مقاوم‌ سازی ساختمان چیست؟

مقاوم سازی ساختمان به حالتی که برای بالابردن مقاومت یک ساختمان در برابر نیروهای خارجی و یا عوامل محیطی مانند سیل، زلزله و ... که ممکن است به سازه وارد شود؛ گفته می شود.

مقاوم سازی ساختمان، اغلب می تواند مقرون به صرفه تر از ساخت یک مرکز جدید باشد. هدف باید ایجاد یک ساختمان با عملکرد بالا با استفاده از فرآیند طراحی یکپارچه و کل ساختمان برای پروژه در مرحله برنامه ریزی باشد که اطمینان حاصل کند کلیه اهداف اصلی طراحی را برآورده می کند. به عنوان مثال، تیم پروژه یکپارچه ممکن است یک استراتژی طراحی واحد را کشف کند که چندین هدف طراحی را برآورده کند. انجام این کار به معنای این است که ساختمان هزینه کمتری برای بهره برداری خواهد داشت، ارزش آن افزایش می یابد، ماندگاری بیشتری دارد و به یک محیط بهتر، سالم و راحت تر برای افرادی که در آن زندگی و کار می کنند کمک خواهد کرد. بهبود کیفیت محیط داخلی، کاهش نفوذ رطوبت و کاهش کپک زدگی منجر به بهبود سلامت و بهره وری سرنشینان می شود. بعلاوه، هنگام تصمیم گیری در مورد مقاوم سازی، به طور همزمان قابلیت دسترسی، ایمنی و امنیت را ارتقا دهید. جنبه های منحصر به فرد برای مقاوم سازی ساختمان های تاریخی باید مورد توجه ویژه قرار گیرد. طراحی عمده بازسازی و مقاوم سازی ساختمان های موجود به منظور ایجاد اقدامات پایدار باعث کاهش هزینه های بهره برداری و اثرات زیست محیطی می شود و می تواند سازگاری، دوام و انعطاف پذیری ساختمان را افزایش دهد.

علل مقاوم سازی

قبل از اینکه سرمایه گذاری عمده ای در مقاوم سازی ساختمان های فعلی برای بهبود انرژی و پایداری انجام شود، مهم است که تعیین کنید آیا سرمایه گذاری از منظر سایر شرایط ساختمان ارزشمند است. آیا ساختمان از نظر ساختاری مناسب است؟ آیا برای مطابقت با استانداردهای فعلی و الزامات کد ساختمان محلی، به ارتقا زمین لرزه نیاز است؟ آیا مواد خطرناکی مانند بی فنیل های پلی کلرینه (PCB) و رنگ سرب باید مهار و خارج شوند؟ آیا می توان به صورت مرحله ای کار را انجام داد تا اخلال در سرنشینان به حداقل برسد؟ جابجایی سرنشینان به سایر امکانات می تواند هزینه قابل توجهی داشته باشد. اگر یک سقف رویشی در نظر گرفته شود، آیا سقف قادر به تحمل وزن اضافی بدون تقویت امکان پذیر است؟ به دنبال فرصت هایی برای کاهش هزینه های کار با بازیافت مواد زائد و تخریب مواد باشید.

هنگامی که تشخیص دادید سایر شرایط ساختمان مانعی برای ارتقا مقاوم سازی پایداری و بهبود عملکرد انرژی نیستند، باید یک برنامه ریزی داشته باشید و دنباله ای از فعالیت ها را دنبال کنید تا بهترین گزینه ها برای بهبود انرژی و پایداری را تعیین کنید.

علل مقاوم سازی ساختمان

تعیین کنید که آیا سیستم های موجود در سطوح مطلوب کار می کنند؟

 گاهی اوقات، می توان با ارزیابی عملکرد ساختمان و سیستم های موجود، صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های برق به دست آورد: نشت ، فیلتر مسدود / کثیف ، سنسورهای غیرفعال ، سیم کشی معیوب یا نادرست، یا حتی عدم دانش در مورد نحوه عملکرد صحیح و نگهداری تجهیزات می تواند در ناکارآمدی و افزایش هزینه ها موثر باشد. عملکرد سیستم های آب ساختمان را نیز حسابرسی کنید. از آنجا که سیستم های نشتی و ناکارآمد نه تنها آب را هدر می دهند، بلکه با استفاده بی نیاز از پمپ ها و سایر تجهیزات الکتریکی نیز از انرژی استفاده می کنند.

در مرحله بعدی، با بررسی پاکت ساختمان، جستجوی پنجره های نشتی، شکاف های اطراف دریچه ها و نفوذ لوله ها و نفوذ رطوبت، میزان هوای پاکت ساختمان را تعیین کنید. به روزرسانی سیستم های گرمایشی و تهویه مطبوع بدون رفع مشکلات پاکت ساختمان باعث عملکرد کمتر از حد مطلوب آن سیستم ها خواهد شد.

انواع مختلف روش های مقاوم سازی

بتن می تواند تحت فشار، کشش، پیچش یا خم شدن خراب شود. بسته به نوع بارهایی که بتن تحت آن قرار می گیرد، هر خرابی امکان پذیر است. از آنجا که بتن در تنش ضعیف است، شکست های کششی کاملاً مشهود است و باید مکانیک شکست را مطالعه کرد تا نحوه واقعی شکست بتن را درک کند. محدودیت های مواد، روش های طراحی و ساخت و شرایط شدید نوردهی می تواند باعث خراب شدن بتن شود، که ممکن است منجر به مشکلات زیبایی، عملکردی یا ساختاری شود. بتن به دلایل مختلف می تواند خراب شود و خسارت بتن اغلب نتیجه ترکیبی از عوامل است.

علیرغم دوام، بتن می تواند توسط یک لیست طولانی از عوامل زیر دچار آسیب شود مانند:

  • تقویت ناکافی
  • حمله کلرید
  • آسیب شیمیایی
  • کربناسیون
  •  قرار گرفتن در معرض هوا
  • خسارت ناشی از ضربه
  • بارهای بیش از حد
  • آسیب ساختاری
  • خسارت ناشی از آتش
  • آسیب لرزه ای
  • آسیب انفجار

تمام سازه ها و کلیه محصولات مهندسی در نهایت در طولانی مدت دچار مشکل خواهند شد. به طور خاص، انتظار نمی رود که ساختمانها برای مدت زمان طولانی بدون تعمیر و نگهداری دوره ای دوام بیاورند. این تعمیرات دوره ای (که ممکن است برای هر 6 ماه، یک سال یا بیشتر اتفاق بیفتد) برای بررسی همه خرابی های سازه ای که ممکن بود در طول زمان استفاده از سازه ها (برای هر هدفی که ساخته شده است) ظاهر شود، انجام می شود. مهندسان معمولاً نیاز به رسیدگی به موقع خرابی ها را قبل از اینکه منجر به فاجعه شود، تشخیص می دهند. در این راستا، در زیر به چند روش تعمیر و بازسازی سازه های بتنی پرداخته شده است.

انواع مختلف روشهای مقاوم سازی برای ترمیم و بازسازی خرابی سازه بتن

1- مسلح شدن

ماده ای است که به صورت مکانیکی استفاده می شود و شامل سیمان، سنگدانه ها و آب است. سیمان و ماسه به روش معمول بسته بندی و مخلوط می شوند و از طریق لوله خرطومی به کمک هوای فشرده منتقل می شوند. یک خط لوله جداگانه آب را تحت فشار قرار می دهد و مخلوط دانه های آب و سیمان از آن عبور داده می شود و به صورت کاملا مخلوط در یک منیفولد خاص مخلوط می شود و سپس با سرعت زیاد به سطح وارد می شود.

2- شلیک گلوله

شاتکریت به این معنی است که "ملات یا بتن به صورت پنوماتیک با سرعت زیاد بر روی یک سطح پیش بینی می شود، دو نوع اساسی شاتکریت وجود دارد: مخلوط خشک و مخلوط مرطوب. در شاتکریت مخلوط خشک، سیمان خشک  ماسه و سنگدانه درشت، در صورت استفاده، فقط با آب کافی برای کاهش گرد و غبار مخلوط می شود. دو نوع شاتکریت در نتیجه فرآیندهای کاملاً متفاوت، مخلوطهایی با محتویات آب و خصوصیات کاربردی متفاوت تولید می کنند. شاتکریت مخلوط مرطوب باید به اندازه کافی آب داشته باشد تا اجازه پمپاژ از طریق خط انتقال را بدهد.

3- دوخت بتن

دوخت یک روش توانبخشی است که در ترک ها برای حفظ انسداد سنگدانه و ایجاد آرماتور اضافی برای به حداقل رساندن حرکت نسبی دال های بتنی در ترک ها استفاده می شود. همچنین از اتصالات طولی برای جلوگیری از جدا شدن دالها استفاده می شود. دو نوع دوخت وجود دارد؛ دوخت متقاطع، دوخت شکاف دار و دوخت میله. روش دوخت شامل سوراخکاری در دو طرف ترک، تمیز کردن سوراخ ها و لنگر انداختن پایه های منگنه در سوراخ ها، با دوغاب بدون کوچک شدن یا سیستم اتصال بر پایه رزین اپوکسی است.

4- تزریق رزین

تزریق رزین برای تزریق ترک در بتن و سنگ تراشی در مواردی که نیاز به یکپارچه سازی سازه یا حذف آب و هوا از تماس با آرماتورها باشد، طراحی شده است. ترکهایی با عرض بیشتر از 0.2 میلی متر با رزینهای با ویسکوزیته پایین تزریق می شوند. اگر ترک تمیز است، عاری از آوار یا رنگ نهفته است و دارای عرض 0.088 اینچ (2.2 میلی متر) یا بیشتر است، اپوکسی را درون ترک قرار دهید. آماده سازی سطح، غیر از دمیدن ذرات سست از ترک، مورد نیاز نیست. با استفاده از کفگیر پلاستیکی فلزی یا انعطاف پذیر، رزین را (یک ژل نرم و صاف بهترین کارایی را می دهد) درون ترک قرار دهید. مهر و موم باید در حداقل عمق دو برابر عرض ترک قرار گیرد. بسته بندی مهر و موم سریعتر و آسان تر از شکل دادن کلاهک روی ترک است. همچنین کسری از مواد را مصرف می کند، در عین حال قویتر است زیرا اپوکسی توسط دو طرف ناهموار ترک بریده می شود. در حقیقت، بتن قبل از اینکه یک بسته بندی مهر و موم شود، جای خود را خواهد داد. نکته مثبت دیگر این است که هیچ مهر و موم برجسته ای وجود ندارد که پس از تزریق برداشته شود.

تزریق رزین

5- بسته بندی خشک

این روش قرار دادن در یک منطقه محدود است که مخلوطی از سیمان، سنگدانه و آب کافی برای مرطوب کردن آن است؛ معمولاً به عنوان روش ترمیم استفاده می شود. این روش برای ترمیم سوراخ هایی با عمق تقریباً برابر بیشتر از حداقل بعد سطح، به عنوان مثال برای هر سوراخ و شکافهای باریک برای ترمیم ترک ها استفاده می شود. این روش برای فرورفتگی های کم عمق استفاده نمی شود. برای پر کردن تکه هایی که آرماتور در معرض آن قرار دارد یا سوراخ هایی از داخل و از طریق دیوارها یا تیرها امتداد می یابند. برای نتیجه بهتر و در صورت نیاز به تنگی آب، سوراخ ها باید در لبه های سطح تیز و مربع باشند، اما گوشه های داخل سوراخ ها باید گرد شوند. سوراخ های بسته های خشک باید حداقل عمق 2.5 سانتی متر داشته باشند.

6- اشباع پلیمر

ثابت شده است که اشباع پلیمر مقاومت محیطی و مکانیکی توف (یک سنگ نرم آتشفشانی) را افزایش می دهد، که نشان دهنده کاربرد بالقوه آن برای مرمت بناها یا تقویت سازه ها است. بتن آغشته به پلیمر یکی از کامپوزیت های پلیمرهای پرکاربرد است. این چیزی نیست جز یک بتن پیش ساخته معمولی، که در اجاق گاز یا با حرارت دی الکتریک خشک می شود و هوای سلول های باز با فرایند خلا از آن خارج می شود. سپس یک مونومر مایع با ویسکوزیته کم یا پیش پلیمر به طور جزئی یا کامل در سیستم منافذ کامپوزیت های سیمان سخت شده یا بتن سیمان آغشته یا پخش می شود و سپس با استفاده از تابش یا با استفاده از گرما یا با استفاده از مواد شیمیایی پلیمری می شود. اشباع جزئی یا سطحی دوام و مقاومت شیمیایی را بهبود می بخشد، اما بهبود کلی در خصوصیات ساختاری متوسط ​​است. از طرف دیگر در اشباع عمیق و یا کامل خواص ساختاری به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

7- بهبود خودکار

ترمیم خود به خود فرآیند طبیعی ترمیم ترک است که می تواند در بتن در صورت وجود رطوبت و عدم وجود تنش کششی ایجاد شود. ترمیم با ترکیبی از انسداد مکانیکی ذرات منتقل شده به داخل ترک با آب و رسوب کربنات کلسیم از مواد سیمانی انجام می شود. ترمیم خودکار کاربردهای عملی برای بستن ترک های خفته در محیط مرطوب دارد، مانند مواردی که ممکن است در ساختارهای توده ای و در ساختارهای ضد آب وجود داشته باشد.

8- سوراخکاری و وصل کردن

این روش شامل حفاری طول ترک و دوغاب زدن آن برای تشکیل یک کلید است. باید یک سوراخ، به طور معمول 50 تا 75 میلی متر قطر، در مرکز و به دنبال ترک ایجاد شود. سپس سوراخ تمیز شده، محکم شده و با دوغاب پر می شود. کلید دوغاب از حرکات عرضی مقاطع بتنی مجاور ترک جلوگیری می کند. کلید همچنین باعث کاهش نشتی شدید از طریق ترک و از بین رفتن خاک از پشت دیواره نشت می شود. هنگامی که مقاومت ساختاری ملاک نیست اما تنگی آب ضروری است، سوراخ شده باید به جای دوغاب با ماده انعطاف پذیر از مدول کم پر شود.

9- تزریق اپوکسی

روش تزریق به کاربرد و محل ترک بستگی دارد. ترک های افقی، عمودی و سربار نیاز به رویکردهای مختلف دارند. اندازه و قابلیت دسترسی ترک نیز باید در نظر گرفته شود. بسته به نیازهای خاص کار، ترمیم ترک با تزریق اپوکسی می تواند یکپارچگی سازه را بازیابی کرده و نفوذ رطوبت را از طریق ترک های بتونی کاهش دهد. همانطور که برای تمام مراحل ترمیم، آماده سازی سطح کلید تزریق ترک است. بسته به شرایط و محل ترک ها باید از مواد خارجی تمیز شود و هرگونه بتن سست یا آسیب دیده از بین برود. سطحی که تزریق در آن انجام می شود باید محکم باشد تا فشار رزین تزریق شده را بگیرد. آب بندی مناسب سطح ترک برای جلوگیری از تلفات هنگام تزریق ضروری است.

10- کاربرد کامپوزیت بتن پلیمری

بتن های پلیمری نوعی بتن است که از پلیمرها برای جایگزینی سیمان های نوع آهک به عنوان چسب استفاده می کند. در برخی موارد از پلیمر علاوه بر سیمان پرتلند برای تشکیل بتن سیمان پلیمری (PCC) یا بتن اصلاح شده پلیمر (PMC) استفاده می شود. بتن پلیمری ممکن است برای ساخت و ساز جدید یا تعمیر بتن قدیمی استفاده شود. خاصیت چسبندگی بتن پلیمری امکان ترمیم بتن های پلیمر و معمولی با پایه سیمان را فراهم می کند. مقاومت در برابر خوردگی و نفوذ پذیری کم بتن پلیمری امکان استفاده از آن را در استخرهای شنا، کاربردهای فاضلاب، کانال های زهکشی، سلول های الکترولیتی برای بازیابی فلز پایه و سایر سازه های حاوی مایعات یا مواد شیمیایی خورنده فراهم می کند. به ویژه به دلیل توانایی مقاومت در برابرگازهای سمی و خورنده فاضلاب و باکتری هایی که معمولاً در سیستم های فاضلاب یافت می شوند، برای ساخت و بازسازی منهول ها مناسب است. برخلاف سازه های بتونی سنتی، بتن پلیمری به هیچ گونه پوشش یا جوشکاری درزهای محافظت شده از PVC نیاز ندارد.

کاربرد کامپوزیت بتن پلیمری

11- بتن تقویت شده با الیاف

بتن تقویت شده با الیاف (FRC) بتنی است حاوی مواد الیافی که یکپارچگی ساختاری آن را افزایش می دهد. این شامل الیاف کوتاه گسسته است که به طور یکنواخت توزیع شده و به طور تصادفی جهت گیری می شوند. الیاف شامل الیاف فولادی، الیاف شیشه، الیاف مصنوعی، الیاف طبیعی و موارد دیگر است؛ که هرکدام از آنها ویژگی های مختلفی به بتن می دهند. علاوه بر این، نوع بتن تقویت شده با الیاف با بتن های مختلف، مواد الیاف، هندسه ها، توزیع، جهت گیری و تراکم تغییر می کند. الیاف معمولاً در بتن برای کنترل ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی پلاستیک و خشک شدن استفاده می شود. آنها همچنین نفوذ پذیری بتن را کاهش می دهند و بنابراین ریختن آب را کاهش می دهند.

معایب روش های مقاوم سازی

  • هزینه بالا
  • کاربری سخت
  • خطر خوردگی و پوسیدگی در ورقهای فولادی
  • غیر انعطاف پذیری
  •  تغییر در وزن اجزاء سازه و در نتیجه تغییر فرکانس طبیعی عضو سازه ای
  • تغییر سختی کلی سازه
  • مشکلات سنگینی مصالح و نصب و حمل و نقل مصالح

نتیجه گیری

بتن به طور معمول برای مقاومت فشاری طراحی می شود و مقاومت کششی قابل توجهی کمتری دارد. اگر تنش های کششی داخلی بیشتر از مقاومت کششی بتن باشد، می تواند ترک ایجاد کند. آب اضافی موجود در مخلوط بتن نیز می تواند احتمال ترک خوردگی را افزایش دهد. هنگام قرار دادن بتن، از افزودن آب اضافی به مخلوط خودداری کنید. آب اضافی از بتن تبخیر می شود که منجر به افزایش جمع شدگی می شود. اطمینان حاصل کنید که مخلوط بتن مناسب پروژه خود را انتخاب کرده اید. اگر در ساختار بتونی شما اختلالی به وجود آمد، با استفاده از مشاوره تخصصی، روش مقاوم سازی را که برای کار شما مناسب است، انتخاب کنید. مقاوم سازی ساختمان

ورود / عضویت