عوامل موثر بر نفوذپذیری بتن
عوامل موثر بر نفوذپذیری در بتن چیست ؟ عمده سازه‌های ساخته شده در کشور ایران، اعم از پروژه‌های مسکونی تا صنعتی، نفتی ومواردی از این قبیل به‌واسطه استفاده از بتن اجرا می‌شوند. همانطور که می‌دانید موضوع دوام یکی از مسائل مهم قابل تامل در ساخت و اجرای این ماده است. پس دقت در میزان نفوذپذیری بتن و عوامل موثر بر آن به عنوان مهم‌ترین گزینه تاثیرگذار در دوام بتن جهت دستیابی به استانداردهای جهانی امری ضروری محسوب می‌شود.
با تمام مطالعاتی که درباره دوام بتن صورت گرفته، امّا همچنان آسیب‌های بتن معضلی بزرگی است که عمر مفید سازه‌های بتنی را کاهش می‌دهد. لذا صنعت بتن در راستاي توسعه پایدار باید به طراحی دوام محور بتن توجه ویژه‌ای داشته باشد. درواقع کاهش دوام بتن بر اثر عوامل خارجی یا داخلی متعددی شکل می‌گیرند.
عوامل خارجی:
- هوازدگی
- حرارت
- ساییش
- واکنشهاي الکترولیتی
- حملات مایعات و گازهاي طبیعی یا صنعتی
- حملات سنگدانهها و خمیر سیمان
بخوانید : انواع کفپوش اپوکسی صنعتی
عوامل داخلی:
- واکنشهاي قلیایی سنگدانهها
- تغییرات حجمی در اثر اختلاف بین خواص حرارتی سنگدانهها و خمیر سیمان
نفوذپذیري بیشتر تعیین‌کننده خسارت پذیري بتن در برابر عوامل خارجی است. به‌طوری‌که بتن با دوام همان بتن نسبتاً غیرقابل نفوذ است.
ما در مقاله نفوذپذیری در بتن چیست؟ عوامل موثر بر آن کدامند؟ قصد داریم تا شما را با این اصطلاح بیشتر آشنا نماییم. در ادامه به عوامل موثر بر نفوذپذیری در بتن خواهیم پرداخت، پس با ما تا انتهای این مقاله از وب‌سایت استحکام سازان ، مجری متخصص انواع کفپوش اپوکسی و خدمات اجرایی بتن ، همراه باشید.
فهرست مطالب در این مقاله:
- نفوذپذیری در بتن چیست؟
- عوامل موثر در نفوذپذیری بتن چیست؟
- عوامل موثر در نفوذپذیری آب در بتن
- دستگاه اندازه‌گیرى نفوذپذیرى بتن
- راه حلی جهت رفع مشکل نفوذپذیری بتن
- نتیجه‌گیری
نفوذپذیری در بتن چیست ؟
منظور از نفوذپذیری بتن، سرعت انتقال مواد از میان بتن با توجه به ساختار آن است. نفوذپذیری بتن یکی از مهم‌ترین خواص بتن است که بر روی دوام و ماندگاری آن تاثیر زیادی دارد. همچنین نفوذپذیری بتن یکی از خواص مهم بوده که در رابطه با دوام آن است. این خاصیت، تسهیلاتی را فراهم مینماید که آب یا سیالات دیگر بتوانند از میان بتن جریان پیدا کرده و مواد مضر و آسیب رسان را با خود به درون بتن حمل کنند.
درواقع بتن بهترین نمونه جهت توصیف یک ماده نفوذپذیر و متخلخل است. تخلخل بتن میزان منافذ و سوراخ‌های داخل بتن بوده که با درصدی از مجموع حجم ماده نشان داده می‌شود. نفوذپذیری بتن هم بیانی از نحوه ارتباط میان منافذ است. تخلخل و نفوذپذیری بتن با کمک هم اجازه تشکیل مسیری جهت انتقال آب به درون ماده را همراه با ایجاد شکافی که در زمان انقباض بوجود می‌آید، را می‌دهد.
عوامل موثر در نفوذپذیری بتن چیست؟
رایج‌ترین مصالح ساختمانی جهت ساخت سازه‌های مختلف استفاده از انواع میلگرد و بتن است. امّا مقاومت کششی بتن پایین بوده که برای جبران این نقص ملزم به استفاده از میلگرد هستیم. میلگرد به‌طور قابل توجهی شدت مقاومت کششی بتن را افرایش می‌دهد. میلگرد مصرفی در بتن مسلح از نوع آجدار بوده و به‌همین خاطر خرید میلگرد آجدار جهت ساخت سازه‌های بتنی بسیار متداول است. همانطور که در مطالب بالا اشاره شد عوامل متعددی مانند نسبت آب به سیمان، مدت و نحوهی عمل‌آوری، حداکثر اندازه سنگدانهها، نفوذپذیری خمیر سیمان، نفوذپذیری سنگدانهها و مواردی از این دست از عوامل موثر در نفوذپذیری بتن محسوب می‌شوند.
مطلب پیشنهادی : آب بندی بتن چیست ؟
نفوذپذیری بتن طبق سنجش نفوذ مایعاتی مانند آب و بخار آب مورد بررسی قرار می‌گیرد. در رابطه با آب‌بندی مخازن مایعات و سازه‌های هیدرولیکی، غیرقابل نفوذ بودن مایع به داخل بتن از اهمیت بالایی برخوردار است. سازه‌هایی مثل مخازن فاضلاب، تصفیه‌ی گاز و ساختمانهای بتنی که در معرض شرایط جوی نامساعد قرار دارند، مبحث غیرقابل نفوذ بودن گاز به داخل بتن بسیار حائز اهمیت است.
-
عوامل موثر در نفوذپذیری آب در بتن
درواقع عوامل موثر در نفوذپذیری آب در بتن عبارتتند از:
-
- نفوذپذیری خمیر سیمان
- نسبت آب به سیمان در خمیر
- میزان نرمی سیمان خمیر
- جمع شدگی ناشی از خشک شدن خمیر سیمان
در ادامه مقاله نفوذپذیری در بتن چیست؟ عوامل موثر بر آن کدامند؟ به تشریح و بررسی هر کدام از موارد فوق خواهیم پرداخت.
-
-
-
نفوذپذیری خمیر سیمان
-
-
همانطور که در مطالب بالا اشاره شد در ساخت بتن متراکم، سنگدانه به‌واسطه خمیر سیمان احاطه می‌شوند. با پیشرفت درجه هیدراسیون (hydration)، نفوذپذیری خمیر سیمان تغییر می‌کند. در یک خمیر سیمان تازه، جریان آب به‌واسطه اندازه، شکل و غلظت ذرات اولیه سیمان کنترل می‌گردد. با پیشرفت هیدراسیون به‌دلیل این‌که حجم ژل تولید شده بیش از دو برابر حجم سیمان هیدراته نشده است، میزان نفوذپذیری به سرعت کاهش می‌یابد. در نتیجه ژل سیمان به‌طور آهسته‌ای، فضاهای پر شده توسط آب را پر مینماید. محصولات هیدراسیون این توانایی را ندارد که منافذ مویین را پر نمایند.
-
-
-
نسبت آب به سیمان در خمیر
-
-
براساس تحقیقاتی که درباره خمیر سیمان صورت گرفته است، چنان‌چه این خمیر به یک اندازه هیدراته گردد و میزان آب به سیمان کم‌تر باشد در نتیجه، نفوذپذیری خمیر سیمان بسیار کم‌تر می‌شود. هنگامی که در خمیر سیمان نسبت آب به سیمان کم‌تر از 0/6 باشد به‌خاطر تولید انبوه ژل و مسدود شدن لوله‌های مویین نفوذپذیری بسیار کاهش می‌یابد.همانطور که عنوان شد، خرابی‌های ناشی از بتن، از عمر سازه به‌صورت قابل توجهی می‌کاهد. همچنین، تعمیر سازه‌ها با توجه به قیمت مصالح مصرفی بسیار هزینه‌بر است. امّا نکته‌ای که درباره مصالح بسیار اهمیت است و باید هنگام خرید مصالح بدان توجه نماییم، غیر از قیمت انواع مصالح مصرفی مانند قیمت میلگرد، سیمان، تیر آهن و … کیفیت مصالح مصرفی است. در وااقع کیفیت مصالح در ساخت انواع سازه‌ها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
-
-
-
میزان نرمی سیمان خمیر
-
-
درواقع میزان درشتی و ریزی دانه‌های سیمان روی جریان هیدراسیون تاثیر زیادی می‌گذارد. به موجب این امر سیمانی که دانه‌های درشتی دارد، نسبت به سیمان ریز‌دانه به ایجاد خمیری با نفوذپذیری زیاد تمایل خواهد داشت. در یک نتیجه‌گیری کلی می‌توان چنین عنوان نماییم که هر چقدر مقاومت خمیر سیمان بیشتر باشد، نفوذپذیری آن هم کم‌تر خواهد بود.
