کاهش ایجاد اترینگایت تأخیری در ساختمانها و سازههای بتنی
کاهش ایجاد اترینگایت تأخیری
ایجاد اترینگایت تأخیری (DEF) یک فرآیند تخریب در بتن است که طی آن ترکیب سولفاتی اترینگایت پس از سخت شدن بتن و نه در مرحله ابتدایی هیدراتاسیون تشکیل میشود. این تشکیل تأخیری موجب انبساط داخلی در اثر رشد تدریجی اترینگایت در ماتریس سختشده، بهویژه در حضور رطوبت، میگردد. فشار ناشی از این فرآیند باعث ایجاد ریزترکهایی میشود که به مرور زمان گسترش یافته و دوام و یکپارچگی سازه را کاهش میدهند. DEF بهویژه در قطعات بتنی پیشساخته و بتن حجیم که در معرض دمای بالای عملآوری قرار دارند مشاهده میشود، زیرا این دماهای بالا تشکیل اولیه اترینگایت را سرکوب میکند.
علل ایجاد اترینگایت تأخیری (DEF):
• دمای بالای عملآوری: زمانی که دمای عملآوری بتن بیش از °C65 باشد، تشکیل اولیه اترینگایت مهار شده و زمینه برای تشکیل تأخیری آن فراهم میشود.
• وجود رطوبت: پس از سختشدن، قرارگیری بتن در معرض رطوبت، ایجاد اترینگایت و انبساط ناشی از آن را تسهیل میکند.
• وجود سولفات: سولفاتهای موجود در سیمان یا سولفاتهای ورودی از منابع بیرونی به تشکیل اترینگایت کمک میکنند.
• سیمان با قلیایی بالا: سیمانهای پرقلیا احتمال DEF را از طریق واکنشهای شیمیایی افزایش میدهند.
• اعضای سازهای حجیم: بتن حجیم و قطعات پیشساخته حرارت زیادی در زمان عملآوری تولید میکنند و اگر دما کنترل نشود بیشتر در معرض DEF قرار میگیرند.
نواحی رایج وقوع DEF:
• پایهها و کولههای پل
• سدها و سرریزها
• دیوارهای حائل
• تونلها و سازههای زیرزمینی
• فونداسیونها و پیها
• قطعات بتنی پیشساخته (تیرها، دالها، گاردِرها)
• برجهای خنککننده و دودکشها
• مقاطع ضخیم در نیروگاهها و واحدهای صنعتی
نشانههای ایجاد اترینگایت تأخیری (DEF):
• ترکهای نقشهای روی سطح بتن (ریزترکهای نامنظم)
• انبساط یا تغییرشکل اعضای بتنی
• پوستهپوسته شدن یا طبله کردن سطح
• تغییر رنگ در نواحی آسیبدیده
• ایجاد ترکهای پیشرونده داخلی که در مغزهگیری یا روشهای غیرمخرب قابل مشاهدهاند
انواع ایجاد اترینگایت تأخیری (DEF):
1. اترینگایت تأخیری داخلی (Internal DEF)
در این حالت، سولفاتهای مسئول تشکیل اترینگایت درون ترکیب بتن وجود دارند (سیمان، خاکستر بادی، سرباره و …). اگر بتن در مراحل اولیه در معرض دمای بالای عملآوری (معمولاً بالای °C65) قرار گیرد، تشکیل اولیه اترینگایت مهار میشود. پس از سختشدن و رسیدن رطوبت، اترینگایت درون ماتریس تشکیل شده و ایجاد انبساط و ریزترک میکند. این نوع در بتن پیشساخته و بتن حجیم به دلیل گرمای زیادِ حاصل از هیدراتاسیون رایج است.
2. اترینگایت تأخیری خارجی (External DEF)
در این حالت، سولفاتها از محیط خارج وارد بتن سختشده میشوند. منابع خارجی شامل خاکهای غنی از سولفات، آبهای زیرزمینی سولفاتی، آب دریا، یا پسابهای صنعتی هستند. پس از نفوذ سولفاتها و واکنش با آلومیناتهای موجود در بتن، اترینگایت تشکیل شده و منبسط میشود، که مشابه DEF داخلی سبب ترکخوردگی و تضعیف سازه میگردد. سازههای دریایی یا قرارگرفته در خاکهای سولفاتی بیشترین خطر را دارند.
