بتن و حرارت

مسائل حرارتي بتن
هنگام بتن ريزي در هواي گرم مسائل بخصوصي مطرح است. اين مسائل اغلب ناشي از دماي بالاي بتن است و در اکثر حالات از افزايش ميزان تبخير آب بتن در يک مخلوط تازه ناشي مي شود. در بتن ريزي هاي حجيم به علت افزايش حرارت در نتيجه عمل هيدراتاسيون و افت آن ، اغلب ترک هايي در بتن مشاهده مي گردد و اين به علت قيودي است که در تغييرات حجم بتن وجود دارد. در اين حالت بايد قدم هاي مناسبي در جهت مخلوط کردن ، ريختن و عمل آوردن بتن برداشته شود.

مسائل بتن در هواي گرم
دماي بالاي محيط ، در بتن تازه ، سبب هيدراتاسيون سريع بتن تازه و سرعت گيرش و مقاومت نهايي پايين تر بتن سخت شده، به علت عدم تشکيل يکنواخت ژل، مي گردد. بعلاوه اگر حرارت بالاي محيط همراه رطوبت نسبي پايين باشد، تبخير شديد و سريع آب مخلوط صورت گرفته و کارايي کاهش يافته و درنتيجه جمع شدگي خميري افزايش و ترک هاي سطحي پديد مي آيد.

علاوه بر اين حرارت بالاي بتن تازه در بتن ريزي هاي حجيم سبب ايجاد تفاضل حرارتي بزرگتري بين قسمت هاي مختلف گشته و در سرد شدن بعدي به وجود آمدن تنش هاي کششي به ايجاد ترک هاي حرارتي در بتن منتهي مي شود. مشکل ديگر مسئله ي مواد حباب هوازا است که در هواي گرم راندمان آن پايين مي افتد و البته اين مسئله با افزايش ميزان مصرف آن تا حدي جبران مي شود.

مسئله ديگر اين است که اگر بتن نسبتا سرد تحت اثر دماي بالاي محيط اجازه ي انبساط پيدا کند، حباب هاي هوا نيز منبسط شده و مقاومت بتن کاهش مي يابد. اين مسئله به عنوان مثال در قطعات افقي و نه در قطعات قائم، در قالب هاي فولادي که انبساط در آنها جلوگيري مي شود، اتفاق مي افتد.

عمل آوردن بتن در دماي بالا و در هواي خشک مسائل اضافي ديگري به همراه دارد زيرا آب طي عمل آوردن سريع تر تبخير يافته و در نتيجه هيدراتاسيون را کندتر مي کند. اين عمل سبب عدم افزايش کافي مقاومت بتن شده و انقباض ناشي از خشک شدن را سرعت بخشيده و تنش هاي کششي در بتن ايجاد مي کند که سبب ايجاد ترک در بتن سخت شده مي شود. بنابراين در اين موارد جلوگيري از تبخير آب از سطح بتن امري لازم است.

بتن ريزي در هواي گرم
روش هاي متعددي جهت حل مسائل بتن در هواي گرم که در قسمت قبل بيان گرديد وجود دارد. در اولين قدم دماي بتن در کارگاه يا به هنگام تحويل بايستي پايين و در حدود ۱۶ درجه سانتيگراد(۶۰ درجه فارنهايت) و حداکثر ۳۲ درجه سانتيگراد(۹۰ درجه فارنهايت) نگه داشته شود. دماي مخلوط بتن تازه با داشتن دماي اجزاي تشکيل دهنده ي آن از فرمول زير محاسبه مي گردد:

در اين فرمول T دما، W جرم اجزاي تشکيل دهنده در واحد حجم بتن (kg/m³ يا lb/yd³) و ضريب هاي a و c و w و wa به سنگدانه ي خشک، سيمان، آب اضافه شده و آب جذب شده توسط سنگ دانه ها مربوط مي باشند. مقدار ضريب ۲۲/۰ نسبت تقريبي حرارت ويژه ي مصالح خشک به آب است که در دو سيستم واحد SI و سيستم آمريکايي کاربرد دارد.

