پیشینه حمله داخلی سولفات و تشکیل اترینگایت تاخیری در مصالح

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 09 تیر ، 1400

در مدت زمان هیدراسیون سیمان پرتلند در محدوده دماهای محیطی، اترینگایت در نتیجه استفاده از سنگ گچ به عنوان یک تنظیم کننده گیرش تشکیل می شود از آنجا که خمیر سیمان هنوز حالت خمیری دارد، می تواند تغییرات حجمی ناشی از تبدیل فازهای مواد متشکله به اترینگایت را در خود جای دهد و در صورتی که سطوح بالای سولفات در مصالح مخلوط وجود نداشته باشد، انبساط قابل ملاحظه ای مشاهده نمی شود.

در این مقاله که توسط کارشناسان ما در کلینیک بتن تهیه شده است، شما عزیزان با پیشینه حمله داخلی سولفات و تشکیل اترینگایت تاخیری در مصالح آشنا خواهید شد.

بنابراین اغلب استانداردهای ملی و بین المللی، حدود مقید کننده ای را برای مقادیر سولفات سیمان ها (و نیز مقادیر C3A) و همچنین مقادیر سولفات محلول ناشی از سنگدانه ها و غیره در نظر می گیرند، به گونه ای که تشکیل اترینگایت واقعا در حدود زمان گیرش، کامل شده و تنش هایی که عامل ایجاد پدیده ای که گاهی «حمله سولفات» در بتن عمل آوری شده در دماهای محیطی معمولی نامیده می شود، تولید نمی شوند.

اما اگر سیمان پرتلند با مقادیر سولفات در حدود معمول قابل قبول در دماهای بالا عمل آوری شود، اترینگایت ناپایدار شده و در سنین اولیه شکل نمی گیرد. در عوض «تشکیل تاخیری اترینگایت» (DEF) در مرحله بعدی سرد شدن بتن مورد نظر اتفاق افتاده و در بعضی شرایط، این پدیده ممکن است منجر به انبساط قابل ملاحظه ای گردد که نشان دهده شکل ویژه ای از «حمله سولفات» می باشد.

راهنمای آلمان توصیه می کند که در صورتی که بتن تا دمای بالاتر از C°60 حرارت دهی نشود، از انبساط ناشی از DEF می توان جلوگیری نمود.

دیگر مطالب کلینیک بتن ایران را در این بخش دنبال نمایید

نمونه مکعبی و استوانه ای بتن

آشنایی با بتن ریزی در هوای گرم و سرد

سنگ مصنوعی و تکنولوژی ساخت آن (سیستم سمنت پلاست)

نتایج QXRD برای تشکیل اترینگایت در یک ملات عمل آوری شده در C°20 و C°100 در شکل 4-3 (a) و داده های انبساط متناظر در شکل 4-3 (b) نشان داده شده است. نتایج مشابهی توسط اسکریونر و لویس نیز به دست آمده است. در عین حال که دمای C°20 اترینگایت زیادی در یک روز بدون هیچگونه انبساطی تولید می شود، در صورت عمل آوری حرارتی، تشکیل اترینگایت تا حدود 25 روز به تاخیر می افتد که به دنبال آن انبساطی در مدت 25 تا 400 روز ایجاد می شود. سیمان هیدراته شده در دمای اتاق یا دماهای بالاتر، شامل مقادیر مشابهی از اترینگایت پس از زمان های ذخیره سازی به اندازه کافی طولانی می باشد.

بنابراین، حضور اترینگایت در بتن که دچار انبساط شده است، یک نشانه کافی جهت تشخیص آسیب DEF محسوب نمی شود. در مدت زمان رژیم عمل آوری حرارتی، اجزاء اترینگایت باید ذخیره شوند و مشخص شده است که سولفات اضافی توسط ژل C-S-H جذب سطحی می شود، در حالی که آلومینات یا فازهای نوع AFm را تشکیل می دهد و یا توسط ژل C-S-H جذب سطحی می شود. توجه کنید که بیشتر Al تجزیه شده در نواحی ژل C-S-H که در زنجیره های سیلیکات قرار گرفته اند، توسط رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) قابل نشان دادن می باشند.

شکل 4-3- (a) مقدار اترینگایت خمیرهای سیمان در ملات های عمل آوری شده در C°20 و C°100، (b)

داده های مربوط به انبساط برای ملات های عمل آوری شده در C°20 و C°100.

یک بررسی و مرور جامع توسط تیلور و همکاران و امی و همکاران بر روی تحقیقات اخیر انجام شده است و بخش های قابل ملاحظه و نیز دو مطالعه راجع به DEF در کتاب اخیر نوشته اسکالنی و همکاران وجود دارد. برخی ابهامات در واژه شناسی مورد استفاده توسط نویسندگان مختلف برای عبارات «تشکیل تاخیری اترینگایت»، «تشکیل اترینگایت ثانویه» و «تشکیل مجدد اترینگایت» وجود دارد.

اسکالنی و همکاران پیشنهاد نمودند که بهتر است که DEF برای «حمله داخلی سولفات ناشی از حرارت» به کار می رود اما ما در اینجا از عنوان قراردادی موجود تبعیت می کنیم و از عبارت «انبساط DEF» برای معرفی تشکیل ارتینگایت استفاده می کنیم که به دلیل عمل آوری حرارتی تاخیر داشته و در غیاب یک منبع خارجی سولفات، منجر به انبساط خمیر سیمان، ملات یا بتن می گردد.

محیط خمیر سیمان، نقش عمده ای در احتمال ایجاد انبساط پس از یک عمل آوری حرارتی ایفا می نماید (برای مثال، بخش زیر راجع به مواد قلیایی را ملاحظه می نمایید)، بنابراین، پیشنهاد استفاده از کلمه «داخلی» شاید به نوعی گمراه کننده باشد. DEF توصیف شده در اینجا تنها مربوط می شود به اترینگایت تشکیل شده به صورت داخلی.

ترمیم ستون های آسیب دیده بتنیترمیم ستون های آسیب دیده بتنی

6LejitwhAAAAANvn8APaMURvuVWIRBhNqoFP0e9r