مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب بندها ( واتر استاپ Water Stop ) برای سازه های بتنی
آب بند چیست و مناسب ترین نوع آن کدام است؟
سالهاست استفاده از آب بند (واتر استاپ) به منظور آب بندی درزهای اجرایی و محل های قطع بتن (Construction Joint) متداول است. امروزه تمامی کشورهای توسعه یافته و پیشرفته از آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی برای آب بندی درزهای اجرایی استفاده می کنند نه نوع P.V.C آن، زیرا محل ثابت سازی آب بندها در بین آرماتورها می باشد و با گذشت چند سال از عمر سازه و بررسی شرایط آرماتورها و بتن مشاهده می کنیم آرماتورهای طولی و عرضی که در سمت آبگیر سازه قراردارند به واسطه عبور آب از طریق درز سرد موجود بین مقاطع بتن ریزی شده و لوله های موئین ناشی از تبخیر آب بتن، دچار زنگ زدگی شده که در برخی از موارد با انبساط 6 الی 15 درصدی حجم آرماتورها، بتن دچار ترک خوردگی می گردد. این نقصان عاملی جهت تشدید نفوذپذیری و کاهش شدید طول عمر سازه بتنی می باشد. آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی علاوه بر سهولت و سرعت بسیار زیاد در نصب تمامی نواقص فوق الذکر را رفع می کنند.

برای آب بندی یک سازه بتنی باید دو کار اساسی صورت بگیرد:
• آب بندی خود بتن توسط بتن مناسب
• آب بندی درزهای بتن توسط واتراستاپ

که هر دو صورت می بایست برقرار باشد.

اصول آب بندی بتن
اصلاح منحنی دانه بندی و کنترل میزان فیلر (FILLER) بتن یعنی بیشتری نسبت به سایر مواد داشته باشد و تغییر نسبت مصالح درشت به ریز (در بتن های معمولی شن بیشتر است ولی در اینجا نسبتها برابر باید باشد)، نسبت آب به سیمان حداقل است، از دیگر عوامل موثر ویبره ی مناسب است و برای افزایش ضریب اطمینان لزوما همه بتن ها نیاز به افزودنی ندارند البته اگرخوب اجرا شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

علیرغم اینکه مدت نسبتا؛ زیادی از پیرایش بتن نمی گذرد ( حدود ۱۲۵ سال ) شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است . با توجه به گستردگی استفاده از بتن نتایج بهره وری از آن همواره رضایت بخش نبوده و در پاره ای از موارد مسائل و مشکلاتی بوجود آورده است . در سازه های بتونی ا«ن پرسش مطرح است که آیا بتن با ترکیبات اولیه ی خویش به تنهایی توانسته است در شرایط زمانی و مکانی مختلف عملکرد بهینه ای داشته باشد ؟ متأسفانه بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه ، پاسخ منفی را بدست می دهد .

مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است .

فساد پذیری سازه های بتونی که کاهش دوام سازه یی رع به همراه دارد ، اسباب نگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجائی ، سد میناب ، خط انتقال آب میناب – بندر عباس و دهها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است .

شناخت علل فساد بتن در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب طرح مدیریت حفاظت بتن ، جمع بندی و ارائه گردیده است . لذا لازم است که قبل از ورود به بحث اصلی به تبیین اصطلاحات ویژه ای بپردازیم که کرارا؛ از آن استفاده خواهد شد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بديهي است با توجه به حجم كوچك اين ستون و اصرار بر فشردگي هر چه بيشتر آن، شرح كامل اغلب واژه ها كه گاهي خود نيازمند كتاب و مقالات متعددي هستند، امكان پذير نيست و آنجه در شرح اين كلمات نوشته شده در حقيقت كليدي است براي دست يابي به اطلاعات وسيع تر كه تنها از نوشته هاي مفصل تر بر مي آيد.

فهرست لغاتي كه در اين ستون آمده است تنها گوشه‌اي است از واژه هايي كه به نظر نگارنده مي‌توانست در اين بحث مورد استفاده قرار گيرد كه مطالعه آنها بي‌گمان سودمند خواهد بود.

باتال: نوعي ملات، مخلوط شن و آهك و سيمان
استر: كشيدن پي در پي ملات بر سطح ديوار به منظور پر شدن بندها و اندودكاري
اندود: روكشي از جنس ملات، روكش كردن با ملات، با ملاتي كه بر سطح كار بمالند، آغشته كردن
باتارد: ملاتي متشكل از ماسه و آهك و سيمان
بيختن: الك كردن، دانه بندي كردن مصالح با غربال
پي: پايه، شالوده ريشه و پايه بنا
پي ريزي: پي سازي، ساخت پي و شالوده بنا
تخته ماله: ماله چوبي تسطيح كردن ملات با ماله چوبي

تگرگي: ملات و اندودي كه به واسطه نوع پاشيدن روي سطوح و يا داشتن سنگ ريزه زبر و دانه دار است و اغلب به عنوان شيوه اي تزئيني به كار مي رود.

