عمر خدمت دهی طولانی مترادف با دوام در نظر گرفته می شود. از آنجا که دوام تحت یک مجموعه شرایط، لزوماً به معنای دوام تحت مجموعه شرایط دیگری نمی باشد، به همین دلیل متداول است که هنگام تعریف دوام اشاره ای کلی به محیط نیز بشود. بر طبق تعریف کمیته ۲۰۱ انستیتوی بتن آمریکا (ACI) دوام بتن سیمان پرتلند به توانایی آن برای مقاومت در برابر عوامل هوازدگی، حمله شیمیایی، سایش و یا هر فرایندی که موجب آسیب دیدگی شود، گفته می شود. بنابراین، بتن بادوام، بتنی است که شکل اولیه، کیفیت و قابلیت خدمت دهی خود را در شرایط محیطش حفظ کند.
هیچ مصالحی ذاتاً بادوام نیست. در نتیجه عوامل محیطی، ریز ساختار مصالح، متعاقب آن، خواص این مصالح با گذشت زمان تغییر می کند. یک ماده وقتی به انتهای عمر خدمت دهی خود می رسد که خواهش تحت شرایط مفروض استفاده از آن به حدی آسیب دیده باشد که ادامه استفاده از مصالح نا ایمن یا غیر اقتصادی شناخته شود.
در حال حاضر، عموماً پذیرفته شده است که در طراحی سازه ها می باید مشخصات دوام مصالح مورد نظر همانند سایر مشخصات و ویژگی های آن نظیر خواص مکانیکی و هزینه و قیمت اولیه، مورد ارزیابی قرار گیرد. در ابتدا، دوام بیشتر از نقطه نظر تاثیرات اقتصادی و اجتماعی آن مدنظر قرار می گیرد. افزایش روز افزون هزینه های تعمیر و جایگزینی سازه ها، ناشی از خرابی مصالح و بهای روز افزون جایگزینی ها در سازه ها و تاکید فزاینده بر هزینه های مصرفی در طی طول عمر سازه، به جای هزینه های مصرفی اولیه آن، مهندسان را مجبور می کند که دوام را جدی بگیرند. نهایتاً اینکه ی برده شده است که رابطه نزدیکی بین دوام مصالح و شرایط محیطی وجود دارد.
در این مقاله که توسط کارشناسان ما در کلینیک بتن ایران تهیه شده است، با عمر و دوام بتن و پایداری آن آشنا خواهید شد.
مشاهدات کلی
اولین نکته مهم در مورد آب است. آب، عنصر اولیه به وجود آوردن و تخریب کردن بسیاری از مصالح طبیعی و همچنین منشا اغلب مسائل مربوط به دوام بتن می باشد. آب به عنوان عامل بسیاری از فرآیندهای فیزیکی کاهنده کیفیت نیز در اجسام متخلخل شناخته شه است. همچنین آب، به عنوان وسیله ای برای انتقال یون های مهاجم، می تواند سرچشمه فرایندهای شیمیایی کاهنده کیفیت نیز باشد.
دومین نکته این است که پدیده های فیزیکی - شیمیایی مرتبط با حرکات آب در اجسام متخلخل را نفوذ پذیری جامدات کنترل می کند. به عنوان مثال، میزان آسیب دیدگی شیمیایی به این بستگی دارد که آیا حمله شیمیایی محدود به سطح بتن است و یا اینکه به داخل مصالح نیز رسوخ کرده است.
سومین نکته این است که میزان آسیب دیدگی، تحت تاثیر نوع و غلظت یون های داخل آب و ترکیب شیمیایی جسم است. برخلاف سنگ های طبیعی و مواد معدنی، بتن جزء مواد بازی است، دلیل آن هم این است که محصولات ناشی از هیدراتاسیون خمیر سیمان پرتلند از ترکیبات قلیایی کلسیم تشکیل می شوند. بنابراین انتظار می رود که آب های اسیدی، خصوصاً برای بتن مضر باشند.
دوام بتن
آب و تخریب
آب عنصر اولیه به وجود آوردن و تخریب کردن بسیاری از مصالح طبیعی و همچنین منشا اغلب مسائل مربوط به دوام بتن می باشد. آب به عنوان عامل بسیاری از انواع فرآیندهای فیزیکی کاهنده کیفیت نیز در اجسام متخلخل شناخته شده است. همچنین آب، به عنوان وسیله ای برای انتقال یون های مهاجم، می تواند سرچشمه فرآیندهای شیمیایی کاهنده کیفیت نیز باشد. پدیده های فیزیکی - شیمیایی مرتب با حرکات آب در اجسام متخلخل را نفوذ پذیری جامدات کنترل می کند. به عنوان مثال، میزان آسیب دیدگی شیمیایی به این بستگی دارد که آیا حمله شیمیایی محدود به سطح بتن است و یا اینکه به داخل مصالح نیز رسوخ کرده است. میزان آسیب دیدگی، تحت تاثیر نوع و غلظت یون های داخل آب و ترکیب شیمیایی جسم است. برخلاف سنگ های طبیعی و مواد معدنی، بتن جز مواد بازی است، دلیل آن هم این است که محصولات ناشی از هیدراتاسیون خمیر سیمان پرتلند، از ترکیبات قلیایی کلسیمی تشکیل می شوند. بنابراین انتظار می رود که آب های اسیدی خصوصاً، برای بتن مضر باشند.
آخرین مطالب تکمیلی کلینیک بتن ایران را در این بخش دنبال نمایید
رفتار فیزیکی بتن
استفاده از ضدیخ بتن در هوای سرد
درز انقباض (جمع شدگی) بتن چیست؟
آب، در انواع صورت های آب دریا، آب زیرزمینی، رودخانه، دریاچه، باران، برف و بخار، بدون شک فراوانترین مایع در طبیعت است. مولکول های آب به دلیل کوچک بودن، قادر به نفوذ در منافذ یا حفره های خیلی ریز می باشند. آب به عنوان حلال، قادر به حل کردن مواد زیادتری در مقایسه با سایر مایعات شناخته شده دیگر، تشخیص داده شده است. این خاصیت، به دلیل وجود یون ها و گازهای زیادی در بعضی از آب ها است که به نوبه خود عاملی برای تجزیه شیمیایی مواد جامد می شوند. همچنین باید توجه شود که آب بیشترین گرمای تبخیر را در بین مایعات معمولی دارا است. بنابراین در دمای معمولی آب تمایل دارد که به جای آنکه تبخیر شده و مواد جامد را بر جای بگذارد، به صورت جسمی در حالت مایع باقی بماند.
در اجسام متخلخل، حرکات داخلی و تغییرات ساختار آب، علت انواع مختلف تغییرات حجمی موجب گسیختگی شناخته شده اند و برای مثال، تبدیل آب به یخ، تشکیل ساختمان منظم آب در داخل منافذ ریز، افزایش فشار اسپری بر اثر تفاوت غلظت های یونی و به وجود آمدن فشار هیدروستاتیک ناشی از تفاوت فشارهای بخارها می تواند منجر به تنش های داخلی زیادی در داخل جسم مرطوب شود. مروری کوتاه بر ساختمان آب برای درک این رویدادها مفید خواهد بود.
عمر و دوام بتن و پایداری آن