انواع خوردگی متداول در پلهای بتن مسلح
در این مقاله قصد داریم در مورد انواع خوردگی بتن در پلهای بتن مسلح صحبت نماییم.
سه حالت ممکن خوردگی در پل ها عبارتند از :
- در عرشه پل ها
- در پایه ها و ستون ها
- در کوله ها و دیوارهای برگشتی پلهای بتن مسلح
_ خوردگی در عرشه پل ها :
در شکل زیر ، عرشه ی یک پل و اجزاء آن نشان داده شده است.
با توجه به این شکل و تقسیم بندی آن به نواحی مختلف ، خوردگی را می توان به صورت زیر بررسی نمود :
ناحیه A : ترک ها در این منطقه به دلیل لنگرهای خمشی منفی به وجود می آیند. این خوردگی ، محلی است و با رشدی سریع توسعه یافته و در نتیجه سطح مقطع عرضی کاهش می یابد. (در انتهای مقاله در مورد خوردگی محلی یا موضعی توضیح داده شده است)
ناحیه B : در این نقطه و در فاز اول ، خوردگی محلی بوده و در فاز دوم باعث ایجاد خوردگی کلی و در نهایت با فروپاشی بتن همراه خواهد بود. انتشار میزان خوردگی به میزان رطوبت اجزاء و همچنین به مدت زمان دوره ی تر و خشک شدن بستگی دارد. در عرشه های بدون لایه ی روکش (ایزولاسیون) ، در آب و هوای گرم و تحت اثر آب ، خوردگی به سرعت و همانند خوردگی های معمول توسعه می یابد. معمولا زمان نمایان شدن خوردگی در سطح بتن نسبت به عرشه ی در معرض رطوبت بالا ، کوتاهتر است ولی خرابی قسمت مسلح کمتر است. (بدین معنی که در جایی که ایزولاسیون ضد آب وجود ندارد آب نفوذ کرده اما نمی تواند به سرعت بخار شود)
در عرشه ی پل های دارای لایه ی ضد آب ، معمولا خوردگی بعد از ترک خوردن این لایه قابل مشاهده است. همچنین خوردگی با نرخ بالا ممکن است زمانی رخ دهد که اکسیژن مورد نیاز در لایه ی بالای آرماتورها وجود نداشته باشد. این مساله به دلیل آنست که تجمع اکسیژن به شکل کاتد ممکن است در زیر لایه ی آرماتور قرار گرفته باشد که به دلیل اینکه در این قسمت فقط لایه ی پوشش بتن وجود دارد ، حفاظ خوبی وجود ندارد.
ناحیه C : خطر خوردگی در این قسمت به زیر عرشه محدود می شود ، مگر اینکه آب نفوذ کننده دارای املاح یون کلر باشد که در این حالت ، خوردگی در همه ی سطح نمایان خواهد شد. اگر سطح بزرگتری تحت تاثیر آب و یون کلر قرار گرفته باشد ، مکانیزم خرابی مشابه حالتی خواهد بود که در ناحیه B رخ می دهد و در نتیجه باعث افزایش فروپاشی پوششی بتن خواهد شد.
_ خوردگی در پایه ها و ستون ها :
در شکل زیر ، پایه ی یک پل و اجزاء آن نشان داده شده است.
با توجه به این شکل و تقسیم بندی آن به نواحی مختلف ، خوردگی را می توان به صورت زیر بررسی نمود :
ناحیه A : در این ناحیه خطر خوردگی محلی (موضعی) مخصوصا زمانی که بتن در معرض رطوبت و یون کلر به صورت ثابت باشد وجود دارد. در بتن هایی که در معرض سیکل تر و خشک شدن متوالی هستند ، خوردگی توسعه یافته و باعث فروپاشی و ترک خوردگی پوشش بتن می شود.
ناحیه B : در این ناحیه ، خوردگی کلی به دلیل پدیده ی کربناسیون رخ می دهد. گسترش خوردگی به آرامی صورت گرفته ولی خرابی های قابل رویت در اولین مرحله پدیدار می شود.
(در انتهای مقاله در مورد کربناسیون توضیح داده شده است)
ناحیه C : در این ناحیه خطر خوردگی موضعی وجود دارد و فقدان اکسیژن مانع خوردگی نخواهد بود زیرا فرآیند کاتدی در ناحیه ی فلزی بالاتر از سطح زمین رخ می دهد. رشد خوردگی در این ناحیه نیز می تواند بسیار سریع باشد.
_ خوردگی در کوله ها و دیوارهای برگشتی :
در شکل زیر ، کوله ی یک پل و اجزاء آن نشان داده شده است.
با توجه به این شکل و تقسیم بندی آن به نواحی مختلف ، خوردگی را می توان به صورت زیر بررسی نمود :
ناحیه A : در سطح زمین و زیر آن ، وضعیت مشابه ناحیه A در پایه های پل می باشد که در ابتدای مقاله ذکر گردید.
ناحیه B : نزدیک بالای دیوار ، خطر یون کلر ناشی از آب های جاری در سطح زمین وجود دارد. این مواد با عبور از سطح شیب ها به سمت بالا و پائین در قسمت پشت دیوارها جاری می شوند. به واسطه ی تر و خشک شدن های متوالی ، علائم قابل رویتی از خوردگی در نواحی مسلح به صورت جدا شدگی به نظر می رسد. این جدا شدگی باعث نفوذ آسان تر آب و نهایتا تسریع فرآیند خوردگی می شود.
ناحیه C : در قمت پشت دیوار امکان وجود رطوبت و یون کلر به صورت دائمی وجود دارد. لذا اگر اکسیژن وجود نداشته باشد خوردگی شدیدی ممکن است با شکل ظاهری مشابه آنچه در پایه ها و ستون های پلهای بتن مسلح بیان شد رخ دهد.
ناحیه D : در جلوی دیوار ، میزان یون کلر ممکن است به دلیل نفوذ آب شور از پشت دیوار و بخار آب و نهایتا باقی ماندن کلریدها در بتن ، بسیار زیاد باشد.
“دوره شروع” در بحث خوردگی :
مدت زمانی که سپری می شود تا لایه ی تاثیر پذیر بتن تخریب شود معمولا به “دوره شروع” معروف است. این مدت زمان به عوامل زیر وابسته است :
- ضخامت لایه پوشش بتن که هر چه کمتر باشد این زمان ، کوتاهتر است.
- کیفیت لایه پوشش بتن (وابسته به نسبت آب به سیمان) که این زمان با کم شدن کیفیت بتن ، کوتاه تر شده و همچنین با افزایش نسبت آب به سیمان نیز کوتاهتر می شود. در حالتهای ویژه و کیفیت ضعیف در اجرای این لایه ، فرآیند خوردگی می تواند تسریع یابد.
- شرایط محیطی ، درجه حرارت ، رطوبت سطح ، آلودگی سولفات ها ، کلریدها و نفوذ در اکسید کربن
- نوع واکنشی که باعث زوال می گردد. (نفوذ کربناسیون و یون کلر به طور بسیار شدیدتری باعث خرابی و زوال می شود)
(در طی زمان “دوره شروع” ، فرآیند خوردگی با علائم غیر قابل رویت به سوی زوال بتن پیش رفته و نه فقط در سطح بتن ، بلکه در محل آرماتورگذاری گسترش می یابد. بنابراین از خطر خسارت ناشی از خوردگی در آینده فقط با ارزیابی و انجام بررسی های ویژه می توان جلوگیری نمود)
خوردگی محلی یا موضعی چیست؟
این خوردگی علائم قابل رویت کمی در سطح بتن دارد زیرا زنگ زدگی در نقاطی در زیر بتن و در محل غیر قابل رویت واقع می شود جایی که یک نیروی فشاری در جهت پوسته شدن بتن وجود داشته و متمایل به رشد نیز می باشد. خوردگی محلی معمولا در محل های زیر واقع می شود :
- در مناطق گیردار (مناطق با لنگر خمشی منفی حداکثر) ، براکت ها و عرشه های طره ای
- در درزهای ساختمانی و در محل ترک های بتن با حجم بالایی از کلر و رطوبت
- در بتن با حجم کلر اولیه ی بالا
کربناسیون :
فرآیند کربناسیون از دی اکسید کربن موجود در هوا ناشی می شود. واکنش های دی اکسید کربن با هیدروکسید کلسیم در خمیر سیمان باعث کم شدن میزان قلیائی و رسیدن به حد بحرانی در سیمان می گردد. مقدار PH به حدود 9 کاهش یافته که معمولا برای محافظت از آرماتور در برابر خوردگی کافی نیست. این امر باعث شکسته شدن لایه ی تاثیر پذیر در اطراف میلگرد می شود.
مطالب پیشنهادی :
جهت مطالعه مقالات لاتین در ارتباط با این موضوع و پلهای بتن مسلح روی لینک زیر کلیک نمایید.
