عنوان: مروری بر مکانیزم رفتار بتن میکروسیلیسی در برابر خوردگی

نویسنده (گان): اردلان بافهم و میثم مسندانی

مجله/کنفرانس: دوازدهمین کنفرانس سراسری دانشجویان مهندسی عمران

تاریخ انتشار: 1384

صفحات: 8 صفحه

فرمت فایل: PDF (زیپ شده)

حجم فایل: 3.18 مگابایت

مروری بر مکانیزم رفتار بتن میکروسیلیسی در برابر خوردگی

در سالهای اخیر تعداد زیادی از سازه های بتنی در کشورهای مختلف در اثر ضعف بتن دچار آسیب دیدگی و یا خرابی زودرس شده اند که یکی از دلایل بروز خسارت در سازه های بتن مسلح، خوردگی آرماتور های فولادی می باشد. نفوذ یون های کلراید در بتن و کربناتاسیون از شایعترین عوامل خوردگی آرماتور فولادی در بتن محسوب می گردد.

در این مقاله سعی شده با تشریح فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی میکروسیلیس (دوده سیلیس) در بتن و بررسی نظریه های گوناگون، درک صحیحی از عملکرد میکروسیلیس در بتن و نحوه جلوگیری از خوردگی آرماتور در بتن به وجود آید.

  دانلود رایگان

حمله سولفات ها به بتن

بر گرفته از کتاب تکنولوژی بتن، تألیف پروفسور آدام نویل، ترجمه دکتر علی اکبر رمضانیانپور

حمله سولفات ها به بتن موجب می شود بتن ظاهری سفید رنگ پیدا کند. معمولاً خرابی بتن در اثر حمله سولفات ها از لبه ها و گوشه های بتن آغاز گردیده و با ترک خوردن و تجزیه بتن ادامه می یابد. دلیل بروز این علائم آن است که حمله سولفات ها به بتن باعث تشکیل سولفات کلسیم (گچ) و سولفو آلومینات کلسیم (اترینگایت یا اترینژیت) می گردد. هر دوی این محصولات نسبت به ترکیباتی که جایگزین آنها می شوند، دارای حجم بیشتری بوده و موجب انبساط و ریختن بتن سخت شده می گردند.

در پروسه تولید سیمان، جهت جلوگیری از گیرش آنی بتن که ناشی از هیدراتاسیون فاز سه کلسیم آلومینات (C₃A) می باشد، مقداری گچ به کلینکر سیمان اضافه می شود. حین اختلاط بتن، گچ به سرعت با C₃A واکنش داده و اترینگایت ایجاد می کند. البته این اترینگایت بی ضرر است چراکه در این مرحله بتن هنوز حالت نیمه خمیری دارد و می تواند افزایش حجم ناشی از ایجاد اترینگایت را در خود جای دهد.

زمانی که بتن از طریق منابع خارجی در معرض حمله سولفات ها قرار می گیرد، واکنش های مشابهی انجام می شود. نوعی از محلول های سولفاتی، آب های زیرزمینی داخل بعضی رس ها هستن که حاوی سولفات سدیم، سولفات کلسیم و یا سولفات منیزیم می باشند. این سولفات ها با Ca(OH)₂ و C₃A هیدراته شده واکنش انجام داده و به تدریج گچ و اترینگایت تشکیل می دهند. سولفات منیزیم مخرب تر از سولفات های دیگر می باشد زیرا حمله این سولفات به بتن موجب تجزیه شدن سیلیکات های کلسیم هیدراته شده و همچنین Ca(OH)₂ و C₃A هیدراته شده می شود. سپس سیلیکات منیزیم هیدراته شده تولید می شود که خاصیت چسبندگی ندارد.

