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
