کربناته شدن می تواند باعث خوردگی بتن شود
همواره اعضای فولادی در برابر خوردگی آسیب پذیرند. اما در یک المان بتنی با میلگرد فولادی، بتن جدید از این اعضای فولادی در برابر خوردگی محافظت می‌نماید. عنصر آهک یا هیدروکسید کلسیم در بتن، یک فضای قلیایی به وجود می آورد که موجب تشکیل یک لایه غیرواکنش پذیر در اطراف میلگرد‌های تقویت کننده فولادی می‌گردد. این لایه غیرفعال از میله فولادی محافظت می‌کند و مانع اکسید شدن و خوردگی آن می‌شود اما با گذشت زمان، با تاثیر دی اکسید کربن موجود در جو (CO2)، هیدروکسید کلسیم به کربنات کلسیم یا سنگ آهک تبدیل می‌گردد. این پدیده ادامه می‌یابد تا زمانی که کربنات کلسیم به تمام فولاد برسد.
وقتی محیط بتنی کربناته گردد، pH آن پایین‌تر می‌رود و به آستانه اسیدی شدن نزدیک می‌شود، محیط اسیدی لایه غیرفعال کننده را از بین می‌برد. هنگامی که آب و اکسیژن با هم مخلوط می‌شوند، آهن موجود در فولاد به اکسید آهن (زنگ) تبدیل می‌شود که حجم بیشتری نسبت به آهن اصلی دارد. نیروی این انبساط باعث ترک خوردن و در نتیجه خوردگی بتن می شود. هر اندازه بتن بادوام تر و نفوذپذیری آن کمتر باشد، سرعت کربناته شدن را کاهش داده و مانع نفوذ آب برای وقوع خوردگی می شود.
حمله کلرید:
به صورت کلی باید بدانید که 3 جزء زیر باعث خوردگی بتن می شوند:
- الکترولیت‌ها برای انتقال دادن یون ها
- عناصر رسانا برای انتقال الکترون ها
- اکسیژن
چنانچه یکی از این سه فاکتور حذف شوند، خوردگی بتن و خسارات آن نیز کمتر می‌شوند. از همین رو باید به خاطر داشت که مشکلات خوردگی در بتن خشک وجود ندارد. برای حفظ آرماتورهای فولادی لازم است تا مانع از حرکت آب و مواد شیمیایی اطراف بتن شد. باید دقت نمود که یون‌های کلرید موجود در محیط اطراف بتن‌ها می توانند وضعیت را تغییر دهند.
کلرید‌ها می‌توانند لایه محافظ غیرفعالی که اطراف میلگردها به وجود می‌آید را کاملا شکننده نمایند. با حذف لایه مذکور نیز خوردگی بتن ایجاد می‌شود. عموما در هنگام تماس با آب، بتن در برابر این یون‌ها قرار می‌گیرد. البته باید در نظر داشته باشید که این یون‌ها به تنهایی باعث خوردگی نمی‌شوند بلکه فرآیند شیمیایی مذکور را تسهیل می‌نمایند. فرآیند شیمیایی مذکور به آند به عنوان یک منبع الکترونی، کاتد به عنوان یک مقصد الکترونی و الکترولیت‌ها یا محلول‌های رسانا نیاز دارد. باید بیان نمود که یون های کلرید می‌توانند فلز فولاد را قطبی نموده و رسانایی را افزایش دهند.
حمله سولفات باعث خوردگی بتن می شود:
سولفات هایی که در محلول ها وجود دارند به دو شکل می توانند باعث خوردگی بتن شوند. این سولفات ها هم از نظر شیمیایی و هم از نظر فیزیکی می‌توانند تغییراتی را در سیمان ایجاد نمایند تا پیوند میان خمیر و سنگدانه ها تضعیف شود. سولفات‌ها می‌توانند باعث سایش و ترک خوردگی گردند. البته محلول‌های سولفاتی می‌توانند از طریق کریستالیزاسیون و تبلور مجدد بتن را شکننده کنند تا در اثر انبساط ترک بخورند. این فرایند در خاک‌های زیرزمینی که سولفات بالایی دارند بسیار رخ می‌دهد و باعث حمله سولفاتی می شوند. البته در محیط‌هایی که رطوبت جوی، آب دریا یا آب صنعتی آلوده نیز وجود دارد، شاهد این موضوع می‌باشیم که با ترمیم به موقع ترک ها می توانیم از خسارت های بیشتر جلوگیری کنیم.
پیشنهاد برای مطالعه
واکنش قلیایی – سنگدانه (AAR):
دلیل دیگر خوردگی بتن، واکنش‌های قلیایی موجود در محیط است. سنگدانه‌های خاصی وجود دارند که می‌توانند با هیدروکسیدهای قلیایی بتن واکنش داده و بر اثر انبساط و ترک خوردگی، بتن را نابود نمایند. واکنش فوق ممکن است خسارات زیادی را ایجاد کند. ترک‌هایی که از این طریق ایجاد می‌شوند، منجر به ورود آب به داخل بتن می‌شوند که همین فاکتور خوردگی بتن و خوردگی آرماتور را ایجاد می‌نماید.
در حال حاضر دو نوع واکنش قلیایی با سنگدانه شناخته شده است:
- واکنش قلیایی – سیلیس (ASR)
- واکنش قلیایی – کربنات (ACR)
ASR رایج‌ترین واکنش‌ها می‌باشند زیرا بیشتر سنگدانه‌ها دارای مواد سیلیکاتی فعال هستند. در حالی که ACR ها به ندرت دیده می‌شوند.
در ASR، سیلیسی که داخل سنگدانه‌ها وجود دارد با هیدروکسیدی که به صورت قلیایی در بتن موجود است واکنش نشان داده و یک مخلوط ژل مانند را به وجود می‌آورد که با جذب آب متورم می‌شود. از آنجایی که این مخلوط ژل مانند رطوبت را به راحتی جذب می‌کند، فشار زیادی به وجود می‌آورد که باعث آسیب به بتن می‌شود که نیازمند ترمیم بتن می باشد. ترک‌های بتنی در محیط‌های مرطوب یا مناطقی که آب زیاد وجود دارد نیز، نشان دهنده وقوع یک واکنش ASR هستند.
چرخه های انجماد/ذوب باعث خوردگی بتن می شوند:
چرخه‌های انجماد/ذوب باعث تخریب بتن در شرایطی که هوا وجود ندارد، می‌گردند. آب منجمد شده حجم بیشتری نسبت به آب روان دارد. لذا اگر فضایی برای انبساط و افزایش حجم داخل بتن وجود نداشته باشد، در اثر انبساط ترک‌های کوچک و مویی داخل بتن به وجود می‌آید. در حالت ذوب، آب بیشتری از طریق شکاف‌های به وجود آمده داخل بتن نفوذ می‌کند و با یخ زدن این آب افزایش حجم رخ داده و باعث ترک خوردگی بتن می‌گردند. از همین رو می‌توان بیان نمود که هر اندازه چرخه یخ زدگی/ذوب بیشتر باشد، به همان اندازه تعداد ترک‌ها و عمق آن‌ها نیز بالاتر خواهد بود. لذا انتظار آسیب بیشتری نیز وجود دارد. در این حالت علائمی مانند پوسته پوسته شدن سطح بتن، به وجود آمدن ترک های موازی یا بیرون زدگی سنگدانه دیده می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با انواع دیگر ترک ها مطالعه مقاله “انواع ترک بتن کدام است؟” را پیشنهاد می کنیم.
جلوگیری از وارد شدن آب به سازه‌های بتنی آسیب های خوردگی بتن را کاهش می‌دهد. لذا با آگاهی از این موارد و اینکه چگونه عمل می‌کنند، می‌توان اقدام به ترمیم بتن نمود. گام بعدی یافتن بهترین متود و محصولات برای ایجاد بتن بادوام می باشد.
شرکت مقاوم سازی افزیر با ارائه مشاوره و راه کارهای ترمیم بتن توسط کارشناسان خبره و همچنین ارائه محصولات ترمیمی بتن در خدمت شما می‌باشد. جهت دریافت مشاوره و قیمت خرید انواع محصولات ملات‌های ترمیمی با ما در تماس باشید.
پیشنهاد برای مطالعه
تاثیر ترک ها بر سازه های بتنی و ارائه راه حل برای ترمیم ترک بتن
