ترک های ناشی از زنگ زدن و فساد به دلیل حمله یون های کلر به آرماتور در بتن

در این مطلب قصد داریم راجع به ترک های ناشی از حمله یون های کلر به آرماتورهای در بتن صحبت نماییم.

هنگامی که آرماتورهای فولادی در بتن قرار می گیرند به طور معمول در آنها خوردگی ایجاد نمی شود. در محیط چسبناک قلیائی سیمان ، یک لایه غیر فعال و محافظ در سطح میلگرد شکل می گیرد. البته اگر عمق پوشش بتن کافی نباشد یا بتن نفوذ پذیر باشد این لایه می شکند (در حدود تعداد زیادی یون های کلر).

یون های کلر می توانند از کلرید کلسیم (معمولا نمک) در مناطق دریا یا از استعمال مواد یخ زدا (در جاده ها و سطح پل) یا از یک مخلوط مخصوص کلرید کلسیم (تند گیر کننده) یا به دلیل شرایط خاک اطراف سازه و یا از سنگدانه های تمیز نشده و آلوده کننده یا هر مخلوطی از آب ، ناشی شده باشند.

هنگامی که این لایه محافظ می شکند آرماتور فولادی استعداد خوردگی و فساد را پیدا کرده و این شروع یک فرآیند رو به رشد است که منجر به ترک خوردگی و شکستگی در بتن گردد. این ترک ها و شکستگی ها مخصوصا در گوشه تیرها و ستون ها و بالای میلگردهای اصلی قابل توجه می باشند ، اگرچه خاموت ها و وصله ها هم نمایان خواهند شد. برخی ترک ها معمولا با لکه هائی از خوردگی در امتداد خط قرار گیری آرماتورها دیده می شوند. البته انواع دیگری از ترک ها که امتداد مسیر میلگردها را قطع می کنند ممکن است ناشی از خوردگی و زنگ زدگی باشند که معمولا تمایز این ترک ها از یکدیگر کار مشکلی است.

خوردگی یک فرآیند الکتروشیمیایی است که نیاز به اکسیداسیون ، رطوبت و جریان الکترون از یک نقطه به نقطه دیگر فلز را دارد. خوردگی فولاد باعث تولید اکسید آهن و هیدروکسید شده که حجم بیشتری از حجم فلز اولیه دارد و این افزایش حجم یک  تنش شعاعی قوی اطراف میلگرد ایجاد نموده که نتیجه ی آن بروز ترک های شعاعی موضعی در اطراف میلگرد است. این شکاف و ترکها می توانند در طول میلگردها منتشر شوند که نتیجه ی آن شکل گیری ترک های طولی موازی میلگردها است که به سمت شکافتن بتن پیشروی می کنند. همچنین یک ترک عریض ممکن است در صفحه موازی میلگردها روی سطح بتن شکل پیدا کند که نتیجه ی آن ورقه شدن سطح بتن است و مشکلی است که در اکثر عرشه پل ها وجود دارد.

یون های کلر در آرماتور بتن

جلوگیری از خوردگی :

یکی از بهترین راهها برای اطمینان از صلبیت و متراکم بودن بتن ، افزایش پوشش بتنی روی آرماتورها است. بتن صلب و متراکم را می توان با افزایش حداقل حجم سیمان به 350 کیلوگرم در متر مکعب در بتن های معمولی که البته به موقعیت و درجه شوری بت بستگی دارد ، کاهش نسبت آب به سیمان ، استفاده از مواد کاراساز برای بهبود کارایی با کاهش آب مصرفی ، ویبره کردن بتن به طور کامل و اطمینان از عمل آوردن اولیه به اندازه ی کافی ، ساخت.

چون سیمان پرتلند روباره ای ، خمیر چسبناک و متراکمی از سیمان را ایجاد می کند ، برای کاربردهای مرسوم توصیه می شود. (باید شامل حدود 65 تا 70 درصد مواد روباره در وزن سیمان بوده و با یکدیگر مخلوط شده و در فرایند آسیاب سیمان تولید شده باشد)

این تراکم باعث ساکن شدن حرکت یون  های کلر می گردد. زیرا باعث ایجاد ملات غیر قابل نفوذی در بتن می شود. همچنین استفاده از پوشش های اپوکسی روی آرماتورها خیلی مفید نخواهد بود. نمک های کلرید قابل حل بوده و اگر هرگونه رطوبتی در بتن به حرکت درآید یون های کلز ممکن است توسط این رطوبت از درون بتن ، جابجا شده و به سمت نقطه ی مشخصی از سازه متمرکز شوند. این تئوری به طور یقین از نتایج بیشمار و متفاوتی که از آنالیزهای شیمیایی روی بتن سخت شده یا کلرید کلسیم همراه با یک تسریع کننده انجام شده است بدست آمده است.

