روش های تزریق بتن

ﺗﺮک ﺧﻮردﮔﯽ ﺑﺘﻦ ﯾﮑﯽ از ﻣﻮارد ﺷﺎﯾﻊ در اﺟﺮای ﺳﺎزه‌ﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ، که یکی از راﻫﮑﺎرﻫﺎی ﻣﻮﺛﺮ ﺗﺮمیم، ﺗﺮزﯾﻖ اﭘﻮﮐﺴﯽ و پلی یورتان ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر به داﺧﻞ ﺗﺮک‌ﻫﺎ ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ.

تزریق بتن روشی کاملاً مهندسی و نوین می‌باشد و برای ترمیم بتن‌های دارای ترک و یا نقاط، درزها و ترک‌های آب دار استفاده می‌شود.

در ترمیم ترک‌ها تزریق بتن با فشار به داخل ترک بتن هدایت می‌شود.

ﻋﻤﻮﻣﺎً اﯾﻦ ﺗﺮک‌ﻫﺎ دﻻﯾﻞ بسیاری دارند ﮐﻪ باعث اﯾﺠﺎد ﺗﺮک‌ﻫﺎی ﮐﺸﺸﯽ ﺧﻤﺸﯽ و ﺑﺮﺷﯽ در ﺑﺘﻦ ﻣﯽ‌ﺷﻮد و ﻣﺤﺪود ﮐﻨﻨﺪه‌ﻫﺎیی با ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ‌ﻫﺎی ﺟﺎﻧﺒﯽ اﯾﺠﺎد ﻣﯽ‌ﮔﺮدد. نظیر:

• ﺟﻤﻊ ﺷﺪﮔﯽ ﻧﺎﺷﯽ از ﺧﺸﮏ ﺷﺪن
• اﻧﺒﺴﺎط و اﻧﻘﺒﺎض ﺣﺮارﺗﯽ
• ﻧﺸﺴﺖ نامتقارن
• تکانه‌های وارده به سازه بتنی
• ﻋﺪم اﺟﺮای ﺻﺤﯿﺢ اﺗﺼﺎﻻت و درزﻫﺎ
• ﺑﺎرﮔﺬاری ﺑﯿﺶ از ﺣﺪ

ﺗﺮزﯾﻖ بتن اﭘﻮﮐﺴﯽ از روش‌های موثر ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر به داﺧﻞ ﺗﺮک‌ﻫﺎ ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ.

در واقع تأثیر تزریق بتن رزین اپوکسی به داخل ترک باعث ایجاد یک پیوند پلیمری بسیار قوی بین دو جداره شده و ضعف بوجود آمده بدلیل ترک خوردگی عملأ بهبود می‌یابد.

اﻟﺒﺘﻪ ﭘﯿﺶ از اﺟﺮای ﻫﺮﮔﻮﻧﻪ روش ﺗﺮﻣﯿﻤﯽ، دﻟﯿﻞ اﯾﺠﺎد ﺗﺮک در بتن ﺑﺎﯾﺪ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﯿﺮد و اﻗﺪامات ﻻزم ﺟﻬﺖ رﻓﻊ ﻣﺸﮑﻞ ﺑﻪ ﻋﻤﻞ آﯾﺪ.

زﯾﺮا در ﻏﯿﺮ اﯾﻦ ﺻﻮرت ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ ﺗﺮﻣﯿﻢ ﺗﺮک با متد تزریق اپوکسی، ﻓﺎﻗﺪ ﮐﺎراﯾﯽ ﺑﺎﺷﺪ.

1. رزین اپوکسی
2. رزین پلی یورتان

رزین‌های اپوکسی عمل آوری شده به صورت جامد با مقاومت بالا و مدول الاستسیته نسبتا بالا می‌باشند.

چسبندگی رزین‌های اپوکسی به بتن در حدی می‌باشد که با اجرای مناسب قابلیت بازگرداندن استحکام سازه‌ای اولیه بتن ترک خورده را دارند.

