مقاوم سازی ساختمان

عمده ترین وظیفه مهاربندها و دیوارهای برشی مستهلک کردن نیروی زلزله وارد بر ساختمان می باشد. یکی از روش‌های نوین مقاوم سازی ساختمان استفاده از مهاربند های فولادی هستند که از مزایای آن می توان کاهش دریفت سازه، عدم ایجاد محدودیت معماری هم چون دیوار های برشی بتنی و… اشاره کرد. البته لازم به ذکر است که استفاده از مهاربند فولادی هم چون همه روش‌های نوین مقاوم سازی ساختمان معایبی هم چون پیچیده بود جزییات اتصالات را دارد ولی در کل روشی بسیار مفید و کاربردی است. طراحان مقاوم سازی ساختمان که افزودن مهاربند فولادی را جهت افزایش ظرفیت باربری جانبی ساختمان بتنی انتخاب کرده اند، باید به این نکته توجه داشته باشند نحوه اتصال مهاربند فولادي به قاب بتني یکی از موارد مهم و اساس در این روش مقاوم سازی می باشد. مطابق نشریه 524 و به منظور مقاوم سازی ساختمان مي توان از انواع مهاربندهاي متداول و جديد شامل مهاربندهاي فولادي همگرا (CBF)، مهار بند فولادی واگرا (EBF)، مهاربندهاي ضد كمانش (BRBF) و انواع ميراگرهاي مهاربندي استفاده نمود. طراحان مقاوم سازی به این نکته باید توجه داشته باشند، در طرح های مقاوم سازی که از مهار بند ها استفاده می شود، سطح كمتري از سختي و مقاومت را مي توان در مقایسه با دیوار برشی به ساختمان اضافه نمود، ولي نبايدازز كم بودن وزن مهاربندها و همچنين استفاده بهينه در فضاسازي معماري، چشم پوشي كرد.

يكي دیگر از روش هاي معمول و رايج در مقاوم سازی ساختمان ها و افزايش ظرفيت لرزه اي ساختمان و كاهش تغيير مكان جانبي، استفاده ازديوارهاي برشي بتني، پانل هاي پيش ساخته بتني و  ديوارهاي برشي فلزي می باشد. طراحان مقاوم سازی می بایست به این نکته توجه کنند که جانمایی دیوار برشی در ساختمان به دلیل امکان پیدایش پیچش از اهمیت بالایی برخوردار می باشد.  به همین منظور پیشنهاد می گردد دیوارهای برشی (بتنی و یا فلزی) حتي المقدور ر ارتفاع و در پلان بصورت منظم و متقارن اجرا گردند. همچنین دبه دلیل وزن بالای این نوع دیوارها از استفاده پیش از حد از آن ها جلوگیری شده و می بایست به تقویت فونداسیون نیز توجه گردد. به همین دلیل پیشنهاد می گردد از روش مقاوم سازی با دیوار برشی تنها در قاب هايي كه ظرفيت برشي ضعيفي دارند استفاده گردد. همچنین با توجه به مقاومت بالای دیوارهای برشی بتنی، اجرای آن در ساختمان های بتنی بلند مرتبه صرفه اقتصادی داتشته ولی در ساختمان های با ارتفاع کم و متوسط، چالش هایی همچون تقويت اجزاي سازه اي مجاور به آن، تاثير زيادي بر جنبه هاي اجرايي و اقتصادي طرح مقاوم سازی می گذارد.

به طور کلی و خلاصه در طراحی روش مقاوم سازی با دیوار برشی طراحیان می بایست موارد زیر را مد نظر قرار دهند:

• افزايش وزن سازه
• تقارن در سيستم باربر جانبي جديد
• افزايش نيروهاي واژگوني و تقويت فونداسيون

