برای مشخص کردن بتن با دوام در برابر خوردگی میلگردها روشهای مختلفی ارائه شده است که هر آزمایش و روش پیشنهادی به پارامتر معینی توجه دارد . آزمایشهای بسیار ساده تا بسیار مشکل و پر هزینه در این مجموعه قرار دارد و معمولا" آزمایشهای دقیق تر و معتبر تر پر هزینه و زمان بر
می باشند . دست اندرکاران همواره بدنبال آزمایشهای ساده ، کم هزینه و سریع هستند هر چند از دقت کمتری ممکنست بر خوردار باشند .
معمولا" آزمایشهائی معتبر تلقی می گردند که مستقیما" به مسئله خوردگی میلگردها می پردازند . آزمایشهای غیر مستقیم همواره غیر معتبرتر تلقی میشوند ولی کاربرد آنها در دنیا رواج زیادی دارد .
آزمایشهای زیر از جمله این موارد است و در هر بررسی باید مشخص کرد که از کدام آزمایش زیر بهره گرفته ایم .
1- آزمایش جذب آب حجمی اولیه ( کوتاه مدت ) و نهائی ( دراز مدت ) بتن BS1881 و ASTM C 642
2- آزمایش جذب آب سطحی ( ISAT ) بتن BS 1881
3- آزمایش جذب آب موئینه بتن RILEM
4- آزمایش نیم پیل ( پتانسیل خوردگی ) ASTM C 876
5- آزمایش پتانسیل و شدت خوردگی ) G 109 ) بروش گالوانیک
6- آزمایش شدت خوردگی بروش گالواپالس
7- آزمایش درجه نفوذ یون کلر بتن AASHTOT259
8- آزمایش تعین عمق نفوذ یون کلر در بتن
9- آزمایش تعین پروفیل یون کلر و ضریب نفوذ آن
C114 و C1218 و ASTM C1152
10 آزمایش شاخص الکتریکی توانائی بتن برای مقابله با نفوذ یون کلر
ASTM 1202
هرچند عنوان برخی استانداردها و یا شماره آن در بالا ذکر شده است اما این آزمایشها ممکن است با تغییرات اندک و یا زیاد در استانداردهای دیگر نیز انجام شود که نتیجه آن الزاما" مشابه به استانداردهای دیگر نیست و از مفهوم واحد برخوردار نمی باشند .
آزمایش جذب آب حجمی اولیه کوتاه مدت و دراز مدت :
انواع آزمایش جذب آب حجمی وجود دارد . شکل و ابعاد نمونه ، طرز خشک کردن ( دما و مدت ) ، نحوه قرارگیری در آب ، دمای آب ( معمولی و جوشان ) ، مدت قرار گرفتن در آب و نحوه گزارش نتیجه از موارد اختلاف استانداردهای مختلف می باشد . بسیاری از استانداردها برای کنترل کیفیت قطعات بتنی پیش ساخته از این آزمایش استفاده می نمایند . مکعبی 10 ×10 و استوانه ای کوچک به قطر 5/7 تا 10 سانتی متر از اشکال و ابعاد رایج است . دمای خشک کردن نمونه ها از 40 تا 110 درجه متغیر می باشد. مدت خشک کردن از 24 ساعت ( دمای 110 ) تـــــــا 14 روز
( دمای 40 تا 50 ) پیش بینی شده است . در برخی استانداردها نحوه خاصی برای قرارگیری در آب و ارتفاع آب روی نمونه در نظر گرفته اند . دمای آب از 20 تا جوشانیدن آب منظور می شود . مدت قرار گیری در آب قرائت های مربوط به 10 دقیقه ، 30 و 60 دقیقه تا بیش از ســـــه روز
می باشد . در اکثر استانداردها تعریف جذب آب حجمی نسبت وزن آب جذب شده به وزن نمونه خشک اولیه است . لازم به ذکر است اگر بخواهیم این ویژگی را در بتن های سبک با بتن معمولی مقایسه کنیم بهتر است نسبت حجم آب جذب شده به حجم نمونه را مد نظر قرار دهیم ، بهرحال مقایسه نتایج جذب آب حاصله از آزمایش طبق استانداردهای مختلف کاملا" گمراه کننده است . برخی کتب ، بتن ها را از نظر میزان جذب آب طبقه بندی می نمایند . بطور مثال گفته می شود جذب آب اولیه مربوط به 30 دقیقه طبق BS1881 بهتر است کمتر از 2 درصد باشد تا بتنی با دوام داشته باشیم . معمولا" گفته می شود جذب آب کوتاه مدت برای کنترل دوام بتن معتبر تر است زیرا خصوصیات سطحی بتن را به نمایش می گذارد .
جذب آب سطحی :
این آزمایش عمدتا" در انگلیس کاربرد دارد و جذب یک جهته را در روی نمونه خاص در منطقه محدود اندازه گیری می نمایند . نوع خشک کردن اولیه بتن ، زمان و وسایل مربوطه در این استاندارد مشخص شده است . این آزمایش عملا" در ایران کاربرد کمی دارد .
جذب آب موئینه بتن :
بسیاری معتقدند مکانیسم جذب آب بتن در مناطق مرطوب ، جــــــذر و مد و پاشش آب یا شالوده های واقع در منطقه خشک و بالای سطح آب با مکانیسم جذب موئینه شباهت دارد . Rilem آزمایش جذب آب موئینه را بر روی نمونه های مکعبی 10 سانتی متری بصورت زیر توصیه میشود .
نمونه ها در دمای 40 تا 50 در آون خشک می شوند ، سپس چنان در بالای سطح آب
قرار می گیرد که 5 میلی متر آن داخل آب باشد . در زمانهای مختلف و ترجیحا" پس از 3 ، 6 و 24 و 72 ساعت وزن نمونه اندازه گیری و وزن آب جذب شده تعیین می شود . سپس وزن آب
( حجم آب ) بر سطح نمونه ( حدود Cm2100 ) تقسیم می گردد تا ارتفاع معادل آب جذب شده بدست آید . (i برحسب میلیمتر )
C ثابت جذب موئینه و s ضریب جذب موئینه است . این مقادیر از برازاندن خطی بر نقاط
بدست آمده در صفحه مختصات بدست می آید .
هر کدام از این پارامتر ها دارای مفهوم خاصی است ولی s اهمیت بیشتری دارد و آهنگ جذب را نشان می دهد و هر چه کمتر باشد بهتر است . در انتهای آزمایش گاه نمونه را شکسته و ارتفاع واقعی جذب آب را بطور متوسط بدست می آورند و برای این منظور در آب ماده رنگی
( مانند لاجورد ) می ریزند . ارتفاع زیاد موئینه نشانه خوبی برای بتن نیست . در واقع بتن هائی که خلل و فرج ریزی دارند ممکنست ارتفاع موئینه زیادی داشته باشند و این نکته مهمی است که معمولا" در مفهوم نفوذ پذیری در برابر آب ، خلل و فرج ریزتر مطلوب تر تلقی می شوند .
آزمایش مقاومت الکتریکی بتن :
خوردگی پدیده الکترو شیمیائی است . عملا" میلگرد بصورت آندو بتن کاتد می شود و یک جریان الکتریکی بین میلگرد و سطح بتن بوجود می آید . مسلما" دراین حالت تحرک یون ها را شاهد هستیم . هر چه این حرکت بیشتر و سهل تر انجام شود به مفهوم آنست که مقاومت در برابر تحرک یونی کمتر است و با هدایت الکتریکی بتن بیشتر می باشد . بنابراین باید گفت یکی از راههای ساده آزمایش دوام بتن ، تعیین مقاومت ویژه الکتریکی آن می باشد . مقاومت الکتریکی بتن نیز مانند مقاومت هر جسم مرکب دیگر تابع اجزاء آن و ارتباط اجزاء با یکدیگر است . مقاومت الکتریکی سنگدانه ها و خمیــــــر سیمان سخت شده و نسبت مقدار هر یک در بتن و همچنین کیفیت وجه مشترک ( ناحیه انتقالی ) و مصرف افزودنیهای پودری معدنی تأثیر زیادی در مقاومت الکتریکی بتن دارد . وجود رطوبت و اشباع مقاومت الکتریکی را کم می کند . وجود ترکهای ریز که با آب پر شود به شدت مقاومت الکتریکی را کاهش می دهد . حتی اگر بجای آب از محلول آب نمک یا آب دریا استفاده کنیم افت شدیدی در مقاومت الکتریکی مشاهده خواهیم نمود . بنابراین سعی می شود مقاومت الکتریکی بتن های اشباع با آب نمک یا آب دریا اندازه گیری شود . اندازه گیری مقاومت الکتریکی ساده است . کافی است دو صفحه برنجی یا مسی را کاملا" در تماس با سطح نمونه بتن قرار دهیم و با یک اهم متر مخصوص ، مقاومت الکتریکی را بدست آوریم . اما این مقاومت الکتریکی باید بدون توجه به اثر ابعاد گزارش شود یعنی باید مقاومت ویژه الکتریکی تعیین و اعلام گردد تا بتوان آنرا با سایر بتن ها مقایسه نمود . برای این منظور از رابطه زیر
استفاده می شود .
مقاومت ویژه الکتریکی بتن بر حسب اهم متر
R مقاومت الکتریکی قرائت شده از دستگاه
A سطح نمونه ( سطح تماس صفحه برنجی با بتن )
L فاصله بین دو صفحه تماس ( طول نمونه )
اعتقاد بر آن است که هرچه مقاومت ویژه الکتریکی بیشتر باشد بتن با دوام تر و مطلوب تری داریم.
مقاومت ویژه الکتریکی بتن اشباع نوع بتن از نظر دوام در برابر خوردگی
بیشتر از 200 عالی
200 -120 خوب
120- 50 متوسط
کمتر از 50 ضعیف
برای اتصال مناسب صفحه برنجی با بتن معمولا" لایه نازکی از خمیــر سیمان نسبتا" شل را بکار می برند و صفحه را با فشار به خمیر سیمان و سطح بتن چسبانیده و اندازه گیری را به انجام
می رسانند .
میتوان گفت هیچ آزمایشی به سادگی و اعتبار این آزمایش برای تعیین کیفیت بتن بویژه از نظر تحرک یون کلر و OH در داخل بتن نمی باشد . اما جالب است بدانیم این آزمایش هنوز دارای دستورالعمل استانداردی نیست . هم چنین اختلاف نظر علماء بتن برای اندازه گیری R
( مقاومت اهمی ) و Z ( مقاومت ظاهری با در نظر گرفتن اثر القائی و خازنی ) بحث برانگیز است . برخی اعتقاد دارند کافی است R را بسادگی اندازه گیری کنیم و برخی معتقدند که در بتن اثر خازنی وجود دارد و باید وسایلی را بکار برد که بتواند Z را مشخص نماید ( بویژه در بتن های میکروسیلیس دار ) ، برخی نیز معتقدند که تفاوت چندانی بین Z و R عملا" وجود ندارد .
امید است در آینده بتوان برای کنترل دوام بتن از این آزمایش سریع و کم هزینه استفاده نمود و باید دانست الزاما" مقاومت فشاری بیشتر به معنای مقاومت ویژه الکتریکی نمی باشد .
بتن های حاوی میکروسیلیس بسته به میزان میکروسیلیس ، مقاومت الکتریکی 3 تا 10 برابر مقاومت الکتریکی بتن مشابه ولی بدون میکروسیلیس را دارا است در حالیکه مقاومت فشاری بتن ممکنست فقط 5 تا 15 درصد افزایش یابد . البته باید گفت اندازه گیری مقاومت ویژه الکتریکی بتن سخت شده داخل قطعه کار دشواری است .
اگر میلگرد و بتن را مانند یک مدار برقی در نظر بگیریم اختلاف پتانسیل ، مقاومت و شدت جریان در آن وجود دارد . بدیهی است هر چه مقاومت الکتریکی بیشتر شود شدت جریان کمتر می گردد و شدت خوردگی نیز کم می شود . ضمن اینکه مقاومت الکتریکی بیشتر ، آغاز خوردگی را به تأخیر می اندازد .
برخی اعتقاد دارند باید مقاومت الکتریکی بتن سطحی ( پوشش روی میلگرد ) را اندازه گیری کرد که منطقی بنظر می رسد .
آزمایش نیم پیل ( Half Cell ) :
همانگونه که گفته شد واقعا" یک جریان الکتریکی در بتن مسلح وجود دارد . پس باید بتوان آن را اندازه گیری نمود . اگر یک سر سیم را به میلگرد وصل کنیم و سر دیگر سیم را به کمک یک الکترود به سطح بتن مرطوب بچسبانیم و در این فاصله ولت متری را قرار دهیم ، اختلاف پتانسیل را بر صفحه دستگاه مشاهده می نماییم که در حدود چند ده تا چند صد میلی ولت است.
بسته به نوع الکترود مصرفی ، ولتاژ قرائت شده متفاوت خواهد بود و قابل تبدیل به یکدیگر
می باشند ، آزمایش نیم پیل دارای دستور العمل استاندارد برای کارگاه می باشد اما دستور استاندارد آزمایشگاهی ندارد . در کارگاه ASTM الکترود مس ـ سولفات مس را توصیه کرده است و در آزمایشگاه معمولا" از الکترود کالومل اشباع استفاده میشود .
ASTM . C876 شروع فعالیت خوردگی را به صورت احتمالی و بشرح ذیل مشخص کرده است.
احتمال شروع فعالیت خوردگی اختلاف پتانسیل v با الکترود مس ـ سولفات مس (mv )
بیش از 90 درصد 350< v
حدود 50 درصد 200<v<350
کمتر از 10 درصد v < 200
در این آزمایش باید میلگردها بصورت متصل تداوم داشته باشند و قطع در آنها باعث اختلال در نتایج می گردد . باید دانست که این آزمایش فقط اختلاف پتانسیل موجود را به دست می دهد که پتانسیل خوردگی نام دارد و به هیچ وجه آهنگ خوردگی یا میزان خوردگی میلگرد را به نمایش نمی گذارد .
در آزمایشهای آزمایشگاهی معمولا" میلگردی را داخل یک استوانه بتنی قرار می دهند و بخش عمده ای از بتن را در داخل آب دریا یا آب نمک ( با غلظت های متفاوت ) می گذارند و یک سر سیم را به میلگرد خارج از آب و الکترود را داخل آب دریا یا آب نمک قرار می دهند و ولتــاژ را قرائت می کنند .
این آزمایش مستقیما" کیفیت بتن را بدست نمی دهد فقط می توان کیفیت بتن را در مقایسه با یکدیگر ارزیابی کرد ونشان داد کدام نمونه زودتر و کدام یک دیرتر فعالیت خوردگی را آغاز
می نمایند .
آزمایش نیم پیل و ارقام ذکر شده فقط برای میلگردهای بدون پوشش ( گالوانیزه ، اپوکسی و .. . . ) کاربرد و مفهوم دارند و برای میلگردهای پوشش دار و صنعت متفاوت خواهد بود.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 30 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله بررسی کیفیت بتن با دوام در برابر خوردگی میلگردها
