بررسی انواع خرابی در بتن (علل ها و روش های پیشگیری)
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
به هرگونه تغییر در خواص فیزیکی یا شیمیایی بتن که باعث کاهش مقاومت، دوام یا زیبایی شود، خرابی بتن می گویند. این خرابی می تواند ناشی از عوامل مختلفی از جمله عوامل شیمیایی، فیزیکی یا مکانیکی باشد.
بتن یک ماده کامپوزیتی است که از ترکیب سیمان، آب و سنگدانه ها تشکیل می شود. سیمان ماده ای چسبنده است که با آب واکنش داده و یک خمیر تشکیل می دهد. این خمیر سنگدانه ها را به هم متصل کرده و یک ماده جامد و سخت ایجاد می کند.
بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در جهان است که در ساخت انواع سازه ها مانند ساختمان، پل، سد، راه و… استفاده می شود. بنابراین هرگونه خرابی در ساختار آن، مشکلات زیادی به وجود می آورد. در ادامه به انواع خرابی بتن و علل هر کدام می پردازیم؛ پس با ما همراه باشید.
علت خرابی در بتن چیست؟
خرابی در بتن بی دلیل رخ نمی دهد، بلکه دلایل متعددی دارد که عبارتند از:
- بی کیفیت بودن مواد اولیه
- طرح اختلاط نامناسب
- ساختار غیراستاندارد بتن
- خرید بتن از مراکز غیرمعتبر
- آسیب در محیط های مرطوب و دریایی
- حرکت کردن بتن به دلیل ویژگی های فیزیکی آن
- نقص در ساختار بتن به علت خطاهای طراحی، اضافه بار غیرمنتظره و…
- خسارت های ناشی از آتش سوزی، زلزله، سیل و…
بنابراین می توان نتیجه گرفت که انتخاب سیمان مناسب برای بتن، نقش مهمی در دوام و پایداری آن دارد؛ زیرا اکر علت های گفته شده مربوط به سیمان بی کیفیت است.
با انواع خرابی های بتن آشنا شوید!
خرابی بتن بر اساس عوامل ایجاد کننده به دو نوع شیمیایی، فیزیکی (مکانیکی) دسته بندی می شود. هریک از این خرابی ها در اثر عوامل مختلفی ایجاد شده و تاثیرات متفاوتی دارند. اما معمولا علل فیزیکی و شیمیایی با هم رخ داده و باعث خرابی بتن می شوند. مثلا ترک خوردن بتن باعث افزایش نفوذپذیری آن می شود و نشتی مایعات اسیدی به داخل ترک ها، بتن را آسیب پذیر می کند.
خرابی های فیزیکی بتن (Physical Deterioration)
خرابی فیزیکی بتن در اثر عوامل فیزیکی مانند یخ زدن و آب شدن، سایش و فرسایش، خلاء زایی ایجاد می شوند. آب موجود در منافذ بتن می تواند در دمای زیر صفر درجه منجمد شود. یخ زدن آب حجم آن را افزایش داده و باعث ترک خوردن و خرد شدن بتن خواهد شد. علائم خرابی بتن ناشی از یخ زدن و آب شدن، شامل ترک خوردگی، پوسته پوسته و خرد شدن هستند.
اگر خمیرسیمان که مقاومت کمی در برابر ساییدگی دارد، دارای تخلل زیاد و مقاومت سایشی کم (در سنگدانه ها) باشد، قطعا منجر به خرابی بتن خواهد شد. بنابراین مقاومت سایشی بتن بر اساس قانون ACI، باید بیشتر از 28 مگاپاسکال باشد.
همچنین رعایت نسبت استاندارد آب به سیمان، دانه بندی سنگدانه ها، حداقل روانی تراکم مناسب و حداقل هوای محبوس شده متناسب با شرایط محیط به افزایش مقاومت بتن کمک زیادی می کند.
در شرایطی که فرسایش شدید وجود دارد، توصیه می کنیم از سنگدانه های سخت استفاده کنید و مقاومت فشاری 28 روزه بتن حداقل 41 مگاپاسکال باشد. بهترین راه حل برای مقابله با خرابی های ناشی از خلاءزایی، از بین بردن ناترازی سطح و تغییرات ناگهانی شیب است. در شرایطی که سرعت بیشتر از 12 متر در ثانیه است، جریان خطی باعث فرسایش شدید بتن می شود؛ که به آن خلاء زایی می گویند.
بر اساس آزمایش سلامت سیمان در استاندارد ASTM (C 150)، مقدار Mgo موجود در سیمان نباید بیشتر از 6% باشد. اگر از این مقدار بیشتر شود، انبساط و ترک خوردگی بتن را به همراه دارد.
خرابی های شیمیایی بتن (Chemical Deterioration)
خرابی های شیمیایی بتن ناشی از واکنش های شیمیایی بین مواد تشکیل دهنده بتن، مواد موجود در محیط اطراف آن یا هر دو است. برخی از رایج ترین انواع خرابی های شیمیایی بتن را در ادامه توضیح می دهیم.
سولفات ها موادی هستند که با سیمان واکنش داده و محصولاتی تولید می کنند که حجم خود را افزایش دهد. بنابراین تهاجم سولفات ها، باعث ترک خوردگی و خرد شدن بتن می شود.
کلریدها نیز می توانند با فولاد موجود در میلگردهای بتن واکنش داده و خوردگی ایجاد کنند. خوردگی میلگردها بر اثر تهاجم کلرید، باعث کاهش مقاومت بتن و نهایتاً فروپاشی آن می شود.
کربناتاسیون فرایندی است که در آن دی اکسید کربن موجود در هوا با سیمان واکنش داده و محصولاتی تولید می کند که خاصیت قلیایی بتن را کاهش می دهند. کاهش خاصیت قلیایی بتن می تواند باعث خوردگی میلگرد فولادی موجود در آن شود.
گاهی بین مواد قلیایی موجود در سیمان و برخی از مواد موجود در سنگدانه های بتن نوعی واکنش رخ می دهد. . این واکنش باعث ایجاد محصولاتی می شود که حجم خود را افزایش داده و باعث ترک خوردگی و خرد شدن بتن می شوند.
روش های ترمیم بتن کرمو
بتن کرمو به بتنی گفته می شود که در آن حفره های کوچک و بزرگ وجود دارد، و باعث کاهش مقاومت و زیبایی آن می شود. در حقیقت شکل شدیدی از خرابی بتن است. این حفره ها می توانند در اثر عوامل مختلفی مانند استفاده از مصالح نامناسب، ساخت نامناسب یا قرار گرفتن در معرض عوامل مخرب ایجاد شوند.
برای ترمیم بتن کرمو، باید ابتدا علت ایجاد آن را شناسایی کرد. سپس با استفاده از روش مناسب، حفره ها را پر کرد. روش های مختلفی برای ترمیم بتن کرمو وجود دارد که برخی ترمیم سطحی و بقیه عمیق هستند.
- این روش ساده ترین روش ترمیم بتن کرمو ماله زدن است. در این روش، ملات ترمیمی با استفاده از ماله بر روی سطح بتن کرمو کشیده می شود.
- شاتکریت روشی است که در آن ملات ترمیمی با استفاده از دستگاه شاتکریت بر روی سطح بتن کرمو پاشیده می شود. این روش برای ترمیم بتن کرمو در سطوح وسیع مناسب است.
- گروت ریزی روشی است که در آن ملات ترمیمی با استفاده از لوله به داخل حفره های بتن کرمو تزریق می شود. این روش برای ترمیم بتن کرمو در سطوح عمیق مناسب است.
انتخاب روش ترمیم بتن باید با توجه به عوامل مختلفی مانند عمق حفره ها، وسعت سطح آسیب دیده و شرایط محیطی انجام شود.
مراحل ترمیم خرابی بتن
ترمیم بتن کرمو، فرایندی است که در آن آسیب های وارد شده به بتن برطرف می شود تا مقاومت و عملکرد آن بهبود یابد. این فرایند شامل پنج مرحله می شود.
در مرحله اول باید نوع، شدت و علت خرابی بتن تعیین شود. در مرحله دوم سطح بتن از گرد و غبار، مواد اضافی و آلودگی ها پاک می شود. پس از آماده سای سطح، باید روش ترمیم مناسب با توجه به نوع و شدت خرابی، انتخاب شده و عملیات ترمیم را شروع کنند. در آخرین مرحله، سطح ترمیم شده بتن با استفاده از ملات مناسب پرداخته می شود.
مرحله اول: بررسی شرایط و تعیین علت های خرابی
در اولین گام از اصول کلی تعمیر بتن، ارزیابی شرایط آن انجام می شود. این ارزیابی شامل بررسی های مختلفی مانند بازرسی چشمی و حضوری، آنالیزهای مختلف، بررسی وضعیت بتن قبل و بعد از خرابی با استفاده از نقشه های موجود و انجام آزمایشات آزمایشگاهی از نمونه بتن خراب است.
