آزمایشات دوام بتن چه موقع استفاده و بررسی می شود؟
انهدام یک سازه بتنی ممکن است بخاطر اثبات محیطی شیمیایی و فیزیکی بر روی خود بتن بوجود بیاید، یا بوسیله آسیب ناشی از خوردگی فولاد داخل بتن ایجاد گردد. بسیار محتمل است که آسیب ناشی از یکی از این دو حالت بخشی از مشکلات یک مهندس که نیاز به بررسی یک سازه دارد را تشکیل دهد. آزمایشاتی که در این مقاله شرح داده شده اند عمدتا در مورد ارزیابی خصوصیاتی از مواد هستند که احتمال دارد بر روی مقاومت در برابر چنین تخریبی تاثیر بگذارند و در شناسایی علت و حدود رخ دادن آن کمک کند. این آزمایش ها در جدول 1-3 جمع بندی شده اند، اگر چه آزمایشاتی که مستلزم تحلیل شیمیایی یا سنگ نگاری هستند (که شامل عمق کربناسیون و محتوای سولفات و کلرید است) به طور کامل در مقالات دیگر کلینیک بتن ایران بررسی شده اند.
دلایل اصلی تخریب بتن شامل حمله سولفات ها، واکنش قلیایی مصالح، ذوب و یخبندان، سائیدگی و آتش سوزی است. وجود رطوبت و توانایی آن برای وارد شدن به بتن و حرکت در داخل آن از عوامل اصلی به شمار می آیند چون هم سولفات ها و هم کلرایدها برای حرکت خود نیازمند رطوبت هستند و واکنش های قلیایی مصالح نمی تواند در بتن خشک رخ دهد. میزان کربناسیون به قابلیت نفوذ گاز بستگی دارد و همچنین تحت تاثیر سطوح رطوبت هست. بنابراین آزمایشاتی که قابلیت نفوذ یا جذب آب و گاز و رطوبت موجود را ارزیابی می کنند، در زمینه دوام بسیار مهم هستند. برنامه ریزی و تفسیر تحقیقات معمول به خوردگی در ضمیمه A7 آمده است.
خوردگی آرماتور و فولاد پیش تنیده
خوردگی آرماتور یک فرآیند الکتروشیمیایی نیازمند وجود رطوبت و اکسیژن است و فقط زمانی می تواند رخ دهد که تاثیر خنثی سازی سیال های منفذی قلیایی در خمیر احاطه کننده فولاد، اغلب بخاطر کربناسیون یا کلرایدها، از بین رفته باشد. جریان های الکتریکی مستقیم سرگردان که به واسطه اتصال به زمین در میان آرماتورها در یک سازه موجود باشد هم می تواند علتی برای خوردگی شدید باشد.
مقدار قابل توجهی انرژی به فولاد داده می شود زمانی که می خواهد از سنگ معدنی آهن در کوره بلند استخراج گردد. طبیعت ترجیح می دهد که مواد کمترین حالت انرژِی ممکن را داشته باشند، بنابراین آهن و فولاد، با داشتن کمترین شرایط مساعد (یعنی حضور رطوبت و اکسیژن) دوباره به اکسید آهن یا زنگ آهن (جزء اصلی در سنگ آهن) تبدیل می شوند. این پایین ترین حالت انرژی برای آهن است. البته، خوردگی نمی تواند رخ دهد اگر یکی از دو عامل رطوبت و اکسیژن یا هر دوی آنها نباشند. مهندسان می توانند تجربه شیمیایی ساده را از دوران مدرسه بیاد بیاورند، که یک میخ در آب قرار داده می شود و میخ دیگری هم در یک لوله آزمایش خشک قرار داده می شود و میخ دیگری هم در آب جوشیده شده با لایه ای از روغن در بالای آب قرار داده می شود تا از ورود اکسیژن جلوگیری گردد. فقط میخ نمونه اول خوردگی پیدا می کند چون هم آب و هم هوا برای وقوع خوردگی مورد نیاز است.
خوردگی فولاد مستغرق احتمالا علت اصلی تخریب سازه های بتنی در حال حاضر می باشد. این ممکن است منجر به تضعیف سازه ای به علت کاهش سطح مقطع فولاد، زنگ زدگی سطحی و ترک برداشتن یا پوسته شدن گردد. در بعضی از موارد هم ممکن است لایه لایه شدن داخلی رخ دهد. فرآیند خوردگی توسط مولفان زیادی بطور کامل توصیف شده است و البته در شکل 7-1 هم به صورت خلاصه نشان داده شده است.
این موضوع ممکن است شامل خوردگی ریز موضعی باشد که ایجاد حفره ممکن است سطح مقطع میلگرد را با علائم خارجی ناچیز کاهش دهد، یا ممکن است به شکل خوردگی کلی باشد که بیشتر احتمال دارد مختل کننده باشند و به علت گسترش زنگ زدگی فولاد شناسایی آنها ساده تر باشد. کلینیک بتن ایران با ارائه بهترین خدمات آزمایشگاهی و محصولات سازه ای در خدمت شما همراهان گرامی می باشد.
.jpg)
شکل 7-1 مکانیزم های اصلی خوردگی آرماتور
مورد اول معمولا با وجود نمک های کلراید همراه است که اغلب مواقعی که بخاطر چگالی پوشش بتنی (کاور)، فقط ذخیره محدودی از اکسیژن وجود دارد. زنگ زدگی موسوم «زنگ زدگی سیاه» با شکل های Fe3O4 یا FeO از اکسید آهن و به همراه نمک های کلراید آهن ایجاد می گردد. به نظر می رسد تنش بر روی سطح میلگرد عامل تاثیرگذاری بر این مسئله باشد و خوردگی اغلب به عنوان مثال، در خم شدگی ها در اتصلات آغار می گردد. عریان کردن میلگردی با زنگ زدگی سیاع اغلب مناطق میلگرد سیاه شده، که در معرض هوا به رنگ قهوه ای در می آید را عیان می کند (شکل 7-2).
.jpg)
شکل 7-2 زنگ زدگی سیال بر روی کناره های پیش فشرده که در حین بازرسی پل آشکار شد
گسترش ناحیه های آندی و کاتدی روی سطح میلگرد فولادی تقویتی منجر به انتقال یون ها به درون پوشش بتنی (کاور) و الکترون های در طول میلگرد و در نتیجه برقراری روند خوردگی می شود. نرخی که زنگ زدگی اتفاق می افتد یا توسط نرخ واکنش های اندی و کاتدی یا توسط میزان راحتی که یون ها می توانند بین آنها جابه جا شوند کنترل خواهد شد. بنابراین بتن نفوذناپذیر، که معمولا همراه با مقاومت الکتریکی بالا است جریان یونی را محدود کرده و در نتیجه منجر به نرخ پایین خوردگی می شود. همچنین یک پوشش بتنی ضخیم و نفوذناپذیر، اکسیژن در دسترس ناحیه ی کاتدی را محدود خواهد کرد و بیشتر نرخ زنگ زدگی را کاهش می دهد. گسترش ناحیه اندی نیازمند تفاوت کوچکی در میلگرد یا محیط موضعی آن می باشد و این ممکن است ا�� شکافی در میلگرد تا شاید خلل و فرج هوا در نزدیکی میلگرد متغیر باشد، در حقیقت خلل و فرج هوا ایجاد شده در اثر فشرده سازی ضعیف، بیشتر و بیشتر به عنوان دلیل شروع خوردگی در نظر گرفته می شود.
وجود فعالیت زنگ زدگی اغلب می تواند توسط اندازه گیری پتانسیل های الکتروشیمیایی بر روی میلگرد تقویتی از روی سطح بتن و با توجه به مرجع نیم پیل آشکار شود. آزمایش می تواند موازی با اندازه گیری مقاومت الکتریکی ناحیه پوشش بتنی برای به دست آوردن شاخصی از مقدار محتمل نرخ فعالیت زنگ زدگی استفاده شود. به جای این، نرخ خوردگی ممکن است به طور مستقیم توسط یکی از انواع تکنیک های الکتروشیمیایی آشفته یا ناآشفته اندازه گیری شود. معروف ترین آنها اندازه گیری مقاومت پلاریزاسیون خطی است. اندازه گیری ساده از ضخامت پوشش بتن نیز می تواند تا حدودی در مورد دوام سازه بتن مسلح راهنما باشد. امیدواریم خواندن مقاله آزمایش دوام بتن و خوردگی فولاد در بتن برای شما مفید بوده باشد.
.jpg)
دوام بتن و آزمایش های مربوطه
شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر از دیگر مقالات ما بازدید نمایید: