بتن ضد سولفات چیست؟

برای تولید بتن ضد سولفات باید از مقدار C3A در سیمان کاسته شود. در صورتی که مقدار C3A کمتر از پنج درصد باشد، میتوان بتن ضد سولفات به دست آورد. برای تولید بتن ضد سولفات، از مقدار خاک رس در سیمان کاسته می شود و در عوض از آهن و سیلیس بیشتری استفاده می شود. هزینه تولید بتن ضد سولفات بالا است و تولید سیمان به این روش هزینه بر است. برای تولید بتن ضد سولفات، از مواد عایق کننده استفاده می شود تا بتوان مانع ورود سولفات به داخل بتن شد. این لایه محافظ باعث جلای بتن شده که در اکثر پروژه های ساخت و ساز کاربرد دارد.

انواع حمله سولفات به بتن

حمله سولفات به بتن، مهمترین عامل تخریب بتن است و باعث از بین رفتن سازه و کاهش استحکام بنا می گردد. سولفات، که نوعی ماده شیمیایی است باعث تخریب ترکیب سیمان شده و عملکرد آن را مختل می کند. انواع مختلف حمله سولفات به بتن وجود دارد که شامل حمله داخلی و خارجی می باشد.

حمله خارجی سولفات به بتن موجود نفوذ سولفات محلول در آب به داخل متن می شود و به آن آسیب وارد می کند. در حمله داخلی سولفات به بتن، سولفات در حین تولید بتن وارد ساختار آن می شود و با گذر زمان بر سایر مواد تاثیر منفی می گذارد. در حمله داخلی سولفات به بتن، ذرات گچ در بتن نفوذ کرده و باعث سولفاته شدن آن می شود. حمله سولفات به بتن باعث ایجاد ترک خوردگی های گسترده در داخل و خارج بتن شده و با انبساط بخش های داخلی، باعث ایجاد ترک در سازه می شود. حمله سولفات به بتن باعث جدا شدن پیوند دانه های سیمان و ماسه سنگ از یکدیگر می شود و در نتیجه بتن تخریب می گردد.

تاثیر نوع سیمان در تولید بتن ضد سولفات

همانطور که میدانید در تولید بتن به طور گسترده ای از سیمان استفاده می شود. سیمان به دو نوع پرتلند و غیر پرتلند تقسیم می شود. سیمان غیر پرتلند از موادی مانند گچ، قیر، سیمان و آهک و یا مواد پلیمری ساخته می شود و سیمان پرتلند انواع مختلفی از جمله سیمان پرتلند معمولی، ضد سولفات، اصلاح شده، حرارت کم و زود سخت شونده دارد که در تولید آنها مقدار مواد اولیه متفاوت است. کاربرد سیمان در بتن باعث چسبندگی دانه ها به یکدیگر می شود و خصوصیات سیمان در تولید بتن ضد سولفات اهمیت ویژه ای دارد.

سیمان ضد سولفات برای تولید بتن بکار برده می شود و در سازه هایی که در معرض حمله سولفات قرار دارند استفاده می شود. در صورتیکه بتن در معرض آب های زیرزمینی یا آب دریا باشد و مقادیر زیادی سولفات به بتن نفوذ کند، سولفاته می شود. سیمان ضد سولفات حاوی مقدار کمتری C3A و C4AF نسبت به سیمان معمولی است و مقاومت کمتری نسبت به سیمان های معمولی دارد. بنابراین باید قبل از بتن ریزی محل آن را از نظر میزان حملات سولفاتی در نظر گرفت و راه های رسیدن سولفات به بتن را مسدود کرد. در صورتیکه این امکان وجود نداشت می بایست کیفیت بتن را بالا ببریم.

برای جلوگیری از حملات سولفات چه باید کرد؟

برای این کار از بتن ضد سولفات استفاده می شود که در تولید آن از سیمانی استفاده می شود که میزان تری کلسیم آلومینات در آن پایین و کمتر از 7 درصد می باشد. همچنین میتوان بخشی از سیمان را با مواد پوزولانی جایگزین نمود، تا از حملات سولفات مصون بماند. استفاده از سیمان آلومیناتی نیز از دیگر روش های تولید بتن ضد سولفات می باشد که دارای کلسیم هیدروکسید کمتر و آلومینای بیشتر است. البته باید توجه داشت این نوع سیمان در دمای بالا، مقاومت چندانی ندارد و به مرور زمان مقاومت خود را از دست می دهد.

روش های حفاظت از بتن ضد سولفات

برای داشتن بتن ضد سولفات و جلوگیری از حمله سولفات ها، می بایست عوامل حمله سولفات ها را حذف کرد. ابتدا باید بتن را در محیط های بدون یونهای سولفات نگهداری کرد تا از خوردگی آن جلوگیری شود. برای داشتن بتن ضد سولفات می بایست آن را از محل های مجاور آب دریا و یا فاضلاب های حاوی یون سولفات و یا خاک های دارای این ماده دور نگه داشت، تا بتوان دوام بتن را افزایش داد و از خوردگی آن جلوگیری کرد.

روش اول

استفاده از سیمان ضد سولفات در تولید بتن ضد سولفات اولین روش حفظ بتن در برابر خوردگی و حملات یون های سولفات می باشد. در این نوع سیمان ها، مقدار فاز تری کلسیم آلومینات محدود است و احتمال واکنش سولفات ها با خمیر سیمانی کاسته می شود و از تشکیل بلورهای اترینگایت جلوگیری به عمل می آید، در نتیجه بتن ضد سولفات به دست می آید.

در صورتیکه بتن در معرض حمله یون کلر باشد، از سیمان ضد سولفات استفاده نمی شود، زیرا باعث تشدید خوردگی آرماتور می شود. وجود یون کلر و حمله آن به بتن باعث پایین آمدن کیفیت بتن و کاهش دوام آن می گردد. بنابراین توصیه می شود در این محل ها از سیمان تیپ 2 استفاده شود تا میزان خوردگی کاهش یابد و از نفوذ یون کلر به داخل بتن جلوگیری شود.

روش دوم

برای تولید بتن ضد سولفات بهترین روش، کاهش نفوذپذیری بتن تا حد ممکن است. در این روش بتن تا حد زیادی آب بندی شده و از حمله سولفاتها به داخل آن جلوگیری می شود. در این روش از پوشش های آب بند در اجرای بتن استفاده می شود، که یکی از این عایق های رطوبتی، عایق رطوبتی کوپلیمری MCI است. نوع دیگری از افزودنی های بتن مثل ژل میکروسیلیس و پوزولانی باعث کاهش مقدار آب در بتن می شوند.

برای مقاوم نمودن بتن در برابر سولفات بهتر است از سیمان پرتلند تیپ 5 استفاده کنید. بتن ضد سولفات در پروژه های بزرگ پل و سد سازی، فونداسیون و سازه های دفنی که در معرض سولفات بالا قرار دارند استفاده می شود. سیمان تیپ 5، دارای انبساط و اتوکلاو پایین بوده و در نتیجه در تولید بتن ضد سولفات کاربرد دارد و می تواند تا حد زیادی مقاومت فشاری بتن را بالا برد.