تخریب بتن با مواد شیمیایی
امروزه بیشتر سازه های بتنی، آرمه هستند. از لحاظ نظری، میلگرد های فولادی به علت پتانسیل مثبت در بتن خورده نمی شوند. البته این تا زمانی است که پوشش بتن از بین نرود. تخریب بتن با مواد شیمیایی یا اسید که اغلب به صورت باران های اسیدی نیز می باشد
علل اصلی تخریب بتن
پتانسیل الکترود میلگرد های فولادی ( بتن) تقریبأ V 0.1+ است و مربوط به الکترود هیدروژن نرمال بتن در PH تقریبأ 11.6 است. با این حال، در حقیقت خوردگی میلگرد های بتن مسلح برای مهندسان طراح بسیار مهم است زیرا تخریب و از بین رفتن و ترک خوردن بتن به علت های زیر است؛
- علت های فیزیکی
- حمله مواد شیمیایی
- فعالیت های باکتری ها
علل فیزیکی تخریب تدریجی بتن
در صورت که بتن نفوذپذیر باشد، تخریب بتن به شدت تسریع می شود. این مشخصات ناشی از استفاده از شن با اندازه نامناسب، سیمان، ماسه و شن و روش های ضعیف بتن ریزی است. در صورتی که بتن بد ساخته شود- یعنی ترک داشته باشد و ضخامت بتن روی میلگرد ها کم باشد و گروه های انبساط بد ساخته شوند و آب بدهند – از بین می رود. آخرین علت فیزیکی فرسایش ناشی از حمل و نقل ماشینهای سنگین، جارویی و سایش ناشی از شن و ماسه و یا سرعت زیاد جریان آب {بیشتر از 15 ft/s (4.6)} است.
حمله مواد شیمیایی
دی اکسید کربن، اسید های قوی، آمونیاک، سولفات و مواد شیمیایی قلیایی، همگی موجب تخریب بتن می شوند. از بین اینها دی اکسید کربن کمترین اثر را دارد، زیرا سیمان مقدار زیادی آهک دارد و دی اکسید کربن را به کربنات کلسیم تبدیل می کند. ولی اگر سطح بتن به طور پیوسته در معرض آب با co2 بیش از 15 mg/L قرار گیرد، سطح آن شروع به خورده شدن می کند. در نزدیک شهر های بزرگ خوردگی بتن در نتیجه گاز های خروجی کارخانه ها و خودرو ها، مشکلی جدی محسوب می شود.
اسید های قوی مثل اسید سولفوریک، هیدرو کلرویک، نیتریک و فسفریک و اسید های آلی بتن را به شدت تخریب می کنند. تنها روش موثر برای حفاظت بتن از واکنش با این اسید ها استفاده از پوشش های با جنس مناسب از موادی مانند غشایی پلاستیکی، لاستیک یا رنگ آمیزی است.
آمونیاک در بتن با جایگزین کردن کلسیم (بتن) با آمونیاک سبب تخریب آن می شود. از دست دادن کلسیم بتن موجب تخریب سریع بتن می شود. در سال های اخیر بسیاری از تصفیه خانه های آب شروع به استفاده از آمونیاک (به اضافه کلر) در فرآیند آب کرده اند. اسید هیدروکلریکی که از آمونیاک و کلر تولید می شود قادر به تخریب بتن است و باید آب نرم و از نشر قلیایی ضعیف باشد. گرچه دوز آن به اندازه کم است که به جز در نقطه تغذیه آمونیاک، در بقیه نقاط سبب تخریب سریع بتن نمی شود.
برخی از مناطق خاص از منابع آبی استفاده می کنند که مقدار سولفات آنها خیلی زیاد است.
از آنجا که سولفات ها قادر به واکنش با آلومیت ها _ ذرات سیمان _ هستند و سبب متورم شدن بتن به مقدار 2 تا 2.5 برابر حجم اولیه می شوند، علت اصلی تخریب بتن در سازه های تصفیه خانه آب محسوب می شوند. تعداد زیادی از تصفیه خانه های آب، به ویژه آنهایی که در مناطق که مقدار سولفات زیاد است قرار گرفته اند، در سطح بتن تخریب زیادی را موجب می شوند و این مسئله در مورد آب های جاری و با سرعت زیاد ملموس تر است. بنابراین به مهندسان سفارش اکید می شود که در موقع طراحی این نقاط از بتن های غلیظ و مقاوم با سیمان تیپ 5 (مقدار سولفات بیش از 100mg/L) استفاده کنند.
بتن تسلط مواد شیمیایی قلیایی قوی مثل سود سوز آور، هیدروکسید پتاسیم و آهک پرمایه نیز تخریب و خورده می شود. زیرا اکسید های آلومینیوم سیمان، وقتی در تماس با آب با PH زیاد قرار می گیرند، حل می شوند مواد شیمیایی قلیایی با مولکول های سدیم در ساختار مولکولی واکنش می دهند. در نتیجه مهندسان توصیه می شود که از سیمان با غلظت آلومینیوم کم (تیپ 3 یا تیپ 4) استفاده کنند یا سطح بتن را با پوشش مناسبی از رنگ بپوشانند. در صورتی که بخواهیم از سیمان خاص و از غشای PVC استفاده کنیم PH باید بیشتر از 12 باشد.
فعالیت باکتری ها
علت سوم خوردگی بتن عمل و فعالیت باکتری هاست. برای مثال می توان خوردگی تاج لوله بتن فاضلاب را نام برد و در این شرایط بتن توسط اسید سولفوریک که توسط باکتری های بی هوازی تشکیل می گردد، خورده می شود و سولفات حمل شده را مصرف می کند.
دیدگاهها