مدول الاستسیته بالای رزین اپوکسی باعث شده که برای چسباندن بتن‌های ترک خورده که در آینده دارای احتمال جابجایی هستند مناسب نباشند.

از رزین اپوکسی برای آب بند نمودن ترک‌های آبدار استفاده می‌شود.

اما با این حال به علت سرعت پایین عمل آوری رزین‌های اپوکسی به خصوص در دماهای پایین و نیز در صورت وجود جریان زیاد آب،  استفاده از آن برای آب‌بندی ممکن نیست.

ترک‌هایی که در آنها رزین اپوکسی تزریق می‌شود باید دارای عرضی بین 0.005 اینچ تا 0.25 اینچ باشند.

تزریق بتن رزین اپوکسی در ترک‌های با عرض 0.005 سخت و ناممکن است و همچنین نگهداری از رزین تزریق شده در ترک‌های عریضتر از 0.25 اینچ کار دشواری است، اگر چه گاهی این امر با استفاده از رزین‌های اپوکسی با چگالی بالا با موفقیت قابل انجام است.

رزین‌های اپوکسی عمل آوری شده دارای حالت ترد و شکننده، با استحکام چسبندگی بیش از مقاومت برشی و کششی بتن می‌باشند.

اگر این مواد برای اتصال مجدد بتن ترک خورده‌ی در معرض بارهای بیش از مقاومت برشی و کششی استفاده گردد، باید انتظار داشت که ترک‌هایی مجددا در کنار خط اتصال اپوکسی نمودار شود.

به عبارت دیگر برای ترمیم ترک‌های فعال نباید از رزین اپوکسی استفاده نمود.

موفقیت در اجرای رزین‌های اپوکسی برای ترک‌های مرطوب متفاوت و متغیر است.

تعدادی تکنیک‌های ویژه و در حال توسعه برای چسبندگی مجدد و آب‌بندی ترک‌های آبدار به وسیله‌ی رزین اپوکسی وجود دارد.

این روش و تکنیک‌های ویژه بسیار تخصصی و فنی بوده و در جاهای خاصی به کار برده می‌شوند.

این روش‌ها صرفا زمانی در پروژه‌های تعمیراتی به کار گرفته می‌شوند که پس از بررسی و تحلیل به این نتیجه برسیم که سایر روش‌های موجود و استاندارد برای تعمیر پاسخگو و مناسب نیستند.

1. تزریق اپوکسی از سطح
2. تزریق اپوکسی در عمق

هر دوی این روش‌ها ماده چسباننده پلیمری را با فشار بالا به داخل ترک بتن هدایت می‌کنند.

اما موقعیت قرارگیری ترک‌ها و عمق و ضخامت آنها عامل اصلی در تعیین نوع تزریق می‌باشد.

در بسیاری از سازه‌ها عرض ترک بتن بسیار کم بوده و فاصله آنها نیز نزدیک به هم می‌باشد.

برای مثال ترک‌های حرارتی که در بتن‌ریزی‌های حجیم رخ می‌دهد، از این دسته ترک‌ها می‌باشد.

اگر عضو بتنی مورد استفاده تحت بار دینامیکی نیز باشد، گسترش ترک‌ها به مرور زمان در این گونه از ترک‌ها مشهود می‌باشد.

در روش تزریق بتن سطحی نیپل تزریق روی سطح نسب می‌شود.

نیپل یا روزنه تزریق توسط بتونه اپوکسی روی سطح نصب شده سپس یک لایه الیاف پلیمری روی سطح به نحوی قرار می‌گیرد که دهانه نیپل تزریق از میان آن عبور کرده باشد.

پس از گذشت زمان مناسب و سفت شدن بتونه اپوکسی تزریق از سطح به وسیله اتصال نازل دستگاه تزریق اپوکسی به ورودی نیپل انجام می‌گیرد.

در فشار‌های بالا که نیپل تمایل به جدا شدن از سطح را دارد الیاف پلیمری فشار را به سطوح اطراف منتقل و باعث چسبندگی نیپل به سطح می‌شود.

در این روش عرض و عمق ترک‌ها به گونه‌ای است که استفاده از روش تزریق سطحی جوابگو نیست.

عامل انتقال رزین پلیمری به ترک در تزریق عمقی فشار پمپ تزریق اپوکسی می‌باشد.

اینکار با استفاده از ابزارهایی خاص بنام پکر تزریق یا نیپل تزریق انجام می‌گیرد.

پکرهای مورد استفاده برای تزریق با اندازه‌های مختلفی در بازار ارائه می‌گردد که با توجه به عمق و نوع ترک‌ها باید انتخاب شوند.

تفاوت بین پکر و نیپل، علاوه بر شکل ظاهری، در نوع کاربریشان است.

برای شرایطی که عرض ترک زیاد بوده و یا کاشت پکر بدلیل تراکم میلگرد یا موقعیت هندسی ترک امکان‌پذیر نباشد، باید از نیپل استفاده شود.

از رزین‌های پلی یورتان برای آب‌بندی و حذف نشت آب از ترک‌ها و درزهای بتن استفاده می‌شود.

آنها همچنین می‌توانند در ترک‌هایی که امکان جابجایی‌های کوچک خواهند داشت، تزریق شوند.

چنین سیستم‌هایی، به جز سیستم پلی یورتان دو جزئی جامد، مقاومت کمی داشته و نباید برای چسباندن دوباره ترک‌ها مورد استفاده قرار گیرند.

رزین پلی یورتان نباید در ترک‌های با عرض کمتر از 0.005 اینچ استفاده و تزریق شود.

تا کنون برای تزریق رزین‌های پلی یورتان، هیچ حدی برای حداکثر اندازه ترک مشخص نشده است.

رزین‌های پلی یورتان با تنوع قابل توجهی از منظر خواص فیزیکی در دسترس می‌باشند.

برخی از رزین‌های پلی یورتان پس از عمل آوری به شکل فوم منعطف در می‌آیند.

سیستم‌های دیگر رزین پلی یورتان پس از عمل آوری به صورت جامد با انعطاف‌پذیری نسبی و چگالی بالا در می‌آیند که می‌توانند برای چسباندن مجدد درزهای با امکان جابجایی مورد استفاده قرار گیرند.

رزین‌های پلی یورتان فوم شونده برای شروع عملیات عمل آوری نیازمند آب می‌باشند به همین دلیل طبیعی است که از آنها برای تعمیر و ترمیم بتن‌های در معرض آب یا مرطوب استفاده کرد.

تاکنون هیچ استانداردی برای رزین‌های پلی یورتان مانند آنچه در استانداردهای معتبر برای رزین‌های اپوکسی وجود دارد، ارائه نشده است.

با توجه به فقدان استاندارد از یک سو و از سوی دیگر تغییرات گسترده در خواص فیزیکی رزین‌های پلی یورتان،  لازم است که دقت و مراقبت زیادی در انتخاب این رزین برای تعمیر بتن صورت گیرد.

راهنمای کاربردی برای این نوع رزین‌ها زیاد مفید و موفقیت آمیز نمی‌باشد.

بعضی از مراکز تحقیقاتی و آزمایشگاهی در حال انجام مطالعات و تحقیقات بر روی این نوع ارزشمند از رزین‌ها می‌باشند.

در صورت نیاز به مشاوره و راهنمایی برای روش‌های اجرا می‌توان از این مراکز کمک گرفت.

به علت هزینه بالای روش تزریق، معمولا از این روش‌ها برای ترمیم ترک‌های کم عمق و خشک استفاده نمی‌شود.

مشخصات فنی و اجرایی رزین‌های تزریقی در بخش پیوست مربوط به استانداردهای تعمیر و مرمت مدرج گردیده است.

برای این منظور ترک‌های موجود مشخص و پس از تمیز نمودن سطوح ترک‌ها با استفاده از مواد شیمیایی ویژه اقدام به نصب روزنه‌های تزریق (نیپل – پکر) در فواصل مشخص می‌نماییم و با استفاده از چسب‌های ویژه ملات ترمیمی اپوکسی سطح ترک درزبندی می‌شود تا تحمل فشار ناشی از تزریق را نموده و امکان نفوذ رزین اپوکسی فراهم شود.

برای تزریق در محیط خشک باید از ECOPATCH E420 استفاده شود.

اما در صورتی که محل استفاده مرطوب باشد و یا عمل تعمیرات در حضور رطوبت و یا آب صورت گیرد تزریق رزین در زیر دریا، پایه پل‌های روی رودخانه، جداره سد و سایر سطوح در معرض باران، تثبیت سنگ در دامنه کوه‌ها بایستی حتما از محصول ECOPATCH UWE840 استفاده شود.

سپس با استفاده از پمپ‌های ویژه رزین اپوکسی ECOFIT E900 یا ECOFIT UWE901 را که دارای چسبندگی بالا و زمان گیرش مناسب می‌باشد از پایین‌ترین روزنه شروع به تزریق اپوکسی می‌نماییم.

محصول ECOFIT E900 برای استفاده در محیط خشک وECOFIT UWE901 مخصوص استفاده در محیط خیس، مرطوب و نقاطی که حضور فیزیکی آب مشهود است می‌باشد.

پمپ تزریق رزین اپوکسی با توجه به حجم کار، شرایط پروژه موجود می‌تواند از نوع پمپ تزریق دو مخزنه، پمپ تزریق تک مخزنه و از نوع برقی، پدالی و یا دستی باشد.

به محض اینکه مواد تزریق (رزین اپوکسی) از روزنه تزریق بعدی تراوش کرد یا فشار کار دستگاه بالا رفت، تزریق را متوقف کرده و از روزنه بعدی ادامه عملیات ترمیم ترک‌های با تزریق بتن رزین اپوکسی را انجام می‌دهیم.

به منظور اطمینان از صحت تزریق، از ترک‌ها مغزه‌گیری می‌شود تا میزان نفوذ رزین اپوکسی مشخص گردد.

علاوه بر این می‌بایستی نمونه‌ها با استفاده از جک بارگذاری و شکسته شوند که در این آزمایش صفحه شکست نباید از سطح ترک خورده‌ای که با رزین اپوکسی پر شده است عبور کند.

اصول اصلی تزریق رزین پلی یورتان مبتنی بر کنترل نفوذ آب با استفاده از تزریق رزین تحت فشار و بستن ترک می‌باشد.

اکثر مسائل مربوط به تزریق رزین پلی یورتان مشابه روش تزریق دوغاب سیمان می‌باشد.

برای مهار بهتر جریان آب می‌بایست حتی امکان سوراخ‌های حفر شده برای تزریق در سطح بتن باشند.

می‌توان بر روی سوراخ‌ها از پکر شیردار استفاده کرد تا در هنگام  تزریق با استفاده از آن فشار آب ترک در سطح بتن را از بین برد.

برای جلوگیری از خروج و پرت زیاد رزین در هنگام تزریق، ترک را  باید با استفاده گوه چوبی، پشم سنگ، طناب کنافی به همراه رزین و یا بتونه اپوکسی به طور موقت مهر و موم کرد.

سوراخ‌های ایجاد شده برای تزریق رزین می‌بایست به صورت متناوب در طرفین ترک و با حداکثر فاصله 24 اینچی از هم باشند.

سوراخ‌های مذکور به صورت زاویه‌دار و با عمق 8 تا 24 اینجی بسته به روش تزریق و میزان آب، از انواع مختلف پکرها و یا پکر شیردار استفاده می‌شود.

تزریق رزین پلی یورتان می‌بایست براساس روند و مراحل از پیش تعیین شده، صورت گیرد.

سیستم تزریق از نظر فواصل تزریق همانند فواصل تزریق دوغاب سیمان موفقیت آمیز، می‌باشد.

در این سیستم ابتدا تزریق از سوراخ‌های ابتدایی و پس از آن از سوراخ‌های میانی صورت می‌گیرد.

به طور مثال ابتدا تزریق رزین از سوراخ‌های ابتدایی طرفین انجام و پس از آن سوراخ سوم در وسط آنها حفر و تزریق صورت می‌گیرد.

فشار تزریق باید حداقل فشار مناسب برای حرکت رزین و پر کردن ترک باشد.

با این حال معمولا از فشار PSI 1500 تا PSI 2000 برای تزریق استفاده می‌شود.

زمانی تزریق در یک سوراخ باید پایان دهیم که جریان تزریق با فشار ثابت طی یک دوره 10 تا 15 دقیقه‌ای، متوقف شده باشد.

این روش در اتمام و متوقف کردن تزریق باعث می‌شود تا تضمین لازم برای پرشدن کامل ترک، تراکم و ایجاد ترمیمی مناسب ایجاد گردد.

این یک اشتباه است که به محض توقف نشت آب تزریق خاتمه داده شود.

اگر از این روش استفاده شود می‌توان تا حدودی عملکرد را با استفاده از ترزیق رزین با چگالی پایینتر تحت فشار هیدروستاتیک و تزریق مجدد در صورت وقوع نشت، بهبود داد. 

همچنین استفاده از تزریق‌های متناوب به منظور آب‌بندی ترک‌ها با شدت آب زیاد رایج است.

در این روش یک مرحله تزریق اولیه در تعدادی از پکرهای از پیش انتخاب شده انجام می‌گردد و پس از گذشت 15 دقیقه تا 2 ساعت مرحله بعد تزریق‌ها انجام می‌گردد.

برای آب‌بندی ترک‌های با حجم زیاد جریان آب ممکن است چندین مرحله از عملیات تزریق نیاز باشد.

از همین رو تعداد قطعی تزریق مورد نیاز نامعین است.

در تزریق رزین پلی یورتان، با نسبت‌های مختلف آب به رزین انجام می‌گردد.

برای جریان‌های زیاد آب، نسبت آب به رزین 0.5:1 می‌تواند مطلوب و مناسب باشد.

لازم به ذکر است که رزین و آب گفته شده ممکن است در محدود 1 اینچ تا 5 فوت از لوله دستگاه تزریق و پیش از خروجی مخلوط شده و واکنش کف زایی پس از ورود جریان به شبکه ترک‌ها انجام می‌گردد.

از پکرهای با طول زیاد می‌توان برای تزریق رزین در نقاط عمیق سازه استفاده نمود.

اگر از رزین مخلوط شده برای تزریق در چنین سوراخ‌هایی استفاده شود واکنش در طول سوراخ و قبل از رسیدن رزین به عمق مورد نظر ترک رخ خواهد داد.

این پکرهای مخصوص، با حرکت مجزا اجزا رزین تزریقی، امکان حرکت رزین تا سوراخ انتهایی پکر در عمق ترک را مهیا می‌سازند.

در انجام این کارها، نیاز به استفاده از پیمانکاران با تجربه و مشاوران فنی اهمیت بیشتری می‌یابد.

• میزان مقاومت فعلی بتن
• نحوه‌ی بهره‌برداری از سازه
• وضعیت آب و هوای محیط سازه
• میزان رطوبت موجود
• مقاومت مورد نظر کارفرما
• ابعاد و عمق آسیب وارد شده بر بتن
• نوع آسیب بتن
• مصالح و نیروهای در دسترس برای اجرای ترمیم بتن دیوار برشی

بتن کم مقاومت و آسیب دیده طی عملیات ترمیم بتن دیوار برشی معمولا با عیوب و خرابی‌های ظاهری همراه است.

هنگام ترمیم بتن دیوار برشی در ابتدا لازم است تا نواحی آسیب دیده از سطح بتن حذف شوند.

البته لازم بذکر است تخریب بتن طی عملیات ترمیم بتن دیوار برشی باید تا آن طرف بخش لایه لایه شده در بتن دیوار صورت گیرد.

اما همچنان نظر کارشناسان پروژه در تخریب تنها بخشی از ناحیه‌ی آسیب دیده‌ی بتن دیوار برشی یا تخریب تمام نواحی خراب شده‌ی بتن دیوار حین انجام عملیات ترمیم بتن دیوار برشی موثر است.