میزان حمله سولفات ها به بتن به غلظت سولفات ها و نفوذپذیری بتن بستگی دارد. اگر بتن خیلی نفوذپذیر باشد، آب به راحتی به داخل بتن نفوذ نموده و Ca(OH)₂ شسته خواهد شد. تبخیر در سطح بتن رسوبات کربنات کلسیم را که از واکنش Ca(OH)₂ با دی اکسید کربن تشکیل شده، باقی می گذارد. این رسوب با ظاهر سفید رنگ بنام سفیدک شناخته می شود. معمولاً سفیدک بی ضرر است. هر چند شسته شدن زیاد Ca(OH)₂ تخلخل بتن را افزایش داده و موجب ضعیف تر شدن بتن در برابر حملات شیمیایی می گردد. لازم به ذکر است علاوه بر مورد ذکر شده، تبلور سایر نمک ها نیز باعث ایجاد سفیدک بر سطح بتن می شود.

سولفات ها تنها اگر بصورت محلول باشند به بتن حمله می کنند. به عبارت دیگر، سولفات های جامد به بتن حمله نمی کنند. غلظت 1000 ppm به عنوان شرایط متوسط، و غلظت 2000 ppm به عنوان شرایط خیلی سخت در نظر گرفته می شوند، به خصوص اگر سولفات منیزیم جزء اصلی در محلول سولفاتی باشد.

از آنجا که فاز C₃A از سیمان مورد حمله سولفاتی قرار می گیرد، با مصرف سیمان هایی با C₃A کم، نظیر سیمان های ضد سولفات (نوع V)، می توان آسیب پذیری بتن را در مقابل حمله سولفات ها کاهش داد. همچنین با استفاده سیمان های پرتلند روباره آهنگدازی (نوع IS) و سیمان پرتلند پوزولانی (نوع IP) می توان مقاومت بتن در برابر حمله سولفات ها را افزایش داد. مکانیزم دقیقی که تأثیر این سیمان ها را مثبت می کند، نامشخص می باشد. هرچند باید تأکید نمود که نوع سیمان در درجه دوم اهمیت می باشد، مگر اینکه بتن متراکم بوده و دارای نفوذپذیری پایین باشد.

منبع: تکنوبتار   www.technobetar.ir

عنوان: عملکرد میکروسیلیس و نانوسیلیس در بتن

نویسنده (گان): مصطفی ساکت کاشانی

مجله/کنفرانس: دوازدهمین کنفرانس سراسری دانشجویان مهندسی عمران

تاریخ انتشار: 1384

صفحات: 8 صفحه

فرمت فایل: PDF (زیپ شده)

حجم فایل: 3.0 مگابایت

عملکرد میکروسیلیس و نانوسیلیس در بتن

در صنعت بتن، سیلیس به عنوان یک پوزولان نقش مهمی در افزایش عمر مفید و بهبود خواص بتن ایفا می کند. از بین پوزولان های مصرفی در بتن، میکروسیلیس و نانوسیلیس بدلیل ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاص خود، واکنش پذیرترین و فعال ترین پوزولان ها به شمار می آیند. تولید نانوسیلیس بدلیل نیاز آن به تکنولوژی بالاتر از توانایی های فعلی کشور، در ایران صورت نمی پذیرد و کاربرد آن در ایران تنها در پروژه های تحقیقاتی میسر است. لکن از آنجایی که میکروسیلیس (دوده سیلیس) در کشورمان به مقدار زیاد و با کیفیت مطلوب تولید می گردد، آشنایی دست اندرکاران صنعت بتن با عملکرد میکروسیلیس در بتن ضروری می باشد.

تقریباً نتایج تمامی تحقیقاتی که بر روی بتن میکروسیلیسی و بتن نانوسیلیسی صورت گرفته است، نشان می دهد این پوزولان مصنوعی می تواند در بهبود خواص بتن نقش مهمی داشته باشد و در این مقاله نیز خواص بتن های ساخته شده با پوزولان های میکروسیلیس و نانوسیلیس مورد ارزیابی قرار گرفته است. 

  دانلود رایگان

حمله اسیدی به بتن

بر گرفته از کتاب خواص بتن، تألیف پروفسور آدام نویل، ترجمه دکتر هرمز فامیلی

بتن حاوی سیمان پرتلند به دلیل قلیایی بودن در مقابل حمله اسیدهای قوی یا ترکیباتی که ممکن است به اسید تبدیل شوند، ضعیف است و در بتن های در معرض حمله اسیدی قرار دارند، انتخاب مخلوط مناسب و تراکم کافی بتن امری ضروری می باشد. به طور کلی، حمله شیمیایی به بتن از طریق تجزیه محصولات هیدراتاسیون و تشکیل ترکیبات جدید صورت می گیرد که اگر این ترکیبات محلول باشند، ممکن است شسته شده و بستر تخریب بیشتر را فراهم آورند. متداولترین نوع حمله اسیدها به بتن توسط دی اکسید کربن CO₂ صورت می گیرد.

بتن می تواند توسط مایعات با pH کمتر از 6.5 نیز مورد حمله اسیدی قرار گیرد، لکن حمله اسیدی به بتن تنها در pH کمتر از 5.5 حمله شدید، و در pH کمتر از 4.5 حمله بسیار شدید تلقی خواهد گردید. ضمناً برای غلظت دی اکسید کربن بین 30ppm تا 60ppm حمله اسیدی شدید، و برای غلظت بیش از 60ppm حمله اسیدی بسیار شدید اتفاق خواهد افتاد. روند پیشرفت حمله اسیدی به بتن تقریباً با ریشه دوم زمان متناسب است، زیرا عامل حمله باید از میان باقیمانده محصولات واکنش که قابلیت حل شدن کمی دارند و پس از حل شدن هیدروکسید کلسیم Ca(OH)₂ بر جا می مانند، عبور نماید. بنابراین، نه تنها میزان pH، بلکه قدرت جابجایی یون های مهاجم نیز بر پیشرفت حمله تأثیر می گذارد. همچنین وقتی سنگدانه ها در مسیر حمله اسیدها قرار می گیرند، روند حمله کند می شود و عامل مهاجم باید سنگدانه ها را دور بزند.

اسیدها معمولاً معدنی و آلی هستند که از اسیدهای معدنی می توان به اسید کربنیک، اسید هیدروکلریک، اسید هیدروفلوئوریک، اسید نیتریک، اسید فسفریک و اسید سولفوریک اشاره نمود. از اسیدهای آلی نیز می توان اسید استیک، اسید سیتریک، اسید فرمیک، اسید هیومیک، اسید لاکتیک و اسید تانیک را نام برد.

باران اسیدی که عمدتاً از اسید سولفوریک و اسید نیتریک تشکیل می شود و میزان pH آن بین 4 تا 4.5 است، می تواند عامل حمله به بتن شده و موجب هوازدگی سطح بتن گردد.

علیرغم اینکه فاضلاب های خانگی طبیعت قلیایی داشته و به بتن حمله نمی کنند، در بسیاری موارد حمله اسیدی شدید به لوله های بتنی فاضلاب به خصوص در دماهای نسبتاً زیاد که ترکیبات گوگردی موجو در فاضلاب توسط باکتری های هوازی به گاز سولفید هیدروژن H₂S تبدیل می شوند، مشاهده شده است. سولفید هیدروژن به تنهایی عامل حمله به بتن نمی باشد، اما در رطوبت سطح خارج از فاضلاب بتن حل شده و با اکسید شدن توسط باکتری های هوازی، در نهایت اسید سولفوریک تولید می کند. بنابراین، حمله به بتن در بالای سطح جریان فاضلاب رخ می دهد. بدین صورت که خمیر سخت شده سیمان به تدریج حل شده و بتن رفته رفته از هم می پاشد.

منبع: تکنوبتار   www.technobetar.ir