انواع آزمایش های دوام سازه های بتنی

ارزیابی دوام بتن (آزمایش­ها و معیارها)

چكیده

در این مقاله ابتدا به اهمیت دوام وسیر تدریجی بها دادن به مسئله دوام پرداخته شده است و ضمن اشاره به بررسی دوام ازدیدگاه های مختلف، نیاز به انجام آزمایش های دوام مطرح گردیده است. همچنین سعی شدهاست این آزمایش ها از جهت بررسی مستقیم یا غیرمستقیم دوام بتن طبقه بندی گردد ومشکلات آزمایش های دوام و ارتباط آن با واقعیت طرح شود.

در بخش دیگر به برخی آزمایش هایرایج و معروف موجود پرداخته شده است. همچنین کمبود برخی آزمایش ها مطرح گردیدهاست. به هرحال پس از ذکر آزمایش ها و شرح مختصر آنها به معیارهای طبقه بندی بتن وارزیابی دوام اشاره شده است و به سهولت آزمایش ها و استناد به آنها توجه گردیدهاست.

در پایان به انجام برخی تحقیقات درزمینه آزمایش های پایایی بتن در جنوب کشور جهت مقایسه نتایج حاصله برای تجدیدنظردر آیین نامه پایایی کشور و همچنین نگارش استانداردها و مشخصات فنی قطعات بتنی وآیین نامه ها اشاره شده است.

كلید واژه ها

 بتن، دوام، آزمایش، ارزیابی، معیارپذیرش

مقدمه

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 [1].

اکنونلزوم منظور نمودن مشخصات دوامی مصالح مصرفی در سازه ها همانند مشخصات مکانیکیپذیرفته شده 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 [2].

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 [2].

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 و آموزشی،فرهنگی و ورزشی، نیروگاه های آبی، گازی و حرارتی، برجهای خنک کن باز و بستهنیروگاه 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 [3].

طبقه بندی ساز و کار دوام وآزمایش های آن

دوام بتن دوام بتن ابعادمختلفی دارد [2]:

- 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)

- 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 دارد ومعمولا 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 می­باشد.

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.

ارزیابی کیفیت بتن از نظردوام و معیارهای آن

ارزیابی دوام از طریق انجامآزمایش هایی بر روی بتن سخت شده در سنین کم و گاه در سن موجود صورت می گیرد. برایاین کار نیاز به معیارها و ملاک هایی می باشد. در زیر به برخی از آزمایش هایارزیابی بتن و معیارهای آن اشاره می شود.

آزمایش های یخ زدن و آب شدن

این آزمایش ها به دو صورت دراستانداردها وجود دارد:

               - یخبندان و آب شدگی پی در پی در حالت اشباع در آب یاهوا و کنترل کاهش وزن، کاهش مقاومت، افزایش حجم و کاهش مدول ارتجاعی دینامیکیمانند ASTM C666 [4]

               -یخبندان و آب شدگی پی در پی در مجاورت آب نمک یا نمک های یخ زدا و کنترل پوسته شدنسطح بتن و کاهش وزن آن مانند ASTM C1262 [5]، ASTM C672 [6] و EN1340 [7]

به هرحال این آزمایش ها عمدتا در سنین کم 28 تا 90روزه بر روی بتن ها در آزمایشگاه انجام می شود و مدت زمان زیادی بطول می انجامد.

امروزه در آزمایش های یخبندان در حالت اشباع مانند ASTM C666 از پارامتر کاهش مدول ارتجاعی دینامیکیاستفاده می شود. پس از تعداد معینی سیکل یخبندان، درصد مدول ارتجاعی دینامیکیاولیه بدست می آید.  حداقل درصد قابل قبولمدول ارتجاعی دینامیکی اولیه، یک ملاک یا ضابطه تلقی می شود. مثلا بتنی با دوامتلقی می گردد که پس از 300 سیکل یخبندان و آب شدگی مکرر، حداقل 60 و یا 80 درصدمدول ارتجاعی دینامیکی را دارا باشد [4].

در مواردی تعداد سیکل های یخبندانی را که مدولارتجاعی دینامیکی را به 60 درصد مقدار اولیه می رساند مشخص می گردد. بدیهی است دراین حالت باید حداقل تعداد سیکل های یخبندان مورد نظر به عنوان یک معیار اعلامگردد [4].

در آزمایش های یخبندان و آب شدگی پی در پی در معرضمواد یخ زدا معمولا درصد وزن بتن پوسته شده پس از تعداد معینی سیکل یخبندان بدستمی آید. با محدود کردن میزان مواد پوسته شده، معیاری ارائه می گردد. به عنوان مثالدر ASTM C1372 [8] پس از100سیکل خاص یخبندان در آزمایش ASTM C1262 [5] نبایداز 1درصد وزن اولیه بیشتر شود.

هرچند در این آزمایش نیز می توان تعداد سیکل یخبندانبرای دستیابی به درصد خاصی از پوسته شدن را به عنوان یک معیار برگزید، اما این امرسابقه چندانی ندارد.

برای مثال در EN1340 برای جداول بتنی پیش ساخته مقدار مواد پوسته شده نباید از kg/m³ 1 پس از 28 سیکل خاص یخبندان در حالی کهمحلول نمک طعام 3 درصد بر روی آن ریخته شده است، بیشتر باشد [7].

در ASTM C672 معمولا پس از 50 سیکل یخبندان خاص در معرض مواد یخ زدا (محلولکلرید کلسیم 4 درصد) که روی قطعه ریخته می­شود و درجه تخریب سطح پس از 5، 10، 15،25 و 50 سیکل گزارش می شود که معیار درجه تخریب ارائه می شود [6].

به هر حال باید دانست که در همه انواع آزمایش یخبندانو آب شدگی مکرر در برابر آب یا نمک های یخ زدا، شرایط آزمایش با واقعیت موجودتطابق ندارد اما به ناچار از این آزمایش ها و معیارهای ارزیابی آن استفاده می شود.

در ASTM C1262 که برای قطعات پیش ساخته بتنی و برخی قطعات بنایی بکار می رود وآب یا آب نمک 3درصد (بسته به نیاز) در مجاورت قسمت تحتانی قطعه ریخته می شود ومعمولا سیکل های خاص یخبندان اعمال می گردد و درصد کاهش وزن بدست می آید. با توجهبه معیار خاص کاهش وزن در برابر تعداد خاصی سیکل یخبندان کیفیت دوامی قطعه کنترلمی شود [5].

آزمایش تبلور نمک ها

برای بررسی تاثیر تبلور نمک ها بر دوام بتن، آزمایشخاصی پیش بینی نشده است، هرچند عامل مهمی در مناطق نیمه خشک و خشک در تخریب سطحبتن ها محسوب می شود بویژه اگر املاح قابل توجهی در بتن و یا آب و خاک وجود داشتهباشد [2].

آزمایش دوام در برابر سولفات ها

برای بررسی دوام بتن در برابر سولفات ها آزمایشاستاندارد خاصی در ASTM و EN مشاهده نمی شود. همچنین روشن است که معیارخاصی نیز وجود ندارد. پس از سالهای طولانی که از تشخیص خرابی بتن در اثر حملهسولفات ها گذشته است هنوز آزمایش خاص و معیار دوام بتن در برابر حمله سولفات ها ویا در برابر سولفات خاصی ارائه نشده است [8].

سعی می شود با استفاده از سیمان مناسب، محدودیت نسبتآب به سیمان و یا عیار سیمان و یا استفاده از افزودنی های خاصی مانند پوزولان ها وسرباره ها و یا حباب­زا و مواد آب­بند کننده، دوام بتن را بالا برده اما نحوهتشخیص این افزایش دوام روشن نیست [1].

سعی شده است آزمایش هایی بر روی سیمان یا ملات درمحلول سولفات دار انجام گردد و انبساط آنها اندازه گیری شود و با تعیین معیارهایی،کیفیت سیمان از نظر مقابله با حمله سولفات ها مشخص گردد [9 و 10].

آزمایش هایی برای نفوذ و انتشار سولفات در بتن پیشبینی شده است اما هنوز استاندارد نشده است. با این حال نفوذ سولفات در بتن دقیقانمی تواند دوام بتن در برابر سولفات ها را به نمایش گذارد [11 و 12].

آزمایش کربناسیون

آزمایش ساده و معمول تعیین عمق کربناسیون تا چندی پیشصرفا بر اساس دستورالعمل RILEM CPC18 انجام می گردید [13] که EN نیز به تازگی دستورالعمل استانداردی را مشابه RILEM ارائه کرده است [14]. در اینآزمایش عمق بتن کربناته شده با محلول فنل فتالئین به عنوان یک معرف اندازه گیری میشود. معمولا این آزمایش بر روی بتن سخت شده در شرایط محیطی واقعی اندازه گیری میشود که می توان تحت شرایطی نفوذ CO₂ را تسریع نمود [13].

به هرحال هنوز معیار خاصی برای قدرت مقابله باکربناسیون و عمق نفوذ آن ارائه نشده است، هرچند می توان میزان نفوذپذیری گاز CO₂ در بتن را اندازه گیری نمود.

می توان با اندازه گیری pH پودر بتن پروفیل pH در برابر عمق رارسم کرد و عمق کربناسیون را مشخص نمود [15].

آزمایش انبساط ناشی از واکنش قلیایی ها با سنگدانههای بتن

معمولا بیشتر آزمایش ها در این زمینه بر روی ملات میباشد و یا شرایط خاصی همچون تشدید شرایط حاکم و یا افزایش قلیایی ها در ملات و یامحیط نگهداری را دارا می باشد. طبق استاندارد ASTMC1293 و تعدادی از استانداردهای کانادایی، انبساطبتن در شرایطی نزدیک به واقع اما در دمای 38 یا 60 درجه با رطوبت 100درصد را درزمانی طولانی تر از 6ماه و یا یک سال و بیشتر بدست می آورند [16].

معیارهایی همچون انبساط 04/0 درصد پس از سه ماه در 60درجه سانتیگراد و یا پس از یک سال در 38 درجه سانتیگراد ارائه شده است. به هرحالدر این آزمایش انبساط بالقوه بتن بدست می آید [17، 18 و 19].

برای سنگدانه کربناتی از ASTMC1105 استفاده می شود و معیارهایی برای آن ارائهشده است [17 و20].

آزمایش های سایش

در استاندارد ASTM برای بتن چهار آزمایش سایش ارائه شده است و برای برخی قطعات بتنینیز از این آزمایش ها و یا آزمایش های دیگری استفاده می شود.

               -ASTM C944 برای سایش بتنیا ملات (روش سمباده چرخان) [21]

               -ASTM C418 برای سایش بتن(روش ماسه پاشی) [22]

               -ASTM C779 برای سایش سطوحافقی بتنی (سه روش صفحه مدور سمباده ای چرخان، چرخ استوانه ای دندانه دار، بلبرینگچرخان) [23]

               -ASTM C1138 برای سایش بتن(روش زیر آب) [24]

به نظر می رسد در آزمایش های سایش دقت زیادی شده استتا نزدیکی بیشتری با واقعیت موجود داشته باشد که تنوع آزمایش ها را سبب گشته است.

در موارد مختلف برای هر نوع قطعه یا سطح در هر پروژهیا کاربرد خاص، معیاری ارائه می شود که نشانه دوام بتن در برابر سایش است. در برخیاستانداردهای دیگر آزمایش سایش چرخ عریض و آزمایش سایش Bohme پیش بینی شده است. برای مثال در استاندارد جداول بتنی (EN 1340) این دو آزمایش پیش بینی شده است و معیارخاصی در هر مورد ارائه شده است [7].

جدول 1-تقسیم بندی کیفیت سایشی جداول بتنی طبق EN 1340 [7]

* در مورد رده ضعیف هیچ ضابطه ای ارائه نمی شود.

آزمایش های نفوذپذیری

آزمایش های نفوذپذیری بتن در برابر آب و گازهای مختلفو حتی برخی سیال های خاص دیگر انجام می شود.

آزمایش های نفوذپذیری در برابر آب

آزمایش های نفوذپذیری بتن در برابر آب از گذشته دوربراساس رابطه دارسی انجام می شده است. ارتش آمریکا و USBR آزمایش هایی را برای تعیین ضریب نفوذپذیری بتن در برابر آب ارائهکرده اند که بسیار مشکل است. در روش ارتش آمریکا (CRD-C48) فشار حدود 14 اتمسفر و در روش USBR4913 فشار 5/28 اتمسفر بکار می رود [25 و 26].در این آزمایش­ها مقدار k با بعد L/T بدست می­آید. در هر پروژهمقدار حداکثر k مشخص می­شود ولازم است بتن موردنظر این خواسته را برآورد کند.

بتن هایی که در حال حاضر برای پروژه های آبی ساخته میشود دارای نفوذپذیری پایینی است و عملا انجام این آزمایش و تعیین k بصورت مستقیم غیرممکن گشته است. بدین دلیلسعی شده است با اندازه گیری عمق نفوذ آب در این آزمایش و با استفاده از یک سریروابط تجربی بر اساس فرضیات مختلف، از عمق نفوذ مقدار k را بدست آورد که نتایج آن قابل اعتماد نمی باشد.

جدول 2-تقسیم بندی کیفیت نفوذناپذیری بتن بر اساس ضریب نفوذپذیری آب [27]

همچنین روش های درجا و آزمایشگاهی معروف دیگری نیزوجود دارند که به جای ارائه ضریب نفوذپذیری، شاخص های نفوذپذیری را بدست می دهند.از جمله این آزمایش ها می توان به آزمایش فیگ (Figg) و یا آزمایش Autoclam اشاره کرد. این آزمایش ها در ایران رایج نیست و ممکن است به ندرتدر کارهای تحقیقاتی استفاده شده باشد. به هرحال محققین بر اساس این آزمایش هامعیارها و طبقه بندی هایی را برای کیفیت بتن ارائه کرده اند.

آزمایش های نفوذپذیری در برابر گاز

آزمایش های نفوذپذیری با گاز به ویژه اکسیژن روش هایمختلفی دارد که معروف ترین آن مربوط به روش CemBureau (انجمن سیمان اروپا) می باشد که در RILEM و استاندارد ایتالیا (UNI) نیز آورده شده است [28 و 29].

در این روش، نمونه قرصی شکل بتنی در محفظه­ای با تیوبدورگیر تحت فشار قرار گرفته و در فشارهای مختلف اعمالی، دبی عبوری گاز بدست آمده وبا رابطه اصلاح­شده دارسی برای سیال تراکم پذیر، ضریب نفوذپذیری محاسبه می­گردد.نتیجه این روش آزمایش به درصد رطوبت نمونه بتنی بسیار وابسته می باشد. به همیندلیل، در روش پیشنهادی این آزمایش، دو رژیم نمونه کاملا خشک و با درصد رطوبت مشخص،پیشنهاد شده است [28و 29].

معیار میزان نفوذپذیری در برابر اکسیژن در مشخصات فنیداده می شود اما تلاش شده است بتن ها از این نظر تقسیم بندی شوند که در زیر دیدهمی شود.

جدول 3-تقسیم بندی کیفیت بتن بر اساس نفوذپذیری بتن در برابر اکسیژن به روش CemBureau (نمونه خشک) [30]

در منطقه خلیج فارس با توجه به آیین نامه پایایی بتن،برای شرایط D، E و F کیفیت عالی و برای B و C خیلی خوب و برای شرایط A حالت کیفی متوسط پیشنهاد می شود. هرچند ممکناست با بکارگیری چنین بتن هایی در عمل به نتیجه چندان خوبی هم دست نیافت.

آزمایش های نفوذپذیری در برابر یون کلرید (آزمایش هایانتشار یون کلرید)

کامل ترین راه برای تعیین ضریب انتشار یون کلرید دربتن طبق روش جدید ASTM C1556 [31] کهمشابه روش NTBuild 443 [32] است، میباشد. در این روش بتن سخت شده در محلول نمک طعام با غلظت معین قرار می گیرد و درسن موردنظر پس از خشک کردن آن، با تعیین یون کلرید در اعماق مختلف، با توجه بهقانون فیک (Fick) ضریب انتشاریون کلرید بدست می آید که بعد آن L²/T است.

برای بتن هر پروژه می توان ضریب انتشار خاصی را درنظرگرفت. بتن ها از این نظر به ویژه در شرایط رویارویی با یون کلرید تقسیم بندی میشوند که در زیر مشاهده می گردد.

جدول 4-تقسیم بندی نفوذپذیری بتن بر اساس ضریب انتشار یون کلرید [33]

* اعداد ذکر شده دقیقا با ردیف فوق یکسان نیست.

یکی از پارامترهای منحصربفردی که می توان به کمک آن وبهره گیری از اطلاعات و فرضیات دیگر در هر سنی غلظت یون کلرید پیش بینی نمود در هرعمقی به چه میزان است، ضریب انتشار یون کلر می باشد و بر این اساس زمان رسیدن غلظتیون کلرید در مجاورت میلگرد به حد آستانه تعیین می گردد که زمان شروع خوردگی رامشخص می کند [34].

معمولا از آنجا که تعیین این پارامتر دشوار است، سعیمی شود بجای آن، پارامترهای دیگری مشخص شود و جایگزین آن گردد در حالی که عملا نمیتوانند جای آن را بگیرند.

یکی از آزمایش های رایج AASHTOT259 است که سطح بتن در معرض محلول کلرید قرار میگیرد و مقدار یون کلرید در سنین خاص و در عمق های خاص اندازه گیری می شود و عمقنفوذ یون کلرید بدست می آید که به کمک آن می توان کیفیت بتن ها را در مقایسه بایکدیگر ارزیابی نمود و می توان بتن ها را نیز از این نظر طبقه بندی کرد. به هرحالنتیجه این آزمایش از جنس نفوذپذیری نیست اما نفوذپذیری را نشان می دهد [35].

روش دیگر برای تعیین نفوذ سریع یون کلرید (مهاجرت)توسط دستور NTBuild 492 [36] ارائهشده است که AASHTO T277 [37] روشمشابه آن را ارائه کرده است.

استاندارد ASTM C1202 روش را برای تعیین سریع نفوذپذیری کلرید در بتن سخت شده ارائه می دهد کهدر این روش در دو سمت یک قرص بتنی کاملا اشباع شده در خلا به قطر حدود 100 میلیمترو ضخامت 50 میلیمتر محلول های کلرید سدیم و سود سوزآور با غلظت معین قرار می گیردو جریان الکتریکی با اختلاف پتانسیل 60 ولت برقرار می شود و شدت جریان عبوری ازبتن اشباع بدست می آید و طی 6ساعت، مقدار جریان عبوری از بتن برحسب کولمب محاسبهمی گردد که نشانه مقاومت بتن در برابر این جریان است و به عبارتی به نوعی بهمقاومت الکتریکی مربوط می باشد. هرچه این جریان عبوری بیشتر باشد نشانه نفوذپذیریبیشتر بتن به ویژه در برابر یون کلرید است. طبقه بندی بتن ها را می توان طبق ASTM C1202 بصورت زیر دانست [38].

جدول 5-نفوذپذیری در برابر یون کلرید براساس میزان جریان عبوری

در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در محیط خلیج فارسو دریای عمان (نشریه شماره ض428 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن) معیارهای زیر برایشرایط مختلف طبق روش ASTM C1202 ارائهشده است [34].

جدول 6-مقادیر مجاز میزان جریان عبوری در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

بهتر است در آینده با تجدید نظر در طبقه بندی موجودبرای برخی رده های مورد نظر مانند E یا F شرط سخت گیرانه تری مانند 1200 یا 1000کولومب منظور شود. در عوض برای شرایط محیطی A حداکثر 4000 کولومب نیز پذیرفته گردد.

به هرحال این آزمایش و نتایج آن محل تردید است. برخیمعتقدند که بهتر است اختلاف پتانسیل را کم کرده و مدت را متناسبا زیاد نمود تادمای بتن و محلول ها حین آزمایش بطور شدید بالا نرود و شرایط واقعی تری برقرارباشد [39].ظاهرا قرار است تغییری در یکی از محلول ها نیز در دستور کار قرار گیرد. به هرحالاین آزمایش طی یک روز منجر به اخذ نتیجه می شود و این امر بسیار مهم است.

آزمایش های عمق نفوذ آب

از آنجا که آزمایش های نفوذپذیری در برابر آب همراهبا چالش های فراوانی است، در برخی کشورهای اروپایی مانند آلمان آزمایش دیگری انجاممی شد که تحت فشار آب، در زمان معینی، عمق آب نفوذی در بتن بدست می آمد (DIN 1048-5) [40]. سپس در EN12390-8 با تغییرات مختصر، این آزمایش با سهولتبیشتر ارائه شد که در آن نمونه بتنی سه روز از سطح زیرین تحت فشار MPa 5/0 (5 بار) قرار می گیرد و سپس حداکثر عمقنفوذ آب بدست می آید که پارامتری در جهت ارزیابی نفوذ آب در بتن می باشد [41]. درمنابع مختلف طبقه بندی بتن ها در آزمایش DIN 1048 آمده است اما هنوز این طبقه بندی برای آزمایش براساس روش EN ارائه نشده است. پراکندگی نتایج آزمونه هایمختلف یک نوع بتن در این آزمایش زیاد است و چندان قابل اعتماد نمی باشد [33].

در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در حاشیه خلیجفارس، معیارهای زیر برای شرایط مختلف محیطی حاکم ارائه شده است [34].

جدول 7-مقادیر مجاز عمق نفوذ آب در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

دستیابی به حداکثر عمق نفوذ آب 10 میلیمتر عملا بسیارمشکل است و با ضوابط دیگر انطباق مناسبی ندارد و تجدیدنظر در معیار آن ضروری بهنظر می رسد. شاید حداکثر عمق نفوذ آب برای طبقه D را بتوان 20 میلیمتر و برای E و F حداکثر 10 یا 15میلیمتر منظور نمود.

به هرحال الزاما در شرایط واقعی، فشار تا این حد وجودندارد اما این آزمایش به نوعی تعیین کننده کیفیت بتن می باشد.

آزمایش های جذب آب

آزمایش های جذب آب به شکل های مختلفی وجود دارد کهمهم ترین آنها عبارتند از:

               -جذب آب کوتاه مدت نیم ساعته (Early Water Absorption)

               -جذب آب نهایی (بلند مدت) 2 روزه یا بیشتر در شرایط عادی یا جوشانده شده (Final Water Absorption)

               -جذب آب سطحی اولیه ISAT (Initial Surface Water Absorption Test)

               -جذب آب مویینه ( Capillary Water Absorption و Water Sorptivity)

هرکدام از این آزمایش ها یک ویژگی خاص از بتن را بهنمایش می گذارد و لازم است از هر آزمایش زمانی استفاده نمود که به واقعیت موجودشباهتی داشته باشد [42].

آزمایش جذب آب کوتاه مدت

در BS 1881 در سال های گذشته آزمونه مکعبی خشک 100میلی لیتری در آب غرق می شدو پس از یک ساعت درصد وزنی آب جذب شده بدست می آید که گزارش می شد. در BS 1881 part122 این آزمایش عمدتا برای قطعات بتنی پیش ساختهپس از مغزه گیری به قطر 75 میلیمتر انجام می شود که باید دارای طول معینی باشد ونمونه کاملا خشک شده در آون، غرقاب می شود و درصد جذب آب نیم ساعته بدست می آید [43]. اینآزمایش کیفیت سطحی بتن موردنظر را بدست می دهد.

در انگلیس کیفیت جداول بتنی و برخی قطعات پیش ساختهبا این آزمایش کنترل می شود. برای مثال جذب آب نیم ساعته یک جدول نباید از 2درصدبیشتر باشد [44].در آزمایش های جذب آب کوتاه مدت حساسیتی در مورد شکل و اندازه نمونه وجود دارد ونسبت سطح به حجم اهمیت پیدا می کند. در استاندارد BS1881 ضرایب تصحیح خاصی پیش بینی شده است تا درصورت تغییر قطر و طول نمونه نسبت به قطر و طول استاندارد، بتوان نتایج تصحیح شدهرا محاسبه نمود [43].

در توصیه های CIRIA برای مناطق عربی در حاشیه خلیج فارس و دریای سرخ و غیره، حداکثرجذب آب کوتاه مدت طبق BS 1881 را 2 درصد مطرحنموده است [45].

در آیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در حاشیه خلیجفارس، معیارهای زیر برای شرایط مختلف محیطی حاکم با روش BS1881 part122 ارائه شده است [34].

جدول 8-مقادیر مجاز درصد جذب آب کوتاه مدت در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

به نظر می رسد لازم است با تجدید نظر در مورد شرایط E و F مقدار حداکثر جذب آب نیم ساعته را به 5/1درصد محدود کرد.

آزمایش جذب آب نهایی

هرچند در آزمایش جذب آب کوتاه مدت قدیمی و جدید BS 1881 می توان با تداوم آزمایش تا رسیدن به وزنثابت، جذب آب نهایی را بدست آورد و حتی با جوشاندن آن در آب به جذب آب نهاییبیشتری دست یافت، اما در این دستور چنین پیش بینی هایی صورت نگرفته است.

در ASTM C642 مقدار جذب آب نهایی بدست می آید و می توان چگالی و تخلخل را نیزبدست آورد، حتی جوشاندن نمونه در آب نیز پیش بینی شده است. در این استاندارد درمورد شکل و اندازه نمونه حساسیتی وجود ندارد اما حداقل جرم و حجم مشخص شده استزیرا به موضوع جذب آب نهایی پرداخته است. این آزمایش عمدتا برای قطعات پیش ساختهبکار می رود [46].

در استاندارد EN 1340 جذب آب نهایی قطعات پیش ساخته ای مانند جداول بتنی به چشم می خوردکه حداقل برای حجم یا جرم نمونه مطرح شده است [7]. دراستانداردهایی همچون ASTM C497، مقدار جذب آبلوله های بتنی بدست می آید که دو روش A و B با توجه به نحوه خشک کردن و زمان جوشاندننمونه در آب دارد [47].

برای مثال در برخی استانداردهای قطعات پیش ساخته در ASTM C76 مانند لوله های بتن مسلح آب و فاضلاب،حداکثر جذب آب نهایی طبق ASTM C497 به میزان 9درصد برای روش A و 5/8درصد برای روش B مطرح شده است [48] و از ایننظر می توان معیار و طبقه بندی برای کیفیت دوامی بتن ارائه نمود، بویژه اگر قطعهبتنی بصورت غرقاب باشد و آب همواره در مجاورت آن حضور داشته باشد. در استانداردلوله های بتنی آب و فاضلاب ایران به شماره 8906 از چنین مشخصاتی استفاده شده است [49].

در استاندارد EN 1340 در مواردی که شرایط یخبندان و آب شدگی حادی در برابر نمک های یخزدا وجود ندارد. حداکثر جذب آب نهایی 6 درصد برای جداول بتنی پیش ساخته ارائه شدهاست [7].

به نظر می رسد برای بتن های با دوام، حداکثر جذب آبنهایی بتن بهتر است به 6 درصد و برای حالت جوشانده شده به 5/5 درصد محدود شود.برای مناطق حاشیه خلیج فارس بتن های موردنظر در شرایط محیطی طبقه بندی شده در آییننامه پایایی بتن پیشنهادی، مقدار جذب آب نهایی زیر توسط اینجانب پیشنهاد می شود.

جدول 9-مقادیر مجاز درصد جذب آب کوتاه مدت در شرایط مختلف محیطی در آیین نامه پایایی

در برخی مشخصات استاندارد قطعاتی مانند بلوک سیمانی وموزاییک و آجرهای سیمانی به جذب آب نهایی پرداخته شده است [50، 51 و 52].

آزمایش جذب آب سطحی اولیه

این آزمایش عمدتا در BS1881 part208 پیش بینی شده است. در این آزمایش سعی می شودمقدار جذب آب ریخته شده روی سطح افقی نمونه بتنی یا قسمتی از قطعات پیش ساخته در حالیکه ارتفاع آب چندانی برای اعمال فشار وجود ندارد و به میزان 200 میلیمتر محدود شدهاست، بدست آید. در این آزمایش در فواصل زمانی مختلف مقدار آب جذب شده برحسب گرم یامیلی لیتر بر واحد سطح (m²) گزارش می شود [53].

طبقه بندی کیفی بتن ها در این آزمایش را می توانبصورت زیر مطرح کرد. در انگلیس از نتایج این آزمایش استفاده می شود اما در آییننامه پایایی بتن ایران در حاشیه خلیبج فارس و یا در استانداردهای قطعات پیش ساختهمانند جداول مورد اقبال قرار نگرفته است. به هرحال این آزمایش برای موادی که باعثآب بندی سطحی می شوند می تواند با موفقیت بکار رود و کیفیت سطحی را به نمایش گذارد[42].

جدول 10-تقسیم بندی جذب سطحی بتن با معیار جذب سطحی اولیه (mL/m²/s)

به نظر می رسد در محیط خلیج فارس بویژه در شرایط D، E و F، میزان جذب بایددر حد کم و یا در حدی به مراتب کمتر از آن باشد.

جذب آب مویینه

یک ساز و کار جذب آب، حرکت آب به صورت نم مویینه روبه بالا می باشد که نیاز به انجام آزمایش خاص و هماهنگ با این ساز و کار احساس میشود.

در این آزمایش ها معمولا مقدار آب جذب شده در واحدسطح، ارتفاع نم مویینه و آهنگ جذب آب مویینه تعیین و گزارش می شود که در همهدستورها بصورت یکسان نیست و در هر دستور به برخی از این پارامترها پرداخته می شود.

دستور آزمایش RILEM CPC11.2 از جمله دستورهای آزمایش قدیمی در این زمینه است که سالها مورداستفاده قرار گرفته است [54]. اخیرا دستور استاندارد ASTMC1585 ارائه شده است که با دقت بیشتری شرایطآزمایش و شکل آزمونه را مشخص نموده است [55]. در این آزمایش از یک قرص بتنیبه قطر 100 میلیمتر و ارتفاع 50 میلیمتر استفاده می شود که بخش تحتانی آن به میزان1 تا 3 میلیمتر در آب قرار گرفته است و رطوبت محیط اطراف نمونه نیز کنترل می گرددو درنهایت، آهنگ جذب آب مویینه در بازه های زمانی مختلف بدست می آید.

لازم به ذکر است که در این استاندارد دو مقدار آهنگجذب آب اولیه و ثانویه بدست می آید که معمولا نرخ جذب آب ثانویه به مراتب کمتر ازنرخ جذب آب اولیه است. در حالیکه در روش RILEM فقط یک نرخ جذب آب بدست می آید. نگاه ASTM به نرخ جذب آب از RILEM منطقی تر به نظر می رسد و اشکال موجود در روش RILEM و مشکلات برازش یک خط بر چهار نقطه موجود دراین روش را حل نموده است. ضمن اینکه تعداد نقاط رسم شده در صفحه مختصات را بهمقدار قابل توجهی افزایش داده است و با برازش دو خط به دو مجموعه از این نقاط،برخورد واقع­بینانه تری داشته است.

هنوز طبقه بندی خاصی در مورد کیفیت بتن ها با کاربرداین آزمایش مطرح نشده است و آنچه در زیر مشاهده می شود عمدتا مربوط به آزمایش هایانجام شده بر اساس دستور RILEM می باشد [56].

جدول 11-محدوده پذیرش جذب آب مویینه بتن با دوام

هرچند ساز و کار برخی خرابی ها در ایران و حتی جنوبکشور مربوط به جذب آب مویینه است، اما در دستورهای استاندارد ایران این آزمایشبرای بتن جایگاهی ندارد و طبعا مشخصات استاندارد و محدودیت خاصی نیز مطرح نگردیدهاست. به هر حال به نظر می رسد برای شرایط E و F، کیفیت عالی ویا بهتر از آن، برای شرایط D کیفیت خیلی خوبیا عالی، برای B و C حالت خوب یا خیلی خوب و برای رده A، کیفیت خوب یا متوسط کاربرد دارد.

آزمایش مقاومت ویژه الکتریکی

سهولت یا سختی عبور جریان الکتریکی از بتن اشباع میتواند نشانه ای از نفوذپذیری آن در برابر آب و به ویژه انتشار و مهاجرت یونی (بهویژه یون کلرید) باشد مخصوصا اگر با آب نمک اشباع گردد.

این آزمایش بین پژوهشگران بسیار معروف و رایج است امادستور استاندارد خاصی برای آن تدوین نشده است.

این آزمایش با استفاده از دو صفحه مسی یا برنجی که برسطح آزمونه بتنی اشباع از آب به کمک خمیر سیمان تازه می چسبد و مقاومت الکتریکی بهکمک اعمال یک جریان متناوب با فرکانس مشخص بدست می آید. می توان با داشتن سطح بتنو فاصله بین دو صفحه فلزی، مقاومت ویژه الکتریکی را بدست آورد. همچنین می توان باچهار الکترود (روش ونر) و تعبیه آن بر سطح بتن یا در سوراخ خاص و برقراری اتصال و تماسالکتریکی، مقاومت الکتریکی و مقاومت ویژه آن را بدست آورد.این روش برای قطعات بتنیموجود نیز قابل استفاده است، در حالی که روش قبلی فقط برای آزمونه های آزمایشگاهیمکعبی، استوانه ای یا منشوری و مکعب مستطیل کاربرد دارد. در صورتی که نخواهیممقاومت ویژه الکتریکی را بدست آوریم از دو الکترود استفاده کرد که به عمق معین وفاصله معینی از یکدیگر در بتن فرو می رود و بصورت مقایسه ای می توان مقاومتالکتریکی بتن را در بین دو الکترود بدست آورد.

در راه انجام این آزمایش مشکلات و مباحث خاصی مطرح میشود که عبارتند از:

               -میزان رطوبت و اطمینان از اشباع بودن بدلیل تاثیر شدید رطوبت بر مقاومت الکتریکیبتن

               -نوع جریان و فرکانس مصرفی بدلیل تاثیر آن بر نتایج حاصله

               -نقش شکل و اندازه نمونه بر نتایج حاصله

               -نقش روش آزمایش (الکترود چهارگانه یا صفحات)

               -نقش افزودنی های شیمیایی در تغییر نتایج

               -نقش مقاومت الکتریکی سنگدانه های بتن در تغییر نتایج

               -نقش هدایت الکتریکی الکترولیت موجود در منافذ به علت املاح محلول در آن

               -نقش دما در مقاومت الکتریکی

به هرحال لازم است با محدود کردن تغییرات احتمالی،دستور استاندارد واحدی را تدوین کرد و بتن ها را از این نظر مقایسه نمود و طبقهبندی کرد. ظاهرا کمیته ای در ASTM مشغول به تدوین چنین دستورالعملی می باشد [15، 57، 58 و 59].

