تعمیر ترک سازه‌ای با تزریق اپوکسی چگونه است؟

شیوه تزریق بسته به محل ترک و کاربری عضو ترک خورده متفاوت است. مثلاً برای ترک‌های افقی، عمودی یا بالاسری باید رویکردهای متفاوتی در نظر گرفت. روش کار می‌بایست بر اساس میزان دسترسی به سطح ترک خورده و ابعاد ترک‌ها انتخاب شود. ترک‌ها را می‌توان از یک طرف یا هر دو طرف عضو ترک خورده تزریق نمود. اگر امکان تزریق فقط از یک سمت عضو میسر باشد، ممکن است تغییر در غلظت ماده اپوکسی، تجهیزات مورد استفاده برای تزریق، میزان فشار تزریق و تعیین فواصل مناسب تزریق لازم باشد تا از نفوذ کامل اپوکسی در ترک اطمینان حاصل شود. در مورد علل و رو‌ش‌های درمان ترک در بتن نوشته شده است که از مهمترین آنها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود.

ترک‌های ناشی از انقباض بتن حین خشک شدن
ترک‌های ناشی از انقباض و انبساط‌های حرارتی
ترک‌های ناشی از نشست
ترک‌های ناشی از فقدان درزهای کنترلی مناسب
شرایط بارگذاری نامتناسب که موجب ایجاد ترک‌های خمشی، کششی و برشی در بتن می‌شود.
ترک‌های ناشی از قیود و موانع حرکتی یکی از راهکارهای بلقوه مؤثر در تعمیر ترک
تزریق تحت فشار مواد اپوکسی درون ترک

به تناسب کیفیت اجرا و رعایت شرایط خاص و ملزومات کار درزگیری، تعمیر ترک‌ها به روش تزریق اپوکسی می‌تواند سلامت سازه‌ای عضو را بازگرداند و و میزان نفوذ رطوبت به ترک‌های با عرض ۰/۰۵ میلیمتر و بیشتر را کاهش دهد. هر چند، قبل از اقدام به هر تعمیری در بتن، علت ایجاد ترک باید مشخص شده و رفع شود. به طور کلی هدف از تعمیر باید از قبل مشخص شود. به عنوان مثال اگر ترک ایجاد شده در بتن ناشی از وجود قید یا مانع حرکتی باشد، روش درزگیری با اپوکسی فایدهای نخواهد داشت.‌ در ترک‌های روی سطوح مسطح افقی که عرض مناسبی دارند، روش پرکردن ترک با اپوکسی بدون اعمال فشار اضافی، مناسبترین روش تعمیر است.

هدف از اجرای این نوع تعمیر‌

هدف اصلی از انجام این نوع تعمیر، بازگرداندن سلامت و صحت عملکرد سازه‌ای و عایق نمودن عضو بتنی در مقابل نفوذ رطوبت است. معمولاً تزریق زمانی به عنوان روش انتخابی در تعمیر ترک‌های افقی، عمودی و بالاسری مورد استفاده قرار می‌گیرد که سایر روش‌های مرسوم قادر به پرکردن کامل مواد تعمیراتی به درون ترک نباشند. پیش از شروع درزگیری با روش تزریق اپوکسی باید علت ترک خوردگی مشخص شود و تعمیر سازه‌ای عضو به طور قطع در دستور کار تعمیر قرار گیرد. اگر ترک مورد نظر در عملکرد سازه‌ای کل سازه مورد نظر بی تأثیر باشد، احتمالاً روش تزریق با گروت ‌پلی اورتان یا دیگر ملات‌های غیرسازه‌ای می‌تواند انتخاب مناسبتری برای پر کردن ترک باشد.

در صورت لزوم تعمیر سازه‌ای، عواملی که باعث ایجاد ترک شده‌، قبل از انجام تزریق اپوکسی، باید برطرف شود. چنانچه ترک مرطوب بوده و خشک کردن آن امکان پذیر نباشد، از ماده اپوکسی سازگار با رطوبت باید استفاده شود. ترک‌های ناشی از خوردگی آرماتورهای فولادی نباید به روش تزریق اپوکسی تعمیر شوند زیرا ادامه فرآیند خوردگی موجب بروز ترک‌های جدیدی خواهد شد.

آماده سازی سطح

‌ناحیه اطراف ترک به عرض حدود ۱۳ میلیمتر از هر سمت باید تمیز شود. دلیل این کار، اطمینان از پیوستگی مناسب بین مصالح مصرفی در درزگیری با بتن ناحیه ترک است. تمیز نمودن با برس سیمی توصیه می‌شود زیرا ابزارهای ساب مکانیکی ممکن است درحین کار ترک را با گرد و غبار پر کنند. آلودگی‌ها را همچنین می‌توان با آب تحت فشار، هوای فشرده ‌چربی زدا‌ یا جاروی برقی صنعتی برطرف نمود. وقتی از آب برای تمیز کردن ترک استفاده می‌شود، برای تسریع در روند خشک شدن درز، باید از هوای گرم تحت فشار استفاده نمود. در غیر این صورت، قبل از تزریق با مواد اپوکسی حساس به آب، فرصت کافی برای خشک شدن طبیعی ترک باید لحاظ شود. در جاهایی که بتن طرفین ترک شکسته باشد، باید محل درز ترک به شکل شیار ‌V ‌تراشیده شود تا سطح بی‌عیبی از بتن نمایان شود. در مواقعی که هنگام تزریق اپوکسی تحت فشار نیاز به ایجاد لایه درپوش محکمتری بر روی ترک باشد از این شیار می‌توان استفاده کرد.

‌ویژگی‌های زیر را در مورذ انتخاب نوع اپوکسی، می‌توان در انتخاب‌ در نظر گرفت.

مدول الاستیسیته (سختی)
عمر سازه
تغییرات رطوبت
رنگ
مقاومت فشاری، خمشی و کششی

‌ملاحظات ایمنی‌

رزین‌های اپوکسی مواد خطرناکی هستند و در مواجهه با آنها باید این موضوع را درنظر گرفت. دستورالعمل‌های ایمنی محیط کار باید مد نظر قرار گیرند و تنها به موارد ذکر شده در زیر بسنده نشود.

شیوه نامه مشخصات ایمنی محصول باید در کارگاه موجود باشد.
پوشیدن لباس و عینک ایمنی مخصوص در هنگام کار
استفاده از دستکش لاستیکی و کرمهای محافظ برای دست‌ها
امکانات لازم برای شستشوی چشم‌ها در صورت نیاز
دستگاه تنفس مصنوعی برای مواقع ضروری
دستگاه تهویه برای فضاهای بسته
مخزن ایمنی برای نگهداری مواد خطرناک
در دسترس بودن مواد شوینده

اطلاع رسانی افراد در محل در حین اجرا برقراری و اجرای شیوه‌های تأمین سلامتی و ایمنی مقتضی و متناسب با شرایط کار بر عهده مجری است‌.کاربر باید قابلیت اجرا و کلیه محدودیت‌های مشخص شده را قبل از استفاده بررسی نماید.

هماهنگی قبل از اجرا

پیش از اقدام به شروع عملیات درزگیری، برگزاری یک جلسه هماهنگی قبل از اجرا توصیه می‌شود. در این جلسه همه‌ی طرف‌های دخیل در پروژه تعمیر باید حضور داشته باشند (کارفرما، مشاور، پیمانکار، تولید کننده مصالح و …) و به صورت ویژه درخصوص پارامترها، مفاهیم، دستورالعمل‌ها، سیمای نهایی کار و الزامات مواد مصرفی برای نیل به اهداف تعمیر توضیحات لازم را بیان کنند.

روش تعمیر ترک

‌نصب پستانک‌های‌ مخصوص ورود مواد تزریق، پستانک‌ها باید صرفاً پس از آماده کردن سطوح نصب شوند. دو نوع از پستانک‌های مخصوص برای تزریق قابل استفاده هستند.

سطحی (نصب شده روی سطح)
سوکتی (نصب شده روی سوکت)

پستانک‌ها می‌توانند مانند هر وسیله لوله مانند، حرکت و انتقال رزین اپوکسی به درون ترک را میسر سازند. برخی تفنگ‌های مخصوص تزریق با نازل خاصی که دارند، امکان تزریق بدون استفاده از پستانک‌های مذکور را فراهم می‌کنند. در هنگام نصب پستانک‌ها رعایت فواصل ۴۰ میلیمتری مرکز به مرکز آنها باید رعایت شود که البته این فواصل در ترک‌های عریضتر می‌تواند افزایش یابد. فواصل پستانک‌ها ممکن است بر اساس ضخامت عضو بتنی تعیین شود. پستانک‌های نصب شده روی سطوح مسطح افقی، برای اکثر ترک‌ها مناسب هستند. پستانک‌های سوکتی در ترکهایی که بسته شده باشند مثلاً زمانی که با بتن کَلسیته شده مواجه باشید، کاربرد دارند. البته می‌توان از سیستم دارای چند خروجی برای تغذیه همزمان چند پستانک بطور همزمان بهره گرفت که به صرفه نیز است.

‌اجرای لایه درپوش روی درز ترک

اجرای صحیح لایه درپوش روی ترک موجب حفظ ماده اپوکسی تزریق شده در وضعیت صحیح در زمان تزریق درون ترک می‌شود. زمانی که ترک‌ها کاملاً در ضخامت یک مقطع بتنی گسترش پیدا کرده باشند، بهترین حالت، اجرای لایه درپوش در هر دوطرف مقطع ترک خورده است که باعث محصور شدن مواد اپوکسی تزریق شده درون شیار ترک خواهد شد. جنس لایه‌های درپوش معمولاً از مواد اپوکسی، پلی استر، واکس پارافینی و پودر بتونه سیلیکونی هستند.

انتخاب صحیح ماده مصرفی برای درپوش باید با درنظر گرفتن محدودیت‌های زیر و با توجه به نوع ترکی که تحت تعمیر قرار گرفته است صورت گیرد.

پایداری در مقابل نفوذ و شُره زدن مواد درون ترک ( برای ترک‌های عمودی و بالاسری)
تغییرات رطوبت
عمر سازه
مدول الاستیسیته (سختی)

دمای بتن بعد از اجرای لایه درپوش تغییر می‌کند و قبل از تزریق ممکن است موجب ترک خوردگی لایه شود. اگر این اتفاق رخ داد باید قبل از تزریق نسبت به ترمیم لایه اقدام نمود. قبل از اجرای لایه درپوش باید محل عریضترین نقطه ترک را علامتگذاری نموده و به موارد زیر نهایت توجه صورت گیرد.فقط از موادی استفاده شود که تاریخ مصرفشان منقضی نشده باشد.

نسبت به بخشبندی دقیق ناحیه اجرای کار اقدام شود.

سعی شود بخش‌های اجرای کار، تا حد ممکن کوچک انتخاب شوند تا مواد مصرفی بدلیل طولانی شدن مدت اجرا کهنه نشوند.

رعایت فاصله پستانک‌ها به شکل صحیح صورت گیرد.

اجرای یکنواخت لایه درپوش در ابعادی به عرض ۲۵ میلیمتر و به ضخامت ۵ میلیمتر در طول ترک صورت گیرد.

