نفوذپذیری بتن چیست؟ اثرات و راهکارها

نفوذپذیری بتن چیست؟ اثرات و راهکارها

نفوذ ناپذیری بتن در برابر آب ، اکسیژن ، دی اکسید کربن و سایر مواد مضر از مشخصه های اصلی موثر بر پایایی بتن است. نفوذپذیری بتن تحت تاثیر مواد تشکیل دهنده و روش های ساخت آن قرار می گیرد.

 می توان از طریق مصرف مناسب سیمان شامل نوع سیمان و مقدار و نرمی آن ، نسبت آب به سیمان و عین حال تراکم و عمل آوری مناسب ، استفاده از سنگدانه های مناسب نفوذپذیری بتن را کاهش داد. در تهیه بتن متراکم باید نسبت آب به سیمان به کمتری حد ممکن محدود شود ، به طوری که مشکلاتی مانند آب انداختن و جداشدگی به حداقل مقدار ممکن آن برسد. نفوذپذیری بتن عبارت است از مجموعه منافذ در داخل انبوه خمیر سیمان سخت شده و همچنین در منطقه فصل مشترک بین خمیر سیمان و سنگدانه ها (ناحیه انتقال) و ریز ترک های ناحیه انتقال.

منافذ مرتبط با نفوذپذیری منافذی هستند که قطر آن ها حداقل 120 الی 160 نانومتر باشد ، این منافذ باید پیوسته باشند ، منافذ سنگدانه ها معمولا ناپیوسته هستند و از طرفی با خمیر سیمان احاطه شده اند ، به طوری که منافذ سنگدانه ها معمولا سهمی در نفوذناپذیری بتن ندارند.

تاثیر سنگدانه ها بر عملکرد بتن به این صورت است که معمولا نفوذپذیری سنگدانه ها خیلی کم می باشد در نتیجه سطح موثری که در اثر آن حرکت آب می تواند صورت گیرد ، در بتن کاهش خواهد یافت به علاوه از آنجا که مسیر حرکت آب در بتن باید ذرات سنگدانه را دور بزند ، لذا مسیر موثر به میزان قابل ملاحظه ای طولانی خواهد شد به طوری که اثر سنگدانه ها در کاهش دادن نفوذ پذیری بتن ممکن است چشمگیر باشد.

از بدترین نوع منافذ بتن می توان ، منافذ در اثر تراکم ناقص بتن یا منافذ در اثر نسبت آب به سیمان زیاد و یا آب انداختن بتن را نام برد.

همواره بین نسبت آب به سیمان و نفوذپذیری ارتباط مستقیم وجود دارد. در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان جدول زیر در خصوص حداکثر مقدار مجاز نسبت آب به سیمان در بتن در شرایط محیطی ویژه درج شده است.

به طور مسلم نسبت آب به سیمان از مهمترین عوامل موثر در نفوذپذیری بتن می باشد و اگر این نسبت بیشتر از 0.45 باشد نفوذپذیری به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. به عنوان مثال اگر نسبت آب به سیمان برابر 0.4 باشد و هنگامی که درصد هیدراتاسیون به 80 درصد می رسد مقدار حجم منافذ مویینه حدود 15 درصد و ضریب نفوذ پذیری ^10- 10 *0.1 میلی متر بر ثانیه است اگر نسبت آب به سیمان به 0.5 افزایش یابد در نتیجه حجم منافذ مویینه به 25 درصد تقریبا دو برابر مقادیر مربوط به نسبت آب به سیمان 0.4 و ضریب نفوذپذیری به ^10- 10 میلی متر بر ثانیه افزایش می یابد.

علاوه بر نسبت آب به سیمان عوامل دیگری نیز در نفوذپذیری بتن موثر می باشد مانند نرمی سیمان : نرمی سیمان عبارت است از مجموع سطوح ذرات سیمان در واحد وزن. هنگام هیدراتاسیون سطح ذرات سیمان با لایه ای متراکم از محصولات هیدراتاسیون پوشیده می شود که این لایه نفوذ آب را کند می کند.

درجه هیدراتاسیون : بدیهی است که با کاهش اندازه ذرات سیمان (افزایش نرمی) درجه هیدراتاسیون افزایش می یابد و با افزایش درجه هیدراتاسیون نفوذپذیری کاهش می یابد.

نوع سیمان: یکی از مهم ترین عوامل موثر بر نفوذ پذیری نوع سیمان است. به طور کلی افزودنی های معدنی و پوزولان ها سبب کاهش نفوذپذیری بتن می شود.

مقدار سیمان : هرچند که اهمیت نسبت آب به سیمان بیشتر از اهمیت مقدار سیمان است ولی نباید فراموش کرد که عامل مهمی در برابر حمله کلریدها و کربناتاسیون است به این دلیل در اکثر آیین نامه ها و استاندارد ها برای حصول اطمینان از کیفیت بتن در شرایط محیطی مهاجم عیار سیمان حداقل توصیه شده است.

علاوه بر موارد فوق عوامل دیگری مانند تراکم، عمل آروی مناسب و استفاده از سنگدانه های مناسب نفوذپذیری بتن را کاهش می دهد.