إصلاح وحماية الصوامع

يمكن أن تتعطل الصوامع الخرسانية المسلحة على مدار حياتها المفيدة بسبب المشكلات المتعلقة بعوامل الأساس والتربة ، والمواد ، والتصميم غير الملائم ، وعوامل البناء ، ورموز تصميم الصومعة ، والنشاط الزلزالي ، والظواهر الطبيعية الأخرى والمتانة. يساهم نمط التدفق والتردد لتحميل وتفريغ الصومعة في خلق إجهاد على الهيكل ، حيث تزيد ترددات التحميل والتفريغ العالية من مخاطر الفشل بمرور الوقت. المتغيرات الأخرى التي يجب مراعاتها هي الخصائص الفيزيائية للمواد المخزنة ، والضغط المطبق عند ملء الصوامع وتفريغها ، وحركة الرياح ، وتمدد وتقلص الجدران ، بما يتماشى مع التقلبات في درجات الحرارة ليلا ونهارا. على الرغم من أن التأثير الحراري يمثل مشكلة في الهياكل المعدنية ، فقد لوحظ أيضًا في الصوامع المسلحة بالخرسانة.

غالبًا ما تكون مشكلات المتانة ناتجة عن مواد البناء السيئة أو غير المناسبة ، والتصميم أو البناء غير المناسبين ، والبيئات العدوانية التي لم يتم فهمها بشكل صحيح خلال مراحل التصميم. كما أنها غالبًا ما تكون نتيجة لمتطلبات زيادة عمر الهيكل التي تم إجراؤها على البنية التحتية القديمة. يعتبر تآكل الأسمنت ، أو تآكل الخرسانة بسبب ملامسة المواد الكاشطة ، مشكلة شائعة أخرى يمكن أن تؤثر على صوامع الخرسانة. لمنع أو إصلاح هذا النوع من الضرر ، من المهم استخدام الخرسانة عالية الجودة والحفاظ على الصوامع بشكل صحيح.

تعتبر الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للبوليمر المقوى بألياف الكربون (CFRP) مناسبة تمامًا لتقوية الانحناء والقص والضغط والتعب والسيطرة على الزلازل والرياح والتصدع والانحراف لأي هيكل معين ، مما يجعلها مثالية لتغليف الصوامع. وهذا بدوره يعني أن الأساسات والمباني لن تتعرض للعقاب من هذه الظروف أيضًا ، حيث ستتم حمايتها بشدة بمثل هذه المادة القوية وغير المنفذة. لا تمتص ألياف الكربون الماء وهي مقاومة للعديد من المحاليل الكيميائية. إنها تتحمل التعب بشكل ممتاز ولا تتآكل ولا تظهر أي زحف أو استرخاء. فهي سهلة التطبيق واقتصادية ودائمة ويمكن إجراء ترقيات حتى مع الوصول المحدود. يتم توفيرها في قضبان وشرائط ونسيج مشبع مسبقًا وأحادي الاتجاه وثنائي الاتجاه. تعزيزات ألياف الكربون لها حد أعلى لا يترجم بعده إلى تحسن في قوة الشد. يعد استبدال الفولاذ بالبوليمرات المقواة بالألياف أمرًا حكيمًا اقتصاديًا أيضًا لأنه يتجنب آثار تآكل الفولاذ على الهيكل الخرساني. من وجهة نظر طويلة المدى ، تفوق الفوائد القيود بالنظر إلى أنه يمكن إصلاح الأوتار بسهولة ، يتم تقليل خسائر الاحتكاك والأحمال الميتة ، وتكون المراسي قابلة للتخصيص.

تشتمل رموز تصميم الصومعة المقبولة عالميًا على المعيار البريطاني BS EN 1991-4: 2006 والمعيار الأسترالي AS 3774-1996 والجمعية الأمريكية للمهندسين الزراعيين ANSI / ASAE EP433 DEC1988 (R2011) ومعهد الخرسانة الأمريكي ACI 313-97.

يعتبر إدخال أو إزالة الحشوات الفولاذية استراتيجية إصلاح أخرى يمكن استخدامها لتقوية الصوامع الخرسانية. يتضمن ذلك إضافة أو إزالة الخرسانة أو المواد الأخرى من الصومعة لتعديل خصائصها الهيكلية. يمكن أيضًا إضافة أعمدة القص ، وهي عناصر رأسية تساعد في مقاومة قوى القص ، لتعزيز الصومعة.

بشكل عام، تتمثل التحديات الرئيسية في الحفاظ على الأنظمة الخرسانية للمخازن في منع وإصلاح الأضرار وضمان أن المخزن هو من الناحية الهيكلية سليم. يمكن أن يساعد استخدام مواد وأساليب إصلاح مقاومة للتآكل، مثل الألياف الزجاجية المقواة بالبوليمرات، وصيانة المخزن بشكل صحيح على التصدي لهذه التحديات. تعرض الطبقات الواقية الناقصة أو الغائبة عن أسطح الخرسانة لمخاطر كبيرة مع مرور الوقت. عندما لا تتم إحكام إغلاق الخرسانة، يمكن أن تنشأ شقوق تعمل كنقاط دخول للماء ووكلاء التآكل مثل الملح البحري. يُبدأ هذا التسرب عملية تدميرية تعرف باسم الكربنة، حيث يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع هيدروكسيد الكالسيوم في الخرسانة لتكوين كربونات الكالسيوم. هذا يضعف القلوية الخرسانية، مما يجعلها عرضة للتآكل للتسليح الفولاذي المدفون.

