مقاله در مورد واکنش بتن در برابر عوامل مختلف

بخشی از مقاله

واكنش بتن در برابر عوامل مختلف

اتلاف وزن به دلیل تاثیر در تردی اغلب به اندازه خراشیدگی وسائیدگی است . مقاومت سایش بتون به طور دقیق تر توسط تست سائیدگی خود بتون اندازه گیری و تعیین می شود . به منظور ایجاد سدی مقاوم در روی پیاده روها حجم ذرات سلیسوس مصالح را ندارد خوب و مناسب باید حداقل 25% باشد . برای اهداف تخصصی تر ، حجم ذرات سلسیوس تحت شرایط استاندارد . با حجم باقی مانده های انحلال ناپذیر بعد از عملیات بر روی اسید هیدروکلریک یکسان دانسته شما است. ماسه های ساخته شده باعث ایجاد پیاده روهای لغزان می شوند و باید قبل از استفاده مورد بررسی قرار گیرند .

استحکام و افت
استحکام مصالح دانه ای بی ندرت مورد آزمایش قرار می گیرد . و در اصل استحکام بتن مورد قبول عام را به اندازه ی استحکام سیرش و بندکشی مصالح رانداری تحت تاثیر قرار نمی دهد.درهر صورت ، استحکام مصالح رانه ای در بتونی با استحکام بالا دارای اهمیت است. فشار مصالح رانه ای در بتون اغلب بیشتر از فشار متوسط بر روی تمامی بخش های متقاطع بتون می باشد . استحکام کششی مصالح رانه ای بین 2 تا15 Mpa و (300 تا 2300 psi) می باشد و تاب فشردگی آن نیز از 65 تا 270 می باشد .

انوع مختلف مصالح رانه ای دارای تراکم پذیری (قابلیت فشردگی) متفاوتی هستند و نیز ضریب کشسانی و نیز ویژگی های افت رطوبت مرتبط آنها که می تواند ویژگی های یکسان در بتون را تحت تاثیر قرار دهد ، باهم متفاوت است. مصالح

رانه ای با جذب بالا می تواند دارای افت بالا در خشک شدن نیز باشند . مصالح رانه ای کوارتز و فلدسپار همراه با سنگ آهک ، اولویت و گرانیت دارای مصالح رانه ای با استحکام پائین می باشند ، در حالی که مصالح رانه ای سنگ ماسه ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، هرن بلندو gcarywacke اغلب نوعی سنگ متراکم که از سنگریزی و شن تشکیل شده است ) دارای افت بالا بتون می باشند .

مقاومت اسیدی و دیگر مواد خورنده
بتن سیمان پرتلند در بیشتر محیط های طبیعی با است . در هر صورت بتن های به کار رفه اغلب در معرض موادی هستند که به آنها آسیب وارد می کند. بیشتر محلولهای اسیدی باعث تجزیه ی بتن سمیان پرتلند می شوند که این عمل به طور آهسته و یا سریع صورت می گیرد و بستگی به نوع و غلظت آن اسید دارد . اسیدهای اصلی مثل اکسایکاسید ، بی ضرر هستند .

محلولهای ضعیف بعضی از اسیدها دارای اثرات ناچیزی هستند.اگرچه در اصل اسیدها حمله ور می شوند و اتصالات بین کلسیم موجود در خمیر سیمان را از بین می برند ولی به آسانی قادرنیستند به مصالح دانه ای دارای کلسیم (آهکی ) اغلب بهآسانی با اسیدهای واکنش می دهند .در هر صورت ، تاثیرات مصالحدانه ای آهکی اغلب سودمندتر از صالح دانه ای سلیسوسی در معرض اسید معتدل قرار گرفته ویا مناطقی که در آن آب جریان ندارد، می باشد . با مصالح دانه ای آهکی

واسیدهایی که تمامی سطحی مصالح دانه ای درمعرض قرار گرفته رابه طور کامل و یکنواخت مورد حمله قرار می دهد. می توان نرخ حمله ی آنها بر روی سریش را کاهش دادو از اتلاف ذرات مصالح دانه ای در روی سطوح جلوگیری کرد.
مصالح راندای آهکی همچنین تمایل به خنثی کردن اسید دارند و این معمولا در مکانهای را که و بی حرکت انجام می گیرد . اسیدهای می توانند بتن را رنگ زدایی بکنند . مصالح راندای سلیسوس نباید زماین که محلولهای قوی مثل هیدروکسید سدیم موجود است گرفته شوند این محلولها این نوع از مصالح رانه ای رامورد حمله قرار می دهند .

باران اسیدی (که اغلب دارای PH ، 4/5 می باشد ) می تواند به آهستگی سطوح بتونی را بپوشاند . (فاسد کند) که معمولا کارایی بناهای در معرض بتون را تحت تاثیر قرار نمی دهد . اسیدهای بارانی یا اسیدهای قوی طرح های بتونی خاص و پیش بینی ها مخصوصا در مناطق پوشیده شده را تضمین می کنند .
بازپرسازی متوالی در اسیدهایی که pH کمتر از 4 دارند ، برای ستونهایی که در زیر خاک قرار می گیرند ، مثل لوله ، خیلی خطرناک است . بتونهایی که به طور متوالی در معرض مایعات با PH کمتر از 3 قرار دارند ، باید به شیوه های یکسانی در معرض ستونها محافظت شوند که این کار دقیق کردن محلولهای اسیدی است .
آب های طبیعی معمولا دارای PH بیشتر از 7 و به ندرت دارای PH کمتر از 6 می باشند . آبهایی با PH کمتر از 6 می باشند . آبهایی با PH بیشتر از 6.5 می توانند حمله کننده باشند اگر شامل بی کربنات باشند . محلولهای اسیدکربنیک با غلظت بین 9/0 و 3 در میلیون برای بتونها مخرب دانسته می شوند .

نسبت پائین ذرات آب نفوذ پذیری پائین و حجم ذرات میانه به پائین می تواند باعث افزایش اسید یا فساد تدریجی مقاومت بتون شده نفوذ پذیری پائین که نتیجه ی یک نسبت پائینی از ذرات آب و یا استفاده از گاز سلیس و یا دیگر پوزولانها به حفظ عنصر فساد از نفوذ به درون بتون کمک می کند . حجم ذرات میانه به پائین منجر به سختی می شود که مورد حمله قرار گیرد . استفاده از مصالح دانه ای آهکی در هر جایی که مشخص شده است باید در نظر گرفته خمیر شود .

اسیدهای اصلی ، گازها ، نمک ها و دیگر مواد که در اینجا ذکر نشدند ، همچنین می توانند باعث تجزیه ی بتون شوند . اسیدها و یگر مواد شیمیایی که به طور زیاد حجمی از ذرات سیمان پرتلند را مورد حمله قرار می دهند . باید از برخورد با بتون توسط پوشش های محافظ جلوگیری شوند .

مقاومت گرمایی و خاصیت های دمایی
مقاوت گرمایی و خصوصیت های دمایی بتون از جمله قابلیت رسانایی ، ضریب پخش و ضریب انبساط دمائی تا حدودی بستگی به ذرات معدنی موجود در مصالح دارد . بعد از مصالح ساخته شده و نیز بعضی از مصالحی که به طور طبیعی ایجاد می شوند و مصالح سبک وزن ) نسبت به مصالح دیگر با وزن نرمال و طبیعی مقاومت گرمایی هستد و این امر به دلیل خاصیت های عایقی و ثبات حرارتی بالا است . بتون شامل مصالح راند درشت آهکی است که در معرض دما خیلی بهتر از یک بتون که شامل کوارتنز یا مصالح سیلیسی مثل گرانیت یا کوارتزیت می باشد ، عمل می کند .

در حدود 590 درجه سانتی گراد و 1060 درجه فارنهایت کوارتر در حدود 85% انبساط پیدا می کند که باعث انبساط در هم گسیخته می شود . ضریب انبساط دمایی مصالح رانه ای در دامنه ای بین 6-10 × 55/0 ر درجه سانتی گراد تا 6-10 × 5 درجه سانتی گراد می باشد . برای اطلاعات بیشتر به بخش 15 مورد دما که شامل تغییرات حجم است مراجعه شود و نیز برای قابلیت رسانایی حرارتی و دیگر بتونی به بخش 18 مراجعه شود .

مواد بالقوه مضر
مواد بالقوه مضری که در مصالح رانه ای موجود هستند ، عبارتند از : ناپاکی های بنیادی ، خاک رسی ، اکسید آهن ، زغال سنگ ، سیلیت ، زغال سنگ و دیگر مواد سبک وزن اصلی و مواد ریز نرم (جدول6-5) در مجموع سنگ ها و مواد معدنی مثل بعضی از سنگ های آتشزنه کوارتز تغییر شکل راه شرق و سنگ های آهکی رولومیتی مواد واکش دار قلیایی هستند .

