كيفية تصميم واختيار الخطة الصحيحة لإصلاح الشقوق الخرسانية

في بعض الأحيان تحتاج الشقوق إلى الإصلاح، ولكن هناك الكثير من الخيارات، كيف نصمم ونختار خيار الإصلاح الأفضل؟ هذا ليس بالصعوبة التي تظنها.
بعد فحص الشقوق وتحديد أهداف الإصلاح، يصبح تصميم أو اختيار أفضل مواد وإجراءات الإصلاح أمرًا بسيطًا للغاية. يتضمن هذا الملخص لخيارات إصلاح الشقوق الإجراءات التالية: التنظيف والتعبئة، والصب والختم/الملء، وحقن الإيبوكسي والبولي يوريثان، والشفاء الذاتي، و"عدم الإصلاح".
كما هو موضح في "الجزء الأول: كيفية تقييم واستكشاف الشقوق الخرسانية وإصلاحها"، فإن فحص الشقوق وتحديد السبب الجذري للشقوق هو المفتاح لاختيار أفضل خطة لإصلاح الشقوق. باختصار، العناصر الأساسية اللازمة لتصميم إصلاح مناسب للشقوق هي متوسط ​​عرض الكراك (بما في ذلك الحد الأدنى والحد الأقصى للعرض) وتحديد ما إذا كان الكراك نشطًا أم خاملًا. وبطبيعة الحال، فإن الهدف من إصلاح الشقوق لا يقل أهمية عن قياس عرض الشق وتحديد إمكانية حركة الشقوق في المستقبل.
الشقوق النشطة تتحرك وتنمو. تشمل الأمثلة الشقوق الناتجة عن الهبوط المستمر للأرض أو الشقوق التي تمثل فواصل انكماش/تمدد للأعضاء أو الهياكل الخرسانية. الشقوق الخاملة مستقرة ولا يتوقع أن تتغير في المستقبل. عادة، يكون التشقق الناتج عن انكماش الخرسانة نشطًا للغاية في البداية، ولكن مع استقرار محتوى الرطوبة في الخرسانة، فإنها ستستقر في النهاية وتدخل في حالة خاملة. بالإضافة إلى ذلك، إذا مرت كمية كافية من قضبان الفولاذ (قضبان التسليح، أو ألياف الفولاذ، أو الألياف الاصطناعية العيانية) عبر الشقوق، فسيتم التحكم في الحركات المستقبلية ويمكن اعتبار الشقوق في حالة خاملة.
بالنسبة للشقوق الخاملة، استخدم مواد إصلاح صلبة أو مرنة. تتطلب الشقوق النشطة مواد إصلاح مرنة واعتبارات تصميمية خاصة للسماح بالحركة المستقبلية. عادةً ما يؤدي استخدام مواد الإصلاح الصلبة للشقوق النشطة إلى تشقق مادة الإصلاح و/أو الخرسانة المجاورة.
الصورة 1. باستخدام الخلاطات ذات رؤوس الإبرة (رقم 14 و15 و18)، يمكن بسهولة حقن مواد الإصلاح منخفضة اللزوجة في الشقوق الشعرية دون توصيل الأسلاك Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
بالطبع من المهم تحديد سبب التشقق وتحديد ما إذا كان التشقق مهمًا من الناحية الهيكلية. يمكن أن تؤدي الشقوق التي تشير إلى أخطاء محتملة في التصميم أو التفاصيل أو البناء إلى قلق الأشخاص بشأن قدرة الهيكل على التحمل وسلامته. يمكن أن تكون هذه الأنواع من الشقوق مهمة من الناحية الهيكلية. قد يكون سبب التشقق هو الحمل، أو قد يكون مرتبطًا بالتغيرات الكامنة في حجم الخرسانة، مثل الانكماش الجاف والتمدد الحراري والانكماش، وقد يكون أو لا يكون كبيرًا. قبل اختيار خيار الإصلاح، حدد السبب وفكر في أهمية التشقق.
إن إصلاح الشقوق الناتجة عن أخطاء التصميم والتصميم التفصيلي والبناء هو أمر خارج عن نطاق مقالة بسيطة. تتطلب هذه الحالة عادةً تحليلًا هيكليًا شاملاً وقد تتطلب إصلاحات تقوية خاصة.
تعد استعادة الاستقرار الهيكلي أو سلامة المكونات الخرسانية، ومنع التسربات أو منع تسرب المياه والعناصر الضارة الأخرى (مثل إزالة المواد الكيميائية)، وتوفير دعم حافة الشقوق، وتحسين مظهر الشقوق من أهداف الإصلاح الشائعة. وبالنظر إلى هذه الأهداف، يمكن تقسيم الصيانة تقريبًا إلى ثلاث فئات:
مع شعبية الخرسانة المكشوفة وخرسانة البناء، يتزايد الطلب على إصلاح الشقوق التجميلية. في بعض الأحيان، يتطلب إصلاح السلامة وختم/ملء الشقوق أيضًا إصلاح المظهر. قبل اختيار تقنية الإصلاح، يجب علينا توضيح الهدف من إصلاح الشقوق.
قبل تصميم إصلاح الشقوق أو اختيار إجراء الإصلاح، يجب الإجابة على أربعة أسئلة رئيسية. بمجرد الإجابة على هذه الأسئلة، يمكنك تحديد خيار الإصلاح بسهولة أكبر.
الصورة 2. باستخدام الشريط اللاصق، وثقوب الحفر، وأنبوب الخلط ذو الرأس المطاطي المتصل بمسدس محمول مزدوج الماسورة، يمكن حقن مادة الإصلاح في الشقوق الدقيقة تحت ضغط منخفض. كيلتون جليوي، Roadware, Inc.
أصبحت هذه التقنية البسيطة شائعة، خاصة لإصلاحات المباني، نظرًا لتوفر مواد الإصلاح ذات اللزوجة المنخفضة جدًا الآن. نظرًا لأن مواد الإصلاح هذه يمكن أن تتدفق بسهولة إلى الشقوق الضيقة جدًا عن طريق الجاذبية، فليس هناك حاجة لتوصيل الأسلاك (على سبيل المثال، تركيب خزان مانع للتسرب مربع أو على شكل حرف V). نظرًا لأن الأسلاك غير مطلوبة، فإن عرض الإصلاح النهائي هو نفس عرض الشق، وهو أقل وضوحًا من شقوق الأسلاك. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الفرش السلكية والتنظيف بالمكنسة الكهربائية أسرع وأكثر اقتصادا من الأسلاك.
أولاً، قم بتنظيف الشقوق لإزالة الأوساخ والحطام، ثم املأها بمادة إصلاح منخفضة اللزوجة. قامت الشركة المصنعة بتطوير فوهة خلط ذات قطر صغير جدًا متصلة بمسدس رش مزدوج الماسورة لتثبيت مواد الإصلاح (الصورة 1). إذا كان طرف الفوهة أكبر من عرض الشق، فقد تكون هناك حاجة إلى بعض توجيه الشقوق لإنشاء قمع سطحي لاستيعاب حجم طرف الفوهة. التحقق من اللزوجة في وثائق الشركة المصنعة؛ تحدد بعض الشركات المصنعة الحد الأدنى لعرض الشق للمادة. عند قياسها بالمئوية، مع انخفاض قيمة اللزوجة، تصبح المادة أقل سمكًا أو أسهل في التدفق إلى الشقوق الضيقة. يمكن أيضًا استخدام عملية حقن بسيطة منخفضة الضغط لتثبيت مادة الإصلاح (انظر الشكل 2).
الصورة 3. تتضمن عملية التوصيل والختم أولاً قطع حاوية المادة المانعة للتسرب بشفرة مربعة أو على شكل حرف V، ومن ثم ملئها بمادة مانعة للتسرب أو حشوة مناسبة. كما هو موضح في الشكل، يتم ملء صدع التوجيه بالبولي يوريثين، وبعد المعالجة، يتم خدشه وتسويته مع السطح. كيم باشام
هذا هو الإجراء الأكثر شيوعًا لإصلاح الشقوق المعزولة والدقيقة والكبيرة (الصورة 3). إنه إصلاح غير هيكلي يتضمن توسيع الشقوق (الأسلاك) وملئها بمانعات التسرب أو الحشو المناسبة. اعتمادًا على حجم وشكل خزان المادة المانعة للتسرب ونوع المادة المانعة للتسرب أو الحشو المستخدمة، يمكن للأسلاك والختم إصلاح الشقوق النشطة والشقوق الخاملة. هذه الطريقة مناسبة جدًا للأسطح الأفقية، ولكن يمكن استخدامها أيضًا للأسطح الرأسية التي تحتوي على مواد إصلاح غير مترهلة.
