مخزن بتنی چیست؟ + کاربرد آن در صنعت

 مخزن بتنی برای نگهداری از آب شرب و یا آب فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه بتن ماده ای بسیار مقاوم به نظر می رسد، اما اگر به روش مناسب آب بندی نشود، دچار خوردگی خواهد شد. به دلیل اهمیت این موضوع ما در ادامه قصد داریم، ویژگی ها بتن و روش های آب بندی مخزن بتنی را بیشتر بررسی کنیم. پیش از هر مسئله توجه شما را به ویدیو زیر جلب می‌کنیم:

---

برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی صفر تا صد بازسازی خانه کلیک کنید!

---

چگونه می‌توان طول عمر مخزن بتنی را افزایش داد؟

تمام بتن‌ها با گذشت زمان خراب می شوند. سرعت خراب شدن بتن تابعی از دو عامل است:

• کیفیت بتن 
• محیطی که بتن تحت آن قرار می‌گیرد.

برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی 8 مرحله ساخت استخر بتنی کلیک کنید!

توجه به مواد تشکیل دهنده

کیفیت بتن به خصوصیاتی گفته می شود که در طرح اصلی ترکیب بتن گنجانده شده است. مانند نسبت آب به سیمان، نوع سیمان، اندازه و سختی سنگدانه و حفره هوا. کیفیت همچنین به روش های ساختمانی بتن مانند ترکیب مناسب، پوشش و پخت که برای قرار دادن استفاده می شود، بستگی دارد. اگر طراح و پیمانکار به این جزئیات توجه کرده باشند، بتن قابلیت نفوذ پذیری کمی خواهد داشت. در نتیجه، بتن در برابر صدمات انجماد و ذوب مقاوم است.

محیط

دومین عامل موثر بر میزان طول عمر بتن، محیط است. تصفیه خانه های آب و فاضلاب، محیطی سخت را برای بتن فراهم می کنند. حتی بتن با کیفیت بالا در این شرایط ماندگاری کمی خواهد داشت.

بهترین زمان برای محافظت از بتن، زمانی است که آن را تازه خریداری کرده اید. زیرا در این زمان هنوز، مواد شیمیایی سخت مانند اسیدها، نمک ها و سولفات ها فرصتی برای ورود به داخل بتن پیدا نکرده اند.

تشخیص مشکل

در فرآیند افزایش طول عمر، ابتدا تعیین دلیل خراب شدن بتن مهم است. داشتن این اطلاعات به شما امکان می دهد علت اصلی مشکل را برطرف کنید. این اطلاعات معمولاً از مهندسین مشاور و بنگاه های آزمایش بتن که در ارزیابی بتن تخصص دارند و معمولاً یک سری آزمایش های میدانی و آزمایشگاهی را انجام می دهند، بدست می آید. با استفاده از این داده ها، یک متخصص واجد شرایط می تواند مشکلات را پیش بینی کند. با استفاده از این اطلاعات می توانید استراتژی محافظتی خود را نیز تعیین کنید.

بتن چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟

بتن یک ماده ساختمانی عالی است. قرن‌هاست که انسان از بتن برای ساخت انواع سازه‌ها استفاده می‌کند. این ماده، از نظر فشرده سازی بسیار مقاوم و بسیار قوی است. با اختراع بتن مسلح در اواسط دهه 1800، مشخص شد که بتن دارای درجه‌ای از مقاومت کششی است. در سال 1868، ژوزف مونیر از فرانسه استفاده از بتن مسلح را برای ساخت لوله‌ها و مخازن ثبت اختراع کرد. از آن زمان، مهندسان از ویژگی‌های برتر مهندسی بتن آرمه استفاده کامل کرده و از آن برای ساخت مخازن آب و فاضلاب در سراسر جهان استفاده می‌کنند.

بتن و فولاد تقویت کننده

متأسفانه با ورود فولاد تقویت کننده به بتن، مشکل جدیدی ایجاد شد که دوام بتن را تحت تأثیر قرار داد. این ماده، می تواند باعث ترک خوردن و پاشیدن بتن شود. این ترک ها و جوش ها نه تنها یکپارچگی ساختاری بتن را کاهش می دهند، بلکه باعث می شوند عناصر مضر آزادانه وارد بتن شوند تا سرعت خراب شدن را تسریع کنند.

از دیگر مشکلاتی که بر دوام بتن در مخازن آب و فاضلاب تأثیر می گذارد، می توان به سایش، حمله شیمیایی و انجماد-ذوب اشاره کرد. این نیروهای تخریبی می‌توانند به طور قابل توجهی از عمر مفید سازه بکاهند. برای خرید انواع چسب بتن و محصولات آب بندی و ایزولاسیون به فروشگاه باروچین مراجعه نمایید!

حفاظت در برابر خوردگی

در این قسمت قصد داریم فرایند خوردگی بتن از مرحله ایجاد تا مرحله جلوگیری از آن را شرح دهیم.

دلیل اصلی خوردگی بتن چیست؟

یکی از مهمترین دلایل اصلی خراب شدن مخازن بتونی، خوردگی فولاد تقویت کننده است. در صورت وجود رطوبت و اکسیژن و عدم محافظت، فولاد دچار خوردگی می شود. در شرایط عادی، قلیائیت زیاد بتن (pH 12p ؛ 13) یک لایه اکسید محافظ طبیعی در اطراف فولاد ایجاد می کند که به عنوان یک لایه غیر فعال شناخته می شود. تا زمانی که این لایه دست نخورده باقی بماند، فولاد در برابر خوردگی محافظت می شود. متأسفانه نمک های محلول در آب موجود می توانند از طریق بتن سخت شده نفوذ کرده و این لایه غیرفعال را از بین ببرند.

بتن چگونه پوسیده می‌شود؟

هرچه کیفیت بتن پایین تر باشد، نفوذپذیری بیشتری در بتن ایجاد می کند و در نتیجه باعث نفوذ آسان آب، اکسیژن و نمک می شود. وقتی این اتفاق می افتد، زنگ زدگی روی سطح فولاد ایجاد می شود و حجم فولاد را تا حدود 6 برابر حجم اولیه آن افزایش می دهد. این انبساط از درون باعث ایجاد نیروهای کششی زیادی در داخل بتن می‌شود. از آنجا که بتن از نظر کشش نسبتاً ضعیف است، بتن ترک می خورد تا تنش های کششی را از بین ببرد. هنگامی که بتن ترک خورد، آب، اکسیژن و مواد شیمیایی تهاجمی می توانند آزادانه وارد بتن شده و به میلگرد تعبیه شده حمله کنند و روند خراب شدن تشدید شود.

چه استراتژی برای جلوگیری از خوردگی اجرا می‌شود؟

استراتژی قابل اجرا برای کاهش سرعت فرسایش، استفاده از بازدارنده های خوردگی نافذ است. یک بازدارنده خوردگی، همانطور که توسط موسسه بتن آمریکا تعریف شده است ، “یک مایع یا پودر است که به طور موثر خوردگی فولاد تقویت کننده را کاهش می دهد.” در مورد بتن موجود، یک بازدارنده خوردگی بر پایه آمینو الکل مایع می تواند بر روی سطح بتن پاشیده شود و در آنجا از طریق بتن سخت شده تا عمق میلگرد نفوذ کند. هنگامی که بازدارنده خوردگی نافذ به میلگرد می رسد، یک لایه محافظ در اطراف فولاد تشکیل می دهد. چنین روشی در آزمایشات آزمایشگاهی مستقل برای کاهش خوردگی در بتن مسلح از 60 تا 70 درصد نشان داده شده است. این فناوری به تجهیزات خاصی نیاز ندارد و به راحتی قابل استفاده است.

برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی مدیریت پروژه ساختمانی کلیک کنید!

سایش به دلیل واکنش‌های شیمیایی

آسیب سایشی در اثر اثرات سایشی گل و لای ناشی از آب، ماسه، شن و سایر آوارهایی که در تماس با بتن هستند و باعث فرسایش بتن می شوند ، ایجاد می شود. حمله شیمیایی می تواند انواع مختلفی داشته باشد. یک شکل آن با حضور اسیدها و آب با PH کمتر از 6.5 اتفاق می افتد. آبی که اسیدی باشد، ماتریس سیمان را که باعث جمع شدن سنگدانه در بتن می شود، حل می کند و باعث ضعیف شدن بتن می شود.شکل دیگر حمله شیمیایی زمانی رخ می دهد که سولفات های موجود در آب یا فاضلاب با تری کلسیم آلومینات موجود در سیمان واکنش داده و ترکیب انبساطی اترینگیت را تشکیل می دهند. این انبساط باعث ایجاد تنش های داخلی می شود که باعث ترک خوردگی یا خرد شدن بتن خواهد شد.

برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی 14 نکته اجرایی در پروژه‌های عمرانی کلیک کنید!

---

چه استراتژی برای جلوگیری از خوردگی در این حالت اجرا می‌شود؟

با جلوگیری از تماس آب موجود با بتن، می توان از آن محافظت کرد. به دلایل واضح، انجام این کار در داخل مخزن آب ممکن است چندان آسان نباشد. با این وجود می توان با استفاده از پوشش های محافظ این کار را انجام داد. هنگام تهیه یک استراتژی پوشش محافظتی معمولاً لازم است که بین مخازن آب و فاضلاب تفاوت قائل شوید؛ زیرا این مخزن حاوی آبی است که از نظر شیمی آب معمولاً بسیار تهاجمی تر است.

محافظت از مخزن بتنی آب در برابر پوسیدگی

برای محافظت از بتن در مخازن آب آشامیدنی، از پوشش های سیمانی اصلاح شده با پلیمر استفاده می شود. یک پوشش سیمانی اصلاح شده با پلیمر می تواند یک لایه محافظتی بسیار متراکم در سطح بتن ایجاد کند؛ در عین حال درجه ای از انعطاف پذیری را نیز فراهم نماید. یک پوشش سیمانی اصلاح شده با پلیمر می تواند این ترک های کوچک را پل کند و به اندازه کافی انعطاف پذیر باشد تا در مقابل حرکت ترک ناشی از انبساط حرارتی و انقباض بتن مقاومت کند. البته نوع پلیمر نیز مهم است. پلیمرهای اکریلیک و استایرن – اکریلیک ویژگی های مورد نظر برای این کار را دارند.

محافظت از مخزن بتنی فاضلاب در برابر پوسیدگی

برای مخازنی که حاوی فاضلاب هستند، مقاومت شیمیایی پوشش از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. برای اینکه این پوشش در محافظت از بتن موفقیت آمیز باشد، باید در غلظت های مشخص در فاضلاب نیز مقاومت خوبی داشته باشد. بهترین روش برای تعیین مقاومت یک پوشش خاص در برابر فاضلاب، آزمایش است.

برای مخازن فاضلاب، پوشش های اپوکسی مقاومت بالایی دارند. به طور دقیق تر، ثابت شده است که bisphenol مایع استاندارد اپوکسی با سخت کننده پلی آمین در مخازن فاضلاب بسیار با دوام است. سایر فن آوری های پوشش مانند پلی اوره، اورتان ها و وینیل استرها نیز مقاومت بالایی دارند اما اغلب به راحتی قابل استفاده نیستند. در حالی که اپوکسی ها به طور کلی مقاومت شیمیایی بسیار خوبی دارند و کاربر پسند هستند، لازم است در شرایط مناسب استفاده شوند.

قبل استفاده از پوشش اپوکسی برای مخزن بتنی فاضلاب، چه مواردی باید بررسی شوند؟

دو مسئله مربوط به رطوبت که باید قبل استفاده از پوشش اپوکسی بررسی شوند، انتقال بخار رطوبت (خارج شدن گاز) و رطوبت بیش از حد است.

انتقال بخار رطوبت. انتقال بخار رطوبت (خارج شدن از گاز) به این معنی است که آب به شکل گاز  (بخار رطوبت) در حال تلاش برای خارج شدن از بتن است. در شرایط مناسب دما و رطوبت، می توان بخار رطوبت را از بتن خارج کرده و به داخل جو رساند.

یک آزمایش ساده وجود دارد که می تواند در بررسی انتقال بخار رطوبت انجام شود. برای این کار کافی است، یک ورق پلی اتیلن 18 در 18 اینج، روی سطح بتن انداخته و برای حداقل 16 ساعت بگذارید، بماند.

اگر بعد از این مدت، قطرات بخار رطوبت یا چگالش در زیر صفحه پلاستیکی ظاهر شود، خارج شدن گاز اتفاق می افتد.

در چه صورتی نباید از پوشش اپوکسی روی مخزن بتنی استفاده کرد؟

نباید روی یک سطح بتونی که رطوبت آن بیش از چهار درصد است، از پوشش اپوکسی استفاده کنید. اگر میزان رطوبت بیش از چهار درصد باشد، رطوبت موجود در منافذ بتن می تواند از اتصال اپوکسی به بتن جلوگیری کند. به همین ترتیب، استفاده از پوشش اپوکسی روی بتن جدید تا حداقل 28 روز توصیه نمی شود، به این ترتیب بتن فرصت هیدراته شدن و رطوبت را دارد.

اگر رطوبت بتن بیش از چهار درصد باشد، آسان ترین راه حل این است که بتن خشک شود و به کمتر از چهار درصد برسد. بسته به دما و رطوبت، ممکن است زمان قابل توجهی طول بکشد تا این اتفاق بیفتد.

برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی مراحل ایزولاسیون استخر در 4 قدم کلیک کنید!

چرا باید از مخزن بتنی برای ذخیره آب استفاده کرد؟

مخازن بتونی تکان نمی خورند! از آنجا که مخازن بتونی از پلاستیک قوی تر هستند، در برابر باد مقاوم هستند و در اثر طوفان از بین نمی روند.

بتن متراکم تر است و بنابراین از پلاستیک خنک تر می ماند، به این معنی که رشد باکتری ها را در آب به حداقل می رساند.

مواد شیمیایی که معمولاً در مخازن پلاستیکی آب استفاده می شوند می توانند به آب آشامیدنی راه پیدا کنند. در حالتی که از بتن برای ذخیره آب استفاده کنید، دیگر چنین مشکلی وجود نخواهد داشت.

برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی صفر تا صد نوسازی کلیک کنید!

---

مراحل ساخت مخزن بتنی

برای ساخت مخزن بتنی روش‌های متفاوتی وجود دارد. ما در این مطلب قصد داریم بهترین روش‌هایی را که در حال حاضر وجود داشته و ارائه می‌شود، بررسی کنیم.

دیواره‌های مخزن

دیواره مخزن با استفاده از روش‌های ساخت از پیش ساخته ارائه می‎‌شود. روش‌های از پیش ساخت برای صفحات دیواری Preload سطح کنترل بی نظیری را ارائه می‌دهد و پیشرفته‌ترین نوآوری در روش‌های ساخت دیوار مخزن، همین متد است.

پانل‌های دیواری مخزن از قبل، در محل اطراف مخزن پیش ساخته هستند. پانل‌ها از طریق یک فرآیند ریخته‌گری، کارآمد در بسترهای ریخته‌گری به شکل انحنای دیواره مخزن ساخته می‌شوند. قبل از ریخته‌گری پانل‌ها، طرحی برای نشان دادن مکان‌های تخت پانل نسبت به ساختار مخزن آماده می‌شود. این روش ساخت بسیار سازگار با هر شرایطی است.

مقاوم سازی در برابر نیروهای طبیعی

یکی از نکات مهمی که باید در حین ساخت مخازن بتنی به آن توجه کرد، مقاوم سازی در برابر نیروهای طبیعی است.

به طور مثال، در مناطق با لرزه زیاد یا مکان‌هایی که دارای ارتفاع بالابر غیر هموار هستند، از کابل‌های مهار برای به حداقل رساندن جابجایی جانبی دیواره استوانه‌ای نسبت به پایه مخزن استفاده می‌شود.

همچنین، یک پوشش خارجی با پوشش شاتکریت به دیواره مخزن اعمال می‌شود. این مرحله از طریق یک فرآیند شاتکینگ پنوماتیک انجام خواهد شد. همچنین از شاتکریت برای پوشاندن دیافراگم فولادی و هر سیم پیش تنیدگی استفاده می‌کند. در طی این فرآیند، بتن روی سیم و دیواره با فشار هوا، بطور معمول به صورت لایه‌ای زده شده یا شلیک می‌شود.

پوشش شاتکریت متراکم غنی از سیمان، تقویت کننده پیش تنیده در برابر خوردگی و آسیب مکانیکی محافظت می‌کند. یک نازل ماهر نیز برای اطمینان از محصولی با کیفیت بالا، این پوشش را می‌پوشاند.

مقاوم سازی لایه نهایی

سطح نهایی مخزن، که به عنوان پوشش پایان شناخته می‌شود، با استفاده از یک اسلحه طبیعی یا یک مات استیل فولادی برای تولید یک ساختار مخزن با دوام و زیبا از نظر معماری پوشانده خواهد شد. در صورت تمایل برای زیبایی بیشتر، می‌توان یک پوشش تزئینی در قسمت خارجی مخزن قرار داد؛ اما نیازی به این کار نیست.

علاوه بر این، روند منحصر به فرد پیش تنش تک سیمه و محیطی در قسمت خارجی دیوار اعمال می‌شود. این روش با اثبات زمان، که توسط ابداع شده است، کل دیواره مخزن را در حالت فشرده‌سازی دائمی قرار می‌دهد. نگهداری دیواره مخزن در حالت فشرده‌سازی مداوم، از ترک خوردگی و نشت در هر شرایط سرویس جلوگیری می‌کند.

علاوه بر این، پیش تنیدگی لبه گنبد نیز آن را در حالت فشرده نگه داشته و امکان استفاده از گنبدهای بتونی با قطر بزرگ و با دهانه آزاد را فراهم می‌کند.

برای اطلاعات بیشتر از محصولات چسب آب بند و ایزولاسیون باروچین وارد شوید.

پایه مخزن

مخازن پیشرو با یک بنیاد جامد شروع می‌شوند.

ساخت مخزن با پی ریزی آغاز می‌شود و این مرحله بسیار مهم است. یک پایه مخزن جامد نیاز به آماده‌سازی کامل زیر پایه دارد. مهندسان ما هر پروژه را به دقت بررسی می کنند تا اطمینان حاصل کنند که مسائل ژئوتکنیکی در طول آماده‌سازی زیر پایه به درستی انجام شده است.

پس از آماده‌سازی پایه فرعی، حداقل سطح تسطیح ضخامت 6 اینچ مواد گرانولی در بالای زیر پایه قرار می‌گیرد. در نتیجه، این امکان را فراهم می‌کند تا یک منطقه کار با تخلیه آزاد برای تسهیل ساخت و سازه و اطمینان از تحمل نزدیک در ساخت کف به پایان برسد.

بنیاد Shallow

بنیاد Shallow جایی است، که کف مخزن و بارهای پایه به طور مستقیم بر روی خاک بومی یا مهندسی ساخته می‌شوند. خاک‌های پایه معمولاً با خاکبرداری خاک‌های نامناسب، نورد غلتکی  بازرسی سطح زیرین و جایگزینی خاک‌های نامناسب با ساختار کنترل شده و فشرده تهیه می‌شوند. برای این کار، از یک پایه کم عمق به طور مشترک با کف مخزن غشای بتونی استفاده می‌شود. با این حال، در برخی مواقع مانند بارهای ساختاری مخزن بسیار زیاد یا خاک‌های نامناسب که در زیر عمق عملیاتی گسترش می‌یابند، ممکن است مانع استفاده از یک پایه کم عمق معمولی شوند. در این حالت، گزینه‌های پی شامل یک پایه عمیق (شمع) یا یک سیستم پایه بهبود زمین است.

بنیاد عمیق

سیستم‌های فونداسیون عمیق از طریق استفاده از یک عنصر ساختاری (شمع فولادی H، شمع ریخته گری درجا، شمع بتنی پیش ساخته، شافت سوراخ شده و غیره) نصب شده روی یک لایه تحمل کننده خاک یا یک عمق کافی، از بارهای ساختاری و مایع مخزن پشتیبانی می‌کنند. شمع‌ها از فشار و سایر بارهای سازه با حداقل انحراف عمودی پشتیبانی می‌کنند. معمولاً انحراف عمودی یک شمع در کمترین حالت در نظر گرفته می‌شود. همانطور که کف مخزن مستقیماً بر روی شمع‌ها قرار می گیرد، از کف مخزن بتونی ساختاری برای مقاومت در برابر برش ناشی از بارهای نقاط شمع و لحظه‌های خمش بین شمع استفاده خواهد شد.

لوله کشی

لوله کشی برای انتقال در آب با انتقال مایع بدون وقفه به مخزن برای عملکرد تأسیسات ذخیره‌سازی حیاتی است.

بام

برای بام مخازن بتنی بیشتر از حالت‌های گنبدی شکل استفاده می‌شود.

برای پروژه‌هایی با محدودیت ارتفاع یا مخازن کاملاً دفن شده، از سقف بتونی دال تخت با ستون استفاده خواهد شد.

در پروژه‌هایی که سقف مورد نیاز نیست، مخازن سطح بالا یک انتخاب عالی است.

پیش فشار

پیش تنیدگی دایره‌ای و تک سیمه روشی است که از نظر زمانی اثبات شده است و پیش ساخته برای ساخت مخازن بتونی پیش تنیده سیم پیچ خورده استفاده می‌شود. پیش فشار دادن، تمام دیواره مخزن را به حالت فشرده سازی دائمی در می‌آورد. این از ترک خوردگی و نشتی مرتبط با انواع دیگر سازه‌های مخزن جلوگیری خواهد کرد. پیش فشار لبه گنبد را در حالت فشرده نگه می‌دارد و استفاده از گنبدهای بزرگ بتونی با دهانه آزاد را امکان پذیر خواهد کرد.

سیم پیش تنیدگی در اطراف مخزن به صورت مارپیچ مداوم و با استفاده از دستگاه‌های مخصوص طراحی شده که می‌توانند از استانداردهای صنعت فراتر رفته و الزامات کیفیت دقیق ما را برآورده کنند. این ماشین‌ها به ما این امکان را می‌دهد تا ضمن حفظ حداقل فاصله واضح بین سیم‌های پیش تنیدگی منفرد، یک نیروی ثابت را در سیم حفظ کنیم تا اطمینان حاصل شود که هر سیم به طور کامل در بتن شات قرار گرفته است.

برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی سازه‌ های بتنی  کلیک کنید!

کلام آخر در مخزن بتنی!

ما در این مطلب سعی کردیم مخازن بتنی و ویژگی های آن ها را بررسی کنیم. به صورت کلی مخازن بتنی برای ذخیره آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آنجایی که شرایط نگهداری از آن ها نیازمند داشتن اطلاعات و تخصص کافی می باشد. در رابطه با این موضوع نیز نکات اصلی را بررسی کردیم. اینکه از چه روش هایی می توان برای جلوگیری از پوسیدگی استفاده نمود. روش های آب بندی چیست. دلیل استفاده از مخازن بتنی برای دخیره آب چیست و بسیاری موارد دیگر، که بررسی گردید.

دفتر فنی ومهندسی باروچین، گلچینی از مهندسان حاذق و برجسته در صنعت عمرانی است. این مجموعه با داشتن پروژه های موفق بسیاری در استان تهران و استان البرز، از سرشناس ترین دفترهای فنی ومهندسی به شمار می آید.

مشاهده تجربیات ما و برخی از پروژه های بزرگ صورت گرفته در استان تهران و البرز، به پروژه ها رجوع نمایید.

برای آشنایی بیشتر با دفتر فنی و مهندسی باروچین به درباره ما مراجعه نمایید.

ارتباط با مشاورین برتر ما نیز به بخش تماس با ما رجوع کنید.

دفتر فنی و مهندسی باروچین به ساختن فردای بهتر می‌اندیشد!

محصولات باروچین

منبع1

منبع2