عوامل فیزیکی تاثیر گذار بر دوام بتن

دوام بتن تحت تاثیرعوامل فیزیکی می باشد. در واقع این عوامل پایداری سیمان را به گونه ای زیان آور تحت تاثیر قرار می دهند. از جمله این عوامل فیزیکی می توان

• پوسیدگی ظاهری و سطحی، ایجاد ترک و درز در سطوح سیمانی که نشئت گرفته از فشار تبلور نمک ها در روزنه ها، قرار گرفتن در مجاورت تغییرات دمایی زیاد مانند انجماد و حرارت بالا
• قرار گرفتن در معرض مواد آسیب زننده شیمیایی از قبیل نفوذ مواد اسیدی به درون ملات های سیمانی، فرایندهای منبسط شونده در نتیجه ی واکنش های سولفاتی، تعاملات قلیایی سنگدانه ها و تحلیل و خوردگی میلگردها در بتن

اهمیت دوام بتن

امروزه در طراحی و اجرای بناهای سیمانی تاکید براین نکته می شود که باید تمامی ویژگی های مربوط به توان پایداری و دوام مصالح استفاده شده مانند دیگر قابلیت ها و توانایی های آن از قبیل خاصیت های مکانیکی وهزینه ها مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد. بحث دوام بتن وپایداری آن از لحاظ اقتصادی بسیار تاثیرگذار و مهم است. زیرا در صورت پائین بودن درجه دوام و استحکام محصول هزینه های مربوط به بازسازی ومرمت وجایگزینی سازه ها که در نتیجه آسیب دیدگی مصالح اتفاق می افتد بخش قابل ملاحظه ای از هزینه های ساخت سازه ها را به خود اختصاص می دهد. در یک بررسی مشخص شده است که در کشورهای صنعتی نزدیک به ۴۰ درصد از بودجه اختصاص یافته برای ساخت و ساز و احداث صرف هزینه های ناشی از مرمت و بازسازی و محافظت از سازه می شود. این در حالی است که ۶۰ درصد آن در راستای ساخت بناهای جدید استفاده می گردد.

روند روبه رشد هزینه های جایگزینی در صنعت ساخت وساز و توصیه به مخارج مصرفی در مدت فعالیت بناها به جای تاکید بر شناسایی اولیه هزینه ها امروزه کارشناسان و مهندسان را وادار نموده است که مسئله دوام بتن را جدی بگیرند. همانگونه که قبلا بیان شد ارتباط نزدیکی بین پایداری مصالح و ویژگی های محیطی وجود دارد. نگهداری و محافظت از مواد اولیه طبیعی در راستای افزایش دوام مصالح علاوه بر خاصیت های دیگر در گام اول یک فعالیت زیست محیطی می باشد. امروزه به کارگیری بتن در مکان های آسیب زننده و تحت تاثیر محیط، روند رو به رشدی در پیش گرفته است. به عنوان نمونه می توان سکوهای فرا ساحلی، منبع های قابل استفاده برای نگهداری گازهای مایع در شرایط محیطی سرمازا، راکتورهای متاثر از فشار زیاد که در صنعت هسته ای استفا ده می شود را می توان نام برد.

بنابراین با توجه به کارایی و کارامدی استفاده از سازه های بتنی در مکان های متفاوت باید برای کاهش زیان های احتمالی جانی و مالی که ناشی از ناپایداری و عدم دوام سازه های بتنی و خرابی های زود رس اتفاق می افتد مسئله دوام بتن را به عنوان مسئله ای مهم مورد بررسی قرار داد.

مشاهدات کلی دوام بتن

• گزینه بسیار مهم در تخریب و آسیب دیدگی مواد اولیه ساختمانی و مصالح، آب می باشد. آب عنصری مهم و تاثیر گذار در راستای ایجاد مشکلات مربوط به دوام بتن می باشد. همچنین آب این عنصر حیات در بیشترین واکنش ها و تعاملات فیزیکی عامل افت کیفیت در اجسام دارای روزنه و تخلخل می باشدواین عنصر در راستای جا به جایی یون های حمله کننده آغازگر پروسه های شیمیایی و تاثیرگذار بر کاهش کیفیت می باشد.
• نکته مهم دیگر این است که رویدادهای فیزیکی و شیمیایی وابسته به جابه جایی آب در سطوح روزنه دار و با درصد تخلخل بالا با استفا ده از درصد نفوذپذیری جامدات محافظت و کنترل می گردد. به عنوان نمونه درصد آسیب های شیمیایی وارد شده به یک جسم به رخنه و ورود آن به جسم یا ماندن در سطح بستگی دارد.
• میزان آسیب دیدگی و تخریب متاثراز نوع وتراکم یون های آب وفرمول های شیمیایی جسم مورد نظر است. بتن در گروه محصولات با خاصیت بازی است و چون این فراورده که در نتیجه ی واکنش های هیداراتاسیون سیمان پرتلند می باشد از فرمول های قلیایی کلسیمی ساخته شده است. بنابراین داشتن این باور که آبهای اسیدی برای سطوح بتنی مضر هستند باوری درست است.

آسیب دیدگی های بتن و تاثیرات آن

• صدمات وارده بر اثر انجماد و ذوب شدگی  بتن زمانی که در معرض یخ زدگی و ذوب شدگی ناشی از تغییرات دما قرار می گیرد دچار ترک و روزنه و تزلزل خواهد شد. دلیل این صدمات وارده منبسط شوندگی خمیر سفت شده در تغییرات دمایی در دوره های متناوب می باشد.
•  حمله سولفاتی  به دلیل رخنه کردن یون سولفات یا نمک های اسید سولفوریک که در آب یا خاک هم جوار با سطوح بتنی وجود دارد ترکیباتی با قدرت منبسط شوندگی در بتن به وجود می آید که به مرور زمان باعث ازهم گسیختگی و تزلزل در سطوح بتنی میشود و این آسیب دیدگی ها با گذشت زمان به درون بتن نفوذ پیدا کرده و مقدمات خرابی و آسیب به بتن را فراهم می کند. با توجه به مطالب بیان شده اهمیت بررسی و ارزیابی نمک های اسید سولفوریک موجود درخاک و آب مشخص می گردد.
• واکنش قلیایی سنگدانه ها  در بعضی شرایط سنگدانه ها با اکسیدهای قلیایی سیمان عکس العمل هایی نشان می دهند که این تعامل ها منبسط شوندگی در بتن را به همراه دارند که در نتیجه این افزایش حجم که در حضور رطوبت انجام می شود بتن بر اثر فشارهای وارده از درون دچار ترک و درز می شود. در این نوع خسارت های حاصله آسیب دیدگی از درون شروع شده و گسترش می باید و تمام جسم را درگیر می نمایند و باعث تزلزل و ازهم پاشیدگی بتن می گردد. در همین راستا سنگدانه هایی که قابیت تعامل و واکنش دارند مانند اوپال، کریستوبالیت، کلسدونی، تریدیمیت و شیشه های سیلیسی باید مورد ارزیابی قرار گیرند و در صورت اکتیو بودنشان از سیمان هایی با خاصیت بازی کمتر از ۶۰ درصد برای تعاملات قلیایی_سیلیسی و ۴۰ درصد برای عکسل العملهای بازی کربناتی استفاده می گردد.
• خوردگی و تحلیل آرماتورهای دفن شده در بتن  در صورتی که پوشش های محافظت کننده تحلیل بتن بر روی میلگردها و آرماتورهای فرورفته در بتن از بین رود در نتیجه واکنش های اکسیژن وآب تحلیل و خورندگی در فولادها روند رو به رشدی را در پیش خواهند گرفت. در صورت افزایش جرم فراورده های زنگ آهن در اطراف میلگردها، فشارهای حاصله داخلی باعث ترک خوردن و بالا آمدن آنها می شود. ابتدائی ترین دلیل تحلیل و خوردگی رخنه و نفوذ یون کلر و گاز دی اکسید کربن به درون بتن می باشد.