مع تقدم هذا التآكل، يتعرض الخرسانة لتهديدات هيكلية كبيرة تهدد استقرار وسلامة الهيكل المتأثر. علاوة على ذلك، تزيد وجود الملح البحري من عملية التآكل، مما يسرع من تدهور الخرسانة.

تتعدد عواقب عدم توفير الطبقات الواقية المهملة. ليس فقط يعرض الخرسانة للخطر الهيكلي، بل يزيد أيضًا من تكاليف الإصلاح بشكل كبير. يتطلب التصدي للتآكل والضرر الهيكلي إجراءات تصحيحية شاملة، تشمل غالبًا أعمال إصلاح شاملة أو حتى استبدال تام للمكونات المتأثرة.

علاوة على ذلك، تتجاوز الآثار الأثر المالي الفوري. يمكن أن يؤدي تدهور الهيكل إلى اضطرابات في العمليات، ومخاطر سلامة محتملة، وحتى المسؤوليات القانونية في بعض الحالات.

تعتبر الطبقات الواقية الفعالة أمرًا لا غنى عنه لحماية الهياكل الخرسانية من آثار العوامل البيئية الضارة. فهي تُشكل حاجزًا يحمي الخرسانة من دخول الرطوبة ووكلاء التآكل، مما يعمل على تمديد عمرها الافتراضي وتقليل الحاجة إلى إصلاحات مكلفة. الاستثمار في طبقات واقية عالية الجودة لا يحافظ فقط على السلامة الهيكلية للخرسانة، بل يضمن أيضًا المتانة والمرونة على المدى الطويل ضد العوامل القاسية.

تطبيق نموذجي لإصلاح الصومعة

في تطبيق نموذجي لإصلاح الصومعة الخرسانية ، هناك حاجة لإزالة الصدأ من قضبان التسليح القديمة أو استبدالها. يمكن إجراء الحماية من التآكل من خلال تطبيق StoCrete TK ، وهو حماية من التآكل مرتبطة بالأسمنت ومعدلة بالبوليمر ، مما يوفر التصاقًا جيدًا للغاية لقضبان التسليح الخرسانية. يطبق على ثلاث طبقات بمتوسط ​​معدل استهلاك لكل طبقة 0.15 كجم / متر طولي. يتم تطبيقه بلونين مختلفين ، اللون الفاتح بالتناوب مع اللون الداكن ، للسماح للقضيب بمراقبة عدد الطبقات المطبقة.

بعد ذلك ، يتم استخدام StoCrete TS 136 ، وهو عبارة عن الخرسانة المرشوشة الجافة الاسمنتية المعدلة بالبوليمر منخفضة الارتداد مع خصائص القوة والتشوه ، كمنتج لإصلاح الخرسانة. يتم تطبيقه على طبقتين. يجب أن تترك سماكة الطبقة الأولى السطح بنسيج رش خشن ويجب تخطيط الطبقة الثانية كطبقة تسوية. عند رش طبقة التسوية ، يجب أن تظل الطبقة الأولى رطبة قليلاً وخالية من المواد التي لها تأثير فصل. بسماكة إجمالية تبلغ 50 مم ومتوسط ​​معدل استهلاك لكل مم بسمك 2.1 كجم / م² ، فإن استهلاك كلا الطبقتين يبلغ حوالي 110 كجم / م 2. يتم تكييف تطبيق إصلاح الخرسانة هذا مع كل من الخرسانة القديمة والركائز ذات القوة المنخفضة.

لتوفير طبقة واقية من الخرسانة الديناميكية الواقية من الشقوق ، يتم بعد ذلك تطبيق ثلاث طبقات من StoCrete FB . كل طبقة من الطبقات الثلاث المطبقة لها سماكة مختلفة ، حيث يبلغ متوسط ​​استهلاك الطبقة الأولى 1 كجم / م² ، والطبقة الثانية ، باستهلاك 1.5 كجم / م² ، والطبقة الثالثة بمتوسط ​​استهلاك 2 كجم / م² . بعد ذلك ، تم وضع طبقتين نهائيتين من طلاء منتج تجسير الشقوق الخرسانية ، StoCrete RB ، بمتوسط ​​معدلات استهلاك 0.35 لتر لكل متر مربع.

أخيرًا ، يعد استخدام StoCryl EF ، بمتوسط ​​استهلاك يبلغ 0.15 لترًا لكل متر مربع ، اختياريًا كحماية من التقاط الأوساخ.