طبقه بندی زیر که معیاری جهت ارزیابی بتن محسوب میشود، ارائه شده است [39].

جدول 12-تقسیم بندی احتمال خوردگی میلگرد براساس آزمایش مقاومت الکتریکی

با پیشنهاد طبقه بندی زیر، به نظر می رسد برای شرایط D، E و F از کیفیت عالی،برای شرایط B و C از کیفیت خوب و یا خیلی خوب و برای شرایط A کیفیت متوسط بکار گرفته شود.

جدول 13-تقسیم بندی پیشنهادی کیفیت بتن بر اساس آزمایش مقاومت الکتریکی

لازم به ذکر است اشباع کردن بتن در آب یا آب نمک باغلظت های معین، به شدت بر مقاومت ویژه الکتریکی بتن اثر می گذارد و وجود نمک محلولدر منافذ بتن، مقاومت ویژه الکتریکی آن را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد. به هرحال مقادیر مندرج در جداول فوق، برای حالت اشباع در آب قابل شرب صادق می باشد.

اعداد جداول فوق ارتباط تنگاتنگی با مقادیر طبقه بندیهای مندرج در جدول 5 (نفوذپذیری در برابر یون کلرید بر اساس جریان عبوری) دارد امابدست آوردن یک رابطه کلی بین آنها به سهولت مقدور نمی باشد، مگر اینکه در رابطه بایک بتن مشخص، رابطه خاصی بدست آید.

آزمایش های تغییر حجم و ساختار بتن

لازم به ذکر است که آزمایش هایی در مورد جمع شدگی وانبساط بتن وجود دارد که به دوام مربوط می شود. برخی از اشکال دوام دارای آزمایشاستاندارد معتبر نمی باشد. در آزمایش استاندارد ASTMC827 [60] تغییرات حجمی اولیه بتن تازه مورد بررسی قرارمی گیرد. همچنین در سالهای اخیر در ارتباط با تعیین زمان ترک خوردگی خمیری مقیدبتن که در معرض تبخیر خاصی قرار می گیرد دو آزمایش ASTMC1579 [61] و ASTMC1581 [62] پیشنهاد شده است که اولی برای بتن الیافی ودومی برای بتن معمولی کاربرد دارد و عمدتا بتن ها از نظر این زمان ترک خوردگی میتوانند با یکدیگر مقایسه شوند اما ضابطه خاصی برای مناسب بودن بتن ها در منابعارائه نشده است. در مورد بتن سخت شده صرفا آزمایش ASTMC490 [63] به چشم می­خورد که می تواند جمع شدگی بتن سختشده را به نمایش گذارد. همچنین برخی آزمایش ها مانند پتروگرافی بتن ASTM C856 [64] به بررسی مشکلات موجوددر بتن و دوام آن می پردازد که جنبه کمی خاصی ندارد. همچنین امروزه آزمایش هایی بااستفاده از میکروسکوپ الکترونی در ارتباط با بررسی کیفی انجام می شود که عمدتا براساس روش روبشی (SEM) استوار است. بهتازگی دستورالعمل راهنمای استاندارد برای آزمایش SEM بتن سخت شده در ASTM C1723 [65] ارائه شده است.

آزمایش نیم پیل (پتانسیل خوردگی)

این آزمایش به طور مستقیم کیفیت بتن را از نظر دوامبه نمایش نمی گذارد اما در آزمایشگاه می توان با ساخت آزمونه هایی با بتن­هایمتفاوت و نگهداری بتن در شرایط مشابه، پتانسیل خوردگی میلگردها را بدست آورد که بهنوعی می تواند نمایانگر کیفیت بتن مصرفی هر کدام از آزمونه ها بصورت مقایسه ایباشد.

دستور استاندارد ASTMC876 [66] برای تعیین پتانسیل خوردگی میلگردهای قطعاتبتنی سازه ها در کارگاه (در محل) ارائه شده است مشروط بر اینکه میلگرد بتن دارایپوشش خاصی مانند اپوکسی یا روی نباشد. با این حال می توان در آزمایشگاه نیز اینآزمایش را با تغییراتی انجام داد. برای این منظور از یک ولت متر و یک الکتروداستفاده می شود و قطب مثبت مدار به الکترود و قطب منفی به میلگرد متصل می شود وولتاژ (اختلاف پتانسیل) بین میلگرد و سطح بتن تعیین می گردد. معمولا محل تماسالکترود با سطح بتن به خوبی با مواد مرطوب کننده، مرطوب می شود تا اتصال برقرارگردد. در این آزمایش طبق دستور استاندارد از الکترود مس- سولفات مس استفاده میشود، اما می توان از الکترود کالومل اشباع یا الکترود نقره-کلرید نقره نیز استفادهکرد و نتایج بدست آمده را طبق استاندارد ASTMG3 [67] تبدیل نمود.

در کارگاه با ایجاد شبکه ای به فواصل 5/0 تا یک متربر روی سطح بتن، اندازه گیری ها انجام می شود و خطوط تراز هم پتانسیل رسم می گردد.نتیجه آزمایش نمایانگر وجود فعالیت های خوردگی میلگردها در هنگام آزمایش می باشد.در ASTM C876 زمانی که ازالکترود مس- سولفات مس استفاده می شود، احتمال وجود فعالیت خوردگی بصورت زیر مطرحشده است [66].

جدول 14-احتمال فعالیت خوردگی میلگردها بر اساس الکترود مس- سولفات مس در آزمایش نیم پیل

باید توجه داشت که با انجام این آزمایش نمی توانمستقیما شدت خوردگی میلگرد و یا میزان خوردگی آن را تعیین نمود.

بر اساس نتیجه آزمایش پتانسیل خوردگی، نمی توان درکارگاه در مورد کیفیت بتن ها از نظر نفوذپذیری در برابر یون کلرید یا CO₂ به راحتی اظهارنظر نمود. در آزمایشگاهمعمولا میلگردی را درون بتن به نحوی قرار می دهند که ضخامت بتن روی آن دقیقا مشخصو یکسان باشد. در صورتی که میلگردها کاملا مدفون در بتن باشد، باید سیمی را به آنوصل کرد و به بیرون انتقال داد. در صورتی که سر میلگرد بیرون از بتن باشد بایدقسمت بیرونی و بخشی از قسمت درونی آن را (به میزان بیش از کاور) با اپوکسی پوشاند.معمولا نمونه های استوانه ای تهیه شده را تا دو سوم ارتفاع درون آب نمک قرار دادهو در زمان های مختلف اختلاف پتانسیل قرائت می شود. هنوز دستور استانداردی غلظت آبنمک، نحوه تهیه نمونه، سن قرارگیری در آب نمک و غیره را مشخص نکرده است وپژوهشگران روش مشابهی را برای بتن های مختلف بکار می برند. در صورتی که میلگردنمونه بتنی کاملا مدفون باشد می توان آن را کاملا درون آب نمک غرقاب کرد [15 و 59].

