بررسی دوام بتن در مقابل چرخه های ذوب و انجماد

مقاومت بتن های مخصوص ساختمان سازی نسبت به عواملی همچون فشار وزنی، فشار کششی و چرخه های ذوب و انجماد صورت می گیرد. بتنی که قادر باشد حداقل مقاومت لازم نسبت به هر سه این عوامل فرسایشی را داشته باشد، ایده آل برای ساخت و ساز به حساب می آید.

شما برای اینکه مقاومت بتن خود را افزایش دهید به قالب بندی نیاز دارید. تجهیزات دیگری برای قالب بندی و مقاومت بتن مورد استفاده قرار می‌ گیرند که یکی از آنها اسپیسر می باشد. اسپیسر بتن در مدل ها و شکل‌های متنوعی تولید و طراحی می گردند که یکی از بهترین نمونه ‌های آنها اسپیسر پلاستیکی است

طبق تعریف آیین نامه بتن ایران، هوای سرد و ریسک پذیر برای بتن، در سه روز متوالی طبق شرایط زیر حاصل می گردد:

• متوسط دمای هوا در شبانه روز زیر 5 درجه سانتی گراد باشد.
• دمای هوا برای بیش از نصف شبانه روز، بالای 10 درجه ساننتی گراد نباشد.

یکی از راه های پیشگیری نسبت به یخ زدن مصالح بتنی، اطلاع از شرایط رخ دادن آن است. اگر سازندگان بدانند که شرایط دمایی این اتفاق ناگوار در صنعت ساختمان سازی به چه صورت است، قادر خواهند بود تا حداکثر اقدامات لازم برای جلوگیری را پیاده سازند.

بتن به چه علت یخ می زند؟

اگر بتن ها قرار است در نواحی سردسیر به کار برده شوند، باید تفاوتی نسبت به دیگر بتن ها در ساختار آن ها اعمال شود، چرا که در نواحی سردسیر، سیکل های ذوب و انجماد بسیار بالاست و این سنگ را دچار ترک و شکستگی می نماید.

جالب است بدانید تحقیقات نشان داده است که استفاده از الیـاف فلزی، می تواند از گسترش ترک های داخلی در بستر بتن جلوگیری کند.

سنجش مقاومت و دوام بتن در نواحی سردسیر

آزمایش ها، معیاری برای تعیین صلاحیت های انواع بتن در موقعیت های متفاوت به حساب می آیند که در انجام آن ها از وسایل استاندارد کمک گرفته می شود. در ادامه به دو آزمایش بسیار محبوب و اصولی به منظور تست دوام سنگ های بتنی در برابر چرخه ذوب و انجماد می پردازیم.

ابتدا به این نکته توجه داشته باشید که نتایج این آزمایش ها بستگی به اندازه نمونه دارند. برای مثال اگر گسیختگی به علت سنگدانه ناسالم در بتن باشد، خیلی سریع تر و شدیدتر از حالتی که خمیر سیمان اول گسیخته می شود، رخ خواهد داد.

همچنین در آزمایش های ASTM، سرد شدن نمونه تا 14 درجه سانتی گراد بر ساعت صورت می گیرد، در حالی که در حالت طبیعی، این روند به ندرت از 3 درجه سانتی گراد بر ساعت تجاوز می نماید.

آزمایش ذوب و انجماد

در تست مقاومت بتنی مورد نظر که قرار است در ادامه به آن بپردازیم، یخ زدن سریع اعمال می شود، با این تفاوت که در اولی یخ زدن و آب شدن در آب صورت می گیرد ولی در دیگری، یخ زدن در هوا و آب شدن در آب انجام می شود. با این حال هر دو روش در آئین نامه ASTM C666-77 توصیف شده اند.

آزمایش یخ و انجماد با قرار دادن نمونه ها در آب گرم در ابتدای چرخه ذوب آغاز می گردد. سپس نمونه ها در معرض حداقل 300 سیکل ذوب و انجماد قرار خواهند گرفت.

آزمــایش ذوب و انجمــاد بــر اســاس دو روش بــرای تعیــین مقاومــت نمونــه هــای بتنــی در برابــر ســیکل هــای ذوب و انجمــاد صورت می پذیرد، البته هر دو روش برای بررسی خواص بتن در سیکل ذوب و انجماد کاربرد دارند:

• ذوب و انجماد سریع در آب

در این روش، زمانی که نمونه در معرض سیکل های ذوب و انجماد قرار دارد، باید حداقل 1 و حداکثر 3 میلی متر پوشش آب داشته باشد. همچنین زمان لازم برای افزایش دمای نمونه از  25 درصد نباید کمتر باشد. در واقع دمای نمونه ها هیچ گاه نباید پایین تر از 19 درجه سانتی گراد و بالاتر از 6 درجه سانتی گراد شود.

• ذوب شدن در آب و یخ زدن در هوا

در روش بعدی، یخ زدن نمونه ها توسط هوا و ذوب شدن نمونه ها توسط آب انجام می پذیرد. در این روش، زمان لازم برای افزایش دمای نمونه از  20 درصد نباید کمتر باشد.

توجه داشته باشید دوره های ذوب و انجماد برای هر دو روش شامل پایین آوردن دمای نمونه ها از 4 درجه سانتی گراد به منفی 18 درجه سانتی گراد و بالا بردن آن از منفی 18 درجه سانتی گراد به 4 درجه سانتی گراد می باشد. این امر به صورت متناوب و در مدت زمانی که کمتر از 2 ساعت و بیشتر از 5 ساعت نباشد، انجام می پذیرد.

آزمایش مدول الاسیسیته

خسارت ناشی از یخ زدگی بر بتن را می توان از چند طریق بررسی نمود که یکی از متداول ترین این روش ها، اندازه گیری تغییرات مدول الاسیسیته دینامیکی نمونه می باشد.

نتایج آن نیز بدین صورت است که کاهش در این مدول پس از تعداد چرخه های یخ زدن و آب شدن، به معنای صدمه دیدن بتن می باشد. همچنین اثرات یخ زدگی را می توان از سنجش افت در مقاومت فشاری و یا خمشی و یا از مشاهدات بر روی تغییرات طول یا وزن نمونه بررسی نمود.

این نکته را نیز مد نظر داشته باشید که آزمایش بالا، برای بررسی خسارات یخ زدگی بر روی سطح نمونه کارایی دارد و نمی توان با آن صدمات داخلی بتن را بررسی نمود.