کلیه‌ی بخش‌های آسیب دیده‌ی بتن دیوار برشی از جمله نواحی سست و شن زده که شامل ساییدگی نیز می‌باشند قبل از استفاده از مواد ترمیم بتن دیوار برشی باید از سطوح پاکسازی شوند چرا که ممکن است علی رغم استفاده از مواد مناسب برای ترمیم بتن دیوار برشی بدلیل عدم اجرای صحیح آماده سازی سطوح کل عملیات ترمیم بتن دیوار برشی بی‌نتیجه شود.

ضمنا لازم است هنگام ترمیم بتن دیوار برشی در مرحله‌ی برداشتن بتن دیوار از تجهیزات مناسب استفاده کرد بدلیل اینکه عدم دقت و استفاده از ابزارهای ضربه‌ای نامناسب ممکن است منجر به گسترش آسیب بتن دیوارها و ایجاد ترک در مقیاس‌های کوچک در سطح دیوارها شود و در نهایت کاهش مقاومت کششی بتن دیوارهای برشی را بدنبال داشته باشد.

در ادامه می‌توان باقی مانده‌ی بخش‌های آسیب دیده طی عملیات ترمیم بتن دیوار برشی را با تجهیزات مناسب پاکسازی کرد.

تهمیدات لازم برای آماده سازی بتن دیوارها باید به گونه‌ای باشد که تا جای ممکن از گسیختگی مواد ترمیم و بتن طی عملیات ترمیم بتن دیوار برشی جلوگیری کرد و ضمنا بافت سطح بتن آماده شده باید برای قرارگیری مواد ترمیم بتن دیوار برشی مناسب باشد.

بدلیل آنکه یکی از مهم‌ترین مراحل در آماده سازی میلگردها باری ترمیم بتن دیوار حذف بخش‌های آسیب دیده است، جهت پیشگیری از برش میلگردها و آسیب به آنها انجام آزمایش اسکن میلگرد در بتن پیشنهاد می‌گردد.

جمع آوری اطلاعات مربوط به عمق و محل میلگرد در بتن از طریق آزمایش‌های غیر مخرب برای پیش‌گیری از آسیب رساندن به آنها بسیار موثر است. 
پس از آماده سازی سطوح بتن دیوار برای ترمیم بتن دیوار برشی می‌توان ملات را در محل‌های مورد نظر قرار داد.

برای قرار دادن مواد ترمیمی روش‌های مختلفی وجود دارد که با در نظر گرفتن محدودیت‌های پروژه و مسائل اقتصادی، بهترین روش انتخاب می‌گردد.

با نظر کارشناسان می‌توان از بتن معمولی یا هر مواد ترمیمی دیگری برای ترمیم بتن دیوار برشی استفاده کرد.

لازم بذکر است که نظر مهندسین با تحربه در انتخاب مواد ترمیمی برای ترمیم بتن دیوار برشی اهمیت زیادی دارد چرا که در برخی موارد استفاده از بتن معمولی برای ترمیم بتن دیوار برشی می‌تواند سبب افزایش میزان خرابی بتن گردد.

موفقیت عملیات ترمیم بتن دیوار برشی وابسته به بکارگیری تهمیدات مناسب جهت برقراری اتصال مناسب بین مواد ترمیمی و بتن است.

در اتمام عملیات تزریق بتن باید سوراخ‌های تزریق، رزین‌های سر ریز و اضافه و بتونه‌های موجود در سطح ترک باید از سطوح قابل مشاهد کار حذف و زدوده شود.

این امر می‌تواند به وسیله ساب زدن، تراشیدن یا واترجت با فشار بالا صورت گیرد.

برای پرسازی حفرات تزریق باید ملات‌های آماده یا سایر مواد ترمیم‌کننده مناسب، پیش‌بینی و اجرا شود.

امیدوارم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد

نویسنده : سیدعلی منتظری

منبع : بخش مقالات تخصصی سایت استوارسازان

امیدوارم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد