آب دریا و پارامتر های تاثیر آن بر بتن

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1396/10/05

آب دریا و آب هاى شور حاوى موادى هستند که به بتن و آرماتور داخل بتن صدمه مى زنند.مهمترین این مواد کلراید است.کلراید ، در صورت فراهم بودن شرایط مساعد موجب خوردگى شدید آماتورها از نوع حفره اى مى شود.
شرایط مساعد عبارتند از:  مناسب بودن غلظت کلراید در بتن مجاور آماتور ، مناسب بودن رطوبت بتن و فراهم بودن منبع تامین اکسیژن.

آب دریا و پارامتر های تاثیر آن بر بتن

وجود سولفات منیزیم در آب دریا مى تواند موجب تشکیل پوشش هیدروکسید منیزیم  mg(Oh) 2 شده و در نتیجه بر روى قابلیت انتشار کلراید در داخل بتن تاثیر بگذارد.  از جمله واکنش هاى دیگرى که ممکن است رخ دهد تشکیل آراگونیت CaCo 3 است.در اینگونه شرایط قابلیت انتشار بتن هایى که در معرض آب دریا قرار گرفته اند و یا بتن هایى که در آزمایشگاه در مجاورت آب هاى حاوى کلراید قرار گرفته اند ، حتى اگر سایر شرایط  نیز ثابت باقى بماند ، ممکن است تغییر کند.همچنین ، با توجه به تحقیقاتى که هوف در سال 1986 انجام داده است. گیاهان دریایی ، چسبیدن صدفها به سطح بتن سازه هاى بتن مسلح دریایى و تهاجم ارگانیسم هاى موجود در آب دریا مى تواند در این خصوص از اهمیت خاصى برخوردار باشد
محیط هاى دریایی
فردیکسن و همکارانش در سال 1997 ، محیط هاى دریایى را از نظر قرارگیرى سازه هاى بتن آرمه در معرض آنها به سه ناحیه تقسیم کردند. این تقسیم بندى در شکل  2-5-1 نشان داده شده است.


آب دریا و پارامتر های تاثیر آن بر بتن

الف) ناحیهى محیط جوى مناطق دریایى ، ATM:  بتن هایى که در 3 مترى یا  بیش از 3 مترى بالاتر از حداکثر تراز آب ، شامل محل برخورد امواج ، قرار دارند. در این ناحیه قرار مى گیرند.خود ناحیه ى جوى را هم مى توان در صورت لزوم به نواحى حوى پشت به باد و جوى رو به باد تقسیم بندى کرد.
ب) ناحیه ى پاشش دریای ، SPL:  بتن هایى که بین محدوده هاى 3 متر بالاتر از نقطه ى حداکثر تراز آب ، شامل محل برخورد امواج ، و 3 متر پایین تر از نقطه ى حداقل تراز آب ، شامل محل برخورد امواج ، قرار دارند در این ناحیه قرار مى گیرند
ج) ناحیه ى مغروق در آب دریا ، SUB : بتن هایى که در محدوده ى 3 متر پایین تر از حداقل تراز آب ، یا پایین تر از این محدوده قرار می گیرند در ناحیه مغروق قرار دارند.


آب دریا و پارامتر های تاثیر آن بر بتن

پارامترهای حاکم بر سازه های دریایی
پارامترهای حاکم بر سازه های دریایی ، هم به ترکیب بتن و هم به ناحیه محیطی بستگی دارند . مقادیر این پارامترها را باید از مشاهدات و بررسی های درجا بر روی سازه های دریایی در محیط مورد نظر به دست آورد . برای انجام این ارزیابی باید مجموعه ای شامل حداقل دو مشاهده برای هر یک از پارامترها داشته باشیم . همچنین این مشاهدات باید یک بازه زمانی تا حد امکان گسترده را پوشش دهند.

آب دریا و پارامتر های تاثیر آن بر بتن

مدل پیشنهادی در این تحقیق ، مقادیر به دست آمده پس از گذشت دقیقا یک سال از قرار گیری سازه در معرض محیط را به عنوان اولین مجموعه مقادیر به کار می برد.
بتن های واقع در شرایط محیطی مختلف دریایی
کحاسبات پارامترهای حاکم بر بتن های قرار گرفته در شرایط مختلف محیطی دریایی ( یعنی ناحیه پاشش دریایی ، ناحیه مغروق در آب دریا ، و محیط جوی دریایی ) اساسا به صورتی که در قبل بیان شد انجام گیرد.بر اساس نتایجی که ماگه و همکارانش در سال 1999 و مانگات و همکارانش در سال 1994 گزارش کرده اند ، معلوم شده است که پس از گذشت حدود دو سال از تهاجم کلراید به بتن بر اثر قرار گیری آن در ناحیه پاشش دریایی یا مغروق در آب دریا ، میزان کلراید سطح بتن بر اثر قرار گیری آن در ناحیه پاشش دریایی یا مغروق در آّب دریا ، میزان کلراید سطح بتن ، تقریبا و نه دقیقا ، ثابت باقی می ماند .


آب دریا و پارامتر های تاثیر آن بر بتن

در مورد سازه های دریایی موجود توصیه می شود که از مقادیر یک ساله پارامترها استفاده شود در صورتی که قصد داشته باشیم بررسی های دیگری نیز به طور همزمان بر روی بتن انجام دهیم ، می توانیم چندین پروفیل کلراید از نمونه مورد نظر به دست بیاوریم . پس از آن میتوانیم با استفاده از تحلیل رگرسیون غیر خطی ، ضریب انتشار کلراید به دست آمده و نیز میزان کلراید سطحی به دست آمده در بتن را تعیین کنیم .
با این وجود ، در یک سازه دریایی در دست طراحی ما مجبور هستیم که یا از مقادیر 100 ساله مبتنی بر تحقیقات انجام شده قبلی استفاده کنیم و یا یک نوع داده مشابه آن را به کار ببریم.

آب دریا و پارامتر های تاثیر آن بر بتن

انواع ساز و کارهای انتقال کلراید به داخل بتن
سازو کارهای انتقال کلراید به داخل بتن را معمولا می توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد :
-
انتشار
در این حالت ، مکانیسم انتقال کلراید به داخل بتن ناشی از تفاوت غلظت کلراید در نواحی مختلف بتن است . کلراید همواره به مناطقی نفوذ پیدا می کند غلظت کلراید در آن مناطق کمتر است .
-
تراوش یا نفوذ
مکانیسم انتقال در این حالت ناشی از تفاوت فشار هیدرولیکی در نواحی مختلف بتن است . کلراید همواره به طرف مناطقی حرکت می کند که فشار هیدرولیکی در آن مناطق کمتر است انقال کلراید به بتن از طریق مکانیسم تراوش ، در بتن هایی می تواند صورت گیرد که میزان زیادی ، ترک و خرابی در آنها وجود داشته باشد.

آب دریا و پارامتر های تاثیر آن بر بتن

- مهاجرت
در این حالت ، انتقال کلراید به داخل بتن ناشی از اختلاف پتانسیل الکتریکی است . کلراید همواره به طرف آن نواحی حرکت می کند که پتانسیل الکتریکی کمتری دارند . انتقال کلراید به داخل بتن از طریق مکانیسم مهاجرت هنگامی می تواند رخ دهد که بتن در معرض جریان هرز ، یعنی جریانی که از مداری غیر از مدار نظر عبور کند ، قرار گیرد . یونهای منفی کلراید ( که مثلا می تواند ناشی از خاکی باشد که در تماس با بتن قرار گرفته است ) ، به طرف نواحی آندی ( مثبت )  آرماتور ها مهاجرت می کنند و در آن نواحی آهنگ خوردگی آرماتور را افزایش داده و موجب خوردگی به صورت حفره ای می شوند . برای ایجاد شرایط مهاجرت کلراید را به داخل بتن ، مطابق با استاندارد [39]NCTI991 و یا سایر روشهای آزمایشگاهی ، کلراید را به طریق الکتروشیمیایی از درون بتن بیرون می کشند . سپس ضریب انتشار کلراید در داخل بتن را بر اساس استانداردهای مختلف ، از جمله استاندارد [40]ASTM C 1202-94 تعیین می کنند.
-
همرفت
این مکانیسم هنگامی رخ می دهد که بین نقاط مختلف بتن اختلاف میزان رطوبت یا اختلاف فشار بین رطوبت نواحی مختلف مختلف بتن موجود باشد . آب ( حاوی کلراید ) همواره به طرف ناحیه ای حرکت می کند که میزان رطوبت در آنجا کمتر باشد ، مشروط بر آنکه سایر پارامترها در نقاط مختلف با یکدیگر برابر و یکسان باشند .
یکی از موارد خاص در این حالت آن است که سطح بتن خشک شود . در این صورت مایع منفذی بتن به طرف سطحی حرکت می کند که در معرض تبخیر قرار دارد . در حالتی که در داخل بتن کلراید موجود باشد ، تبخیر موجب افزایش غلظت کلراید بر روی سطحی می شود که بر روی آن تبخیر رخ می دهد . این پدیده را عملکرد فیتیله ای می نامند . یکی دیگر از حالتهای خاص تر و خشک شدن های مکرر است که می تواند موجب آن شود که غلظت کلراید بر روی سطح بتن بسیار زیاد بشود.

آب دریا و پارامتر های تاثیر آن بر بتن

سایر مقالات
طراحی و اجرای روشهای مقاوم سازی و تقویت  سازه بتنی
طراحی و اجرای روشهای مقاوم سازی و تقویت سازه بتنی
هنگامی که مقاومت سازه ی بتنی زیر مقدار تعیین شده در طراحی باشد ( دقیق تر اینکه با حذف ضریب های اطمینان، رده ی مقاومتی بتن باربر از عدد طراحی شده 15 درصد – یا بیشتر- پایینتر باشد) و این اعداد از طریق آزمون های مخرب یا غیر مخرب از بتن سخت به دست آمده و مورد اطمینان باشند
ادامه مطلب
نانوفناوری در بتن
نانوفناوری در بتن
نانوتکنولوژی به معنـای درك، کنتـرل وبازسـازی سـاختار مـواد در ابعـاد نـانو بـه منظور ایجاد مواد جدید با خصوصیات و کاربردهای کاملاً جدید است. فناوری نانو با توجه به ویژگی های رفتاری بارز در چند دهه اخیر،در صنعت بسیار پر استفاده است. صنعت بتن نیز با توجه به تاثیرات نانو ذرات در دوام و استحکام بتن، از مصرف کننده های این فناوری به شمار می رود.
ادامه مطلب
آماده سازی سطح بتن و الزامات اجرایی ترمیم بتن
آماده سازی سطح بتن و الزامات اجرایی ترمیم بتن
اطمینان از شرایط پایداری باید قبل از انتخاب و اجرای سیستم های محافظتی حاصل شود. آماده سازی سطح یکی از مهمترین آنهاست.
ادامه مطلب
روغن قالب بندی بتن چیست
روغن قالب بندی بتن چیست

روغن قالب بتن دارای خواص و مزایایی است. از مشخصات روغن قالب بتن می توان گفت که این محصول یک نوع روغن شیمیایی رها کننده قالب بتن است که بر پایه مواد نفتی با استفاده از ترکیب روغن های مخصوص و مواد شیمیایی ساخته می شود

ادامه مطلب