در بسیاری از پروژه های دریایی بتن ریزی زیر آب یک فناوری مورد تقاضا و دشوار بوده که عمدتاَ در برنامه زمان بندی پروژه یک مسیر بحرانی تلقی می شود، لذا مستلزم داشتن برنامه ریزی دقیق می باشد. بخش بتن ریزی زیر آب در یک پروژه در واقع جایی است که طراحی  ماهرانه و برنامه ریزی دقیق و حساب شده در آن می تواند موجب کاهش احتمال بروز خطر و نیز قیمت تمام شده گردد. در کل در سدهای بتنی ، بتن ریزی با مشکلاتی نظیر بالا رفتن دمای هسته مرکزی و گرمازایی همراه می باشد که این دو عامل می توانند سبب ایجاد ترک و نفوذپذیری زیاد شوند. غالباً برای رفع مشکلات مذکور میتوان روش هایی نظیر افزایش حداکثر اندازه سنگدانه ها کاهش مصرف سیمان و آب مصرفی استفاده از پوزولان ها استفاده از افزودنی های روان ساز و کندگیرکننده بهره گیری از سیمان های کند گیر و استفاده از فنون پیش تبرید و پس تبرید را به خدمت گرفت. اما وجود مشکلاتی مانند کارآیی، متراکم ساختن بتن، جدایی سنگدانه ها و حمل و پخش و دیگر مسائل اجرایی سبب می گردند که روش های مشروحه در عمل با هزینه هایی سنگین همراه بوده و عدم دقت در هر یک از روش ها میتواند به کیفیت بتن نیز لطمه بزند. لذا روش نوینی در اجرای سد های بتنی که ضمن برطرف نمودن عیوب مشروحه سبب سرمایه گذاری کمتر درتجهیز کارگاه می شود معرفی می گردد که به روش بتن پیش آکنده معروف می باشد.

در این روش ابتدا سنگدانه درشت تک اندازه را در قالب ریخته و سپس از درون لوله هائی که درون سنگدانه قرار گرفته است ملات ریز دانه ای را به داخل سنگدانه های درشت پیش آکنده تزریق می نمائیم تا بتن مناسب حاصل گردد و جسم یکپارچه ای بوجود آید. ملات سیمانی که متشکل از ماسه ریز است به کمک روان کننده ها، روانی زیادی پیدا می کند و به راحتی می تواند بین سنگدانه ها رسوخ کند. در این نوع بتن جداشدگی اتفاق نمی افتد و در نتیجه یک بتن متراکم، آب بندی شده و با دوام تولید می شود. در ضمن هیچگونه ویبراتور داخلی به کار برده نمی شود ولی برای پرداخت سطح می توان از ویبراتورهای سطحی بهره برد.

بتن پیش آکنده از جمع شدگی ناچیزی برخوردار است و عیار سیمان مصرفی آن نیز کم می باشد. تأمین نسبت آب به سیمان کم، نفوذ ناپذیری مطلوب و مقاومت زیاد با این روش کاملا”میسر است. همگنی بتن و عدم جداشدگی از ویژگیهای این نوع بتن ریزی است. حداکثر اندازه سنگدانه به حداقل بعد قطعه محدود می شود و حداکثر اندازه ماسه ملات باید به حدود حداقل اندازه اسمی سنگدانه درشت محدود گردد. ملات مصرفی بسیار پر عیار بوده و همچنین شل و آبکی می باشد و معمولا” از مواد پوزولانی مناسب و روان کننده ها در ملات استفاده میشود ضمن اینکه به کندگیر کننده ها نیز احتیاج مبرمی داریم.

۴) بتن ریزی با پمپ:

برای بتن ریزی با پمپ، باید طرح اختلاط بتن چنان انتخاب شود که نسبت آب به سیمان کمترین مقدار ممکن را داشته و مقدار آن از ۰.۶ تجاوز ننماید. مقدار سیمان باید نسبتا زباد باشد (در محدوده ۳۵۰ تا ۴۰۰ کیلو گرم در متر مکعب) تا چسبندگی کافی بتن تأمین شود و خطر شسته شدن سیمان از بین برود. به منظور افزایش کارائی بتن می توان از سنگدانه های گردگوشه استفاده نمود. استفاده از دانه بندی پیوسته با حداکثر اندازه ۳۸ میلیمتر و همچنین مقدار کافی ریزدانه ضروری است. چنانچه سنگدانه ها حاوی مقدار کافی ریزدانه نباشد، می توان با افزودن مواد ریز چسبندگی کافی را در بتن ایجاد نمود.

بتنی که پمپ می شود باید تا حدی روان تر باشد تا از مسدود شدن لوله ها جلوگیری شود. به منظور آنکه آب به سیمان از حد مجاز بالاتر نرود باید برای تأمین روانی از مواد افزودنی مناسب نظیر روان کننده ها و فوق روان کننده ها یا مواد افزودنی آب نگهدار استفاده شود. جز در مواردی که افزودنی های  ویژه مصرف می شود، باید از سقوط آزاد بتن به داخل آب جلوگیری کرد تا پدیده جداشدگی ذرات رخ ندهد.

در این روش لوله پمپ، با یک توپی داخل قالب قرار داده میشود و فشار بتن پمپ شده توپی را خارج کرده (همانند روش لوله ی تر) و بتن داخل قالب ریخته میشود. با افزایش فشار بتن ریزی به دلیل افزایش عمقی که سر لوله در بتن قرار گرفته، لوله به آهستگی به بالا کشیده میشود. باید بتن، مقداری از بالای قالب سرریز کند تا لایه ی اولیه ی بتن که قدری با آب مخلوط شده است از قالب خارج شود. هنگام بتن ریزی باید اختلاف فشار هیدرولیکی داخل و خارج قالب از بین رفته و سطح آب در داخل و خارج قالب در یک تراز باشد.

۵) کار با کیسه (bag work):

کار با کیسه احتمالا یکی از قدیمی ترین و ساده ترین تکنیکهای قرار دادن بتن زیر آب است. این متد یک بسط طبیعی استفاده از مصالح بنایی است، اما دارای انعطاف پذیری است که بلوک های ساختمانی را قادر می سازد که به هم قالب بندی شوند، که در نتیجه قید خوبی پیدا می کنند. این روش ساخت متمرکز بر کار کارگر است اما توافق پذیری زیادی با نوع کار دارد. پروژه های قدیمی مهندسی از کیسه ها برای ساخت المان های بزرگ موقتی و کارهای دایم استفاده شده است. اگر چه پیشرفت های جدید در بتن ریزی زیر آب باعث شده این متد بی مصرف به نظر آید، اما نباید آن را تا این حد دست کم گرفت، بدلیل ۱) استفاده رایج از کیسه ها در ساخت دیوار های حایل برای عمل به عنوان کردن بتن پاشی. ۲) استفاده رایج آن در قراردهی سریع کیسه ها برای فرم دادن به حرکات غیر طبیعی و مکرر سیال. ۳) برای کار های ترمیمی کوچک کیسه ها به مهندسان راه حل ارزان، ساده و مورد استفاده در خیلی از موارد ارایه می دهند.

این تکنیک در مورد کارهای با دوام نباید با روش های مدرن مقایسه شود اما برای کارهای موقتی و یا کوتاه مدت این روش باید مد نظر قرارگیرد.

کیسه های مورد استفاده در این فرایند معمولا از پارچه مقاوم کنفی هستند و سایز آنها باید به صورتی باشد که برای انسان قابل حمل باشد. حداکثر اندازه دانه ها در حدود ۱۲ میلی متر است. نصف کیسه باید با یک بتن خیلی پلاستیک پر شود. کیسه ها قابل انعطاف خواهند بود، بنابراین آنها را قادر می سازد که در هم قفل شوند. خمیر سیمان از بین بافت های کنف تراوش می کند ووصل کردن کیسه ها به هم کمک می کند. زیاد پر کردن کیسه انعطاف پذیری مورد نیاز کیسه ها را برای قراردهی کاهش می دهد. کیسه ها با دست در جایشان گذاشته می شوند به همان نوع ارتباط دادنی که در کارهای آجری استفاده می شود. همان طور که کیسه قرار داده می شوند با کاری مانند میخ کوبی به وسیله طول کوتاهی از فولاد مسلح می شوند.

۶) (Placing non dispersible concrete (N.D.C:

این نوع بتن برای کمتر کردن جدایی به کار می رود، همچنین دارای خاصیت جاری شدن و خود تراز شدن را دارد. در نتیجه ، این ماده خیلی مرتجع ایت نسبت به تکنیکهای ضعیف قراردهی. چسپندگی بتن مرطوب به وسیله پلیمر از جدایی جلوگیری می کند حتی در شرایطی که بتن از بین آب ریخته می شود. خاصیت سیالیت آن باعث که بتن به صورت مناسبی قابل مسلح کردن باشد یا درشرایطی که بتن بتن باید متراکم شود به راحتی استفاده شود. بیشترین اثر این بتن در سهولت تولید بتن با کیفیت بالا در زیر آب است. خاصیت ذاتی چسبنده بتن اجازه می دهد از چند متر بالا تر، بتن از میان آب ریخته شود.

با استفاده از روشهای مرسوم و بتن های معمولی، سطح تماس بتن و آب در معرض فرسایش و مخلوط شدن قرار دارند، بنابراین ریختن بتن تازه در بالا بر روی بتن ریخته شده قبلی سبب به وجود آمدن لایه ضعیفی از مواد می شود. اما در مورد این نوع بتن خاصیت ویسکوزیته طبیعی مخلوط از این مشکل سطحی جلوگیری می کند، بنابراین قراردهی بر بتن قبلی را میسر می سازد.

پمپ کردن این نوع بتن احتمالا راحت ترین راه قراردهی است، کیفیت مواد یک سرعت حمل نسبتا سریع را اجازه خواهد داد به طوریکه نگهداری از پوشش بتن دیگر ضروری نیست. خاصیت ویسکوزیته طبیعی بتن در تولید افت های فشاری بالاتر در هنگام پمپ کردن موثر است. در کل افت فشار در هنگام استفاده از این بتن می تواند تا ۵۰ در صد بیشتر از افت فشار در بتن های معمولی باشد.

برای اندازه گیری توانایی خود ترازی این نوع بتن، بتن در یک لوله که ۲۰ متر طول دارد و از آب پر شده ریخته شد. بتن در قالب ریخته شد و اجازه داده شد در همان ترازی که به صورت راحت قرار می گیرد بایستد. در اتمام این آزمایش، مقاومت فشاری بتن به وسیله نمونه برداری اندازه کیری شد. بین آزمایش نشان می دهد که ابن نوع بتن کیفیت خود تراتزی بالایی دارد و مقدار از دست دادن مقاومت آن بر اثر جریان بتن خیلی کم است.

کنترل و نظارت:

کنترل کیفیت بتن دارای اهمیت بسیار زیادی است در فرایند بتن ریزی زیر آب می باشد. سد شدن در یک لوله و قیف سبب نتایج خیلی بدی خواهد شد. بنابراین تمام بتن هایی که وارد محل اجرا می شوند باید قبل از استفاده تست شوند. سرعت حمل و نقل نیز یک عامل بسیار مهم است. در فرایند قراردهی و حالت آماده نگهداشتن سطح ضروری است. در موارد استفاده از قیف و لوله در حجم بزرگ، یک برنامه دقیق باید برای مطمئن شدن از حمل و نقل صحیح و پیوسته بتن آماده شود.

دیده بانی فرایند قراردهی بتن در زیر آب اغلب غیر ممکن است. غواص ها می توانند برای دیده بانی فرایند پیشرفت بتن ریزی استفاده شوند ولی در اکثر موارد امکان دید زیر آب به حالتی است که غواصی به عنوان یک کنترل گر بی نتیجه خواهد بود. عموما، بر اساس بررسی انتهایی انجام می گیرد. بعد از ریختن بتن بازرسی های غواص باید انجام گیرد تا میزان حباب هایی که پس از بتن ریزی در سطح بتن ایجاد می گردند اندازه گیری شود و از بین بروند.

منابع:
۱- گرداوری و تالیف سایت civiltech.ir
۲- engineerstoday.blogspot.com
۳- www.diving-serv.co.uk
۴- mohammadrezamojabi.blogsky.com

بتن‌ریزی در زیر آب

بتن ریزی زیر آب در ساختمان‌های دریایی و آبی به کار می‌رود و لازمه آن استفاده از روشهای ویژه برای جلوگیری از خطر آب شستگی است. اقدام اول استفاده از فرمول مخصوص برای ترکیب بتن است، تا بتن همگنی خود را به هنگام فرو رفتن در آب حفظ کند.

روش‌های بتن ریزی زیر آب

روش پشته پیشرو

روش بتن ریزی زیر آب پشته پیشرو در جاهایی به کار می‌رود که عمق آب کم بوده و آب به حد کافی آرام باشد. روش این است که ابتدا مقداری بتن در آب، روی شیب ساحل، می‌ریزند، تا سطح بتن به بالای آب برسد، سپس بتن ریزی را روی آن ادامه می‌دهند.

روش بتن ریزی با لوله در آب