دلایل آسیب به بتن
6 علت عمده آسیب بتن
بتن دوام عالی دارد. به همین دلیل پرکاربردترین مصالح ساختمانی است. با این حال، شیوه های طراحی و ساخت، محدودیت های مصالح و قرار گرفتن در معرض شرایط آب و هوایی شدید می تواند منجر به آسیب بتن شود.
این می تواند بر جنبه های زیبایی شناختی، ساختاری و عملکردی یک سازه تأثیر بگذارد. عوامل متعددی مانند حملات شیمیایی، اضافه بار و ضربه، کربناته شدن، دوچرخه‌سواری خشک و مرطوب و آتش‌سوزی می‌توانند باعث آسیب قابل توجه بتن شوند. در این مقاله به بررسی دلایل آسیب به بتن میپردازیم.
در اینجا 6 علت اصلی آسیب بتن آورده شده است:
1. کربناته کردن
کربناته شدن زمانی اتفاق می افتد که دی اکسید کربن از طریق ریزترک ها و منافذ به بتن نفوذ می کند، با هیدروکسیدهایی مانند هیدروکسید کلسیم واکنش می دهد و کربنات کلسیم را تشکیل می دهد. محصول واکنش pH بتن را از 13 به 8 کاهش می دهد. کاهش قلیاییت میله های فولادی تعبیه شده را در معرض خوردگی قرار می دهد. با این حال، کربناته شدن میزان خوردگی میله فولادی را افزایش نمی دهد.
کربناته شدن بتن فرآیندی کند است. اگر کیفیت بتن خوب باشد، میزان کربناته شدن آن 1 میلی متر در سال تخمین زده می شود. با این وجود، نرخ کربناته شدن در بتن با محتوای سیمان کم، مقاومت کم، دوره پخت کوتاه، نسبت آب به سیمان بالا و نفوذپذیری بالا افزایش می‌یابد.
رطوبت نسبی بتن عامل دیگری است که میزان کربناته شدن را کنترل می کند. زمانی که رطوبت نسبی بتن بین 50 تا 75 درصد باشد به حداکثر می رسد. بنابراین می توان از کربناته شدن در رطوبت نسبی کمتر از 25 درصد صرف نظر کرد.
در نهایت، کربناته شدن بخش هایی از یک ساختمان بتنی را تحت تاثیر قرار می دهد که مستقیماً در معرض بارندگی هستند، از نور خورشید سایه می اندازند و دارای پوشش های بتنی کوچک هستند.
2. آرماتور خوردگی
خوردگی آرماتور عامل اصلی آسیب بتن است. زمانی رخ می دهد که PH بتن به 10 یا کمتر کاهش یابد و یون های کلرید، اکسیژن و رطوبت راه خود را پیدا کنند.
در نتیجه، حجم محصول خوردگی (زنگ) بیشتر از فولاد است که به بتن اطراف فشار وارد می کند و باعث ترک خوردگی، لایه لایه شدن یا ریزش آن می شود.
خوردگی آرماتورهای تعبیه شده در بتن را می توان با قرار دادن بتن با نفوذپذیری کم و بدون ترک و ایجاد پوشش بتنی مناسب روی میلگردهای فولادی به میزان قابل توجهی کاهش داد.
3. حمله شیمیایی
سولفات های سدیم، پتاسیم، کلسیم یا منیزیم محلول در خاک، آب دریا یا آب های زیرزمینی می توانند به بتن نفوذ کنند، با ترکیبات هیدراته واکنش دهند و منبسط شوند و باعث آسیب بتن شوند. علاوه بر این، حمله داخلی سولفات (تأخیر در تشکیل اترینژیت) ماده ای را ایجاد می کند که آب را جذب کرده و باعث تورم و ترک قابل توجهی می شود.
این شکل از حمله شیمیایی در شرایط دوچرخه سواری مرطوب و خشک بیشتر است. استفاده از نسبت آب به سیمان کم و سیمان با مقدار محدود تری کلسیم آلومینات بهترین اقدام برای جلوگیری از حملات سولفات است.
حمله اسیدی، چسب را از سطح بتن حل می کند، واکنش قلیایی – سنگدانه یک محصول گسترده ایجاد می کند، و حمله آب نرم، خمیر سیمان را در بتن فرسایش می دهد.
عملیات حفاظتی سطحی بتن می تواند به جلوگیری از حمله اسیدی کمک کند. علاوه بر این، بتن به اندازه کافی عمل آوری شده با نفوذپذیری کم می تواند میزان حملات اسیدی را کاهش دهد.
4. اضافه بار و اثرات
قرار دادن بارهای سنگین بر روی بتن باعث ایجاد ریزترک و ترک می شود. علاوه بر این، بارگذاری بیش از حد ممکن است به دلیل تغییر در عملکرد ساختمان بدون ارتقاء سازه مناسب، اضافه بار غیرعمدی و حوادث غیرعادی مانند زلزله رخ دهد.
برداشتن زودهنگام قالب‌ها یا ذخیره‌سازی مواد یا تجهیزات سنگین می‌تواند برخی از جنبه‌های یک سازه را اضافه بار کند. به عنوان مثال، تجهیزات ضربه ای می توانند منجر به ریز ترک های گسترده شوند. شکل متداول اضافه بار ضربه ای در لبه های دال اتصالات روی سطوح ترافیکی وسایل نقلیه رخ می دهد.
5. خسارت آتش سوزی
اگر بتن در معرض حرارت زیاد قرار گیرد، بیشتر مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و کشسانی خود را از دست می دهد. در مقابل، بتن با نسبت سنگدانه به سیمان بالا کاهش کمتری در مقاومت فشاری دارد و هر چه نسبت آب به سیمان کمتر باشد، اتلاف مدول الاستیک کمتری دارد. در نتیجه، آب حبس شده در بتن می تواند باعث پوسته پوسته شدن آن شود.
6. بتن بیش از حد مرطوب
محتوای بالای آب در مخلوط بتن، سیمان را به سطح می کشاند. در نتیجه سطح بتن قبل از گیرش خشک می شود و باعث انقباض، ترک، لایه لایه و کاهش مقاومت فشاری می شود.
سوالات متداول
- شایع ترین دلایل آسیب به بتن چیست؟
حمله شیمیایی، بارگذاری بیش از حد و ضربه، کربناته شدن، دوچرخه سواری خشک و مرطوب و آتش سوزی از عوامل اصلی آسیب های بتن هستند.
- علل خوردگی آرماتور در سازه های بتنی چیست؟
خوردگی آرماتور زمانی اتفاق می‌افتد که pH بتن به 10 یا کمتر کاهش یابد و یون‌های کلرید، اکسیژن و رطوبت وجود داشته باشد.
- منظور از کربناته شدن در بتن چیست؟
کربناته شدن زمانی اتفاق می افتد که دی اکسید کربن از طریق ریزترک ها و منافذ به بتن نفوذ می کند، با هیدروکسیدهایی مانند هیدروکسید کلسیم واکنش می دهد و کربنات کلسیم ایجاد می کند. محصول واکنش pH بتن را از 13 به 8 کاهش می دهد.
کاهش قلیاییت میله های فولادی تعبیه شده را در معرض خوردگی قرار می دهد. کربناته شدن بتن فرآیندی کند است. اگر کیفیت بتن بالا باشد، نرخ کربناته شدن 1 میلی متر در سال تخمین زده می شود.
- چگونه می توان تشخیص داد که بتن گازدار است؟
محلول نشانگر فنل فتالئین را روی سطح شکستگی تازه بتن اعمال کنید. اگر محلول بی رنگ بماند، pH بتن کمتر از 8.6 است که نشان دهنده کربناته شدن است. اما اگر محلول بنفش شود، PH بالای 8.6 است و هیچ نگرانی برای کربناته شدن بتن وجود ندارد.
