزینه می‌باشد. در صورتی که بتوان تا حدودی در این مورد هم موفق بود، باز نمی توان از واکنش بین مواد شیمیایی که هنوز در داخل بتن مانده اند با پوشش های حفاظتی که بعدا بر روی بتن اجرا شده اند جلوگیری کرد چرا که این واکنش، باندینگ بین پوشش‌ها و سطوح بتونی را سست می کند و در نهایت پوشش از روی سطح کنده می شود.

پوشش ضد خوردگی سازه های بتنی _ کلینیک بتن ایران

با توجه به مطالب ذکر شده در بالا می توان نتیجه گرفت که در جهت ترمیم سازه های بتنی، آن دسته از سازه های بتنی که تحت تاثیر بارهای شیمیایی قرار گرفته اند؛ حفاظت آنها بسیار مشکل و پر هزینه تر از زمانی است که در مراحل طراحی اولیه پوشش مناسب در نظر گرفته شود. سازه های بتنی جدید نیز که هنوز در معرض مواد شیمیایی خورنده قرار نگرفته اند می بایست دارای شرایطی باشند که بتوان بر روی آنها پوشش های ضد خوردگی را اجرا نمود.

پوشش ها و لاینینگهای ضد خوردگی می بایست به صورت محکم و مطمئن به سطوح بتنی زیر کار بچسبند که در این خصوص سازه بتنی باید طوری ساخته و اجرا گردد که دارای ماکزیمم قدرت نگهداری پوشش و نیز از مقاومت کششی خوبی برخوردار باشد. به طور کلی پوشش ها و لاینینگهای حفاظتی پشتیبان و نگهدارنده خود نمی‌باشند (به جز لاینینگ داخل پیت ها و مخازن که در آنجا پوشش از یک خود پایداری و ایستایی مناسب برخوردار می باشد) و معمولاً در مقابل تنش های خمشی ضعیف عمل می کنند. بنابراین سازه بتنی مسلح باید بتواند تا حد امکان از تغییر شکل های ناشی از بارهای خمشی و ارتعاشی جلوگیری کند همچنین می بایست از ایجاد ترک در بتون که ناشی از نشست و یا انقباض بتون می باشد و نیز بارهای تنشی جلوگیری گردد. با توجه به اینکه پوشش ها و مواد حفاظتی دارای مشخصات فیزیکی بسیار متفاوت با بتون می باشند لذا بارهای وارد بر آن می بایست در نظر گرفته شده و محاسبه گردد. به خصوص زمانی که سازه بتنی تحت تاثیر دماهای بالا قرار می گیرد.

از موارد ذکر شده به نتایجی به شرح ذیل خواهیم رسید:

1- ساختمان باید مطابق با قوانین جاری برای تحمل کلیه بارهای قابل انتظار شامل تنش‌های حرارتی به درستی محاسبه گردد. در ضمن در صورتی که قرار باشد یک لایه حایل یا بازدارنده (membrane) بر روی بتون اجرا گردد، باید از ایجاد ترک در آن که معمولا در کارهای ساختمانی معمولی مجاز می‌باشد تا حد امکان اجتناب گردد.

2- جزئیات نقشه آرماتور بندی باید به دقت بر طبق محاسبات (مقاومت در مقابل گشتاورها و نیروهای برشی، عدم وجود تانکر فولادی حمل بار در منطقه تنش کششی و غیره) اجرا گردند.

3-قالب‌ بندی، ریختن و فشرده سازی بتون و خم کردن، قرار دادن و اتصال آرماتورها باید در محل ساختمان مطابق با نقشه مهندس ساختمان اجرا گردد.

در صورتی که موارد ذکر شده در سازه‌های در معرض مواد شیمیایی خورنده رعایت نگردد، عواقب بسیار خطرناکی به وجود خواهد آمد.

پوشش ناکافی بتون بر روی آرماتوربندی اجرا شده و نیز بر هم خوردن مخلوط بتون به هنگام ریختن باعث تجمع شن و ماسه در مناطقی می گردد. تجمع ماسه نه تنها در موارد متعددی باعث تضعیف ظرفیت تحمل بار بتون می گردد بلکه نفوذ مواد خورنده به داخل بتون و در نتیجه خوردگی آرماتور بندی داخل بتون را تسهیل می کند. همچنین این مشکل اجرای صحیح لایه membrane و پوشش های رزینی سینتتیک را نیز مختل می کند.

نتیجه دیگر تغییر مخلوط بتون در هنگام بتون ریزی این است که سطوح رویه بتن عموما از دوغاب و دوغاب سیمانی که دارای ذرات بسیار fine (نرم) تشکیل می گردد. این سطوح صاف دارای مقاومت فشاری مناسبی نبوده و همچنین هیچ مقاومت کششی ندارند. این سطوح، سطح زیر کار مناسبی به دلیل عدم وجود چسبندگی برای اجرای پوشش های رزینی به عنوان مثال لایه های ماله کشی نمی باشند. در واقع حتی برای رنگهای قیری سرد معمولی و یا برای شیت هایی که چسبانده می شوند نیز از استحکام و چسبندگی کافی برخوردار نیستند.

