دوام و پایایی بتن به قابلیت مقاومت طولانی مدت بتن بدون خرابی قابل توجه اطلاق می شود. انستیتوی بتن آمریکا (ACI)، دوام و پایایی بتن را این گونه تعریف می‌کند: سن بتن برای خدمت‌رسانی با توجه به شرایط محیطی، در نظر گرفته می‌شود. یعنی دوام یا پایایی بتن بسته به شرایط محیطی متفاوت تغییر می‌کند. به عبارت ساده تر به توانایی مقاومت بتن در برابر عواملی هوازدگی، حمله شیمیایی، سایش و فرسایش، یا فرآیندهای مخرب دیگر، پایایی بتن می گوییم. دوام بتن در مناطق سردسیر به دلیل یخ‌زدگی بتن از کشورهای گرمسیر متفاوت تر است و برای افزایش دوام بتن، از سنگ‌دانه‌های مناسب با نفوذپذیری کمتر (نسبت آب به سیمان پایین‌تر) در ساخت بتن آماده استفاده می کنند.
اهمیت دوام و پایایی بتن
موضوع دوام بتن بسیار موثر و از نظر اقتصادی بسیار مهم می باشد. زیرا در صورتی که میزان دوام و استحکام محصول کم باشد، هزینه های مربوط به بازسازی، تعمیر و تعویض سازه ها که در نتیجه آسیب های مصالح رخ می دهد، بخش قابل توجه ای از هزینه ساخت سازه ها را به خود اختصاص می دهد. طبق گزارشات انجام شده در کشورهای صنعتی بیش از 40 درصد از کل منابع صنعت ساختمان صرف تعمیر و نگهداری سازه های موجود و کمتر از 60 درصد آن برای ایجاد سازه های جدید صرف می شود. جای بسی تاسف است که حتی در تعمیرات به جنبه دوام و پایایی بتن نیز توجه کافی نشده است. اگرچه بتن به عنوان یک ماده سازه ای و به عنوان پوسته بیرونی ساختمان، توانایی مقاومت در برابر مکانیسم های طبیعی و همچنین بلایای طبیعی را دارد ولی باید موضوع دوام بتن را جدی بگیریم. زیرا علاوه بر هزینه، موضوع حفظ محیط زیست و آلودگی هوا و خاک و آب کره زمین و حفظ منابع خدادادی طبیعی این کره خاکی، ما را مجبور به با دوام تر ساختن بتن می نماید.
نکته: در پروژه های ساختمانی علاوه بر دوام بتن، تعیین عیار مناسب نیز بسیار مهم است زیرا کارایی سازه ها را تضمین می کند. آیا می دانید عیار بتن چیست؟
ابعاد دوام بتن و عوامل موثر بر آن
دوام بتن ابعاد مختلفی دارد و آن را در برابر سه عامل فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و تخریب در اثر خوردگی میلگرد اندازه‌گیری می‌کنند. از آن‌جایی که امکان اندازه‌گیری مقاومت بتن در شرایط واقعی وجود ندارد، دوام بتن را با آزمایش های کوتاه مدت ولی با استفاده از عوامل تشدیدکننده و یا آزمایش بصورت تسریع نشده و در شرایط معمولی انجام می دهند که در این حالت دوم معیار مقایسه تغییر می کند. سایش یا آزمایش ASTM C1293 نمونه ای از آزمایش های کوتاه مدت تسریع شده در برابر عامل تشدید شده موردنظر می باشد و آزمایش یخبندان و آب شدگی را می توانیم به عنوان نمونه ای از آزمایش تسریع نشده کوتاه مدت در شرایط تشدید نشده نام ببریم. همچنین از میان آزمایش های کوتاه مدت مرتبط با دوام که در معرض عامل اصلی موردنظر قرار نگرفته است می توان آزمایش جذب آب یا جذب آب مویینه را نام برد. شاید بتوان آزمایش های جمع شدگی را نیز مرتبط با دوام دانست. آزمایش های تراوایی (نفوذپذیری) نیز مرتبط با پایایی بتن می باشد.
نکته: دوام و پایایی بتن با مقاومت بتن متفاوت است. مقاومت بتن به چه عواملی بستگی دارد؟
عوامل کاهنده دوام و پایایی بتن
عوامل موثر بر کاهش دوام و پایایی بتن متفاوت است. برخی از این عوامل بیرونی و تحت تاثیر شرایط محیطی و برخی از عوامل هم درونی و ناشی از اینکه بتن از چه موادی ساخته شده می باشد که شامل موارد زیر است.
1. عوامل فیزیکی مانند یخبندان های متناوب
یخ زدن مکرر بتن در آب و هوای سرد باعث خراب شدن بتن می شود. این نوع آسیب با یخ زدایی مواد شیمیایی تشدید می گردد. در این موارد باید از افزودنی حباب ساز، سنگدانه های مناسب، نسبت آب به سیمان پایین و نفوذ پذیری کم در ساخت بتن استفاده شود. در مناطق سردسیر بتن اسفنجی به دلیل مقاومت بالا در برابر یخ زدگی کاربرد زیادی دارد.
2. عوامل شیمیایی خورنده
اسیدهای ملایم٬ اسیدهای قوی، املاح و مواد مضر موجود در خاک و آب از جمله عوامل شیمیایی خورنده هستند که باعث کاهش دوام بتن می شوند. برای مقابله با آنها باید از سیمان مناسب، نسبت‌های صحیح اختلاط و ساختن بتن با نفوذپذیری کم، استفاده کرد.
