مقاله تحلیلی: ۶ دلیل اصلی آسیب دیدن بتن

بتن دوام فوق‌العاده‌ای دارد و به همین علت پرکاربردترین مصالح در ساخت‌وساز به‌حساب می‌آید. بااین‌حال بتن ممکن است به دلیل مشکلی در طراحی و ساخت‌وساز، محدودیت‌های مصالح و قرارگیری در معرض شرایط آب و هوایی حاد آسیب ببیند.

آسیب‌دیدگی بتن ممکن است زیبایی، ساختار و عملکرد یک سازه را تحت تأثیر قرار دهد. عوامل مختلفی مثل تهاجم مواد شیمیایی، بارگذاری بیش‌ازحد، ضربه، کربناسیون،‌ چرخه خشک و تَر شدن و آتش ممکن است باعث آسیب‌دیدگی قابل‌توجه در بتن شوند.

در ادامه به ۶ دلیل اصلی آسیب‌دیدگی بتن می‌پردازیم.

۱- کربناسیون

کربناسیون وقتی اتفاق می‌افتد که کربن دی اکسید به‌واسطه میکرو حفره‌ها یا ترک‌ها به داخل بتن نفوذ می‌کند. سپس با هیدروکسیدهایی مثل کلسیم هیدروکسید واکنش می‌دهد و کلسیم کربنات را شکل می‌دهد. کلسیم کربنات حاصل pH بتن را از ۱۳ به ۸ کاهش می‌دهد. کاهش خاصیت قلیایی، میلگردهای فولادی را در معرض خوردگی قرار می‌دهد. بااین‌حال کربناسیون موجب افزایش سرعت خوردگی میلگردها نمی‌شود.

کربناسیون بتن یک فرآیند کند است. اگر بتن کیفیت خوبی داشته باشد، سرعت کربناسیون در حدود یک میلی‌متر در سال تخمین زده می‌شود. بااین‌وجود اگر مقدار سیمان موجود در بتن و مقاومت آن کم، دوره عمل‌آوری کوتاه، نسبت آب به سیمان زیاد و نفوذپذیری بالا باشد؛ سرعت کربناسیون افزایش می‌یابد.

رطوبت نسبی بتن عامل دیگری است که سرعت کربناسیون را تحت تأثیر قرار می‌دهد. زمانی که رطوبت نسبی بین ۵۰ تا ۷۵ درصد باشد، سرعت کربناسیون به ماکسیمم می‌رسد؛ بنابراین از کربناسیون در رطوبت نسبی کمتر از ۲۵ درصد می‌توان صرف‌نظر کرد.

درنهایت کربناسیون قسمت‌هایی از ساختمان بتنی که مستقیماً در معرض بارندگی و‌ در سایه نور خورشید قرار دارند و یا کاور بتنی کمی دارند، تحت تأثیر قرار می‌دهند.

۲- خوردگی میلگردها

خوردگی میلگردها درنتیجه وارد شدن آسیب به بتن رخ می‌دهد. خوردگی میلگردها وقتی اتفاق می‌افتد که pH بتن تا ۱۰ و کمتر کاهش می‌یابد و هم‌چنین یون‌های کلرید، اکسیژن و رطوبت به بتن نفوذ می‌کنند.

درنتیجه میزان خوردگی به‌قدری افزایش می‌یابد که به قسمت‌های بتنی اطراف فشار وارد می‌کند و باعث ترک‌خوردگی، ورقه شدن یا لایه‌لایه شدن بتن می‌شود.

خوردگی آرماتورهای درون بتن را می‌توان به‌طور قابل‌توجهی با کاهش نفوذپذیری بتن، استفاده از بتنی که ترک نمی‌خورد و تأمین کاور بتنی مناسب برای میلگردها کاهش داد.

۳- تهاجم مواد شیمیایی

سولفات سدیم، پتاسیم، کلسیم یا منیزیم محلول در خاک، آب دریا یا آب‌های زیرزمینی ممکن است داخل بتن نفوذ کند و با ترکیبات هیدراته واکنش دهد و موجب انبساط و نهایتاً آسیب‌دیدگی بتن شود. علاوه بر این تهاجم داخلی سولفات‌ها موجب تولید ماده‌ای می‌شود که آب را جذب کرده و باعث افزایش حجم و نهایتاً ترک‌خوردگی می‌شود.

تهاجم مواد شیمیایی در شرایطی که چرخه خشک و خیس شدن به‌صورت متوالی رخ می‌دهد، بیشتر است. نسبت آب به سیمان کم و استفاده از سیمانی که مقدار کم‌تری کلسیم الومینات دارد؛‌ بهترین راه در جهت جلوگیری از این مشکل است.

تهاجم مواد اسیدی موجب حل شدن عامل چسباننده در بتن می‌شود، واکنش سنگ‌دانه‌های قلیایی موجب انبساط می‌شود و آب شیرین موجب فرسایش خمیر سیمان می‌شود.

محافظت سطحی از بتن موجب جلوگیری از حمله مواد اسیدی می‌شود؛ بنابراین در بتنی که به‌خوبی عمل‌آوری شده و نفوذپذیری کمی دارد؛ میزان حمله مواد اسیدی کاهش می‌یابد.

۴- ضربه و بارگذاری بیش‌ازحد

اعمال بارهای سنگین به بتن موجب شکل‌گیری ترک‌ها و میکرو ترک‌ها می‌شود. از دلایل بارگذاری بیش‌ازحد ممکن است تغییر در کاربری ساختمان بدون در نظر گرفتن اقدامات بهسازی مناسب و حوادث غیرمترقبه مانند زلزله باشد.

حذف زودهنگام قالب‌ها، انبار کردن مصالح یا تجهیزات سنگین موجی اعمال بار زیاد به بخش‌هایی از یک ساختمان می‌شود.

۵- آتش‌سوزی

اگر بتن در معرض دماهای بالا قرار بگیرد، بخش عمده‌ای از مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و خاصیت الاستیسیته خود را از دست خواهد داد. بتنی که نسبت سنگ‌دانه به سیمان بالایی دارد کمتر دچار افت مقاومت فشاری می‌شود. هر چه نسبت آب به سیمان کمتر باشد، کاهش مدول الاستیک کمتر می‌شود. نتیجه اینکه آب حبس شده در بتن باعث پوسته‌شدن بتن می‌شود.

۶- آب زیاد در بتن

وقتی مقدار آب موجود در بتن زیاد باشد، سیمان به سطح المان بتنی نزدیک‌تر می‌شود و درنتیجه سطح بتن قبل از اینکه گیرش اتفاق بیفتد خشک خواهد شد. از تأثیرات دیگر وجود آب زیاد در بتن می‌توان به انقباض، ترک‌خوردگی و کاهش مقاومت فشاری اشاره کرد.

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.