تاثیر آب در بتن

تاثیر آب در بتن دارای اهمیت چشم گیری است. در صنعت ساخت بتن، علاوه بر حیاتی بودن مقاومت بتن، میزان دوام و بقای بتن در طی زمان نیز، اهمیت بسیاری دارد. از طرفی دوام بتن با عدم خوردگی بتن نسبت مستقیم دارد. هزینه‌های تعمیر و نگهداری بتن، در برابر خوردگی در برخی کشورهای پیشرفته از جمله آمریکا، کانادا، ژاپن و… بسیار بالاست. این‌که سازه‌های بتنی در زمانی کوتاه، پس از ساخت، دچار خرابی و خوردگی می‌شوند، هزینه‌های جبران ناپذیری را بر سازنده بنا تحمیل می‌کند. این مشکل در کشورهای حاشیه خلیج فارس، به دلیل بالا بودن رطوبت بسیار محسوس است . در واقع به یک بحران، تبدیل شده است. آن‌چه که می‌تواند باعث خوردگی بتن شود، میزان جذب آب بتن و به تبعیت از آن، میزان نفوذ یون کلر است. آزمون‌های مختلفی جهت ارزیابی جذب آب بتن، وجود دارد که در این مقاله سعی می‌کنیم به آن‌ها اشاره کنیم:

از گذشته تا کنون همواره شنیده‌ایم که، آب مایه حیات است. این مطلب در بتن نیز صحت دارد. از سوی دیگر، نظر کارشناسان حوزه بتن، در میزان آب مصرفی بتن، اهمیت بسیار دارد. ضمن این‌که، پس از ساخت، آن‌چه که منجر به ایجاد خسارت و آسیب‌دیدگی بنا می‌شود، آب است. آب علاوه بر این‌که عامل ایجاد بتن است، باعث تخریب و کاهش کیفیت اجسام متخلخل است. به خاصیتی که اجازه‌ی عبور آب یا بخار، از درون بتن می‌دهد، نفوذپذیری گویند. نفوذ آب به درون جسم متخلخل، هم به صورت مایع و هم بخار، از طریق لوله‌های مویینه رخ می‌دهد، که به این عمل جذب گویند. این امکان وجود دارد که، این عمل، تحت فشار یا در اثر ترکیب فشار و جذب مویینگی رخ دهد.

جذب آب بتن چگونه رخ می‌دهد؟

همان‌طور که در بالا ذکر شد، نقش آب در بتن به عنوان عنصر لازم برای واکنش هیدراتاسیون سیمان و ماده‌ی  فوق روان‌ کننده بتن بسیار حائز اهمیت است. با توجه به محیطی که بتن در آن قرار گرفته و ضخامت قطعه بتنی که تحت نظر گرفته‌ایم، کم کم آب قابل بخار شدن در بتن (تمام آب لوله‌های مویینه و قسمتی از آب جذب شده) از بین می‌رود . منافذ بتن تهی یا اشباع نشده باقی می‌مانند. آب روان است و قابلیت جابه‌جایی دارد، همچنین یخ می‌زند و قابل تبخیر نیز هست. اگر در محیط منافذ آن دوباره اشباع نشوند، در مقابل حوادث حاصل از آب، به راحتی آسیب می‌بینند. این حالت به هدایت هیدرولیکی یا ضریب نفوذپذیری بستگی دارد. اغلب بتن‌ها قدرت جذب و نفوذپذیری مخصوص به خود دارند.

روش محاسبه جذب آب بتن

ضریب نفوذپذیری بتن‌های کم‌نفوذ، با مقاومت زیاد و تخلخل کم، با برقراری فشار آب بر بالای نمونه در مدتی معین انجام می‌شود. در این روش، مقدار آب نفوذی از سطح به داخل آزمون بتنی اندازه‌گیری و با فرمول والنتا محاسبه می‌شود:

در این رابطه e عمق نفوذ آب از سطح به داخل بتن، v تخلخل حجمی بتن،h فشار آب اعمالی از سطح ،t زمان نهایی و k ضریب نفوذپذیری است. برای جریان پایا، ضریب نفوذپذیری از معادله دارسی به دست می‌آید:

که در آن آهنگ جریان مایع، لزجت یا روندگی مایع،ΔH گرادیان فشار،A مساحت سطح و L ضخامت جسم است. ضریب نفوذپذیری بتن در برابر نفوذ گازها و بخار آب نسبت به نفوذ آب مایع، کمتر است. بنابراین، در آزمایش تعیین نفوذپذیری، از آب بدون هوای محلول استفاده می‌شود. نفوذپذیری در برابر آب، به صورت ضریب نفوذپذیری، از طریق رابطه دارسی محاسبه می‌شود.

انواع آزمایش جذب آب بتن

در ادامه چند آزمایش مهم، برای محاسبه جذب آب بتن را، می‌توان نام برد. لازم به ذکر است که، هر یک از آزمایش‌های زیر در مواقعی مورد استفاده قرار می‌گیرد که، شرایط آزمایش با واقعیت تا حدی شباهت داشته باشد، از طرفی هر آزمایش ویژگی خاصی از بتن را به نمایش می‌گذارند. این آزمایشات عبارت هستند از:

• جذب آب کوتاه مدت، نیم یا یک ساعته (Early Water Absorption)
• جذب آب نهایی (بلند مدت) 2 روزه یا بیشتر در شرایط عادی یا جوشانده شده (Final Water Absorption)
• جذب آب سطحی اولیه ISAT (Initial Surface Water Absorption Test
• جذب آب مویینه ( Capillary Water Absorption و Water Sorptivity)

آزمایش جذب آب بتن کوتاه مدت

در آزمایش جذب آب بتن در کوتاه مدت BS 1881 در گذشته آزمون مکعب خشک شده بتن، 100 میلی لیتری در آب غرق می‌شد و پس از یک ساعت درصد وزنی آب جذب شده حاصل می‌شد، که گزارش می‌شد. در BS 1881 part 122 اغلب این آزمایش، پس از مغزه‌گیری به قطر 75 میلی‌متر، روی قطعات بتنی پیش‌ساخته انجام می‌شود. ضمن این‌که، نمونه دارای طول معینی باشد و نمونه پس از خشک شدن کامل، غرق‌آب می‌شود و درصد جذب آب نیم‌ساعته به‌دست می‌آید. نتیجه این آزمایش کیفیت سطحی بتن است. برای مثال سقف جذب آب نیم ساعته یک جدول، 2 درصد است. در آزمایش جذب آب کوتاه مدت، توجه به شکل و اندازه نمونه و هم‌چنین نسبت سطح به حجم اهمیت زیادی دارد.

آزمایش جذب آب نهایی

اگر آزمایش جذب آب بتن کوتاه مدت قدیم و جدید BS 1881 را تا رسیدن به وزنی ثابت ادامه دهیم، می‌توان جذب آب نهایی را به‌دست آورد. هم‌چنین با جوشاندن آن، به جذب آب نهایی بیشتر دست یافت. اما در این استاندارد چنین کاری پیش‌بینی نشده است. اما در ASTM C642 علاوه بر مقدار جذب آب نهایی، چگالی و تخلخل نیز حاصل می‌شود.  در این استاندارد نوع شکل و اندازه نمونه اهمیتی ندارد . حداقل میزان جرم و حجم در نظر گرفته شده . از آزمایش جذب آب نهایی، برای قطعات پیش‌ساخته استفاده می‌شود. برای مثال در جداول بتنی پیش ساخته ، حداکثر جذب آب نهایی 6 درصد است.

آزمایش جذب آب سطحی اولیه

آزمایش جذب آب بتن سطحی اولیه در BS1881 part5 پیش‌بینی شده . در آزمایش جذب آب سطحی بتن، مقدار جذب آب روی سطح افقی بتن، در بازه‌های زمانی گوناگون بر حسب گرم یا میلی‌متر بر واحد سطح m2 مدنظر است. این در حالی است که ارتفاع اندک آب، فشاری بر روی سطح وارد نمی‌کند، این ارتفاع حداکثر 200 میلی‌متر است.

آزمایش جذب آب مویینه

در آزمایش جذب آب بتن مویینه، سه چیز دارای اهمیت است.

1. ارتفاع نم مویینه
2. آهنگ جذب آب مویینه و
3. مقدار آب جذب شده در واحد سطح

دستور آزمایش RILEM CPC 11.2 از دستورهای قدیمی و بسیار موثر است. دستور استاندارد جدید ASTMC1585 با شرایط و شکل آزمونه دقیق ارائه شده است. این آزمایش با قرص بتنی، به قطر 100میلی‌متر و ارتفاع 50 میلی‌متر که بخش زیرین آن 1 تا 3 میلی‌متر در آب قرار گرفته شده است، انجام می‌گیرد. ضمن این‌که در حین آزمایش کنترل رطوبت محیطی الزامی است. در نهایت، آهنگ جذب آب بتن مویینه، در دوره‌های مختلف حاصل می‌شود. این آزمایش در کشور ما، کاربردی نیست.

محدوده پذیرش جذب آب مویینه بتن با دوام در آزمایش‌های حاصل از دستور RILEM

کلام آخر

در ابتدای این مقاله، با توضیحاتی در رابطه با تاثیر نفوذ آب در بتن، شروع و سپس شرایط آزمایش جذب آب بتن و انواع آزمایش جذب آب بتن را معرفی کردیم. هم‌چنین در ادامه با توضیحاتی چند درباره هر یک از روش‌های جذب آب بتن، مقاله را به پایان رساندیمدر صورت نیاز به مشاوره و راهنمایی، از طریق راه‌های ارتباطی موجود در سایت، با کارشناسان شرکت دز شیمی سازه تماس حاصل نمایید.

دژ شیمی سازه با تولید انواع افزودنی های بتن رسالت خود میداند که محصولات خود را با کیفیت بالا در اختیار همراهان قرار دهد.

ما را در اینستاگرام دنبال کنید .