اندازه های کمکی در مقابل اثرات خوردگی :

قبل از هر گونه تعمیر برای ترک های ناشی از پوسیدگی و زنگ زدگی و جدا شدگی بتن از آرماتورها ، توجه به این نکته ضروری است که لازم است برای تعیین مقدار کلر موجود در محل آزمایشاتی اجام گیرد. راهنمای نمونه برداری و آزمایشات بر روی کلراید ها در استاندارد ASTM موجود است. تعیین سطح کلر به طور معمول بر حسب درصد معادل کلرید کلسیم در وزن سیمان تعیین می شود.

الف) کلرید کمتر از 5/0 درصد (نسبت کلرید کلسیم به وزن سیمان)

نتایج وجود این سطح از کلر ، مساعد و پایدار بوده و از منابع طبیعی نظیر سنگدانه ها نشات می گیرد و حالت یا وضعیت مشکل سازی را ایجاد نمی کند. ترکها و جدا شدگی ها در این حالت از کربناسیون و فقدان پوشش کافی در آرماتورها و وجود بتن نفوذ پذیر ناشی می شوند. این عوامل را باید بررسی نمود و اگر محرز باشد روش تعمیر و علاج باید بر اساس این عوامل انجام شود.

ب) کلرید بیشتر از 5/0 درصد (نسبت کلرید کلسیم به وزن سیمان)

اگر میزان کلر متفاوت و معمولا از 5/1 درصد تجاوز کند (2 تا 4 درصد) ، نشانگر بیش از اندازه بودن میزان کلر می باشد. در سازه هایی نظیر عرشه ی پل ها یا سازه هایی که تمرکز بالایی از کلر در نزدیک سطح خود دارند (ناشی از نمک های یخ زدا) ، باید مطابق دستور العمل رفتار گردد. هنگامی که میزان بالا بودن کلر اثبات شد باید به خاطر داشت که فرایند خوردگی را نمی توان به آسانی متوقف نمود. (مثلا با درز گیری) اثر کلر به دلیل اینکه رطوبت را نمی توان مهار نمود همچنان ادامه خواهد یافت.

تمامی بتن متاثر شده از زنگ زدگی در اطراف آرماتورهای زنگ زده باید برداشته شود (اطراف کلیه ی آرماتورها). فولاد و بتن واقع در نما باید تمیز شوند (ترجیحا با سند بلاست نمودن). همچنین آرماتورهای اضافه ای باید به جای آرماتورهای از دست رفته و خورده شده نصب ششود. بتن واقع در معرض دید باید توسط آب ، اشباع شده و شستشو شود و بالاخره بتن یا ملاتی در لایه هایی با فشار باد (شاتکریت) در محل مورد نظر جایگزین شوند. عمل اشباع نمودن توسط آب را در صورتی که از ملات یا بتن اپوکسی استفاده شود باید متوقف نمود ، مگر اینکه اپوکسی در مقابل آب ، حساس نباشد.

البته این احتمال وجود دارد که برخی از نقاط تقویت شده بتن بعد از این مرحله دچار ترک های زنگ زدگی شوند. بنابراین باید تصمیمی بر اینکه نشان دهد چه مقدار از بتن باید برداشته شود اتخاذ گردد. این تصمیم گیری معمولا به مسائل و مشکلات مالی محدود می شود. در برخی از حالتها بازدیدهای متوالی و متناوب و سپس تعمیر ، از خرابی و برداشت های وسیع ، اقتصادی تر است.

مطالعه مقالات مربوطه

بلوک نیوجرسی
نیوجرسی

نیوجرسی بتنی

نیوجرسی بتنی نیوجرسی بتنی (concrete new jersey) که آن را با نام های دیگری چون بلوک نیوجرسی ، موانع بتنی ، جدا کننده نیوجرسی ،

ادامه مطلب »
اشتراک گذاری در facebook
Facebook
اشتراک گذاری در twitter
Twitter
اشتراک گذاری در linkedin
LinkedIn

بسیار باعث دلگرمی ماست اگر نظرتان را در پایین همین صفحه بنویسید. سپاسگزاریم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *