up
Search      menu
ساختمان و معماری :: مقاله سازه هاي بتني PDF
QR code - سازه هاي بتني

سازه هاي بتني

علل فرسودگي و تخريب سازه هاي بتني (1)

علل فرسودگي و تخريب سازه هاي بتني
1- نفوذ نمکها (ingress Of Salts)
نمکهاي ته نشين شده که حاصل تبخير و يا جريان آبهاي داراي املاح مي باشند و همچنين نمکهايي که توسط باد در خلل و فرج و ترکها جمع مي شوند، هنگام کريستاليزه شدن مي توانند فشار مخربي به سازه ها وارد کنند که اين عمل علاوه بر تسريع و تشديد زنگ زدگي و خوردگي آرماتورها به واسطه وجود نمکهاست. تر وخشک شدن متناوب نيز مي تواند تمرکز نمکها را شدت بخشد زيرا آب داراي املاح، پس از تبخير، املاح خود را به جا مي گذارد.
2- اشتباهات طراحي (specification Errors)
به کارگيري استانداردهاي نامناسب و مشخصات فني غلط در رابطه با انتخاب مواد، روشهاي اجرايي و عملکرد خود سازه، مي تواند به خرابي بتن منجر شود. به عنوان مثال استفاده از استانداردهاي اروپايي و آمريکايي جهت اجراي پروژه هايي در مناطق خليج فارس، جايي که آب و هوا و مواد و مصالح ساختماني و مهارت افراد متفاوت با همه اين عوامل در شمال اروپا و آمريکاست، باعث مي شود تا دوام و پايايي سازه هاي بتني در مناطق ياد شده کاهش يافته و در بهره برداري از سازه نيز با مسائل بسيار جدي مواجه گرديم.
3- اشتباهات اجرايي (con Struction Errors)
کم کاريها، اشتباهات و نقصهايي که به هنگام اجراي پروژه ها رخ مي دهد، ممکن است باعث گردد تا آسيبهايي چون پديده حفره هاي لانه زنبوري، آب انداختگي، جداشدگي، ترکهاي جمع شدگي، فضاهاي خالي اضافي يا بتن آلوده شده، به وجود آيد که همگي آنها به مشکلات جدي مي انجامند.
اين گونه نقصها و اشکالات را مي توان زاييده کارآئي، درجه فشردگي، سيستم عمل آوري آب، مخلوط آلوده، سنگدانه هاي آلوده و استفاده غلط از افزودنيها به صورت فردي و يا گروهي دانست.
4- حملات کلريدي (chloride Attack)
وجود کلريد آزاد در بتن مي تواند به لايه حفاظتي غير فعالي که در اطراف آرماتورها قرار دارد، آسيب وارد نموده و آن را از بين ببرد.
خوردگي کلريدي آرماتورهايي که درون بتن قرار دارند، يک عمل الکتروشيميايي است که بنا به خاصيتش، جهت انجام اين فرآيند، غلظت مورد نياز يون کلريد، نواحي آندي و کاتدي، وجود الکتروليت و رسيدن اکسيژن به مناطق کاتدي در سل (cell)خوردگي را فراهم مي کند.
گفته مي شود که خوردگي کلريدي وقتي حاصل مي شود که مقدار کلريد موجود در بتن بيش از 6 0 کيلوگرم در هر متر مکعب بتن باشد. ولي اين مقدار به کيفيت بتن نيز بستگي دارد.
خوردگي آبله رويي حاصل از کلريد مي تواند موضعي و عميق باشد که اين عمل در صورت وجود يک سطح بسيار کوچک آندي و يک سطح بسيار وسيع کاتدي به وقوع مي پيوندد که خوردگي آن نيز با شدت بسيار صورت مي گيرد. از جمله مشخصات (features ) خوردگي کلريدي، مي توان موارد زير را نام برد:
* هنگامي که کلريد در مراحل مياني ترکيبات (عمل و عکس العمل) شيميايي مورد استفاده قرار گرفته ولي در انتها کلريد مصرف نشده باشد.
* هنگامي که تشکيل همزمان اسيد هيدروکلريک، درجه Ph مناطق خورده شده را پايين بياورد. وجود کلريدها هم مي تواند به علت استفاده از افزودنيهاي کلريد باشد و هم مي تواند ناشي از نفوذيابي کلريد از هواي اطراف باشد.
فرض بر اين است که مقدار نفوذ يونهاي کلريدي تابعيت از قانون نفوذ Fick دارد. ولي علاوه بر انتشار (diffusion) به نفوذ (penetration) کلريد احتمال دارد به خاطر مکش موئينه (capillary Suction) نيز انجام پذيرد.
5- حملات سولفاتي (sulphate Attack)
محلول نمکهاي سولفاتي از قبيل سولفاتهاي سديم و منيزيم به دو طريق مي توانند بتن را مورد حمله و تخريب قرار دهند. در طريق اول يون سولفات ممکن است آلومينات سيمان را مورد حمله قرار داده و ضمن ترکيب، نمکهاي دوتايي از قبيل:thaumasite و Ettringiteتوليد نمايد که در آب محلول مي باشند. وجود اين گونه نمکها در حضور هيدروکسيد کلسيم، طبيعت کلوئيدي(colloidal) داشته که مي تواند منبسط شده و با ازدياد حجم، تخريب بتن را باعث گردد. طريق دومي که محلولهاي سولفاتي قادر به آسيب رساني به بتن هستند عبارتست از: تبديل هيدروکسيد کلسيم به نمکهاي محلول در آب مانند گچ (gypsum) و ميرابليت Mirabilite که باعث تجزيه و نرم شدن سطوح بتن مي شود و عمل Leaching يا خلل و فرج دار شدن بتن به واسطه يک مايع حلال، به وقوع مي پيوند.
6- حريق (fire)
سه عامل اصلي وجود دارد که مي توانند مقاومت بتن را در مقابل حرارت بالا تعيين کنند. اين عوامل عبارتند از:
* توانايي بتن در مقابله با گرما و همچنين عمل آب بندي، بدون اينکه ترک، ريختگي و نزول مقاومت حاصل گردد.
* رسانايي بتن (conductivity)
* ظرفيت گرمايي بتن(heat Capacity)
بايد توجه داشت دو مکانيزم کاملاً متضاد انبساط (expansion) و جمع شدگي مسؤول خرابي بتن در مقابل حرارت مي باشند. در حالي که سيمان خالص به محض قرار گرفتن در مجاورت حرارتهاي بالا، انبساط حجم پيدا مي کند، بتن در همين شرايط يعني در معرض حرارتهاي (دماي) بالا، تمايل به جمع شدگي و انقباض نشان مي دهد. چون حرارت باعث از دست دادن آب بتن مي گردد، نهايتاً اينکه مقدار انقباض در نتيجه عمل خشک شدن از مقدار انبساط فراتر رفته و باعث مي شود جمع شدگي حاصل شود و به دنبال آن ترک خوردگي و ريختگي بتن به وجود مي آيد. به علاوه در درجه حرارت 400 درجه سانتي گراد، هيدروکسيد کلسيم آزاد بتن که در سيمان پر تلند هيدراته شده موجود است، آب خود را از دست داده و تشکيل اکسيد کلسيم مي دهد. سپس خنک شدن مجدد و در معرض رطوبت قرار گرفتن باعث مي شود، تا از نو عمل هيدراته شدن حاصل شود که اين عمل به علت انبساط حجمي موجب بروز تنشهاي مخرب مي گردد. هچنين انبساط و انقباض نا هماهنگ و متمايز (differential Expansion And Contraction)مواد تشکيل دهنده بتن مسلح مانند آرماتور، شن، ماسه و ... مي توانند در ازدياد تنشهاي تخريبي نقش موثري داشته باشند.
7- عمل يخ زدگي (frost Action)
براي بتنهاي خيس، عمل يخ زدگي يک عامل تخريب مي باشد، چون آب به هنگام يخ زدن ازدياد حجم پيدا کرده و باعث توليد تنشهاي مخرب دروني شده و لذا بتن ترک مي خورد. ترکها و درزهايي که نتيجه يخ زدگي و ذوب متناوب مي باشند، باعث مي گردند سطح بتن به صورت پولکي درآمده و بر اثر فرسايش، خرابي عمق بيشتري يابد بنابراين عمل يخ زدگي بتن و ميزان تخريب حاصله، بستگي به درجه تخلخل و نفوذپذيري بتن دارد که اين موضوع علاوه بر تاثير ترکها و درزهاست.
8- نمکهاي ذوب يخ (de-icing Salts)
اگر براي ذوب نمودن يخ بتن، از نمکهاي ذوب يخ استفاده شود، علاوه بر خرابيهاي حاصله از يخ زدگي، ممکن است همين نمکها نيز باعث خرابي سطحي بتن گردند. چون باور آن است که خرابيهاي حاصل از نمکهاي ذوب يخ، در نتيجه يک عمل فيزيکي به وقوع مي پيوندد، غلظت نمکها، موجود بودن آبي که قابليت يخ زدگي داشته باشد و در کل فشارهاي هيدروليکي و غشايي (osmotic) نقش بسيار مهمي در دامنه و وسعت خرابيها ايفا مي کنند.
9- عکس العمل قليايي سنگدانه ها (alkali-aggregate Reaction)
در اين قسمت مي توان از واکنشهاي قليايي- سيليکا و قليايي- کربناتها نام برد.
عکس العمل قليايي - سيليکا(alkali-silica) عبارتست از: ژلي که از عکس العمل بين هيدروکسيد پتاسيم و سيليکاي واکنش پذير موجود در سنگدانه حاصل مي شود. بر اثر جذب آب، اين ژل انبساط پيدا کرده و با ايجاد تنشهايي منجر به تشکيل ترکهاي دروني در بتن مي شود. واکنش قليايي –کربنات، بين قلياهاي موجود در سيمان و گروه مشخصي از سنگهاي آهکي (dolomitic) که در شرايط مرطوب قرار مي گيرند، به وقوع مي پيوندد. در اينجا نيز انبساط حاصله باعث مي شود تا ترکهايي ايجاد شود يا در مقاطع باريک خميدگيهايي به وجود آيد.
10- کربناسيون (carbonation)
گاه لايه حفاظتي که در مجاورت آرماتور داخل بتن موجود است، در صورت کاهش Ph بتن اطراف، به کلي آسيب ديده و از بين مي رود. بنابراين نفوذ دي اکسيد کربن از هوا، عکس العملي را با بتن آلکالين ايجاد مي نمايد که حاصل آن کربنات خواهد بود و در نتيجه درجه Ph بتن کاهش مي يابد. همچنان که اين عمل از سطح بتن شروع شده و به داخل بتن پيشروي مي نمايد؛ آرماتور بتن تحت تأثير اين عمل دچار خوردگي مي گردد. علاوه بر خوردگي، دي اکسيد کربن و بعضي اسيدهاي موجود در آب دريا مي توانند هيدروکسيد کلسيم را در خود حل کرده و باعث فرسايش سطح بتن گردند.
11- علل ديگر (other Causes)
علل بسيار ديگري نيز باعث آسيب ديدگي و خرابي بتن مي شوند که در سالهاي اخير شناسايي شده اند. بعضي از اين عوامل داراي مشخصات خاصي بوده و کاربرد بسيار موضعي دارند. مانند تأثير مخرب چربيها بر کف بتن کشتارگاهها، مواد اوليه در کارخانه ها و کارگاههاي توليدي، آسيب حاصله از عوارض مخرب فاضلابها و مورد استفاده قرار دادن سازه هايي که براي منظورها و مقاصد ديگري ساخته شده باشند، نه آنچه که مورد بهره برداري است. مانند تبديل ساختمان معمولي به سردخانه، محل شستشو، انباري، آشپزخانه، کتابخانه و غيره. با اين همه اکثر آنها را مي توان در گروههاي ذيل طبقه بندي نمود:
* ضربات و بارهاي وارده (ناگهاني و غيره) در صورتي که موقع طراحي سازه براي اين گونه بارگذاريها پيش بينيهاي لازم صورت نگرفته باشد.
* اثرات جوي و محيطي
* اثرات نامطلوب مواد شيميايي مخرب

بتن خود تراکم ، شامل بازه گسترده اي از طرح هاي اختلاط مي باشد که خواص بتن تازه و سخت شده لازم براي کاربري هاي خاص دارا مي باشند . اگرچه مقاومت هم چنان ...

سازه هاي ماکاروني به سازه هايي اطلاق مي شود ، که مصالح استفاده شده در آنها تنها ماکاروني و چسب مي باشد . اين سازه ها در مقياس کوچکتر نسبت به سازه هاي ...

سازه هاي ماکاروني به سازه هايي اطلاق مي شود ، که مصالح استفاده شده در آنها تنها ماکاروني و چسب مي باشد . اين سازه ها در مقياس کوچکتر نسبت به سازه هاي ...

خلاصه مقاله: پلها سازه هاي حساسي هستند زيرا هر گونه صدمه به آنها باعث خسارات مالي و جاني در هنگام زلزله و بعد آن مي شود . با توجه به وقوع زمين لرزه ها ...

1) عمليات ترميمي ( آماده سازي سطوح - تميز نمودن با اسيد - برس زدن...) در اين بخش عمليات بهسازي که عبارت از آماده سازي سطوح و اجراي روشهاي مناسب تعمير ...

لوله خارجي را ممکن است يا با افزودن عناصر قطري در صفحه هاي خارجي تقويت نمود و يا آن را از داخل با اضافه نمود ديوار هاي برشي يا هسته هاي داخلي تقويت کر ...

● بادبندهاي برون محور (EBF) و برخي ايرادات در طراحي اين بادبندها نوع جديدي از بادبندها که به تازگي استفاده از آن رو به افزايش مي باشد سيستم بادبندي خا ...

نياز گسترده و روز افزون جامعه به ساختمان و مسکن وضرورت استفاده از روش ها و مصالح جديد به منظور افزايش سرعت ساخت سبک سازي افزايش عمر مفيد ونيز مقاوم نم ...

دانلود نسخه PDF - سازه هاي بتني