عوامل آسیب دیدگی بتن در اثر واکنش قلیایی سنگدانه ها

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1396/10/03

واکنش‌های قلیایی سنگدانه‌ها (AAR) برای بتن‌ریزی‌های بعد از دهه‌ی چهل میلادی، مشکل متدوالی نیستند. قلیا با سنگدانه‌هایی نظیر اوپال، کلدئون، چرت، آندزیت، بازالت و کوارتز واکنش می‌دهد. محصولات این واکنش در حضور آب، افزایش حجم می‌دهند و با ایجاد تنش در بتن ترک ایجاد می‌کنند. وجود ترک‌ها باعث ورود بیشتر آب و رطوبت به بتن و افزایش بیشتر حجم و نتیجتاً آسیب دیدگی بیشترِ بتن می‌شود. این مشکل ابتدا در اوایل قرن بیستم میلادی مشاهده شد، اما مطالعات بر روی آن در دهه 1930 و همزمان با ساخت سد پارکر آغاز شد. در آن زمان، روش‌هایی برای شناسایی سنگدانه‌هایی که پتانسیل واکنش داشتند و همچنین مشخص نمودن سیمانی که دارای حداقل 0٫6 درصد سدیم و پتاسیم است، ارائه شد. در دهه 40 میلادی، استفاده از سنگدانه‌هایی با قابلیت واکنش قلیایی در بتن ممنوع شد. با این حال همچنان در برخی سازه‌ها، از این نوع سنگدانه‌ها استفاده می‌شود که منجر به آسیب دیدگی بتن می‌شود.

این واکنش‌ها با وجود سال‌ها مطالعه و مشاهده، همچنان برای درک کامل‌تر به تحقیقات بیشتری نیاز دارند. برخی بتن‌ها که حاوی سنگدانه‌های فعال قلیایی هستند بلافاصله نشانه‌های آن را به نمایش می‌گذارند و باعث افزایش حجم و عوامل آسیب دیدگی بتن می‌شوند؛ در حالی که برخی دیگر تا سال‌ها خاموش می‌مانند. بدون شک، وضعیت محیطی بتن و نوع سنگدانه‌ها در آن نقش مهمی دارند. در حال حاضر که این متن در حال نگارش است، هیچ روش کلی و بازدارنده‌ای برای جلوگیری از این واکنش‌ها ارائه نشده است، اگر چه ترمیم با لیتیم در برخی موارد ممکن است مفید باشد. به علاوه، چندین روش برای مشخص نمودن میزان پتانسیل سازه‌ی بتن برای افزایش حجم، ارائه شده است، اما هیچ کدام به صورت کامل و جامع پذیرفته نشده‌اند.

آزمایش‌های پتروگرافی در بتن، نشان دادند که ماده‌ای ژل‌ مانند در اطراف سنگدانه‌ی فعال تشکیل می‌شود. این ژل در حضور آب یا بخار آب، افزایش حجم چشمگیری دارد و با ایجاد تنش در بتن، باعث افزایش حجم آن و ترک خوردگی می‌شود (عکس پایین).

در ساخت و سازهای جدید، از سیمان‌هایی با خاصیت قلیایی کم و خاکستر سرباره (پوزولان) برای جلوگیری از این نوع آسیب دیدگی استفاده می‌شود. با این حال، در بعضی موارد، این روش‌ها هم برای جلوگیری جواب نداده است. در چنین مواردی، اثبات شده است که مخلوط لیتیمی می‌تواند مانع افزایش حجم شود.

واکنش‌های قلیایی سنگدانه‌ها

اگرچه هیچ روش جامعی برای مقابله با آسیب دیدگی ناشی از واکنش‌های قلیایی ارائه نشده است، ثابت شده که خشک نگه داشتن محیط بتن، در کاهش نرخ افزایش حجم و آسیب دیدن آن بسیار موثر بوده است.

ترمیم بتن‌های آسیب دیده به وسیله واکنش‌های قلیایی، معمولاً عمر کوتاهی دارد. بعد از ترمیم، افزایش حجم در بتن ادامه پیدا می‌کند و مواد ترمیمی را نیز از بین می‌برد. با این حال، در برخی موارد، همین ترمیم با عمر کوتاه، بهترین گزینه‌ی روی میز است.

در نهایت باید گفت، با وجود این که آسیب دیدگی به وسیله‌ی واکنش‌هیا قلیایی، بیشتر در بتن‌های قدیمی مشاهده می‌شود، اما همچنان می‌تواند در ساخت و سازهای جدید که از مواد غیر مناسب استفاده کرده‌اند نیز رخ بدهد.

واکنش‌های قلیایی سنگدانه‌ها

سایر مقالات
خصوصیات انواع فوق روان کننده های بتن چیست
خصوصیات انواع فوق روان کننده های بتن چیست

روان کننده ها و فوق روان کننده های بتن دارای انواع مختلفی است. هر کدام از این فوق روان کننده ها دارای کاربردهای مختلفی است از جمله تولید میکروسیلیسون بتن و به منظور افزایش کارایی بتن استفاده می شود. افزودنی های بتن همچنین دارای مزایای فراوانی در استفاده از فوق روان کننده های بتن می باشد .

ادامه مطلب
کاربردها و استاندارد ها نسبت بندی طرح مخلوط بتن
کاربردها و استاندارد ها نسبت بندی طرح مخلوط بتن
 زمانی که کنترل عملکرد افزودنی ها از طریق ساخت طرح های آزمایشی در آزمایشگاه انجام میگیرد مجموعه طرح های ساخته شده باید به گونه ای باشد اطلاعات لازم جهت کاربرد در پروژه را فراهم کنند در صورتی که الزامات مربوط به پروژه تامین گردد نیازی نیست تا کنترل افزودنی مطابق با الزامات ذکر شده  در استاندارد در مورد اسلامپ و عیار مواد سیمانی کنترل گردد.با این وجود آزمایشات انجام شده جهت اندازه گیری اسلامپ هدف مقدار هوا زمان گیرش و مقاومت در سنین مختلف باید در جهت کنترل تامین الزامات مربوط به پروژه باشد.
ادامه مطلب
طراحی سازه های الیاف فولادی
طراحی سازه های الیاف فولادی

روش های طراحی سازه هایی که در آنها از الیاف فولادی استفاده شده، برای کاربردهایی پیشنهاد گردیده که در آن شکست یک عضو منجر به گسیختگی سازه ای نمی شود. این کاربردها شامل روسازی آزادراه ها، روکش ها، عرشه پل و کف انبارها می شود. در این نوع کاربری ها، مقاومت کششی طراحی مصالح به دلیل اضافه شدن الیاف، افزایش می یابد. سپس از روش طراحی مشابه که برای بتن بدون اضافه کردن الیاف به کار رفته است، استفاده می شود. در مواردی که شکست کششی اعضای سازه منجر به گسیختگی سازه ای می شود، جایگزین کردن میلگردهای کششی با الیاف فولادی توصیه نشده است. در عوض الیاف فولادی علاوه بر میلگردهای تقویت به کار رفته اند تا باعث ایجاد خصوصیات سودمندی چون انعطاف پذیری مضاعف یا مقاومت ضربه ای مضاعف شوند.

ادامه مطلب
زهکشی و آب بندی تونل
زهکشی و آب بندی تونل

سازه‌های زیرزمینی هم چون تونل‌ها و تونل‌های مترو به علت شرایط ویژه‌ی زیرزمین از نظر خاک و عبور آب‌های زیرزمینی، نیاز مبرمی به حفاظت و نگهداری دارند. بنا بر این طراحی و اجرای یک سیستم آب بندی مناسب و هماهنگ با شرایط پروژه، امری ضروری برای احداث هر تونلی است. سیستم آب بندی تونل می‌تواند در وجه خارجی یا در وجه داخلی آن باشد. اما عموماً اولویت آب بندی در اکثر پروژه‌ها در وجه خارجی است، چرا که قسمت داخلی با آب در تماس نیست. در پروژه‌هایی که آب بندی در مرحله‌ی بعد از ساخت و در بازسازی و ترمیم صورت می‌گیرد، وجه داخلی اولویت دارد. چرا که در چنین شرایطی وجه خارجی به هیچ وجه در دسترس نیست و انجام کار تنها در وجه داخلی امکان پذیر است. محصولات و روش‌های مختلفی برای آب بندی تونل همانند فوم آب بندی یا تزریق رزین آب بندی وجود دارد.

ادامه مطلب