بتن ضد سولفات، یک افزودنی پرخاصیت بتن است که سبب افزایش مقاومت سیمان بتن در مقابل آب های معدنی سولفاته می شود.
عوامل مختلفی در طول عمر بتن برای این ماده، مشکل ساز می شوند و سبب تغییراتی در کیفیت ظاهری یا باطنی آن می شوند. سولفات ها، یکی از عوامل تهدید کننده کیفیت و مقاومت بتن می باشند. البته برخی از انواع بتن همانند بتن پیش تنیده در مقابل این عوامل از خود مقاومت بیشتری نشان می دهند.
پیامدهای اثرات سولفات بر روی بتن باید جدی گرفته شود. زیرا این مسئله می تواند سبب کاهش دوام سازه های بتنی شود. خرابی بتن در اثر سولفات ها، خسارت های جبران ناپذیری را بوجود می آورد. لذا باید از اقدامات پیشگیرانه استفاده نمود تا از خرابی بتن ناشی از سولفات ها جلوگیری کرد.
بتن ضد سولفات چیست؟
بتنی که مقدار تری کلسیم آلومینات آن پایین تر از 5 درصد باشد، بتن ضدسولفاته است. این بتن در برابر حملات یون های سولفات از خود مقاومت بالایی نشان می دهد. نه تنها میزان تری کلسیم آلومینات در این بتن پایین تر از 5 درصد می باشد، بلکه میزان 2C3A+C4AF آن باید پایین تر از 0.25 باشد تا مانع از شکل گیری یون های سولفات شود و بدین ترتیب از عدم حمله سولفات ها به بتن اطمینان خاطر حاصل شود. این بتن از تراکم و فشردگی بالایی برخوردار است و فرآیند کیورینگ بر روی آن به خوبی انجام می شود.
اثرات سولفات‌ها بر روی بتن
بتن ضد سولفات می تواند از بسیاری از خسارت های ناشی از حملات سولفات ها به بتن پیشگیری کند. بتن و سیمانی که در طولانی مدت در معرض یون های سولفات باشند، به ترک خوردگی و پوسته پوسته شدن دچار می شود.
چنانچه یون های سولفات با بتن آماده نشده تماس داشته باشد، منبسط می شود و به تدریج دچار تنش بالایی می شود که ناشی از واکنش میان سولفات‌ها و تری کلسیم آلومینات می باشد.
سولفات ها، تأثیر زیادی روی بتن دارند و سبب کاهش قدرت چسبندگی بتن می شوند که این مسئله سبب کاهش استحکام بتن می گردد. بتن هایی که ترک خوردگی های زیادی داشته باشد به صورت لایه و لایه می شود و بخش های آن از یکدیگر جدا می شود. برای ساخت سازه های مختلف به ویژه سازه های بزرگ و مهم باید از بتن های مقاوم در برابر سولفات ها استفاده نمود.
جهت کسب اطلاعات بیشتر کلیک کنید
انواع پیامدهای سولفات‌ها بر روی بتن
استفاده از بتن ضد سولفات تضمین کننده طول عمر سازه ها خواهد بود. پیامدهای حملات سولفات ها به بتن و سولفاته شدن بتن به چندین شکل نمایان می شود:
- تبدیل هیدروکسید کلسیم به سولفات‌کلسیم که سبب متورم شدن بتن و خرابی آن می گردد.
- تبدیل آلومینات ها به اتر نیگایت که موجب خرابی بتن می شود.
- تجزیه C-S-H که سبب نرمی بتن و تبدیل بتن به یک بتن کم مقاومت می گردد.
اگر سولفات کلسیم به بتن حمله کند، فقط مورد دوم رخ خواهد داد. ولی چنانچه سولفات سدیم به بتن حمله کند، هم مورد دوم و هم مورد اول اتفاق می افتد. اگر سولفات منیزیم حمله کند، هر سه مورد به همراه یکدیگر اتفاق می افتند.
ترکیبات بتن ضد سولفات
شکل گیری این بتن مستلزم کاهش یافتن بعضی از ترکیبات خاص مانند C3A می باشد. این ماده، نتیجه واکنش کلسیم سولفو آلومینات و نمک های سولفاته می باشد که با بهره گیری از افزودنی های ضد سولفات، میزان تولید آن کم می شود.
این ترکیب شیمیایی، هزینه قابل توجهی دارد و بیشترین صدمه به سیمان را در مرحله هیدراتاسیون یا هنگام آب دادن به سیمان، وارد می کند. ولی این افزودنی می تواند مقدار تولید این ماده مضر را به کمتر از 5 درصد برساند و میزان صدمات وارده به بتن را به صورت چشمگیری کاهش دهد.
انواع کاربردهای بتن ضد سولفات
در موارد زیر می توان از این بتن استفاده نمود:
- اجرای فونداسیون ستون ها
- اجرای سازه های زیرزمینی
- احداث سازه هایی که در مناطق ساحلی و حداکثر فاصله 45 کیلومتری از دریا قرار دارند
- احداث برج های خنک کننده
- استفاده در سازه های در تماس با خاک یا آب های زیرزمینی
- استفاده در کاربردهایی که نیاز به مانع و سدی در مقابل خوردگی فولاد می باشد
- احداث کارخانه ها
- استفاده در صنایع غذایی و پالایشگاه ها
- احداث سد، مخزن و آب بندها
- احداث تصفیه خانه های آب و فاضلاب
- و …
بررسی مزایا و معایب:
استفاده از بتن ضد سولفات با مزایای بسیار زیادی همراه است که مهمترین آنها شامل موارد زیر می باشد:
- پیشگیری از حملات یون های سولفات با راندمان بالایی صورت می گیرد و اطمینان خاطر لازم بدست می آید.
- با کاهش گرمای هیدراتاسیون سیمان، شکل گیری تأخیری اترینگایت ها به مراتب کمتر می شود.
- این مصالح، سبب افزایش مقاومت فشاری ترکیب بتن می شود.
- برای استفاده از بتن در مکان های غیر ایمن، خشن و پر از یون های آسیب زا، محدودیتی وجود نخواهد داشت.
- گرمای ناشی از هیدراتاسیون سیمان کم خواهد شد و از بوجود آمدن ترک ممانعت به عمل آورده خواهد شد.
- از صدمات فولاد و خوردگی آن به سبب حملات یون های سولفات جلوگیری می شود.
و اما معایب استفاده از بتن ضد سولفات عبارتند از:
- برای سازه های آبی نیاز به استفاده از قدرتمندترین این ترکیب وجود دارد.
- عملیات کیورینگ بایستی با دقت و به صورت صحیح صورت بگیرد که معمولاً یک هفته الی ده روز زمان می برد.
- اگر شرایط به صورتی باشد که یون های کلر و سولفات هر دو وجود داشته باشند، بایستی سیمان پرتلند که تری کلسیم آلومینات آن به اندازه 5 و 8 می باشد را به کار برد.
با توجه به این موارد باید تصمیم گیری نمود که استفاده از این ماده در کاربرد موردنظر بهتر است انجام بگیرد یا خیر. روش های مختلفی برای جلوگیری از حملات سولفات‌ها به بتن وجود دارد که از جمله آنها می توان به استفاده از چسب بتن ضد آب و مواد کاهنده آب مانند ژل میکروسیلیس اشاره نمود. بنابراین با توجه به شرایط پروژه و مزایا و معایب استفاده از هر یک از این روش ها، باید راهکار مناسب را تعیین نمود.