ديوارهاي برشي فولادي به دو نوع سخت شده و سختن شده تفكيك ميشوند. ديوار برشي فولاد ي بايد در برابر تغييرشكل ها و نيروهاي ناشي از تركيبات بارگذاري مقاومت كند.  مطابق ضوابط نشریه “راهنماي روش ها و شيوه هاي بهسازي لرزه اي ساختمان هاي موجود و جزئيات اجرايي” دو روش برای دیوار برشی فولادی معرفی شده است. در روش اول که مدل نوار کششی نام دارد، ورق ديوار با استفاده از تعدادي نوار كششي قطري موازي مدل مي گردد. در روش دوم  که مدل غشاي اورتوتروپيك نام دارد. از المان هاي غشايي غيرهمگن كه اختلاف مقاومت فشاري و كششي ورق ديوار را مدل كند، استفاده مي گردد. مطابق پیشنهاد نشریه “راهنماي روش ها و شيوه هاي بهسازي لرزه اي ساختمان هاي موجود و جزئيات اجرايي”  در روش مقاوم سازی با دیوار برشی فولادی، می توان خصوصيات آن را  با اجراي كامپوزيت آن با ديوارهاي بتني بهبود بخشيد. بتن اين گونه ديوار برشي ها مي تواند در جا و يا پيش ساخته باشد.

شاتکریت یا بتن پاشی بر دیوارها یکی از روش‌های نوین مقاوم سازی ساختمانمی باشد. این روش که بیش تر در ساختمان های بتنی و بنایی مورد استفاده قرار می گیرد تاثیر زیادی بر مقاوم سازی ساختمان دارد. روش دیگری به نام ماتریس های سیمانی مسلح شده با الیاف (FRCM) مشابه روش شاتکریت اخیرا مورد استفاده قرار گرفته است. در روش FRCM، ابتدا شبکه میلگرد FRP بر روی دیواری که قبلا اجرا شده قرار می گیرد و پس از قرار گیری آن ها و مهار میلگرد ها عملیات بتن پاشی با استفاده از دستگاه شاتکریت (بتن پاش) انجام می شود.

مزایای مقاوم سازی به روش شاتکریت بتنی دیوارها

• ایجاد انسجام در دیوارها
• افزایش مقاومت دیوارها
• افزایش شکل پذیری دیوارها
• بهسازی عملکرد لرزه ای دیوار ها

معایب مقاوم سازی به روش شاتکریت مرسوم در مقایسه با FRCM

• نیاز به نیروی کار ماهرتر
• افزایش زمان مورد نیاز جهت مقاوم سازی
• افزایش وزن ساختمان
• افزایش ضخامت دیوار

یکی از روش‌های نوین مقاوم سازی ساختمان بتنی استفاده از سیستم پس کشیدگی و یا همان پیش تنیدگی است. مفهوم پیش تنیدگی وارد کردن تنش هایی به المان باربر قبل از اعمال بارهایی است که قرار است المان در طول مدت عمر خود آن ها را تحمل کند. عموما بارهایی که المان های باربر در ساختمان در طول عمر خود آن ها را تحمل می کنند عبارتند از بارهای ثقلی مرده و زنده و بارهای جانبی مثل زلزله و باد.

در روش پیش تنیدگی ابتدا با کابل های مخصوص پیش تنیدگی تنش هایی را به وجود می آورند که اعمال بارهای مرده و زنده به المان باربر باعث خنثی شدن این تنش های اولیه شده و اصطلاحا عضو مورد نظر را پیش تنیده می نامند.

همان طور که می دانیم بتن به تنهایی قادر به تحمل تنش های کششی نمی باشد و خیلی زود دچار ترک خوردگی می گردد. به همین علت از میلگردهای فولادی در بتن استفاده می شود که پس از ترک خوردن بتن ناحیه کششی وظیفه تحمل نیروهای کششی را برعهده میگیرد. استفاده از اعضای پیش تنیدگی مثل کابل در ناحیه کششی بتن انجام می پذیرد و یک نیروی فشاری به کابل ها وارد می شود که باعث می شود تا در هنگام اعمال بارهای سازه تنش های کششی ایجاد شده صرف خنثی کردن تنش های فشاری اولیه شود و بتن ناحیه کششی ترک نخورد.

یکی از خصوصیات ذاتی که در همه ی مصالح وجود دارد میرایی است. میرایی هر ماده به جنس آن بستگی داشته ومواد مختلف تشکیل دهنده ی ماده میرایی های مختلفی دارند. میراگرها یا دمپرها یک سیستم مهاربندی یا باربر جانبی است که عموما در ساختمان ها و پل ها از آن استفاده می گردد. میراگر ها نقشی در تحمل بارهای ثقلی نداشته و تنها زمانی که ارتعاش ناشی از زلزله به ساختمان وارد شود عمل می کنند. استفاده از میراگرها یکی از روش های نوین مقاوم سازی ساختمان محسوب می شود. دراین روش با استهلاک انرژی زلزله، نیروی وارد شده به ساختمان بسیار کم تر از مقدار واقعی می باشد.

یکی دیگر از روش های نوین مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای ساختمان ها استفاده از جداگرهای لرزه ای میباشد. با استفاده از جداساز های لرزه ای از انتقال ارتعاش زمین که ناشی از وقوع زمین لرزه است بهسازه جلوگیری می شود که در نتیجه ی این اقدام جا به جایی جانبی و دریفت سازه بسیار کمتر از حالتی است که از جداساز های لرزه ای استفاده نمی شود.

مزایای استفاده از میراگرها و جداسازهای لرزه ای:

• کاهش تغییر مکان جانبی ساختمان
• کاهش دریفت سازه
• کاهش خسارت وارده به اجزای سازه ای و غیر سازه ای ساختمان
• استفاده از مقاطع سبک تر به دلیل کاهش نیروی وارده ناشی از زلزله به آن ها و در نتیجه هزینه کم تر
• کاهش وزن ساختمان

انواع میراگرها و انواع جداسازهای لرزه ای عبارتند از:

• میراگر جرمی
• میراگر سیال ویسکوز
• میراگر اصطکاکی
• میراگر فلزی و میراگر آلیاژی
• جداساز لغزشی
• جداساز الاستومتریک
• جداساز لاستیکی

FRP یا همان Fiber Reinforced Polymer فیبرهای پلیمری هستند که در سالیان اخیر استفاده های بسیاری از آن درصنعت ساختمان می شود. این مصالح از دو جز تشکیل شده اند که شامل الیاف FRP و ماتریس (ماده در برگیرنده) می شود. وظیفه اصلی الیاف مقاومت در برابر بارگذاری ها بوده در حالی که ماتریس ها وظیفه ی باربری نداشته و عمده وظیفه آن ها در کنار هم نگه داشتن الیاف و جلوگیری از هرگونه حرکت و اعوجاج الیاف می باشد. هم چنین وظیفه مهم دیگری که ماتریس ها بر عهده دارند جلوگیری از خوردگی الیاف در برابر عوامل محیطی است.

الیاف FRP عموما مصالحی به شکل پارچه بوده و به چندین دسته تقسیم میشود که مهم ترین آن ها موارد زیر می باشد:

• الیاف کربن (فیبر کربن) CFRP
• الیاف شیشه GFRP
• الیاف چاپد FRP –بتن الیافی
• الیاف آرامید AFRP

هرکدام از دسته الیاف کربن و شیشه خود به دو دسته تقسیم می شوند:

• الیاف کربن تک جهته
• الیاف کربن دو جهته
• الیاف شیشه تک جهته
• الیاف شیشه دو جهته

در هر جهتی که حجم الیاف بیشتر باشد مقاومت الیاف هم بیشتر خواهد بود. عموما الیاف تک جهته نسبت به الیاف دوجهته دارای مقاومت بیشتری در یک جهت خاص هستند و دلیل این امر هم وجود تراکم بیشتر الیاف در آن جهت میباشد.در هر جهتی که حجم الیاف بیشتر باشد مقاومت الیاف هم بیشتر خواهد بود. عموما الیاف تک جهته نسبت به الیاف دو جهته دارای مقاومت بیشتری در یک جهت خاص هستند و دلیل این امر هم وجود تراکم بیشتر الیاف در آن جهتمی باشد.

هم چنین از الیاف FRP در تولید محصولات دیگر نیز استفاده می شود که از آن جمله ی آن های می توان به موارد زیراشاره کرد:

• لمینت FRP
• میلگرد های FRP
• اسپایک و انکر FRP

حال که به معرفی انواع کامپوزیت های FRP پرداختیم وبا این روش نوین مقاوم سازی ساختمان شنا شدیم در این مرحله قصد داریم ویژگی های مختلف هر یک را به طور خلاصه مرور کنیم سپس به کاربردآن ها در مقاوم سازی ساختمان می پردازیم.

الیاف کربن (فیبرکربن) CFRP

همان طور که از نامشان پیدا است ماده اصلی تشکیل دهنده آن ها کربن می باشد.این نوع از کامپوزیت های FRP از حرارت دادن مواد آلی که بخش عمده ی آن را کربن تشکیل می دهد به دست می آیند. الیاف کربن مشکی رنگ، غیر حلال در آب و بدون بوهستند که مقاومت کششی بسیار بالایی هم دارند. الیاف کربن که هم به صورت تک جهته و هم به صورت دو جهته موجود می باشند در مقاوم سازی و بهسازی ساختمانها کاربردهای بسیار زیاد و فراوانی دارند.

مهم ترین مزیت الیاف کربن مقاومت کششی بسیار بالای این الیاف است. علاوه بر مقاومت کششی بالا، الیاف کربن یا همان CFRP ها ضریب انبساط حرارتی بسیار پایینی دارند که باعث می شود با تغییر در جه حرارت محیط کم ترین میزان تغییر شکل را داشته باشند.

الیاف شیشه GFRP

همان طور که از نام این دسته از الیاف هم مشخص است ماده اصلی تشکیل دهنده آن شیشه است. الیاف شیشه یا همان GFRP ها پر مصرف ترین دسته از الیاف FRP برای مقاوم سازی ساختمان هستند. علت این امرهم قیمت پایین تر این الیاف نسبت به سایر الیاف های FRP می باشد.

مزایای الیاف شیشه GFRP

• وزن کم
• مقاومت کششی بالا
• قیمت کمتر نسبت به سایر الیاف
• ضریب انبساط حرارتی کم
• و…

معایب الیاف شیشه GFRP

• مقاومت کششی کم تر نسبت به الیاف کربن CFRP
• شکننده و ترد بودن

الیاف چاپد FRP – بتن الیافی

همان طور که از نام این دسته از الیاف پیداست الیاف چاپد، الیاف قطعه قطعه شده و ریزی هستند که دارای انواع مختلف الیاف چاپد کربن، الیاف چاپد فولادی،الیاف چاپد شیشه و الیاف چاپد پلی پروپیلن (PP) هستند.

کاربرد اصلی این نوع از الیاف در تولید بتن الیافی است. بتن الیافی بتنی است که در آن علاوه بر مصالح اصلی ساخت بتن مانند مصالح سنگی ریز دانه و درشت دانه، سیمان، آب و … دارای الیاف و قطعات ریزی است که به طورتقریبا یکسان در کل حجم بتن پراکنده شده است. بنا بر تعریف مبحث 9 مقررات ملی ساختمان الیاف در بتن الیافی نقش کنترل ترک ها را دارد که بر مبنای آن مقاومت در برابر ضربه، مقاومت کششی، خمشی و برشی و خستگی ظرفیت جذب انرژی در بتن را افزایش می دهد.

تاثیر گذاری الیاف در بتن الیافی بستگی به نوع و مقدار الیاف استفاده شده، شکل، مقاومت کششی و … دارد.

الیاف آرامید AFRP

الیاف آرامید حدود 50 سالی است که معرفی شده اند. این دسته از الیاف آلی متشکل از کربن، هیدروژن، اکسیژن ونیتروژن هستند. از ویژگی های بارز این دسته از الیاف مقاومت کششی بالای این الیاف می باشند. یکی از مهم ترین و معروف ترین محصولات الیاف آرامید AFRP جلیقه ضد گلوله می باشد.

الیاف آرامید دارای دو دسته بندی راست زنجیر یا کولار و خمیده هستند. از دیگر ویژگی های بارز این دسته ازالیاف می توان به وزن کم و مقاومت بالا در برابر حرارت اشاره کرد.

لمینیت FRP

از به هم پیوستن و قرار دادن چند لایه الیاف بر روی همدیگر و چسباندن آن ها به هم با استفاده از رزین اپوکسی و فشردن آن ها به هم دیگر ورقه های نازکی موسوم به لمینیتFRP تشکیل می شود که ضخامت آن ها در حدود چند میلی متر می باشد. این دسته از کامپوزیت های FRP دارای مقاومت بالایی بوده که هم به صورت دو جهته و تک جهته عمل می کنند. بارز ترین و مهم ترین کاربرد لمینت FRP درمقاوم سازی و افزایش مقاومت و ظرفیت باربری در ساختمان ها و سازه های بتنی خصوصا بتنی پیش تنیده و بتنی پیش ساخته و مقاوم سازی لوله ها، مخازن و کالورت ها می باشد.

جنس لمینیت های FRP بسته به نوع کاربرد آن می تواند به صورت صفحات کربن، شیشه و آرامید باشد که نوع کربنی آنبه دلیل مقاومت کششی زیاد آن دارای کاربرد بیشتری است. لمینیت های FRP به وسیله ی رزین اپوکسی به سطوح مورد نظر چسبیده می شوند.

میلگرد های FRP

یکی از مهم ترین مشکلات به کارگیری میلگردهای فولادی در ساختمان های بتنی خوردگی این میلگرد ها می باشند. ازآن جایی که بتن مقاومت کششی بسیار ضعیفی دارد و فولادها وظیفه تحمل و مقاومت در برابر نیروهای کششی اعضا رادارند، در صورت خوردگی میلگردها مقاومت کششی اعضا و المان های بتنی تقریبا از بین می رود و با کوچک ترین نیروی کششی و یا لنگر خمشی مقطع دچار ترک خوردگی و در نهایت گسیختگی می شود.

یکی دیگر از محصولات کامپوزیت FRP میلگردهای FRP می باشند که در مقایسه با میلگردهای فولادی معمولی دارای مقاومت کششی بالاتر، مدول الاستیسیته و هم چنین قیمت کمتری هستند. منحنی تنش-کرنش این دسته از کامپوزیت هایFRP خطی بوده و شکست آن ها ترد خواهد بود. یکی از نقاط ضعف میلگردهای FRP کارخانه ای بودن قطع و خم آن هااست که باعث سختی کار در کارگاه می شود.

میلگرد های FRP مشابه سایر محصولات کامپوزیت FRP برحسب نوع ماده تشکیل دهنده به سه دسته زیر تقسیم بندی میشوند:

• میلگرد FRP کربن
• میلگرد FRP شیشه
• میلگرد FRP آرامید

علاوه بر مقاوم سازی ساختمان های موجود از میلگرد های FRP برای ساختن ساختمان های جدید هم می توان استفاده کرد. این مصالح با خواصی که دارند باعث کاهش قطر و تراکم میلگرد در مقاطع می شوند. هدایت الکتریکی در سازه می تواند یک خطر به حساب آید. قابلیت رسانایی الکتریکی در مصالح فلزی مسئله خطرناکی بوده و می تواند باعث آسیب شود. در مقابل مصالح فلزی، مواد کامپوزیت FRP از لحاظ الکتریکی غیرهادی هستند که این امر آن ها را بهگزینه مناسبی برای سازه های در معرض میدان الکتریکی می سازد.

اسپایک و انکر FRP

تحقیقات زیادی نشان می دهد که مقاوم سازی اعضای بتنی با استفاده از ورق ها و تسمه های الیاف شیشه و یا کربن به صورت دورپیچ خارجی بر روی سطح بتن برای بهبود درظرفیت برشی، خمشی، پیچشی عضو بتنی مناسب است. این مقاله ها نشان می دهد که که عضو مقاوم شده با FRP در مقایسه با عضو بدون تقویت، ظرفیت باربری بسیار بیشتری دارد. با این حال، به علت بالا بودن برش سطح و تنش در سطح مشترک بتن و الیاف FRP، حالت های مختلف خرابی ناشی از جدایش مانند جدایش انتهای ورق، جدایی پوشش بتن، در پروژه های بهسازی و مقاوم سازی ساختمان های بتنی گزارش شده است.

با استفاده از مواد پلیمری FRP می توان مقاومت خمشی، برشی و محوری المان های مختلفی مثل تیر ها، ستون ها و دال ها را تقویت و بهسازی نمود. مقدار این تقویت به پارامتر جدایش از سطح که در کرنش های پایین تری از حدنهایی کرنش الیاف اتفاق می افتد، بستگی دارد. جدایش از سطح نشان می دهد که آماده سازی سطح یک عامل بسیار مهم بوده که بر روی حالت خرابی و استحکام کلی FRP تاثیر می گذارد. این نوع از شکست بیشتر به علت درگیری در بستر رخ می دهد.

