خوردگی بتن تقویت شده

خوردگی بتن تقویت شده می‌تواند هم عامل و هم نشانه‌ی بتن آسیب دیده باشد. به عبارت دیگر، بتن می‌تواند به دلایل دیگری ترک بخورد و باعث خوردگی فولاد شود.

قلیایی بودن سیمان پرتلند (pH در حدود 12) معمولاً باعث ایجاد لایه‌ای رویینه (غیر فعال در برابر خوردگی) در نزدیکیفولاد تقویت شده می‌شود. وقتی آن لایه آسیب ببیند یا از بین برود و یا بتن به شکلی آسیب ببینید که آب و هوا وارد آن شوند، خوردگی فولاد رخ می‌دهد. همچنین لایه‌ی غیر فعال به وسیله یون‌های کلرید جدا شده از نمک‌ها یاکربناتاسیون بتن نیز می‌تواند از بین برود. کربنتاسیون واکنشی طبیعی در بتن است که در آن دی‌اکسید کربن موجود در جو با مواد بتن واکنش می‌دهد تا کلسیم کربنات به وجود آید. این واکنش، pH بتن را تا 9 پایین می‌آورد و بدین ترتیب خاصیت لایه‌ی غیر فعال از بین می‌رود و فولاد می‌تواند دچار خوردگی شود. آهن با اکسید شدن در پروسه‌یخوردگی فولاد (به وجود آمدن اکسید آهن) دچار افزایش حجم می‌شود. این افزایش حجم، باعث به وجود آمدن تنش کششی در بتن و در نتیجه ترک خوردن آن می‌شود. که نتیجه‌ی آن می‌تواند سرعت بخشیدن به روند خوردگی فولادباشد.

تحقیقات نشان داده که آسیب دیدگی‌های متداولی که منجر به خوردگی فولاد می‌شوند شامل: چرخه‌ی انجماد و ذوب شدن آب، حمله‌ی سولفاتی، واکنش‌های قلیایی، حمله‌ی اسیدی و پایین آمدن قلیاییت بتن بر اثر کربنتاسیون می‌باشد.

به علاوه، در معرض کلراید بودنِ بتن نیز می‌تواند منجر به خوردگی فولاد شود. کلرایدها می‌توانند تغییراتی در لایه‌ی غیر فعال ایجاد کنند و شتاب بیشتری به روند خوردگی بدهند. کلرایدها از چندین راه مختلف می‌توانند به بتن وارد شوند. اضافه کردن سدیم کلراید یا منیزیم کلراید به بتن، برای جلوگیری از یخ زدن آب یا ذوب کردن برف‌ها، متداول‌ترین راه ورود کلرایدها به بتن است. همچنین کلرایدها می‌توانند در ماسه، سنگدانه‌ها و آب مورد استفاده در مخلوط بتن نیز موجود باشند. سازه‌های واقع شده در محیط‌های نزدیک به دریا نیز در معرض کلراید موجود در آب دریا قرار دارند. همچنین در گذشته مرسوم بود که برای بالا بردن سرعت هیدراسیون و سفت شدن بتن در مناطق سردسیر، به آن کلراید اضافه می‌کردند.

میزان کلراید بسیار بالا در آب، منجر به خوردگی فولاد تقویت شده شده است.

وقوع خوردگی فولاد معمولاً (نه همیشه) با دیده شدن زنگ آهن بر روی سطوح خارجی بتن یا شنیده شدن صدای پوکی در هنگام ضربه زدن به بتن با پتک شناسایی می‌شود. همچنین دستگاه‌های مختلف الکترونیکی بدین منظور طراحی شده‌اند که می‌توان برای شناسایی خوردگی فولاد از آن‌ها استفاده نمود. زمانی که آسیب دیدگی به وسیله خوردگی فولاد تایید شد، بسیار حیاتی است که عامل یا عوامل خوردگی نیز تعیین گردند تا بر اساس آن مشخص گردد که چه روش ترمیمی بایستی در دستور کار قرار گیرد. بعد از پیدا کردن دلیل خوردگی و جلوگیری از آن، عملیات ترمیم بتن و فولاد آغاز می‌شود. فولاد خورده شده می‌تواند به قسمت‌های دیگری از بتن نیز نفوذ کنند. بسیار مهم است که در طول ترمیم، تمامی این نواحی شناسایی و به طور کلی پاکسازی شوند.

آسیب دیدگی بتن در اثر فرسایش یا سایش و کاویتاسیون

سازه‌های بتنی که در نزدیکی آب‌های جاری با محتوای لای، ماسه، شن یا سنگ و یا آب‌های جاری با سرعت بالا قرار دارند، احتمال وقوع فرسایش در آن‌ها وجود دارد. هر چه اندازه‌ی ذرات بزرگ‌تر باشد، آسیب دیدگی شدت بیشتری به خود خواهد گرفت.

