כיצד לזהות סימנים מוקדמים של קידודים בגשר

מבוא ל- Concrete Spalling in Bridge Structures

התכווצויות בולטות היא אחת המנגנונים הנפוצים והמסוכנת ביותר המשפיעים על תשתיות הגשר ברחבי העולם.כאשר בטון מתחיל פליייק, שבב, או לפרוץ מהמשטח, לא רק פוגע במראה האסתטי של המבנה, אלא גם מקטין את יכולת העומס ואת חיי השירות של הגשר.שמאל לא מחוספס, ספיגה עלולה להוביל לחשיפה של חיזוק, קורוזיציה מואצת, ולכן מונעת את הסימנים הראשוניים של זיהוי מוקדם של כלי צמיגים.

גשרים בצפון אמריקה, אירופה וחלקים רבים באסיה מתמודדים עם לחץ גובר מפני תשתיות ההזדקנות, עומסי תנועה כבדים יותר, ותנאים סביבתיים קשים.ספאלינג הוא נפוץ במיוחד באזורים עם מחזורי הקפאת תכופים, לחות גבוהה, או חשיפה למלחים דה-הכיבויים, על פי האגודה האמריקנית של מהנדסים אזרחיים (ASCE), אחוז משמעותי של גשרים בארצות הברית מתקרב או מעלים את החיים שלהם, מה שהופך את הטכניקות בדיקה אקטיביות יותר מאשר זיהוי יעיל של , כי הוא גורם בדיקה ויזואלית, אשר גורם מוקדם יותר מאשר ויזואלית של טכניקות תחזוקה.

מה זה Concrete Spalling?

התכווצות Concrete היא הדחף או הקלף של שכבות משטח בטון, לעתים קרובות מלווה אובדן של מסה קונקרטית.זה קורה כאשר לחצים פנימיים בתוך הבטון עולה על הכוח העצום של החומר, גרימת שברים המפיצים אל פני השטח.התהליך בדרך כלל מתחיל בנקודה של חולשה - כגון מיקרו-קר, אזור ⁇ , או סביב אובייקט מוטבע - והתקדמות חיצונית, במיוחד, גשרים, אבל, הוא נצפה על פני מים כבדים, במיוחד, אבל, אבל בדרך כלל, יש לצפות, אבל.

המנגנון של ספלינג קשור קשר הדוק לעמידות של בטון.בעוד בטון חזק מטבעו בדחיסה, הוא חלש יחסית במתח.כאשר כוחות מרחביים נוצרים בתוך הבטון – למשל, מפלדת חיזוק או ממים קפואים – מתחים עזים מצטברים בונים ובסופו של דבר גורמים למשטח להתפוגג.

תהליך ספלינג

ספלינג לא קורה בין לילה.זה מתקדם דרך כמה שלבים, כל אחד מציג רמזים חזותיים ואקוסטיים נפרדים.בשלב המוקדם ביותר, מיקרו-קררים מתפתח בממשק בין המדבק והמלטה. כמו מים וכימיקלים אגרסיביים חודרים לסדקים אלה, קורוזיון יוזם על פלדה משובצת.המוצרי קורוזיה תופסים נפח גדול יותר מהפלדה המקורית, ומייצרים לחץ פנימי זה גורם לסדקים ולצמצם את השבר הקדמי של הטמון של המשטח הקדמי, בסופו של הציפוי, הופך לכיסוי הסגולה הקדמית.

הסיבות הנפוצות של קידוד ספלינג בגשרים

ספלינג יכול להתעורר ממקורות מרובים, לעתים קרובות פועל בשילוב.זיהוי שורש גורם חיוני לבחירת אסטרטגיות התיקון הנכון ומניעתן. להלן הם הגורמים השכיחים ביותר נתקלו במבנים הגשר.

קורוזיה של Reinforcement Steel

עד כה הגורם המוביל של התכשיט גשרים בטון מתחזק הוא קורוזיה של ברים פלדה משובצים.כאשר כלורידים ממלחים דה-קלינג או מי הים חודרים לכיסוי הבטון, הם שוברים את השכבה הסולפתית הפאסיבית שבדרך כלל מגנה על מוצרי קורוזיה (Crosion) כגון חלודה, כובש עד שש פעמים את נפח הפלדה המקורית.

Freeze-Thaw Cycling

באקלים קר יותר, מים שנכנסים לנקבוביות בטון וסדקים יכולים להקפיא ולהרחיב. מחזורי קפאה חוזרים לייצר לחצים פנימיים כי לשבור בהדרגה את פס הבטון הופך להיות קשה ומתחילים בקנה מידה או פופ החוצה. סוג זה של ספיגה לעתים קרובות נראה חסר מנוחה, דיכאון מעגלי הידוע בשם צצים, או כגשרים נרחבים על פני השטח עם קיבולת אווירית לקויה במיוחד כי הם איטיים מפני לחץ מים קפואים בדרך כלל.

תגובה אלקטי-אגרגייט

סוגים מסוימים של אגרגות תגובתיות בטון יכול להגיב עם alkalis מ מלט או מקורות חיצוניים, להרכיב ג'ל סופג מים ונפיחות.לחץ הנפיחות יכול לגרום למפה סדק וחיתוך על פני אזורים גדולים של פני השטח הבטון. Alkali-silica התגובה (ASR) הוא הצורה הנפוצה ביותר והוא מזוהה על ידי דפוס של סדקים מקושרים דומים לאינטרנט aSR- a.

שיטות בנייה עניות

כיסוי בטון חסר ערך על חיזוק, מים מופרזים בתערובת, ריפוי לקוי, או דבש (חללים שנותרו על ידי עצירות גרועה) כל ליצור אזורים חלשים כי הם נוטים לספיגה. גשרים שנבנו עם חומרים באיכות נמוכה או ללא שליטה איכותית נאותה עשויים להפגין ספיגה מוקדם בחיי השירות שלהם.

התקפה כימית

חשיפה לכימיקלים אגרסיביים – כגון sulfates באדמה או מים, או חומצות מפליטת תעשייתיות - יכול לכווץ את פס מלט ולהוביל לספאם. Sulfates להגיב עם hydroxide סידן כדי ליצור טיניוט רחב, גרימת רכך וסדקים באופן דומה, פחמן (פעולה של בטון עם פחמן דו חמצני) להפחית את ה- pH ואת יכול לגרום קרום הקשורים לספאם ללא כלור.

סימנים מוקדמים של ספלינג: מה לחפש

גילוי מוקדם של ספלינג מבוסס על התבוננות חזותית זהירה ובדיקות שדה בסיסיות.הסימנים הבאים הם האינדיקטורים האמינו ביותר כי ספיעה היא תחילת.הכרה בהם מוקדם מאפשר צוותי תחזוקה לתכנן תיקונים לפני אזורים גדולים של בטון אבדו.

שיער ריבוע

סדקים קטנים, צרים שעדיין אינם מציגים מכת חלודה יכולים להיות הסימן הראשון גלוי.הם לעתים קרובות לרוץ במקביל לרסן ברים או להופיע בדפוס אקראי, בעוד לא כל הסדקים להוביל לנפיחות, אלה אשר הם רחבים באופן פעיל או כמיהה יש לעקוב. מד רוחב סדק או קומפוטור פשוט יכול לעזור לכמת שינויים לאורך זמן.

סטורנסט סטינס ודיסקוציה

פסים בצבע ורוד או כתמים על פני השטח בטון מצביעים כי קורוזיה כבר בעיצומו.הכתמים נגרמים על ידי תחמוצת ברזל מפלט פלדה ממושכות ומגיעה אל פני השטח דרך pores או סדקים. Discoloration עשוי להופיע גם כאזורים אפלים, לח שבו מים לכודים.

מינוף לבן (White Deposits)

לבן, chalky הפיקדונות על פני השטח הבטון הם סימן של תנועת מים דרך המבנה. Efflorescence מורכב מלחים מלוטשים הנסחף על פני השטח על ידי לחות ומופקד כאשר המים מתאדים. בעוד לא מזיק ישירות, נוכחותו מעידה כי מים הם חודרים את הבטון, אשר יכול להוביל לקורציה ו ספיגה לאורך זמן.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

בשלב המוקדם ביותר של ספאל פעיל, חתיכות קטנות של בטון יכול להיות רופף וניתן להסיר על ידי יד או עם קליטה קלה. הפנים עשוי להופיע מוגדל או blistered. פלקינג נוטה להתחיל סביב הקצוות או בגבולות תיקון קודמים. כל בטון שמרגיש אבקה או מתפורר למגע מאבד את השלמות המבנית שלו.

תגית: Tapped

אחד ממבחנים שדה פשוטים ויעילים ביותר הוא להקיש את פני השטח הבטון עם פטיש, גנגר מטפל, או מוטה קול קול חזק, טבעת מציין צליל בטון, בעוד שחתול חלול או משעמם מרמז על דלמנטון - הפרדה בין שכבת פני השטח לבין הבטון הבסיסי. דלמבנטיון לעתים קרובות לפני ספיגה, לפעמים חודשים או שנים.

חשיפה או קוררוד

עד שברי חיזוק גלויים, ספאל הוא מתקדם.עם זאת, חשיפה מוקדמת יכולה להתרחש לאורך הקצוות או פינות שבו כיסוי הוא דק.חפש מוצר קורוזיה חום או שחור, חלודה מתפתלת, או מתכת חשופה.

טכניקות לזיהוי מוקדם

בעוד בדיקות חזותיות שגרתיות נשאר חיוני, בדיקות לא הרסניות מתקדמות (NDT) משפרות מאוד את היכולת לזהות ספיגה לפני שהוא הופך גלוי. integrating טכניקות רבות מספק תמונה מקיפה של מצב קונקרטי.

פרוטוקולים חזותיים

סקר חזותי שיטתי צריך לכסות את כל משטחים נגישים של הגשר, עם תשומת לב מיוחדת לאזורים המכונים להצטברות לחות: מפרקי הרחבה, מתפתלי ניקוז, נושאים מושבים, ואת החסרונות של סיפון.מפקחים צריך לעבוד תאורה טובה ולהשתמש בינאריים עבור אזורים גבוהים.תיעוד המיקום, הגודל, ואת סוג של כל פגם עם תמונות וסקיצות הוא קריטי עבור ניתוח מגמות רבות עכשיו שימוש טבליות כדי איסוף נתונים.

Hammer Sounding & Chain דרג

עבור ערכות גשר, גרור שרשרת הוא טכניקה נפוצה: שרשרת כבדה נמשכת על פני השטח, והמפעיל מקשיב לקולות עמומות או חלוקות. על פני משטחים אנכיים, פטיש או קניונים משמש. Sounding יכול לזהות laminations כי עדיין לא גלוי.זה נמוך-טק אבל יעיל מאוד כאשר מבוצע על ידי מפקח מנוסה.

פשפשפשים (GPR)

GPR משתמש הדופקים מכ"ם כדי לצלם תכונות תת-קרקעיות.זה יכול למפות את המיקום ואת העומק של הסורגים, לזהות אזורים של לחות, לזהות רִיק או מחיקה. סקרי GPR מהירים וכיסוי אזורים גדולים ללא צורך מגע ישיר.פי פרשנות נתונים דורש מפעילי מיומנים, אבל התוצאות ניתן להשתמש כדי ליצור מפות מצב המדגישות אזורי ספיגה פוטנציאליים.

חצי-קל פוטנציאלי Mapping

שיטה אלקטרו-כימית זו מודדת את הפוטנציאל החשמלי של פלדה ממושכות יחסית לאלקטרודה.אזורים עם פעילות קורוזיה גבוהה מראים פוטנציאלים שליליים יותר.הנתונים מסולפים כמפות קוטור, אזורים חשופים שבהם סביר להניח כי סקרים פוטנציאליים למחצה תאיים הם כלי סטנדרטי להערכת הסיכון קורוזיה בחבילות, כפי שתועדו על ידי מינהל הכבישים הפדרלי (Freaves:0-Fal Monitoring טכניקות בדיקה:1WA).

סקרי Meter

כיסוי בטון על חיזוק הוא פשוט עם מד מכסה (pachometer) עומק כיסוי נמוך הוא צופה חזק של ספיעה עתידית, כי זה להפחית את המרחק chloride חייב לנסוע להגיע לאזורים זיהוי עם כיסוי פחות מאשר עיצוב ספציפי מאפשר פעולות מניעה ממוקדת, כגון יישום טיפולים משטח או התקנת הגנה קורוזית נוספת.

מדדים מונעים למזער סיכונים

מניעת ספיעה מתחילה בשלב העיצוב והבניה, אך ממשיכה לאורך חיי שירות הגשר עם תחזוקה נאותה. להלן אסטרטגיות מוכחות המפחיתות את הסבירות וחומרת הנפיחות.

מתקפלים ומחטים

החלת מזכר מים או מנחת חודרת על פני השטח בטון להפחית באופן משמעותי את המים ואת כלור באגרסיביות. ברידג ' הסיפוןs מוגנים בדרך כלל עם קרום נוזלי או כריות preformed. משטחים Vertical יכול ליהנות מ-Silane או siloxane חותמים כי חודרים ושורה של טיפולים אלה חייבים להיות reapplied ברווחים רגילים כמו שהם detragrading ו-UV.

קורוזיה Inhibitors

דוגמאות המכילות ניטריט סידן או תרכובות אחרות של קורוזיה-inhibiting ניתן להוסיף בטון טרי כדי לעכב את תחילת קורוזיה. לחלופין, מעכבי קורוזיה נודדים יכולים להיות מיושם על מבנים קיימים, חודרים את הבטון כדי ליצור שכבת מגן על חיזוק.

עיצוב Drainage

מים הם הווקטור עבור כלורוידים והסוכן של נזקי הקפאה.מבטיח כי לוחות גשר, גישה סלאבים, ומבנה תת-מבנה יש מספיק מדרונות ומערכות ניקוז פונקציונליות מונעים מים מבריכים ובעבועות בוכים חייב להיות ברור של פסולת.אפילו שיפורים קטנים בניקוז יכולים להפחית באופן דרמטי את שיעור התכווצויות.

שימוש ב-Stinless Steel או Epoxy-Coated Reinforcement

בסביבה בסיכון גבוה, המציין חיזוק עמיד בפני קורוזיה מבטל את שורש הסיבה של כלור המונע ספאל מושרה.Efoxy-coated ברים, פלדה מחוסמת, או חיזוק פלדה מוצקה נירוסטה הוכיחו רשומות מעקב להאריך את חיי שירות הגשר.העלות הראשונית היא גבוהה יותר, אבל מחזור החיים ניתוח לעתים קרובות להצדיק את ההשקעה עבור מבנים קריטיים.

תחזוקה רגילה ותכניות מעקב

(הבדיקות המעודנות במרווחים המוגדרים על ידי תקני הסוכנות – באופן זמני בכל שנתיים – הן עמוד השדרה של מניעת ספיגה.מעבר לבדיקות, משימות שגרתיות כגון כביסה של שאריות מלח, חתמת סדקים כפי שהם מופיעים, ותיקון של ספלים קטנים לפני שהם גדלים יכול להאריך את הזמן בין תיקונים מרכזיים.

אסטרטגיות לתיקון עבור Spalled Concrete

כאשר ספאל מזוהה, שיטת התיקון המתאימה תלויה בגורם, היקף ומיקום. Shallow, ספא לא-הוראה ניתן לסווג באמצעות טיח מלטיביים ממושמעים פולימריים.ספאים עמוקים יותר שחושפים חיזוקים דורשים הסרה של בטון לא חשוף, ניקוי או החלפת ברים מקובעיים, ויישומים של תיקון מרגמה או בטון גדול.

מסקנה

התכווצויות בבניינים הגשר היא צורה מתקדמת ורצינית של הידרדרות.עם זאת, כאשר נתפס מוקדם באמצעות בדיקות חזותיות שיטתיות ובדיקות לא הרסניות מתקדמות, זה יכול להיות מנוהל ביעילות ללא אספקת בטיחות או הדורש תיקונים יקרים חירום.הסימנים המתוארים במאמר זה - סדקי שיער, החלמות, פריחה, משטחים מתפתלים, צלילים חלושים, וחשיפה - לאפשר אינדיקטורים ממוקדים, כדי להפחית את ההשפעה של מבנים, או , כלומר, כדי להפחית את ההשפעה הבסיסית, או החלפה, אם הם גורמים, כלומר, כלומר, כלומר, מחסומים נגד החלפה, או החלפה, או החלפה, אם פעולות הגנה מפני שינוי, אם הם מאפשרים החלפה, או החלפה, או החלפה, כדי למנוע החלפה, החלפה, או החלפה, או החלפה, או החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, אם פעולות הגנה מפני החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, אם החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה, החלפה,

השקעה בבדיקות רגילות, טיפולים מגן, ותרבות תחזוקה פרואקטיבית היא הרבה יותר יעילה מאשר להגיב לגלישה מתקדמת.כפי שתשתית הגשר של האומה ממשיכה להיות בת, היכולת לזהות ולענות סימנים מוקדמים של ספיגה יהיה גורם מכריע בהבטחת בטיחות הציבור ושימור נכסי תחבורה קריטיים. על ידי אימוץ הנה, סוכנויות, מהנדסים, צוותים יכול להישאר לפני אספקת גשרים לשרת באופן אמין כדי להגיע עשורים.