گچ و سنگ گچ باعث ایجاد حمله ی سولفاتی می شوند . مصالح اصلی مثل بعضی از سنگ های رسی باعث ایجاد پوگرانی می شوند که این کار با جذب آب و آماس کردن یا توسط یخ زدگی آب جذب شود صورت می پذیرد . بیشترین مشخصه ها تعدادی از این مواد را محدود می کنند . تاریخ عملکرد مصالح دانه ای می تواند یک عامل تعیین کننده در ایجاد محدودیت برای مواد مضر باشد . روشهای نمایان ساختن مواد مضر از لحاظ کیفی و کمی در جدول 6-5 لیست شده است .

مصالح دانه ای به طور نهانی مضر هستند و این در زمانی ممکن است که آنها شامل ترکیبی شناخته باشند که به طور شیمیایی با بتون سیمان پورتلند واکنش دهد و هر کدام از این مواد تولید شود : 1) تغییرات قابل توجهی از حجم خمیر ، مصالح دانه ای و یا هر دوی آنها 2 تداخل با آب دهی نرمال سیمان 3 و دیگر فرآورده های فرعی مضر .
ناپاکی های بنیادی ممکن است سخت شدن بتون را به تاخیر بیاندازند و یا اینکه استحکام را کاهش دهند و یا در موارد غیرعادی باعث زوال و از دست رفتن بتون شوند . ناپاکی های بنیادی مثل خاک تورب دارد ، مواد آلی موجود در خاک (هوموس یا اینکه خاک لومی بنیادی خیلی زیان آور نیستند ولی باید با آنها مقابله کرد . )

مواردی بارانه بندی بیشتر از 75 میکرومتر و مخصوصا سیلیت و خاک رس می توانند پوششی را بر روی ذرات مصالح دانه ای شکل دهند . حتی لایه های نازک سیلیت و خاک رس بر روی ذرات شن می تواند مضر باشد ، چرا که پیوند بین خمیر سیمان و مصالح دانه ای را ضعیف می ک ند . اگر انواع اصلی سلیت و خاک رس به میزان فراوان موجود باشد . آب به طور قابل توجهی افزایش می یابد .
جدول 7-5 بعضی از مواد معدنی واکنشی ، سنگ ها و مواد مصنوعی
مواد واکنشی کربنات قلیایی مواد واکنشی قلیایی سیلیس مواد
وتومیت آهکی
سنگ آهک دولومیتی
رولومیت رانه نرم (بافت نرم ) اپال
سنگ رسی شیری رنگ
سنگ کوارتز
Phylites
Quartzorn
سنگ آتشزنه
ریولیت
آردوال
سنگ رسی سیلیس دار
کوارتز تغییر شکل دارو و دیگر انواع کوارتز
سیلیس مصنوعی و طبیعی شیشه اگوزیت
Argillitcs
سیلس های اصلی
سنگ آهک و دولومیت

سنگ رکانی

شیشه ای

سنگ آتشفشانی
سنگ گرانیتی
دگرگون شده
جدول 6-5 مواد مضر در مصالح دانه ای

تاثیر بر روی بتون مواد
منجر به سخت شون و از بین رفتن بتون می شود . ناخالصی های نهادی
پیوندها را تحت تاثیر قرار می دهد و باعث افزایش آب می شود . موادی بارانه بندی بیشتر از 75 میکرومتر
ماندگاری را تحت تاثیر قرار می دهد که باعث ایجاد رنگ زدگی و پف کروگی می شود . زغال سنگ و یا دیگر مواد سبک وزن

ماندگاری را تحت تاثیر قرار می دهند . مواد نرم
کارایی و ماندگای را تحت تاثیر قرار می د هند و موجب ایجاد پف کراگی می شوند. توهای خاک رس و ذرات شکنند .

ماندگاری را تحت تاثیر قرار می دهد و باعث ایجاد پف کراگی می شود . سنگ چخماق با چگالی کمتر از 2.40
باعث انبساط غیرعادی وترک های نقشه دارد و پف کروگی می شود . مصالح دانه ای واکنش پر قلیایی
تمایلی برای مصالح رانه ای به منظور پایین افتاد دامون از وارس سایس در مابین بتون شمار وجود دارد ، این امر در از ASTMC 1134 استفاده می کند ، ترکیب آب و به دنبال آن با هوا را تغییر می دهد و شروط لازمه را نیز کاهش می دهد . زغال سنگ و دیگر مواد با چگالی پائین مثل چوب یا

مواد الیافی در مقادیر زیاد ماندگاری بتون را تحت تاثیر قرار می دهند . اگر این ناخالصی ها در نزدیک سطح بتون رخ دهد ، تچزیه خواهند شد یا اینکه می ترکند و یا باعث ایجاد کله می شوند و سنگ آتشزنه بالقوه مضر در مصالح درشت رانه می تواند توسط ASTMC 123(AASHTOT113) شناسایی شود .