پوشش ضد خوردگی سازه های بتنی _ کلینیک بتن ایران

همچنین سطوح بتنی صاف که در نتیجه استفاده از مواد کمکی برای جدا شدن قالب بندی و استفاده از قالب بندی فولادی حاصل می گردند علی رغم جذابیت و زیبایی که دارند؛ سطوح مناسبی جهت اجرای پوشش های رزینی نمی باشند. ضمن اینکه روغنی که جهت قالب بندی استفاده می گردد از چسبندگی بین بتن و پوشش های جلوگیری می کند. تجربه نشان داده است که بهترین سطوح بتونی جهت اجرای پوشش ها حفاظتی، سطوحی است که به صورت تخته ماله ای (ماله چوبی) اجرا شده است چرا که از لحاظ زبری مناسب بوده و حداکثر باندینگ مکانیکی را با پوشش برقرار می‌کنند. در صورتی که سطوح بتونی با روش قالب‌بندی فلزی اجرا شده باشند و می‌بایست  با روش‌هایی مانند سند بلاست به زبری مورد نیاز رسید.

با توجه به استاندارد DIN 1045 که استاندارد و روش های آماده سازی و اجرای سازه های بتونی را بیان می‌کند. یک سازه بتنی می‌بایست دارای مقدار خاصی از سیمان و نیز دارای توزیع مشخص دانه‌ بندی باشد. همچنین ضروری است که بتون تازه چنان حمل گردد و یا به داخل قالب ریخته شود و در نهایت متراکم گردد که مخلوط آن بر هم نخورد. تنها در این صورت می‌توان مطمئن بود که به مقاومت فشاری مورد نیاز و مقاومت کششی کافی (تقریبا برابر یک دهم مقاومت فشاری) دست خواهیم یافت. اگر چه مقاومت کششی بتون معمولاً در طراحی ساختمان های بتون مسلح در نظر گرفته نمی‌شوند. در صورتی که این مقاومت عامل تعیین کننده ای در پایداری پوشش ها و نیز هزینه های آن خواهد داشت.

همچنین باید توجه داشت که در زمان حمل، بتون ریزی و متراکم سازی بتن، نسبت آب به سیمان بتن با استفاده از افزودنی های مناسب به اندازه کافی پایین نگه داشته شود. این کار از جدا شدن سیمان و نیز دانه‌ بندی های شن و ماسه جلوگیری می کند. در زمان اجرای سطح کف بتونی، کف کانالها و سامپها می بایست شیب‌ بندی مناسب براساس نیاز ایجاد گردد. چرا که شیب‌ بندی بعد از اتمام بتن ریزی اصلی، بدلیل استفاده از پلاسترهای سیمانی که دارای ضخامت کمی بوده و نیز از چسبندگی مناسب به سطوح بتونی قدیمی برخوردار نیستند، توصیه نمی گردد. ضمن اینکه پلاسترهای سیمانی دارای مقاومت های لازم فشاری و کششی نمی باشند. تجربه نشان داده است که در زمان بتون ریزی هیچیک از مجریان و ناظرین بتون ریزی به شیب‌ بندی توجه‌ ای ندارند و این در حالی است که پس از انجام کاشی کاری ضد اسید و یا اجرای پوشش‌های رزینی حساسیت به شیب مورد نیاز برای همان مجری و یا ناظر بیشتر می شود. اجرای شیب مناسب و مورد نیاز در زمان بتون ریزی بسیار ارزان‌ تر و آسان‌ تر از زمانی است که بخواهیم با مواد پوششی شیب‌ بندی کنیم.

