• 007
  • 04
  • 03_2
  • selec 08
  • 01
  • 05
  • 06

سرطان بتن : واکنش قلیایی – سیلیسی

واکنش بسیار مخربی که باعث انبساط های شدید درسطح بتن میگردد. این واکنش در بتن هایی که در معرض شرایط محیطی مرطوب قرار داشته و سنگدانه هایی که حاوی میزان معینی کانی اپال , تری دسییت,   کریستو بالیت, ریولیت, آندزیت, کلسدونی یا داسیتها باشد با مقدارقلیایی سیمان که مجموع Na2O و K2O آن از 0.6  درصد تجاوزکند صورت می گیرد که باعث انبساط های شدیدی در سطح بتن می گردد این واکنش به مرور زمان و بسیار آرام رخ می دهد به همین دلیل به این فعل و انفعالات سرطان بتن میگویند. خرابی ناشی از انبساط در اثر تورم اسمزی ژلهای قلیایی– سیلیسی ایجاد  شده و توسط واکنش شمیایی بین مواد سیلیسی فعال و قلیایی حاصله از هیدراتاسیون سیمان و منابع دیگر حادث می شود . این انبساط مخرب زمانی اتفاق می افتد که سیمان دارای قلیایی بالا باشد این واکنش علاوه بر انبساط زیاد باعث افت مقاومت فشاری و فرو پاشی بتن نیز میشود واکنش با حمله هیدروکسیدهای قلیایی بر کانیهای سیلیسی موجود در سنگدانه ها شروع می شود و ژل قلیایی تشکیل می دهد . این ژل از نوع نرم کننده نا محدود میباشد چون این ژل توسط خمیر سیمان احاطه شده است و  لذا فشارهای داخلی بوجود می آیند که در نهایت باعث انبساط و از هم پاشیدن خمیر سیمان می گردد.

سرعت این واکنش می توان به اندازه ذرات سیلیسی سنگدانه ها کنترل گردد که ذرات بسیار ریز ظرف یک تا دو ماه ایجاد انبساط میکنند ولی ذرات درشت تر در طی سالها موجب انبساط می شوند.

راههای پیشگیری از واکنش سیلیسی – قلیایی :

1-بکار بردن سیمانی که مقدار قلیایی آن پایین باشد.این سیمان را Low Alkali  می خوانند سیمانی که Na2O و  K2O آن از 0.6 درصد بر اساس معادل Na2O کمتر باشد.

  1. جایگزین کردن سنگدانه های غیر فعال به جای سنگدانه های فعال
  2. استفاده از مواد پوزولانی که به صورت ریز آسیاب شده باشند. پوزولانها از حمله سنگدانه های فعال با قلیایی سیمان وارد واکنش شده و فعل و انفعالات حادث می شود بنابراین می توان با استفاده از سیمان پوزولانی این تغییر را تا حد زیادی کاهش داد.
  3. استفاده از مواد افزودنی حباب زا: این افزودنی با ایجاد و یا افزایش منافذ در بتن از خرابی های شدید و انبساط مخرب در ملات و بتن جلوگیری و یا روند آن را کاهش میدهد .

 

پوزولان:

ماده سیلیسی یا سیلیسی آلومیناتی که به خودی خود ارزش سیمانی شدن ندارد اما به شکل ذرات ریز و در مجاورت رطوبت و با ترکیب شدن با هیدروکسید کلسیم خاصیت چسبندگی پیدا می کند. انواع مختلف پوزولان که به صورت طبیعی و مصنوعی می باشد را می توان به پوزولانهای طبیعی ، دوده سیلیس و خاکستر بادی و غیره تقسیم کرد.

پوزولان ها بر واکنش قلیایی – سیلیسی تاثیربسیاری دارد این مواد اگر بصورت ریز پودر شوند و به سیمان اضافه گردند تاثیر زیادی بر کاهش این واکنش شیمیایی در بتن دارند اکثر پوزولانهای طبیعی و مصنوعی از جمله خاکستر بادی قادر خواهند بود مقاومت بتن را در مقابل این پدیده افزایش داده و ترکهای انبساطی ناشی از این فعل و انفعالات را تا حدود یک پنجم کاهش دهند. تاثیر خاکستر بادی در تقلیل یا افزایش این پدیده به میزان قلیایی ها موجود در خاکستر و   ریز دانگی آن بستگی دارد اما پوزولانها نمی توانند کمک زیادی در مقابله با واکنش قلیایی – کربناتی به بتن بکنند از آنجا که این واکنش نیز باعث این انبساط های شدید می شود خرابی و ترک خوردن بتن را در پی دارد ولی بررسی ها نشان داده پوزولان ها در این واکنش تاثیر قابل ملاحظه ایی ندارند و مانند سیمان معمولی عمل میکند.

واکنش قلیایی و کربناتی :

نوع دیگری از این واکنش مخرب و زیان آور سنگدانه ها بین بعضی از دانه های آهک دولومیتی و قلیایی موجود در سیمان رخ می دهد که باعث بوجود آمدن بتن  انبساطی مشابهی با آنچه در واکنش قلیایی – سیلسی مشاهده شد ، میشود.

انواع مشخصی از سنگدانه های دو لومیتی رس ریز دانه با قلیایی سیمان پدید آورنده  انبساط های نا مطلوب می باشند اما بطور کامل هنوز واکنش های مربوطه شناخته نشده اند بخصوص نقش رس در سنگدانه ها روشن نیست ولی اینگونه بنظر می رسد که خاک رس در تمام واکنش های انبساط زا نقش دارد لازم به ذکر است فقط بعضی ازسنگدانه های دو لومیتی آهکی که سبب واکنش انبساط زا در بتن می شود.

انبساط بتن ناشی از این واکنش را عواملی چون درجه واکنش زایی مقدار اجزای واکنش زا و مقدار قلیایی سیمان و شرایط نگهداری تاثیر می گذارند.

این انبساط را  میتوان از طریق کم کردن مقدار سنگدانه های واکنش زا و جایگزینی سنگدانه غیر واکنش زا کاهش داد خوشبختانه واکنشهای کربناتی بصورت فراوان و گسترده یافت نمی شود. بنابراین  میتوان با اجتناب از مصرف سنگدانه ها  تا حدودی جلوی این پدیده را گرفت. راه جلوگیری دیگری که می توان برای این واکنش پیشنهاد داد از استفاده از سیمان قلیایی پایین (Low Alkali ) که  روند واکنش مخرب را تا مقدار زیادی کاهش می دهد.

پوزولان ها در این پدیده توصیه نمی شوند زیرا برای واکنش قلیایی کربناتی موثر نیستند.

آزمایش های مربوط به واکنش قلیایی با سنگدانه های سیلیسی:

  1. تعیین سلامت سنگدانه با استفاده از سولفات سدیم و سولفات منیزیم
  2. تعیین پتانسیل تغییر حجم ترکیبات سیمان و سنگدانه
  3. تعیین پتانسیل واکنش قلیایی سنگ های کربناتی

منبع:

دستنامه اجرای بتن تالیف وادل  ترجمه علی اکبر رمضانیان پور
بتن شناسی تالیف پرفسور نویل ترجمه هرمز فامیلی

راههای تماس

 
 
 تلفن : 22921685 ،22921674- 021
 فکس : 43853996 - 021
 همراه واحد فروش :  3070 353 0912
 
Email:  Info@Arvinpadir.com ,                                      Arvinpadir@yahoo.com             

اخبار