1
مدیریت نگهداری پلهای بتنی
(Concrete Bridges Management and Maintenance)
Construction Project Management and Maintenance
2
Construction Project Management and Maintenance
مدیریت نگهداری پلهای بتنی
(Concrete Bridges Management and Maintenance)
3
فهرست مطالب
4
مقدمه
– اجرای پروژه های عمرانی جدید در کشورهای در حال توسعه از عوامل پیشرفت و رشد اقتصادی آنها به شمار می رود.
– با جلوگیری ازخرابیهای زود هنگام و یا آسیبهای شدید سازه پل،میتوان از حداکثر ظرفیت سازه در عمر مفید طراحی شده برای آن،استفاده نمود.
– مهمترین رهآوردبازرسی و نگهداری یک سازه عمرانی، جلوگیری از صرف هزینه های زیادی است که تعمیرات سنگین و یا جایگزینی سازه در صورت انهدام و خرابی شدید در پی خواهد داشت.
.
5
تعریف پل:
پل
– سازه ای برای عبور از موانع فیزیکی(رودخانه ها ودره ها) است تا ضمن استفاده از فضا (نه صرفاً سطح زمین) بتواند عبورومرور و دسترسی به اماکن را تسهیل کند.
– پل راه ارتباطی بین دو گذر گاه می باشد
6
پل(ادامه)
7
مدیریت پل
8
مدیریت پل BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM ) ( شامل کلیه فعالیتهای در طول عمر پل از مرحله طراحی و ساخت، نگهداری و بازرسی و بالاخره تعویض جزئی و یا کلی سازه پل می باشد و هدف از آن ، حفظ شرایط مطلوب پل ، سرویس دهی و امکان تردد و ترافیک روان است.
مدیریت پل (ادامه)
9
BMS شامل یک سری فعالیت های جداگانه و در کنار هم (همزمان و پیوسته ) به شرح زیر است:
– ثبت شناسنامه
– بازرسی عمومی
– بازرسی اصلی
– بازرسی ویژه
– درجه بندی ظرفیت باربری
– ترابری ویژه
– اولویت بندی مرمت
– روش های نگهداری
– تخصیص بودجه
——
مدیریت پل (ادامه)
10
بازدید پل
تشخیص وضعیت موجود
تعیین استراتژی نگهداری
گزینه های ممکن در نگهداری
بهینه سازی
برنامه نگهداری مطلوب
گرفتن بودجه و اعتبار
اولویت بندی
اصلاح بهینه سازی
برنامه نگهداری اولویت بندی شده
مدیریت پل (ادامه)
11
1- بازرسی: مشاهده،آزمون وگرد آوری داده ها
2- ارزیابی: تحلیل وتعیین ظرفیت باربری پل وشرائط عمومی پل به صورت سیستمی ویکایک اجزا
3- بهسازی: تعمیر وبهسازی وتعویض اعضای آسیب دیده ویا کل پل
فعالیت اصلی مدیریت نگهداری پل
12
ارزیابی پل(1)
سیستم تصمیم گیری وسامان دهی مدیریت عملیات نگهداری پل
تعمیر، بهسازی وتعویض پل
بازرسی پل(2)
فعالیت اصلی مدیریت نگهداری پل(ادامه)
13
گردش کار مدیریت نگهداری پل
14
از جمله اعضا ومصالحی که بی توجهی نسبت به عمر مفید، زمان تعمیر ویا تعویض اجزای پل ، سبب وارد آمدن آسیب های جدی به سایر بخشهای پل خواهند گردید عبارتند از:
– آسفالت رویه راه (حدود 20 سال)
– بتن آب بندی (حدود 30 سال)
– درز انبساط (حدود 20سال )
– درز گیر درز انبساط (حدود 10سال)
*داشتن این اطلاعات برای نگهداری پیشگیرانه وبرنامه ریزی شده لازم است واحتمال غافلگیر شدن سیستم مدیریت نگهداری را کاهش می دهد.
عمر مفید اجزای مختلف پل
15
– نگهداری پیشگیرانه: محافظت از پل به طوری که بتواند در عمر مفید خود کارائی داشته و عمر مفید پل را افزایش دهد.هزینه این نگهداری اندک وقابل پیش بینی می باشد
– نگهداری برنامه ریزی شده: مواردی که اضطراری نیستند ونیاز به عملیات فوری تعمیرو بهسازی ندارند،بلکه به طور دائمی در برنامه بازرسی گنجانده شوند
– نگهداری عکس العملی: مواردی است که نگهداری ،بدون برنامه ریزی وغیر مترقبه است وبرای ایمنی پل در کوتاه مدت باید انجام شود.(کنده شدن بتن،خوردگی فولاد).
