پایایی بتن چیست و چه کاربردی دارد؟

اگر با مصالح ساختمانی و صنعت ساختمانی ارتباطی داشته باشید، ممکن است گذرتان به بتن هم بخورد و اینجاست که این سوال پیش می آید که پایایی بتن چیست و چه کاربردی دارد. در یکم کلام می توان گفت پایایی بتن به معنای مقاومت بتن در مقابل عواملی مانند هوازدگی، سایش، تغییرات شیمیایی، فرسایش و سایر مواردی است که باعث تغییر و تخریب بتن می شود.

در این مقاله به بررسی موارد موثر در دوام بتن و آزمایش های سنجش آن می پردازیم.

بتن چیست و چه کاربردی دارد؟

دنیای مصالح ساختمانی بسیار گسترده است. یک سری از این مصالح را همه ما می شناسیم؛ مانند آجر نما اما برخی را هم ممکن است همه نشناسند. بتن یکی از مواد ساختمانی پر کاربرد است که به طور گسترده در صنعت ساختمان به کار می رود.

بتن از آب، سیمان پرتلند و سنگدانه که به معنای شن و ماسه است، تشکیل شده و هر روز با رشد و توسعه تکنولوژی مواد جدیدی به آن افزوده می شود تا خواص متفاوتی از آن به دست آید. نکته مهم این است که بدانید سیمان و بتن با هم متفاوت هستند.

همچنین جالب است بدانید که بتن دومین ماده پر کاربرد پس از آب است. بسیاری از افراد تصور می کنند آجر نسوز یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است؛ در حالی که چنین نیست و بتن این جایگاه را از آن خود کرده است است.

 این ماده حاصل ترکیب شدن سنگ دانه های ریز و درشت (شن و ماسه) با سیمان پرتلند و آب است. این ترکیب باعث به وجود آمدن ماده ای می شود که در نهایت منجر به ایجاد یک ماده محکم و سخت خواهد شد.

بتن انواع مختلفی دارد؛ مانند بتن مسلح، بتن ساده، بتن پیش تنیده، بتن سبک، بتن هوادار، بتن پیش ساخته، بتن پلیمری، بتن خود متراکم، بتن پاششی (شاتکریت) و …

بیشترین کاربرد بتن در موارد زیر است:

• کاهش مصرف انرژی
• بهبود ایمنی ساختمان
• ساخت سد و پل
• ساخت ساختار لوله کشی شهری و ساختمانی
• و …

? مطالعه بیشتر: بادبند در ساختمان چیست و چه تاثیری بر سازه دارد؟ ?

پایایی بتن چیست؟

توجه به این که پایایی بتن چیست و چگونه می توان آن را افزایش داد از مراحلی مانند انتخاب مصالح و خرید آجر دکوراتیو هم مهم تر است!

همان طور که گفتیم پایایی بتن به معنی مقاومت بتن در برابر عوامل محیطی مخرب است. با توجه به کاربرد گسترده بتن در انواع ساختمان، لازم است پایایی بتن افزایش پیدا کند تا از بروز خسارات جدی جلوگیری شده و عمر مفید ساختمان ها افزایش پیدا کند. همچنین پایایی بتن به شرایط محیطی بستگی دارد و متناسب با شرایط باید اقدامات لازم در جهت افزایش آن صورت گیرد.

بنابراین در هنگام بررسی ساختمان یا مصالح آن به جز توجه به مواردی مانند قیمت آجر باید به کیفیت بتن و مستحکم سازی آن نیز توجه کنید.

هرچه بتن سفت تر شود، کارایی و پایایی آن کاهش پیدا می کند؛ به همین دلیل باید به میزان روان بودن و کارایی بتن نیز توجه کنید.

مواردی مانند سرما، رطوبت، مواد شیمیایی، عوامل فیزیکی مانند فرسایش و … به طور مستقیم میزان روان بودن، پایایی و کارایی بتن را تحت تاثیر قرار می دهند. در ادامه به بررسی این عوامل می پردازیم.

? مطالعه بیشتر: نمای پارامتریک و هر آنچه باید از آن بدانید! ?

پایایی بتن به چه عواملی بستگی دارد؟

عوامل متعددی در کاهش یا افزایش پایایی بتن تاثیر دارد. این عوامل عبارت اند از:

• انجماد و ذوب شدن (یخبندان متناوب):

به طور کلی یخ زدن برای بتن خوب نیست و باعث کاهش پایایی آن خواهد شد. در مناطق سردسیر که مواد تشکیل دهنده بتن و خود بتن دائماً در معرض یخ زدگی قرار دارند، باید از مواد حباب ساز، ترکیب سنگدانه های مناسب و تنظیم صحیح نسبت آب و سیمان از یخ زدگی جلوگیری نمود.

• مواد شیمیایی خورنده:

گاهی ممکن است در محیطی که نیاز است بتن ریزی شود، مواد شیمیایی و خورنده ای وجود داشته باشد. این مواد می توانند اسید های ملایم یا قوی، املاح معدنی، ترکیبات حاوی کلرید، سولفات، کربنات و … باشند که یا در محیط هستند یا در ترکیبیات خاک زمین و سنگ ریزه های بتن وجود دارند. هرچه درصد این مواد بیشتر باشد پایایی بتن کمتر است.

