تبلیغات رایگان
لیست مصالح ساختمانی
فروشندگان مصالح

واکنش قلیایی سنگدانه‌ ها

مرجع : بازدید : 1373
مطالب » مطالب سازه و ساختمان » سازه بتنی » شنبه 25 دی 1395 در 47 : 9
 واکنش قلیایی سنگدانه‌ها واكنش قليايي سنگدانه‌ها (AAR) يا سرطان بتن پديده‌ايست كه در برخي از سدهاي بتني در جهان رخ داده است. در اين پديده سنگدانه‌هاي واكنش‌زاي سيليسي و كربناتي با قلياييهاي سيمان واكنش داده و ژل با انبساط زيادي توليد مي‌كنند كه منجر به ترك و خرابي بتن سدها مي‌شود. اين پديده در رطوبت زياد كه در سدها و سازه‌هاي هيدروليكي موجود است تشديد ...
واکنش قلیایی سنگدانه‌ ها

واکنش قلیایی سنگدانه‌ ها

 واکنش قلیایی سنگدانه‌ها

واكنش قليايي سنگدانه‌ها (AAR) يا سرطان بتن پديده‌ايست كه در برخي از سدهاي بتني در جهان رخ داده است. در اين پديده سنگدانه‌هاي واكنش‌زاي سيليسي و كربناتي با قلياييهاي سيمان واكنش داده و ژل با انبساط زيادي توليد مي‌كنند كه منجر به ترك و خرابي بتن سدها مي‌شود. اين پديده در رطوبت زياد كه در سدها و سازه‌هاي هيدروليكي موجود است تشديد مي‌گردد.

نشانه ای از حضور از واکنش قلیایی سنگدانه ممکن است شبکه ای از ترک ها، مفاصل، بسته و یا ورقه شدن و یا جابجایی از بخش های مختلف یک ساختار است.

 

انواع واکنش قلیایی (Alkali-Aggregate  Reaction ,ARR)

دو نوع واکنش قلیایی سنگدانه تا کنون شناسایی شده است:

-واکنش قلیایی-سیلیسی(Alkali-Silica  Reaction ,ASR)

-واکنش قلیایی-کربناتهAlkali-Carbonate  Reaction ,ACR))

 شرایط وقوع پدیده واکنش قلیایی سنگدانه ها

سه شرط اساسی برای شروع و ادامه پدیده واکنش قلیایی لازم است:

1)وجود سنگدانه های حاوی مینرال های فعال و مستعد واکنش زایی

2)دسترسی سنگدانه ها به میزان قلیای کافی که منبع اصلی آن سیمان مصرفی است ولی می تواند از طریق آب،مواد افزودنی یا حتی سنگدانه ها وارد سیستم شود.

3)وجود رطوبت بالا(رطوبت نسبی بیش از 85%) در محیط اطراف بتن

واکنش قلیایی – سیليسی واکنش بسیار مخربی که باعث انبساط های شدید درسطح بتن میگردد. این واکنش در بتن هایی که در معرض شرایط محیطی مرطوب قرار داشته و سنگدانه هایی که حاوی میزان معینی کانی اپال , تری دسییت, کریستو بالیت, ریولیت, آندزیت, کلسدونی یا داسیتها باشد با مقدارقلیایی سیمان که مجموع Na2O و K2O آن از 0.6 درصد تجاوزکند صورت می گیرد که باعث انبساط های شدیدی در سطح بتن می گردد این واکنش به مرور زمان و بسیار آرام رخ می دهد به همین دلیل به این فعل و انفعالات سرطان بتن میگویند. خرابی ناشی از انبساط در اثر تورم اسمزی ژلهای قلیایی– سیلیسی ایجاد شده و توسط واکنش شمیایی بین مواد سیلیسی فعال و قلیایی حاصله از هیدراتاسیون سیمان و منابع دیگر حادث می شود . این انبساط مخرب زمانی اتفاق می افتد که سیمان دارای قلیایی بالا باشد این واکنش علاوه بر انبساط زیاد باعث افت مقاومت فشاری و فرو پاشی بتن نیز میشود واکنش با حمله هیدروکسیدهای قلیایی بر کانیهای سیلیسی موجود در سنگدانه ها شروع می شود و ژل قلیایی تشکیل می دهد . این ژل از نوع نرم کننده نا محدود میباشد چون این ژل توسط خمیر سیمان احاطه شده است و لذا فشارهای داخلی بوجود می آیند که در نهایت باعث انبساط و از هم پاشیدن خمیر سیمان می گردد.


سرعت این واکنش می توان به اندازه ذرات سیلیسی سنگدانه ها کنترل گردد که ذرات بسیار ریز ظرف یک تا دو ماه ایجاد انبساط میکنند ولی ذرات درشت تر در طی سالها موجب انبساط می شوند.

واکنش قلیایی-کربناته اغلب در سنگ آهک دولومیتی-آرژیلی(رس دار) که در آنها کریستالهای دولومیت با قطر متوسط 50 میکرون در میان مینرال های کلسیت و رس پراکنده شده اند،رخ می دهد.


راههای پیشگیری از واکنش سیلیسی قلیایی :


1) بکار بردن سیمانی که مقدار قلیایی آن پایین باشد.این سیمان را Low Alkali می خوانند سیمانی که Na2O و K2O آن از 0.6 درصد بر اساس معادل Na2O کمتر باشد.


2) جایگزین کردن سنگدانه های غیر فعال به جای سنگدانه های فعال


3)استفاده از مواد پوزولانی که به صورت ریز آسیاب شده باشند. پوزولانها از حمله سنگدانه های فعال با قلیایی سیمان وارد واکنش شده و فعل و انفعالات حادث می شود بنابراین می توان با استفاده از سیمان پوزولانی این تغییر را تا حد زیادی کاهش داد.


4) استفاده از مواد افزودنی حباب زا: این افزودنی با ایجاد و یا افزایش منافذ در بتن از خرابی های شدید و انبساط مخرب در ملات و بتن جلوگیری و یا روند آن را کاهش میدهد .

شناسايي واکنش قليايي سنگدانه ها

1)ترک هاي پوست سوسماري يا نقشه اي يا موزاييکي

2)مشاهده در زير ميکروسکوپ يا نور پلاريزه

(هاله اي از واکنشهاي جديد، بيشتر به رنگ سفيد، در اطراف سنگدانه ها)

روش های آزمایشگاهی

آزمایشهای تعیین پتانسیل واکنش قلیایی را می توان از یک جهت به دو دسته تقسیم نمود:

دسته اول:آزمایشهایی که روی سنگ انجام می شوند و یا واکنش سنگ در برابر قلیایی ها مورد توجه قرار می گیرد. آزمون پتروگرافی(ASTM C 295)و آزمایشهای شیمیایی(ASTM C 289)و (CSA A23.2-26A) جز این دسته هستند.

دسته دوم:آزمایشهایی که روی ملات یا بتن ساخته شده از سنگدانه انجام می گیرد. آزمایش منشور ملاتی (ASTM C 227) و منشور بتنی (CSA  A23.2-14A) از این نوع هستند.

 

 

آزمایش شیمیایی ASTM C 289

آزمایش ASTM C 289 نوعی آزمایش شیمیایی سریع است که به طور گسترده ای برای تشخیص دانه های مستعدد واکنش قلیایی به کار می رود. این آزمایش را در دو یا سه روز می توان انجام داد. در این آزمایش مقدار کاهش قلیایی محلول سود نرمال مصرف شده (میلی ملکول در لیتر)در تماس با پودر سنگدانه ها در دمای 80 درجه سانتی گراد تعیین می شود،سپس مقدار سیلیس حل شده در سود نرمال(میلی ملکول در لیتر) را می سنجند.

آزمایش ملات منشوری تسریع شده:

در این روش سنگدانه ها را بر اساس دانه بندی توصیه شده جدا نموده و آن را با سیمان پرتلندی که مقدار انبساط آن در آزمایش اتوکلاو(C151) برابر 0.2 است، برای تهیه نمونه های منشوری مخصوص به کار می برند.پس از نمونه گیری با آب 23 درجه سانتیگراد، نمونه ها را در محلول سود نرمال 80 درجه سانتیگراد غوطه ور نگاه می دارند. پس از 24 ساعت، قرايت اولیه را یادداشت کرده و بعد از آن مقدار انبساط ایجاد شده را تا16 روز قرائت می کند.سپس با توجه به انبساط به دست آمده،محدوده مضر بودن یا بی ضرر بودن سنگدانه ها به شرح زیر خواهد بود:

ـ اگر انبساط کمتر از0.1 درصد نمونه باشد،در بیشتر حالات سنگدانه ها بی ضرراند.

 -اگر انبساط بیشتر از 0.2 درصد نمونه باشد، سنگدانه ها در محدوده زیان آور قرار دارند.

-اگر مقدار انبساط بین 0.1 تا 0.2 درصد نمونه باشد، سنگدانه ها هم در محدوده بی ضرر و هم زیان آوری قرار دارند که مشخص سازی دقیق نوع آنها، به اطلاعات دیگری –مانند آزمایش استوانه سنگی ASTM  C 295  که برای تعیین درصد مقدار سنگدانه ها ی مستعدد به کار می رود-نیاز دارد.

آزمایش دراز مدت بر اساس استاندارد CSA-A23.2-14A

هدف از این آزمایش ،تعیین واکنش قلیایی سنگدانه ها روی نمونه های بتنی به روش دراز مدت براساس استاندارد CSA-A23.2-14A است. در این آزمایش انبساط ایجاد شده در منشورهای بتن در حین نگهداری در شرایط دمای 38 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 100% اندازه گیری می شود. مقدار قلیایی بتن باید 1.25% هم ارز O بر حسب وزن سیمان باشد و در صورت کم بودن، با افزودن سود مقدار مورد نیاز را تامین می کنند. آزمایش های بتن منشوری برای دانه های ریز و درشت می تواند بکار رود. عموما به شش تا دوازده ماه وقت نیاز است تا در مورد نتایج حاصل بتوان تصمیمات لازم را اتخاذ کرد. چنانچه میانگین درصد تغییر طول نمونه های مورد آزمایش برای سنگدانه ها بعد از شش ماه از 0.04 درصد تجاوز کند، سنگدانه فعال است و اگر کمتر از 0.04 باشد برای حصول اطمینان باید آزمایش تاسن یکسالگی ادامه یابد.

آزمایش فساد پذیری دانه های سنگی از طریق تحلیل در سولفات سدیم

به منظور تعیین سلامت دانه ها در برابر تغییرات حجمی زیاد که از تغییرات شرایط فیزیکی ناشی شده باشد،آزمایش ASTMC88توصیه شده،که در آن نمونه ای از سنگدانه های با دانه بندی مشخص، به طور متناوب در محلول اشباع سولفات سدیم (یا سولفات منیزیم) قرار داده و سپس در گرمخانه خشک می شود.تشکیل کریستالهای نمک در منافذ سنگدانه ها تمایل به گسیخته ساختن ذرات- احتمالا به حالتی مشابه عملکرد یخ-خواهد داشت.کاهش در اندازه ذرات پس از مقدار معینی از چرخه فوق که به وسیله آزمایش دانه بندی نشان داده می شود نشان دهند میزان ناسالم بودن سنگدانه ها می باشد.

آزمایش شیمیایی مصالح سنگی به منظور تعیین میزان کل سولفات بر حسب ( )و مقدار کلر بر حسب(Cl)

اگر مواد سنگی حاوی نمکئای کلرید و سولفات باشند، برطبقBS812 می توان با قرار دادن دانه ها در سولفات سدیم یا منیزیم، مقا دیر آنها را مشخص کرد. برطبق آیین نا مه ایران، مقدارSO3 نباید بیش از 0.4 درصد و مقدار Cl نباید بیش از 0.04 درصد باشد.

اشتراک گذاری برای دوستانتان :

مطلبهای مرتبط

نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله پنجم)

نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله پنجم)

نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله پنجم) پس از اتمام نازك کاري و تاسیسات مکانیکی و برقی موارد ذیل مطابق نقشه هاي مصوب و پروانه صادره رعایت گردیده است یا خیر ؟ 1- کنترل اجراي نرده، دست انداز پله ها و ...
نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله چهارم)

نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله چهارم)

نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله چهارم) پس از اتمام سفتکاری ساختمان موارد ذیل مطابق نقشه هاي مصوب و پروانه صادره رعایت گردیده است یا خیر ؟ 1- کنترل کد ارتفاعی پوشش سقفها و سقف کاذبها 2- کنتر ...
نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله سوم)

نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله سوم)

نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله سوم) آخرین سقف سازه ای قبل از بتن ریزی موارد ذیل مطابق نقشه ها مصوب و پروانه صادره رعایت گردیده است یا خیر 1- اجرای ستونها (شامل ابعاد، کیفیت اجراي میلگرد انتظار، ...
نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله دوم)

نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله دوم)

نظارت بر ساختمان بتنی (مرحله دوم) اولین سقف سازه ای قبل از بتن ریزی موارد ذیل مطابق نقشه ها مصوب و پروانه صادره رعایت گردیده است یا خیر 1- کنترل ارتفاع پی و محل قرارگیری ستونها 2- کنترل محل راه پل ...
نمایش همه
علاقه مندی ها ()