آزمایش شدت خوردگی میلگردها

شدت خوردگی میلگردها معمولا به صورت mA/cm² و یا mm/Year بیان می گردد. آزمایش شدت خوردگی میلگردها در واقع آهنگ خوردگیمیلگردها را در زمان آزمایش و در شرایط موجود حاکم بر آن نشان می دهد و در اصل برحسب میکرو آمپر بر هر سانتی متر مربع از سطح میلگرد بیان می شود. هر mA/cm² 1 در واقع معادل 6/11 میکرومتر خوردگی درسطح میلگرد در هر سال می باشد که بر اساس تجربیات موجود این تبدیل انجام می گردد.

امروزه این آزمایش در آزمایشگاه و همچنین در کارگاهانجام می شود که در آزمایشگاه از دستور استاندارد ASTMG5 [68] استفاده می گردد. اما دستورالعمل استانداردیبرای کارگاه وجود ندارد. اندازه گیری شدت خوردگی میلگردها به روش پتانسیواستاتیکیا پتانسیودینامیک انجام می شود که روش پتانسیواستاتیک کاربرد بیشتری در موردخوردگی میلگردهای بتن دارد.

در این آزمایش علاوه بر اندازه گیری اختلاف پتانسیل(نیم پیل)، مقاومت الکتریکی بتن موجود در نزدیکی میلگرد اندازه گیری می شود و براساس این اندازه گیری ها، شدت خوردگی میلگردها بدست می آید.

نتیجه این آزمایش اطلاعات خاصی را در مورد کیفیت بتنبدست نمی دهد هرچند نفوذپذیری بتن و کم بودن مقاومت الکتریکی آن می تواند بهافزایش شدت خوردگی منجر شود. در پژوهش های آزمایشگاهی، نمونه های شبیه به نمونههای نیم پیل تهیه و در شرایط یکسان در آب نمک نگهداری می گردد و در صورتی کهمیلگردها یکسان باشد، زیاد بودن شدت خوردگی نشانه بی کیفیتی بتن اطراف آن خواهدبود.

دستگاه مورد استفاده و رایج در تعیین شدت خوردگیمیلگردها در کارگاه موسوم به گالواپالس است. شدت خوردگی میلگردها با روش گالواپالسدارای طبقه بندی زیر می باشد [69].

جدول 15-طبقه بندی شدت خوردگی میلگرد بر اساس روش گالواپالس

یکی از آزمایش های آزمایشگاهی شدت خوردگی که بهآزمایش ماکروپیل شدت خوردگی موسوم است، آزمایشی است که با اقتباس از دستور استانداردASTM G109 [70]انجام می گردد. این آزمایش در اصل برای تعیین اثر مواد افزودنی بر خوردگی میلگردهاتدوین شده است اما با تغییر در نوع بتنی که استفاده می شود می توان مقایسه ای بینبتن ها داشت بدون اینکه افزودنی خاصی در آن بکار رود.

در این آزمایش یک مکعب مستطیل ساخته می شود که دربالا یک میلگرد و در پایین دو میلگرد قرار می گیرد. در بالای نمونه یک حوضچه نصبمی شود که در آن محلول آب نمک با غلظت خاصی می ریزند و بین میلگردهای پایین و بالایک مقاومت نصب می گردد. محلول آب نمک در دوره های خاصی تخلیه و پر می شود و بااندازه گیری اختلاف ولتاژ، مقدار شدت جریان الکتریکی بدست می آید و در یک بازهزمانی، کل جریان عبوری بدست می آید که هر چه بیشتر باشد شدت خوردگی میلگردها بیشتراست. البته مقدار شدت جریان بر واحد سطح میلگرد نیز تعیین می شود [59 و 71].

پیشنهاد بکارگیری دوام مشخصه و دوام هدف طرح مخلوطبتن

همانگونه که برای مشخص کردن سطح مقاومتی بتنبکارگرفته شده در یک پروژه از واژه مقاومت مشخصه و یا حداقل مقاومت استفاده میشود، قاعدتا هنگامی که سطح دوام مشخصی مدنظر طراح پروژه باشد لازم است از واژهدوام مشخصه و یا ذکر نوع دوام و کیفیت بتن استفاده گردد، مثلا جذب آب مشخصه یامقاومت ویژه الکتریکی مشخصه بکار رود. بدیهی است که دوام مشخصه نیز مانند مقاومتمشخصه یک مقدار احتمالاتی است که به سطح کیفی بتن از نظر دوام گفته می شود که 95درصد بتن ها از آن بهتر می باشند. همانگونه که در طرح مخلوط بتن با استفاده ازمقاومت مشخصه مقدار مقاومت میانگین طرح مخلوط (مقاومت هدف طرح) محاسبه می شود و دراین محاسبه، انحراف معیار مقاومتی و یا حاشیه امنیت مقاومتی با توجه به سطح کیفیتولید بتن بکار می رود، در اینجا نیز باید از واژه دوام هدف طرح مخلوط بهره گیریشود و لازم است در آینده در آیین نامه های بتن و روش های طرح اختلاط بتن، جایگاهویژه ای برای این تعاریف در نظر گرفته شود و بر این اساس پس از ساخت مخلوط هایآزمون، دستیابی به این اهداف بررسی گردد و در صورت عدم توفیق در دستیابی به ایناهداف، تغییر و اصلاح متناسبی در طرح اعمال شود. توصیه می شود کاهش 5 درصدی دردوام هدف طرح مخلوط بتواند پذیرفته شود و نیاز به تغییر طرح مخلوط نداشته باشیم.

پیشنهاد بکارگیری مفاهیم ارزیابی و پذیرش بتن بر اساسدوام

در همه آیین نامه های موجود دنیا پذیرش بتن از نظرمقاومتی و انطباق بر رده موردنظر یا مقاومت مشخصه دارای ضوابط آماری خاصی می باشد.مثلا گفته می شود اولا باید تواتر یا فرکانس خاصی در نمونه گیری برقرار باشد وثانیا میانگین نتایج هر سه نمونه متوالی کمتر از مقاومت مشخصه و یا حتی کمتر ازمقاومت مشخصه به اضافه مقدار خاصی نباشد و هر کدام از نتایج نمونه ها نیز کمتر ازمقاومت مشخصه منهای مقدار خاصی باشد تا پذیرش بتن یک پروژه انجام شود.

مسلما اگر به مسئله دوام، هم سطح و هم تراز با مقاومتنگاه شود باید چنین ضوابطی نیز برای پذیرش بتن از نظر انطباق با دوام مشخصه تدوینگردد. همچنین واضح است که ضوابطی از نظر تواتر و فرکانس نمونه برداری باید موجودباشد. بنابراین در پروژه های مهم لازم است آزمایشگاه محلی به وسایل و تجهیزات خاصیبرای انجام آزمایش های دوام موردنظر مجهز گردد و همانند گزارش مقاومت نمونه هایبتن، پارامترهای دوام موردنظر را گزارش کند تا کیفیت بتن ها رصد گردد و پذیرش یاعدم پذیرش در دستور کار قرار گیرد.

