حدود کلرید در مصالح اختلاط بتن

از بررسی های فوق مشخص می گردد که هیچگونه نسبت آستانه منحصر به فردی برای غلظت کلرید که به طور کلی قابل استفاده باشد، وجود ندارد و با توجه به پراکندگی و اختلاف گسترده ای که بین داده های رفتاری ثبت شده برای بتن آزمایشگاهی و کارگاهی وجود دارد، حدود کلرید مورد استفاده در مشخصات مصالح اختلاط بتن باید براساس قضاوت مهندسی و بهره گیری از دانش مربوط به شرایط سازه های موجود، تعیین گردد. اما این راهکار، از این نقطه ضعف برخوردار است که نمی توان آن را مستقیما برای سیستم های ساخت و ساز جدید که شامل مصالح نوین می باشند، به کار برد، زیرا که داده های کارکرد بلند مدت مربوط به آنها، در اختیار نمی باشد. بنابراین، تمرکز و فشاری جهت ارائه روش های سریع تعیین آستانه های کلرید قابل استفاده برای بتن های ساخته شده با سیمان های مختلف، مواد افزودنی و غیره، وجود دارد. با این وجود، تحقیقات در این زمینه هنوز به یک اجماع کلی نرسیده و موضوع احتیاط آمیز کلرید کلسیم که طی چندین دهه به عنوان یک ماده افزودنی ارزان و موثر به طور گسترده ای استفاده می شده است، باید به عنوان هشداری برای شرایط استفاده بدون توجه از این ماده نسبت به حدود کلرید، تلقی گردد.

طرح اختلاط بتون

تا اواسط دهه 1970 در انگلستان، آیین نامه اجرایی قبلی موسسه استاندارد انگلستان برای کاربردهای سازه ای بتن (1972: 110CP)، استفاده از کلرید کلسیم به عنوان یک ماده افزودنی در بتن مسلح را در سطوح 5/1% CaCl2 برحسب وزن سیمان (معادل با 96/0% Cl- برحسب وزن سیمان) مجاز می دانست. حدود مشابهی برای سطوح مجاز کلرید در مصالح بتن نیز در آن زمان در چندین کشور دیگر، مشخص گردید. بر اثر مشکلات گسترده خوردگی ناشی از کلرید که در عمل به وجود آمد، اصلاحی در 110CP در ماه می 1977 اعمال گردید که کنترل های سخت گیرانه تری را برای سطوح کلی کلرید حاصل از مواد افزودنی، سنگدانه ها یا دیگر منابع داخلی، الزام می نمود. این کار، به طور موثری از مواد افزودنی کلرید کلسیم در بتن شامل آرماتورهای فولادی، فولاد پیش تنیده یا دیگر فلزات را متوقف نمود. آیین نامه جدود اروپا منع استفاده آگاهانه از مواد افزودنی حاوی کلرید را الزام کرده و رده های مختلفی از حداکثر مقدار کلرید حاصل از کلیه منابع (متناظر با 1/0، 2/0 و 4/0 درصد Cl- برحسب جرم سیمان) جهت استفاده در بتن شامل آرماتورهای فولادی یا دیگر فلزات را معرفی کرده است. این رده ها با توجه به ضوابط استانداردهای ملی تکمیلی مانند 2002: 1-8500BS، استفاده می شوند که برای وضعیت های با خطر متفاوت، اعمال می شوند که مشخص ترین حالتی که باید مورد توجه ویزه قرار گیرد، بتن پیش تنیده می باشد که حداکثر کلرید مجاز برای آن 1/0% می باشد. به طور مشابه در 2002: 1-8500BS، حد کلرید 2/0% برای بتن مسلح ساخته شده از سیمان پرتلند مقاوم به سولفات، مشخص شده است که مقدار C3A در آن نباید از 5/3% تجاوز نماید.

مدتهاست مشخص شده است که ترکیب C3A در سیمان پرتلند، نقش عمده ای در پیوند یون های کلرید به شکل هیدرات های کلرو-آلومینات کم محلول و در نتیجه کاهش نسبت باقیمانده در فاز محلول حفره ای، ایفا می نماید. بنابراین، به نظر می رسد که مقدار C3A، یکی از عواملی است که مشخص کننده توانایی سیمان های پرتلند مختلف در مقابل نرخ های مختلف خوردگی با افزودن مقادیر متوسط و ثابتی از کلرید، می باشد. اما علاوه بر مقدار C3A، چندین عامل دیگر نیز وجود دارند که با سیمان های مختلفی تحت شرایط مختلف، بر پیوند کلرید اثر می گذارند و هنوز درک روشنی از چگونگی تاثیر این عوامل بر منبع یون های آزاد کلرید تا محل های آندی اولیه بر روی فولاد داخل بتن، وجود ندارد. در جمع بندی این مقاله، منصفانه است بگوییم در ععین حال که تلاش های بسیاری به منظور کمی سازی عوامل مختلف خطر، صورت گرفته که پراکندگی گسترده ای از احتمالات آغاز خوردگی در یک سطح کلرید کلی مشخص را تعیین می کنند، هنوز پیشرفت چندانی در این زمینه ورت نگرفته است. این موضوع، در بررسی اخیر آستانه های کلرید به وضوح دیده می شود و نشانگر ین حقیقت است که مقدار آستانه کلرید، تنها تحت تاثیر یک پارامتر نمی باشد که بتوان یک «شاخص» ساده برای مقایسه انواع مختلف بتن، ارائه نمود. این پدیده در واقع تابعی از متغیرهای با تاثیر متقابل بر یکدیگر می باشد که شامل عواملی است که بر پتانسیل فولاد اثرگذار بوده و نیز عواملی که بر ترکیب و ریزساختار ناحیه میانی بتن در مجاورت بسیار نزدیک فلز داخلی، اثر می گذارند. این نشان می دهد که اغلب یک پاسخ ساده برای برخی پرسش ها در این زمینه وجود ندارد، مانند اینکه آیا فرمول های بخصوصی از سیمان آمیخته یا ترکیبی استفاده شده به همراه مواد افزودنی ویژه، مقادیر آستانه کلریدی بسیار متفاوتی از مقادیر بدست آمده برای دیگر انواع سنتی تر بتن مسلح را تولید می کنند. آزمایشات مربوط به قرارگیری در معرض شرایط محیطی در مدت نسبتا طولانی که در شرایط تا حد ممکن واقعی انجام شده اند، برای پاسخ به اینگونه پرسش ها ضروری می باشند و روش های پایش خوردگی الکتروشیمیایی از انواعی که در مقالات وب سایت رسمی کلینیک بتن ایران مورد بررسی قرار گرفت، در صورتی مفید می باشند که به طور مناسب به همراه چنین آزمایشاتی، مورد استفاده قرار گیرند.