چرا بتن ترک می خورد

جستجوی کلمه چرا بتن ترک می خورد در سایت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران با کد 14520


 

 

چرا بتن ترک می خورد

 

با سلام و شادباش ، بتن به دلایل مختلفی ترک می خورد . برخی از ترک ها در بتن در حین اجرا ، برخی به فاصله چند دقیقه یا ساعت از بتن ریزی و برخی ترک ها در فاصله چند روز از بتن ریزی و برخی دیگر از ترک خوردگی های بتن در بازه زمانی چند ماهه یا چند ساله به علت مشکلات اجرایی و یا شرایط بهره برداری و محیطی ایجاد می گردند. 

در متن زیر به شرح انواع ترک خوردگی بتن ، دلایل و چرایی ترک خوردن بتن و زمان ترک خوردن بتن پرداخته می شود .شما می توانید برای کسب اطلاعات دقیق و تکمیلی ، مشاوره و کارشناسی با بخش فنی و مهندسی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( 44618462-44618379-09120916271 ) تماس حاصل نماید و همچنین برای دستیابی به سایر مباحث مرتبط با صنعت بتن از جمله ترمیم ترک ها و آسیب های بتن با به بخشم قالات سایت مراجعه فرمایید.

 

 

 

انواع ترك خوردگيهاي غير سازه‌اي بتن و زمان بروز آنها

 

نوع ترك

زمان پيدايش

-          حركت و تكان‌خوردن ميلگردها

-          ترك خوردگي ناشي از نشست خميري بتن

-          ترك خوردگي ناشي از جمع  شدگي پلاستيك

-          تركهاي ناشي از انقباض حرارتي در كوتاه مدت

-          تركهاي ناشي از جمع شدگي در اثر خشك شدن در دراز مدت 

-          ساعات اوليه

-          بين  10 دقيقه تا 3 ساعت بعد از ريختن

-          بين  30 دقيقه تا 6 ساعت بعد از جاي دادن بتن

-          1 روز تا 2 يا 3 هفته بعد از بتن ريزي

-          بين چند هفته تا چند ماه بعد از بتن ريزي

 

 

¨                      تركهاي ناشي از جمع‌شدگي پلاستيك

 در هنگام ريختن بتن، به علت اينكه هنوز خاصيت خميري دارد، آب در آن به راحتي حركت مي‌كند. لذا مواد سنگين تمايل به ته‌نشيني دارند و لذا آب بيشتري نسبت به حالت يكنواخت بر روي مخلوط باقي مي‌ماند. در دماي هواي بالا و بخصوص هنگام وزش باد، تبخير شديدي از سطح بتن صورت مي‌گيرد. بر اثر اين تبخير لايه سطحي خشك شده و حجم آن كمتر مي‌شود. اين تغيير حجم در لايه سطحي باعث ايجاد تنش‌هاي كششي و گسترش آن در لايه سطحي شده و در حالتي كه بتن هنوز حالت خميري و مقاومت خيلي كمي دارد، باعث ترك‌خوردگي مي‌گردد. درصورتي كه سرعت تبخير بيش از 1 كيلوگرم بر مترمربع در ساعت باشد، احتمال ترك‌خوردگي كاملاً وجود دارد.

 اين نوع تركها بين 1 تا 2 ميليمتر عرض و 300  تا  500 ميليمتر طول و 2  تا 50 ميليمتر عمق دارند.  معمولاً الگوي شكل گيري آنها تصادفي است ولي گاهي ممكن است جهت آنها در جهتي كه بتن پرداخت شده است، تغيير كند.

تشكيل اين نوع تركها در بتن، درحالي كه هنوز خاصيت خميري دارد، از ميان خمير خواهد بود. اين نوع تركها هم در سازه‌هاي بتني مسلح و هم در سازه‌هاي بتني غير مسلح ايجاد مي‌گردد.

¨                     تركهاي ناشي از نشست خميري بتن

نوع ديگري از ترك خوردگي وجود دارد كه ناشي از حركت ذرات سنگدانه به سمت پايين و بالا آمدن ذرات سيمان به بالا و جايگزين شدن آن با سنگدانه‌ها در سطح است. حركت رو به بالاي آب مي‌تواند باعث ترك‌خوردگي ناشي از نشست خميري بتن شود. ته نشيني  و حركت مواد با وزن مخصوص بيشتر به سمت پايين با قيد شبكه ميلگردها و يا قالبها ممانعت مي‌گردد. بتن خميري مي‌تواند با تشكيل قوسهايي روي هر ميلگرد سطح را با كشش همراه كند. تركهايي مي‌تواند در ارتباط با فضاهاي خالي و حفره‌هاي زير ميلگرد نيز تشكيل شود. هنگامي كه ميلگردها با فاصله كمي نسبت بهم قرار مي‌گيرند، كل بتن روي آنها به صورت قوس در‌آمده و بتن زير نشست مي‌كند. اين حالت مي‌تواند سبب ايجاد جدايي و گسستگي زير ميلگردها گردد.

الگوي اين ترك‌خوردگي معمولاً بستگي به  مانعي كه در برابر حركت رو به پايين و ته نشست مواد ايجاد مي‌شود، دارد. معمولترين قيد و مانع توسط لايه‌هاي فوقاني شبكه ميلگردها در دالها ايجاد مي‌شود. تركهاي ايجاد شده و گسترش يافته در سطوح فوقاني ظاهر شده و معمولاً در امتداد ميلگردها ادامه مي‌يابند و گاه تشكيل خطوط موازي با هم در راستاي ميلگردها مي‌دهند. البته گاهي تركهاي كوچكي نيز در جهت مخالف بوجود مي‌آيد. تركهاي ناشي از نشست خميري معمولاً از سطح بتن تا ميلگردها ادامه دارند و معمولاً حدود 1 ميليمتر عرض دارند و گاهي مي‌توانند عريض‌تر هم باشند. 

براي جلوگيري از اين ترك‌خوردگي، استفاده از دوده‌سيليسي براي چسبندگي بيشتر مخلوط و نيز طرح مناسب دانه‌بندي، اختلاط و تراكم مجدد بتن، بعد از جايگذاري آن و قبل از گيرش نهايي بتن متداول است.           

¨                      ترك ‌خوردگي ناشي از انقباض حرارتي

عمل هيدراتاسيون بين آب و سيمان يك واكنش گرما‌زا مي‌باشد، بدين معني كه توليد حرارت مي‌كند. ميزان حرارت توليد شده خصوصاً بستگي به نوع سيمان دارد. همچنين ميزان حرارت بستگي به شرايط محيطي و نيز شكل هندسي اعضا و ابعاد آن، حتي نوع قالبها دارد. دماي بالاي محيط، سرعت واكنش را افزايش مي‌دهد. دالها كه داراي سطح تماس زيادي با محيط هستند تبادل گرمايي بيشتري نسبت به عضوهاي كوچكتر دارند. اجزايي كه داراي ابعاد بزرگتري هستند گرماي بيشتري نسبت به مقاطع كوچكتر در آنها حبس مي‌گردد، در حالي كه مقاطع كوچكتر براي از دست دادن گرما آمادگي بيشتري دارند.

همچنين قالبهاي چوبي در هنگام تبادل گرمايي با محيط، خاصيت عايق‌بندي حرارتي بيشتري نسبت به قالبهاي فولادي دارند، لذا ميزان بيشينه دما در قالبهاي چوبي بالاتر مي‌باشد.

به هر حال، وقتي كه بتن  بر اثر هيدراتاسيون گرم مي‌شود، شروع به انبساط مي‌كند. اگر هرگونه مقاومتي در برابر اين انبساط صورت گيرد (براي مثال، از طرف قسمتهاي ريخته شده قبلي) تنش‌هاي فشاري توليد مي‌شود. بعد از رسيدن به دماي بيشينه، بتن شروع به سرد شدن مي‌كند و حجمش كاهش مي‌يابد. مقاومت در برابر اين جمع‌شدگي باعث ايجاد تنش‌هاي كششي مي‌شود. در اين مرحله كه معمولاً چند روز بعد از ريختن بتن آغاز مي‌شود، بتن مقاومت كمي داشته و هنوز آمادگي تحمل اين تنشهاي كششي را ندارد و لذا احتمال ترك‌خوردن در اثر جمع‌شدگي وجود دارد.

از انواع تركهاي حرارتي ميتوان به تركهايي اشاره كرد كه در ديوارها و روي پي‌هاي نواري كه از زمان ريختن آنها چند روز مي‌گذرد، به وجود مي‌آيد. در اين حالت، تركهاي عمودي از پايه ديوارها در وسط ديوار شروع مي‌شود و از مقطع آن مي‌گذرند و در كناره ديوار داراي يك زاويه  45  درجه مي‌شوند. عرض شكاف و عمق آن بستگي به ميزان ميلگردها دارد و معمولاً در روشهاي طراحي كنترل حداقل ميلگرد به منظور كنترل اين تركها صورت مي‌گيرد.

¨                     تركهاي ناشي از جمع‌شدگي بر اثر خشك شدن در دراز مدت

معمولاً مقدار آب موجود در مخلوط بتن، بيشتر از آنچه كه براي عمل هيدراتاسيون لازم است، مي‌باشد. اگر بتن در شرايطي قرار گيرد كه رطوبت نسبي محيط كم باشد، رطوبت بتن از طريق سطح كاهش مي‌يابد.

از دست رفتن رطوبت موجب كاهش حجم شده كه به انقباض ناشي از خشك شدن تعبير مي‌گردد. اگر عمل انقباض و جمع شدن با قيد خارجي يا داخلي روبرو شود، تنشهاي كششي ايجاد شده، باعث ترك خوردن بتن خواهد شد. اجزاي نازك و داراي سطوح بزرگ، مانند دال‌ها مستعد اين نوع ترك‌خوردگي هستند. زمان پيدايش اين ترك‌خوردگي بستگي به ميزان خشك‌شدن كه آن را هم شرايط محيط تعيين مي‌كند، دارد. ولي معمولاً چندين ماه پس از ريختن بتن به وقوع مي‌پيوندد و اين  ترك خوردگي در سطح بتن ظاهر مي‌شود، زيرا خشك شدن از لايه سطحي صورت مي‌گيرد.

خشك شدن لايه سطحي و كاهش حجم آن و مقاومت در برابر تغيير حجم توسط لايه‌هاي زيرين باعث ترك خوردن در لايه سطحي در دالها با سطوح بزرگ مي‌شود. معمولاً در گوشه دالها اولين ترك ها ظاهر مي‌شود، زيرا از 3 طرف خشك شدن صورت ميِ‌گيرد. الگوي مشخصي از تركهاي ناشي از جمع‌شدگي بر اثر خشك شدن وجود ندارد. عرض اين تركها نيز بستگي به ميزان خشك شدن بتن، هندسه عضو و نيز فاصله بين قيدهاي  خارجي دارد. براي مثال، در دالهايي كه بر روي زمين قرار مي‌گيرند و يك بعد آن از بعد ديگر بزرگتر است، تركها در قسمت مياني و به موازات بعد كوچكتر شكل مي‌گيرند و تركهايي نيز به طور مورب در گوشه‌ها ايجاد مي‌شود. همچنين در دالهاي يك طرفه يا دو طرفه نيز اين وضعيت ايجاد مي‌شود. تركهايي در گوشه‌ قسمت‌هاي خالي دال كه مثلاً براي پله‌ها در نظر گرفته شده  نيز به وجود مي‌آيند.

 

4-7-2- معايب در سطوح بر اثر اجرا

 به طور كلي، سطوح بتني نمايان مي‌تواند ترك‌خوردگي‌ها و عيب‌هاي ناشي از مشكلات اجرايي را نشان دهند. گاهي ممكن است بعضي از اين مشكلات بسيار به نظر رسد، اما در روند كلي و مسائل مربوط به دوام اثر چنداني نداشته باشند. گاهي نيز اين ترك ها و عيبها در عين اينكه محدود هستند و به سختي به چشم مي‌آيند قابليت زيادي براي تخريب سازه در برابر مسائل مربوط به دوام دارا هستند.

در جدول ( 4-2) تعدادي از اين عيوب و علل  احتمالي آنها ذكر شده است.

 

جدول 4-2-  عيوب ظاهري بتن و دلايل آن

 

رديف

 

نام نقص

تشريح نقص

دلائل نقص

طراحي قطعه يا عضو

قالب

شرايط اجرايي

خواص بتن تازه

جايدهي بتن

تراكم بتن

1

لانه زنبوري يا كرمو شدن

(Hony comb)

وجود سطح كرمو و عاري از ريزدانه و نمايان شدن ذرات درشت شن به خاطر جدايي مواد

شلوغي و جزئيات  بد ميلگردها، نازكي قطعه، شكل ناجور و پيچيده،  وجود وصله پوششي در ميلگرد

نشت در محل درز، خارج شدن  شديد شيره بتن

دماي زياد، نزديكي ميلگرد به قالب يا پوشش كم روي ميلگرد، مشكلات دسترسي براي ويبره كردن،گيرش سريع،شلوغي به خاطر وصله پوششي ميلگردها

ريزدانه ناكافي و كم، كارآيي پايين و كم يا زياد، سفت شدن زود هنگام، اختلاط بيش از حد، بزرگي زياد سنگدانه براي قطعه مورد نظر

ارتفاع زياد سقوط يا شره كردن بتن، حركت افقي بيش از حد بتن در قالب، ارتفاع زياد ليفت، حذف شوت سقوطي يا طول ناكافي آن، كوچكي زياد لوله ترمي، جدايي مواد، برخورد زياد بتن به قالب، برخورد بتن به ميلگردها

كوچكي قطر ويبراتور، فركانس كم ويبراتور، زمان كم فرو بردن ويبراتور، فاصله زياد بين نقاط فرو بردن ويبراتور، نفوذ ناكافي، تعداد كم ويبراتور

2

مك‌هاي سطحي

(Air surface voids)

سوراخهاي ريز جدا از هم و غير‌منظم تا قطر 25 ميليمتر (آبله رو بودن)

 

نفوذناپذيري رويه قالب، ضعف در روغنكاري قالب، انعطاف‌پذيري زياد قالب، استفاده از ماده نامناسب بعنوان ماده رهاساز (روغن قالب نامناسب)

زيادي ماده رهاساز (زيادي روغن قالب)، دماي زياد بتن

مدول ريزي كم يا زياد ماسه، كارآيي كم، مواد سيماني زياد،،  ماسه زياد، زياد بودن مقدار هواي بتن، كم سيماني يا عيار كم، خرد شدن دانه‌ها و بهم خوردن دانه‌بندي

سرعت خيلي كم جايدهي، سرعت كم پمپاژ بتن، كوچكي جام حمل بتن

دامنه نوسان خيلي زياد، لرزش ناكافي خارجي، فرو نرفتن سر ويبراتور به طور كامل

3

اثر قالب (قالب زدگي)

(Form streaking)

نواحي شن يا ماسه فاقد سيمان، معمولاً همراه با رنگ تيره در مجاورت سطح

 

نشت از درزها  ناشي از باز بودن درزها

حركت افقي بتن داخل قالب

زيادي اسلامپ يا آب بتن

فاصله نامناسب بتن،جايدهي بتن و تراكم آن

دامنة نوسان و فركانس زياد ويبراتور براي قالب‌

4

سنگدانه نمايي (پشت پيدايي سنگدانه)

(Aggregate Trans parency)

سطوح تيره يا روشن هم شكل و هم اندازه سنگدانه‌هاي درشت، ظاهر لكه‌دار

 

انعطاف‌پذيري زياد، پرداخت بيش از حد سطح

 

ماسه كم  بتن، دانه‌بندي ناپيوسته سنگدانه، خشك يا متخلخل بودن، زيادي شن، اسلامپ زياد بتن

 

ويبره خارجي زياد، ويبره زياد بتن سبك

5

ترك ناشي از نشست

(Subsidence cracking)

تركهايي با طول كم و عرض متغير كه غالباً بيشتر افقي هستند نه قائم

اختلال در دسترسي

عايق‌بندي حرارتي كم، شكل نامنظم مقيد كننده نشست، جذب زياد

فاصله زماني ناكافي بين تكميل ستون و ديوار با ريختن تير و دال، رطوبت نسبي كم

ماسه كم بتن، آب زياد بتن، اسلامپ خيلي زياد، طرح اختلاط  نامناسب

سرعت زياد

بتن ريزي

ويبره ناكافي و عدم بكارگيري ويبره مجدد

6

تغيير رنگ

(Color variation)

تغييرات در رنگ سطح بتن كه ظرف چند ساعت پس از قالب برداري قابل مشاهده است

ميلگردگذاري زياد و شلوغ نزديك به سطح قالب

تغيير در ظرفيت جذب آب سطح قالب، واكنش شيميايي با سطح قالب يا مواد رهاساز(روغن) قالب، نشت از درزها يا سوراخ كش قالب

 

عدم يكنواختي  مصالح، عدم يكنواختي دانه‌بندي، تغيير در نسبت اختلاط بتن، اختلاط غير يكنواخت در طول كار

جدايي مواد، اسلامپ خيلي زياد، كاهش اسلامپ در بالاي يك ليفت مرتفع

نزديكي زياد ويبراتور به قالب، ويبره متغير در مجاورت قالب

7

ماسه‌زدگي (اثر ماسه)

(Sand streaking)

تغيير در رنگ يا سايه ناشي از جداشدن ذرات ماسه دراثر آب انداختن موازي با سطح قالب

 

جذب كم، نشت از قالب، آب زيادي در كف قالب كه به دليل فشار هيدروليكي در سطح قالب به بالا رانده مي‌شود

دماي كم بتن، مخلوطهاي پرآب

مخلوط كم عيار پر ماسه و

خشن و زبر، مخلوطهاي پر آب با مواد ريز كم (سيمان و ماسه ريز كم) و آب انداختن، حباب هواي كم

بتن‌ريزي خيلي سريع‌

ويبره زياد، دامنه نوسان زياد

8

خطوط لايه

(Layer lines)

نواحي تيره رنگ بين لايه‌هاي بتن

 

 

برنامه‌ريزي ناكافي، دماي زياد

مخلوط پرآب و مستعد آب انداختن

سرعت كم بتن‌ريزي، فقدان تجهيزات و نفرات در بتن‌ريزي

فقدان ويبره، عدم  فرو  نبردن ويبراتور در لايه زيرين

9

درز سرد

(Cold joints)

وجود حفرات، كرمو بودن و تغيير رنگ در مرز ليفتها، عدم اتصال كافي لايه فوقاني به لايه زيرين

عدم فاصله كافي براي فرو كردن ويبراتور

 

برنامه‌ريزي ضعيف، تدارك ناكافي تجهيزات، گرفتن لايه زيرين

خيلي خشك بودن مخلوط، گيرش زود هنگام و سفت شدن. كاهش شديد اسلامپ در طول كار

رساندن بتن با تأخير، لايه ضخيم

فرو نبردن ويبراتور در لايه زيرين، ويبره ناكافي

10

خرابي سطح قالب

(Form offset)

بي نظمي و تغيير ناگهاني در سطح

درز اجرايي در تغيير جهت قالب

طراحي ضعيف قالب براي تحمل سرعت جايدهي بتن، سختي كم قالب و محكم نبستن آن

محكم نبستن قالب و تكان خوردن

ديرگيري بيش از حد بتن

سرعت خيلي زياد بتن‌ريزي

دامنه نوسان زياد، فاصله غير يكنواخت بين نقاط، فرو بردن ويبراتور، حركت افقي بتن

 

 

از طرف ديگر، يك سري مشكلات ساختاري نيز وجود دارد كه با بررسي هاي سطحي مشهود نخواهند بود. به طور مثال ميتوان اندازه كم پوشش بتني روي ميلگرد يا عمل آوري ضعيف را نام برد. هرچند در صورت پوشش كم بتن  و محيط مساعد خوردگي ، پس از مدتي در سطح بتن تغييرات رنگ ناشي از زنگ زدگي ميلگردها مشاهده خواهد شد.  

 

4-7-3-راهكارهايي براي ترميم عيوب به وجود آمده

 

نخستين قدم به منظور برطرف كردن نقص‌ها و عيب‌هاي به وجود آمده در سازه، سنجيدن علت و وسعت آن عيوب است. همچنين تأثيرات اين عيوب بخصوص در دوام و بهره‌برداري سازه بايد در مد نظر قرار گيرد. به طور خلاصه نكات مقدماتي در مواجهه با عيوب ايجاد شده در ساخت سازه‌هاي بتني را مي‌توان به 4 گروه تقسيم نمود:

1-     بررسي و تحقيق در مورد مشكلات ايجاد شده

2-     مشخص نمودن اهميت مشكل و عدم تطابق لازم با مشخصات فني

3-     تصميم در مورد عمليات ترميمي مناسب

4-     جلوگيري از تكرار مشكل      

بايد توجه داشت كه همه انواع بتن پتانسيل ترك‌خوردگي را دارا مي‌باشند. اين تصور كه بتن مسلح دچار ترك‌خوردگي نمي‌شود، ناشي از برداشت اشتباه از اين ماده مي‌باشد. امروزه در روشهاي طراحي بر اساس دوام نيز امكان اين ترك‌خوردگي در نظر گرفته مي‌شود.

ترك‌خوردگي ناشي از جمع‌شدگي پلاستيك در سازه‌هاي اجرا شده در منطقه بعلت شرايط خاص آب و هوايي بسيار شايع است. بعضي از تركها احتياج به ترميم در زمانهاي اوليه دارند زيرا تا سطح ميلگردها  ادامه پيدا مي‌كنند.  به طور مثال، تركهاي ناشي از نشست خميري از اين نوع هستند. موضوع ديگري كه بايد در مد نظر قرار گيرد، تمايل اين تركها به گسترش يافتن است.

امروزه انواع مواد ترميم كننده در بازار وجود دارد كه در شرايط مختلف و به منظورهاي مختلف مي‌توان آنها را به كار برد. قبل از مصرف اين مواد بايد از كاركرد آنها در شرايط محيطي مورد نظر اطمينان حاصل كرد.

بسته به نوع تركها ممكن است اين مواد بر روي سطح پاشيده شود و يا لازم است درون تركها تزريق شود. به طور معمول تركهاي با عمق بيش از  20  ميليمتر لازم است توسط تزريق پر شوند. در صورتي كه تركها تمايل به گسترش دارند،  بايد در قسمتهاي انتهايي آنها بتن را جدا كرد و سپس توسط يك پركننده مناسب ترميم نمود.

در بعضي از اين تركها، مثلاً در تركهاي ناشي از نشست خميري كه با افزايش آب در سطح بتن همراه است، اين ناحيه از بتن ضعيف خواهد بود كه در اين شرايط بايد بتن ارزيابي شده و در صورت لزوم بتن روي ميلگرد را برداشت سپس قالب‌بندي و بتن‌ريزي مجدد نمود. به هر حال انتخاب روش ترميم مناسب به نوع تركها و مشخصات و ميزان تأثير آن در بهره برداري بلند مدت از سازه و مقاومت آن در برابر هجوم عوامل مهاجم خورنده بستگي دارد.

 

 

برای مشخص کردن بتن با دوام در برابر خوردگی ميلگردها روش های مختلفی ارائه شده است که هر آزمايش و روش پيشنهادی به پارامتر معينی توجه دارد. آزمايش های بسيار ساده تا بسيار مشکل و پر هزينه در اين مجموعه قرار دارد و معمولاً آزمايش های دقيق رتر و معتبر تر پر هزينه و زمان بر می باشند. دست اندر کاران همواره به دنبال آزمايش های ساده، کم هزينه و سريع هستند هر چند از دقت کمتری ممکن است  بر خوردار باشند.

معمولاً آزمايش هايی معتبر تلقی می گردند که مستقيماً به مسئله خوردگی ميلگردها می پردازند. آزمايش های     غير مستقيم همواره غير معتبرتر تلقی ميشوند ولی کاربرد آن ها در دنيا رواج زيادی دارد.

آزمايش های زير از جمله اين موارد است و در هر بررسی بايد مشخص کرد که از کدام آزمايش زير بهره گرفته ايم.

1-   آزمايش جذب آب حجمی اوليه 5/0 ساعته يا بيشتر (کوتاه مدت) و نهايي 24 ساعته يا بيشتر (دراز مدت) بتن طبق BS1881 Part 122 و ASTM C 642

2-     آزمايش جذب آب سطحی (ISAT) بتن طبق BS 1881

3-     آزمايش جذب آب موئينه بتن طبق RILEM

4-     آزمايش مقاومت الكتريكي بتن

5-     آزمايش نيم پيل (پتانسيل خوردگی)   ASTM C 876

6-     آزمايش پتانسيل و شدت خوردگی) G 109) به روش گالوانيک

7-     آزمايش شدت خوردگی به روش گالواپالس

8-     آزمايش درجه نفوذ يون کلر بتن       AASHTOT259

9-     آزمايش تعين عمق نفوذ يون کلر در بتن

10-      آزمايش تعين پروفيل يون کلر و ضريب نفوذ آن طبق  C114  و C1218  و ASTM C1152

11-      آزمايش شاخص الکتريکی توانايي بتن برای مقابله با نفوذ يون کلر طبقASTM 1202 

12-      آزمايش نفوذپذيري آب تحت فشار طبق EN 12390-8 و DIN 1048 Part 5

13-      آزمايش نفوذپذيري هوا تحت فشار

هرچند عنوان برخی استانداردها و يا شماره آن در بالا ذکر شده است اما اين آزمايش ها ممکن است با تغييرات اندک و يا زياد در استانداردهای ديگر نيز انجام شود که نتيجه آن الزاماً مشابه به استانداردهای ديگر نيست و از مفهوم واحد برخوردار نمی باشند.

q       آزمايش جذب آب حجمی اوليه کوتاه مدت و دراز مدت

انواع آزمايش جذب آب حجمی وجود دارد. شکل و ابعاد نمونه، طرز خشک کردن (دما و مدت)، نحوه قرارگيری در آب، دمای آب (معمولی و جوشان)، مدت قرار گرفتن در آب و نحوه گزارش نتيجه از موارد اختلاف استانداردهای مختلف     می باشد. بسياری از استانداردها برای کنترل کيفيت قطعات بتنی پيش ساخته از اين آزمايش استفاده می نمايند. مکعبی    10 ×10 و استوانه ای کوچک به قطر 5/7 تا 10 سانتی متر از اشکال و ابعاد رايج است. دمای خشک کردن نمونه ها از 40 تا 110 درجه متغير می باشد. مدت خشک کردن از 24 ساعت (دمای 110) تا 14 روز (دمای 40 تا 50) پيش بينی شده است. در برخی استانداردها نحوه خاصی برای قرارگيری در آب و ارتفاع آب روی نمونه در نظر گرفته اند. دمای آب از 20 تا جوشانيدن آب منظور می شود. مدت قرار گيری در آب قرائت های مربوط به 10 دقيقه، 30 و 60 دقيقه تا بيش از سه روز می باشد. در اکثر استانداردها تعريف جذب آب حجمی نسبت وزن آب جذب شده به وزن نمونه خشک اوليه است. لازم به ذکر است اگر بخواهيم اين ويژگی را در بتن های سبک با بتن معمولی مقايسه کنيم بهتر است نسبت حجم آب جذب شده به حجم نمونه را مد نظر قرار دهيم، به هرحال مقايسه نتايج جذب آب حاصله از آزمايش طبق استانداردهای مختلف کاملاً گمراه کننده است. برخی کتب، بتن ها را از نظر ميزان جذب آب طبقه بندی می نمايند. بطور مثال گفته می شود جذب آب اوليه مربوط به 30 دقيقه طبق BS1881 بهتر است کمتر از 2 درصد باشد تا بتنی با دوام داشته باشيم. معمولاً گفته می شود جذب آب کوتاه مدت برای کنترل دوام بتن معتبر تر است زيرا خصوصيات سطحی بتن را به نمايش می گذارد.

آيين نامه پايايي ايران حداكثر جذب 5/0 ساعته بتن 28 روزه را طبق روش انگليسي در شرايط مختلف جنوب كشور بين 2 تا 4 درصد داده است.

q       جذب آب سطحی

اين آزمايش عمدتاً در انگليس کاربرد دارد و جذب يک جهته را در روی نمونه خاص در منطقه محدود اندازه گيری   می نمايند. نوع خشک کردن اوليه بتن، زمان و وسايل مربوطه در اين استاندارد مشخص شده است. اين آزمايش عملاً در ايران کاربرد کمی دارد.

q       جذب آب موئينه بتن

بسياری معتقدند مکانيسم جذب آب بتن در مناطق مرطوب، جزر و مد و پاشش آب يا شالوده های واقع در منطقه خشک و بالای سطح آب با مکانيسم جذب موئينه شباهت دارد. Rilem آزمايش جذب آب موئينه را بر روی نمونه های مکعبی 10 سانتی متری بصورت زير توصيه ميشود.

نمونه ها در دمای 40 تا 50 در آون خشک می شوند سپس چنان در بالای سطح آب قرار می گيرد که 5 ميلی متر آن داخل آب باشد. در زمان های مختلف و ترجيحاً پس از 3، 6، 24 و 72 ساعت وزن نمونه اندازه گيری و وزن آب جذب شده تعيين می شود. سپس وزن آب (حجم آب) بر سطح نمونه (حدود Cm2100) تقسيم می گردد تا ارتفاع معادل آب جذب شده بدست آيد. i برحسب ميلي متر مي باشد.                                                                                        

                                                                                          

 Cثابت جذب موئينه و S ضريب جذب موئينه است.

 

 

 

 

 اين مقادير از برازاندن خطی بر نقاط بدست آمده در صفحه مختصات  بدست می آيد.

هر کدام از اين پارامتر ها دارای مفهوم خاصی است ولی S اهميت بيشتری دارد و آهنگ جذب را نشان می دهد و هر چه کمتر باشد بهتر است. در انتهای آزمايش گاه نمونه را شکسته و ارتفاع واقعی جذب آب را بطور متوسط بدست می آورند و برای اين منظور در آب ماده رنگی (مانند لاجورد) می ريزند. ارتفاع زياد موئينه نشانه خوبی برای بتن نيست. در واقع بتن هايی که خلل و فرج ريزي دارند ممکن است ارتفاع موئينه زيادی داشته باشند و اين نکته مهمی است که معمولاً در مفهوم نفوذ پذيری در برابر آب، خلل و فرج ريزتر مطلوب تر تلقی می شوند.

q       آزمايش مقاومت الکتريکی بتن

خوردگی پديده الکترو شيميائی است. عملاً ميلگرد به صورت آند و بتن کاتد می شود و يک جريان الكتريکی بين ميلگرد و سطح بتن بوجود می آيد. مسلماً در اين حالت تحرک يون ها را شاهد هستيم. هر چه اين حرکت بيشتر و سهل تر انجام شود به مفهوم آنست که مقاومت در برابر تحرک يونی کمتر است و با هدايت الکتريکی بتن بيشتر می باشد. بنابراين بايد گفت يکی از راه های ساده آزمايش دوام بتن، تعيين مقاومت ويژه الکتريکی آن می باشد.  مقاومت الکتريکی بتن نيز مانند مقاومت هر جسم مرکب ديگر تابع اجزاي آن و ارتباط اجزا با يکديگر است. مقاومت الکتريکی سنگدانه ها و خمير سيمان سخت شده و نسبت مقدار هر يک در بتن و هم چنين کيفيت وجه مشترک (ناحيه انتقالی) و مصرف افزودني های پودری معدنی تأثير زيادی در مقاومت الکتريکی بتن دارد. وجود رطوبت و اشباع بودن مقاومت الکتريکی را کم می کند. وجود ترک های ريز که با آب پر شود به شدت مقاومت الکتريکی را کاهش می دهد. حتی اگر به جای آب از محلول آب نمک يا آب دريا استفاده کنيم افت شديدی در مقاومت الکتريکی مشاهده خواهيم نمود. بنابراين سعی می شود مقاومت الکتريکی بتن های اشباع با آب نمک يا آب دريا اندازه گيری شود. اندازه گيری مقاومت الکتريکی ساده است. کافی است دو صفحه برنجی يا مسی را کاملاً در تماس با سطح نمونه بتن قرار دهيم و با يک اهم متر مخصوص، مقاومت الکتريکی را بدست آوريم. اما اين مقاومت الکتريکی بايد بدون توجه به اثر ابعاد گزارش شود يعنی بايد مقاومت ويژه الکتريکی تعيين و اعلام گردد تا بتوان آن را با ساير بتن ها مقايسه نمود. برای اين منظور از رابطه زير استفاده می شود.

                                                                                                                                      

rc مقاومت ويژه الکتريکی بتن بر حسب اهم متر ، R مقاومت الكتريكي قرائت شده از دستگاه ، A سطح نمونه (سطح تماس صفحه برنجي با بتن) و L  فاصله بين دو صفحه تماس (طول نمونه) مي باشد.

اعتقاد بر آن است که هرچه مقاومت ويژه الکتريکی بيشتر باشد بتن با دوام تر و مطلوب تری داريم.        

 

مقاومت ويژه الکتريکی (اهم متر)  بتن اشباع

نوع بتن از نظر دوام در برابر خوردگی

بيشتر از 200

عالی

200 -120

خوب

  120- 50

متوسط

کمتر از 50

ضعيف

 

 

برای اتصال مناسب صفحه برنجی با بتن معمولاً لايه نازکی از خميــر سيمان نسبتاً شل را بکار می برند و صفحه را با فشار به خمير سيمان و سطح بتن چسبانيده و اندازه گيری را به انجام می رسانند.

مي توان گفت هيچ آزمايشی به سادگی و اعتبار اين آزمايش برای تعيين کيفيت بتن به ويژه از نظر تحرک يون کلر و OH در داخل بتن نمی باشد. اما جالب است بدانيم اين آزمايش هنوز دارای دستورالعمل استانداردی نيست. هم چنين اختلاف نظر علماي بتن برای اندازه گيری R  (مقاومت اهمی) و Z (مقاومت ظاهری با در نظر گرفتن اثر القائی و خازنی) بحث برانگيز است. برخی اعتقاد دارند کافی است R را به سادگی اندازه گيری کنيم و برخی معتقدند که در بتن اثر خازنی وجود دارد و بايد وسايلی را بکار برد که بتواند Z را مشخص نمايد (به ويژه در بتن های ميکروسيليس دار)، برخی نيز معتقدند که تفاوت چندانی بين Z و R عملاً وجود ندارد.

اميد است در آينده بتوان برای کنترل دوام بتن از اين آزمايش سريع و کم هزينه استفاده نمود و بايد دانست الزاماً مقاومت فشاری بيشتر به معنای مقاومت ويژه الکتريکی نمی باشد.

بتن های حاوی ميکروسيليس بسته به ميزان ميکروسيليس، مقاومت الکتريکی 3 تا 10 برابر مقاومت الکتريکی بتن مشابه ولی بدون ميکروسيليس را دارا است در حالي که مقاومت فشاری بتن ممکن است  فقط 5 تا 15 درصد افزايش يابد. البته بايد گفت اندازه گيری مقاومت ويژه الکتريکی بتن سخت شده داخل قطعه کار دشواری است.

اگر ميلگرد و بتن را مانند يک مدار برقی در نظر بگيريم اختلاف پتانسيل، مقاومت و شدت جريان در آن وجود دارد. بديهی است هر چه مقاومت الکتريکی بيشتر شود شدت جريان کمتر می گردد و شدت خوردگی نيز کم می شود. ضمن اين که مقاومت الکتريکی بيشتر، آغاز خوردگی را به تأخير می اندازد.

برخی اعتقاد دارند بايد مقاومت الکتريکی بتن سطحی (پوشش روی ميلگرد) را اندازه گيری کرد که منطقی بنظر می رسد. 

 

 

 

 

 

 

 

 

شرکت کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران

شرکت کلینیک فنی  بتن ایران با اندیشه ایجاد مرکزی تخصصی و کاربردی در زمینه ارائه خدمات فنی مهندسی ، بازرگانی و آموزشی در سطح کشور و منطقه راه اندازی گردیده است .

شرکت کلینیک فنی  بتن ایران، اولین و تنها مجموعه فنی و مهندسی با محوریت بتن در سطح کشور می باشد که توانسته با ارائه خدمات متنوع و تخصصی گامی  نو و البته کارآمد در عرصه صنعت بتن کشور بردارد. این امر باعث گردیده تا کارشناسان و مهندسی فعال در عرصه بتن کشور با در اختیار داشتن تیم کارآمد در کنار خود راه سخت اجرای پروژه عمرانی را با اطمینانی بیشتر و با کیفیت تر بردارند.

شرکت کلینیک فنی  بتن ایران، با به کارگیری تیم های کارشناسی ، اجرایی ، تخصصی ، بازرگانی و آموزشی از میان فعالان و متخصصین بتن برجسته کشور  همواره سعی دارد تا با اولویت قراردهی کیفیت و تخصص باعث ارتقاء سطح کیفی ، مهندسی و اجرایی پروژه ها و با رفتن سطح عملی دست اندرکاران گردد.

در این راستا ، شرکت کلینیک فنی  بتن ایران فعالیت خود را در سه شاخه فنی و مهندسی ، آموزش و بازرگانی  هدف دهی و پیگیری نموده و می نماید.