تشتمل مواد الإصلاح المناسبة على الإيبوكسي والبولي يوريثان والسيليكون والبوليوريا وملاط البوليمر. بالنسبة لبلاطة الأرضية، يجب على المصمم اختيار مادة تتمتع بالمرونة والصلابة المناسبة أو خصائص الصلابة لاستيعاب حركة الأرضية المتوقعة وحركة الشقوق المستقبلية. مع زيادة مرونة المادة المانعة للتسرب، يزداد التسامح مع انتشار الشقوق وحركتها، لكن قدرة تحمل المادة ودعم حافة الشقوق ستنخفض. مع زيادة الصلابة، تزداد قدرة التحمل ودعم حافة الشقوق، ولكن تقل قدرة تحمل حركة الشقوق.
الشكل 1. مع زيادة قيمة صلابة شور لمادة ما، تزداد صلابة المادة أو تصلبها وتقل مرونتها. من أجل منع حواف الشقوق المعرضة لحركة المرور ذات العجلات الصلبة من التقشر، يلزم أن تكون صلابة الشاطئ حوالي 80 على الأقل. يفضل كيم باشام مواد الإصلاح الأكثر صلابة (الحشو) للشقوق الخاملة في أرضيات المرور ذات العجلات الصلبة، لأن حواف الشقوق أفضل كما هو موضح في الشكل 1. بالنسبة للشقوق النشطة، يفضل استخدام مواد مانعة للتسرب مرنة، ولكن قدرة تحمل المادة المانعة للتسرب و دعم حافة الكراك منخفض. ترتبط قيمة صلابة Shore بصلابة (أو مرونة) مادة الإصلاح. مع زيادة قيمة صلابة Shore، تزداد صلابة (صلابة) مادة الإصلاح وتقل مرونتها.
بالنسبة للكسور النشطة، فإن عوامل حجم وشكل خزان المادة المانعة للتسرب لا تقل أهمية عن اختيار مادة مانعة للتسرب مناسبة يمكن أن تتكيف مع حركة الكسر المتوقعة في المستقبل. عامل الشكل هو نسبة العرض إلى الارتفاع لخزان مانع التسرب. بشكل عام، بالنسبة للمواد المانعة للتسرب المرنة، فإن عوامل الشكل الموصى بها هي 1:2 (0.5) و1:1 (1.0) (انظر الشكل 2). سيؤدي تقليل عامل الشكل (عن طريق زيادة العرض بالنسبة إلى العمق) إلى تقليل إجهاد المادة المانعة للتسرب الناتجة عن نمو عرض الشق. إذا انخفض الحد الأقصى لإجهاد مانع التسرب، فإن مقدار نمو الشقوق الذي يمكن أن يتحمله مانع التسرب يزداد. إن استخدام عامل الشكل الموصى به من قبل الشركة المصنعة سيضمن أقصى استطالة للمادة المانعة للتسرب دون فشل. إذا لزم الأمر، قم بتركيب قضبان دعم رغوية للحد من عمق المادة المانعة للتسرب والمساعدة في تشكيل الشكل الممدود "الساعة الرملية".
يتناقص الاستطالة المسموح بها للمادة المانعة للتسرب مع زيادة عامل الشكل. لمدة 6 بوصات. لوحة سميكة بعمق إجمالي 0.020 بوصة. عامل الشكل للخزان المكسور بدون مادة مانعة للتسرب هو 300 (6.0 بوصة/0.020 بوصة = 300). وهذا ما يفسر سبب فشل الشقوق النشطة المختومة بمادة مانعة للتسرب بدون خزان مانع للتسرب في كثير من الأحيان. إذا لم يكن هناك خزان، في حالة حدوث أي انتشار للشقوق، فإن الضغط سوف يتجاوز بسرعة قدرة الشد للمادة المانعة للتسرب. بالنسبة للشقوق النشطة، استخدم دائمًا خزان مانع للتسرب ذو الشكل الموصى به من قبل الشركة المصنعة للمادة المانعة للتسرب.
الشكل 2. ستؤدي زيادة نسبة العرض إلى العمق إلى زيادة قدرة المادة المانعة للتسرب على تحمل لحظات التشقق المستقبلية. استخدم عامل شكل من 1:2 (0.5) إلى 1:1 (1.0) أو على النحو الموصى به من قبل الشركة المصنعة للمادة المانعة للتسرب للشقوق النشطة لضمان إمكانية تمدد المادة بشكل صحيح مع نمو عرض الشقوق في المستقبل. كيم باشام
يعمل حقن راتنجات الإيبوكسي على ربط أو لحام الشقوق الضيقة التي يصل سمكها إلى 0.002 بوصة معًا واستعادة سلامة الخرسانة، بما في ذلك القوة والصلابة. تتضمن هذه الطريقة وضع غطاء سطحي من راتنجات الإيبوكسي غير المترهلة للحد من الشقوق، وتركيب منافذ الحقن في البئر على مسافات متقاربة على طول الشقوق الأفقية أو الرأسية أو العلوية، وحقن راتنجات الإيبوكسي بالضغط (الصورة 4).