هدف از این ارزیابی، تعیین علت خرابی بتن است. این کار به این دلیل مهم است که احتمالا بتن به دلایل مختلفی دچار خرابی شده باشد. پس از تعیین علت یا علل خرابی، نقشه ای برای تعمیر بتن ترسیم می شود تا بهترین روش را تعیین کنند.
مرحله دوم: انتخاب روش تعمیر و آماده سازی
در گام دوم متخصصین با توجه به علت خرابی بتن، روش تعمیر مناسب را انتخاب می کنند. در این مرحله، ممکن است متخصصین برای جلوگیری از خرابی مجدد بتن، تغییراتی در شرایط محیطی یا سازه ایجاد کنند. البته همیشه امکان ایجاد این تغییرات وجود ندارد. به عنوان مثال، نمی توان شرایط آب و هوایی را تغییر داد.
در هر صورت، متخصصین باید با درک کامل از بتن، عوامل مخرب را شناسایی و برای مقابله با آنها اقدام کنند. مواد تعمیری نیز با توجه به نوع خرابی انتخاب می شود. در نهایت، تعمیر بتن باید منجر به افزایش عمر مفید و استحکام سازه شود.
مرحله سوم: آماده سازی سطح تخریب شده در بتن
سطح بتن با استفاده از روش های مختلفی تعمیر می شود. این روش ها عبارتند از:
- بخار آب برای چربی زدایی
- مواد چسبنده مثل لاتکس یا دوغاب لاتکسی
- غرقاب کردن سطح بتن با آب در چند نوبت
- کاغذهای سمباده ای برای تعیین زبری بتن
- استفاده از مواد شیمیایی، دترجنت ها برای تمیز کردن موضعی سطح بتن
- اسیدشویی سطح بتن برای برداشتن لایه نازکی از آن
مرحله چهارم: تعیین مشخصات فنی تعمیر
در این مرحله، باید نقشه ای دقیق و کامل از محل و مشخصات تعمیر تهیه شود. این نقشه باید با توجه به اصول کلی تعمیر بتن تهیه شود و انعطاف پذیری کافی داشته باشد تا در صورت نیاز بتوان در حین اجرا تغییراتی در آن ایجاد کرد. نقشه باید اطلاعات مختلفی مانند حجم تعمیر، نوع مواد تعمیری، محل، میزان مواد به کار گرفته، قیمت تعمیر و… را شامل شود.
مرحله پنجم: زمانبندی اجرا
برای شروع عملیات، باید زمان دقیق آن تعیین شود. در این زمانبندی باید تعداد نفرات، نحوه آماده سازی، روش ترمیم، کاشت میلگرد و مراحل اجرای کار دقیقا تعیین شود.
مرحله ششم: کنترل کیفیت محل تعمیر
کنترل کیفیت باید در تمام مراحل تعمیر بتن انجام شود. این کنترل شامل انجام آزمایشات مختلف در طول مراحل اجرا، بازرسی و نظارت مکرر و مقایسه نتایج آزمایشات با استانداردهای مربوطه است. کنترل کیفیت به موقع باعث می شود تا هرگونه اشتباه یا خلل در اجرای تعمیرات شناسایی و اصلاح شود.
این امر برای ایمنی و افزایش استحکام سازه، و همچنین کاهش هزینه های تعمیر، ضروری است. اگر کنترل کیفیت پس از اتمام کار انجام شود، امکان بررسی دقیق و عمقی وجود نخواهد داشت. در نتیجه، ایرادات داخلی تعمیرات نادیده گرفته می شوند و ممکن است در آینده منجر به خرابی مجدد سازه شود.
در این مطلب به موضوع کرمو شدن یا خرابی بتن پرداختیم. ترمیم این نوع بتن ها، روش های مختلفی دارد که بر اساس شدت و نوع خرابی، باید انتخاب شود. به طور کلی ترمیم خرابی بتن، شامل 6 مرحله است که توضیح داده شد. هرچه که شدت خرابی بتن کمتر باشد، ترمیم آن سریع تر و کم هزینه تر است. بنابراین توصیه می کنیم از بازرسی های دوره ای غافل نشوید، تا خرابی را در همان مراحل ابتدایی تشخیص داده و با هزینه کمتر ترمیم کنید.