بررسی تعداد زیادی از واحدهایی که محوطه‌های آنها در معرض ریزش مواد خورنده بوده اند نشان داده است که سطوحی که دارای شیب مناسب بوده اند ولیکن مواد پوششی مورد استفاده بر روی آنها نامناسب بوده است، بسیار بهتر از سطوحی که در آنها از مواد حفاظتی درست و گران استفاده شده ولیکن شیب‌ بندی رعایت نشده است، عمل کرده اند. سازه های بتن مسلح بخصوص در کف ها که بر روی آنها از پوشش های ضد خوردگی استفاده شده است. می بایست طوری طراحی گردند که در معرض کمترین تنش ها قرار گیرند. در غیر این صورت تحت یک بار استاتیک به راحتی تغییر شکل می دهند که این تغییر شکل منجر به ترکهای کششی اجتناب ناپذیر در محل گشاورهای منفی شده و در نهایت به پوشش حفاظتی منتقل می‌گردد. به علاوه به علت فرکانس ارتعاشی ذاتی نسبتاً پایین این سازه‌ها، به هنگام قرار گرفتن در معرض بارهای دینامیکی (موتورها، پمپ ها، مخلوط کن ها، کمپرسورها و موارد مشابه) مرتعش می شوند که در چنین حالتی ممکن است سازه بتنی اصلی دارای بار اضافه شده و در نهایت پوشش حفاظتی خسارت ببیند. شکل و طراحی مخازن بتنی نیز می بایست طوری باشد که بتوان حداکثر ایستایی را برای پوشش‌های اجرا شده بوجود آورد به عنوان مثال در یک مخزن با دیواره استوانه ای و خمیده می‌توان با استفاده از کاشی‌های با ضخامت کم به همان مقاومت و ایستایی رسید که با مخزن عمودی و آجرهای با ضخامت بالا می‌توان رسید. کاشی های با ضخامت کم بر روی دیواره عمودی به دلیل اینکه نمی‌توانند پشتیبانی خود باشند، پایداری ندارند و بر اثر حداقل تنشی از روی سطوح کنده می شوند. کلیه لبه ها، گوشه ها و کنج های داخلی مخازن بتنی باید گرد شوند زیرا لبه‌ها و گوشه های تیز نقاط خطرناکی برای اجرای لایه ها و پوشش های حفاظتی می باشند. همچنین بهتر است به جای ساخت مخازن بسیار بزرگ که می بایست به دلایل فنی دارای یک یا چند درز انبساط باشد، از چند مخزن کوچک که دو به دو دارای دیوارهای مشترک هستند استفاده گردد. این بدین خاطر است که اجرای درزهای انبساط در مخازن بتنی مسلح محتوی مواد خورنده غالبا با مشکلات بسیار بزرگی همراه است که گاهی نیز غیر قابل حل بوده و ضمن اینکه در صورت وجود راه حل هزینه های آن بسیار بالا است. از مسائل مهم دیگری که در زمان اجرای یک سازه بتونی می بایست در نظر گرفت وجود رطوبت داخل بتون بوده که به هنگام اجرای پوشش ها و یا لایه های حفاظتی مشکلات عدیده ای را بوجود می آورد که چسبندگی پوشش ها به بتون را مختل می کند. این مشکلات خسارات جبران ناپذیری را پس از اعمال پوشش بوجود می آورند.

✔ رطوبت داخل بتن ناشی از چیست ؟

1- سازه بتنی که دوره خشک شدن آن به پایان نرسیده باشد. 

برای اجرای پوشش ها بر روی بتون به رطوبت کمتر از 4% نیاز است، رعایت دوره 28 روزه بتون تا رسیدن به حداقل رطوبت و یا به عبارت دیگر خشک شدن کامل، همیشه اجرایی و عملی نمی باشد و فقط در شرایط مطلوب یک ساختمان میسر می شود. از آنجایی که روند خشک شدن بستگی مستقیم به نسبت آب به سیمان استفاده شده در بتون دارد، لذا مدت زمان مرطوب نگه داشتن بتن، درجه حرارت و رطوبت هوای محیط، زمان بتن‌ ریزی تاثیرات بسیار بالایی بر روند خشک شدن می گذارد پس نمی توان در مورد بازه زمانی لازم برای خشک شدن یک زمان خاص و ثابت را بیان نمود. همچنین می توان گفت هر قدر بتون متراکم تر باشد، عمل خشک شدن کندتر انجام می‌شود.

2- رطوبت خارجی به خصوص در داخل کانال، پیت ها و سامپ ها به دلیل عدم اجرای یک لایه membrane خارجی مانند ورقهای پلاستیکی در زمان بتون ریزی در محیط هایی که سطح آبهای زیرزمینی بالا است. اجرای یک لایه membrane مانع نفوذ آب در سطح خارجی مانند ورقهای پلاستیکی ضروری می باشد. نادیده گرفتن این الزام می تواند دیر یا زود منجر به خسارتی گردد که حتی در صورت حل شدن، هزینه های بسیار بالایی دارد.

3- تشکیل شبنم در رطوبت زیاد هوا و درجه حرارتهای کمتر از نقطه شبنم. 

رطوبت ایجاد شده به وسیله شبنم را می توان با جریانی از هوای گرم و یا به وسیله منتظر ماندن تا خشک شدن طبیعی از بین برد. در صورتی که بخواهیم میزان رطوبت بتون را اندازه‌گیری نماییم، می‌بایست 24 ساعت قبل در سطوحی که اندازه گیری ها باید بر روی آنها انجام گیرد را با یک ورق نسبتاً بزرگ ( حدودا 1 متر مربع) که در مقابل آب و بخار غیر قابل نفوذ باشد، پوشاند. در غیر این صورت در اثر تبخیر ممکن است مقادیر واقعی رطوبت بدست نیاید.

