دوام و پایایی بتن چیست ؟

دوام یا پایایی بتن متناظر با سن یا عمر خدمت رسانی آندر شرایط محیطی مشخص به شمار می آید. بدیهی است با تغییر شرایط محیطی حاکم بر بتن،مفهوم دوام بتن تغییر می کند.

طبق تعریف ACI 201، دوام بتن حاویسیمان پرتلند به توانایی آن برای مقابله با عوامل هوازدگی، تهاجم شیمیایی، سایش ویا هر فرآیندی که به آسیب دیدگی می انجامد، گفته می شود. بنابراین، بتن پایا بتنیاست که تا حدود زیادی شکل اولیه و کیفیت و قابلیت خدمت رسانی خود را در شرایطمحیطی حاکم حفظ نماید.

اکنونلزوم منظور نمودن مشخصات دوامی مصالح مصرفی در سازه ها همانند مشخصات مکانیکی پذیرفتهشده است که همراه آن هزینه نیز منظور می گردد.

افزایشفزاینده هزینه های تعمیر و بازسازی سازه های آسیب دیده ناشی از تخریب مصالح مصرفی،بخش قابل توجهی از هزینه ساخت سازه ها را به خود اختصاص می دهد.

برآوردمی گردد در کشورهای پیشرفته صنعتی بیش از 40 درصد کل منابع پولی صنعت ساختمان دربخش تعمیر و نگهداری سازه های موجود، و کمتر از 60 درصد آن برای ایجاد سازه هایجدید خرج می گردد.

اینموارد ما را بر آن می دارد که موضوع دوام مصالح مصرفی بویژه بتن را جدی بگیریم.علاوه بر هزینه، موضوع حفظ محیط زیست و آلودگی هوا و خاک و آب کره زمین و حفظمنابع خدادادی طبیعی این کره خاکی، ما را مجبور به با دوام تر ساختن بتن می نماید.

سازههایی همچون رویه های بتنی راه، فرودگاه و پارکینگ ها، بتن های سیلوهای غلات وسیمان و سایر مصالح معدنی، پلهای راه و راه آهن، باراندازها و اسکله های بتنی وپلهای ارتباطی آن، مخازن آب یا نفت و گاز مایع و غیره، جداول بتنی و قطعاتنیوجرسی، قطعات پیش ساخته ای همانند تراورس و لوله های بتنی آب و فاضلاب، سازه هایبتنی فراساحلی، سدهای بتنی و سرریزها، پوشش بتنی پیش ساخته و درجا برای تونل هایراه و راه آهن و انتقال آب، سازه های بتنی تصفیه خانه های آب و فاضلاب، سازه هایبتنی راکتورهای اتمی و تاسیسات وابسته به آن، کانالهای انتقال آب و آبروهای بتنی،دودکش ها و برج های مخابراتی بتنی، ساختمانها و بناهای مسکونی، تجاری، اداری وآموزشی، فرهنگی و ورزشی، نیروگاه های آبی، گازی و حرارتی، برجهای خنک کن باز وبسته نیروگاه های حرارتی، سازه های مرتبط با صنایع مختلف مانند سیمان، نفت و گاز،فولاد، شیشه و صنایع مختلف کشاورزی و غذایی، ساخت قطعات پیش ساخته غیرمسلح یا مسلحبرای حفاظت از موج شکن ها و تاسیسات بندری و غیره از جمله مواردی است که مصرف بتنبا دوام و قطعات بتنی با عمر زیاد را می طلبد.

هرچنداز دیرباز مسئله دوام مصالح ساختمانی اهمیت داشته است اما بعد از جنگ جهانی دوم وبویژه از دهه 70میلادی به موضوع دوام بتن بیش از پیش پرداخته شده است و مرتبا براهمیت آن افزوده می شود.

گسترهدوام بتن به مراتب وسیع تر از موضوع مقاومت آن می باشد. تعیین مقاومت بتن به ویژهمقاومت فشاری آن امری است که طی سالیان گذشته به مدت بیش از 100سال به انجام رسیدهاست و به نظر می رسد حاوی نکات پیچیده ای نباشد، هرچند دارای جزئیات خاصی است و بههرحال در سن خاصی در کوتاه ترین زمان ممکن اندازه گیری می شود. اما در مورد دوامپیچیدگی بیشتری بدلیل ساز و کارهای متفاوت و آزمایش های گوناگون وجود دارد.

طبقه بندی ساز و کار دوام وآزمایش های آن

دوام بتن ابعاد مختلفی دارد.

- پایایی در برابر عوامل فیزیکی (آتش، یخبندان و آب شدگیپی در پی، تبلور نمک ها)

- پایایی در برابر تهاجم شیمیایی (سولفات ها، کربناسیون،تاثیر واکنش قلیایی ها با سنگدانه ها بر بتن)

- پایایی در برابر عوامل مکانیکی (سایش، خلازایی، ضربه)

- تخریب در اثر خوردگی میلگرد

پی بردن به دوام بتن درشرایط مختلف نیاز به قرار گرفتن در این شرایط و طی شدن زمان قابل توجه داردومعمولا امکان انجام تحقیق در شرایط واقعی وجود ندارد و یا از حوصله دست اندرکارانخارج است. برای اینکه مشخص شود یک بتن در چنین شرایطی بطور مناسب و مطلوب عمل میکند نیاز به آزمایش هایی کوتاه مدت دارد که در این آزمایش ها عوامل تهاجمی یااعمالی تشدید می شود (تسریع شده) و یا آزمایش بصورت تسریع نشده و در شرایط معمولیانجام می گردد که در این حالت دوم معیار مقایسه تغییر می کند.

گاه برخی آزمایش های کوتاهمدت مرتبط با دوام و در معرض عاملی غیر از عامل موردنظر مورد استفاده قرار می گیردو با توجه به تجربیات موجود در پروژه های واقعی و در کارهای تحقیقاتی آزمایشگاهیمعیارهایی ارائه می شود.

نمونه ای از آزمایش هایکوتاه مدت تسریع شده در برابر عامل تشدید شده موردنظر، سایش یا آزمایش ASTM C1293 می باشد.

نمونه ای از آزمایش تسریع نشده کوتاه مدت در شرایطتشدید نشده را می توان آزمایش یخبندان و آب شدگی دانست.

از میان آزمایش های کوتاه مدت مرتبط با دوام که درمعرض عامل اصلی موردنظر قرار نگرفته است می توان آزمایش جذب آب یا جذب آب مویینهرا نام برد. شاید بتوان آزمایش های جمع شدگی را نیز مرتبط با دوام دانست. آزمایشهای تراوایی (نفوذپذیری) نیز مرتبط با دوام به حساب می آید.