خرابی های شیمیایی بتن

خرابی های شیمیایی عموماً بر اثر واکنش اجزای متشکله بتن با عوامل بیرونی یا بین خود آنها پدیدار می شود. به طور کلی برای بروز خرابی های مزبور، سه عامل رطوبت، اکسیژن و حرارت لازم است. البته حضور دو عامل اصلی رطوبت و اکسیژن برای انجام واکنش ها ضروری بوده و حرارت موجب تسریع واکنش های شیمیایی می شود. خرابی های عمده شیمیایی بتن شامل موارد زیر است.

• کربناتی شدن
• خوردگی کلروری
• حمله سولفاتی
• واکنش قلیایی و کربناتی سینگدانه ها

کربناتی شدن

بر اثر نفوذ گاز دی اکسید کربن به جسم بتن و ترکیب آن با هیدروکسید کلسیم فعل و انفعال شیمیایی زیر صورت می گیرد و که حاصل آن کربنات کلسیم است. در اثر این فعل و انفعال بتن کربناتی شده و PH آن کمتر از 9 می رسد.در صورتی که بتن روی آرماتورها تماماً کربناتی شده و کربنات به سطح میلگردها برسد، لایه محافظ روی میلگرد از بین رفته و زنگ زدگی میلگرد در مجاورت رطوبت و اکسیژن آغاز خواهد شد.

برای جلوگیری از پدیده کربناتی شدن بتن، همانند سایر خرابی های شیمیایی لازم است. بتن دارای نفوذپذیری کم باشد، که این امر با سخت بتن با نسبت آب به سیمان کم، تراکم خوب آن و عمل آوردن مناسب امکانپذیر است. از عوامل مهم دیگر، ضخامت پوشش روی میلگردها است. از آنجا که هر یک میلیمتر افزایش ضخامت پوشش، ممکن است سال ها صدمات ناشی از کربناتی شدن را به تاخیر اندازد، تامین پوشش کافی امری ضروری است.

مکانیزم نفوذ کلر و عملکرد آن

خوردگی فولاد در ساختمان های بتنی، پل ها و سازه های بتنی مجاور و نزدیک سواحل دریا به عنوان مهم ترین مسائل سازه های بتن آرمه در سال های اخیر شناخته شده است. مهم ترین عامل زنگ زدگی و خوردگی آرماتور وجود یا نفوذ یون کلراید به داخل بتن است. بتن از نظر شیمیایی محیطی قلیایی با PH تا 12/5 است. در این وضعیت فولاد حالت رویین داشته و یک غشا محافظ اکسید آهن در اطراف آن شکل می گیرد. این عمل باعث حفاظت فولاد در مقابل خوردگی می شود.

غیر از دی اکسید کربن، در ایجاد پدیده کربناتی شدن یون کلرید نیز عامل دیگری است که باعث از بین رفتن لایه محافظ فولاد می شود و دفاع میلگردها را در مقابل عوامل مخرب از بین می برد. این خوردگی دارای خصلت الکتورشیمیایی است. بدین صورت که نقطه ای از فولاد که پوشش خود را از دست داده به قطب مثبت (آند) تبدیل و بقیه قسمت ها به صورت قطب منفی (کاتد) باقی می مانند. اختلاف پتانسیل موجود در مخلوط بتن که عامل آن احتلاف تمرکز یون ها در نقاط مختلف بتن است، با توجه به محیط قلیایی آن به عنوان الکترولیت، جریان الکتریسیته را بین این دو قطب ایجاد و رابطه الکتروشیمیایی بین دو قطب برقرار می شود.