روش های مختلفی برای به تاخیر انداختن جدایش از سطح FRP ها مورد ارزیابی قرار گرفته است که نشان داده استفاده از انکر های یک طرفه و دو طرفه به دلیل انتقال برش به الیاف باعث می شود عملکرد سطوح و FRP ها بهبود یابد و پیوند میان آن ها مستحکم تر شود. رفتار لغزشی صفحات FRP به طور قابل ملاحظه ای تحت تاثیر شکل و تعداد انکرهای FRP می باشد. تحقیقات و آزمایش های مختلفی نشان داده است که انکر های با راستای طولی، باعث ایجاد حداکثر کرنش بیشتری را نسبت به انکر ها در راستا عرضی می شود.

انکر ها انواع مخلفی دارند که از میان آن ها انکر های کربن و انکر های شیشه کاربرد بیشتری نسبت به سایر انکرها دارد.

روش نصب انکر

طراحی و محاسبات مربوط به استفاده از انکرها به وسیله های مهندسین و با توجه به آیین نامه ها صورت می گیرد. برای اجرا انکر ها ابتدا در محل های مورد نظر سوراخ هایی با قطری حدودا برابر با قطر انکر ایجاد می کنند و این سوراخ ها را عموما به وسیله باد تمیز می کنند تا سطح آن عاری از هرگونه مواد و گرد خاک باشد. سپس با استفاده از رزین یا انواع دیگر چسب ها اتصال انکرها به ورق های FRP و سطوح مورد نظر صورت می گیرد.

ویژگی های Spike و انکر کربن:

• وزن سبک
• مقاوم در برابر نیروی الکتریسیته
• دوره بهره برداری طولانی مدت
• نصب و اجرای آسان
• مقاومت مکانیکی و شیمیایی بالا
• مقاومت مناسب در دمای بالا و پایین
• دارای ویژگی خود عمل آوری
• دوام عالی

هنگامی که سطح بتن ظاهری خشن، حفره دار و پوسته پوسته پیدا می‌کند، به این پدیده کرمو شدن بتن می‌گویند. با مشاهده نشانه‌های کرمو شدن لازم است در اسرع وقت نسبت به ترمیم آن اقدام نمود. برای رفع این مشکل باید عملیات ترمیم بتن های کرمو انجام شود که اغلب پس از تخریب بتن کرمو از ملات ریزی مجدد استفاده می‌شود.

دلیل به وجود آمدن کرمو شدگی و حفره‌ها را می‌توان علل زیر دانست:

• بتن ‌سفت یا بی استفاده
• ارتعاش بیش از اندازه
• استفاده از آب زیاد
• شیوه بتن‌ریزی نامناسب
• کامل پر نشدن ملات‌بتن در قالب
• خارج شدن گروت یا دوغاب از حفره‌های ریز یا حفره‌های پایین قالب

انواع روش‌های مختلف ترمیم بتن کرمو شده عبارتند از:

• ترمیم بتن کرمو شده با استفاده از نوارهای FRP
• روش قالب گیری و ریختن مواد
• روش ماله زدن
• روش پک خشک

به طورکلی، شکل گیری ترک بتن علل زیادی دارند. ترک‌ها ممکن است فقط ظاهری باشند یا نشانه‌ای از یک تنش سازه‌ای مهم و یا فقدان مقاومت و دوام ساختمان. ترک‌ها ممکن است وسعت خرابی رانشان دهند یا نشانه حجم بیشتری از مشکلات باشند.ترک‌ها ممکن است در بتن نرم و خمیری روی دهد و یا در بتن سخت. ترک‌های بتن نرم به دلیل افت بتن و ترک‌های ناشی از نشست رخ می‌دهد و بعد از سخت شدن ترک‌های جمع شدگی بتن خشک روی می دهد. به همین علت تعمیر مناسب ترک‌ها بستگی به دانستن علت ترک‌ها و انتخاب مراحل تعمیر متناسب با این علت‌ها دارد و گرنه ترک‌ها ممکن است موقت و زودگذر باشند.

انواع ترک در بتن عبارتند از:

• ترک خمشی
• ترک برشی
• ترک پیچشی
• ترک های جمع شدگی
• ترک در اثر نشست پی

روش‌های رایج تعمیر و اصلاح ترک های اعضا بتنی در ساختمان عبارتند از:

• تزریق رزین اپوکسی
• مسیر یابی و آب بندی ترک
• دوخت ترک
• افزدون میلگرد محاسباتی
• خورانش ثقلی
• پر کردن با گروت

یکی از روش های تقویت و مقاوم سازی اعضایی که مطابق معیار های طراحی شده اجرا نشده اند یا آزمایشات و تست بتن انجام شده نشان دهنده ضعف مقاومت در آن ها می باشند، پکر گذاری و تزریق اپوکسی به داخل آن ها است.

رزین اپوکسی ماده ای شیمیایی است که دارای دو جزء رزین و هاردنر (ماده سخت کننده) بوده که باید به نسبت های مشخصی با هم ترکیب شوند.

نحوه ی انجام مقاوم سازی با تزریق رزین اپوکسی دارای مراحل زیر است که به ترتیب باید انجام شود:

• مشخص کردن محلی که نیاز به ترمیم و مقاوم سازی دارد
• سوراخ کاری
• نصب نیپل و پکر
• نصب الیاف FRP
• انجام عملیات تزریق رزین اپوکسی

در ابتدای کار محلی که نیاز به تقویت دارد با انجام تست بتن و گاها با انجام عملیات کرگیری و آزمایش نمونه کرگیری شده مورد شناسایی قرار می گیرد. پس از مشخص شدن محلی که باید عملیات مقاوم سازی در آن انجام شود محل مورد نظر به فواصل بین 10 تا 30 سانتی متر سوراخ کاری می شود. سوراخ ها معمولا به عمق 30 الی 60 سانتی متر و به قطر 10 الی 30 میلی متر اتجام می گیرد. پس از اتمام عملیات سوراخ کاری لازم است تا به وسیله پمپ باد داخل سوراخ ها به طور کامل و دقیق تمیز کاری شده تا عاری از هرگونه گرد و غبار و مواد زائد دیگر باشد. پس از اتمام مراحل فوق نوبت به نسب نیپل ها می شود که توسط بتونه به سطح مورد نظر چسبیده می شود. نحوه نصب نیپل به گونه ای است که سوراخ قرار گرفته در مرکز نیپل منطبق بر سوراخ ایجاد شده بر روی وجوه ستون باشد. پس از اتمام عملیات نیپل گذاری، سر نیپل ها را با استفاده از پیچ (گریس خور) مسدود می کنیم تا اولا از نفوذ گرد و غبار به داخل سوراخ ها جلوگیری شود و هم چنین در مرحله بعدی رزین اپوکسی که برای چسباندن الیاف به سطح مورد نظر استفاه می شود به داخل سوراخ ها نفوذ پیدا نکند. پس از انجام این عملیات باید اجازه داد تا بتونه خشک شود و پس از آن با استفاده از FRP المان مورد نظر را دور پیچ می کنیم. الیاف با استفاده از رزین به المان مورد نظر چسبیده می شوند.
پس از خشک شدن رزین و کسب مقاومت الیاف نوبت به اجرای عملیات تزریق است. عملیات تزریق به این شکل است که با استفاده از پمپ های مخصوص تزریق موادی نظیر رزین اپوکسی به داخل سوارخ هایی که در ابتدای کار ایجاد نمودیم وارد می شود و باعث افزایش مقاومت و جلوگیری از ترک خوردن بتن می شود. عملیات تزریق رزین با استفاده از پمپ تزریق و با فشار بین 20 تا 30 بار مطابق آیین نامهACI 503 را از پایین ترین سوراخ موجود شروع می کنیم و در هنگام تزریق به این نکته توجه داریم که هنگامی که مواد تزریق از روزنه بعدی بیرون زد تزریق از آن روزنه را متوقف کرده و ادامه عملیات را از سوراخ های بعدی ادامه می دهیم.

مزایای مقاوم سازی به روش تزریق اپوکسی به اعضای بتنی

• پیوند ایجاد شده بعلت تزریق محکم تر از بتن می باشد
• کارایی بسیار مناسب در سطوح خشک
• امکان تزریق در بسیاری از سطح داخلی و خارجی وجود دارد.

معایب مقاوم سازی به روش تزریق اپوکسی به اعضای بتنی

• کارایی کمتر در سطوح مرطوب. در این حالت پیوند ایجاد شده در اثر تزریق ضعیف تر می باشد.
• در فونداسیون های که امکان جابجایی وجود دارد، در سطح بتن و اپوکسی امان تشکیل مجدد ترک وجود دارد.