3. اترینگایت تأخیری ترکیبی (Combined DEF)
در این نوع، هم سولفات داخلی و هم سولفات خارجی در تشکیل اترینگایت پس از سختشدن نقش دارند. این مکانیزم دوگانه شدت انبساط و سرعت تخریب را افزایش میدهد و مدیریت آن پیچیدهتر است. معمولاً نیازمند بررسی همزمان عوامل محیطی و مشخصات مصالح است.
روشهای پیشگیری از ایجاد اترینگایت تأخیری (DEF):
• حفظ دمای عملآوری کمتر از °C65
• استفاده از سیمان کمحرارت یا سیمان ضدسولفات
• محدود کردن مقدار قلیایی سیمان
• کنترل صحیح نسبت آببهسیمان
• استفاده از مصالح و سنگدانههای کمسولفات
• افزایش تدریجی دمای عملآوری و جلوگیری از شوک حرارتی
• اعمال حفاظت رطوبتی مناسب پس از عملآوری
• استفاده از مواد افزودنی مناسب برای کاهش حرارت و افزایش دوام
• پرهیز از مصرف بیشازحد مواد افزودنی پوزولانی مگر در شرایط کنترلشده
• طراحی مناسب برای زهکشی و آببندی جهت کاهش تماس بلندمدت با رطوبت
روشهای تعمیر بتن آسیبدیده از DEF:
1. حذف جزئی یا کامل بتن آسیبدیده
برداشتن نواحی که دچار ترکهای شدید و انبساط شدهاند و جایگزینی با بتن جدید و کنترلشده.
2. تزریق ترکها
استفاده از رزینهای اپوکسی یا پلییورتان برای ترمیم ترکهای خفیف تا متوسط و جلوگیری از نفوذ رطوبت.
3. جایگزینی با بتن مقاوم به سولفات
در تعمیر نواحی آسیبدیده، استفاده از سیمان ضدسولفات و مصالح مناسب برای جلوگیری از تکرار DEF.
4. تقویت خارجی
بهکارگیری ورقهای FRP، صفحات فولادی یا پستنیدگی برای افزایش مقاومت و کنترل آسیب بیشتر.
5. آببندی و کنترل رطوبت
نصب یا بهبود سیستمهای آببندی و اجرای روکشهای مناسب برای جلوگیری از نفوذ آب و کاهش احتمال فعالشدن مجدد DEF.
6. پوششهای سطحی
استفاده از پوششهای محافظ برای ایجاد مانع در برابر رطوبت و مواد شیمیایی.
7. پایش و بازرسی منظم
بررسی دورهای سازه با روشهای مخرب و غیرمخرب مانند سرعت پالس اولتراسونیک برای شناسایی آسیبهای احتمالی.
8. استفاده از قطعات پیشساخته جایگزین
در برخی پروژهها، تعویض بخشهای آسیبدیده با قطعات پیشساخته که کنترل کیفیت بالاتری دارند مقرونبهصرفهتر است.
9. اجرای پوشش یا لایه ترمیمی
استفاده از ملاتهای ترمیمی یا اورلیها برای ایجاد لایه محافظ جدید.
10. تعویض یا ارتقای میلگردها
در صورت مشاهده خوردگی یا آسیب آرماتور، تعویض یا تقویت آنها همراه با اعمال محافظهای لازم.
جمعبندی
ایجاد اترینگایت تأخیری (DEF) تهدیدی جدی برای سازههای بتنی است، اما با پیشگیری مناسب و انجام تعمیرات بهموقع میتوان اثرات آن را کاهش داد. کنترل شرایط عملآوری، انتخاب مواد مناسب و پیگیری آسیبها در مراحل اولیه، نقش مهمی در افزایش دوام و ایمنی سازه ایفا میکنند.
منبع:
www. constrofacilitator.com
برای دریافت مشاوره و اطلاعات بیشتر، همین حالا با ما تماس بگیرید.