حمله سولفاتها به بتن



بتنی که توسط سولفاتها مورد حمله قرار گرفته ، دارای ظاهری سفیدرنگ می باشد . معمولا" خرابی از لبه ها و گوشه ها شروع شده و با ترک خوردن و تجزیه بتن ادامه می یابد . دلیل بروز این علائم آن است که حمله سولفاتها باعث تشکیل سولفات کلسیم ( گچ ) و سولفوآلومینات کلسیم ( اترینگایت ) می گردد . هر دوی این محصولات نسبت به ترکیباتی که جایگزین آنها شده اند ، دارای حجم بیشتری بوده و باعث انبساط و ریختن بتن سخت شده می گردند .
لازم به ذکر است که دلیل این واکنشها وجود عنصر C3A ( سه کلسیم آلومینات ) در ترکیب اصلی سیمان مصرفی در بتن می باشد . در روند پروسه تولید سیمان مقداری گچ به کلینکر سیمان اضافه می شود تا از گیرش آنی که در نتیجه هیدراتاسیون C3A ایجاد می شود ، جلوگیری گردد . گچ به سرعت با C3A واکنش انجام داده و اترینگایت ( سولفو آلومینات کلسیم ) بی ضرری را ایجاد می کند .زیرا در این مرحله بتن تولیدی هنوز در حالت نیمه خمیری می باشد و می تواند افزایش حجم را در خود جای دهد .
هنگامی که بتن سخت شده از طریق منابع خارجی در معرض حمله سولفاتها قرار می گیرد ، واکنشهای مشابهی انجام می شود . نوعی از محلولهای سولفاتی ، آبهای زیرزمینی داخل بعضی رسها هستند که حاوی سولفاتهای سدیم ، کلسیم و منیزیم می باشند . این سولفاتها با Ca(OH)2 و C3A هیدراته شده ، واکنش انجام داده و به ترتیب گچ و اترینگایت تشکیل می دهند .
سولفات منیزیم دارای تاثیر مخرب بیشتری نسبت به سولفاتهای دیگر می باشد زیرا به تجزیه شدن سیلیکاتهای کلسیم ( C2S و C3S ) هیدراته شده و همچنین Ca(OH)2 و C3A هیدراته شده منتهی می گردد . سپس سیلیکات منیزیم هیدراته شده که دارای هیچ خاصیت چسبندگی نمی باشد ، تشکیل می شود .
مقدار تاثیر حمله سولفاتها به غلظت آنها و نفوذپذیری بتن بستگی دارد . اگر بتن خیلی نفوذپذیر باشد ، آب به راحتی در داخل آن نفوذ کرده و Ca(OH)2 شسته خواهد شد . تبخیر در سطح بتن رسوبات کربنات کلسیم را که از واکنش Ca(OH)2 با دی اکسید کربن تشکیل شده ، باقی میگذارد . این رسوب با ظاهری سفید رنگ به نام سفیدک شناخته می شود . معمولا" سفیدک بی ضرر می باشد . هر چند شستشوی زیاد Ca(OH)2 تخلخل را افزایش خواهد داد ، طوری که بتن به طور مستمر ضعیف تر و در مقابل حملات شیمیایی مستعدتر می شود . تبلور نمکهای دیگر هم باعث سفیدک می گردد .
از آنجا که C3A توسط سولفاتها مورد حمله قرار می گیرد ، با مصرف سیمانهایی با C3A کم نظیر سیمانهای ضد سولفات ( نوع V ) ، می توان آسیب پذیری بتن در مقابل حمله سولفاتها را کاهش داد . همچنین می توان با استفاده از سیمان پرتلند روباره آهنگدازی ( نوع IS ) و سیمان پرتلند پوزولانی ( نوع IP ) مقاومت بتن را افزایش داد . مکانیزم دقیقی که توسط آن این سیمانها باعث تاثیر مثبت می شوند ، نا مشخص است . هر چند باید تاکید نمود که نوع سیمان در مرتبه دوم اهمیت و یا حتی بی اهمیت می باشد ، مگر اینکه بتن متراکم و دارای نفوذپذیری پایین ، یعنی دارای نسبت آب به سیمان پایین باشد . نسبت آب به سیمان عامل اساسی می باشد ، اما مصرف سیمان زیاد هم متراکم نمودن بتن در نسبتهای آب به سیمان پایین را ساده می کند .

برگرفته از تکنولوژی بتن – تالیف پرفسور نویل – ترجمه دکتر علی اکبر رمضانیانپور .