دیوارهای ساختمان به دلایل مختلف می توانند خم شوند. این می تواند به دلیل سن ساختار، ساخت و ساز ضعیف یا فشار آب رخ دهد. دیوارهای خم شده معمولا در خانه های قدیمی تر دیده می شود، به علت سال های چرخه تثبیت و انجماد و حل و فصل خاک. گاهی اوقات ریشه های بزرگ و درختان فشار بیشتری بر روی دیواره های فونداسیون ایجاد می کنند.
گاهی اوقات دیوار خم شده توسط ساخت و ساز ضعیف ایجاد می شود. هنگامی که یک خانه در شرایط نامناسب ساخته می شود، از جمله فقدان میلگرد، سیستم زهکشی نامناسب، عقب نشینی نامناسب و غیره، موجب خم شدن دیوار فونداسیون می شود.
فشار هیدرواستاتیک (آب) در خاك در خارج از خانه، شایع ترین علت ایجاد دیوار بنا است. یخ زدگی، فشار آب را در خاک گسترش می دهد. این باعث هل دادن خاک در برابر دیواره فونداسیون می شود.

وال پست های CFRP راه حلی مناسب برای دیوارهای خم شده می باشد . این سیستم ابداعی قوی ترین سیستم موجود در بازار است زیرا به فونداسیون کف و دیوارها مقید می شود. الیاف کربنی با یک براکت گالوانیزه به صفحۀ و به وسیله یک پین به فونداسیون متصل می شوند. به دلیل اتصال سیستم الیاف کربنی به فونداسیون و توزیع یکنواخت تنش بیرونی ، خرابی رخ نمی دهد. الیاف کربنی بر روی هر دو بتن فونداسیون و بلوک ها تاثیر میگذارد تا نه تنها دیوار خم شده را بهسازی کند بلکه از انواع ترک های فونداسیون نیز جلوگیری کنند.

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 کف های بتنی در محل و در موقعیت نهایی خود اجرا و ساخته می‌شوند. کف های بتنی در طول فرآیند بهره‌برداری و ساخت دچار آسیب و تخریب می‌شوند که تعمیر و مرمت بتن را ایجاب می‌کند. برای ترمیم و تعمیر بتن در قسمت هایی از کف که دچار آسیب و ضعف شده است ملات تعمیراتی بتن مورد استفاده قرار میگیرد. ملات تعمیراتی بتن، ملاتی با مقاومتی برابر یا بیشتر از مقاومت بتن پایه و دارای خاصیت گیرش سریع و چسبندگی مناسب با سطح بتن است.

ملات مورد استفاده جهت تعمیر و ترمیم انواع سطوح و المان های بتنی و مقاوم سازی ساختمان ها در دو نوع پایه سیمانی و پایه اپوکسی موجود می باشد. ملات تعمیراتی بتن پایه سیمانی ملاتی یک جزئی است که پس از اجرا نیاز به عمل آوری دارد و ملات تعمیراتی بتن پایه اپوکسی ملاتی یک یا دو جزئی است که اجرای آن نیاز به عمل آوری نداشته و گیرش آن سریع تر از ملات تعمیراتی بتن پایه سیمانی است.

ویژگی های ملات تعمیراتی بتن به شرح زیر است:

• گیرش سریع و چسبندگی مناسب با سطح بستر
• مقاومت فشاری و خمشی بالا
• ملاتی بدون انقباض به دلیل جلوگیری از ایجاد ترک های سطحی
• اسلامپ مناسب با روش اجرا
• دارا بودن ضریب انبساط حرارتی نزدیک به بتن جهت جلوگیری از جدا شدن ملات ترمیمی از بتن بستر به دلیل انبساط ناشی از تغییر حرارت
• سازگاری کامل با انواع بتن

مراحل ترمیم بتن با استفاده از ملات ترمیمی بتن:

• از بین بردن بتن آسیب دیده جهت اجرای ملات ترمیمی
• از بین بردن گرد و غبار با استفاده از فشار هوا و یا شستن سطح با آب، جهت درگیری بهتر ملات ترمیمی بتن با بتن قدیمی
• اجرای ملات ترمیمی بتن بر روی سطح با استفاده از روش مناسب
• عمل آوری ملات ترمیمی بتن