بتن یکی از مقاوم ترین مصالح ساختمان سازی در اغلب نقاط جهان است. این ماده با ترکیب ساده، آب و سیمان قادر است واکنش مطلوبی را در برابر اثرات مخرب آب، اسیدها و سایر مواد شیمیایی از خود نشان دهد. اما علارغم استحکام بالای بتن، در صورت تماس مداوم این ماده با برخی از مواد شیمیایی با غلظت بالا، مقاومت نسبی خود را از دست داده و حمله شیمیایی اسیدها و سولفات ها به بتن سبب از دست رفتن نفوذپذیری آن خواهند شد.

در این بخش، نحوه عمل آوری بتن و تراکم اصولی آن، نقش مهمی را در رابطه با مقاومت این ماده در برابر حملات اسیدی مخرب ایفا می کند. آب های زیرزمینی اسیدی، باران اسیدی، فاضلاب، آب دریا، زمین های کشاورزی دارای خاک قلیایی و... از منابع اصلی آسیب دیدگی بتن از طریق حملات اسیدی و شیمیایی هستند.

روش های مختلفی جهت حفاظت از بتن در برابر عوامل مخرب بیرونی وجود دارد که برخی از آن ها شامل طرح اختلاط مناسب، جای گذاری صحیح، عمل آوری کافی، یکنواختی ماده و... است. در ادامه این مطلب ضمن بررسی اثرات مخرب آب، اسیدها و مواد شیمیایی بر روی بتن، به بررسی راه حلی جهت جلوگیری از تخریب و حفظ مقاومت بتن در برابر عوامل مخرب زا نیز خواهیم پرداخت.


انواع عوامل موثر در خرابی بتن

حملات اسید استیک:

مواد اسیدی و شیمیایی یکی از وسیع ترین آسیب های وارده به بتن و سازه های بتنی هستند. می توان عنوان کرد که اساساً همه انواع بتن های ساختمانی، در صورت تماس با مواد شیمیایی مخرب و اسیدی دچار خوردگی و آسیب دیدگی خواهند شد. در بسیاری از کارخانجات صنایع غذایی، انبار محصولات لبنی خوراکی، کارخانجات داروسازی و... احتمال حملات اسیدی باکتریایی به مواد بتنی اطراف جود دارد.

در واقع دیواره های بتنی و پوشش کف مکان مناسبی جهت رشد قارچ ها و باکتری های مخرب به شمار می رود. تمامی این حملات اسیدی منجر به خرابی بتن و نرم شدن آن می شوند که در صورت آسیب دیدگی جدی، تعمیر آن نواحی الزامی است. در برخی از موارد به منظور جلوگیری از پیشروی حملات اسیدی در محیط های کارخانجات که مستعد این مسئله می باشند، از سیمان ضدباکتری یا پوشش محافظ برای سطوح استفاده می کنند.

بیشتر بدانید
هیدراتاسیون در بتن

حمله سولفات ها

حمله سولفات ها و ترکیب زیان آور سولفات های سدیم و منیزم با کریستال ‌های سولفو آلومینات کلسیم، زمینه را برای آسیب دیدگی و بروز خرابی در سازه های بتنی و آرماتورها ایجاد خواهد کرد که در نهایت فروپاشی این سازه ها را به دنبال خواهد داشت.

این نمک ها اغلب در آب های زیرزمینی و خاک های قلیایی اطراف بتن وجود دارند. به هر میزانی که غلظت سولفات در آب زیرزمینی بیشتر باشد، میزان آسیب دیدگی بتن نیز بیشتر است. افزایش دمای محیط نیز از دیگر فاکتورهای اثرگذار در این مسئله محسوب می شود.

کربناته شدن

ترکیبات شیمیایی دی اکسید کربن موجود در هوا با هیدراتاسیون سیمان بتن یکی دیگر از بسترهای آسیب دیدگی بتن به شمار می رود. چنانچه ماده بتن در محیطی با تهویه نامناسب هوا قرار گیرد، غلظت کربن دی اکسید محیط افزایش یافته و با ایجاد فعل و انفعالاتی، کربنات کلسیم تشکیل می گردد.

در اثر این واکنش لایه شکننده به ضخامت تقریبی دو و نیم میلی متر بر روی سطح بتن ایجاد می شود. یکی از تاثیرات مخرب کربناته شدن بتن، جمع شدگی ماده و در نهایت افزایش وزن آن است. جمع شدگی بتن از عوامل تاثیرگذار در کاهش مقاومت در برابر بارهای خمشی و کششی است.

بیشتر بدانید
تخریب بتن

فاضلاب

امروزه بخشی از مجراهای فاضلابی کشور از بتن ساخته می شود. در برخی از موارد و مخصوصا در فاضلاب های دارای سولفید هیدروژن، تماس بتن با PH فاضلاب موجب حمله اسیدی خواهد شد. در صورت حملات اسیدی ترکیبات فاضلابی به آهک موجود در بتن، این ماده بتن به طور کل تجزیه شده و بستر لازم برای تخریب ماده فراهم می گردد. البته با ایجاد تغییرات در مجرای فاضلاب ها می توان از بروز چنین حوادثی جلوگیری کرد.

کاهش دمای فاضلاب، تهویه مداوم فضای میانی فاضلاب و مجرای بتنی، استفاده از پوشش های محافظ و... نقش موثری را در کاهش خرابی های بتن خواهند داشت. از دیگر راهکارهای جلوگیری از پیش روی اثر مخرب فاضلاب بر بتن، استفاده از سیمان پرآلومینیوم است. این نوع سیمان با افزایش مقاومت بتن، مانع از تخریب و خوردگی سطوح آن می شود.

آب دریا

از دیگر عوامل مخرب ماده بتن، تماس مداوم آن با آب دریا است. تغییر حرارت، حمله سولفاتی، خوردگی آرماتورها، آب شستگی، اثرات جزر و مد، پدیده یخ زدگی سطوح و... از اثرات مخرب این مسئله به شمار می روند. البته در صورتی که اختلاط و عمل آوری این ماده به روش صحیح انجام شده باشد، تخریب و تجزیه آن در برابر آب دریا بسیار ناچیز است. یکی از راه های جلوگیری از مسئله استفاده از میزان سیمان مناسب و پوشش بتنی است.


روش های جلوگیری از تخریب بتن

به منظور حفاظت از بتن در برابر عوامل مخرب اسیدی و شیمیایی، رعایت نکات و روش های اصولی اجرای بتن ضروری است. در ذیل به برخی از روش های جلوگیری از تاثیر عوامل مخرب بر بتن اشاره خواهیم کرد.

طرح اختلاط مناسب

به منظور ارتقا خواص بتنی و افزایش پایایی آن در برابر حملات اسیدی، لازم است تا نسبت موارد ترکیبی بتن به درستی تحلیل و بررسی شود. بر اساس استانداردهای وضع شده حداکثر میزان آب به سیمان در مخلوط بتن حدود 5/0 است.

عمل آوری صحیح

لازم است تا عمل آوری بتن با رعایت تمامی نکات و اصول لازم اجرا شود. این امر جهت جلوگیری از کرمو شدن و شکنندگی بتن انجام می شود. همچنین توصیه می شود تا سطح بتن به طور مداوم مرطوب نگهداشته شود.

یکنواختی ماده

به منظور دستیابی به مخلوطی همگن و منسجم، لازم است تا حداقل به میزان 2 دقیقه مواد بتنی توسط دستگاه مخلوط شود. این عملیات تا زمان یکنواختی بتن می بایست ادامه یابد.

پرکنندگی

پس از بتن ریزی در قالب های مورد نظر، اطمینان از پر کردن تمامی زوایا و درزهای اجرایی حتمی است. به همین منظور می توان از طریق ضربات متوالی یا ارتعاش بتن، آن را در بخش های مورد نظر جای داد.