بتن ضد سولفات

بتن ضد سولفات به انگلیسی (Sulphate Resisting Cement) نوعی از افزودنی بتن محسوب می شود که سیمان بتن را در برابر آب های معدنی سولفاته که عمدتا در ساختارهای زیر آبی چنین شرایطی وجود دارند محافظت می کند. این نوع از بتن که حاوی سیمان ضد سولفات است در مواجهه به مواد و آب های حاوی یون های مضر سولفات دوام و ماندگاری بسیار بیشتری دارد و خطر از بین رفتن سازه ها را به شدت کاهش می دهد. در ادامه بیشتر با این نوع افزودنی بتن، کاربردها، مزایا و معایب آن آشنا خواهید شد.

بتن ضد سولفات چیست؟

اصطلاحا به بتن هایی که میزان تری کلسیم آلومینات (C3A) آن کمتر از ۵% بتن سولفات می گویند تا از حمله یون های سولفات در شرایط محیطی خاص و خورنده جلوگیری کند. این نوع بتن ها علاوه بر اینکه باید میزان C3A آنها کمتر از ۵ درصد باشد، مقدار (۲C3A + C4AF) آنها نیز باید کمتر از ۲۵% باشد تا از تشکیل یون های سولفات جلوگیری کند که به نوبه خود جلوی حمله یون های سولفات به بتن را می گیرد. از طرفی این بتن ها دارای تراکم و چگالی بسیار بالا هستند و به خوبی عملیات کیورینگ روی آنها انجام شده است.

سولفات ها چه اثراتی روی بتن دارند؟

بتن و سیمانی که به مدت طولانی در معرض یون های سولفات قرار می گیرد دچار ترک خوردگی و پوسته پوسته شدن خواهد شد. اگر یون های سولفات با بتن آماده نشده تماس پیدا کنند دچار انبساط شده و در طی زمان استرس و تنش زیادی متحمل خواهند شد که ناشی از واکنش بین سولفات ها و تری کلسیم آلومینات است.

سولفات ها می توانند اثرات طولانی مدت و گسترده ای بر روی بتن داشته باشند به طوری که خاصیت چسبندگی خود را از دست بدهند و قدرت و استحکام آن کاهش شدید پیدا کند. علاوه بر اینکه بتن دچار ترک خوردگی های بزرگ شده و لایه لایه خواهد شد و در نهایت منجر به از هم گسیختگی ساختاری کامل خواهد گردید.

با توجه به اینکه سازه های زیر زمینی و زیر آبی شرایط کاری خاصی دارند، قدرت و استحکام بالا و مقاومت عالی در برابر این شرایط محیطی خاص همیشه باید در مورد بتن رعایت شود. یکی از اقدامات لازم استفاده از سازه های تحمل کننده بار و فشار و فونداسیون های قوی است. بنابراین باید از بتن های مقاوم در برابر مواد خورنده مثل یون های سولفات استفاده کرد.

اثر سولفات ها روی بتن

ترکیبات بتن ضد سولفات

همانطور که گفتیم تشکیل بتن ضد سولفاته منوط به کاهش پیدا کردن برخی ترکیبات خاص مخصوصا C3A است. این ماده حاصل واکنش کلسیم سولفو آلومینات و نمک های سولفات است که با کمک افزودنی بتن ضد سولفات مقدار تولید آن به شدت کاهش می یابد. این ترکیب شیمیایی گران قیمت بوده و بیشترین آسیب را به سیمان در مرحله هیدراتاسیون یا زمانی که به سیمان آب می دهید وارد می کند. اما به لطف این نوع افزودنی، میزان تولید این ماده به زیر ۵% می رسد که مقدار آسیب وارد شده ناچیز و قابل چشم پوشی است.

کاربرد بتن ضد سولفات

با توجه به توضیحات گفته شده باید به این موضوع بپردازیم که افزودنی بتن ضد سولفات سیمان در چه صنایعی کاربرد دارد یا کدام صنایع باید به فکر خرید این محصول باشند:

  • فونداسیون ستون ها
  • سازه های زیر زمینی
  • ساخت و سازهایی که در نواحی ساحلی تا شعاع ۵۰ کیلومتری دریا انجام می شوند
  • تصفیه خانه های آب و فاضلاب
  • سدها، مخازن، آب بندها
  • کارخانجات پتروشیمی و صنایع غذایی
  • بتن ضد سولفات در برابر یون های کلرید هم مقاوم است بنابراین به عنوان مانع و سدی در برابر خوردگی فولاد عمل می کند
  • کاربرد برای سازه هایی که در تماس با خاک یا آب های زیرزمینی هستند که میزان یون های سولفات آنها به ترتیب بیشتر از ۰٫۲% یا ۰٫۳% گرم در هر لیتر باشد
  • برج های خنک کننده

دقت داشته باشید که سیمان ضد سولفات یا بتن ضد سولفاته باید همیشه خشک باشد و با دقت و احتیاط جابجا شود چون رطوبت موجود در هوا می تواند با سیمان وارد واکنش شده و سبب هیدراتاسیون و کربوناسیون دائمی شود و خاصیت آن را از بین ببرد.

مزایا و معایب بتن ضد سولفاته

مزایای بتن ضد سولفات

مزایا و فواید زیادی برای بتن ضد سولفات که از انواع بتن است وجود دارد اما قبل از اینکه به این موارد بپردازیم باید در نظر داشته باشید که این نوع افزودنی ها فقط برای سازه های زیر زمینی و صنایعی که نام بردیم باید استفاده شوند تا بتوانند در برابر تنش ها و شرایط مدنظر از خود مقاومت نشان دهند. در واقع بتن مقاوم در برابر حملات سولفات فراتر از بتن هایی است که مقاومت ویژه بالایی دارند یا خصوصیات ضد آب یا ضد نم از خودشان نشان می دهند.

مزایای بتن ضد سولفات سیمان عبارتند از:

  • جلوگیری از حملات یون های سولفات به بهترین شکل انجام می شود
  • مقاومت فشاری بالایی به مخلوط بتن می دهد
  • مقاومت و پایداری بتن را در انواع سازه های ساختمانی حفظ می کند
  • امکان استفاده از بتن در محیط های نا امن، خشن و پر از یون های مخرب را فراهم می سازد
  • گرمای ناشی از هیدراتاسیون سیمان را کاهش داده و از ایجاد ترک جلوگیری می کند
  • جلوی آسیب رسیدن فولاد و خوردگی آن بخاطر حمله یون های سولفات را نیز می گیرد
  • با کاهش گرمای هیدراتاسیون سیمان، تشکیل تأخیری اترینگایت ها (Ettringite) نیز کمتر خواهد شد

معایب بتن ضد سولفات

با وجود کاربرد و مزایای گسترده ای که برای بتن های ضد سولفات نام بردیم، معایبی نیز دارند که عبارتند از:

  • بتن ضد سولفات سیمان در جاهایی که خطر حمله یون های کلرید وجود دارد کاربرد نخواهد داشت
  • در صورتی که محیط کاری به گونه ای باشد که یون های کلر و سولفات هر دو حضور دارند باید از سیمان پرتلندی که C3A آن بین ۵ و ۸ است استفاده کرد
  • فرایند کیورینگ باید با دقت و به درستی انجام شود که حداقل بین ۸ تا ۱۰ روز طول می کشد
  • در سازه های آبی باید از قویترین نمونه های آن استفاده کرد

چگونه از حمله سولفات به بتن جلوگیری کنیم؟

تا الان متوجه شدید که چطور می توان بتن یا سیمان ضد سولفات ایجاد کرد و چه شرایط نگهداری، استفاده و کاربرد و اثراتی دارد. بنابراین یکی از مطمئن ترین و بهترین گزینه ها برای جلوگیری از حمله سولفات به بتن، استفاده از بتن های ضد سولفات است. این روش بسیار معقول تر از حذف این یون ها از محیط است که شاید عملا غیر ممکن باشد.

اما در شرایطی که به دلیل هزینه ها امکان استفاده از این نوع بتن برای جلوگیری از حملات سولفات وجود نداشت می توانید از مواد افزودنی آب بند بتن کمک بگیرید که به شکل پوشش بر روی آن قرار می گیرند و نفودپذیری آن را به شدت کاهش می دهند.

مواد آب بند مثل ژل میکروسیلیس و مواد پوزولانی مقدار آب درون بتن را کاهش می دهند که به نوبه خود میزان یون های سولفات محلول کمتر خواهد شد. از طرفی موادی مثل چسب آب بند عایق رطوبتی و عایق رطوبتی کوپلیمری نیز هستند.

با این حال می توانید به جای موادی مثل چسب بتن آب بند از روش سومی هم استفاده کنید. در روش سوم، سیمان پرتلند تیپ ۵ استفاده می شود که ضریب انبساط و اتوکلاو پایینی دارد و می توان برای تولید بتن های ضد سولفات با مقاومت فشاری عالی استفاده کرد.

در این مطلب از بتن شیمی خاتم سعی کردیم شما را با یکی از محصولات افزودنی جدید آشنا کنیم که در پروژه های معماری با شرایط ویژه تحت شرایط گفته شده کاربرد دارند.

پیشگیری از حمله سولفات ها به بتن

سؤالات متداول

بتن ضد سولفات به چه معناست؟

به کلیه بتن هایی که جلوی نفوذ و حمله یون های سولفات را می گیرند و در آنها میزان C3A کمتر از ۵% است بتن ضد سولفات گفته می شود.

بتن ضد سولفات چه کاربردهایی دارد؟

در فوانداسیون ستون ها، سازه های زیر آبی و زیرزمینی، پل ها، سدها و کلیه سازه های ساختمانی که در معرض حمله یون های سولفات هستند را می توان با بتن ضد سولفات مقاوم سازی کرد.

بزرگترین عیب بتن ضد سولفات چیست؟

این نوع افزودنی در مکان هایی که یون های کلرید هم حضور داشته باشند کاربرد و اثر خاصی ندارد بجز اینکه نوع سیمان از نوع پورتلند با C3A بین ۵ تا ۸ باشد.

با چه روش هایی می توان از حمله سولفات به بتن جلوگیری کرد؟

با کمک مواد کاهنده آب مثل ژل میکروسیلیس یا آب بندها مثل آب بند بتن یا چسب بتن ضد آب می توان نفوذناپذیری بتن را کاهش داد یا میزان یون های محلول سولفات را با کاهش آب درون بتن کمتر کرد. روش مطمئن تر و بهتر در امروزه استفاده از بتن ضد سولفات است.

امتیاز شما به این مقاله

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.