عوامل موثر در خرابی بتن

چرا بتن خراب می شود و عوامل خرابی بتن چیست؟ بهتر است پیش از اینکه به این سوال پاسخ بدهیم خرابی بتن را تعریف کنیم. خرابی بتن به وضعیتی گفته می‌شود که بتن تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله فشار، نفوذ آب، تغییرات دما، واکنش‌های شیمیایی و … قرار گرفته و به طور چشمگیری دچار آسیب شود.همان طور که می دانید بتن یک ماده ساختمانی است که از مخلوط کردن سیمان، آب و سنگدانه‌های ریز و درشت به دست می‌آید و یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در جهان است که خواصی چون مقاومت فشاری بالا، پایداری شیمیایی و مقاومت در برابر آتش را دارد. حال اگر بتن تحت تاثیر این خرابی ها قرار بگیرد نمی تواند نقش خود را در بنای پی ریزی ساختمان به خوبی ایفا کند.

چند مثال از خرابی‌های بتن شامل این موارد است:

• شکستگی، فشار و خمش ناشی از بارگذاری‌های بیش از حد
• ترک‌ها و تغییر شکل ناشی از تغییرات دما و رطوبت
• تغییر شکل و خوردگی ناشی از نفوذ آب
• تغییرشکل به علت عوامل شیمیایی

به‌طور کلی، خرابی بتن می‌تواند شکل‌ها و زیرمجموعه‌های مختلفی داشته باشد که هر یک نیازمند روش‌های خاص تأمین مراقبت و تعمیرات خاص خود می‌باشد. این موارد نشان دهنده اهمیت بررسی و شناسایی دقیق مشکلات و خرابی‌های بتن به منظور اتخاذ رویکردهای مناسب برای تعمیرات و پیشگیری است. در ادامه این مطلب بتن کاور به بررسی بیشتر این موضوع می پردازیم. همراه ما باشید.

4 مورد از عوامل خرابی بتن که باید بشناسید!

 عوامل متعددی می‌توانند منجر به تخریب بتن شوند. مهم‌ترین علل تخریب بتن عبارتند از:

• رطوبت و آب
• یخبندان
• تغییرات شیمیایی
• خوردگی آرماتور

نقش رطوبت و آب در خرابی بتن

 یکی از مهمترین عوامل تخریب بتن، وجود رطوبت و آب است. نفوذ آب به داخل بتن میتواند باعث تولید ترک، زنگ زدگی آرماتورها و کاهش مقاومت بتن شود. همچنین رطوبت محیط میتواند باعث رشد قارچ ها و باکتری

ها در بتن شده و دوام آن را کاهش دهد. رطوبت و آب نقش مهمی در تخریب بتن دارند و می‌توانند از طریق مکانیسم‌های مختلفی به سازه‌های بتنی آسیب برسانند که شامل موارد ذیل میباشد:

• یخ‌زدگی و ذوب: رطوبت موجود در بتن می‌تواند در اثر کاهش دما یخ بزند. حجم آب هنگام یخ‌زدگی حدود 9% افزایش می‌یابد که می‌تواند منجر به تشکیل ترک یا جداشدگی سطحی در بتن شود. وقتی یخ ذوب می‌شود، فضای ایجاد شده مجددا با آب پر می‌شود و چرخه مجددا تکرار می‌شود، که هر بار تخریب بیشتری ایجاد می‌کند.
• واکنش‌های قلیایی‌سیلیکا: در صورت وجود رطوبت، برخی از انواع مواد سیلیکا در سنگدانه‌ها می‌توانند با قلیاهای موجود در بتن واکنش نشان دهند که این امر موجب ایجاد توسعه بلورهای قلیایی‌سیلیکا شده و فشاری را به منافذ بتن وارد کرده و باعث ترک خوردگی می‌شود.
• انقباض و انبساط: تغییرات دمایی می‌توانند باعث شوند که بتن متورم شود (هنگامی که آب جذب می‌کند) و منقبض شود (هنگامی که آب از دست می‌دهد)، که هر دوی این عملکردها می‌توانند به ساختارهای بتنی آسیب برسانند.
• حمله شیمیایی: آب‌های حاوی مواد حل شده نظیر اسیدها یا سولفات‌ها می‌توانند واکنش‌های شیمیایی مضری را در بتن ایجاد کرده و باعث تخریب شیمیایی بتن شوند.
• نفوذپذیری بتن: اگر بتن دارای منافذ یا ترک‌هایی باشد که راه نفوذ رطوبت و آب را فراهم کند، این عوامل مخرب می‌توانند به درون سازه راه یافته و تخریب ساختاری را تسریع کنند.

یخبندان و خرابی بتن

یخبندان می‌تواند تاثیر قابل توجهی بر روی تخریب بتن داشته باشد، به ویژه در مناطقی که دارای دوره‌های تکرار شونده از انجماد و ذوب هستند. این فرآیند به شرح زیر اثر می‌گذارد:

• ترک‌خوردگی ناشی از یخبندان: هنگامی که آب درون منافذ بتن منجمد می‌شود، حجم آن حدود 9% افزایش می‌یابد. این امر فشاری را در درون بتن ایجاد می‌کند که می‌تواند منجر به ترک‌خوردگی شود.
• آسیب مکانیکی: با توجه به اینکه بتن سخت است اما کمی انعطاف پذیری دارد، فشار ناشی از انبساط یخ می‌تواند تنش‌های مکانیکی زیادی ایجاد کرده، باعث ترک یا تکه تکه شدن بتن گردد.

