Google


normal_post - علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی‎   - متا نویسنده موضوع: علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی‎  (دفعات بازدید: 2000 بار)

0 کاربر و 1 مهمان درحال دیدن موضوع.

آفلاین حمید رستمی

xx - علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی‎   - متا
علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی‎
« : ۲۲ فروردین ۱۳۹۰ - ۲۳:۵۰:۴۲ »
علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی‎ 
مقدمه‎: 
از آن جا که خوردگی یک پدیدة مخرب در ساختمان می باشد  در جوامع امروز بیش از پیش مورد توجه ‏مهندسین ومعماران طراح می باشد ودرس خوردگی  ساختمان که درسی اختصاصی  برای دانشجویان ‏رشته عمران _مرمت است کاملا دانشجویان را با مسائل مخربی ومرمتی‎  ‎ساختمان  آگاه ساخته وبسیار  ‏مفید است   
‎   
بخش اول ‏‎
خوردگی بتن ‏‎
‎1.           ‎علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی ‏‎
‎(CAUSES  OF  DETERIORATIONS ) 
علل مختلفی که باعث فرسودگی  وتخریب  ساز های بتنی  می شود  همراه با علائم  هشدار دهنده  ‏دیگری  که کار  تعمیرات  را الزامی  می دارند  در نخستین  بخش از  تحقیق مورد  بررسی  وتحلیل  قرار ‏می گیرند ‏‎:
lang=AR-SA> 
‎1-1    ‎نفوذ نمکها ‏‎
‎(INGRESS  OF  SALTS) 
نمکهای ته نشین  شده  که حاصل  تبخیر  ویا جریان  آبهای  دارای  املاح می باشند وهمچنین  نمکهایی که ‏توسط باد در خلل وفرج‎  ‎وترکها جمع می شوند . هنگام  کریستالیزه شدن  می توانند فشار  مخربی به سازه ‏ها وارد کنند که این عمل  علاوه  بر تسری  وشدید  زنگ زدگی  وخوردگی  آرماتورها به واسطه  وجود ‏مکهات . تر وخشک شدن‎   
متناوب  نیز می تواند  تمرکز  نمکها  را شدت بخشد  زیرا آب دارای  املاح پس از  تبخیر املاح  خود را به جا ‏می گذارد ‏‎. 
‎1-2-   ‎اشتباهات طراحی ‏‎
‎(SPECIFICATIONERRORORS) 
به کارگیری استانداردهای  امناسب  ومشخصات  فنی غلط در  رابه  با انتخاب  مواد روشهای  اجرایی ‏وعملکرد  خود سازه  می تواند  ب خرابی  بتن  منجر شود . به عنوان  مثال  استفاده از استانداردهای  ‏اروپایی وآمریکایی  جهت  اجرای  پروژه هایی  در مناطق  خلیج فارس‎  ‎، جایی که  آب وهوا  ومواد  ومصالح ‏ساختمانی‎   
ومهارت  افراد متفاوت  با همه  این عوامل در شمال اروپا  وآمریکاست، باعث می شود  تا دوام  وپایایی  ‏سازه های بتنی  در مناطق یاد  شده کاهش یافته  ودر بهره برداری از سازه  نیز  با مسائل  بسیار  جدی ‏مواجه  گردیم‎ . 
‎1-3- ‎اشتباهات  اجرایی ‏‎
‎(CON STUCTION ERRORS ) 
کم کاریها آ اشباهات  ونقصهایی که به هنگام  اجرای پروژه ها  رخ می دهد  ممکن است  باعث گرد تا ‏آسیبهایی  چون پدیده ی لانه  زنبوری ، حفره های آب انداختگی  جداشدگی ، ترکهای جمع شدگی ، ‏فضاهای  خالی‎  ‎اضافی یا بتن  آلوده شده ، به وجود آید  که همگی آنها به مشکلات جدی می انجامند‎ . 
این گونه نقصها  واشکالات  را می توان  زاییده ی  کارائی  در جه ی فشردگی  سیستم عمل آوری ،آب ‏مخلوط آلوده‎  ‎، سنگدانه های آلوده و استفاده  غلط از افزودنیها به صورت فردی  ویا گروهی  دانست‎ . 