سطوح بتنی که تحت سایش با ذرات ریز هستند، به شکل صیقلی و صاف درمی‌آیند. هم‌چنین سنگدانه‌های درشتبتن، بر اثر فرسایش بتن بیرون می‌زنند و آن‌ها هم تحت سایش قرار می‌گیرند. میزان آسیب دیدگی به وسیله‌ی فرسایش یا سایش، به متغیرهای زیادی وابسته است؛ مدت زمان تحت تاثیر بودن، شکل سطوح بتنی، سرعت جریان آب و شکل و جهت آن. بنا بر این، ارائه‌ی نظریه‌های عمومی برای پیش‌بینی این گونه خسارت‌ها، بسیار سخت و تقریباً غیر ممکن است. اگر شرایطی که باعث به وجود آمدن آسیب دیدگی شده، به صورت کامل شناسایی نشود، ترمیم نیز دچار مشکل و آسیب دیدگی خواهد شد. استفاده از مواد ترمیمی با مقاومت بالا می‌تواند آسیب دیدگی را کاهش دهد.

بنا بر تجربه‌های مختلف، دیده شده که بتن‌های با کیفیت بالا، دارای مقاومت بیشتری در برابر سایش هستند (Smoak, 1991). بنا بر این می‌توان گفت که افزایش مقاومت فشاری بتن، باعث افزایش مقاومت آن در برابر سایش می‌شود.

بهترین ترمیم برای بتن آسیب دیده بر اثر سایش، اضافه کردن بتن با دوده‌ی سیلیس یا بتن پلیمری می‌باشد. این مواد در آزمایش‌های میدانی و آزمایشگاهی، بیشترین مقاومت را در برابر این نوع آسیب دیدگی نشان داده‌اند. در تصویر پایین، جایگزینی بتن با دوده‌ی سیلیسی در سازه‌ای در کلرادوی آمریکا را نشان می‌دهد. برای ترمیم، بتن به وسیله فشار آب (هایدرو دیمولیشن) پاکسازی شده است.

آسیب دیدگی برا اثر کاویتاسیون

کاویتاسیون زمانی رخ می‌دهد که سیال جاری با سرعت بالا به سطوح ناهموار بتن برخورد می‌کند. در فشار معمولی محیط، کاویتاسیون با سیالی با سرعت کم‌تر از 40 فیت بر ثانیه (ft/s) رخ نمی‌دهد.

در سرعت‌های بالاتر، نا همواری باعث ایجاد مناطق فشار منفی و در نتیجه ایجاد حباب بخار هوا در آب می‌شود. این حباب‌ها حرکت کرده و به سطح بتن برخورد می‌کنند و می‌ترکند. این برخورد می‌تواند باعث جدایی اجزای بتن از آن و در نتیجه آسیب دیدن بتن شود. 

تاکنون آزمایش‌ها و تحقیقات بسیاری برای کشف مواد مقاوم در برابر کاویتاسیون صورت گرفته است. اما تا به امروز هیچ ماده‌ای که صد در صد در برابر این پدیده مقاوم باشد، پیدا نشده است. بنابراین نخستین اقدام در ترمیم بتنآسیب دیده، رفع عوامل به وجود آورنده‌ی کاویتاسیون می‌باشد.

ترمیم موفق بتن آسیب دیده به وسیله‌ی کاویتاسیون، به تغییرات گسترده‌ای در بتن برای از بین بردن شانس مجدد رخ دادن آن نیاز دارد. همچنین در برخی موارد، عملیات ترمیم خود باعث به وجود آوردن این پدیده می‌شود. مطالعات دقیقی بر روی ویژگی‌های هیدرولیکی سازه باید پیش از ترمیم صورت گیرد. همچنین در ترمیم بتن آسیب دیده بر اثرکاویتاسیون، معمولاً از جایگزینی بتن استفاده می‌شود. زیرا هیچ بتن خاص یا ماده‌ی ترمیمی‌ ای وجود ندارد که در برابرکاویتاسیون کاملا و صد در صد مقاوم باشد.

نقش فاصله نگهدار ها ( اسپیسر ، Spacer )در افزایش کیفیت اجرایی ساختمان های بتنی

نقش فاصله نگهدار ها ( اسپیسر ، Spacer )در افزایش کیفیت اجرایی ساختمان های بتنی

ساختمانها در هر کشوری جزو سرمایه های ملی آن کشور به حساب می آیند و ارتقائ کیفیت ...

ساختمانها در هر کشوری جزو سرمایه های ملی آن کشور به حساب می آیند و ارتقائ کیفیت ساخت ساختمانها (به طور عام هر فضا یا حجمی که برای تسهیل در زندگی مردم ایجاد میگردد) باعث ارتقاء در سطح کیفی زندگی مردم آن کشور می گردد.طول مدت بهره برداری از هر ساختمان با طول عمر و کارایی اجزای سازه ای آن ساختمان رابطه مستقیم دارد و تا زمانیکه اجزائ ساختمان وظیفه خود را به خوبی و به طور مطلوب انجام دهند و پایایی اجزائ آن حفظ گردد امکان بهره برداری از ساختمان مهیا می باشد.

پس از گذر از بحث ضعف ها، اشکالات و خطاهای طراحی ساختمان به بحث اجرا و برآوردن رواداریهای میلگردها و بتن و به طور خاص به پوشش آرماتورها میپردازیم.

یکی از نکاتی که به افزایش عمر سازه ها و المانهای بتنی می انجامد رعایت اجرای صحیح رواداریهای مذکور میباشد

حداقل پوشش بتنی یا کاور بتن آرماتورها که به عنوان محافظ برای آرماتورها در برابر هوا و اثرات دیگر است ، از سطح بتن تا سطح بیرونی فولادی که ضابطه پوشش در مورد آن اعمال میگردد،محاسبه میشود.

در موردی که حداقل پوشش برای یک نوع عضو ساختمانی بیان شده است،حداقل پوشش بتون اگر آرماتور عرضی،میلگردهای اصلی را در بر گرفته باشد تا لبه خارجی خاموتها ،تنگها و مارپیچها اندازه گیری می شود

و اگر بیش از یک ردیف آرماتور اصلی بدون خاموتها یا تنگ بکار برده شود،تا سطح خارجی بیرونی ترین ردیف میلگردها اندازه گیری میشود و در مورد فولاد پیش تنیدگی و پس کشیده تا غلاف یا مهارگاه انتهای فلزی اندازه گیری می شود.

"سطوح بتنی در معرض هوا"

در مورد سطح پایینی دالها یا پوسته های نازک معمولا مستقیما در معرض تغییرات رطوبتی قرار نمیگیرند مگر اینکه تحت اثرخیس شدن و خشک شدن پی در پی قرار گیرند مانند اینکه در اثر شرایط تقطیر یا نشت مستقیم آب از سطوح بالایی رواناب، یا ذرات مشابه به وجود آید.

برای محافظت آرماتورها در برابر هوا میتوان از روشهای دیگری استفاده کرد،مشروط بر انکه این روشها با پوشش اضافی لازم بر اساس آیین نامه معادل باشند،در صورت تایید بازرس ساختمان بر اساس ضوابط مربوطه آرماتوری که دارای یک نوع محافظت دیگر در برابر هوا باشد، میتواند یک پوشش بتنی حداقل برابر با پوشش لازم برای آرماتوری که در معرض هواست را دارا باشد.

طولهای مهاری بصورت تابعی از پوشش میلگردها هستند،از اینرو در پاره ای از موارد ممکن است استفاده از مقادیری بزرگتر از پوشش حداقل ،مطلوب واقع شود.

 space به معنی فضا ،فضا دادن و فاصله گذاشتن مشتق شده است ودر ترجمه فارسی به صورت فضا ساز یا فاصله گذار ترجمه شده است. در تعریف استاندارد هرقطعه ای که برای ایجاد و حفظ فاصله الزامی میان قالب و میلگرد در حین عملیات بتن ریزی استفاده شود ، اسپیسر نامیده می شود .اسپیسرها مهمترین ابزار برای رسیدن به پوشش بتنی الزامی ،هستند .

کارایی متفاوت از یک قطعه در پی و ستون به طور مثال در شکل صندلی چفت و بست دار زیر که با یک حفره مخروطی شکل ،دارای مقاومت باربری بیشتری بوده ضمن انکه فضای مورد نیاز اشغال شده به حداقل رسانده شده است ،این فضاها و باز شدگی ها اجازه جاری شدن بتن در بین این سوراخها را به راحتی میدهد ودر محل عبور میلگردها از روی هم کاربرد دارد. ،به طوری که در یک نقطه همزمان میلگرد بالایی و پایینی را قفل و بست نموده و تثبیت می نماید.

می توان گفت:

یک کارگر در یک زمان میتواند تعداد زیادی از این فاصله دهنده ها ( اسپیسرها) را در داخل سایت کارگاه به راحتی حمل نماید بدون انکه به محل ذخیره و نگهداری آنها رفت و آمد کند.

قابلیت بالای بعضی از این قطعات در دور گیری انواع میلگردها و سهولت و روانی در هنگام کار مثال زدنی است.

در بسیاری از انواع این فاصله نگهدارها قابلیت قفل و بست کردن میلگردها وجود ندارد و در بعضی دیگر یک مقدار غیر معمول فضا برای دور گیری و جفت وجور کردن میلگردها مورد نیاز است و تعدادی نیز فاقد قابلیت قفل و بست و ایمنی قابل اعتماد برای

اعضای بتن مسلح می باشند.

آنچه از یک فضا ساز مورد انتظار میباشد آنستکه با شبکه های میلگرد همخوانی داشته باشد و وظیفه نگهداری شبکه های میلگرد در خلال بتن ریزی سازه مسلح را به عهده بگیرد و نه فقط ایمنی در شبکه مش بندی را داشته باشد.این وظیفه با استفاده از نشیمنگاههای ساخته شده با استفاده از مواد با دوام و غیر خورنده ایجاد میشود که تولید آنها آسان است و استفاده از آنها نیز در شبکه های آرماتور به راحتی انجام می شود.

  دپارتمان تحقیق و توسعه.کلینیک بتن ایران((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی وارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن))