فرسودگی سازه های بتنی، 7 عامل اصلی

مطالعات، تحقیق، بررسی و آزمایش های بر روی پدیده بتن مسلح، امروزه در صنعت ساخت و ساز و آبادانی، چنان توسعه پیدا کرده که در این راستا، مهندسین، محققین و دست اندرکاران زیادی را در حال کاوش، پویش و رسیدن به نتایج واقعی وا داشته است. در مطلب زیر به عوامل مختلفی که باعث فرسودگی و تخریب سازه های بتن آرمه می شوند اشاره شده است.
تولید بتن، روش های عمل آوری، استفاده از افزودنی های بتن، تأثیر مواد شیمیایی متفاوت بر فولاد و بتن و طراحی و اجرای سازه های بتن آرمه ناشی از استفاده روزافزون بتن می باشد.

1. اشتباهات طراحی سازه های بتنی (Specication errors)

بکارگیری استانداردهای نامناسب و مشخصات فنی غلط در رابطه با انتخاب مصالح و مواد مصرفی، روش های ساخت، روش های اجرایی و عملکرد خود سازه می تواند به خرابی بتن منجر شود. به عنوان مثال استفاده از استانداردهای اروپایی و امریکایی جهت اجرای پروژه هایی در مناطق خلیج فارس، در مکانی که آب و هوا، مواد و مصالح، ساخت بتن و مهارت افراد با همه این عوامل در اروپا و امریکا تفاوت دارد، باعث می شود تا دوام و پایایی و کیفیت سازه های بتنی در مناطق یاد شده کاهش یافته و در بهره برداری از سازه بتنی اجرا شده نیز با مسائل بسیار جدی مواجه گردیم.

2. اشتباهات اجرایی بتن (construction errors)

عدم توجه به اجرای صحیح عملیات قالب بندی، آرماتوربندی، بتن ریزی و عمل آوری بتن منجر به پایین آمدن کیفیت، کارایی و دوام سازه های بتنی می گردد. این گونه کوتاهی ها و سستی ها ناشی از عدم استفاده از نیروی انسانی و مهندسین با تجربه کافی در امر اجرای سازه های بتنی باعث می گردد تا آسیب هایی چون ایجاد حفره ها در بتن، شن نما شدن سطح بتن، عدم پیوند مناسب بین سیمان و فولاد، عدم پیوند مناسب بین سیمان و سنگدانه، آب انداختگی سطح بتن و ایجاد ترک های جمع شدگی سطح بتن، تغییر در نسبت آب به سیمان، عدم استفاده از میلگرد استاندارد در بتن مسلح پدید آیند.

3. نفوذ نمک ها به بتن (ingress of salt)

نمک های ته نشین شده که حاصل تبخیر و یا مصرف آب های دارای املاح در ساخت بتن می باشند و نیز نمک هایی که توسط باد در خلل و فرج و ترک هایی سطح بتن جمع می شوند، هنگامی که به کریستال تبدیل شده (کریستالیزه) می توانند فشار مخربی به سازه بتنی وارد کنند که این عمل علاوه بر آن، تسریع و تشدید زنگ زدگی و خوردگی آرماتورها بواسطه نمک هاست. تر و خشک شدن متناوب نیز می تواند تمرکز نمک ها را شدت بخشد، زیرا آب دارای املاح، پس از تبخیر، املاح خود را بر جای می گذارد.

4. حمله کلریدی به بتن (chloride atack)

وجود کلرید آزاد در بتن می تواند به لایه حفاظتی غیر فعالی که در اطراف آرماتورها قرار دارد، آسیب وارد نموده و آن را از بین ببرد. خوردگی کلریدی آرماتورهایی که درون بتن قراردارند، یک عمل الکتروشیمیایی است که بنا به خاصیتش، جهت انجام این فرآیند غلط مورد نیاز یون کلرید، نواحی آندی و کاتدی، وجود الکترولیت و رسیدن اکسیژن به مناطق کاتدی عوامل پدیده خوردگی را فراهم می کند.

5. حمله سولفاتها به بتن (sulphate attack)

محلول نمک های سولفاتی مانند: سولفات سدیم، سولفات منیزیم به دو طریق می توانند بتن را مورد حمله و تخریب قرار دهند، در طریق اول یون سولفات ممکن است آلومینات سیمان را مورد حمله قرارداده و ضمن ترکیب نمک های دوتاتی تولید نماید که در آب محلول هستند، وجود این گونه نمک ها در حضور هیدرواکسید کلسیم، طبیعت آلوئیدی داشته که می تواند منبسط شده و با ازدیاد حجم باعث تخریب بتن گردد. طریق دوم آسیب رسانی به بتن توسط محلول های سولفاتی شامل تبدیل هیدروکسیدکلسیم به نمک های محلول در آب مانند گچ که باعث تجزیه و نرم شدن سطوح بتن می شوند و بواسطه یک مایع حلال باعث ایجادد خلل و فرج در بتن می شوند.

6. حریق بتن (fire)

سه عامل اصلی وجود دارد که می توانند مقاومت بتن را در مقابل حرارت بالا تعیین کنند: توانایی بتن در مقابله با حرارت (گرما)،رسانایی بتن و ظرفیت گرمایی بتن.

باید توجه داشت که این دو مکانیزم کامل متضاد انبساط و جمع شدگی علت تخریب بتن در مقابل حرارت هستند. در حالی که سیمان خالص به محض قرارگیری در مجاورت حرارت بالا انبساط حجم پیدا می کند، بتن در همین شرایط یعنی در معرض حرارت های بالا، تمایل به جمع شدگی و انقباض نشان می دهد. زیرا حرارت باعث از دست دادن آب بتن می گردد و نهایتاً اینکه مقدار جمع شدگی (انقباض) در نتیجه عمل خشک شدن از مقدار انبساط فراتر رفته و باعث جمع شدگی شده و به دنبال آن ترک خوردگی و ریختگی بتن بوجود آید.

در حرارت 400 درجه سانتی گراد، هیدروکسید کلسیم آزاد بتن که در سیمان هیدراته شده (سیمان های پرتلند) موجود است، آب خود را از دست داده و تشکیل اکسید کلسیم می دهد، سپس خشک شدن مجدد و در معرض قرار گرفتن رطوبت منجر به عمل هیدراته شدن دوباره می گردد که این پدیده به علت انبساط حجمی موجب بروز تنش های مخرب می گردد و نیز انبساط و انقباض ناهماهنگ و متمایز مواد تشکیل دهنده بتن مسلح بواسطه ضرایب انبساط طولی متفاوت عناصر و مواد مختلف، مواد تشکیل دهنده بتن مسلح شامل مصالح سنگی ریزدانه و درشت دانه، فولاد و سیمان ازدیاد تنش های تخریبی در بتن را به همراه دارد.

7. عمل یخ زدگی بتن (frost action)

برای بتن های خیس، عمل یخ زدگی یک عامل مخرب می باشد. زیرا آب هنگام یخ زدن ازدیاد حجم پیدا کرده و باعث تولید تنش های مخرب درونی در بتن می شود.

ترک ها و درزهایی که نتیجه یخ زدگی و ذوب شدن متناوب بتن می باشند نفوذ تخریب به عمق بتن می شوند. بنابراین عمل یخ زدگی و میزان تخریب حاصله، بستگی به درجه، تخلخل و نفوذپذیری بتن دارد که این موضوع علاوه بر تأثیر ترک ها و درزها است.

به منظور تهیه نقشه های سازه های بتنی به صورت آنلاین می توانید به وبسایت اتوسازه مراجعه کنید.

ادامه محتوای فوق را در مطلب عوامل تخریب و فرسودگی سازه های بتنی_ قسمت دوم می‌توانید بخوانید.