مشاهدات کلی دوام بتن

دوام بتن Durability of concrete یکی از ویژگی ها وخاصیت های بتن است که امروزه توجه زیادی به آن می شود. در طی سالیان گذشته کارشناسان صنعت بتن بیشتربرتوان مقاومتی آن تاکید می نمودند اما در حال حاضربه دلایل مختلفی که وجود دارد دوام بتن به مسئله ای مهم بدل گشته است. با توجه به اینکه عواملی مانند مناسب بودن مواد اولیه تشکیل دهنده وبهینه بودن شرایط ملات ریزی و ساخت و عمل آوری بتن باعث بالا رفتن طول عمر و کارایی ملات سیمانی دراکثر محیط های طبیعی و صنعتی شده است. اما عدم پایداری و درهم شکستگی و تزلزل بناهای سیمانی در بعضی شرایط اتفاق افتاده است واین جریانات باعث شده است معیارهای افزایش دهنده پایداری سازه های سیمانی مورد بررسی قرار گیرد.

تعریف دوام بتن

 

در یک تعریف کلی طول عمر محصول و خدمت رسانی طولانی مدت آن مترادف با واژه دوام در نظر گرفته شده است. دوام و پایداری یک محصول در برخی شرایط و حالت ها، با دوام همان محصول در شرایط دیگری متفاوت خواهد بود. بنابراین با توجه به این موضوع شرایط محیطی گزینه ای غیرقابل حذف از تعریف دوام بتن می باشد. از نظرانستیتوی بتن آمریکا ( ACI) دوام بتن اینگونه تعریف شده است : توانایی این فراورده برای پایداری در برابرعوامل متفاوت تاثیرگذار از قبیل هوازدگی، واکنش های شیمیایی، سایش و هر نوع واکنش و عملیاتی که باعث آسیب دیدگی در بتن شود. بنابراین در نهایت می توان گفت بتنی که شکل ظاهری، مرغوبیت و کارایی خود را درطول زمان درمحیط حفظ نماید بتن بادوام می گویند.

زمانی که فراورده ای کارایی خود را از دست می دهد یعنی به پایان عمر فعالیت و خدمت رسانی اش رسیده است.  ویژگی ها و قابلیت های آن بر اساس شرایط محیطی که در آن بوده است آسیب دیده و در صورت استفاده از آن با شرایط غیرکارامد و ناایمن رو به رو خواهیم بود.

هوازدگی بتن

 

بتن با کیفیت ومرغوب محصولی است که در برابرعوامل متفاوت و متنوع محیطی توان پایداری زیادی داشته باشد. این در حالی است که ویژگی های محیطی و معمولی می تواند اثرات مخربی بر سطوح بتنی ضعیف داشته باشد، زمینه را برای تجزیه و فروپاشی آن فراهم آورد. دگرگونی های آب و هوایی و اثرات آن در شرایطی از قبیل یخ زدگی و ذوب آن، تر وخشک شدن پی درپی، واکنش های زیان بار و دگرگونی های دمایی در بتن حجیم است.

از جمله فاکتورهای مهم و تاثیرگذار بر دوام وپایداری بتن می توان به قابلیت های فیزیکی ملات سیمانی سخت شده، اجزای تشکیل دهنده بتن و روش های استفاده شده در تهیه و ساخت ملات های سیمانی اشاره نمود. در راستای تاثیر بر دوام بتن و ساخت محصولی با توان پایداری و دوام مناسب باید درصد اختلاط آب و سیمان پائین باشد ومصالح و مواد اولیه مرغوب و باکیفیت استفاده گردد. بتن مناسب و باکیفیت باید غلظت وتراکم مناسبی  داشته باشد و پروسه عمل آوری ملات درست انجام گردد. در صورتی که شرایط محیطی به گونه ای باشد که احتمال یخ زدگی وانجماد و ذوب شدن در ملات وجود داشته باشد باید هوازایی ملات در حدود ۴ تا ۶ درصد در نظر گرفته شود.

در راستای بررسی ومطالعه دوام بتن خاصیت های ارتجاعی، خمیری و دمای بخش های سازنده وتشکیل دهنده و همچنین ناسازگاری های احتمالی را مورد بررسی و ارزیابی قرار می دهند. در حقیقت آب به عنوان گزینه ای معرفی می گردد که در تمامی آسیب دیدگی ها و مشکلات سیمان حضور دارد. معمولا در سطوح روزنه دار و متخلخل درصد نفوذپذیری و تراوایی در مقابل آب تعیین کننده درصد آسیب و شدت آن است.

حتما بخوانید (محصول پیشنهادی)  روشهای ترمیم سازه های بتنی

 

دوام بتن

عوامل فیزیکی تاثیر گذار بر دوام بتن

 

دوام بتن تحت تاثیرعوامل فیزیکی می باشد. در واقع این عوامل پایداری سیمان را به گونه ای زیان آور تحت تاثیر قرار می دهند. از جمله این عوامل فیزیکی می توان

 

  • پوسیدگی ظاهری و سطحی، ایجاد ترک و درز در سطوح سیمانی که نشئت گرفته از فشار تبلور نمک ها در روزنه ها، قرار گرفتن در مجاورت تغییرات دمایی زیاد مانند انجماد و حرارت بالا

 

  • قرار گرفتن در معرض مواد آسیب زننده شیمیایی از قبیل نفوذ مواد اسیدی به درون ملات های سیمانی، فرایندهای منبسط شونده در نتیجه ی واکنش های سولفاتی، تعاملات قلیایی سنگدانه ها و تحلیل و خوردگی میلگردها در بتن

 

اهمیت دوام بتن

 

امروزه در طراحی و اجرای بناهای سیمانی تاکید براین نکته می شود که باید تمامی ویژگی های مربوط به توان پایداری و دوام مصالح استفاده شده مانند دیگر قابلیت ها و توانایی های آن از قبیل خاصیت های مکانیکی وهزینه ها مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد. بحث دوام بتن وپایداری آن از لحاظ اقتصادی بسیار تاثیرگذار و مهم است. زیرا در صورت پائین بودن درجه دوام و استحکام محصول هزینه های مربوط به بازسازی ومرمت وجایگزینی سازه ها که در نتیجه آسیب دیدگی مصالح اتفاق می افتد بخش قابل ملاحظه ای از هزینه های ساخت سازه ها را به خود اختصاص می دهد. در یک بررسی مشخص شده است که در کشورهای صنعتی نزدیک به ۴۰ درصد از بودجه اختصاص یافته برای ساخت و ساز و احداث صرف هزینه های ناشی از مرمت و بازسازی و محافظت از سازه می شود. این در حالی است که ۶۰ درصد آن در راستای ساخت بناهای جدید استفاده می گردد.

روند روبه رشد هزینه های جایگزینی در صنعت ساخت وساز و توصیه به مخارج مصرفی در مدت فعالیت بناها به جای تاکید بر شناسایی اولیه هزینه ها امروزه کارشناسان و مهندسان را وادار نموده است که مسئله دوام بتن را جدی بگیرند. همانگونه که قبلا بیان شد ارتباط نزدیکی بین پایداری مصالح و ویژگی های محیطی وجود دارد. نگهداری و محافظت از مواد اولیه طبیعی در راستای افزایش دوام مصالح علاوه بر خاصیت های دیگر در گام اول یک فعالیت زیست محیطی می باشد. امروزه به کارگیری بتن در مکان های آسیب زننده و تحت تاثیر محیط، روند رو به رشدی در پیش گرفته است. به عنوان نمونه می توان سکوهای فرا ساحلی، منبع های قابل استفاده برای نگهداری گازهای مایع در شرایط محیطی سرمازا، راکتورهای متاثر از فشار زیاد که در صنعت هسته ای استفا ده می شود را می توان نام برد.

بنابراین با توجه به کارایی و کارامدی استفاده از سازه های بتنی در مکان های متفاوت باید برای کاهش زیان های احتمالی جانی و مالی که ناشی از ناپایداری و عدم دوام سازه های بتنی و خرابی های زود رس اتفاق می افتد مسئله دوام بتن را به عنوان مسئله ای مهم مورد بررسی قرار داد.

 

مشاهدات کلی دوام بتن

 

قبل از صحبت در رابطه با شرایط و جوانب دوام بتن برای درک بهتر این موضوع چند مبحث کلی ارائه می شود.

حتما بخوانید (محصول پیشنهادی)  نحوه واترپروف کردن سطوح بتنی

 

  • گزینه بسیار مهم در تخریب و آسیب دیدگی مواد اولیه ساختمانی و مصالح، آب می باشد. آب عنصری مهم و تاثیر گذار در راستای ایجاد مشکلات مربوط به دوام بتن می باشد. همچنین آب این عنصر حیات در بیشترین واکنش ها و تعاملات فیزیکی عامل افت کیفیت در اجسام دارای روزنه و تخلخل می باشدواین عنصر در راستای جا به جایی یون های حمله کننده آغازگر پروسه های شیمیایی و تاثیرگذار بر کاهش کیفیت می باشد.

 

  • نکته مهم دیگر این است که رویدادهای فیزیکی و شیمیایی وابسته به جابه جایی آب در سطوح روزنه دار و با درصد تخلخل بالا با استفا ده از درصد نفوذپذیری جامدات محافظت و کنترل می گردد. به عنوان نمونه درصد آسیب های شیمیایی وارد شده به یک جسم به رخنه و ورود آن به جسم یا ماندن در سطح بستگی دارد.

 

  • میزان آسیب دیدگی و تخریب متاثراز نوع وتراکم یون های آب وفرمول های شیمیایی جسم مورد نظر است. بتن در گروه محصولات با خاصیت بازی است و چون این فراورده که در نتیجه ی واکنش های هیداراتاسیون سیمان پرتلند می باشد از فرمول های قلیایی کلسیمی ساخته شده است. بنابراین داشتن این باور که آبهای اسیدی برای سطوح بتنی مضر هستند باوری درست است.

 

زوایای مهم دوام بتن

آسیب دیدگی های بتن و تاثیرات آن

 

  • صدمات وارده بر اثر انجماد و ذوب شدگی  بتن زمانی که در معرض یخ زدگی و ذوب شدگی ناشی از تغییرات دما قرار می گیرد دچار ترک و روزنه و تزلزل خواهد شد. دلیل این صدمات وارده منبسط شوندگی خمیر سفت شده در تغییرات دمایی در دوره های متناوب می باشد.

 

  •  حمله سولفاتی  به دلیل رخنه کردن یون سولفات یا نمک های اسید سولفوریک که در آب یا خاک هم جوار با سطوح بتنی وجود دارد ترکیباتی با قدرت منبسط شوندگی در بتن به وجود می آید که به مرور زمان باعث ازهم گسیختگی و تزلزل در سطوح بتنی میشود و این آسیب دیدگی ها با گذشت زمان به درون بتن نفوذ پیدا کرده و مقدمات خرابی و آسیب به بتن را فراهم می کند. با توجه به مطالب بیان شده اهمیت بررسی و ارزیابی نمک های اسید سولفوریک موجود درخاک و آب مشخص می گردد.

 

  • واکنش قلیایی سنگدانه ها  در بعضی شرایط سنگدانه ها با اکسیدهای قلیایی سیمان عکس العمل هایی نشان می دهند که این تعامل ها منبسط شوندگی در بتن را به همراه دارند که در نتیجه این افزایش حجم که در حضور رطوبت انجام می شود بتن بر اثر فشارهای وارده از درون دچار ترک و درز می شود. در این نوع خسارت های حاصله آسیب دیدگی از درون شروع شده و گسترش می باید و تمام جسم را درگیر می نمایند و باعث تزلزل و ازهم پاشیدگی بتن می گردد. در همین راستا سنگدانه هایی که قابیت تعامل و واکنش دارند مانند اوپال، کریستوبالیت، کلسدونی، تریدیمیت و شیشه های سیلیسی باید مورد ارزیابی قرار گیرند و در صورت اکتیو بودنشان از سیمان هایی با خاصیت بازی کمتر از ۶۰ درصد برای تعاملات قلیایی_سیلیسی و ۴۰ درصد برای عکسل العملهای بازی کربناتی استفاده می گردد.

 

  • خوردگی و تحلیل آرماتورهای دفن شده در بتن  در صورتی که پوشش های محافظت کننده تحلیل بتن بر روی میلگردها و آرماتورهای فرورفته در بتن از بین رود در نتیجه واکنش های اکسیژن وآب تحلیل و خورندگی در فولادها روند رو به رشدی را در پیش خواهند گرفت. در صورت افزایش جرم فراورده های زنگ آهن در اطراف میلگردها، فشارهای حاصله داخلی باعث ترک خوردن و بالا آمدن آنها می شود. ابتدائی ترین دلیل تحلیل و خوردگی رخنه و نفوذ یون کلر و گاز دی اکسید کربن به درون بتن می باشد.
حتما بخوانید (محصول پیشنهادی)  برای آب بندی استخر خاکی از چه موادی به عنوان عایق رطوبتی استفاده می شود؟

 

  • سایش و فرسایش در بعضی سطوح بتنی به دلیل جا به جایی و رد شدن وسایل حمل و نقل و یا جریان داشتن آب روی سطوح شاهد آسیب دیدگی وخرابی سطوح می باشیم که به صورت جدا شدن ذرات بتن از سطح و در نتیجه خراب شدن و از بین رفتن بخشی از سیمان می انجامد. برای ممانعت از ایجاد این شرایط با بالا بردن توان مقاومتی فشاری سیمان می توان پایداری سایشی و فرسایشی آن را بالا برد.

 

دوام بتن و آسیب رسان بودن آب ؟؟؟

 

دوام بتن متاثر از واکنش های آب و فرایندهای فیزیکی و شیمیایی آن می باشد. آب که در بین مایعات بیشترین نوع می باشد در انواع متفاوتی مانند آب دریا، زیرزمینی، دریاچه،رودخانه، باران و برف و … وجود دارد. مولکولهای ریز این عنصر توان بالایی دررخنه و نفوذ  به اجسام دارند. این عنصر که نوعی حلال به حساب می آید می تواند در مقایسه با مایعات دیگر مواد بیشتری را در خود حل کند. این توانایی بیشتر به دلیل عناصر و گاز در برخی آب ها می باشد که خود عامل بسیاری از تجزیه ها است. از دیگر ویژگی های آب دارا بودن بالاترین درجه حرارت برای تبخیر در مقایسه با دیگر مایعات معمولی می باشد. با توجه به این خاصیت در درجه حرارت معمولی این عنصر علاقه ای به بخار شدن ندارد و جذب شدن در جامدات دیگر برایش جذاب تر است و تزلزل و از هم پاشیدگی در سطوح روزنه دار با درصد تخلخل در نتیجه نفوذ و تغییرات ساختار آب می باشد.

زوایای مهم

 

بیشتر دانش ما در مورد واکنش های فیزیکی و شیمیایی است که برتحلیل و آسیب دیدگی بتن تاثیر گذار می باشند. در حقیقت تحلیل،خرابی و آسیب دیدگی سطوح بتنی در نتیجه ی تاثیر یک عامل مخرب نمی باشد و در حالت های آسیب دیدگی با شدت ودرصد بیشتر خرابی شاهد تاثیرعوامل متفاوتی بوده ایم. عوامل فیزیکی و شیمیایی تاثیرگذار بر تحلیل و خرابی به اندازه ای در هم پیچیده شده و هم پوشانی دارندو همدیگر را تحریک وتشدید می نمایندکه عملا جدا نمودن علت و معلول ها کاری غیر ممکن است و درجه بندی و تقسیم بندی آسیب دیدگی های بتن به انواع مشخص و مجزا باید با احتیاط انجام گردد.

دوام بتن متاثر از نفوذپذیری بتن

 

در راستای افزایش دوام بتن و پایایی آن رعایت نکات زیر الزامی است

 

  • به کارگیری سیمان بهینه و مناسب

 

  • افزایش عیار و درجه سیمان

 

  • به کارگیری درست و کارامد درصدهای اختلاط سیمان و آب

 

  • استفاده از مواد افزودنی بتن از قبیل روان کننده ها و محصولات حباب سازو …

 

  • عمل آوری مناسب و بهینه با روش های کارامد ملات های سیمانی

 

  • ساخت بتنی با بیشترین درصد تراکم با بهره گیری از راهکارها و روش های مناسب

 

از اینکه تا پایان مطالعه این مطلب همراه ما بودید سپاسگزاریم.

 

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نظر خود را در کادر زیر وارد کنید.

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

درصورت تمایل شماره تماس خود را وارد نموده تا کارشناسان ما با شما تماس بگیرند.