پوسته پوسته شدن بتن ، عوامل و اثرات

پوسته پوسته شدن بتن ، عوامل و اثرات

مشخص شده است که مقاومت پوسته پوسته شدن بتن تاثیر توام یخ زدگی و نمکهای یخ زدا که به طور عموم برای آب کردن یخ و برف از سطح جاده ها استفاده می شوند. به طور کلی از مقاومتش در برابر یخ زدگی تنها کمتر است. بسیاری از پژوهشگران مشاهده نموده اند که حداکثر آسیب دیدگی سطح بتن بر اثر پوسته شدن، با غلظتهای نمک در حدود ۴ تا ۵ درصد اتفاق می افتد.

به گفته هارنیک (Harnik) ، استفاده از نمک یخ زدا هم تأثیر منفی و هم تاثیر مثبت بر روی آسیب ناشی از یخ زدگی دارد و خطرناک ترین آسیب دیدگی نمکی، نتیجه هر دو تأثیر می باشد. تأثیر نمک بر روی سرد کردن بیش از حد آب (یعنی پایین آوردن دمای تشکیل یخ) ممکن است به عنوان تأثیر مثبت دیده شود. از طرف دیگر تأثیرات منفی آن عبارتند از:

• افزایش درجه اشباع بتن بدلیل خصوصیت رطوبتی نمک ها
• افزایش اثر گسیختگی هنگامی که آب فوق العاده سرد در منافذ نهایتا یخ می زند.
• توسعه تنش های متفاوت که به علت لایه به لایه یخ زدن بتن بر اثر گرادیان غلظت نمک بوجود می آیند.
• شوک حرارتی در نتیجه کاربرد نمک های یخ زدا به صورت خشک در بتنی که با برف و یخ پوشیده شده است.
• رشد بلوری در محلولهای فوق اشباع موجود در منافذ.

در مجموع، تأثیرات منفی مربوط به کاربرد نمکهای یخ زدا مهم تر از اثر مثبت آنها می باشد.

در نتیجه، مقاومت یخ زدگی بتن تحت تأثیر ترکیب یخ زدگی و نمکهای یخ زدا به طور چشمگیری کاهش می یابد.

فاگر لوند (Feagerlund) از موسسه تحقیقاتی سیمان و بتن سوئد، یک روش برای پیش بینی مقاومت یخ زدگی بتن پیشنهاد نمود که بر اهمیت درجه بحرانی اشباع تأکید می کند. مقاومت یخ زدگی بتن (F) از روی تفاضل درجه بحرانی اشباع (Scrit) و درجه واقعی (Sact) ارزیابی می شود.

درجه اشباع آب به صورت نسبت بین کل حجم آب قابل تبخیر در ۱۰۵ درجه سانتیگراد و کل حجم منافذ باز فضای قابل دسترس قبل از یخ زدن، تعریف می شود.

نقطه ریز روی نمودار اشباع آب، یعنی نمودار تغییرات S بر حسب E6/E0 ، (مدول ارتجاعی دینامیکی پسماند بعد از شش دوره یخ زدن و آب شدن) Scrit را می دهند. مثال های تعیین Scrit برای بتن بدون حباب هوا و بتن با حباب هوای دارای ۷.۱ درصد هوا، در قسمت (الف) نشان داده شده اند. مقدار تخمینی Sact را می توان از روی جذب رطوبت، با آزمایش ساده مکش منافذ مویینه، به دست آورد.

همانطور که در قسمت (ب) نشان داده شده است، نقطه بریدگی روی نمودار تغییرات درجه اشباع بر حسب جذر زمان جذب آب، با درجه اشباع مویینه Scap مطابقت دارد.

در نقطه بریدگی، تمام منافذ ژلی و موبینه با آب پر شده اند. مقاومت بتن در برابر یخ زدگی، که به صورت تفاوت بین Scrit و Sact برای بتنی که در معرض جذب آب در دوره های طولانی قرار گرفته است، بیان می شود، می تواند به صورت ترسیمی تعیین شود.

برای مثال همانطور که در قسمت (ج) نشان داده شده است: بتن بدون حباب هوا (نوع I) بر اثر یخ زدگی (حدود ۲۰۰ ساعت جذب آب مداوم، خسارت خواهد دید، در صورتی که بتن با حباب هوا (نوع II) حتی بعد از مدت های خیلی طولانی ای که در معرض جذب آب قرار داشته باشد، خسارت نخواهد دید.