‌تزریق اپوکسی

برای یک تزریق موفقیت آمیز لازم است نسبت به بخش بندی مناسب محل و ترکیب متناسب مواد اپوکسی، دقیقاً بر اساس دستورالعمل تولید آن، اقدام شود.
قبل از شروع اجرا باید اطمینان حاصل شود که لایه درپوش و پستانک‌های تزریق به خوبی در جای خود محکم و پایدار باشند تا بتوانند فشار ناشی از تزریق را تحمل کنند. آغاز تزریق باید از عریضترین نقطه ترک در سطوح افقی شروع شود (پیش از قراردادن لایه درپوش، این نقطه باید مشخص شود).
در ترک‌های قائم تزریق معمولاً باید از پایین به بالا صورت گیرد. عمل تزریق باید تا حد امکان ادامه یابد. اگر یکی از ورودی‌های مجاور شروع به پس زدن ماده و تراوش به خارج نمود.
عملیات تزریق در ورودی فعلی باید متوقف و درپوش آن بسته شود و ادامه عملیات از دورترین پستانک که در حال تراوش است (نسبت به نقطه فعلی) ادامه یابد.
غالباً ترک‌های مویی با روش ‌پمپاژ تا پس زدن‌ پر نمی‌شوند. برای این ترک‌ها باید برای مدت ۵ دقیقه نسبت به تزریق اپوکسی با فشار بالا اقدام نمود (حدود ۱/۳ مگاپاسکال).
انتخاب فواصل نزدیک به هم برای پستانک‌ها باید مبتنی بر قضاوت و فلسفه طراحی صورت گیرد. زمانی‌که تزریق درون یک ورودی تمام شد باید سریعاً درپوش آن بسته شود.
برای تزریق درون ترک‌های خیلی تنگ یا افزایش سرعت تزریق می‌توان از فشار بالا استفاده نمود. هر چند که در هنگام استفاده از فشار بالاتر باید مراقبت‌های ایمنی در خصوص ترکیدن لایه درپوش یا پریدن پستانک‌ها صورت گیرد.

برداشتن پستانک‌ها و لایه درپوش

به محض اینکه کار تزریق به پایان رسید باید پستانک‌ها و لایه درپوش را با حرارت دادن، تراشیدن یا دستگاه ساب مکانیکی از روی سطح برداشت. اگر نمای ظاهری کار اهمیت نداشته باشد، لایه درپوش می‌تواند در محل باقی بماند. اما اگر برداشتن کامل لایه مورد نظر باشد، برای رسیدن به یک سطح تمیز و کاملاً صیقلی می‌توان از دستگاه ساب سطحی استفاده نمود.

چگونگی کنترل تعمیر ترک

‌برای اطمینان از موفقیت آمیز بودن تزریق، کنترل کیفیت بوسیله مغزه‌گیری یا آزمایشات غیر مخرب (NDE) انجام می‌شود.

آزمایش مغزه گیری

محل گرفتن مغزه‌ها باید طوری انتخاب شود که موجب قطع میلگردهای فولادی نشود. در نقاطی از عضو که تنش‌ها بیشتر است یا از نقاط زیر خط تراز آب نباید اقدام به مغزه گیری نمود. در صورت مواجهه با مشکلاتی از این قبیل، تعیین محل مغزه گیری بر عهده مهندس مشاور می باشد. ‌قبل از اینکه یک مغزه حفاری و خارج شود، باید اطمینان حاصل شود که ناحیه تزریق اپوکسی درون آن مغزه قرار گرفته باشد.

مغزه‌گیری (معمولاً با قطر ۵۰ میلیمتر) برای کنترل میزان نفوذ مؤثر ماده اپوکسی انجام می‌شود.‌ بازدید چشمی از مغزه‌ها درجهت مشخص نمودن میزان نفوذ اپوکسی در ترک صورت می‌گیرد. ‌بر روی مغزه‌ها می‌توان آزمایشات مقاومت فشاری و مقاومت کششی را بر اساس ASTM C 42 انجام داد. ‌در انتها، جای خالی مغزه‌ها باید (بعد از مراحل آماده سازی سطح) با یک ملات منبسط شونده یا ملات اپوکسی سازگار با بتن موجود و همچنین با بتن اطراف محل مغزه پر شوند.