مواد نرم موجود در مصالح رانه شدت ناخوشایند هستند چرا که باعث پف کردگی می شوند و ماندگاری و مقاوت سایشی بتون را تحت تاثیر قرار م ید هند . اگر این مواد شکننده باشند ، در هنگام مخلوط شدن خواهند شکست و از این طریق مقدار آب مورد نیاز افزایش پیدا خواهد کرد . در جایی که مقاومت سایشی مورد انتقاد قرار گیرد ، (مورد بحث باشد ) مثل کف های اتاق با مقاومت زیاد ، آزمایش نمایانگر این خواهد بود که بررسی های بیشتر و دیگر منابع مصالح دانه ای این کار را تضمین خواهد کرد .
خاک رس موجود در بتن مقداری از آب را جذب می کند و در بتون سخت شما باعث ایجاد پف کردگی (برآمدگی) می شود و ماندگاری و مقاومت سایشی را تحت تاثیر قرار م یدهد . آنها همچنین می توانند در هنگام ترکیب از هم جدا شوند و بدین وسیله باعث افزایش آب شوند .
مصالح دانه ای اغلب شامل ذرات آهن و سولفید آهن می باشند که وجود اینها منجر به ایجاد لکه بر روی سطح بتون می شود مصالح دانه ای ممکن است با لکه های ASTMC 330 در زمانی که طبق ASTMC641 آزمایش شود ، مواجه شوند . و سطح توهای انباشته و ذخیره های مصالح رانه ای نباید آثاری از لکه ها را نشان دهد .
به عنوان آخرین در شناسایی ذرات لکه دارد ، مصالح رانه ای را می توان در آهک آبدار غوطه ور ساخت . اگر ذرات لکه دار نمایان شدند ، در طی 5تا10 دقیقه رسوب ژلاتینی سبز-آبی شکل خواهد گرفت که رنگ آن خیلی زود و زمانی که در معرض نور و هوا قرار بگیرد بی رنگ قهوه ای

تبدیل خواهد شد . این واکنش در طی 30 د قیقه کامل می شود . اگر در زمانی که مصالح رانه ای بر روی بتونهای آهکی قرار گرفتند ، هیچ رسوب ژلاتینی قهوه ای رنگی شکل نگیرد ، احتمال خیلی کمی وجود خواهد داشتکه واکنشی درون بتون انجام پذیرد . این آزمایشات زمانی موردنیاز هستند که مصالح ساختمانی بدون هیچ گزارشی از موفقیت قبلی در بتونها بی کار روند .

واکنش پذیری مصالح دانه ای قلیایی
مصالح رانه ای شامل ذرات اصلی می توانند با هیدروکسید قلیایی واکنش دهند . این واکنش پذیری مضر است ، چرا که باعث انبساط بیش از حد می شود ، این واکنش پذیری مصالح قلیایی (AAR) دو نوع است : یک نوع آن واکنش پذیری سیلیس قلیایی (ASR) و نوع دیگر آن واکنش پذیری کربنات قلیایی (ACR) است . (ASR) از اهمیت بیشتری نسبت به ACR برخوردار است چراکه پیدایش مصالح دانه ای که شامل مواد معدنی سیلیس دارد واکنش پذیر هستند بیشتر رایج است . مصالح واکنش پذیر کربنات قلیایی دارای ترکیب خاصی هستند که خیلی رایج نیست . واکنش پذیری سیلیس قلیایی به عنوان منشا فشار درونی از زمان 1930 دانسته شده است . حتی اگرچه مصالح رانه ای واکنش پذیر در آمریکای شمالی وجود دارند ، فشار درونی ASR در بتون های ساختمانی خیلی معمول و رایج نیستند که دلایل آن عبارتند از :
- بیتر مصالح دانه ای در بتون سیمان آبی با ثبات هستند .

- مصالح دانه ای با کارایی بالا در خیلی از مناطق ممنوع
- بیشتر بتونهای بی کار گرفته شده بی اندازه ی کافی برای مانع شدن از ASR خشک هستد .
- استفاده از پرولانهای اصلی و خاکستر می تواند ASR را کنترل کند .
- در بیشتر ماشینهای بتون ساز ، حجم قلیایی بتون خیلی پائین تر از حدی است که بتواند ضرر ASR را کنترل کند .

- بعضی از انواع ASR باعث انبساط زیان آور نمی شوند .
به منظور کاهش ASR ، باید مکانیزم ASR را درک کنیم و به طور کامل برای شناسایی مصالح دانه ای واکنش پذیر آزمایش انجام د هیمو اگر نیاز بوده پتانسیل را برای انبساط و ترک های مرتبط به آن کم کنیم .