با توجه به اهمیت استاندارد بودن سطوح سازه های بتنی جهت اعمال پوشش‌های ضد خوردگی، در بخش‌های بعدی به بررسی برخی استانداردهای موجود در آلمان که در خصوص مشخصات سازه های بتنی می‌باشد، می پردازیم.

✔ استانداردهای مشخصات سازه های بتنی

1. استاندارد DIN به شماره 1045- بخش سوم- اجرای سازه های بتنی

از این استاندارد برای ساخت سازه های بتونی استفاده می شود که در این کتاب به این استاندارد اشاره نمی‌شود.

2. استاندارد DIN به شماره 288052- بخش دوم- طراحی و آماده سازی سطوح زیر کار بتونی:

3. استاندارد AGI به شماره 10-S بخش اول – طراحی و آماده سازی سطوح




     
سایر مقالات
تاثیر مثبت استفاده از الیاف مصنوعی در بتن
تاثیر مثبت استفاده از الیاف مصنوعی در بتن
الیاف مصنوعی مهندسی شده که برای استفاده در بتن تولید می‌شوند، می‌توانند در مدت زمان طولانی، محیط قلیایی بتن را تحمل کنند. این الیاف از مواد پلیمری هم چون پلی‌پرپلین، نایلون یا پلی‌اتیلن ساخته می‌شوند. الیاف مصنوعی قبل یا در هنگام عملیات اختلاط بتن، به آن اضافه می‌شوند. استفاده از الیاف در نرخ‌های پایین (مقدار یا چگالی کم)، تغییرات چندانی در ویژگی‌های بتن ایجاد نمی‌کند. اما هر چقدر میزان استفاده از آن در بتن بالاتر برود، ممکن است کارایی بتن کاهش یابد و لازم است که با اضافه کردن افزودنی‌های کاهنده‌ی آب، اسلامپ بتن حفظ گردد.
ادامه مطلب
انواع مصالح سنگی
انواع مصالح سنگی
سنگ بیشترین کاربرد را به صورت شن و ماسه دارد. از سنگ به صورت شکسته به عنوان پرکننده یا مصالح لایه زیر اساس یا اساس استفاده می شود؛ همین طور از آن برای قطعات روسازی می توان استفاده کرد مانند سنگفرش ها؛ یا در ساخت نمای سنگی ساختمان و دیوار به کار برد که بعضی از انواع آن مانند سنگ بادبر یا سنگ تراش می باشد. در موارد دیگر می توان آن را خرد کرده و به شکل ماسه و شن در بتن استفاده نمود.
ادامه مطلب
روش های مقاوم سازی سازه های بتنی
روش های مقاوم سازی سازه های بتنی

مقوله مقاوم سازی ساختمان ها اگر چه در زمانهای گذشته انجام می شده و روش های مختلف مقاوم سازی ساختمان و مقاوم سازی اجزای ساختمان در برخی سازه های قدیمی مشاهده شده ولی متداول شدن روشهای بهسازی سازه های بتنی در سالهای اخیر در ایران بیشتر مدیون توجه مردم و مسئولین به مقاوم سازی سازه های بتنی پس از زلزله های منجیل و بم بوده است.

ادامه مطلب
بتن پیش‌تنیده
بتن پیش‌تنیده

بتن مقاومت فشاری بالایی دارد، اما در برابر تنش‌های کششی بسیار ضعیف عمل می‌کند. ساختن بتن پیش‌تنیده به منظور بالا بردن مقاومت کششی بتن صورت می‌گیرد. به این ترتیب که ما در واقع پیش از بتن‌ریزی به بتن یک تنش اعمال می‌کنیم که جهت آن کاملاً در خلاف جهتی است که فشار کششی به بتن وارد می‌شود. بنا بر این زمانی که فشار کششی به بتن وارد شود، این تنش به مقابله با آن برخاسته و در واقع مقاومت کششی بتن را افزایش می‌دهد. اما این پروسه چگونه صورت می‌پذیرد؟ چگونه می‌شود پیش از بتن‌ریزی به بتن تنش وارد کرد؟ قبل از بتن‌ریزی، تاندون‌های فلزی مخصوص (عموماً کابل‌هایی از جنس فولاد) در محل بتن‌ریزی قرار داده می‌شود و بر آن تنش‌های فشاری وارد می‌کنیم. پس از آن که بتن بر روی این تاندون‌ها ریخته شد، آن‌ها را رها می‌کنیم و نیروی فشاری در تاندون‌ها با نیروهای کششی مقابله می‌کند که نتیجه‌ی آن بالا رفتن مقاومت کششی بتن می‌شود.

ادامه مطلب