آسیب دیدگی بتن در اثر فرسایش یا سایش و کاویتاسیون

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

سازه‌های بتنی که در نزدیکی آب‌های جاری با محتوای لای، ماسه، شن یا سنگ و یا آب‌های جاری با سرعت بالا قرار دارند، احتمال وقوع فرسایش در آن‌ها وجود دارد. هر چه اندازه‌ی ذرات بزرگ‌تر باشد، آسیب دیدگی شدت بیشتری به خود خواهد گرفت.

سازه‌های بتنی

سازه‌های بتنی

سطوح بتنی که تحت سایش با ذرات ریز هستند، به شکل صیقلی و صاف درمی‌آیند. هم‌چنین سنگدانه‌های درشت بتن، بر اثر فرسایش بتن بیرون می‌زنند و آن‌ها هم تحت سایش قرار می‌گیرند. میزان آسیب دیدگی به وسیله‌ی فرسایش یا سایش، به متغیرهای زیادی وابسته است؛ مدت زمان تحت تاثیر بودن، شکل سطوح بتنی، سرعت جریان آب و شکل و جهت آن. بنا بر این، ارائه‌ی نظریه‌های عمومی برای پیش‌بینی این گونه خسارت‌ها، بسیار سخت و تقریباً غیر ممکن است. اگر شرایطی که باعث به وجود آمدن آسیب دیدگی شده، به صورت کامل شناسایی نشود، ترمیم نیز دچار مشکل و آسیب دیدگی خواهد شد. استفاده از مواد ترمیمی با مقاومت بالا می‌تواند آسیب دیدگی را کاهش دهد. بنا بر تجربه‌های مختلف، دیده شده که بتن‌های با کیفیت بالا، دارای مقاومت بیشتری در برابر سایش هستند (Smoak, 1991) بنا بر این می‌توان گفت که افزایش مقاومت فشاری بتن، باعث افزایش مقاومت آن در برابر سایش می‌شود. بهترین ترمیم برای بتن آسیب دیده بر اثر سایش، اضافه کردن بتن با دوده‌ی سیلیس یا بتن پلیمری می‌باشد. این مواد در آزمایش‌های میدانی و آزمایشگاهی، بیشترین مقاومت را در برابر این نوع آسیب دیدگی نشان داده‌اند. در تصویر پایین، جایگزینی بتن با دوده‌ی سیلیسی در سازه‌ای در کلرادوی آمریکا را نشان می‌دهد. برای ترمیم، بتن به وسیله فشار آب (هایدرو دیمولیشن) پاکسازی شده است. 

سازه‌های بتنی

آسیب دیدگی بر اثر کاویتاسیون

کاویتاسیون زمانی رخ می‌دهد که سیال جاری با سرعت بالا به سطوح ناهموار بتن برخورد می‌کند. در فشار معمولی محیط، کاویتاسیون با سیالی با سرعت کم‌تر از 40 فیت بر ثانیه (ft/s) رخ نمی‌دهد. در سرعت‌های بالاتر، ناهمواری باعث ایجاد مناطق فشار منفی و در نتیجه ایجاد حباب بخار هوا در آب می‌شود. این حباب‌ها حرکت کرده و به سطح بتن برخورد می‌کنند و می‌ترکند. این برخورد می‌تواند باعث جدایی اجزای بتن از آن و در نتیجه آسیب دیدن بتن شود. 

سازه‌های بتنی

تاکنون آزمایش‌ها و تحقیقات بسیاری برای کشف مواد مقاوم در برابر کاویتاسیون صورت گرفته است. اما تا به امروز هیچ ماده‌ای که صد در صد در برابر این پدیده مقاوم باشد، پیدا نشده است. بنابراین نخستین اقدام در ترمیم بتن آسیب دیده، رفع عوامل به وجود آورنده‌ی کاویتاسیون می‌باشد. ترمیم موفق بتن آسیب دیده به وسیله‌ی کاویتاسیون، به تغییرات گسترده‌ای در بتن برای از بین بردن شانس مجدد رخ دادن آن نیاز دارد. همچنین در برخی موارد، عملیات ترمیم خود باعث به وجود آوردن این پدیده می‌شود. مطالعات دقیقی بر روی ویژگی‌های هیدرولیکی سازه باید پیش از ترمیم صورت گیرد. همچنین در ترمیم بتن آسیب دیده بر اثر کاویتاسیون، معمولاً از جایگزینی بتن استفاده می‌شود. زیرا هیچ بتن خاص یا ماده‌ی ترمیمی‌ای وجود ندارد که در برابر کاویتاسیون کاملا و صد در صد مقاوم باشد.

سایر مقالات
ویژگی های مواد پلیمری برای بتن
ویژگی های مواد پلیمری برای بتن
مواد پلیمری یک شاخه از انواع موادی هستند که برای ارتقای ویژگی‌های مختلف بتن از جمله مقاومت و دوام به مخلوط آن اضافه می‌شوند. یکی از وظایف اصلی مهندسین عمران و ناظرین ساختمانی، شناخت ویژگی‌های مواد پلیمری مورد استفاده در بتن است. ویژگی‌های مختلف مواد پلیمری از چگالی و مقاومت ضربه‌ای گرفته تا دیگر ویژگی‌های مکانیکی تاثیر به سزایی در ویژگی‌های بتن دارند و مهندسین عمران بایستی با آن آشنایی کاملی داشته باشند.
ادامه مطلب
ویژگی ها و خواص کامپوزیت های FRP
ویژگی ها و خواص کامپوزیت های FRP
پس از سال ها مطالعه بر روی خوردگی، اف آر پی FRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتون پیشنهاد شده اند.سه نوع میلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاری آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند.
ادامه مطلب
بتن ریزی در مناطق دارای آب و هوای گرم یا سرد
بتن ریزی در مناطق دارای آب و هوای گرم یا سرد
بتن‌ریزی در مناطقِ دارای آب و هوای گرم دارای خطرها و ریسک‌های مختلف است. هم چنین بایستی اقدامات خاصی در در هنگام بتن‌ریزی در مناطق گرم صورت بگیرد. بدون کیورینگ و مراقبت مناسبت، بتن ممکن است که مقاومتش را از دست بدهد و دچار شکستگی و یا جمع شدگی بشود. همچنین ممکن است سرعت گیرش بتن بالا برود، که این موضوع هم در نهایت مشکلات زیادی برای آن ایجاد خواهد کرد.
ادامه مطلب