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
ساخت بتن میکروسیلیسی ، حمل ، پیمانه کردن و اختلاط
ساخت بتن میکروسیلیسی ، حمل ، پیمانه کردن و اختلاط
  ساخت بتن میکروسیلیسی تفاوتچندانی با ساخت بتن بدون میکروسیلیسی ندارد. شیوه ای که براساس آن میکروسیلیس خریداری می شود ، فله ای یا کیسه ای ، عامل اصلی در تعیین نحوه دقیق ساخت بتن است.
ادامه مطلب
مقابله با خوردگی فولاد در بتن
مقابله با خوردگی فولاد در بتن

مساله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده کشور های مختلف جهان است. این مساله حتی در کشور های پیشرفته همچون آمریکا، کانادا، ژاپن و بعضی کشور های اروپایی هزینه های زیادی را برای تعمیر آن ها به دنبال داشته است. به عنوان مثال درگزارش های بررسی پل ها در آمریکا حدود 140،000 پل مساله داشته اند. این مساله در کشور های در حال توسعه و در کشور های حاشیه خلیج فارس بسیار شدیدتر بوده و سازه های بتنی زیادی در زمانی نه چندان طولانی دچار خوردگی و خرابی گشته اند. 

ادامه مطلب
ترمیم کننده کاسماتیک یا آرایشی بتن چیست ؟
ترمیم کننده کاسماتیک یا آرایشی بتن چیست ؟

واژه کاسماتیک به معنی آرایش میباشد ولی در صنعت ساختمان به مفهوم بتونه ای است که جهت نمای ساختمان و یا جاهایی که زیبایی مد نظر است برای پر کردن خلل و فرج به کار برده میشود . بتونه کاسماتیک یا بتونه ترمیمی، پوشش مناسبی برای صاف و مسطح کردن سطوح بتنی میباشد. از ترمیم کننده کاسماتیک در موارد مختلفی استفاده می شود . 


ادامه مطلب