سطوح ودرجات نگهداری بر اساس پیچیدگی نگهداری پل
ارائه معیارهای مجاز بهره برداری از پلها
مراحل کلیدی انجام پروژه تدوین دستورالعمل نگهداری پلها
تعریف مساله
هدف و ضرورت تدوین دستورالعمل
جمع آوری اطلاعات و منابع مربوطه در داخل و خارج کشور، مطالعه و بررسی آنها
ارائه دستورالعمل نگهداری پلها
نکات و مفاهیم مربوط به نگهداری پلها
بررسی آمار و انواع پلهای موجود در کشور
علل خرابیها، روشهای شناسایی، آزمایشها و
شاخصهای مربوطه
ارائه برنامه و روش بازرسی پلها
بررسی و ارائه روشهای پیشگیری از بروز
خرابیهای احتمالی برای حفظ شرایط سازه
و اجزای آن در حالت فعلی و ممانعت از
ایجاد ناکارایی سازه ای
انواع معایب، خرابیها و نارساییهای متداول پلها
ساختار کلی نگهداری پلها
17
اجزای پل
اجزای پل (ادامه)
19
اجزای پل (ادامه)
20
اجزای پل(ادامه)
21
آمار پل های بزرگ و کوچک موجود در کشوربیش از 360 هزار دهنه می باشد. ارزش پل ها بیش از 30 هزار میلیارد تومان است که رقم بسیار بزرگی به شمار می آید و این به غیر از بیش از 26 هزار و 500 پلی است که بر روی خطوط راه آهن احداث شده است.
آمار پلها ی موجود در ایران
22
بازرسی پل
هدف : بازدید دوره ای منظم از پل و ثبت عیوب آن جهت تعمیر و بهسازی و در نهایت، نگهداری آن برای تداوم سرویس دهی مطلوب پل.
بازرسی پلها
23
انواع بازرسی پلها
بازرسی دوره ای (سطح 2)
بازرسی عمیق همراه با جزئیات (سطح 3)
بازرسی اعضای حساس به شکست
24
درجات مختلف دقت ووسعت بازرسی پلها
25
_ وضعیتهای اضطراری و نیاز به تعمیر فوری
– تشریح روند بازرسی
_ تعیین وضعیت همه اعضای آسیب دیده
– نتیجه بازرسی
_ توصیه و پیشنهادات برای بازرسی آتی
– تعیین احجام تعمیر
_ ضمائم (شناسنامه پل، فرم ها، چک لیست ها و عکس ها))
گزارش بازرسی پلها
26
چک لیست بازرسی پلها
27
چک لیست بازرسی پلها (ادامه)
28
اهم موارد چک لیست بازرسی پلها (ادامه)
– مشخصات عمومی پل
– مشخصات هندسی پل
– مصالح ومشخصات سازه ای
– تعمیرات وبهسازی
29
گزینه های تعمیر، بهسازی ونگهداری پلها
تامین سیستم حفاظتی
پیشگیری
واکنش
هیچ کاری نکردن
میزان خرابی
زمان
خرابی شدید – از بین رفتن ایمنی
خرابی متوسط مشکل خدمت دهی
خرابی کم
30
1-گزینه هیچکاری نکردن: در این حالت عضو یا پل به سرعت به پایان
عمرخود نزدیک می شود.
2-گزینه واکنش: به معنی بی توجهی به مشکل است تا زمانی که مشکل به سطح خطرواز بین رفتن ایمنی برسد.
3-گزینه پیشگیری: بهتر از دو گزینه اول است وقبل از آسیب دیدگی واثر منفی بر خدمت دهی ،تعمیر وبهسازی صورت می گیرد.
4-گزینه حفاظت: استفاده از سیستم حفاظتی مناسب در طول عمر مفید پل که مشکل خوردگی وخراب شدن بتن بر طرف شده ویا تا زمان پایان عمر مفید پل مشکلی پیش نیاید.
گزینه های تعمیر، بهسازی ونگهداری پلها (ادامه)
31
نرم افزار ورود اطلاعات پلهای کشور
32
نرم افزار ورود اطلاعات پلهای کشور(BMS )
33
نرم افزار ورود اطلاعات پلهای کشور(BMS )(ادامه)
34
پس از راه اندازی نرم افزار BMS که از شرکت COWI دانمارک خریداری شده ، بر روی سرور سازمان راهداری و حمل و نقل جاده ای کشور و بدلیل حجم بالای ورود اطلاعات که ورود این همه اطلاعات توسط پرسنل دفتر BMS مرکز ، زمانبر بود ، تصمیم بر این شد که نرم افزار رابطی تهیه شده که هر استان توسط کارشناسان خود (یا مشاوران) اطلاعات را وارد بانک اطلاعاتی این نرم افزار کرده و پس از ارسال این بانک به تهران ، نرم افزار اطلاعات ارسالی را به بانک اطلاعاتی نرم افزار اصلی تغذیه کند.
