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
واتراستاپ WaterStop چیست
واتراستاپ WaterStop چیست

واتراستاپ یا آب بند به عنوان عنصری مورد استفاده در سازه های بتنی است که از انواع واتر استاپ ها برای جلوگیری از نفوذ مایعات در مفاصل و درزهای آن تعبیه می شود . می توان یکی از ویژگی های واتراستاپ استاندارد را بدون حباب بودن آن نام برد. 


ادامه مطلب
تاثیر انواع روان کننده و درصدهای مورد استفاده بر مقاومت فشاری بتن پودری واکنش زا (RPC)
تاثیر انواع روان کننده و درصدهای مورد استفاده بر مقاومت فشاری بتن پودری واکنش زا (RPC)

با گذشت زمان و نیاز بشر به ساخت بتن های با مقاومت بالاتر بر حسب نوع نیاز خود و همچنین بهینه سازی در مصرف مصالح و زمان، مهندسین رو به ساخت بتن های توانمند آوردند. از جمله این نیاز ها، نیاز به مقاومت فشاری و خمشی بالا تر، مقاومت ضربه ای مطلوب و همچنین تخلخل پایین تر و نفوذپذیری کمتر می باشد. از جمله این مصالح، بتن های پودری واکنش زا منصوب به RPC می باشد که در دهه ی 1990 در آزمایشگاهی در فرانسه مطرح گردید.

ادامه مطلب
بتن مسلح به الیاف پلیمری
بتن مسلح به الیاف پلیمری
انواع مختلف الیاف پلیمری به منظور تقویت مواد با پایه سیمانی به کار گرفته شده است. بسیاری از این الیاف از قبیل پلی پروپلن، پلی اتیلن و پلی استر و اکریلیک نشان داده اند که به طور چشمگیری امکان تقویت را دارند و در حال حاضر به صورت تجاری در دسترس می باشند
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