-
-
-
جمع شدگی ناشی از خشک شدن خمیر سیمان
-
-
زمانی که خمیر سیمان خشک می‌شود میزان نفوذ‌پذیریش افزایش خواهد یافت. چراکه، هنگامی که سیمان خشک شود، امکان شکست ژله‌ای موجود میان لوله‌های مویین به وجود می‌آید. علاوه بر موارد مذکر از دیگر عوامل موثر در نفوذپذیری آب در بتن می‌توان به نفوذ پذیري سنگدانهها و اندازه آن‌ها، تراکم و نحوه عمل‌آوری بتن، مواد افزودنی هوازا و پوزولانی اشاره کرد.
مطلب پیشنهادی : آشنایی با آب بندی استخر
دستگاه اندازه‌گیرى نفوذپذیرى بتن
دستگاه اندازه‌گیرى نفوذپذیرى بتن هم اکنون در مراکز تحقیقاتى بتن در بسیارى از کشورهاى اروپایى وجود دارد. این دستگاه در پروژه‌های تحقیقاتى و مشاورهاى مخصوصاً در سازه‌های آبى و سازه‌هایی که در معرض عوامل خورنده محیطى هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه اندازه‌گیرى نفوذپذیرى بتن براى بتن‌هایی با عـیار سیـمان حـدود 200 تـا kg/m3 450 و مقادیر ضریب نفوذپذیری بتن در برابر اکسیژن بین 10 – 19 m2 تا 10 – 14 m2 نتایج قابل قبولى می‌دهد. بنابراین نحوه عمل‌آوری بتن و رژیـم نگهـدارى آن در مقدار ضریب نفوذپذیری بتن مقابل گاز اکسیژن بسیار حائز اهمیت است. درواقع اندازه‌گیرى ضریب نفوذپذیرى بتن در مقابل گاز به‌سادگی با این در مراکز تحقیقاتى معتبر بتن در کشورهاى اروپا و نستیتو مصالح ساختمانى در دانشکده فنى دانشگاه تهران موجود است. همچنین در صورت نیاز امکان تخمین ضریب نفوذپذیرى بتن در برابر آب نیز می‌توان از این دستگاه استفاده کرد.
راه حلی جهت رفع مشکل نفوذپذیری بتن
- عایق رطوبتی بتن جهت جلوگیری از نفوذ آب و خشک نگه داشتن سازه‌های بتنی با استفاده از مواد افزودنی.
- هموتره نسبت آب به سیمان را پایین نگه داریم تا خمیری قوی ایجاد گردد.
- بتن باید با استفاده از روش تراکم دستی یا روش تراکم ماشینی به اندازه کافی متراکم گردد.
- سیمان ریزتر با کیفیت بالا باید برای تهیه بتن انتخاب شود.
- همیشه باید از سنگدانه‌های جامد با اندازه ریز برای بتن مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، سنگدانه حتماً باید سخت جامد باشد نه به‌صورت متخلخل
- عمل‌آوری بتن باید به درستی صورت پذیرد و برای این کار بهتر است بتن 21 روز متوالی عمل‌آوری شود.
نتیجه‌گیری
عبارت نفوذپذیری بتن درواقع به توانایی اجازه دادن به مایعات یا گازها جهت عبور از آن اشاره دارد. این در حالی است که اصطلاح تخلخل به میزان فضای پر از هوا در داخل ماده اشاره می‌کند. بنابراین، نفوذپذیری بتن توانایی آن در مقاومت در برابر نفوذ مایع، گاز یا یون کلر به‌دلیل وجود منافذ آن است. درواقع منافذ متصل با قطر حداقل ۱۲۰ تا ۱۶۰ نانومتر از دلایل مهم ایجاد نفوذپذیری بتن هستند. درکل طراحان سازه‌های بتنی بیشتر به مشخصات مقاومتی این ماده توجه دارند. خرابی زودرس سازه‌های بتنی در مواردی که مشخصات مقاومت هم رعایت شده، تجارب ارزشمندی را درباره کنترل عوامل موثر در عدم دوام سازه‌های بتنی به ما می‌دهند. همچنین این موضوع پذیرفته شده که در طراحی سازه‌ها، باید مشخصات دوام مصالح مد نظر مانند نفوذپذیری در بتن و سایر مشخصات و ویژگی‌های آن مورد ارزیابی قرار بگیرد.امید است مقاله نفوذپذیری در بتن چیست؟ عوامل موثر بر آن کدامند؟ مورد توجه شما مخاطبین محترم قرار گرفته باشد. لطفاً پس از مطالعه مقاله نظرات و تجارب شخص خود را در این زمینه با ما در وب‌سایت استحکام سازان به اشترک بگذارید.
