تقييم الشقوق في الخرسانة لمعرفة موقع ومدى التصدع

كيف يتم تقييم الشقوق في الخرسانة لمعرفة موقع ومدى التصدع؟

عند توقّع إصلاح الشقوق في الخرسانة، أولاً يجب تقييم مستوى الشقوق في الخرسانة لتحديد موقع ومدى التصدّع. يجب تحديد ما إذا كانت الشقوق المرصودة تشير إلى مشاكل هيكلية حالية أو مستقبلية، مع الأخذ في الاعتبار ظروف التحميل الحالية والمستقبلية المتوقعة. يجب تحديد سبب التشقق قبل تحديد الإصلاحات. يجب مراجعة الرسومات والمواصفات وسجلات البناء والصيانة. إذا كانت هذه الوثائق، إلى جانب الملاحظات الميدانية، لا توفر المعلومات المطلوبة، يجب إكمال التحقيق الميداني والتحليل الهيكلي قبل الشروع في الإصلاحات.

يجب إصلاح الشقوق إذا كانت تقلّل من قوة الهيكل أو صلابة أو متانة الهيكل إلى مستوى غير مقبول أو إذا كانت وظيفة الهيكل معطلة بشكل خطير. في بعض الحالات، مثل التشقق في الهياكل التي تحتفظ بالماء، فإنّ وظيفة الهيكل ستُملي الحاجة إلى الإصلاح، حتى لو لم تتأثر القوة أو الصلابة أو المظهر بشكل كبير. فيما يلي سيتم مناقشة أسباب التشققات. يمكن أن يحدد التقييم التفصيلي للتشقق المرصود أيًا من هذه الأسباب ينطبق في حالة معينة. قد تتطلّب التشققات في الأرصفة والألواح على الأرض إصلاحًا لمنع انكسارات الحواف، أو انتقال المياه إلى الطبقة الفرعية، أو لنقل الأحمال. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون الإصلاحات التي تحسّن مظهر سطح الهيكل الخرساني مرغوبة.

تحديد موقع ومدى التشققات في الخرسانة:

يمكن تحديد موقع ومدى التصدّع بالإضافة إلى معلومات عن الحالة العامة للخرسانة في الهيكل، من خلال كل من الملاحظات المباشرة وغير المباشرة، والاختبار غير المتلف والمدمّر، واختبارات النوى المأخوذة من الهيكل. يمكن أيضًا الحصول على المعلومات من الرسومات وسجلات البناء والصيانة.

1- المراقبة المباشرة وغير المباشرة للشقوق الخرسانية:

يجب ملاحظة مواقع الشقوق وعرضها على رسم تخطيطي للهيكل. يمكن أن تكون الشبكة المحددة على سطح الهيكل مفيدة لتحديد الشقوق بدقّة على الرسم التخطيطي. يمكن قياس عرض التشقق بدقة تبلغ حوالي 0.001 بوصة (0.025 مم) باستخدام مقارن التشقق، وهو مجهر صغير محمول باليد بمقياس على العدسة الأقرب إلى السطح المعروض. يمكن مراقبة حركة الشقوق بمؤشرات حركة ميكانيكية من الأنواع. يعطي المؤشر، أو جهاز مراقبة الشقوققراءة مباشرة لإزاحة الشق ودورانه.

بينما يقوم المؤشر بتضخيم حركة الشقوق (في هذه الحالة 50 مرة) ويشير إلى أقصى مدى للحركة خلال فترة القياس. يمكن استكمال الرسومات التخطيطية بصور توثق حالة الهيكل في وقت التحقيق. تم تقديم إرشادات لإجراء مسح حالة الخرسانة في الخدمة في دليل لإجراء الفحص البصري للخرسانة في الخدمة ودليل لعمل مسح لحالة الأرصفة الخرسانية وتقرير عن ممارسات تقييم الخرسانة في المنشآت الضخمة الحالية لظروف الخدمة ودليل صيانة أعضاء الجسر الخرساني ودليل لإصلاح الهياكل الفوقية للجسور الخرسانية.

2- الاختبارات غير الإتلافية لتحديد الشقوق الخرسانية:

يمكن إجراء الاختبارات غير التدميرية لتحديد وجود الشقوق والفراغات الداخلية وعمق اختراق الشقوق الظاهرة على السطح. يُعَد النقر على السطح بمطرقة أو استخدام سلسلة السحب تقنيات بسيطة لتحديد التكسير الصفحي بالقرب من السطح. يشير الصوت المجوف إلى وجود شقوق واحدة أو أكثر أسفل السطح وموازية له. يمكن تحديد وجود التعزيز باستخدام مقياس سرعة الدوران. ويتوفر عدد من أجهزة قياس سرعة الدوران تتراوح في القدرة من مجرد الإشارة إلى وجود الفولاذ إلى تلك التي يمكن معايرتها للسماح للمستخدم ذي الخبرة بتحديد عمق وحجم حديد التسليح عن كثب.

ومع ذلك، في بعض الحالات، قد يكون من الضروري إزالة الغطاء الخرساني (غالبًا عن طريق الحفر أو التقطيع) لتحديد أحجام القضبان أو قياس قياسات الغطاء، خاصة في مناطق التسليح المزدحمة. إذا كان التآكل هو سبب مشتبه به للتشقق، فإنّ أسهل طريقة للتحقيق في التآكل تستلزم إزالة جزء من الخرسانة لمراقبة الفولاذ مباشرة. حيث يمكن الكشف عن إمكانية التآكل بقياسات الجهد الكهربائي باستخدام نصف خلية مرجعية مناسبة. الطريقة الأكثر استخدامًا هي طريقة الاختبار القياسية لإمكانية تآكل حديد التسليح غير المطلي في الخرسانة (نصف خلية كبريتات النحاس)، يتطلّب استخدامه أيضًا الوصول إلى جزء من حديد التسليح.

من خلال الموظفين المدربين بشكل صحيح والتقييم الدقيق، من الممكن اكتشاف الشقوق باستخدام معدات الاختبار غير المدمرة بالموجات فوق الصوتية. الأسلوب الأكثر شيوعًا هو اختبار الإرسال باستخدام المعدات المتاحة تجاريًا. تنتقل نبضة ميكانيكية إلى وجه واحد من القطعة الخرسانية ويتم استقبالها على الوجه المقابل. يتم قياس الوقت الذي يستغرقه مرور النبض عبر العضو إلكترونيًا. إذا كانت المسافة بين محولات الطاقة المرسلة والمستقبلة معروفة، فيمكن حساب سرعة النبض.

عندما لا يكون الوصول متاحًا إلى الوجوه المعاكسة، فقد توجد محولات الطاقة على نفس الوجه. في حين أن هذه التقنية ممكنة، فإنّ تفسير النتائج ليس مباشرًا. يمكن أن يحدث تغيير كبير في سرعة النبضة المقاسة إذا أدّى انقطاع داخلي إلى زيادة طول مسار الإشارة. بشكل عام، كلما زادت سرعة النبض، زادت جودة الخرسانة. تم تحسين تفسير نتائج اختبار سرعة النبض بشكل كبير باستخدام جهاز الذبذبات الذي يوفر تمثيلًا مرئيًا للإشارة المستقبلة.

3- اختبارات على النوى الخرسانية لتقييم التشققات في الخرسانة:

يمكن الحصول على معلومات مهمة من النوى المأخوذة من مواقع مختارة داخل الهيكل. توفّر النوى والثقوب الأساسية الفرصة لقياس عرض وعمق الشقوق بدقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن الحصول على إشارة إلى جودة الخرسانة من اختبارات مقاومة الضغط. ومع ذلك، لا ينبغي استخدام النوى التي تحتوي على شقوق لتحديد قوة الخرسانة. يجب تشغيل معدات الموجات فوق الصوتية من قبل شخص مدرب، ويجب تقييم النتائج بحذر من قبل شخص متمرس، لأن الرطوبة وحديد التسليح والعناصر المدمجة قد تؤثر على النتائج. على سبيل المثال، مع التشققات المشبعة بالكامل، سيكون الاختبار بالموجات فوق الصوتية غير فعال بشكل عام.

في بعض الحالات، يصعب التمييز بين مجموعة من الشقوق القريبة وكسر واحد كبير. من البدائل للاختبار عبر الإرسال تقنية صدى النبض التي يتم فيها استخدام محول طاقة بسيط لإرسال واستقبال الموجات فوق الصوتية. كان من الصعب تطوير اختبار عملي لصدى النبض للخرسانة. يمكن للفحوصات الصخرية للخرسانة المتشققة تحديد الأسباب المادية للتشقق، مثل تنشيط القلويات وأضرار التجميد الدوري والجسيمات التراكمية الممتدة والأضرار المرتبطة بالحريق والانكماش والتآكل.

يمكن للصخور أيضًا تحديد العوامل الأخرى التي قد تكون مرتبطة بالتكسير مثل نسبة الماء إلى الأسمنت وحجم العجينة النسبي وتوزيع مكونات الخرسانة. يمكن للصخور في كثير من الأحيان تحديد العمر النسبي للشقوق ويمكن أن تحدد الرواسب الثانوية على أسطح الكسر، والتي لها تأثير على مخططات الإصلاح. تشير الاختبارات الكيميائية لوجود الكلوريدات الزائدة إلى احتمالية تآكل التعزيز المدمج.

4- مراجعة الرسومات وبيانات البناء لتقييم التشققات في الخرسانة:

يجب مراجعة التصميم الإنشائي الأصلي وَوضع التعزيز أو الرسومات التنفيذية الأخرى للتأكد من أن سُمك وجودة الخرسانة، جنبًا إلى جنب مع التسليح المركّب، يُلبّي أو يتجاوز متطلّبات القوة وقابلية الخدمة المذكورة في كود (رموز) البناء الحاكم. مراجعة مفصلة للتحميل الفعلي المطبّق مقارنة بتقنية الصدى. يجب أن تحصل أحمال التصميم.

اختيار إجراءات إصلاح التشققات في الخرسانة:

بناءً على التقييم الدقيق لمدى وسبب التصدّع، يمكن اختيار الإجراءات لتحقيق واحد أو أكثر من الأهداف التالية:

1. استعادة وزيادة القوة.
   
2. استعادة وزيادة التيبس.
   
3. تحسين الأداء الوظيفي.
   
4. توفير مانع تسرب المياه.
   
5. تحسين مظهر السطح الخرساني.
   
6. تحسين المتانة.
   
7. منع تطور البيئة المسببة للتآكل في التسليح.
   

اعتمادًا على طبيعة الضرر، يمكن اختيار طريقة إصلاح أو أكثر على سبيل المثال، يمكن استعادة مقاومة الشد عبر الشق عن طريق حقنه بالإيبوكسي أو أي عامل ارتباط آخر عالي القوة. ومع ذلك، قد يكون من الضروري توفير قوة إضافية عن طريق إضافة التعزيز أو استخدام الشد اللاحق. يمكن استخدام الحقن بالإيبوكسي وحده لاستعادة تصلّب الانحناء إذا لم يكن من المتوقع حدوث المزيد من التشقق. وذلك، من خلال استخدام دليل استخدام مركبات الايبوكسي بالخرسانة. يجب إصلاح الشقوق التي تسبب التسربات في هياكل الاحتفاظ بالمياه أو غيرها من هياكل التخزين ما لم يعتبر التسرب طفيفًا أو كان هناك ما يشير إلى أن التشقق يتم سدّه عن طريق الالتئام الذاتي.

قد تكون الإصلاحات لوقف التسرّب معقدة بسبب الحاجة إلى إجراء الإصلاحات أثناء وجود الهياكل في الخدمة. قد تتطلّب الاعتبارات التجميلية إصلاح التشققات في الخرسانة. ومع ذلك، قد تظل مواقع الشقوق مرئية ومن المحتمل أن تكون هناك حاجة إلى شكل من أشكال الطلاء على السطح بأكمله. لتقليل التدهور المستقبلي بسبب تآكل حديد التسليح، يجب سد الشقوق المعرّضة لبيئة رطبة أو أكالة. الطرق الرئيسية لإصلاح الشقوق المتاحة لتحقيق الأهداف الموضحة موصوفة في طرق إصلاح تشققات الخرسانة.