قوة الشد لراتنجات الايبوكسي تتجاوز 5000 رطل لكل بوصة مربعة. ولهذا السبب، يعتبر حقن راتنجات الايبوكسي بمثابة إصلاح هيكلي. ومع ذلك، فإن حقن راتنجات الايبوكسي لن يعيد قوة التصميم، كما أنه لن يعزز الخرسانة التي تكسرت بسبب أخطاء في التصميم أو البناء. نادرا ما يستخدم راتنجات الايبوكسي لحقن الشقوق لحل المشاكل المتعلقة بالقدرة على التحمل وقضايا السلامة الهيكلية.
الصورة 4. قبل حقن راتنجات الإيبوكسي، يجب تغطية سطح الشق براتنج إيبوكسي غير مترهل للحد من راتنجات الإيبوكسي المضغوطة. بعد الحقن، تتم إزالة غطاء الايبوكسي عن طريق الطحن. عادةً ما تؤدي إزالة الغطاء إلى ترك علامات تآكل على الخرسانة. كيم باشام
حقن راتنجات الايبوكسي هو إصلاح جامد كامل العمق، وتكون الشقوق المحقونة أقوى من الخرسانة المجاورة. إذا تم حقن شقوق نشطة أو شقوق تعمل كمفاصل انكماش أو تمدد، فمن المتوقع أن تتشكل شقوق أخرى بجانب الشقوق التي تم إصلاحها أو بعيدًا عنها. قم فقط بحقن الشقوق أو الشقوق الخاملة بعدد كافٍ من القضبان الفولاذية التي تمر عبر الشقوق من أجل الحد من الحركة المستقبلية. يلخص الجدول التالي ميزات التحديد المهمة لخيار الإصلاح هذا وخيارات الإصلاح الأخرى.
يمكن استخدام راتينج البولي يوريثين لإغلاق الشقوق الرطبة والمتسربة التي يصل حجمها إلى 0.002 بوصة. يُستخدم خيار الإصلاح هذا بشكل أساسي لمنع تسرب المياه، بما في ذلك حقن الراتينج التفاعلي في الشق، والذي يتحد مع الماء لتكوين هلام منتفخ، وسد التسرب وإغلاق الشق (الصورة 5). سوف تطارد هذه الراتنجات الماء وتتغلغل في الشقوق الصغيرة والمسام الضيقة للخرسانة لتكوين رابطة قوية مع الخرسانة الرطبة. بالإضافة إلى ذلك، فإن مادة البولي يوريثين المعالجة مرنة ويمكن أن تتحمل حركة التشققات المستقبلية. خيار الإصلاح هذا هو إصلاح دائم، ومناسب للشقوق النشطة أو الشقوق الخاملة.
الصورة 5. يشمل حقن البولي يوريثين الحفر وتركيب منافذ الحقن وحقن الراتنج بالضغط. يتفاعل الراتينج مع الرطوبة الموجودة في الخرسانة ليشكل رغوة ثابتة ومرنة، مما يسد الشقوق وحتى الشقوق المتسربة. كيم باشام
بالنسبة للشقوق التي يتراوح عرضها الأقصى بين 0.004 بوصة و0.008 بوصة، فهذه هي العملية الطبيعية لإصلاح الشقوق في وجود الرطوبة. ترجع عملية الشفاء إلى تعرض جزيئات الأسمنت غير المائية للرطوبة وتكوين هيدروكسيد الكالسيوم غير القابل للذوبان من ملاط ​​الأسمنت إلى السطح والتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء المحيط لإنتاج كربونات الكالسيوم على سطح الكراك. 0.004 بوصة. وبعد بضعة أيام، يمكن أن يلتئم الشق الواسع بمقدار 0.008 بوصة. قد تشفى الشقوق في غضون بضعة أسابيع. إذا تأثر الكراك بالمياه المتدفقة والحركة السريعة، فلن يحدث الشفاء.
في بعض الأحيان يكون خيار "عدم الإصلاح" هو أفضل خيار للإصلاح. ليست كل الشقوق بحاجة إلى إصلاح، وقد تكون مراقبة الشقوق هي الخيار الأفضل. إذا لزم الأمر، يمكن إصلاح الشقوق في وقت لاحق.