البته حرارت و دماي واقعي بتن کمي بيش از مقدار محاسبه شده از فرمول فوق مي باشد و اين به علت کار مکانيکي انجام شده هنگام مخلوط کردن بتن و افزايش حرارت هيدراتاسيون اوليه سيمان است. معهذا مقادير محاسبه شده از فرمول به اندازه ي کافي دقيق مي باشد. از آنجا که معمولا کنترل هايي روي دماي اجزاي تشکيل دهنده ي بتن اعمال مي شود، لذا لازم است اثر نسبي تغييرات درجه حرارت مصالح روي بتن بررسي شود. به عنوان مثال براي نسبت آب به سيمان ۵/۰ و نسبت سنگدانه به سيمان ۶/۵ کاهش دماي بتن تازه به ميزان يک درجه سانتيگراد(يا يکي درجه فارنهايت) با پايين آوردن دماي سيمان به ميزان ۹ درجه سانتيگراد(۹ درجه فارنهايت)، يا آب به ميزان ۶/۳ درجه سانتيگراد يا سنگدانه ها به ميزان ۶/۱ درجه سانتيگراد ميسر مي گردد. بنابراين مي توان مشاهده کرد که به علت مقدار کم سيمان در مخلوط، افت دماي بيشتري براي آن نسبت به مصالح ديگر لازم است و در نتيجه خنک کردن آب ساده تر از سيمان و سنگدانه است.

همچنين براي خنک کردن مي توان يخ را به عنوان قسمتي از آب اختلاط مصرف نمود. راندمان اين کار به علت جذب حرارت مصالح ديگر جهت تامين گرماي نهان ذوب يخ، بيشتر است. در اين حالت دماي بتن تازه از فرمول زير بدست مي آيد:

عبارات فوق همان است که در فرمول قبل بيان شد به جز اينکه کل جرم آب اضافه شده به مخلوط مجموع آب در دماي به علاوه ي جرم يخ و L نشان دهنده ي نسبت دماي نهان ذوب يخ به حرارت ويژه ي آب و برابر ۸۰ درجه ي سانتيگراد (۱۴۴ درجه ي فارنهايت) مي باشد. بايستي به هنگام مصرف يخ دقت کافي نمود تا کل يخ قبل از کامل شدن مخلوط، آب شده باشد.

اگرچه سرد کردن سنگدانه ها در پايين آوردن دماي بتن تاثير کمتري دارد، ليکن با دپو کردن سنگدانه ها در سايه و دور از تابش مستقيم آفتاب و آبپاشي با آن مي توان حرارت بتن را پايين آورد. از روش هاي ديگر مي توان پوشانيدن لوله هاي آب، رنگ کردن تمام لوله ها و مخزن هاي آب به رنگ سفيد، آبپاشي کردن قالب ها قبل از بتن ريزي، و انجام بتن ريزي در شب را نام برد.

در ارتباط با انتخاب مخلوط مناسب به منظور کاهش تاثير هواي خيلي گرم، مقدار سيمان بايد تا حد امکان جهت تقليل حرارت هيداراتاسيون، کم انتخاب شود. در خصوص حل مشکل کارايي بتن، نوع و دانه بندي مصالح سنگي بايد طوري باشد که جذب آب زياد نداشته و مخلوط چسبنده بوده و موادي نظير سولفات ها در سنگدانه ها که خطر گيرش کاذب و سريع را در بتن بالا مي برد به حداقل برسد.
به منظور کاهش «خطر کم شدن کارايي بتن و افزايش زمان گيرش» مي توان از مواد افزودني ديرگير کننده استفاده نمود. در بتن ريزي هاي متوالي اين ماده از تشکيل اتصالات سرد بين قسمت ها جلوگيري مي کند. در بعضي از کاربرد هاي خاص مي توان درصد استفاده از ماده ي افزودني را با نظر متخصص مربوطه بالا برد. پس از بتن ريزي بايد از تبخير آب بتن جلوگيري نمود. از ميزان تبخير بيش از ۵/۰ کيلو گرم بر متر مربع در ساعت از سطح بتن در معرض محيط بايد اجتناب کرد، تا به عمل آوردن قابل قبول و جلوگيري از ترک هاي پلاستيک فراهم گردد. ميزان تبخير بستگي به دماي هوا، دماي بتن، رطوبت نسبي هوا و سرعت باد دارد.

بتن بايد از اشعه ي خورشيد محافظت شود. زيرا در غير اينصورت اگر شب سردي فرا برسد، در اثر ممانعت از انقباض ناشي از سرد شدن ترک هاي حرارتي ايجاد خواهد شد. گسترش ترک ها مستقيما به اختلاف دماي بين بتن و محيط اطراف وابسته است. در هواي خشک خيس کردن بتن، و فراهم نمودن شرايط تبخير به خنک شدن مناسب و عمل آوردن موثر مي گردد. روش هاي ديگر عمل آوري، تاثير کمتر ي دارند. در صورتي که صفحه و غشا و پوشش پلاستيکي به کار رود، بهتر است به رنگ سفيد باشند تا اشعه ي آفتاب را منعکس نمايند. سطوح بزرگ بتني در معرض محيط، نظير بزرگراه ها و باند فرودگاه ها در برابر مسائل حرارتي بيشتر آسيب پذيرند و ريختن و عمل آوردن بتن، در اين حالات بايد دقيقا برنامه ريزي و اجرا گردد.

سطوح بتني افقي و گسترده مانند دال هاي روسازي بزرگراه ها ، مشکلات و مسائل جديد تري را ايجاد مي نمايند. زيرا در چنين مواردي براي جلوگيري از ترک خوردگي ناشي از خشک شدن، بايد از کاهش آب بر اثر خروج آن از جسم بتن، جلوگيري به عمل آمده، و اقدامات لازم حتي قبل از گيرش کامل بتن آغاز گردد. چون در اين شرايط، بتن از نظر مکانيکي ضعيف است، بديهي است که بايد از پوشاندن سطح آن با روش هاي معمول خودداري کرد، و از روش هاي مناسب تري مانند پاشيدن مواد عايق روي بتن استفاده نمود.

بتن در برابر حمله ي آب دريا

نفوذ پذيري بتن (permeability) در محيط دريا
يکي از پارامترهاي بسيار مهم و در واقع تعيين کننده ي ميزان خسارت پذيري بتن، در برابر عوامل خارجي همچون سولفات ها، کلرور ها و ساير عوامل مخرب شيميايي، نفوذپذيري بتن است، به نحوي که براي بادوام بودن، بتن بايد نسبتا غير قابل نفوذ باشد. لذا نفوذ پذيري به عنوان مهم ترين عامل داخلي موثر در دوام بتن و يا به عبارت ديگر اصلي تري عا

نفوذ مايعات و گازها به داخل بتن مي تواند به نحو نامطلوبي بر دوام آن اثر بگذارد. براي مثال مي توان هيدروکسيد کلسيم که از بتن به خارج راه مي يابد و يا حمله اي که به وسيله ي يون هاي کلر و دي اکسيد کربن و يا مايعي خورنده رخ مي دهد، نام برد. ميزان نفوذ بستگي به نفوذپذيري بتن دارد.
در بتن مسلح نفوذ آب و هوا به داخل بتن، سبب زنگ زدگي آرماتورها خواهد شد و از آنجايي که اين عمل با افزايش حجمي فولاد همراه است، پوشش بتني روي آرماتور ترک مي خورد و ور مي آيد.

قابل ذکر است که هم در خمير سيمان و هم در سنگدانه ها منافذي وجود دارند و علاوه بر اينها خود بتن نيز حاوي منافذي است که بر اثر عدم تراکم کامل و يا آب انداختن آن به وجود آمده اند. اين منافذ ممکن است بخشي بين يک تا ده درصد حجم بتن را اشغال نمايند، ميزان ده درصد معرف بتني است که اصطلاحا کرمو بوده و مقاومت آن بسيار پايين است. از آنجا که سنگدانه ها در بتن با خمير سيمان احاطه مي شوند، لذا در بتن هاي کاملا متراکم شده، نفوذپذيري خمير سيمان بيشتري اثر را بر نفوذپذيري بتن خواهد داشت.

شکل (۸)

فرمولي که براي اين نفوذپذيري تحت جريان يک بعدي (تک محوري) به وسيله ي والنتا(Valenta)مطرح مي شود به صورت زير مي باشد:

T = زمان رسيدن به عمق نفوذ (d)
d = عمق نفوذ
h = ارتفاع بتن
v = تخلخل

= ضريب نفوذپذيري
که با کمک اين فرمول مي توان ضريب نفوذپذيري آب را بدست آورد.

عوامل موثر در نفوذپذيري بتن
نفوذپذيري عامل تعيين کننده و پراهميتي در مسئله ي دوام بتن به شمار مي آيد و همچنان که ذکر شد، مبين کيفيت بتن است. نفوذپذيري به عوامل متعددي بستگي دارد که عبارت اند از:
۱ – نسبت آب به سيمان:
هر چه نسبت آب به سيمان خمير کمتر شود، روند کاهش در ضريب نفوذپذيري بتن سريع تر مي گردد. براي خمير هايي که به اندازه يکسان هيدراته شده باشند، هرچه مقدار سيمان خمير بيشتر، يعني نسبت آب به سيمان کمتر باشد، نفوذپذيري کمتر است.
خمير هايي که آب به سيمان آنها کمتر از حدود ۶/۰ است، يعني خمير هايي که در آنها لوله هاي موئينه بر اثر پر شدن در بعضي نقاط ناپيوسته شده اند، شيب خط به مقدار قابل ملاحظه اي کمتر است.
شکل (۹) نشان مي دهد که کاهش نسبت آب به سيمان از ۷۵/۰ به ۳/۰ ضريب نفوذ را يکصد بار کاهش مي دهد. به لحاظ نقش پراهميت نسبت آب به سيمان در ميزان نفوذپذيري و دوام بتن، آيين نامه ي بتن ايران براي شرايط محيطي ويژه حداکثر نسبت آب به سيمان مجاز را مطابق جدول صفحه ي بعد تعيين مي نمايد.

شکل (۹ )
۲ – تخلخل بتون:
نفوذپذيري بتن تابع ساده اي از تخلخل آن نيست، بلکه بستگي به اندازه، توزيع و تداوم منافذ نيز دارد. بنابراين اگرچه تخلخل ژل سيمان ۲۸ درصد است، نفوذپذيري آن تقريباً متر بر ثانيه است. اين امر به علت بافت بي اندازه ريز خمير سخت شده ي سيمان بوده و منافذ ژلي بي اندازه کوچک و متعدد با قطر حدود ۵۰ آنگستروم، تاثيري در نفوذپذيري بتن ندارد. اما فضا ها و حفره هاي موئينه عامل اصلي نفوذپذيري بتن به شمار مي روند. اين حفره ها با اندازه هاي بزرگتر و حتي ميکروني بوده و به همين دليل عبور آب از ميان اين منافذ خيلي آسان تر از عبور آن از ميان منافذ خيلي کوچک تر ژل صورت مي گيرد.

به طور کلي خمير سيمان ۲۰ تا ۱۰۰ برابر خود ژل، نفوذپذيرتر است. چنين نتيجه مي شود که نفوذپذيري خمير سيمان به وسيله ي تخلخل موئينه خمير کنترل مي شود.

۳ – درجه ي هيدراتاسيون:
نفوذپذيري خمير سيمان با پيشرفت درجه ي هيدراتاسيون آن تغيير مي کند.
در يک خمير تازه جريان آب به وسيله ي اندازه، شکل و غلظت ذرات اوليه ي سيمان کنترل مي شود. با پيشرفت هيدراتاسيون نفوذپذيري به سرعت کاهش مي يابد، زيرا حجم خالص ژل (شامل منافذ در ژل) تقريبا ۱/۲ برابر حجم سيمان هيدراته نشده است. و لذا ژل تدريجا بعضي از فضا هاي اوليه را که با آب پر شده بودند، اشغال مي کند.
در يک خمير به بلوغ رسيده، نفوذپذيري به اندازه، شکل و غلظت ژل و اينکه آيا لوله هاي موئينه ي آن پيوسته اند يا خير بستگي دارد.
۴ – خواص سيمان:
نفوذپذيري بتن تحت تاثير خواص سيمان نيز قرار مي گيرد. در يک نسبت آب به سيمان ثابت، سيمان درشت تمايل به ايجاد خميري با نفوذپذيري بيشتر از سيمان ريز دانه دارد. بطور کلي مي توان بيان نمود که هر چه مقاومت خمير بيشتر باشد نفوذپذيري آن کمتر خواهد شد.
۵ – اثر دما:
افزايش دما بر روي توزيع اندازه منفذ داخل بتن اثر مي گذارد و همينطور با افزايش دما باعث درشت تر شدن منفذ در سيمان هيدراته مي شود. اصولا نفوذپذيري از طريق منافذ درشت تر تامين مي شود(لوله هاي موئينه)

حمله ي سولفات ها
سولفات هاي محلول به ويژه سولفات هاي سديم، پتاسيم، کلسيم و منيزيم در اغلب نقاط دريا به طور طبيعي در خاک و آب وجود دارند. معمولاً خاک ها يا آب هايي که داراي چنين سولفات هايي هستند، ” خاک ها يا آب هاي قليايي” ناميده مي شوند. کليه ي سولفات ها براي بتن مضرند. مقدار اين سولفات هاي محلول آب در درياهاي مختلف متفاوت است و در آب دريا با شوري متوسط به ۲۵۰۰ تا ۲۷۰۰ ميلي گرم در ليتر مي رسد.

عملکرد روش هاي محافظت بتن مسلح در محيط دريا
مقدمه
خوردگي آرماتور اغلب در سازه هاي بتني داخل دريا و يا در معرض آب دريا مشاهده شده است که نهايتاً به ترک خوردن و خرابي بتن منجر مي گردد. براي جلوگيري از اين پديده لازم است مراقبت هاي زياد در طرح اختلاط و ريختن بتن انجام پذيرد. مثلاً آرماتورها بايستي از يک پوشش بتني با کيفيت خوب برخوردار باشند و در کليه مراحل تا آنجا که از نظر اجرايي مقدور است، بدون ترک باقي بمانند. به هر حال اگر چه ممکن است مراحل اجرا به نحو خوبي انجام پذيرد ولي در بعضي حالت ها خوردگي آرماتور بدون وسايل اضافي اجتناب ناپذير است.

در اين تحقيق سعي گرديده است تا روش هاي مختلف جهت محافظت آرماتور موجود در بتن از قبيل پوشش هاي رزيني ، گالوانيزه کردن ، محافظت کاتدي، پوشش هاي سطحي بتن و ديگر مواد تجارتي از نظر خاصيت بازدارندگي از خوردگي، بررسي شوند.

روش هاي محافظتي
۱ – پوشش آپوکسي :
نمونه هاي فولاد با هشت نوع پوشش رزين اپوکسي (پنج نوع به صورت رنگ پودري و سه نوع به صورت مايع) به ضخامت هاي ۸۰، ۱۵۰ ، ۲۵۰ ميکرون در معرض آزمايش هاي خوردگي سريع قرار گرفتند. در اين قسمت نمونه هايي که ۱۰ درصد از سطحشان داراي پوشش نبود نيز آزمايش شدند.

يک نوع از فولاد پوشش يافته که در ميان ساير نمونه ها نسبت به خوردگي مقاوم تر بود، بعدا تحت آزمايش دريايي قرار گرفت.
۲ – فولاد گالوانيزه :
آزمايش بر روي نمونه هاي فولادي که در پنج وضعيت مختلف از نظر زماني و حرارتي گالوانيزه شده بودند، انجام گرفت. يکي از انواع تجارتي آن نيز براي آزمايش هاي محلي انتخاب گرديد.
۳ – محافظت کاتدي:

به منظور انجام اين آزمايش احتياج به يک منبع انرژي خارجي و يک آند يا فلز قرباني (Sacrificial Anode) ( روي و منيزيم) است. شکل(۱۱ )

سيستم محافظت کاتدي- شکل(۱۱)

۴ – پوشش اورتان براي سطح بتن :
سطح خشک شده ي بتن را با برس تميز نموده و سپس يک لايه ي نازک از رزين اورتان (Orethane) به ضخامت ۲۰۰ ميکرون با قلم مو روي آن ماليده مي شود.
۵ – بازدارنده هاي تجارتي:
اين نوع بازدارنده ها با غلظتي معادل سه برابر ميزان استاندارد آن با بتن مخلوط شدند و سپس مورد استفاده قرار گرفتند.

بررسي دوام بتن و خوردگي آرماتور در مناطق مختلف دريايي
طراحي بر اساس دوام براي سازه هاي بتني در محيط هاي دريايي امري ضروري است. در نتيجه لازم است که به طور دقيق دوام بتن در محيط دريايي بررسي شود. در سازه هاي دريايي سه منطقه را مي توان مشخص کرد که عبارتند از:

۱- منطقه ي زير آب (Under water zone)
2- منطقه ي جزو و مدي (تر و خشک ـ Tidal zone )
3- منطقه جوي دريايي (Marine atmosphere )

قوانين مربوط به طراحي، ساخت و نظارت سازه هاي ثابت دريايي را ، دِت، نورسي، وريستاس (Det,Norsye,Veritas) وضع کرده اند. منطقه ي تر و خشک شدن از دو متر بالاي سطح جزر و مد و تا ۵/۱ متر پايين تر از آن امتداد مي يابد. منطقه ي زير آب در زير منطقه ي تر و خشک شدن و منطقه ي جوي در بالاي آن قرار دارد. در گزارش فني شماره ي ۵ بتن انگلستان در برنامه ي اقيانوسيه، منطقه ي تر و خشک شدن در نظر گرفته شده ۶۵/۰ متر بالاي سطح جزر و مد امتداد مي يابد.
همانطور که پيش از اين گفته شد ما به اين نتيجه رسيديم که در مورد دوام بتن در محيط دريايي، نفوذپذيري نسبت به عوامل شيميايي بتن ترجيحاً مهم ترين فاکتور در دوام بتن مي باشد. در سازه هاي بتني مسئله ي خوردگي آرماتور يا به عبارت ديگر نفوذ يون کلر به داخل بتن از مهم ترين عوامل دوام بتن مي باشد. فرآيند نفوذ کلريد ها به داخل بتن در هر يک از نواحي ذکر شده متفاوت است. در ناحيه ي زير آب، فرآيند حمل و نقل کنترل کننده عبارت از نفوذ همراه با واکنش کلريد ها به داخل سيمان هيدراته شده مي باشد و درمنطقه ي تر و خشک شدن فرآيند هاي متناوب تر و خشک شدن روي سطوح سازه انجام مي گيرد.

۱- منطقه ي زير آب (Under water zone)
در زير آب قسمت اعظم منافذ با آب پر شده اند و فشار هيدرواستاتيک نقش مشخصي را در نفوذ يون هاي کلريد ايفا مي کند . فرايند اصلي عبارت از نفوذ از يک منبع خارجي و در واقع با غلظت ثابت مي باشد.
به هر حال فرايند مذکور تنها يک انتشار ساده نبوده بلکه انتشار اصلاح شده اي مي باشد که بوسيله ي فعل و انفعالاتي از قبيل يون هاي کلر با سيمان سخت شده ، انجام مي گردد.
اين بدان معني است که عبارت وابسته به غلظت بايستي به معدله ي قانون ثانوي فيک که انتشار را توصيف مي نمايد ، اضافه شود. از اين رو معادله ي انتشار به معادله ي زير تغيير مي يابد.

که در اين معادله:
D = ثابت انتشار پايدار
c = غلظت
x = فاصله (که فرض مي شود انتشار يک بعدي است)
f(c) = ميزان فعل و انفعال کلرور ها با سيمان سخت شده است.

سيستم سيمان سخت شده داراي منافذ بيشتر ، اثر مناسبي بر انتشار مي گذارد و بالعکس هرچه w/c کمتر باشد انتشار کند تر مي شود. نوع سيمان نيز از اهميت خاصي بر خوردار است . درمنطقه ي ” زير آب” خطر خوردگي بسيار کم مي باشد. تجربه نشان داده است که لايه از آب راکت مي تواند وسيله ي بسيار موثري در برابر حمله ي خوردگي باشد.

۲- منطقه ي جزو و مدي (تر و خشک ـ Tidal zone )
اين منطقه همان منطقه ي تر و خشک شدن مي باشد که غلظت کلريد نزديک سطح بتن به طور مشخصي افزايش مي يابد.
در مرحله ي خشک شدن ، تنها آب از سطح بتن تبخير مي شود و نمک در قسمتي که خشک شدن انجام مي گيرد باقي مي ماند و در نتيجه غلظت کلريد به واسطه ي کاهش آب در محلول منفذي در قسمت خشک افزايش مي يابد.
در مرحله ي تر شدن آب نمک براي مدت زمان کوتاهي از طريق جذب مويينگي از محيط وارد بتن مي شود. از اين رو در منطقه ي تر و خشک شدن چون فرايند متناوب تر و خشک شدن روي سطوح سازه انجام مي گيرد ، بنابر اين پديده ي
تغليظ(Surface Condensation ) سطح مطرح مي شود . در اين حالت غلظت کلريد در لايه ي سطحي تابع مجموع دو پديده مي باشد: يکي جذب يون با تبعيت از قانون انتشار فيک(Fick s Law ) و ديگري پديده ي تغليظ سطح .

سرعت انتقال يون کلريد آزاد است که تابع انتشار و مطابق با گراديان غلظت است و همين طور تابع هجوم يون کلريد مي باشد که باعث تغليظ سطح مي شود (/ day ).
سرعت انتقال يون کلريد مطابق با گراديان غلظت که از تئوري انتشار مشتق مي شود (/ day ).

که :
DC = ضريب نفوذ کلريد آزاد در بتن مي باشد ( )
= غلظت کلريد آزاد ( ) که اگر مقدار آب و مقدار کلريد آزاد در بتن مشخص با شد ، مي توان آن را به دست آورد.
x = فاصله از سطح بتن وقتي انتشار مستقيم انجام گيرد (يک بعدي)
t = روز

بررسي علل خرابي سازه هاي بتني مناطق گرم جنوب
وضعيت اقليم در بندرعباس
با توجه به وضيعت آب و هوا و رطوبت ،ذيلا شرايط محيطي بندرعباس را مورد بررسي قرار مي دهيم:
۱٫ وضيعت خاک بندرعباس:
خاک بندرعباس کمي قليايي است به گونه اي که PH آن در لايه هاي کم عمق(تا عمق ۴۵ متري) بين ۹/۶ تا ۲۰/۱۰ متغير است . ميانگين نمونه هاي آزمايش شده در اين لايه ها ۹/۷ و بيشترين آن ۲/۵ است. ميزان سولفات موجود در قشر هاي کم عمق بين ۰۱/۰ تا ۱/۰ متغير است . ميانگين آن ۰۶/۰ در صد و بيشترين آن ۱/۰ درصد است.
۲٫ وضيعت بارندگي در سالهاي گذشته به شرح جدول (۴) است.

جدول(۴)

۳٫ وضيعت دماي محيط برابر جداول (۵) و (۶ ) و (۷) است.

جدول(۵)

جدول(۶)

جدول(۷)

۴٫ وضيعت رطوبت نسبي به شرح جدول (۸)است. در اين جدول مشاهده مي شود که رطوبت نسبي متوسط در طول سال بيش از ۶۵ درصد بوده و رطوبت حدود ۷۰ درصد، رطوبت بحراني براي پديده ي کربناتاسيون در بتن مسلح است.

جدول(۸)
بررسي علل خرابي ساختمانهايي در جزيره ي کيش
ساختمانهايي که در اين جزيره مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته اند محدود به شش گروه ساختمان است که همگي بتني مسلح بوده اند و در فواصل بين ۲۰۰ تا ۱۰۰۰ متر از دريا قرار دارند . بررسي کلي نشان دهنده ي خرابي گسترده و وسيع از نوع زنگ آرماتور و ريختن بتن است . در مواردي نيز ريزش هايي قابل ملاحظه صورت گرفته و گاه نياز به تعويض بعضي سقف ها شده است . در زمان بررسي ساختمان ها قدمتي حدود ۲۰ سال داشتند. براي بررسي دقيق تر آزمايش هاي زير بر روي سازه هاي بتني برنامه ريزي و انجام شدند :
۱- آزمايش هاي چکش اشميت و اوالتراسونيک براي بررسي مقاومت
۲- نمونه هاي مغزه براي انجام شدن آزمايش هاي شيميايي و مکانيکي بتن
۳- آزمايش نيم پيل براي تعيين وضعيت خوردگي در آرماتورها

از شش گروه ساختمان ، تنها چهار گروه به صورت نمونه و به شرح زير طبقه بندي شده است :

پاره اي از نتايج آزمايش هاي انجام شده بر روي ساختمان ها
الف – ساختمان هاي گروه ۱
از بررسي نتايج حاصل از آزمايش سرعت پالس در قاب هاي بيروني ساختمان هاي اين گروه مشاهده مي شود که در اکثر موارد ، بتن کيفيت ضعيفي داشته و اين در صورتي است که نتايج حاصل از آزمايش چکش اشميت حاکي از تغييرات زياد مقاومت ها(بين ۱۰۰ تا ۵۰۰ کيلوگرم بر سانتي متر مربع)بوده است و عواملي از جمله کربناته شدن سطح بتن بر روي مقاومت هاي بالاي حاصل از چکش تاثير زيادي دارد. از طرفي ديگر ، پايين بودن وزن مخصوص بتن هاي حاصل و درصد تخلخل و فضاي خالي بالاي آنها در کيفيت بتن موجود تاثير قابل ملاحظه داشته است.
از طرفي ديگر ، مقاومت هاي فشاري حاصل از نمونه هاي مغزه حاکي از مقاومت نسبتا خوب بتن هاي موجود(بين ۳۵۰ تا ۳۸۰ کيلوگرم بر سانتيمتر مربع نمونه مکعبي)است. همچنين از نتايج بدست آمده از آزمايش سرعت پالس و چکش اشميت در سقف طبقه ي همکف مشاهده مي شود که کيفيت بتن خوب ، همگن و يکنواخت بوده و مقاومت نسبتا خوبي را دارا ست .
از بررسي نتايج بدست آمده از آزمايش هاي شيميايي بر روي نمونه هاي مغزه و تعيين کل درصد کلرو سولفات موجود در نمونه ها ، مشاهده مي شود که مقادير کلر در اکثر نمونه ها تا عمق ۱۰۰ ميلي متر از حد مجاز فراتر رفته و بعد از آن کاهش يافته است .