تن گذار: قسمت بار بنا، استخوان بندي بنا كه قابل رويت است.
رو بنا: نما، آنچه با آن رويه ديواره هاي بنا را بپوشانند.

روكش: پوشش سطحي ديوار، لايه تزئيني خارجي در و ديوار و....
رويه: روكش، بخش سطحي ديوار، ملاتي كه بر روي ديوار مي كشند.
سرند: غربال، الك
شياردار: نوعي موزائيك و كف پوش جهت فرش حياط و بام با خطوط گود و برجسته.
عسلي: ملاتي كه كاملا با مواد تركيبي مخلوط شده است، ملات شل.
عيار: نسبت بين اجزا ملات، درصد تركيبات ملات.
خله: خاك، سيمان، گچ و...
كفراژ: قالب بندي بتون

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فناورى نانو مى‌تواند به مقاوم‌سازى بتن‌ها کمک کند و همچنين روکش‌هاى ضد خوردگى فولاد با استفاده از اين فناورى توليد مى‌شود.

يکى از روش‌هاى محافظت از بتن‌هاى در معرض شرايط محيطى خورنده، مانند محيط‌هاى دريايى، استفاده از روکش هايى است که نفوذ عوامل مخرب خارجى را به درون بتن سد مى‌کنند.

اين روکش‌ها عموملا خاصيت آب‌گريزى دارند و از اين رو کار کردشان کمى با روکش‌هاى سنتى موجود متفاوت است. همچنين مى‌توان از اين روکش‌ها جهت پوشش‌دهى سطح لوله‌هاى بتنى به کار رفته در فاضلاب (که در معرض محيط‌هاى خورنده بيولوژيکى هستند) و يا شمع‌هاى بتنى و بسيارى موارد ديگر استفاده کرد.

شرکت آلمانى Basf محصولى با نام تجارى Emaco nanocrete توليد کرده است که با اضافه شدن به ملات تعميرات، بتن را ترميم مى‌کند. استفاده از اين مواد علاوه بر افزايش استحکام بند‌کشى، تراکم و نفوذ‌پذيرى را بهبود مى‌دهد و با کاهش زمان، کاهش هزينه‌ها را نيز در بر دارد.

پوشش‌هاى نانو کامپوزيتى مهندسى توليد شده با استفاده از نانو ذرات سراميکى که توسط شرکت آلمانى Inocermic Gmbh به بازار عرضه شده است نيز پوشش‌هاى مقاومى براى بتن ايجاد مى‌کند. اين پوشش خلل و فرج سطح بتن را پر کرده و براق مى‌کند و علاوه بر اين در برابر شرايط بد آب و هوايى، حلال‌ها، پاک‌کننده‌هاى صنعتى و خوردگى مقاوم است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

محققان وزارت جهادكشاورزی موفق شدند با استفاده از فناوری نانو نوعی بتن موسوم به «بتن سبز» تولید كنند. این بتن علاوه بر این كه در مقایسه با بتن های معمولی از مقاومت به مراتب بیشتری برخوردار است، خاصیت فتوكاتالیستی ایجاد شده در آن امكان حذف آلاینده های خطرناك موجود در آب وهوا را نیز فراهم كرده است تا جایی كه از این نوع بتن می توان برای تصفیه كامل آب وهوا در سطح گسترده استفاده كرد. محققان این طرح، همچنین پیش بینی می كنند كه در صورت وسعت بخشیدن به این طرح حتی این امكان وجود دارد كه بتوان آب های فاضلاب را نیز به آب شرب تبدیل كرد. ایران پس از آمریكا و ژاپن سومین كشور جهان محسوب می شود كه به این فناوری دست پیدا كرده است. مهندس احسانی، مجری طرح در گفت وگو با خراسان در مورد جزئیات پروژه گفت: این بتن با استفاده از نانو ذرات دی اكسیدتیتانیوم تولید شده است و با استفاده از اكسیدسیلیس مقاومت بتن را از نظر خواص مكانیكی و استحكام و دوام افزایش دادیم تا در عین حال بتن خاصیت فتوكاتالیستی نیز پیدا كند. وی اضافه كرد: در بعد خواص مكانیكی از نظر دوام موفق شدیم با به كاربردن نانو مواد به ٤٠ درصد افزایش مقاومت فشاری و ٦٠ درصد افزایش مقاومت كششی در مقایسه با بتن های معمولی دست پیدا كنیم.

