مقاوم سازی تیر بتنی دارای ترک خمشی

بتن از مصالح کاربردی ساختمانی می‌باشد که با هزینه مناسبی ساخته شده، دارای دوام و استحکام مناسبی بوده و شکل قالبی را که در آن ساخته می‌شود، به خود می‌گیرد. اغلب اعضاء و اشکال بتنی در محل و در موقعیت نهایی خود اجرا و ساخته می‌شوند. بتن و سازه‌های بتنی در طول فرآیند بهره‌برداری و ساخت دچار آسیب و تخریب می‌شوند که تعمیر و مرمت بتن را ایجاب می‌کند.
ترک خوردگی بتن یکی از آسیب هایی است که در تیرهای بتنی مشاهده می‌گردد.در صورتی که آرماتورهای تیر کافی نباشد تیر دچار ترک خوردگی خمشی می‌شود . انتخاب راهکار مناسب جهت ترمیم و مقاوم سازی تیر بتنی ترک خورده با توجه به مواردی همچون سازگاری حرارتی با بتن اصلی، دوام مورد نیاز، شرایط بهره برداری، طبیعت شیمیایی و الکتریکی محیط، خواص انقباضی، ضریب ارتجاعی مصالح و شرایط اجرای راهکار مورد نظر، صورت می گیرد. از این‌رو در این بخش مراحل ترمیم و مقاوم سازی تیر بتنی ترک خورده با استفاده از سیستم ™Fixcrete و سیستم ™FibraOne شرح داده می شود.

تیر بتنی از اعضای سازه‌ای ساختمان‌های بتنی است، بدین معنا که نقش باربری و تاب‌آوری در برابر تنش‌های گوناگون را بر عهده دارد و نیرو را از راه ستون‌ها به زمین منتقل می‌کند. از این رو اگر تیر بتنی دچار آسیب شود سازه را با خطری جدی روبه‌رو میسازد.

پدیده‌هایی که ممکن است آسیب تیر بتنی را در پی داشته باشد دربرگیرنده فاکتورهای گوناگونی است که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم:

وقتی صحبت از سازه بتنی (خواه تیر بتنی، ستون بتنی، شالوده بتنی و دیوار بتنی) می‌شود، بحث اجرای بتن، پرداخت بتن و عمل‌آوری آن بسیار مهم است، بعلاوه باید در نظر گرفت که تنش‌ها و بویژه تنش‌های کششی بتن را تحت تاثیر قرار میدهند پس طراحی بتن برای کنترل تنش‌ها نیز مهم است.

هر کدام از پارامترهای بالا اگر رعایت نشوند و یا دست کم گرفته شوند یعنی برای نمونه اگر بتن ریزی اصولی صورت نگیرد، پرداخت کافی سطح انجام نشود و عمل‌آوری به مدت کافی نباشد بتن مورد آسیب و خرابی قرار می‌گیرد، اینجاست که بحث مقاوم‌سازی به میان می‌آید؛ بعلاوه در بحث مکانیکی، اگر طراحی سازه با خطایی روبه‌رو شود و عضو بتنی توانایی لازم را برای تاب‌آوری در برابر تنش‌ها نداشته باشد نیز ممکن است آسیب‌هایی در سازه بوجود آید.

امروزه راهکارها و روش‌های گوناگونی برای مقاوم‌سازی و ترمیم تیرهای بتنی وجود دارد که توسط مهندسان مشاور مقاوم‌سازی ارائه می‌شود، شرکت مقاوم‌سازی افزیر نیز با در اختیار داشتن کارشناسان و مشاوران زبده مقاوم‌سازی آماده ارائه انواع خدمات در زمینه مقاوم‌سازی است.

به ادامه بحث بپردازیم:

حال به بیان انواع آسیب‌ها و شیوه‌ی بروز آنها در عضو بتنی می‌پردازیم:

• خرابی و آسیب در عضو بتنی می‌تواند بصورت کرم‌خوردگی باشد که در آن سنگدانه‌ها از سیمان جدا شده و نمایان می‌شوند. برای اینکه بیشتر از کرم‌خوردگی اعضای بتنی بدانید، پیشنهاد می کنیم اینجا کلیک نمایید.
• در موردی دیگر بخاطر پوشش ناکافی روی آرماتورها، بیرون زدگی آرماتورها از عضو بتنی را شاهد هستیم، در این مورد خود آرماتورها نیز ممکن است دچار زنگ‌زدگی و خوردگی شوند. در رابطه با خوردگی و میلگردهای نمایان به این صفحه سری بزنید.
• خرابی دیگری که در بتن رخ می‌دهد عدم اتصال کافی بین دو قطعه بتنی است، که بخاطر فواصل زمانی که بین بتن‌ریزی دو بخش وجود دارد رخ می‌دهد. در رابطه با این خرابی اینجا کلیک نمایید.
• بتن ممکن است بخاطر عدم آب بندی درست و نفوذپذیری بالا نشتی آب داشته باشد. برای اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.
• اگر بارگذاری روی تیر زیاد باشد تیر در گذر زمان به اصطلاح دچار خستگی می‍شود و ممکن است افتادگی و یا خیز روی دهد. می‌توانید درباره مقاوم‌سازی تیر دارای خیز به اینجا سری بزنید.
• یکی دیگر از آسیب‌های عمده‌ای که در بتن روی می‌دهد و در این مقاله قصد پرداختن به آن را داریم انواع ترک‌خوردگی در بتن است. ترک های برشی تیر در مقاله های قبلی مورد بحث قرار گرفت، برای مراجعه به آن می‌توانید اینجا کلیک کنید.
• اما ترک‌های خمشی در بتن که ممکن است آسیب‌های جبران ناپذیری به بار بیاورند (البته شاید کمتر از ترک‌های برشی) در این جا مورد بحث قرار می‌گیرند.

تنش خمشی چیست؟

قبل از اینکه ترک‌های خمشی را بررسی کنیم نخست، درباره‌ی تنش‌های خمشی مطالبی را عرض می‌نماییم. تنش خمشی در یک عضو میله‌ای مثل تیر، ناشی از بارهای ثقلی است و خم شدن و دوران عضو را در پی دارد بگونه‌ای که در خمش مثبت، شکم دادن تیر به سمت پایین را داریم (دره) و در خمش منفی شکم دادن تیر به سمت بالا (قله).

از آنجایی که عضو بتنی تاب کششی کمتر از تاب فشاری دارد پس در طراحی‌ها باید تنش کششی مقطع مورد بررسی قرار گیرد و تیر بتنی باید در بخشی از تیر که در کشش می‌افتد مسلح و آرماتوربندی شود.

اگر بار بیش از اندازه روی تیر باشد و آرماتور کشش تیر توان کنترل آن را نداشته باشد تیر بیش از اندازه تغییر شکل داده و گسیخته می‌شود.

مقاوم‌سازی تیر بتنی تحت خمش

برای تقویت چنین تیرهایی از الیاف FRP بهره گرفته می شود. ورقه های اف آر پی (FRP) برای تقویت خمشی ، برشی ، پیچشی و ترکیب آنها در اعضای باربر سازه از جمله تیر بتنی استفاده می شود. پارامترهای تأثیرگذار در تقویت تیر بتنی عبارت اند از جهت الیاف نسبت به محور طولی تیر بتنی، تعداد لایه ها، ضخامت لایه ها ، جنس ، پهنا و طول کامپوزیت، چیدمان لایه ها و سایر پارامترهای مربوط به خصوصیات تیر بتنی چون مقاومت فشاری بتن ، سطح مقطع آرماتور کششی.

در این روش ورقه‌های الیاف FRP که به شکل طاقه‌های پارچه عرضه می شود روی سطحی که کفایت کافی را ندارند به کمک رزین‌ها و چسب‌های مخصوص چسبانده می‍شوند. البته نکته مهم اینجاست که قبل از چسباندن ورقهای FRP ترک‌ها و شکاف‍ها باید به کمک ملات‌های ترمیمی بتن و درزگیرها پوشانده شود و سپس از الیاف FRP استفاده شود و روی آن از چسب و رزین‌های مخصوص (که در سایت شرکت افزیر ارائه می‌شود) بکار گرفته می‌شود. بدین ترتیب می‌توان گفت پروژه مقاوم‌سازی به پایان رسیده.