فرسایش بتن و اجزای به کار رفته در ساختار آن بر اثر عوامل مختلف، از مشکلاتی است که کمتر ساخت و سازی با آن سر و کله نزده باشد. درست است که پرکاربردتر از مخلوط بتن در شهر سازی و راه سازی وجود ندارد، اما دلیل اصلی این که بتن ها هنوز در صنعت ساخت بی رقیب اند، موادی هستند که از تخریب بر اثر عوامل فرسایشی جلوگیری می کنند.
ملات سیمان بتن بر اثر عواملی نظیر عدم برخورداری از مقاومت در برابر شرایط دمایی و نفوذ عواملی شیمیایی، دچار از کار افتادگی خواهد شد و لازم است تخریب و سپس تعویض شوند. اما فرسودگی بتن ها تنها مربوط به مخلوط آن ها نمی شود. بتن های آرمه، بتن هایی دارای میلگردهای فولادی در داخل خود هستند و به طور کلی از بتن ریزی در بستر میلگرد بندی شده به وسیله اسپیسر پلاستیکی ایجاد می شوند.
علی رغم معجزه ای که از ترکیب این دو مصالح برتر ساخت و ساز حاصل می شود، محافظت بتن در برابر عوامل فرسایشی دشوارتر خواهد شد، چرا که این بار چیزی فراتر از ملات ماسه سنگ در میان است! اصلی ترین عامل زنگ زدگی و تخریب میل گردهای داخل بتن، نفوذ یون کلراید به داخل سنگ هاست. این یون اگر به میزان خاصی وارد بتن آرمه شود، باعث خوردگی میله های فولادی خواهد شد.
آزمایش RCPT برای چیست؟
این آزمایش با دارا بودن استاندارد ASTM C-1202، میزان پتانسیل نمونه بتن در نفوذ پذیری یون کلراید به ساختار آن را مورد بررسی قرار می دهد. در نتیجه می توان با انجام این تست، می توان مقاوم ترین بتن را نسبت به نفوذ این یون خطرناک به بستر آرماتورها در نظر گرفت.
در ادامه همین مطلب، قصد داریم تا ابتدا شما را با اهمیت بتن های آرمه آشنا سازیم و سپس به آزمایش آر سی پی تی به طور دقیق تر بپردازیم.
مزایای به کارگیری بتن و میلگرد
کاربرد میلگردها محدود به یک نوع ساخت و ساز نمی شود و تقریباً همه جا از آن استفاده می شود. میل های گرد فولادی از مهم ترین بخش های پایه ای و اسکلتی هر سازه شناخته می شوند و بدون آن ها برپایی هر بنایی تقریباً غیر ممکن است. بد نیست بدانید که قرارگیری و فاصله گذاری منظم و استاندارد میلگرهای یک سازه به وسیله اسپیسر یا اسپیسرهای بتن امکان پذیر است.
بتن ها شکننده و در برابر کشش غیر مقاوم اند. جالب است بدانید که نقاط ضعف سنگ های بتنی تنها با قرارگیری فولادهای میلگرد داخل آن ها به میزان زیادی رفع خواهد شد. بتن مسلح، مرکبی است که توانایی مقاومت در برابر بالاترین فشارها و نیروهای کششی را خواهد داشت.
دیگر موردی که می توان از مزایای بتن های مسلح دانست، عدم نیاز به ضخیم گیری بتن هاست. در واقع استحکام بالای میلگردها در جایگاه تکیه گاه، مهندسین را نسبت به قالب گیری بسیار قطور بتن ها در ساختمان پل ها بی نیاز می سازد. اما معجزه آسایی ترکیب این دو مصالح تنها به موارد بالا محدود نمی شود. اگر بخواهیم به موضوع علمی تر و اصولی تر نگاه کنیم، می توانیم به اجتماع خاصیت فیزیکی و مکانیکی آن ها در صورت همکاری مشترکشان اشاره کنیم.
چسبندگی بسیار بالایی که از سفت شدن بتن مسلح شده بین بتن و میلگرد ایجاد می شود، باعث می شود تا در صورت وارد شدن فشار باری زیاد به آن ها، همزمان و با یکدیگر تغییر شکل دهند. در آخر نیز می توانیم ضریب انبساط حرارتی به طور تقریبی یکسان آن ها را مثال بزنیم که باعث می شود تغییرات دمایی بالا بین بتن و میلگرد به هم چسبیده شده ایجاد تنش و لغزش ننماید.
نحوه انجام آزمایش RCPT بتن
حال که اهمیت بسیار زیاد سالم ماندن بتن آرمه به کار رفته در سازه ها را بهتر درک نمودید، به بخش اصلی مقاله که بررسی مهم ترین آزمایش تعیین مقاومت بتن در برابر فرسودگی حاصل از کلراید است، می رسیم.
انجام آزمایش به این گونه است که ابتدا دو سر نمونه استوانه ای شکل اشباع شده بتنی که در داخل محلول 3 درصد نمک طعام قرار داشته است را موازی با سطوح دو سر دستگاه آزمایش قرار داده و قرارگیری نمونه را محکم می نمایند. سپس با برقراری اختلاف پتانسیل 60 ولتی بین دو سر نمونه، مقدار جریان الکتریکی عبوری در مدت 6 ساعت را اندازه گیری می کنند.
طبقه بندی بتن ها براساس نفوذ پذیری نسبت به یون کلر را می توان به صورت زیر در نظر گرفت:
- بتن با نفوذ پذیری زیاد: بتن با سیمان بالای 6/0 و شار عبوری بزرگتر از 4000
- بتن با نفوذ پذیری متوسط: بتن با سیمان بین 5/0 و 4/0 و شار عبوری بین 4000 و 2000
- بتن با نفوذ پذیری کم: بتن کم نفوذ با شار عبوری بین 1000 و 100
- بتن با نفوذ پذیری خیلی کم: بتن با سیمان بالای 6/0 و شار عبوری بزرگتر از 4000
- بتن با نفوذ پذیری قابل صرف نظر: بتن نفوذ ناپذیر با شار عبوری کمتر از 100
آزمایش نفوذ کلراید، مخالف استانداردهای اروپا!
جالب است بدانید که این آزمایش در اروپا از محبوبیت مناسبی برخوردار نیست. چرا که به عقیده اروپائی ها، تفاوت غلظت نمک در دو طرف نمونه که ب عنوان پدیده DIFFUSION شناخته می شود، نه در شرایط غیر طبیعی و تسریع شده بلکه می بایست تحت شرایط عادی و نرمال انجام پذیرد که دیدگاهی بسیار منطقی است.
اشکالی که در آزمایش طبیعی نفوذ یون کلر وجود دارد، این است که ممکن است انجام این پدیده ماه ها و یا سال ها طول بکشد، مگر آن که بتن از نفوذ پذیری و تخلخل بالا برخوردار باشد.
جلوگیری از نفوذ کلر به داخل بتن
سؤالی که اکنون ذهن خیلی ها را به خود مشغول نموده، این است: «برای خورده نشدن میلگردهای داخل بتن بایستی چه اقدامی صورت گیرد؟».
فرآورده های حاوی میکروسیلیس، امروزه از بهترین مواد افزودنی معدنی به مخلوط بتن به حساب می آید. این افزودنی معدنی به طور عمده برای بهبود خواص بتن سخت شده به کار می رود. اگر نسبت مناسب آب به سیمان، مواد سیمانی با این افزودنی های معدنی در بتن همراه باشد، خواص بتن به طرز شگفت انگیزی به خصوص در برابر نفوذ کلر، افزایش پیدا خواهد کرد.