محافظت از بتن در برابر عوامل شیمیایی

بطور کلی می توان بتن را در شرایط و محیط های مختلف استفاده کرد. با این وجود برخی اوقات استفاده از بتن در محیط های صنعتی و در معرض عوامل مخرب شیمیایی، ممکن است تاثیرات نامطلوبی در این ماده ایجاد کند. در این مقاله قصد داریم تا به تاثیرات ناشی از عوامل مخرب به روی بتن و روش های مناسب برای پیشگیری از این آسیب ها بپردازیم. مهم ترین نکته برای بکارگیری بتن در محیط های حاوی عوامل مخرب شیمیایی، استفاده از بتن با مقاومتی بالا، نفوذ پذیری پایین و پایایی مناسب است. در آخر لازم است تا اقدامات مناسب برای حفاظت از بتن در برابر عوامل شیمیایی مخرب انجام گیرد. فرایند اجرای محافظت سطحی از بتن معمولا با خطاهایی همراه است و ممکن است حین اجرا یا بهره برداری، بتن آسیب دیده و از مقاومت بتن کاسته شود. یکی از روش های مناسب برای محافظت از بتن در برابر عوامل شیمیایی و افزایش عمر مفید آن، اجرای صحیح عملیات نگهداری است. عملیات نگهداری بتن شامل بازدیدهای دوره ای برای اصلاح نواقص بتن به شکل منظم و زمان بندی شده است. در ادامه به بررسی روش های محافظت از بتن در برابر عوامل مخرب شیمیایی خواهیم پرداخت. 

عوامل شیمیایی مخرب بتن 

عموما شدت آسیب دیدگی بتن در برابر عوامل مخرب شیمیایی،‌ارتباط مستقیمی با فعالیت ترکیبات مخرب شیمیایی دارد. عموما انتظار می رود که مواد شیمیایی با غلظت بالا، تاثیرات مخرب تری نسبت به مواد شیمیایی با غلظت پایین داشته باشند. البته در بسیاری از مواقع ممکن است برخلاف انتظار رخ داد. عموما مقدار آسیب وارد بر بتن یا مقدار قابلیت انحلال مواد و ترکیبات واکنش دهنده ها با بتن متغیر است. برای مثال دمای بالا محیط، افزایش سرعت وقوع حملات شیمیایی و غلظت کم هیدروکسید، تهاجمات سریع وارد بر بتن را بدنبال خواهند داشت. بنابراین می توان گفت که دمای متعادل سبب محافظت از بتن در برابر عوامل شیمیایی خواهد شد. 

محافظت از بتن در برابر نمک ها

برخی از مواد مانند محلول های نمک و آب های شور در حالت عادی تاثیرات مخربی بر بتن ندارند. با این وجود این مواد هنگام خشک و تر شدن متناوب می تواند اثرات مخربی را در بتن بجای بگذارد. محلول های نمک و آب های شور بعد خشک شدن به شکل کریستال و ذرات جامد متبلور در آیند و فشار حاصل از آن به خصوص در بخش های سطحی بتن ممکن است منجر به پوسته پوسته شدن سطح بتن شود. یکی از عوامل مخرب برای بتن که سبب پوسیدگی بتن می شود، سولفات و کربنات سدیم موجود در آب های زیر زمینی است که پس از خشک شدن، تشکیل کریستال می دهند. در چنین مواردی ضروری است تا اقدامات مناسب برای محافظت از بتن در برابر عوامل شیمیایی مخرب انجام گیرد. به این منظور، بخش هایی از سطوح بتنی که در تماس با عوامل مخرب بوده و مستعد تبخیر آب هستند را باید استفاده از ترکیبات مناسب و کاهش نسبت آب به سیمان، نفوذناپذیر کرد. در چنین شرایطی می توان از سیستم های محافظ تبخیر و سایر مصالح مناسب برای هدایت آب به بیرون استفاده کرد. 

محافظت از بتن در برابر اسیدها 

مجاورت اسید با بتن سبب انحلال ترکیبات غیرهیدراته و هیدراته سیمان ها و سنگدانه های آهکی می گردد. یکی از راه های مناسب برای افزایش مقاومت بتن در برابر اسیدها، استفاده از سنگدانه های سیلیس به همراه سیمان های مقاوم است. چرا که سنگدانه های سیلیسی عموما رفتار مناسبی در برابر مواد مخرب داشته و می تواند به عنوان ماده ی مناسبی برای محافظت از بتن در برابر عوامل مخرب مورد استفاده قرار گیرد. روش دیگر برای محافظت از بتن در برابر عوامل خورنده، جایگزینی سنگ های آهک حاوی حداقل ۵۰ درصد اکسید کلسیم بجای سنگدانه های آهک است. استفاده از سنگ های آهک کمک شایانی به خنثی کردن ترکیبات اسیدی خواهد کرد. استفاده از این مواد بویژه هنگام توزیع یکنواخت عوامل مخرب شیمیایی روی سطح بتن، سبب کاهش آسیب های وارد خمیر سیمان و دانه های سنگدانه خواهد شد. جهت کاهش سطح خمیری مجاور مواد مخرب شیمیایی و اسیدی، می توان نسبت آب به سیمان را کاهش داد. لازم به ذکر است که در محیط های اسیدی، ضرورتی برای افزایش مقاومت بتن با استفاده از مقادیر زیادی سیمان وجود ندارد. تخریب و خوردگی بتن زمانی رخ می دهد که PH بتن به کمتر از ۶.۵ برسد. بنابراین باران های اسیدی که PH آن ها بین ۴ تا ۴.۵ است تنها باعث ایجاد حفرات ریزی در سطح بتن می شوند. باران های اسیدی بدلیل خاصیت اسیدی پایین، تأثیر چندانی بر کیفیت بتن نخواهند داشت. در مقابل باران هایی با PH اسیدی کمتر از ۵ می تواند تاثیر قابل توجه بر کیفیت بتن بویژه در محیط های زیر سطح آب داشته باشد. بنابراین لازم است تا این مورد هنگام طراحی مد نظر قرار گیرد. محیط های حاوی عوامل اسیدی با PH پایین تر از ۵، محیط خورنده محسوب شده و PH پایین تر از ۴ محیط شدیدا خورنده نامیده می شود. در چنین شرایطی لازم است تا برای محافظت بتن در برابر عوامل شیمیایی خورنده، حتما حفاظت سطحی برای این ماده ایجاد شود. در شرایطی که PH آب نیز بیش از ۶.۵ بوده و حاوی بی کربنات باشد، احتمال وجود خاصیت خورندگی در آن وجود دارد.برای کاهش شدت حملات می توان مقدار ترکیبات آهکی بتن در هنگام عمل آوری کاست. به طور کلی، درجه خوردگی بتن در قالب درصد وزنی مصالح از بین رفته یا درصد مقاومت باقی مانده مقطع بتنی ارزیابی می شود. مقاومت بتن در برابر عوامل اسیدی ارتباط مستقیمی با مقدار نفوذپذیری بتن و نسبت آب به سیمان در طرح اختلاط بتن دارد.