• سایش و فرسایش فیزیکی:

بروز سایش یا فرسایش در سطوح بتنی اغلب می تواند مشکلات زیادی به وجود آورد و همان طور که مشخص است این مورد باعث کاهش میزان مقاومت بتن خواهد شد.

با توجه به این که دانه های شن و ماسه باعث سایش و فرسایش تدریجی سطوح می شوند، بهتر است از بتنی باکیفیت استفاده کرد که نسبت اختلاط به درستی در آن رعایت شده و سنگدانه های سختی دارد.

? مطالعه بیشتر: عیار بتن چیست و چه تاثیری بر سازه دارد؟ ?

• خوردگی آرماتور (میلگرد و فولاد):

گاهی اوقات میلگرد و آرماتورهایی که در بتن استفاده می شود تا یک سازه به اتمام برسد، باعث قلوه کن شدن و پکیدن بتن می شود. این مورد خود به سرما و گرمای هوا، استفاده از مواد مخصوص برای یخ زدایی، رطوبت و … بستگی دارد.

• مواد حباب ساز:

مواد حباب ساز یکی از موثرترین و پر استفاده ترین مواد برای افزایش پایایی و دوام بتن هستند که کاربردهای دیگری مانند افزایش نفوذ ناپذیری بتن، بهبود روانی بتن و ایجاد حالت ارتجاعی مورد نیاز در بتن نیز دارند.

رایج ترین حباب ساز ها چربی های طبیعی، شکر، اسید استتاریک، اسید اولئیک و … هستند که اغلب باعث دیرگیر شدن بتن می شوند.

• میزان آب:

نکته مهمی که در نسبت آب و سیمان در ترکیب بتن باید به آن توجه کرد این است که هر چه این نسبت بیشتر باشد، پس از تبخیر شدن آب اضافی حفره هایی در سیمان به وجود می آیند که بزرگ تر از میزان استاندارد و مورد نیاز است. این مسئله باعث افزایش نفوذ می شود و به معنای آن است که بتن باید بیشتر باشد.

• وجود سنگدانه های واکنش زا در ترکیبات سیمان:

اگر در ترکیب سنگدانه های موجود در بتن، کانی های واکنش زا وجود داشته باشند، در ترکیب با آب یا در مجاورت شرایط محیطی می توانند باعث کاهش چشمگیر دوام و طول عمر بتن شده و مقاومت نهایی آن را تحت تاثیر قرار دهند.

? مطالعه بیشتر: موارد تاثیر گذار بر عمر سوله ?

ارزیابی دوام و پایایی بتن

برای این که پایایی و دوام بتن سنجیده شود آزمایش های مختلفی وجود دارد که در این قسمت به بررسی ۵ مورد از مهم ترین آنها می پردازیم. پیش از این که به سراغ این آزمایش ها برویم باید بدانید که این آزمایش ها اغلب روی بتن سخت شده انجام می شود.

آزمایش انجماد و ذوب

آزمایش های ذوب و انجماد اغلب به دو شکل وجود دارند و اغلب بین ۲۸ الی ۹۰ روزگی بتن صورت می گیرد. :

• انجماد و ذوب بتن به صورت متناوب و مداوم در مجاورت آب نمک. این آزمایش ممکن است در مجاورت نمک یخ زدا نیز انجام شود. در طی این آزمایش میزان کاهش وزن بتن و پوسته شدن سطح آن بررسی می شود.
• انجماد و ذوب بتن به صورت متناوب و مداوم در صورتی که در حالت اشباع قرار داشته و کاهش وزن و مدول ارتجاعی کنترل می شود. علاوه بر این، میزان کاهش مقاومت و افزایش حجم بتن نیز تحت آزمایش قرار می گیرد.

? مطالعه بیشتر: قیرگونی بهتر است یا ایزوگام؟ هر آنچه باید قبل از عایق سازی بدانید! ?

آزمایش کربناسیون در بتن

این آزمایش نسبتا ساده بوده و در آن بتن کربناته می شود و عمق آن با استفاده از محلول فنول فتالئین بررسی می شود. مانند آزمایش قبلی این آزمایش هم روی بتن سخت انجام می شود و میزان نفوذ گاز کربن دی اکسید به بتن که به عبارتی نفوذ پذیری گاز CO2 در بتن نامیده می شود، مورد آزمایش قرار می گیرد.

تبلور نمک ها

در آزمایش تبلور نمک ها که اغلب مناسب مناطق گرم و خشک است، تخریب سطحی بتن بررسی می شود که معمولا علت آن وجود میزان زیادی املاح و کانی در ترکیبات بتن یا آب است.

آزمایش سایش

آزمایش سایش در بتن چند نوع مختلف انجام می شود که عبارت است از:

• سمباده چرخان
• ماسه پاشی
• بلبرینگ چرخان
• چرخ استوانه ای دندانه دار
• صفحه مدور سمباده ای چرخان

آزمایش جذب آب بتن

آزمایش جذب آب در چهار نوع نیم ساعته، دو روزه، سطحی اولیه و مویینه انجام می شود و هر یک ویژگی خاصی از بتن را بررسی می کند.