واکنش سیلیس قلیایی
نشانه های ASR منبسط : نشان دهنده های مخصوص ASR می تواند یکی از موارد زیر باشد :
شبکه ای از ترک ها ، اتصالهای بسته ، جابه جایی مرتبط بخش های مختلف یک ساختار ، و یا پراکنده شدن قطعه های سطح بتون ، بی دلیل اینکه از بین رفتن ASR آهسته صورت می گیرد ، خطر بی بار آمدن فاجعه نیز پائین است . در هر صورت ASR می تواند باعث تشدید دیگر مکانیزم های خرابی و تباهی شود . همانندآنهایی که در سرما ، مایع ضدیخ و در معرض سولفات قرار گرفتن اتفاق می افتند .

مکانیزم ASR
واکنش سیلیس قلیایی باعث ایجاد ژل می شود که این ژل متورم می شود ، همانطور که آب را از خمیر سیمان احاطه شما به خود جذب می کند . واکنش محصولات ASR دارای پیوستگی زیادی برای رطوبت هستند . در جذب آب این ژل ها می توانند باعث ایجاد فشار ، انبساط ، و ترک خوردگی مصالح و خمیر احاطه شده آن شوند . این واکنش دارای دو مرحله است :
1- هیدروکسیدقلیا + ژل سیلیسی واکنش پذیر  محول واکنش پذیر (ژل سیلیسی قلیایی)
2- محصول واکنش پذیر زل + رطوبت  انبساط
میزان ژل شکل گرفته در بتون بستگی به میزان و نوع هیدروکسید سیلیس دارد . حضور ژل همیشه با حضور فشار درونی همزمان نیست و بنابراین حضور ژل لزوما ASR مخرب را نمایان می سازد .

فاکتورهایی که ASR را تحت تاثیر قرار می دهند .
بی م نظور اتفاق افتادن واکنش سلیس قلیایی ، سه شرط زیر لازم است :
1) انواع واکنشی سیلیس در مصالح رانه ای
2) محلول قلیایی بالا و با خاصیت
3) رطوبت لازم
اگر هر کدام از این 3 شرط و جود نداشته باشد ASR صورت می گیرد .

روش های شناسایی فشار درونیASR
شناسایی بین واکنش پذیری و ضررهای حاصل از این واکنش از اهمیت برخوردار است . ر تشخیص بتون تباه شده (خراب شده ) اینطور بنظرمی آیدکه محصول ژل قابل شناسایی خواهد بود ، اما در بعضی موارد مقدار قابل توجهی از ژل بدون آسیب رساندن به بتون شکل می گیرد . با اشاره به اینکه ASR دلیل ضرر است ، حضور زیان بار ژل ASR باید مورد بررسی قرار گیرد . مجموعه ای از واکنش های گسترده می توانند به عنوان ذرات مصالح دانسته شوند که واکنش پذیر هستند و در نهایت با ژل جایگزین می شوند . ژل می تواند در سوراخ های قرار بگیرد و یا نیز در حلقه ی احاطه شده ذره ای از مصالح و در لبه های آن وجود داشته باشد . شبکه از سوراخ های درونی که ذرات واکنشی مصالح را با هم مرتبط می سازد ، تقریبا د لیل اصلی مسئول بودن ASR برای سوراخ شدگی است . آزمایشهای سنگ نگاری (ASTM C 856) بهترین روش برای شناسایی ژل ASR در بتون می باشد . سنگ نگاری در زمانی که برای مطالعه ی یک بتون واکنشی شناخته شود مورد مطالعه قرار گیرد ، می تواند حضور محصولات واکنشی را تایید کند و ASR را به عنوان دلیل اصلی زوال و تباهی بداند .

کنترل ASR در بتون های جدید

مهمترین روش برای جلوگیری از ASR به کار بردن پیشگیری های مناسب قبل از شکل گیری بتون است . مشخصه های استاندارد بتون به اصطلاحاتی برای برخورد با ASR نیاز دارند .
این تغییر شکل ها باید به دقت سازمان دهی شوند تا از محدود کردن حق انتخاب تولید کنشهای بتون جلوگیری شود ، که این امر اجازه ی تجزیه و تحلیل دقیق مواد دارای خواص سیمانی و مصالح ساختمانی و نیز انتخاب روش کنترلی که اثر بخش را بهینه سازد و انتخاب اقتصادی مواد را خواهد

داد . اگر مصالح با کمک آزمایشات واکنش پذیر نشوند . هیچ ملزومات خاصی مورد نیاز نخواهد بود .