وجود کلرید آزاد  در بتن  می تواند  به لایه ی  حافاظتی  غیر فعالی  که در اطراف  آرماتورها قرار دارد  ‏آسیب‎  ‎وارد نموده  وآن را از بین  ببرد‎ . 
خوردگی  کلریدی  آرماتورهایی  که درون  بتن  قرار دارند ،  یک عمل‎  ‎الکتروشیمیایی  است  که بنا به ‏خاصیتش  ، جهت  انجام  این فرایند ، غلظت مورد  نیاز یون  کلرید ،  نواحی  آندی  وکاتدی  ،  وجود ‏الکترولیت  ورسیدن اکسیژن  به مناطق‎  ‎کاتد  در سل‎ (CELL) ‎خوردگی  را فراهم می کند‎ . 
گفته می شود که  خوردگی  کلریدی  وقتی حاصل می شود که مقدار  کلرید‎  ‎موجو  در بتن  بیش از 6/0 ‏کلیوگرم  درهرمتر مکعب  بتن باشد .  ولی این  مقدار  به کیفیت  بتن نیز بستگی دارد‎ . 
خوردگی  آبله  رویی  حاصل از کلرید  می تواند  موضعی  وعمیق باشد  که این عمل  در صورت  وجود یک  ‏سطح  بسیار  کوچک  آندی  ویک  سطح  بسیار  وسیع  کاتدی‎  ‎به وقوع  می پیوندد  که خوردگی  آن نیز  با ‏شدت  بسیار   صورت  می گیرد  از جمله‎  ‎مشخصات‎ (FEATURES) ‎خوردگی  کلریدی  ، می توان  موارد زیر  ‏را نام برد‎ : 
‎(‎الف) هنگامی  که کلرید در مراحل  میانی‎  ‎ترکیبات  (عمل  وعکس العمل ) شیمیایی  مورد استفاده  قرار ‏گرفته  ولی در  انتها‎  ‎کلرید  مصرف نشده باشد‎ . 
‎(‎ب‎) ‎هنگامی که تشکیل  همزمان  اسید  هیدروکلریک ، درجه‎  PH ‎مناطق  خورده ‏‎
شده را پایین  بیاورد . وجود  کلریدها  هم می تواند  به علت  استفاده از  افزودنیهای‎  ‎کلرید  باشد  وهم می ‏تواند  ناشی از  نفوذ یابی کلرید از هوای  اطراف باشد‎ .   
فرض بر این است  که مقدار‎  ‎نفوذ  یونهای  کلریی  تابعیت از قانون  نفوذ‎  FICK
dir=rtl> ‎دارد . ولی  علاوه‎  ‎بر انتشار‎ (DIFFUSION)‎به نفوذ‎  (PENETRATION)‎کلرید  احتمال دارد به خاطر  ‏مکش موئینه‎  (CAPILARY  SUCTION
dir=rtl>) ‎نیز  انجام پذیرد ‏‎. 
‎1-5-‎حملات سولفاتی ‏‎
‎(SULPHATE ATTACK) 
محلول  نمکهای  سولفاتی  از قبیل‎  ‎سولفاتهای  سدیم  ومنیزیم  به دو طریق  می توانند  بتن را مورد  ‏حمله  وتخریب  قرار دهند. در  طریق اول  یون سولفات  ممکن است  آلومینات سیمان  را مورد  حمله  قرار ‏داده  وضمن  ترکیب  ، نمکهای  دوتایی  از قبیل‎ : ETTRINGITE  ,  THAUMASITE ‎تولید  نماید  که در‎   
أب محلول  می باشند  . وجود  این گونه  نمکها  در حضور  هیدروکسید کلسیم ، طبیعت کلوئیدی‎ ‎‎(COLLOIDL) ‎داشته  که می تواند منبسط شده  وبا از دیاد  حجم ،  تخریب  بتن را باعث  گردد‎ . ‎طریق  ‏دومی  که محلولهای  سولفاتی قادر به أسیب  رسانی  به ‏‎
بتن  هستند  عبارتست از :  تبدیل  هیدروکسید  کلسیم  به نمکهای  محلول در آب  مانند گچ‎ (GYPSUM) ‎ومیر ابلیت ‏MIRABILITE
dir=rtl>  ‎که باعث تجزیه و نرم  شدن‎  ‎سطوح  بتن  می شود  وعمل‎  LEACHINGیا خل وفرج دار شدن بتن  ‏به واسطه  یک  مایع  حلال ،  به وقوع  می پیوند‎. 
lang=AR-SA> 
‎1-6- ‎علل دیگر ‏‎
‎(OTHER  CAUSES) 
علل بسیار دیگری  نیز باعث آسیب  دیدگی  وخرابی  بتن می شوند  که در سالهای  اخیر  شناسایی شده ‏اند . بعضی  از این عوامل  دارای  مشخصات  خاصی بوده  وکاربرد  بسیار  موضعی‎  ‎دارند . مانند  تاثیر  ‏مخرب  چربیها  بر حاصله از  عوارض  مخرب فاضلابها  ومورد استفاده  قرار دادن  سازه هایی  که برای‎   
منظورها  ومقاصد  دیگری ساخته شده‎  ‎باشند  ، نه آنچه  که مورد  بهره  برداری  است . مانند تبدیل  ‏ساختمان معمولی به سردخانه ،  محل شستشو ، انباری ، آشپزخانه  ، کتابخانه وغیره . با این  همه  اکثر ‏آنها  را می توان  در گروههای  ذیل  طبقه بندی  نمود‎ : 
‎(‎الف) ضربات  وبارههای  وارده  (ناگهانی‎  ‎وغیره ) در صورتی  که موقع  طراحی  سازه برای این گونه  بار ‏گذاریها  پیش  بینیهای‎  ‎لازم  صورت نگرفته باشد‎ . 
‎(‎ب‎) ‎اثرات  جوی ومحیطی ‏‎
‎(‎پ) اثرات نامطلوب  مواد شیمیایی مخرب ‏‎
مقدمه ‏‎
بتن حجیم‎ : ‎هر حجمی  از بتن  با ابعادی  به اندازه  کافی بزرگ  که نیاز  به تمهیداتی  جهت جلوگیری  از ‏ایجاد ترکهای  حرارتی دارد‎ . 
درک بتن  حجیم کلید  کنترل  دما  و در نهایت  حفظ  زمن  وهزینه های‎  ‎مصرفی می باشد‎ . 
مشخصات  فنی‎  ‎عموماً  محدود کننده  دمای  بتن  حجیم  جهت جلوگیری  از ترک حوردگ  ومشکلات  ‏عدیده‎  ‎دوام آن  می باشد . این طور  که به نظر می رسد  دمای  بتن حجیم  بر اساس  تجربه‎  ‎وبه طور  ‏دلخواه به صورت‎   
dir=ltr>C57 ‎به عنوان داکثر  دمای  مجاز بتن  و ‏C19 (F35)   ‎به عنوان  حداکثر  پیمانکار  باید  تمام ‏مشخصات  فنی‎  ‎ونیازمندیهای  آنرا  بدون  چون وچرا  رعایت  نماید . ولی  بدون  درک  صحیح  وکامل‎  ‎از بتن  ‏حجیم  نگهداری  دمای  بتن  در ان محدوده تعیین شده کاری  بسیار دشوار می باشد‎ . 
اغلب اوقات  در هر پروژه ای  مشخصات  فنی آن ، به خوبی  تمهیدات وسیعی  را در جهت کنترل  دما ‏وپاسخگویی  به نیازهای  آن مطرح کرده است . به هر  حال  ،  چنانچه  به این  موضوع‎  ‎توجه  کافی نشود  ‏یا به خوبی  درک نگردد . معین  به مقدار  قابل  ملاحظه  بیشتر است ،‎  ‎شده ومنجر  به صدمه  دیدن  بتن  ‏وبه ‏‎
تاخیر  افتادن  برنامه  ساختمانی خواهد شد .  به علاوه  در روند  امروزی  ،  افزایش  اندازه  سطح  مقطع  ‏بتن  در نتیجه‎  ‎نیاز به حداقل  مقدار سیمان  مصرفی  زیاد با نسبت  آب  به مواد  سیمانی  پایین  می باشد  ‏وان نیز کنترل  دمای  بتن  را چندین  برابر  دشوارتر  می نماید  . درک  بتن‎  ‎حجیم  کلید  کنترل  دما ودر  ‏نهایت  حفظ زمان  وهزینه های  مصرفی می باشد‎ . 
lang=AR-SA> 
بتن حجیم  چیست ؟ ‏‎
سوالی  که اغلب  اوقات‎  ‎مطرح  می شود  این است  که به طور  مشخص  بتن  حجیم  به چه نوع  بتنی  ‏اطلاق می شو ‏‎. ‎طبق آئین نامه  موسسه  بین المللی  بتن‎  Acl ‎کمیته‎  R116 Acl
dir=rtl> ‎تعریف بتن  حجیم  بدین گونه است هر حجمی  از بتن  با ابعادی  به اندازه  کافی بزرگ‎  ‎باشد  که ‏نیاز  به تمهیداتی  جهت  جلوگیری  از ایجاد  ترکهای  حرارتی  که در بتن‎  ‎حجیم  بر اثر  حرارت  زایی  حاصل  ‏از واکنش  شیمیایی  هیدراسیون  آب با سیمان‎  ‎وپیامد  تغییرات  حم  شکل  میگیرد  دارد  از آنجایکه که این ‏تعریف  ازنظر  تعدادی ‏‎
سازمانها کافی اطلاق نشده بنابراین  تعریف های خود  را از بتن  حجیم  مطرح نموده اند . به طور مثال  ‏بعضی ها آنرا  بدین گونه  تعریف نموده اند هر قطعه  بتنی‎  ‎که بعاد آن حداقل  بزرگتر  از 90 سانتی متر  ‏باشد  بتن حجیم  نامیده می شود .طبق این  تعریف  یک پی بتنی  با بزرگی  ضخامت  90 سانتی متر  بتن  ‏حجیم  خوانده نمی شود  ، ولی یک پی بتنی  با بزرگی  ضخامت  1 متر بتن  حجیم در نظر گرفته می شود‎ . 
در سزمانها ، حداقل  ابعاد‎  ‎بکار گرفته در محدوده های  46/0 متر تا  2متررا در نظر می گیرند که بستگی  ‏به تجارب  کار گاهی  گذشته  آنان  را در نظر  می گیرند  ک بستگی  به تجارب  کارگاهی‎  ‎گذشته  آنان  ‏دارد  توجه اینکه  هیچ کدام  از این  تعاریف  مقدار  مواد  سیمانی‎  ‎مصرفی  در بتن  مورد ملاحظه  قرار ‏‎
نداده است‎ . 
آن چه با عملکرد  بالا  یا پایین  وزود‎  ‎مقاومت  رس در یک آلمان  بتنی  استفاده دمای  این المان  بسیار  ‏متفاوت  تر از بتن‎  ‎مرسوم  یک سازه بتنی  باشد ‏‎
کنترل دمای بتن الزامی است ؟ ‏‎
حرارت  زایی  بتن  به علت  واکنش  شیمیایی هیدراسیون مواد سیمانی  می شد  بیشترین  مقدار حرارت  ‏حاصل  در روزهای  اولیه  استقرار بتن  می باشد  مقاطع‎  ‎بتنی  نازک  همچون سس روکش  کف ها تقریباً  ‏به مجرد  ایجاد حرارت  بتن  به همان‎  ‎سرعت  نیز درمحیط اطراف پراکنده می شود  در  مقاطع  بتنی  ضخیم ‏‎
تر  (بتن حجیم‎  ) ‎حرارت  بسیار آهسته  تر از تولید  آن در  اطراف  پراکنده می شود  در مقاطع  بتنی ضخیم ‏تر  (بتن حجیم  ) حرارت  بسیار  آهسته تر از  تولید آن در  محیط اطراف پراکنده  می شود ودر نتیجه  گرم ‏شدن  بتن  حجیم را باعث می گردد‎. 
مدیریت  کنترل دما جهت جلوگیری  از صدمات‎  ‎حاصل  از ترک خوردگی  ، به حداقل رساندن  تاخیر  برنامه ‏کاری  ورعایت مشخصات فنی پروژه الزامی می باشد . به خاطر  کمبود تعریف استاندارد  متحد هر المانی  ‏بتنی را که ابعاد آن برابر 90 سانتی متر یا بزرگتر  باشد به عنوان  بتن حجیم  مورد ملاحظه‎  ‎قرار می دهیم  ‏ملاحظات مشابه‎   
باید  درباره المانهای بتنی  که تحت  چنین‎  ‎تعریفی  قرار نگرفته ولی دارای  سیمان تیپ ااا با مواد سیمانی ‏بیش از 355 کیلوگرم‎  ‎در هر متر  مکتن می باشد  ، اعمال گردد‎ . 
در بسیاری  مواقع ، در المانهای بتنی  غیر حجیم  نیز مقدار  قابل‎  ‎ملاحظه ای حرارت  تولید می شود‎ . 
‎2-1-                ‎حداکثر دمای بتن واختلاف دمای آن ‏‎
اغلب اوقات  جهت اطمینان  بهتر  وبرنامه ریزی مناسب  قبل از استقرار  بتن  حداکثر دمای  مجاز بتن  ‏واختلاف  دمای آن مشخص می شود . در بسیاری  مواقع  گستره های  مشخص شده به طور  اتفاقی ‏وخود به خود انتخاب‎  ‎شده ومشخصات فنی  پروژه  را شامل نمی گردد . برای مثال ، مشخصات  فنی ‏خاص  از پروژه  حداکثر  دمای بتن را به ‏‎
C75 (1354(‎ودمای بتن را به (354‏‎) C19 ‎محدود  می نماید . محدودیت های دیگر  اغلب  شامل  مواردی  ‏مثل‎  ‎محدودیت های  حداکثر  وحداقل  دمای بتن  در زمان  تحویل باشد‎ . 
حداکثر دمای بتن ‏‎
دمای  بتن  به دلایل  بسیاری محدود شده‎  ‎است . دلیل اصلی آن برای جلوگیری  از صدمه دیدن  بتن می ‏باشد . مطالعات  نشان داده است  که چنان چه حداکثر  دمای بتن از  استقرار آن صورت گیرد  وبیش از ‏اندازه محدوده ‏‎7‎تا 68 درجه  سانتیگراد 165به 155 باشد  دوام  طولانی  مدت بتن های  خاصی  مورد‎  ‎سازش قرار می گیرد . مکانیزم صدمه اولیه ، ‏‎
شکل گیری اترینگایت تاخیر  افتاده ‏DFF  ‎می باشد ، که باعث‎  ‎انبساط  داخلی وترک خوردگی  بتن می ‏شود  که امکان مشاهده آن در سالهای متمادی  پس از استقرار بتن موجود می باشد‎ . 
از دلایل  دیگر  محدود کننده  حداکثر  دمای بتن  شامل کاهش زمان خنک کردن ، تاخیرهای مرتبط وبه ‏حداقل  رساندن  پتانسیل ترک خوردگی  مربوط  به انقباض‎  ‎وانبساط  حرارتی  است . درجه حرارت  بالای ‏تراز ‏c
dir=rtl>88 ‎سانتی گراد‎  (F1950 ) ‎می تواند  سبب کاهش  مقاوم  فشاری‎  ‎مورد نظرشود‎ . 
حداکثر اختلاف دما ‏‎
حداکثر اختلاف دمای مجاز‎  ‎بتن  اغلب مشخص کننده حداقل پتانسیل  ترک خوردگی  حرارتی  می باشد . ‏این  اختلاف دما ، تفاوت  بین  دمای گرم ترین  بخش  بتن  وسطح آن می باشد . ترک خوردگی  حرارتی‎  ‎وفنی  که انقباض  مربوط به خنک شدن  در سطح بتن  باعث تنشهای  کششی بیش از  مقاومت‎  ‎کششی ‏بتن باشد ، ایجاد شود‎ . 
حداکثر  اختلاف  دمای  مجاز‎  c 19 ‎سانتی گراد‎  (f35)  ‎اغلب  اوقات در اسناد  پیمانکار  مشخص شده  ‏است  . این اختلاف‎  ‎دما یک  راهنمای  تجربی  بر اساس  بتن  حجیم  غیر  مسلحی که در حدود 50 سال ‏پیش  در اروپا  اجرا شده ، تعیین  گردیده است . در  بسیاری موارد ، محدودیت  اختلاف دمای‎   
dir=ltr>C19 ‎سانتی گراد‎( f
dir=rtl>35) ‎بیش از  اندازه  محدود شده است وترک خوردگی  حرارتی ممکن است‎  ‎حتی در اختلاف  ‏دمای  بالا تر بوجود نیابد‎ . 
حداکثر  اختلاف دمای  مجاز  تابعی  از خواص  مکانیکی  بتن  همچون انبساط حرارتی  ، مقاومت کششی  ، ‏مادول الاستیسیته  ونیز اندازه  تنش های  المانهای  بتنی می باشد .  کمیته‎  R
lang=AR-SA>/2/207/AC ‎مهیا  کننده  دستور العمل‎  ‎جهت  محاسبه حداکثر  اختلاف  دمای مجاز برای  ‏جلوگیری  ترک خوردگی  حرارتی‎   
مبتنی  بر خواص  بتن  برای سازه های  مشخص می باشد‎ . 
در زمانیکه  بتن  به مقاومت  طراحی  شده خود  می رسد ، حداکثر  اختلاف  دمای  مجاز  محاسبه  شده ‏بسیار  بیشتر  از ‏C19 ‎سانتی گراد‎  (F35) ‎می باشد . کاربرد‎  ‎حداکثر  اختلاف  دمای مجاز  محاسبه شده ‏می تواند  سبب کاهش  قابل ملاحظه  مدت‎  ‎زمان  تمهیدا  محافظتی  ، همچون ایزوله  کردن  سطوح‎   
ونگهداری  آن باشد‎ . 
‎2-5- ‎پیش بینی  دمای بتن ‏‎
اغلب  اوقات مشخصات فنی مربوط به بتن  حجیم  به نوع  سیمان  خاص ، حداقل  مقدار سیمان مصرفی  ‏وحداکثر  مواد سیمانی  جایگزین  سیمان  نیاز  دارد به مجرد  اینکه  این اطلاعات جمع آوری  شدند‎ . ‎فرآیند  ‏پیش بینی  لازم  جهت حداکثر  دمای بتن  وحداکثر  اختلاف دمای آن شروع  می شود . چندین  روش پیش ‏بینی  حداکثر ‏‎ دماهای  بتن  موجود می باشد‎ . 



جواد دلیری راد


Linkback: https://irmeta.com/meta/b1374/t7589/
امروز را با خدا قدم برداریم و فردا را به او بسپاریم


اشتراک گذاری از طریق facebook اشتراک گذاری از طریق linkedin اشتراک گذاری از طریق twitter

xx
کتاب جامع در مورد اجرا و نظارت ساختمان(اعم از فلزی و بتنی)

نویسنده کـوکـبـی

0 پاسخ ها
6762 مشاهده
آخرين ارسال ۱۰ اسفند ۱۳۸۸ - ۱۵:۵۸:۱۵
توسط کـوکـبـی
xx
طراحی گام به گام سازه ها

نویسنده CIVILAR

0 پاسخ ها
3076 مشاهده
آخرين ارسال ۱۰ اسفند ۱۳۸۸ - ۰۱:۴۰:۳۸
توسط CIVILAR
xx
فرمول جادویی برای سازه‌های جدید

نویسنده حمید رستمی

0 پاسخ ها
2298 مشاهده
آخرين ارسال ۲۶ فروردین ۱۳۹۰ - ۰۰:۰۶:۱۳
توسط حمید رستمی
xx
دانلود کتابچه گودبرداری و سازه نگهبان

نویسنده کـوکـبـی

0 پاسخ ها
1494 مشاهده
آخرين ارسال ۱۰ اسفند ۱۳۸۸ - ۰۵:۰۱:۰۷
توسط کـوکـبـی
xx
جزوه آموزشی مراحل مقاوم سازی سازه ها

نویسنده کـوکـبـی

0 پاسخ ها
2442 مشاهده
آخرين ارسال ۱۰ اسفند ۱۳۸۸ - ۱۳:۰۹:۵۵
توسط کـوکـبـی
xx
جزوه نکات تحلیل و طراحی سازه ها با Etabs , Safe :

نویسنده کـوکـبـی

0 پاسخ ها
3885 مشاهده
آخرين ارسال ۱۰ اسفند ۱۳۸۸ - ۱۳:۰۸:۳۲
توسط کـوکـبـی