پايايي (دوام) بتن و ميلگردهاي فولادي و دسته بندي شرايط محيطي در آزمون نظام مهندسی ساختمان

پایایی بتن و میلگردهای فولادی

و دسته بندي شرايط محيطي و الزامات براي بتن مسلح در معرض يون هاي كلريد

پایایی بتن و میلگردهای فولادی: پايايي يا دوام بتن ساخته شده از سيمان پرتلند به توانايي بتن براي مقابله با عوامل جو ، حملات شيميايي، سايش، فرسايش و هرگونه فرآيند منجر به اضمحلال و تخريب اطلاق مي شود. بتن پايا در شرايط محيطي مورد نظر، شكل ، حداقل كيفيت اوليه و قابليت بهره برداري مورد نظر از ساختمان هاي بتني را حفظ مي كند.

انواع آسيب ديدگي هاي بتن

آسيب ديدگي بر اثر دوره هاي يخ زدن و آب شدن :

آسيب ديدگي بر اثر دوره هاي يخ زدن و آب شدن در بتن به صورت ترك خوردگي و فروپاشي آن مشخص مي شود. علت اين آسيب ديدگي انبساط پيش رونده خمير سيمان سخت شده بر اثر دوره هاي يخ زدگي و آب شدن مكرر است .

حمله سولفاتي :

به علت نفوذ يون سولفات موجود در آب يا خاك مجاور بتن ، موادي منبسط شونده در بتن ايجاد مي شوند كه با گذشت زمان باعث فروپاشي سطح بتن شده و خرابي به مرور به صورت پيش رونده به داخل بتن گسترش مي يابد. به همين دليل ميزان يون سولفات موجود در آب و يا خاك بايد بررسي شود.

واكنش قليايي سنگدانه ها :

در برخي از حالات سنگدانه هايي از نوع خاص با اكسيدهاي قليايي سيمان واكنش داده كه واكنش ها با انبساط بتن همراه است . دراثر اين انبساط و در حضور رطوبت ، بتن تحت تنش هاي داخلي قرار گرفته و ترك مي خورد. اين نوع آسيب ديدگي در تمامي جسم بتن ايجاد شده و به عكس آسيب ديدگي هاي ديگركه از سطح خارجي شروع مي شوند، از درون باعث تخريب بتن مي شود. به همين دليل سنگدانه هاي مشكوك به توانايي واكنش زايي مانند اوپال ، كلسدوني ، بعضي از اشكال كوارتز، كريستوباليت، تري ديميت و شيشه هاي سيليسي بايد مورد بررسي قرار گرفته و در صورت فعال بودن آنها از سيماني با قليايي معادل كمتر از ۶/۰ درصد براي واكنش قليايي – سيليسي و ۴/۰ درصد براي واكنش قليايي كربناتي استفاده شود.

تحریریه پایایی بتن و میلگردهای فولادی

خوردگي فولاد مدفون در بتن :

اگر بنابه دلايلي كه در ادامه ارائه مي شوند لايه هاي محافظ خوردگي بتن در روي ميلگردهاي مدفون در آن از بين روند با حضور اكسيژن و آب ، خوردگي در فولاد به صورت پيش رونده ادامه يافته و با افزايش حجم محصولات زنگ آهن در اطراف ميلگردها، تنش هاي داخلي در بتن موجب ترك خوردن و ورآمدن آن مي شود. علل آغاز خوردگي نفوذ يون كلريد و يا گاز دي اكسيد كربن به داخل بتن مي باشد.

سايش و فرسايش :

در اثر عبور وسايط نقليه و يا حركت آب از روي سطح بتن ، آسيب ديدگي به صورت جدا شدن ذراتي از سطح بتن آغاز و در نهايت به از بين رفتن قسمتي از بتن منجر مي شود. با افزايش مقاومت فشاري بتن مي توان مقاومت سايشي و فرسايشي آن را افزايش داد.

مكانيزم هاي كاهنده پايايي

دوره هاي يخ زدن و آب شدن :

يخ زدن و آب شدن مكرر بتن در مناطق سرد سير باعث تخريب بتن مي شود. اين نوع خرابي در اثر مواد شيميايي يخ زدا شدت مي يابد.

عوامل شيميايي خورنده :

برخي از مواد شيميايي باعث ايجاد واكنش با مواد تشكيل دهنده بتن مي شوند. مواد اسيدي اثرات تخريبي بيشتري دارند. به همين دليل مقابله با اثر خورنده اسيدهاي قوي مستلزم اتخاذ تدابير ويژه حفاظتي است .

سايش و فرسايش :

در بعضي موارد سطح بتن دچار تخريب مي شود و اين امر بويژه دركف محوطه هاي صنعتي مشكلاتي را به وجود مي آورد. در ساختمان هاي آبي دانه هاي شن و ماسه موجود در آب جاري ممكن است موجب سايش سطوح شوند.

سنگدانه هاي واكنش زا :

برخي سنگدانه ها در اثر واكنش شيميايي با مواد قليايي موجود در سيمان پرتلند موجب انبساط و فروپاشي بتن مي شوند. دقت در انتخاب منابع سنگدانه ها، استفاده از سيمان كم قليا و بهره گيري از مواد پوزولاني مي توانند مانع بروز اين مشكلات شوند.

ضوابط ويژه براي افزايش پايايي بتن و میلگردهای فولادی در شرايط محيطي مختلف

عوامل مؤثر بركاهش نفوذپذيري بتن

براي افزايش پايايي بتن بايد نفوذپذيري آن را با رعايت موارد (الف) الي (چ) تقليل داد:

الف – استفاده از سيمان مناسب

ب – بهينه سازي عيار سيمان

پ – انتخاب صحيح و مناسب نسبت هاي اختلاط بتن

ت – استفاده از افزودني هاي شيميايي مانند روان كننده ها، مواد حباب هواساز و…

ث – كاهش و محدود نمودن نسبت آب به مواد سيماني (سيمان و پوزولان و مواد شبه سيماني )

ج – تأمين حداكثر تراكم با وسايل و روش هاي مناسب

چ – عمل آوري دقيق و كافي با روش هاي مناسب

تحریریه پایایی بتن و میلگردهای فولادی

دسته بندي شرايط محيطي و الزامات براي بتن مسلح در معرض يون هاي كلريد

الف) شرايط محيطي متوسط ( دسته بندي A ): ساختمان هاي رو زميني كه در معرض خطر نفوذ يون كلريد بر اثر وزش بادهاي داراي يون هاي نمك نيستند.

ب) شرايط محيطي شديد (دسته بندي B ): ساختمان هاي رو زميني در نواحي نزديك به ساحل و در معرض وزش بادهاي حاوي يون هاي كلريد.

پ) شرايط محيطي شديد (دسته بندي C ): قسمت هايي از ساختمان كه در تماس با خاك است و بالاي ناحيه مويينگي واقع شده است (به علت فشار كم آب يا وجود سيستم زهكشي، خطر نفوذ شديد آب از سطح به داخل بتن وجود ندارد ) و يا قسمت هايي كه دائماً در زير آب دريا واقع اند.

ت) شرايط محيطي خيلي شديد (دسته بندي  D): قسمت هايي از ساختمان كه در تماس با خاك مهاجم است و در زير سطح آب زير زميني واقع شده است (آب براحتي ميتواند از سطح به داخل نفوذ پيدا كند.)

ث) شرايط محيطي فوق العاده شديد (دسته بندي  E): ساختمان هاي دريايي (داراي قسمت هايي در ناحيه جزر و مدي و ناحيه پاشش).

جدول ۱- حداقل مقدار سيمان، نوع سيمان و نسبت آب به سيمان با توجه به دسته بندي شرايط محيطي بتن مسلح در معرض يون هاي كلريد

شرایط نوع سیمان انتخابی حداقل مقدار مواد سیمانی حداکثر نسبت آب به مواد سیمانی حداقل رده بتن
متوسط A- سیمان پرتلند نوع۱ و ۲ و یا به همراه مواد جایگزین سیمان* ۳۰۰ ۰.۵ C30
شدید-B سیمان پرتلند نوع۱ و ۲ و یا به همراه مواد جایگزین سیمان ۳۲۵ ۰.۴۵ C30
شدید-C سیمان پرتلند نوع۱ و ۲ و یا به همراه مواد جایگزین سیمان ۳۵۰ ۰.۴۵ C35
خیلی شدید-D سیمان پرتلند نوع۲ به همراه مواد جایگزین سیمان ۳۵۰ ۰.۴ C35
فوق العاده شدید-E سیمان پرتلند نوع۲ به همراه مواد جایگزین سیمان ۳۷۵ ۰.۴ C40

تحریریه پایایی بتن و میلگردهای فولادی

* مواد جايگزين سيمان شامل دوده سيليس، روباره، خاكستر بادي و پزولان هاي طبيعي يا مصنوعي هستند كه بايد مشخصات آنها و عملكرد آنها قبل از مصرف تاييد شده باشد.

* حداكثر مواد سيماني به ۴۲۵ كيلوگرم در متر مكعب محدود ميگردد. در صورت لزوم استفاده از مواد سيماني به مقدار بيش از حداكثر مقدار مجاز بايد اقدامهاي لازم به منظور جلوگيري از تركخوردگي ناشي از خشك شدن و كاهش حرارت ايجاد شده در قطعات حجيم، اعمال گردد و كيفيت كار توسط مهندس ناظر تاييد گردد.

مقدار مجازيون كلريد در بتن

به منظور حفاظت ميلگردها در برابر خوردگي ، حداكثر كلريد قابل حل در آب و يا در اسيد در بتن سخت شده ۲۸ روزه، ناشي از مواد تشكيل دهنده بتن يعني آب ، سنگدانه ها، مواد شيميايي و مواد افزودني نبايد از مقادير حداكثر مجاز داده شده در جدول زیر تجاوز كند.

در این تحریریه سعی شد در مورد پایایی بتن و میلگردهای فولادی که در آزمون‌های نظام مهندسی جزو موضوعات مهم و پرسوال هست، صحبت شود.

تیم نظام مهندسی انتشارات نوآور

شاید این مطالب را هم دوست داشته باشید:

0 نظر در مورد «پايايي (دوام) بتن و ميلگردهاي فولادي و دسته بندي شرايط محيطي در آزمون نظام مهندسی ساختمان»

دیدگاهتان را بنویسید

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

منابع آزمون نظام مهندسی سوالات متدوال نظام مهندسی کتاب های نظام مهندسی کلاس های آمادگی حضوری ثبت نام نظام مهندسی