3. عوامل مکانیکی مانند فرسایش
فرسایش یکی دیگر از عوامل کاهنده پایایی بتن محسوب می شود. استفاده از بتن مرغوب و در موارد شدیدتر استفاده از سنگدانه های بسیار سخت می تواند باعث افزایش پایایی بتن برای مقابله با این عوامل شود.
4. تخریب در اثر خوردگی میلگرد
در اثر خورده گی آرماتور ممکن است سطوح بتنی قلوه کن شود. این پدیده بیشتر در عرشه پل‌ها در مناطق سردسیر، در صورت استفاده از مواد شیمیایی یخ‌زدا و همچنین در سازه‌های بتنی در مناطق گرمسیر و مرطوب رخ می دهد. یخ زدن بتن از مشکلات بتن ریزی در هوای سرد و کاهش مقاومت آن می شود.
5. مصالح مورد استفاده
به عنوان مثال اگر شن و ماسه مورد استفاده حاوی کلرور و سولفات یا تیز‌گوشه و یکنواخت باشند، بتن دچار خوردگی می‌شود و شیره بتن از دست می‌رود و در نتیجه نیاز به آب بیشتر دارد.
6. خطاهای اجرایی
منظور از خطاهای اجرایی عمل‌آوری، انبار کردن و تراکم نامناسب بتن می باشد. برای مثال تراکم نامناسب بتن، باعث ایجاد حفره و فضای خالی در آن می‌شود و مقاومت آن را کمتر می‌کند.
| این مطلب را از دست ندهید: بتن مگر چیست + نحوه اجرا و کاربرد بتن مگر |
عوامل موثر بر افزایش پایایی بتن
1. استفاده از مواد حباب ساز
یکی از عوامل موثری که باعث افزایش دوام بتن می شود استفاده از مواد افزودنی حباب ساز است که می‌‌تواند از بتن در شرایط ذوب و یخ متناوب به مقدار زیادی محافظت نماید.
2. نسبت آب به سیمان
یکی دیگر از عوامل بسیار مهم در پایایی بتن، نسبت آب به سیمان است. برای مثال اگر بتن در معرض یخ زدن و آب شدن در شرایط مرطوب، تر و خشک شدن مکرر یا مواد شیمیایی یخ زدا قرار بگیرد، برای افزایش دوام بتن حداکثر نسبت آب به سیمان 0.45 و حداقل مقاومت مشخصه 30 است.
نکته: در صورت استفاده از سیمان اضافی، مشکلاتی مانند انقباض خشک شدن، واکنش قلیایی-سیلیس ممکن است رخ دهد که در نهایت بر دوام بتن تأثیر می گذارد.
3. سولفات در بتن
استفاده از سولفات در ترکیبات بتن نیز باعث افزایش دوام بتن می شود. با این حال، مهم است که مقدار کل سولفات محلول در آب بتن از 4 درصد وزنی سیمان مصرفی و مقدار کل سولفات از 5 درصد وزنی سیمان بیشتر نباشد.
4. کلرید در بتن
برای جلوگیری از خوردگی میلگردها که باعث کاهش دوام بتن می شود، استفاده از کلرید در ترکیبات بتن راه حل خوبی است به شرط آنکه مقدار مجاز آن در انواع مختلف بتن رعایت شود. به عنوان مثال حداکثر کلرید قابل حل در آب در بتن، درصد نسبت به وزن سیمان در بتن پیش تنیده، 0.06 و یا در انواع بتن آرمه که در زمان بهره برداری در معرض رطوبت و کلریدها قرار گیرد، 0.15 می باشد.
5. تدبیر احتیاطی در محیط‌های سولفاتی
نتیجه گیری
بتن بادوام و پایا بتنی است که شکل ظاهری، مرغوبیت و کارایی خود را درطول زمان درمحیط حفظ کند. بتن به عنوان یک ماده سازه ای و به عنوان پوسته بیرونی ساختمان، توانایی مقاومت در برابر مکانیسم ها و همچنین بلایای طبیعی را دارد. البته بتن های مختلف بسته به محیط و خواص مورد نظر به درجات دوام متفاوتی نیاز دارند. مواد تشکیل دهنده بتن، تناسب آنها، نحوه قرار دادن و عمل آوری بتن و محیط پروژه، دوام و پایایی بتن را تعیین می کند. درجه حرارت و میزان رطوبت، میزان آب موجود در اطراف بتن، حملات زیستی یا بیولوژیکی، سایش و فرسایش بتن از عوامل بیرونی موثر بر کاهش دوام بتن محسوب می شوند. به کارگیری سیمان بهینه و مناسب، به کارگیری درست و کارامد درصدهای اختلاط سیمان و آب و همچنین به کارگیری درست و کارامد درصدهای اختلاط سیمان و آب برخی از عوامل موثر در افزایش پایایی بتن به شمار می آیند.
|
عواملی که باعث کاهش دوام و پایایی بتن می شود؟ عوامل فیزیکی مانند یخبندان های متناوب، عوامل شیمیایی خورنده، عوامل مکانیکی مانند فرسایش، تخریب در اثر خوردگی میلگرد از جمله عواملی است که یاعث کاهش دوام بتن می شود. |
|
عواملی که باعث افزایش دوام بتن می شود؟ استفاده از مواد حباب ساز، نسبت آب به سیمان، سولفات در بتن، کلرید در بتن و تدبیر احتیاطی در محیط‌های سولفاتی مواردی است که باعث افزایش پایایی بتن می شود. |
بدون دیدگاه