مقاله تحلیلی: فرسودگی سازه های بتنی

خرابی سازه‌های بتنی می‌تواند برای مالکان چالش‌برانگیز باشد. شناسایی معایب در زمان مناسب، برنامه‌ریزی و استراتژی تعمیر و بازسازی مسئله مهمی است. در این مقاله مکانیزم بعضی از خرابی‌های شناخته‌شده را بررسی خواهیم کرد. 

خرابی بتن

قبل از شروع بررسی دو شرط از نشریه 2008,OSIM را یادآوری می‌کنیم:

• عیب: شرایط نامطلوب قابل‌شناسایی که جزء اهداف اصلی طراحی نیستند.
• فرسودگی: یک نقص است که در طول دوره‌ای از زمان اتفاق می‌افتد.

نقص‌های مختلفی می‌توانند در خرابی سازه‌ها نقش داشته باشند. در زیر خلاصه‌ای از متداول‌ترین عیوب را مشاهده می‌کنید. به‌طورمعمول یک یا تعدادی از این نقص‌ها در ساختمان‌ها وجود دارد. برای ارزیابی واقعی سازه باید این نقایص را به‌درستی درک کنیم.

پوسته‌پوسته شدن

پوسته‌پوسته شدن به معنای از دست دادن سطحی از بتن (ملات) به دلیل ذوب و یخ‌بندان است(OSIM,2008-PCA͵2001) . این یک اتفاق فیزیکی است که معمولاً مصالح دچار آن می‌شوند.

این پدیده زمانی که فشار هیدرولیکی ناشی از انجماد آب در بتن بیش از مقاومت کششی بتن شود، اتفاق می‌افتد و در بتن‌های بی‌هوا متداول‌تر است و در بتن‌های هوادار در شرایط کاملاً اشباع اتفاق می‌افتد.

فروپاشی

فروپاشی یک خرابی فیزیکی مثل پوسته‌پوسته شدن یا شکستن بتن و تبدیل آن به قطعات کوچک‌تر است.

این حالت معمولاً در قالب پوسته‌پوسته شدن شروع می‌شود همچنین ممکن است ناشی از مواد شیمیایی یخ‌زدا، سولفات و کلرید و یا عمل یخ‌زدگی باشد.

فرسایش

فرسایش فرسودگی سطح بتن است که به دلیل آب شستگی ناشی از ذرات آب در سطح بتن رخ می‌دهد.

هنگامی‌که سطح بتن دارای شن و ماسه شسته شده باشد، سطح به‌وسیله سایش تخریب می‌شود همچنین ذرات یخ هم می‌توانند مشکل‌ساز باشند. این شاخص، ضعف دوام بتن را در معرض شرایط خاص نشان می‌دهد.

خوردگی آرماتور

خوردگی، فرسودگی آرماتورهای فولادی در بتن است. خوردگی می‌تواند ناشی از وجود کلرید و کربنات، ترک در پوشش بتنی و لایه‌لایه شدن سطح بتن و غیره باشد.

هنگامی‌که تمرکز یون‌های کلرید در سطح آرماتور به حد مجاز (مقداری که برای شکست لازم است) برسد خوردگی آغاز می‌شود.

 لایه‌لایه شدن

 لایه‌لایه شدن یک ناپیوستگی در سطح بتن است که به شکل جداشدگی دیده می‌شود اما به‌طور کامل از بتن زیری یا بالایی جدا نیست (OSIM͵2008). لایه‌لایه شدن اغلب به‌وسیله صدای توخالی ناشی از ضربه زدن و یا کشیدن سیم بر سطح بتن شناخته می‌شود.

خوردگی آرماتور و متعاقباً ترک‌خوردگی پوشش آرماتور می‌تواند باعث لایه‌لایه شدن شود. زمانی که میلگردها فاصله کمی دارند ترک‌ها در آن‌ها موازی سطح خارجی بتن گسترش می‌یابند.

ورقه ورقه شدن

ورقه ورقه شدن از گسترش لایه‌لایه شدن پدید می‌آید. درواقع زمانی که لایه‌لایه شدن ادامه پیدا می‌کند قطعات بتن از هم جدا می‌شوند.

اگر از لایه‌لایه شدن به‌موقع جلوگیری نشود و به تعمیر آن پرداخته نشود، روند خرابی در اثر بارهای خارجی، خوردگی، انجماد و ذوب ادامه پیدا می‌کند که می‌تواند موجب شکسته شدن قطعات لایه‌لایه شده شود.

واکنش قلیایی مصالح

نوعی ترک‌خوردگی در بتن است که از واکنش‌های شیمیایی بین قلیاها در سیمان و سیلیکا در مصالح ناشی می‌شود. ترک AAR/ASR در الگوهای ترک بسیار مشهور است.

در بتن مواد قلیایی سیمان با سیلیس فعال، واکنش نشان می‌دهند و در نتیجه بتن متورم می‌شود و با جذب آب حجمش زیاد می‌شود و به محیط اطراف فشار می‌آورد تا جایی که بتن ترک می‌خورد.

 ترک‌خوردگی بتن

ترک یک شکستگی خطی در بتن است که ممکن است در اندازه‌های مختلفی گسترش پیدا می‌کند.

برخی از افراد بر این باورند که ذات بتن با ترک همراه است چراکه مواد تشکیل‌دهنده، فرآیند آن از کارخانه تولید بتن تا بتن‌ریزی و عمل‌آوری، همه تحت تأثیر فاکتورهای گوناگونی قرار دارند که در این میان ترک‌خوردگی بتن مورد غافلگیرکننده‌ای نیست. ترک خوردن بتن در مراحل مختلفی ممکن است اتفاق بیفتد: مثلاً ممکن است قبل از سخت شدگی بتن یا در یک ساختمان قدیمی بتنی اتفاق بیفتد.

قبل از سخت شدگی:

• در توده بتن
• انقباض پلاستیک

بعد از سخت شدگی:

• انقباض خشک
• انقباض حرارتی
• در سطح زیرین

منبع

ترجمه شده توسط تیم مترجمین ۸۰۸

اگر دوست دارید به تیم مترجمین ۸۰۸ بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.