نرم افزار ورود اطلاعات پلهای کشور(BMS )(ادامه)
35
1- فهرست و مشخصات پلهای کوچکتر ازدهانه ده متر 1372
2- تهیه شناسنامه راهها وپل های با دهانه 6 متر و بالاتر حوزه استحفاظی استان قزوین 1383
3- بازرسی سازه ای و تعیین مشخصات فنی و مختصات پلها سال 86-1385
4- بررسی آسیب شناسی و عوامل آسیب دیدگی پلهای استان قزوین و معرفی روش های مقاوم سازی پل های بتنی با استفاده از تکنولوژی های نوین 1387
مطالعه موردی – سوابق B M S اداره نگهداری راه و ابنیه فنی قزوین
36
5- ارزیابی عدد سلامت پلهای بزرگ استان در محورهای اصلی و پلهای با دهانه 8 متر به بالا در راههای روستای 91-1388
6- تهیه شناسنامه های عمومی پلهای بزرگ و پلهای با دهانه 10 متر تا 20متر در راههای اصلی استان (مشاور ماهر سازه ماندگار) 93-1392
7- تهیه شناسنامه های عمومی پلهای بزرگ منطقه الموت و پلهای با دهانه 6 متر به بالا درراههای اصلی استان (مشاور بهین تردد پارس) 94-1393
مطالعه موردی – سوابق B M S اداره نگهداری راه و ابنیه فنی قزوین (ادامه)
37
معایب وخرابیهای بتن پل
– انواع معایب وخرابیهای بتن
– علل خرابیها، روشهای شناسایی، آزمایشها و
شاخصهای مربوطه
ساختارکلی خرابی بتن پلها
ساختار کلی خرابیهای ترک دربتن
ترک نشست پلاستیک
ترک جمع شدگی
پلاستیک
ترک انقباض حرارتی اولیه
خوردگی آرماتور
ترک موزائیکی
محل های وقوع ترک در پلهای بتن مسلح
ترک انقباضی ناشی از خشک شدن
41
محل های وقوع ترک در پلهای بتن مسلح
انواع ترکها در یک سازه پل بتن مسلح
43
_ ترکهایی که مستقیماً بر روی میلگردهای نزدیک سطح بوجود می آیند.
_ ترکهایی که در بالای دیوارها و ستونهای نازک به علت محدودیت در برابر حرکت بتن و ایجاد پدیده قوسی شدن ظاهر می شوند.
_ ترکهایی که در محل تغییر عمق مقطع، مانند دالهای مشبک، ایجاد می شوند.
ترکهای ناشی از نشست پلاستیک
44
دلیل رخ دادن ترکهای ناشی از جمع شدگی پلاستیک، تبخیر سریع آب از سطح بتن می باشد. بلافاصله پس از آنکه بتن در قالب ریخته شد ذرات جامد شروع به ته نشینی می کنند و جای خود را با آب موجود در بتن عوض می کنند. این فرایند رویه ای از آب را در سطح بتن ایجاد می نماید. این فرآیند تا زمانی که بتن خود را بگیرد ادامه پیدا می کند.
ترکهای ناشی از جمع شدگی پلاستیک
45
در بیشتر شرایط آب و هوایی مقداری از این آب تبخیر می شود. تا زمانی که سرعت آب انداختن از سرعت تبخیر بیشتر است،.
یک لایه آب سطحی روی بتن وجود داردکه اگر تبخیر سطحی از آب انداختن بیشتر شود لایه آب سطحی ناپدید شده و سطح فوقانی تحت کشش قرار می گیرد. چون بتن مقاومت اندکی در برابر کشش دارد، لذا ترکهایی در آن ظاهر می شوند تا این کشش آزاد شود
ترکهای ناشی از جمع شدگی پلاستیک (ادامه)
46
پوسته شدن در نتیجه کمبود و فقدان ملات و مصالح در یک ناحیه سطحی عرشه بوجود می آید. در هنگام پوسته شدن ملات و مصالح دانه ای بتدریج و بطور پیوسته بر روی سطح عرشه نمایان می شوند.
پوسته شدن سطوح بتنی
47
پوسته شدن جزئی: از بین رفتن ملات سطحی بدون ظاهر شدن دانه های درشت با عمقی کمتر از 6 میلیمتر
پوسته شدن متوسط: از بین رفتن ملات سطحی و ظاهر شدن دانه های درشت با عمقی بین 6 تا 13میلیمتر
پوسته شدن شدید: از بین رفتن ملات سطحی به همراه از بین رفتن مقداری ملات احاطه کننده ذرات سنگدانه ها با عمقی بین 13 تا 25 میلیمتر
پوسته شدن بسیار شدید: از بین رفتن ذرات سنگدانه به همراه ملات سطحی معمولاً با عمقی بیشتر از 25 میلیمتر می باشد.
پوسته شدن سطوح بتنی (ادامه)
48
قلوه کن شدن به صورت گود رفتگی در بتن و معمولاً با اشکال دایره ای یا بیضوی ایجاد می شود. این پدیده معمولاً در اثر خوردگی آرماتور و استفاده از مصالح دانه ای نامرغوب بوجود می آید. قلوه کن شدن بتن می تواند یک خرابی جدی برای بتن باشد چرا که احتمالاً عامل خرابیهای پیشرفته و سریعتر آرماتور خواهد بود. این خرابی به دو گروه تقسیم می شود
قلوه کن شدن سطوح بتنی
49
قلوه کن شدن کوچک: که عمق آن کمتر از 5/2 سانتی متر و قطر آن کمتر از 15 سانتی متر می باشد.
قلوه کن شدن بزرگ: که عمق آن بیشتر از 5/2 سانتی متر یا قطر آن بیشتر از 15 سانتی متر می باشد.
قلوه کن شدن سطوح بتنی (ادامه)
50
علل ایجاد ترک خوردگی
– فشار داخلی ناشی از انبساط آب در داخل حفرات مویینه در اثر انجماد
-فشار داخلی ناشی از جذب آب در اثر حرکت اسمزی
خرابی ناشی از یخ زدن وآب شدن مداوم
51
نمونه خرابی ناشی از یخ زدن وآب شدن مداوم
52
روش پیشگیری : ایجاد حباب هوای عمدی در بتن
خرابی ناشی از یخ زدن وآب شدن مداوم (ادامه)
53
خرابی ناشی از یخ زدن وآب شدن مداوم(ادامه)
54
-رعایت ضوابط بتن ریزی در هوای سرد.
-کاهش نفوذپذیری و کاهش منافذ (نتیجه: کاهش لوله های مویینه)
-عمل آوری و مواظبت و مراقبت مناسب، بویژه در سنین اولیه بتن
-کاهش w/c
-مصرف مواد حباب هوازا – کنترل انبساطهای ناشی از یخ زدن و آب شدن
روشهای پیشگیری ازتبعات منفی یخ زدن وآب شدن مداوم(ادامه)
55
– در بتن های در معرض رفت و آمد و عبور و مرور (کارخانه ها، کفهای بتنی، پیاده روها، کف عرشه پلها وروسازی های بتنی)
سایش سطوح بتنی
56
– نسبت آب به سیمان (w/c) پایین
-عمل آوری مناسب و خوب بویژه در روزهای اول (حداقل 7 روز)
مقاومت زیاد
-جلوگیری از آب انداختگی (bleeding) -پرداخت صحیح لازم است. – پاشیدن سیمان باری صاف کردن سطح، مناسب نیست، بلکه روش صحیح این کار استفاده از بتن پرعیار برای بتن خارجی و پاشیدن سنگدانه های ریز است.
-استفاده از سنگدانه های سخت- عدد لُس آنجلس کمتر از40 درصد
سایش سطوح بتنی (ادامه) – روشهای جلوگیری از تبعات منفی سایش
-استفاده از میکروسیلیس و سایر پوزولانها
-انجام آزمایش دیسک چرخان به عنوان مکمل آزمایش لُس آنجلس (به دلیل ضعف آزمایش لُس آنجلس در ارزیابی پدیده)
خرابیهای بتن
58
یون قلیائی ها ( سدیم وپتاسیم ) از سیمان پرتلند یا هرمنبع دیگردرآب موجود درمنافذ داخلی بتن حل می شوند وباعث افزایش غلظت هیدراکسید شده و منجر به حل شدن سیلیس آمورف موجود در بعضی از سنگدانه ها می گردند. با ترکیب با قلیایی ها، این واکنش ژل سیلیسی قلیایی رابوجود می آورد که می تواند رطوبت جذب نموده ومنبسط شود. هنگامی که تنش داخلی ایجاد شده به بیش از مقاومت کششی بتن برسد ترک خوردگی ایجاد می شود.
واکنش قلیائی سیلیسی (ASR )
59
– این ترکها خود می توانند محل نفوذ عوامل مخرب دیگر بداخل بتن شوند وخسارت تشدید می گردد.
– محصول اخیر، ژل منبسط شونده هستند و با افزایش میزان آنها بتن دچار ترک خوردگی می شود.
– این واکنش را سرطان بتن می گویند.
– در وضعیت فوق، سیلیس باید فعال یا آمورف باشد.
واکنش قلیائی سیلیسی (ASR )
60
واکنش قلیائی سیلیسی (ASR )(ادامه)
61
واکنش قلیائی سیلیسی (ASR )(ادامه)
62
– ترک های پوست سوسماری یا نقشه ای یا موزاییکی
– مشاهده در زیر میکروسکوپ یا نور پلاریزه
(هاله ای از واکنشهای جدید، بیشتر به رنگ سفید، در اطراف سنگدانه ها)
شناسائی واکنش قلیائی سیلیسی (ASR )(ادامه)
63
– عدم استفاده از سنگدانه های واکنش زا
– استفاده از سیمان با قلیایی کم
-کاهش نفوذپذیری بتن
– استفاده از مواد افزودنی بازدارنده واکنش زا براساس املاح لیتیوم
– استفاده از مواد پوزولانی مصنوعی یا طبیعی
روشهای پیشگیری از تبعات منفی واکنش قلیائی سنگدانه ها
64
روشهای آزمایش برای تشخیص ASR
سه روش متداول برای تشخیص سنگدانه هائی که مستعد ASR می باشند عبارتند از : – آزمایش پتروگرافی ASTM C 295 – روش استوانه سنگی ASTM C 586 – آزمایش منشور بتنی ASTM C 1105
واکنش قلیائی سیلیسی (ASR )(ادامه)
65
آزمایش پتروگرافی سنگدانه ها – نیاز به تخصص بالا دارد.
