راهکار پیشگیری از خوردگی سازه های بتنی شهری در مناطق نزدیک به دری۹ا
هر چه به ساحل نزدیک تر می شویم، غلظت کلرید سطحی، افزایش و اهمیت نسبت آب به سیمان نمایان تر می شود. همچنین با فاصله گرفتن از ساحل و کاهش نسبت آب به سیمان، زمان شروع خوردگی افزایش می یابد.
پدیده خوردگی سازه های بتنی و یافتن راه هایی برای به حداقل رساندن آن، از اهمیت بسیار بالایی در علم مهندسی ساخت و ساز برخوردار است. محققان در همین زمینه، مطالعه ای را انجام داده اند و پدیده خوردگی سازه های نزدیک به دریا را با تاکید بر یون های مرتبط بررسی کرده اند.
به گزارش تین نیوز به نقل از ایسنا، در دهه های اخیر، خوردگی آرماتور، عامل اصلی آسیب های زودرس به ساختمان ها و پل های بتنی بوده است. خوردگی آرماتورها در سازه های بتن مسلح معمولا تحت عامل یون کلرید رخ می دهد. همچنین می توان از کربن دی اکسید به عنوان عامل دیگر که باعث وجود آسیب و خوردگی در سازه های بتنی می شود، نام برد. میلگرد در بتن توسط دو عامل فیزیکی و شیمیایی محافظت می شود. عامل فیزیکی، همان پوشش روی آرماتور است و عامل دیگر به دلیل محیط قلیایی بسیار بالا در بتن به وجود می آید. این محیط قلیایی باعث به وجود آمدن یک لایه محافظ که به آن ناحیه غیرفعال می گویند، می شود. این لایه، از میلگرد در مقابل کلر و کربناسیون در حضور آب و اکسیژن محافظت می کند.
یون های کلر و کربناسیون به گفته متخصصان باعث می شوند محیط قلیایی بتن کاهش یابد و به تدریج لایه محافظ از بین رفته و آرماتورها در مقابل رطوبت و اکسیژن آسیب پذیر شوند. لذا پیش بینی عملکرد و مقاومت سازه های بتنی که تحت حمله کربن دی اکسید و کلر هستند، نیاز به درک کاملی از ورود فاکتورهای تخریب بتن، شروع خوردگی در آرماتورهای بتن و آسیب در برابر خوردگی دارد. عواملی همچون کیفیت بتن اجرا شده، فاصله از دریا، شرایط محیطی، میزان کاور بتنی، نسبت آب به سیمان و بارگذاری، در میزان و زمان خوردگی مؤثر هستند. در نسبت های بالای آب به سیمان ، نفوذپذیری بتن بیشتر بوده و کربن دی اکسید عامل مهمی در خوردگی سازه های بتن آرمه خواهد بود.
پژوهشگرانی از دانشگاه علم و صنعت ایران و دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق، در این زمینه مطالعه ای را انجام داده اند که در آن زمان شروع خوردگی سازه های بتن آرمه در فواصل مختلف از دریا مورد بررسی و ارزیابی علمی قرار گرفته است.
در این تحقیق، خوردگی ناشی از کلر در نظر گرفته شده است و زمان شروع خوردگی در دو حالت غیراحتمالاتی و احتمالاتی با در نظر گرفتن عدم قطعیت ها در پارامترهای تأثیرگذار بر پیش بینی زمان فوق، تعیین شده است.
بر اساس نتایج این پژوهش که در ماهنامه « مهندسی عمران امیرکبیر » متعلق به دانشگاه صنعتی امیرکبیر منتشر شده است، می توان عوامل مؤثر در زمان شروع خوردگی را در مصالح ساخت بتن، فاصله از ساحل و کیفیت ساخت بتن دید. این عوامل به صورت مستقیم بر روی پارامترهای مؤثر در شروع خوردگی مانند ضریب انتشار کلرید در بتن، غلظت کلرید سطحی، پوشش روی آرماتورها و غلظت کلرید بحرانی اثرگذار هستند.
به گفته محسنعلی شایان فر، محقق دانشکده مهندسی عمران دانشگاه علم و صنعت ایران و همکارانش، «از آن جا که پارامترهای مؤثر در شروع خوردگی را نمی توان به قطعیت تعیین کرد و همواره خطاهایی در تعیین آن ها وجود دارد، استفاده از روش های آماری و احتمالاتی مناسب تر به نظر می رسد».
آن ها می گویند: «ما در پژوهش خود، نتایج مربوط به حالت احتمالاتی را برای سه فاصله کمتر از 100 متر، 350 متر و 1000 متری ساحل و همچنین زمان شروع خوردگی برای سازه ای که در فاصله کمتر از 100 متری ساحل قرار دارد، با احتمال شکست های متفاوت به منظور در نظر گرفتن غلظت کلرید سطحی متفاوت، غلظت کلرید بحرانی متفاوت و نسبت آب به سیمان های متفاوت برای در نظر گرفتن کیفیت ساخت و تأثیر نفوذپذیری بتن، بررسی کردیم».
آن ها با مقایسه نتایج پژوهش، به اهمیت تاثیر غلظت کلرید سطحی، غلظت کلرید بحرانی و نسبت آب به سیمان در این باره اشاره کرده اند.
به اعتقاد شایان فر و همکارانش، « هر چه به ساحل نزدیک تر می شویم، غلظت کلرید سطحی، افزایش و اهمیت نسبت آب به سیمان نمایان تر می شود. همچنین با فاصله گرفتن از ساحل و کاهش نسبت آب به سیمان، زمان شروع خوردگی افزایش می یابد».
آن ها در انتها تاکید کرده اند: «در سازه های نزدیک به ساحل توصیه می شود نسبت آب به سیمان های پایین هنگام طراحی در نظر گرفته شود و در اجرا از اهمیت ویژه ای برخوردار باشد، تا سازه در طول عمر مفید خود کمتر آسیب دیده و عملکرد مورد نظر را در مواردی چون زمان وقوع زلزله داشته باشد».