• چرخه‌های یخ‌زدایی و ذوب شدن: تکرار چرخه‌های انجماد و ذوب به مرور زمان درون سازه می‌تواند منجر به سایش و فرسودگی بتن شود. هربار که آب منجمد و سپس ذوب می‌شود، تنش‌های بیشتری به بتن وارد می‌شود.
• حمله شیمیایی ناشی از یخزدایی: مواد یخ‌زدایی که برای ذوب یخ روی سطوح بتنی استفاده می‌شوند، می‌توانند حاوی سولفات‌ها و کلریدها باشند که خود از طریق واکنش‌های شیمیایی به تخریب بتن کمک می‌کنند.
• نقص در کیورینگ: در صورتی که بتن در دوره کیورینگ (دوره سخت شدن) دچار انجماد شود، آب مورد نیاز برای واکنش هیدراتاسیون سیمان کافی نخواهد بود. این امر می‌تواند به بتن ضعیف‌تر با مقاومت فشاری پایین‌تر منجر شود.

تغییرات شیمیایی از عوامل خرابی بتن

تغییرات شیمیایی می‌توانند نقش مهمی در تخریب بتن داشته باشند. مهم‌ترین تغییرات شیمیایی که منجر به تخریب بتن می‌شوند عبارتند از:

• کربناسیون: واکنش بین کربن دی‌اکسید موجود در هوا با کلسیم هیدروکسید در بتن، منجر به کاهش pHبتن و زنگ زدگی آرماتورها می‌شود. این امر سبب تضعیف بتن پیرامون میلگردها می‌گردد.
• واکنش قلیایی-سیلیس: واکنش بین الکل‌های قلیایی مانند سدیم و پتاسیم موجود در بتن با سیلیس موجود در سنگدانه‌ها باعث تولید محصولاتی مانند سیلیکات‌ها می‌شود که انبساط حجمی زیادی دارند. این انبساط با ایجاد فشار در بتن منجر به ترک‌خوردگی می‌شود.
• تغییر یونی: مواد شیمیایی مانند کلریدها و سولفات‌های محلول در آب می‌توانند وارد بتن شده و محیط قلیایی بتن را به محیط اسیدی تبدیل کنند. این تغییر pHباعث زنگ زدگی آرماتورها و تخریب ساختار بتن می‌شود. تغییر در ترکیب شیمیایی سیمان: حضور گونه‌های کربناتی و سولفاتی در آب محیطی و آب مصرفی در بتن می‌تواند ترکیب شیمیایی سیمان در حین هیدراتاسیون را تغییر داده و باعث کاهش مقاومت بتن شود.

خوردگی آرماتور از عوامل خرابی بتن

خوردگی آرماتور یکی از مشکلات اصلی‌ای است که بر دوام و ایمنی سازه‌های بتن آرمه تأثیر منفی می‌گذارد. این پدیده به‌ویژه در محیط‌هایی با وجود مواد خورنده مانند کلریدها (مثلاً نزدیکی به دریا یا استفاده از نمک برای ذوب برف و یخ) یا در محیط‌هایی با نوسانات دمایی قابل توجه رخ می‌دهد. خوردگی آرماتور می‌تواند با چندین فرآیند تخریبی در بتن همراه باشد که ذیل به آن میپردازیم:

• تولید یون‌های خورنده: یون‌های کلرید یا سایر مواد خورنده می‌توانند از طریق ترک‌های میکروسکوپی، منافذ یا سطح بتن وارد شده و به آرماتورها نفوذ کنند.
• از بین رفتن لایه پسیواسیون: بتن دارای محیط قلیایی است که از میلگردها در برابر خوردگی محافظت می‌کند. با این حال، کاهش pH بتن ناشی از کربناسیون یا حضور یون‌های خورنده می‌تواند این لایه محافظتی را از بین ببرد و منجر به خوردگی میلگرد شود.
• خوردگی الکتروشیمیایی: خوردگی آرماتورها در بتن یک فرآیند الکتروشیمیایی است که در آن یک جریان الکتریکی کوچک بین نواحی مختلف میلگرد (به عنوان آند و کاتد) جریان می‌یابد. این اختلاف در پتانسیل الکتروشیمیایی باعث خوردگی فولاد می‌شود.

• تولید گاز هیدروژن و تورم آرماتور: واکنش خوردگی می‌تواند گازهایی مانند هیدروژن تولید کند که فضای حباب‌های کوچک در داخل بتن ایجاد می‌کنند. همچنین خوردگی باعث تورم آرماتور می‌گردد که فشار قابل توجهی را به بتن اطراف وارد کرده و منجر به ترک یا پوسته پوسته شدن بتن می‌شود.

نتیجه گیری

در این مطلب از عوامل تاثیرگذار در خرابی بتن صحبت کردیم. یخبندان، رطوبت و مواد شیمیایی از مهم ترین عواملی هستند که می توانند روی خرابی بتن تاثیر بگذارند که در مورد هر یک به تفضیل صحبت کردیم. میتوان گفت کیفیت مصالح، عدم رعایت اصول طراحی و اجرایی بتن و شرایط نگهداری نامناسب میتواند باعث کاهش عمر مفید بتن شود. رعایت استانداردهای مربوطه میتواند از بروز این مشکلات جلوگیری کند. اگر در مورد عوامل خرابی بتن سوال دارید، در کامنت ها بنویسید. تیم تولید محتوا بتن کاور پاسخگوی شماست.