آزمایش تسریع شده ASTM C289 (بر روی سنگدانه) – دوسه روزه است. – سنگدانه مستقیماً در سود قرار می گیرد. – انبساط نمونه را اندازه می گیرند.
نمونه منشوری ملات ASTM C227 – دو هفته ای است. – اندازه گیری انبساط (بیش از 1/0 درصد غیرمجاز)
نمونه منشوری بتن – یک ماهه، سه ماهه، شش ماهه است.
واکنش قلیائی سیلیسی (ASR )(ادامه)-آزمایشهای پیشگیرانه
66
ترکیبات سیمان :
C2S (مقاومت بتن در 3 روز اول )
C3S (مقاومت نهایی بتن )
C3A (مقاومت بتن در ساعات اول)
C4AF
K3O
Na3O
حمله سولفاتی
SO3- + C3A اترینگایت
67
این محصول را اترینگایت یا میکرب سیمان می نامند.
ویژگی اترینگایت: افزایش حجم زیاد (حتی تا 15برابر حجم اولیه)
نتیجه: افزایش حجم تدریجی و نهایتاً خرد شدن بتن
سولفات اساساً بر روی بتن تاثیر منفی دارد.
– گچی که به سیمان اضافه می کنیم موجب می شود که کمی اترینگایت تشکیل شود، ولی میزان آن کنترل شده است.
– ترینگایت ناشی از گچ پراکنده است ولی اترینگایت ناشی از سولفاته شدن گسترده در تمام سطح است.
حمله سولفاتی )ادمه)
68
حمله سولفاتی (ادامه)
69
– سفیدک (ناشی از تشکیل آهک) (غیردقیق و احتمالاتی) (مشکل آن است که انواع سفیدکها، ازجمله کلروری داریم.)
– تشخیص اترینگایت از طریق میکروسکوپ الکترونی (SEM) (بلورهای آن سوزنی شکل است)
– مشاهده ترک ظاهری (پس از 15-5 سال)
– آزمایش شیمیایی سطح بتن
حمله سولفاتی )ادمه)-روشهای تشخیص خرابی سولفاتی
70
– کنترل مصالح بتن (سنگدانه، آب،…) از نظر میزان سولفات
– استفاده از بتن با کیفیت بالا (w/c پایین، تراکم زیاد)؛ تاخیر کندی خرابی
– عمل آوری کافی و مناسب (کامل شدن فعل و انفعالات، پر شدن فضای خالی، تشکیل شدن ژل به میزان کافی)
– مصرف سیمان نوع5 (مشروط به عدم حضور کلراید)
– مصرف سیمان نوع دو (تهاجم کم سولفات، یا تهاجم توام سولفات و کلراید)
– مصرف پوزولانهای طبیعی و مصنوعی
– کاهش مصرف سیمان
روشهای پیشگیری از تبعات منفی تهاجم سولفات
ساختارکلی خرابی بتن پلها
72
کربناتا سیون بتن
73
درجووجود داردCO2
قلیاییت بتن کم می شود، لذا پاسیویته کم می شود، لذا زمینه برای خرابیهای دیگر (زنگ زدن، تهاجم کلراید) فراهم می شود.
شدیدترین حالت واکنش، در رطوبت نسبی 60 تا 70درصد است.
کربناتاسیون بتن (ادامه)
74
کربناتا سیون بتن
75
کربنا سیون بتن
76
– فنل فتالئین (اگرمحیط کربناته شده باشد،بتن بیرنگ خواهدشد، ودر صورتی که محیط کربناته نشده باشد، ارغوانی خواهد شد) – از محلول فنل فتالئین (2درصد، حل شده درالکل اتیلیک استفاده می کنیم).
روش تشخیص کربناتا سیون بتن
77
– استفاده از بتن با کیفیت بالا ( w/cپائین ، تراکم، عمل آوری)
– پوشش مناسب
– عدم استفاده از بخاریهای احتراقی در محیط بسته
– استفاده از پوزولان
روشهای پیشگیری از تبعات منفی کربناتا سیون بتن
خوردگی کلراید
79
(آند)
(کاتد)
– تشکیل پیل الکتروشیمیایی
– یون کلراید cl- ، همچنین امر را با شدت بسیار زیاد انجام می دهد و موجب تشدید خوردگی می شود.
خوردگی کلراید(ادامه)
80
خوردگی کلراید(ادامه)
81
خوردگی کلراید(ادامه)
82
خوردگی کلراید(ادامه)
نحوه عمل خورندگی یون کلراید(ادامه)
84
-آزمایش نفوذ کلر تسریع شده ((RCPT-RCMT
– نفوذ سطحی
– نفوذپذیری با جیوه
– نفوذپذیری با آب
– نفوذپذیری با گاز
خوردگی کلراید(ادامه)-آزمایشهای پیشگیری وپیش بینی
85
– کنترل مقدار یون کلراید در سطح بتن
– عدم مصرف کلرورکلسیم (به عنوان زودگیرکننده) در بتن آرمه
– بتن با کیفیت مناسب: w/c پایین، نفوذپذیری کم و تراکم زیاد، عمل آوری مناسب
– شستشوی مصالح از املاح
– استفاده از آب شیرین
– پوشش کافی بتن روی آرماتور
خوردگی کلراید(ادامه)-روشهای پیشگیری از تبعات منفی کلراید
86
– استفاده از پوزولان
– عدم استفاده از سیمان نوع پنج
– استفاده از آرماتور با پوشش اپوکسی
– استفاده از فولاد زنگ نزن
– حفاظت کاتدیک (برقراری جریانی برخلاف جریان پیل خوردگی)
– یکی از مکانیزمهای حفاظت کاتدیک: برقراری جریانی برخلاف جریان پیل خوردگی (ولتاژ ضعیف در حدود 6-5 ولت)
– در حفاظت کاتدیک، ایجادیک آند قربانی برای سالم ماندن آرماتور.
روشهای پیشگیری از تبعات منفی کلراید
87
– استفاده از آرماتورهای پلیمری
– استفاده از مواد بازدارنده یا ممانعت کننده از خوردگی (نظیر نیتریت کلسیم) (افزایش )
– استفاده از غشاء های آب بند (memberanes) (عملکرد حدود 20 سال)
– استفاده از خمیرهای آب بندی (sealers)
(عملکرد حدود 5سال)
روشهای پیشگیری از تبعات منفی کلراید
88
علل ایجاد خرابیها و نارساییهای متداول در پلهای بتن مسلح
89
مثال کاربردی
پروژه ترمیم و بهسازی پلهای راه آهن
زادمحمود- فین
گزارش جامع پروژه ترمیم و بهسازی
90
ساختار کلی
91
ساختار کلی (ادامه)
92
ساختار کلی(ادامه)
پل کیلومتر 985+1383
پل کیلومتر 550+1387
پل کیلومتر 080+1388
پل کیلومتر 400+1388
پل کیلومتر 020+1392
پل کیلومتر 800+1392
پل کیلومتر 550+1395
پل کیلومتر 100+1402
پل کیلومتر 020+1393
پل کیلومتر 900+1394
نمای جانبی پلها
94
– بررسی و استخراج اطلاعات و مستندات
– ارائه گزینه های مختلف طرح ترمیم و بهسازی و تهیه طرح اجرایی
مراحل دوگانه طراحی
95
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات
خرابی درجه A : این نوع خرابی شامل ترکهای ظاهری بر روی کاور بتن می باشد که مبین شروع واکنشهای خوردگی آرماتورها می باشد.
خرابی درجه B : به معایبی گفته می شود که در آن کاور بتن در اثر انبساط آرماتور طبله کرده و در حال جدا شدن از پایه می باشد.
خرابی درجه C : به معایبی گفته می شود که در آن کاور بتن در قسمت های معیوب از پایه جدا شده است و آرماتورهای دور پیچ ستونها کاملا نمایان شده اند.
بازرسی محلی از پل
بازرسی محلی از پل کیلومتر 100 + 1402
پایه سالم درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
بازرسی محلی از پل کیلومتر 550 + 1395
پایه سالم درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
درجه تخریب B درجه تخریب C
بازرسی محلی از پل کیلومتر 800 + 1392
پایه سالم درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
درجه تخریب A درجه تخریب B
بازرسی محلی از پل کیلومتر 020 + 1392
پایه سالم درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
بازرسی محلی از پل کیلومتر 400 + 1388
پایه سالم درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
بازرسی محلی از پل کیلومتر 080 + 1388
پایه سالم درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
درجه تخریب B درجه تخریب C
بازرسی محلی از پل کیلومتر 550 + 1387
پایه سالم درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
بازرسی محلی از پل کیلومتر 985 + 1383
پایه سالم درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
درجه تخریب A درجه تخریب B
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
بازرسی محلی از پل کیلومتر 020 + 1393
پایه سالم درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
درجه تخریب A درجه تخریب B
بازرسی محلی از پل کیلومتر 900 + 1394
پایه سالم درجه تخریب A درجه تخریب B درجه تخریب C
درجه تخریب A درجه تخریب B
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات(ادامه)
خرابی های ثبت شده درجه 2
– شسته شدن خاکریز پشت کوله
– از بین رفتن پوشش آرماتور در بعضی از تیرها
– پر شدن لوله های زهکشی
کنده شدن الاستومر
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
99
تهیه نقشه های چون ساخت
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات(ادامه)
100
تهیه نقشه های ترک در پایه پل
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
101
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
تهیه مشخصات فنی سازه از طریق انجام آزمایشات مخرب یا غیرمخرب
102
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
تعداد آزمایشهای لازم
103
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
104
شبکه آزمایش چکش اشمیت درپل کیلومتر 1402
انجام آزمایش چکش اشمیت
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
105
نمونه ای از نتایج آزمایش چکش اشمیت (ستون B1 پل کیلومتر 100+1402)
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
106
آزمایش آلتراسونیک
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
107
انجام آزمایش آلتراسونیک بر روی ستون پل کیلومتر 020+ 1392
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
108
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
نمونه ای از نتایج آزمایش آلتراسونیک
109
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
110
مقایسه نتایج آزمایش چکش اشمیت و آلتراسونیک (پل کیلومتر 800 + 1392)
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
111
مقایسه نتایج آزمایش چکش اشمیت و مغزه گیری
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
112
نتایج آزمایش غلظت یون سولفات در بتن
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
113
مقطع متراکم و حاوی سنگدانه سیلیسی نمونه 4
مقطع تهیه شده از سنگدانه حاوی چرت از نمونه شماره7
عکس تهیه شده از قسمت سیلیسی سنگدانه نمونه شماره 1
نتایج آزمایش واکنش قلیایی
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
114
با توجه به انجام آزمایش پتروگرافی بر روی مغزه های بتنی، مشاهده می شود که مصالح سنگی بکار رفته در بتن اغلب از نوع آهکی است و در عین حال با توجه به ناچیز بودن قطعات سیلیسی در سنگدانه و همچنین عمر بتن سازه که در حدود 15 سال می باشد، احتمال ایجاد واکنش مخرب قلیایی در بتن دور از انتظار خواهد بود.
