5 عامل شیمیایی مؤثر بر تخریب بتن

5 عامل شیمیایی مؤثر بر تخریب بتن

5 عامل شیمیایی مؤثر بر تخریب بتن

اگر می‌خواهید اهمیت و میزان تأثیر ۵ عاملی که در این مطلب به عنوان عوامل شیمیایی تخریب بتن به آنها خواهیم پرداخت، درک کنید، باید وسایل خود را بردارید و به بررسی قسمت های مختلف منزل یا ساختمان‌های نزدیک خود بپردازیم. متاسفانه، به دلیل کوتاهی در برخی موارد حیاتی، درصد بسیار بالایی از سازه‌های بتنی با پدیده تخریب بتن مواجه می‌شوند که ممکن است عامل اصلی آن عوامل شیمیایی یا عوامل فیزیکی باشند. عوامل فیزیکی مواردی هستند که به دلیل کوتاهی مهندس سازه یا پیمانکار به وجود می‌آیند و معمولاً از یک فشار بیش از حد به یک قسمت ساختمان نشأت می‌گیرد. این در حالی است که عوامل شیمیایی مؤثر بر تخریب بتن با موارد و فاکتورهای مختلفی گره خورده است که در این مطلب به معرفی ۵ مورد از آنها خواهیم پرداخت.

در حقیقت سرفصل این مطلب از گروه کاخانه بتن آماده پاسارگاد بدین صورت است که:

  • ابتدا تخریب بتن را به بحث می‌گذاریم؛
  • حملات صرفاً تهران معرفی می‌کنیم؛
  • تأثیر واکنش‌های قلیایی ماسه سنگها بر تخریب بتن را نشان می‌دهیم؛
  • تعریف واضح و مشخص از کربناته شدن یا کربناسیون بتن ارائه خواهیم داد؛
  • حمله کلرورها یا حمله کلرید ایران بحث می‌کنیم؛
  • و در نهایت حمله اسیدی را تعریف خواهیم کرد.

البته مطالب متعددی در مورد بتن آماده و تأثیر عوامل مختلف بر سازه‌های بتنی در وبلاگ کارخانه بتن آماده پاسارگاد آورده شده است که شما را به مطالعه آن دعوت می‌کنیم.

تخریب بتن چیست و به چه شکلی بر سازه تأثیر گذار است؟

تخریب بتن را باید بدین صورت تعریف کنیم که سازه بتنی در اثر عوامل خارجی و داخلی استحکام اولیه خود را از دست داده و به مرور زمان از هم پاشیده می‌شود. این عوامل خارجی و داخلی ممکن است به صورت فاکتورهای فیزیکی یا فاکتورهای شیمیایی خود را نشان دهند. هر کدام از این فاکتورها در نهایت باعث می‌شود که حالت اولیه سازه بتنی تغییر کرده و بدنه سازه به نسبت آن تضعیف می‌شود. در نتیجه، تخریب بتن ابتدا خود را به صورت شکستگی‌ها و ترک خوردگی‌های کوچک نشان می‌دهد که در نهایت با جدا شدگی کامل بیشتر دیده می‌شود.

به طور کلی عوامل فیزیکی مؤثر بر تخریب بتن شامل موارد زیر هستند:

  • تنظیم و توزیع نامناسب بار بر روی فونداسیون؛
  • تنظیم و توزیع نامناسب بار بر روی ستونها؛
  • وارد آمدن ضربات ناشی از پدیده‌هایی مانند رانش زمین و زلزله؛
  • برخورد اجسام سنگین و شتابدار مانند ماشین یا هر وسیله دیگری به سازه بتنی؛
  • تخریب عمدی یا سهوی بخشی از ساختمان و تأثیر و سایر قسمت‌های آن.

اما باید به خاطر داشته باشیم که تخریب بتن فقط به عوامل فیزیکی ختم نمی‌شود و عوامل شیمیایی نیز در آن دخیل هستند. با توجه به اینکه عوامل فیزیکی به راحتی دیده می‌شوند و در معرض دید قرار دارند، ما این مطلب را به عوامل شیمیایی اختصاص داده‌ایم و تأثیر هر کدام از این عوامل را به صورت علمی و مستند نشان خواهیم داد.

حملات سولفاته (SULPHATE ATTACK)

حملات سولفاتی یکی از رایج‌ترین و اصلی‌ترین عوامل شیمیایی تخریب بتن است که در جریان آن، سولفات به ساختار بتن و محتویات داخلی آن حمله کرده و باعث تخریب بخش‌های مختلف آن می‌شود. این تخریب می‌تواند به صورت یک واکنش شیمیایی و الکتروشیمیایی و خورده شدن فلزات باشد یا بر روی ساختار سیمان موجود در بتن تأثیر گذاشته و کیفیت آن را کاهش دهد. با توجه به اینکه سولفات موجود می‌تواند به صورت محلول باشد، تأثیر سه گونه از آن مطرح است:

  • آب‌های زیرزمینی نزدیک به فونداسیون و بخش‌های زیرین سازه؛
  • سولفات موجود در خاک و تأثیر آن بر روی بتن؛
  • خاکستر مواد مختلف حاوی سولفات که از طریق نفوذ رطوبت به بدنه بتن کشیده می‌شود.

حملات سولفاته (SULPHATE ATTACK) در تخریب بتن

واکنش سولفات با بتن و سازه بتنی بدین صورت است که بر روی واکنش هیدراتاسیون آن تأثیر منفی گذاشته به مرور زمان باعث می‌شود که ساختار بتن استحکام اولیه خود را از دست بدهد. البته تأثیر سولفات در مورد سازه‌هایی که حجم بالایی از بتن دارند، در ابتدا خود را به صورت شوره و یا لایه‌های نازک بتنی نشان می‌دهند و در گام‌های بعدی به مانند یک ترک کوچک تغییر شکل می‌دهند. با گذشت زمان و در جریان یک واکنش آهسته دو تا سه ساله، این ترک‌ها بزرگتر شده و تخریب بتن حالت جدی‌تری به خود می‌گیرد. برای مقابله با حملات سولفاته به بتن راهکارهای مختلفی وجود دارد:

  • استفاده از سیمان‌های ضد سولفات؛
  • پاک کردن زمین از یونهای سولفات؛
  • جلوگیری از نفوذ رطوبت به بخش‌های داخلی سازه بتنی؛
  • عایق بندی بخش‌هایی که احتمالاً با خاک حاوی سولفات در ارتباط هستند.

واکنش قلیایی ماسه سنگ‌ها (ALKALI AGGREGATE REACTION)

واکنش قلیایی ماسه سنگها یکی دیگر از شیوه‌های شیمیایی تخریب بتن است که ساختار آن در اثر برخی مواد قلیایی کیفیت و استحکام خود را از دست می‌دهد. معروف‌ترین موادی که در این مورد شناخته می‌شوند اکسید سدیم (Na2O) و اکسید پتاسیم (K2O) است. ساختار و ترکیب شیمیایی این مواد قلیایی به شکلی است که با برخی مواد سیلیسی که در ساختار برخی از ماسه سنگ‌ها وجود دارد، واکنش می‌دهد و باعث از بین رفتن ساختار اولیه و ترک خوردگی و فروپاشی آن‌ها می‌شود. با توجه به تأثیر رطوبت بر روی میزان قلیائیت، در محیط‌های مرطوب این واکنش بیشتر دیده می‌شود.

واکنش قلیایی ماسه سنگ‌ها (ALKALI AGGREGATE REACTION) در تخریب بتن

البته واکنش قلیایی ماسه سنگ و ها همانند واکنش حمله سولفاتی بسیار کند است و چندین سال طول می‌کشد تا شکاف و آن به وجود بیاید. برای پیشگیری از تخریب بتن در اثر واکنش قلیایی ماسه سنگ‌ها می‌توان از روشهای زیر استفاده کرد:

  • اجتناب از استفاده از موزه سنگ و های واکنش پذیر نسبت به مواد قلیایی؛
  • استفاده از سیمان‌های با محتوای قلیایی کم؛
  • استفاده از مواد پوزولانی که از واکنش قلیایی ماسه سنگ و ها جلوگیری می‌کند و آن‌ها را به صورت ترکیبی با مواد قلیایی موجود در سیمان نگه می‌دارند.

کربناته شدن یا کربناسیون بتن (CARBONATION)

هنگامی که بتن در جریان واکنش هیدراتاسیون سیمان سفت می‌شود، در جریان آن هیدروکسید کلسیم آزاد می‌شود که یک محیط قلیایی محافظت‌کننده به وجود می‌آورد و از خوردگی فولاد جلوگیری می‌کند. در برخی موارد، هیدروکسید کلسیم آزاد شده در این واکنش با دی اکسید کربن موجود در اتمسفر ترکیب می‌شود و کربنات کلسیم به وجود می‌آورد که منجر به ترک خوردگی و در نهایت تخریب بتن می‌شود. این واکنش با عنوان کربنات شدن یا کربناسیون بتن شناخته می‌شود و باعث کاهش قدرت حفاظتی و تقویتی بتن می‌شود.

کربناته شدن یا کربناسیون بتن (CARBONATION)در تخریب بتن

معمولاً واکنش کربنات شدن قابل جلوگیری نیست، اما در مورد بتن‌های با کیفیت این واکنش تنها به لایه‌های سطحی بتن محدود شده و در ۵۰ سال تنها در حدود ۲۰ میلی متر رشد می‌کند. این می‌تواند یک خبر ناگوار و خطرناک برای بتن‌هایی باشد که نفوذ پذیر هستند و پوشش کافی برای آنها در نظر گرفته نشده است. زمانی که بتن مورد نظر نسبت به نفوذ رطوبت و دی اکسید کربن موجود در اتمسفر نفوذ پذیر باشد، یک عمل گالوانیکی رخ خواهد داد که خود را به صورت کربناته شدن بتن و در نهایت تخریب بتن نشان می‌دهند.

حمله کلرورها یا حمله کلریدی (CHLORIDE ATTACK)

حمله کلرورها یا حمله کلریدی یکی دیگر از شیوه‌های حمله به ساختمان بتن است که در نهایت باعث فروپاشی ساختار آن و تخریب بتن می‌شود. کلر از چند جهت می‌تواند بر روی سازه بتنی تأثیر گذار باشد. در وهله اول، در زمان سفت شدن بتن، ممکن است گاز کلر به صورت مولکول‌های گاز خارج شده و بتن متخلخل شود. اگر به صورت کلر محلول در آب به بدنه بتن وارد شود، می‌تواند ساختار سیمان را تحت تأثیر قرار داده و سیلیس موجود در ماسه سنگ را کاهش دهد که در نهایت باعث ترک خوردگی بتن می‌شود. همچنین اگر کلر در اثر نفوذ به بدنه بتن خود را به قسمت‌های فولادی و میلگردها برساند، باعث ایجاد یک واکنش الکتروشیمیایی شده که به تخریب آهن و فولاد می‌انجامد و در نهایت باعث تخریب بتن و تضعیف سازه بتنی می‌شود.

حمله کلرورها یا حمله کلریدی (CHLORIDE ATTACK) در تخریب بتن

حمله اسیدی (ACID ATTACK)

سیمان‌های فاقد آهن معمولاً به سرعت توسط اسیدها مورد حمله قرار می‌گیرد. در این واکنش، سیمان پرتلند پوزولانی به دلیل نداشتن آهک یا محتویات آهک کمتر، بیشتر مورد حمله قرار می‌گیرند و مقاومت آنها در برابر اسید کمتر است. اگر در بند قبلی به تولید کلسیم هیدروکسید در واکنش هیدراتاسیون توجه کرده باشید، به عنوان یک باز با اسیدهای معدنی و آلی ترکیب می‌شود و باعث به وجود آمدن یک نمک اسیدی در ساختار بتن شده که به مرور زمان به تخریب بتن منجر می‌شود.

حمله اسیدی (ACID ATTACK) در تخریب بتن

 واکنش کلسیم هیدروکسید با اسیدهای آلی و معدنی به صورت واکنش زیر است:

H2SO4 + Ca (OH) 2 → CaSO4 + 2H2O

برخی از مواد اسیدی که می‌توانند به تخریب بتن منجر شوند:

  • اسید معدنی: اسید سولفوریک، اسید هیدروکلریک، اسید نیتریک، اسید فسفریک
  • اسید آلی: استیک، لاکتیک، تاننیک و فرمیک

هر کدام از این عوامل شیمیایی به یک شیوه خاص و منحصر به فرد بر روی ساختار بدن تأثیر گذاشته و در نهایت منجر به تخریب بتن می‌شود. در مطالب قبلی به 5 اشتباه بزرگ در کاربرد بتن آماده پرداختیم که در کنار این عوامل می‌تواند به اجرای هرچه بهتر سازه بتنی به شما کمک کند.

نوشتن یک پیام

Your email address will not be published.

پست مرتبط

WordPress Themes

Enter your keyword