برای ایجاد خواص فتوكاتالیستی نیز٢ مرحله اجرا كردیم اول این كه بتن را با نانوذرات دی اكسید تیتانیوم پوشش دادیم و دوم این كه درصدی از این نانوذرات را جایگزین درصدی از سیمان به كار رفته در بتن كردیم. درحالت اول كه بتن را با نانوذرات پوشش دادیم بتن خاصیت فتوكاتالیستی یا خاصیت اكسیدكنندگی ذرات آلی را پیدا كرد و در نتیجه آزمایش های ما این بتن در عرض ٤٨ساعت آلاینده استاندارد «رودامین» را به خوبی تخریب كرد و نشان داد كه در حد قابل توجهی خاصیت اكسیدكنندگی دارد. مهندس احسانی همچنین تصریح كرد: با توجه به این كه در حال حاضر درصد زیادی از آلاینده های ما مانند آلاینده هایی كه از پساب های صنعتی بیرون می آیند یا گازهایی مانند NO و یا NO2 كه از خروجی اگزوز موتورها خارج می شوند از نوع آلی هستند، خاصیت اكسیدكنندگی ذرات آلی این بتن، به خوبی می تواند این نوع آلاینده های موجود در هوا را از بین ببرد. وی گفت: در واقع این بتن خاصیت اكسیدكنندگی دارد و هر ذره آلی كه در مجاورت آن قرار گیرد، اكسید می شود و این اكسیدشدن باعث تجزیه آن می شود و ماده مزبور پس از تجزیه شدن خاصیت میكروبی خود را از دست می دهد. وی خاطرنشان كرد: حالت دومی كه ما برای این نوع بتن درنظر گرفتیم، این بود كه در این نوع بتن درصدی از نانوذرات را جایگزین درصدی از سیمان كنیم كه البته نتایج این مرحله در دست بررسی است كه در صورت موفقیت آمیزبودن این مرحله از آزمایش، این نوع بتن در سازه های بتن آرمه، مانند پل ها، اسكله های بنادر، ساختمان های بلندمرتبه و حتی ساختمان های ضدانفجار به كار گرفته خواهد شد. ضمن آن كه از خاصیت فتوكاتالیستی این نوع بتن می توان در پروژه های خطوط انتقال آب در كشاورزی و در شهرها به عنوان تصفیه كننده آب استفاده كرد. چرا كه این خاصیت ویژه فتوكاتالیستی بتن باعث می شود تا آبی كه از این بتن در حال عبور است، به طور كامل تصفیه شود. وی تاكید كرد: تجربه های موفق این كار را می توان در كشورهای آمریكا و ژاپن مشاهده كرد، در این كشورها ازاین نوع بتن به صورت پنل های بزرگ در كنار بزرگراه ها استفاده می شود تا هوای محیط از گازهای خطرناك مانند گاز NO و NO2 حاصل از تردد خودروها تصفیه شود.

وی گفت: این نوع بتن صرفا از نظر خاصیت فتوكاتالیستی در كشورهایی مانند آمریكا و ژاپن دارای نوع مشابه است اما از ابعاد دیگری مانند دوام و مقاومت الكتریكی و خاصیت تصفیه كنندگی آب، كاملا منحصر به فرد است.

وی اضافه كرد: در صورت كاربردی شدن این طرح ها در آینده می توانیم كانال های كشاورزی بسازیم كه بتواند آب هایی را كه از مقطع این كانال عبور می كند، تصفیه كند تا آب سالم تری در حوزه كشاورزی به گیاه برسد و امیدواریم كه همچنین از این بتن بتوانیم در نمای ساختمان ها و در كنار بزرگراه ها برای تصفیه هوا استفاده كنیم.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

علل فرسودگي و تخريب سازه هاي بتني

(CAUSES OF DETERIORATIONS)

علل مختلفي كه باعث فرسودگي و تخريب سازه هاي بتني مي شود همراه با علائم هشدار دهنده ديگري كه كار تعميرات را الزامي مي دارند، در نخستين بخش مورد بررسي و تحليل قرار مي گيرند:

1-  نفوذ نمكها

 (INGRESS OF SALTS)

نمكهاي ته نشين شده كه حاصل تبخير و يا جريان آبهاي داراي املاح مي باشند و همچنين نمكهایی كه توسط باد در خلل و فرج و تركها جمع مي شوند، هنگام كريستاليزه شدن مي توانند فشار مخربي به سازه ها وارد كنند كه اين عمل علاوه بر تسريع و تشديد زنگ زدگي و خوردگي آرماتورها به واسطه وجود نمكهاست. تر وخشك شدن متناوب نيز مي تواند تمركز نمكها را شدت بخشد زيرا آب داراي املاح، پس از تبخير، املاح خود را به جا مي گذارد.

2-  اشتباهات طراحي

 (SPECIFICATION ERRORS)

به كارگيري استانداردهاي نامناسب و مشخصات فني غلط در رابطه با انتخاب مواد، روشهاي اجرايي و عملكرد خود سازه، مي تواند به خرابي بتن منجر شود. به عنوان مثال استفاده از استانداردهاي اروپايي و آمريكايي جهت اجراي پروژه هايي در مناطق خليج فارس، جايي كه آب و هوا و مواد و مصالح ساختماني و مهارت افراد متفاوت با همه اين عوامل در شمال اروپا و آمريكاست، باعث مي شود تا دوام و پايايي سازه هاي بتني در مناطق ياد شده كاهش يافته و در بهره برداري از سازه نيز با مسائل بسيار جدي مواجه گرديم.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مرجع تخصصی آب و فاضلاب