نتایج آزمایش واکنش قلیایی
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
115
نتایج آزمایش کربناتاسیون
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
116
نتایج آزمایش کربناتاسیون
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
117
نتایج آزمایش غلظت کلراید خاک
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
118
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
آزمایش های مرتبط با حمله کلرایدی:
آزمایش نیم پیل (پتانسیل خوردگی)
آزمایش مقاومت الکتریکی
آزمایش تعیین پروفیل کلراید
119
آثار خوردگی و طبله شدن در مرز تماس خاک و هوا در موارد متعدد دیده میشود.
در اکثر ستون ها واقع شدن درزهای افقی در تراز سطح خاک موجب سهولت عملیات جذب موئینه و نفوذ رطوبت به داخل بتن می شود و همین امر بر شدت خوردگی آرماتورها در این ناحیه افزوده است.
در اندازه گیری مقاومت بتن باید توجه داشت که این مشخصه بتن شدیدا تحت تاثیر شرایط رطوبتی بتن قرار دارد و در شرایطی که بتن خشک باشد مقدار مقاومت الکتریکی بتن بسیار زیاد است که دلیل بر کیفیت خوب بتن نیست.
جمع بندی نتایج آزمایش های مقاومت الکتریکی و پتانسیل خوردگی
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
120
نمونه ای از نتایج آزمایش پروفیل کلراید
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
121
– با توجه به پایین بودن غلظت یون کلراید در محل های سالم و بالا بودن غلظت کلرایددر محل های آسیب دیده می توان نتیجه گرفت که علت اصلی خرابی ها در ستونها نفوذ یون کلراید و خوردگی آرماتورها تحت اثر وجود یون کلراید می باشد.
– با توجه به کاهش غلظت کلراید از سطح بتن به سمت داخل، می توان نتیجه گرفت که منبع اصلی کلراید از محیط خارج بوده است و کلراید اولیه موجود در داخل بتن به میزان ناچیزی بوده است.
– با توجه به بالا بودن غلظت کلراید در نواحی آسیب دیده لازم است تا پوشش بتن در این نواحی کاملا برداشته شود.
جمع بندی نتایج آزمایش پروفیل کلراید
بررسی واستخراج اطلاعات ومستندات (ادامه)
122
– برداشتن بتن آسیب دیده
– آماده سازی سطح
– آمادهسازی میلگردها
– اعمال پوشش بر آرماتورها
– اعمال پوشش بتنی به جای پوشش حذف شده
– اعمال یک لایه مقاوم بر نفوذ کلراید بر روی پوشش بتن
– تقویت ستون جهت برطرف شدن ضعف ناشی از کم شدن سطح مقطع میلگردها یا خاموتها
ارائه گزینه های مختلف طرح ترمیم و بهسازی و تهیه طرح اجرایی
تهیه طرح ترمیم و بهسازی
123
برداشتن بتن آسیب دیده
تهیه طرح ترمیم و بهسازی(ادامه)
124
– آماده سازی سطح
– آمادهسازی میلگردها
– اعمال پوشش بر آرماتورها
– اعمال پوشش بتنی به جای پوشش حذف شده
تهیه طرح ترمیم و بهسازی(ادامه)
125
-تقویت ستون جهت برطرف شدن ضعف ناشی از کم شدن سطح مقطع خاموتها
تهیه طرح ترمیم و بهسازی(ادامه)
126
پس از مشخص شدن نتایج آزمایش مغزه گیری پل کیلومتر 020+1392 و مشاهده مقاومت بسیار پایین بتن این پل تصمیم بر آن شد که تنها در مورد این پل از روش ژاکت بتنی کامل ستونها استفاده گردد.
با توجه به در نظر گرفتن شرایط خاص پروژه , مسائل اقتصادی و امکانات اجرایی موجود در کشور روش پوشش الیافFRP به روش چسباندن تر به عنوان روش بهینه جهت تامین مقاومت از دست رفته ستونها در اثر حذف پوشش بتن و خاموتها پس از ترمیم ستونها مورد استفاده قرار گرفت .
– اجرای ژاکت بتنی (Concrete Jacket)
– اجرای پوشش نوارهای کامپوزیت(FRP)
– اجرای غلاف فولادی (Steel Jacket)
تقویت ستون ناشی از کم شدن سطح مقطع آرماتور
127
– تقویت ستون جهت برطرف شدن ضعف ناشی از کم شدن سطح مقطع میلگردها با الیاف FRP
تهیه طرح ترمیم و بهسازی(ادامه)
128
– اجرای ژاکت بتنی
تهیه طرح ترمیم و بهسازی(ادامه)
129
– اجرای لایه حفاظت سطحی
تهیه طرح ترمیم و بهسازی(ادامه)
– خاکبرداری اطراف ستونها
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
– داربست بندی
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
– برداشتن بتن آسیب دیده
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
– آماده سازی سطح
-آمادهسازی میلگردها
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
– تقویت ستون جهت برطرف شدن ضعف ناشی از کم شدن سطح مقطع خاموتها
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
– اعمال پوشش بر آرماتورها (لایه پرایمر)
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
– اعمال پوشش بتنی به جای پوشش حذف شده
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
– لایه پرداخت نهایی
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
– تقویت ستون با الیاف FRP
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
– اعمال لایه حفاظت سطحی روی پوشش بتن
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
– اجرای ژاکت بتنی
اجرای طرح ترمیم (ادامه)
141
– خاکبرداری
اجرای طرح ترمیم پل کیلومتر 020 + 1392
142
– کاشت میلگرد در بتن
اجرای طرح ترمیم پل کیلومتر 020 + 1392
143
– اجرای آرماتور بندی جدید روی پی
اجرای طرح ترمیم پل کیلومتر 020 + 1392
144
– نفوذپذیری تحت فشار آب
– آزمایش وزن مخصوص ، جذب آب و درصد تخلخل
– زمایش مقاومت فشاری
– آزمایش اولتراسونیک روی ملات تعمیری
– آزمایش کشش از سطح
– آزمایش بر روی مصالح مصرفی در ساخت بتن
آزمایشات کنترل کیفیت اجرا
145
آزمایش نفوذپذیری تحت فشار آب
هدف از انجام این آزمایش کنترل کیفیت بتن از نظر میزان نفوذپذیری در مقابل مواد خورنده محیطی و به خصوص یون کلراید می باشد.
آزمایشات کنترل کیفیت اجرا (ادامه)
146
آزمایش وزن مخصوص ، جذب آب و درصد تخلخل
– این آزمایش به منظور کنترل کیفیت بتن از نظر میزان ارتباط حفرات موئینه وهمچنین کنترل دانسیته بتن انجام می شود.
آزمایشات کنترل کیفیت اجرا (ادامه)
147
آزمایش مقاومت فشاری
آزمایشات کنترل کیفیت اجرا (ادامه)
148
آزمایشات کنترل کیفیت اجرا (ادامه)
آزمایش اولتراسونیک روی ملات تعمیری
این آزمایش به منظور کنترل ملات تعمیری قبل از چسباندن الیاف FRP و حصول اطمینان از عدم وجود حفرات هوا در داخل ملات تعمیری انجام شده است.
آزمایشات کنترل کیفیت اجرا (ادامه)
آزمایش کشش از سطح
این آزمایش به منظور تعیین میزان چسبندگی ملات تعمیری با بتن قدیم انجام شده است.
نحوه انجام آزمایش در پل کیلومتر 800+1392
چگونگی گسیخته شدن نمونه ها
آزمایشات کنترل کیفیت اجرا (ادامه)
آزمایش بر روی مصالح مصرفی در ساخت بتن
به منظور تعیین میزان مواد مضر در مصالح مصرفی بتن و همچنین اطمینان از کیفیت مناسب مصالح تشکیل دهنده بتن، آزمایشهای فیزیکی و شیمیایی بر روی آب، سیمان و سنگدانه های بتن انجام شد.
نتایج آزمایش شیمایی آب
نتایج آزمایش شیمیایی سنگدانه ها
نتایج آزمایش تعیین درصد کلراید شن
آزمایش شیمیایی سیمان مصرفی
نمودار دانه بندی سنگدانه مصرفی در ساخت ملات
آزمایشات کنترل کیفیت اجرا (ادامه)
152
آزمایشات کنترل کیفیت اجرا (ادامه)
نتایج آزمایش مقاومت فشاری بتن ژاکت
153
با تشکر از توجه شما
Construction Project Management and Maintenance