در حال حاضر پیشنهاد می شود که شکل موجود در بررسیانطباق با مقاومت مشخصه، با تغییر برخی موارد جزئی، برای بررسی انطباق با دواممشخصه بکار گرفته شود زیرا مفاهیم آماری آنها یکسان به نظر می رسد.

پیشنهاد تدوین ضوابط و روش بررسی بتن کم دوام

همانگونه که در همه آیین نامه های معتبر دنیا بخشیتحت عنوان بررسی بتن کم مقاومت وجود دارد و می توان بتن کم مقاومت را از نظر تامینمقاومت سازه یا ظرفیت باربری سازه پذیرفت، لازم است ضوابطی را تدوین نمود که براساس آن بتوان بتن های کم دوام را مورد بررسی قرار داد و به قبول یا رد آنها اقدامکرد. به هرحال ممکن است در این رابطه شباهت مسئله دوام با مقاومت چندان زیادنباشد، اما روال کار می تواند با الهام از بررسی بتن کم مقاومت تدوین گردد. بررسیهای تحلیلی، مغزه گیری و انجام آزمایش دوام و بکارگیری یک ضابطه پذیرش از جمله اینموارد است اما ممکن است از مواردی همچون بارگذاری نتوان الگوبرداری نمود. با اینحال اقدامات مقتضی دیگر مانند بکارگیری مواد پوششی بر سطح بتن و یا اتخاذ تدابیریبرای با دوام تر کردن بتن یا قطعه و سازه بتنی می تواند شبیه به اقدامات مقتضیبرای پذیرش بتن کم مقاومت سازه ای باشد.

واقعیت های موجود در ایران و جهان درباره دوام بتن

با توجه به آنچه گذشت روشن شد که مسئله دوام امروزهبه تدریج از اهمیت زیادی برخوردار گشته است، اما هنوز مهندسین و طراحان مختلف درایران و جهان در ارتباط با مسئله دوام پختگی لازم را کسب ننموده اند. همه پی در پیاز دوام دم می زنند اما معمولا در مشخصات فنی پروژه ها اشاره چندانی به دوام وارزیابی آن و ارائه معیارهایی برای کنترل نمی شود بجز آنکه محدودیت­های خاصی را درارتباط با نسبت آب به سیمان، حداقل و حداکثر عیار سیمان یا نوع سیمان مصرفی مطرحمی کنند، بدون اینکه مشخص باشد با رعایت این موارد بتن در چه سطحی از کیفیت مرتبطبا دوام قرار می گیرد و آیا نیازهای پروژه مرتفع خواهد شد یا خیر؟

به نظر می رسد هنوز آمادگی لازم برای انجام آزمایشهای کنترلی دوام در ایران و دنیا بوجود نیامده است، هرچند در بخشنامه ای از سازمانمدیریت و برنامه ریزی برای حاشیه خلیج فارس چنین امری الزامی اعلام شده است. اماواقعیت آن است که این آزمایش­ها را صرفا در هنگام تهیه طرح مخلوط بتن می توان بهانجام رسانید و فرصت کافی و امکانات وافی برای انجام آنها بصورت یک آزمایش کنترلیمستمر، همچون تعیین مقاومت فشاری بتن، بر روی بتن های تولیدی در کارگاه وجودندارد.

همچنین امروزه ضوابط خاصی برای پذیرش بتن از نقطه نظردوام در ایران و جهان بوجود نیامده است و در استاندارد اروپا و آیین­نامه ACI نیز هنوز چنین مواردی به چشم نمی خورد.

راهکارهایی برای خروج از بن بست

برای خروج از بن بست موجود علاوه بر آنچه در بخشنامهسازمان مدیریت برای حاشیه خلیج فارس دیده می شود لازم است تواتر نمونه برداری وضوابط پذیرش منطبق با واقعیت ها و شرایط موجود عنوان گردد. ضمنا موضوع دوام فقطمنحصر به حاشیه خلیج فارس و خوردگی میلگردها و نفوذ یون کلرید نیست، و وجوه مختلفدیگری نیز مطرح است، که در آیین نامه های مختلف باید این موارد پیش بینی شود.همچنین نمی توان انتظار داشت چنین مواردی بزودی نهادینه شود، مگر اینکه این آزمایشها به شدت ساده و سریع باشند که مسلما دقت آنها در تعیین کیفیت بتن نیز تحت تاثیراین سرعت و سادگی قرار می گیرد.

به اعتقاد نویسنده، اگر بتوان مشکلات آزمایش تعیینمقاومت ویژه الکتریکی را برطرف و آن را استاندارد نمود، می توان از آن به عنوان یکآزمایش کنترلی سریع و ساده و غیر مخرب بهره گرفت. همچنین آزمایش جذب آب کوتاه مدتصرفنظر از مشکل خشک کردن و مغزه گیری، آزمایش سریع و ساده ای محسوب می شود.

آموزش جدی موضوع دوام در دروس تکنولوژی بتن و اجرا دردوره های آکادمیک و حین کار، راهکاری پایه ای برای دریدن این پوسته مزاحم محسوب میشود.

پیشنهادی برای نگارش مشخصات دوامی بتن

طراح پروژه باید در مشخصات فنی خصوصی پروژه، مشخصاتبتن از نظر دوام را به صراحت قید نماید. همانگونه که مقاومت مشخصه یا رده بتنتصریح می گردد لازم است در مورد اعلام دوام مشخصه حتی با ذکر سن بتن و دستورالعملآزمایش موردنظر اقدام گردد. به چنین موردی در ISO22965-1 [72] و ISIRI12284-1 [73] به صراحت اشاره شده است.

بدیهی است با توجه به شرایط حاکم بر پروژه و محیطموردنظر باید پارامتر یا پارامترهای خاصی مطرح شود و بهتر است برای هر نوع خواستهدوامی، صرفا یک پارامتر مناسب و در راستای تامین دوام اعلام گردد. ذکر چند پارامتربرای یک هدف ممکن است باعث سردرگمی شود و به عبارتی احتمال دارد که از نقطه نظراعمال یک پارامتر، بتن مناسب باشد اما دستیابی به پارامتر دیگر مقدور نباشد وگرفتاری در پی داشته باشد. برای مثال اگر برای کاهش و کنترل نفوذ یون کلرید دربتن، آزمایش RCPT، مقاومتالکتریکی، جذب آب نیم ساعته، جذب آب نهایی، عمق نفوذ آب و غیره منظور شود جالبنخواهد بود و بهتر است صرفا RCPT یا مقاومت الکتریکی مطرح گردد. دلیل این امر را می توان نزدیکیساز و کار آزمایش ها با نفوذ یون کلرید در بتن دانست. هر چند ممکن است برای کاهش وکنترل جذب آب یا نفوذ آب در بتن، آزمایش های جذب آب یا عمق نفوذ آب یا جذب آبمویینه یا جذب آب سطحی اولیه توصیه شود. به هرحال در همه موارد لازم است آزمایشیبکار رود که با ساز و کار حاکم بر پروژه و خرابی موردنظر سازگاری بهتری داشتهباشد.

لازم به ذکر است هنوز رابطه مشخصی بین پارامترهایدوام مطرح نشده است و شاید بین بسیاری از آنها نتوان رابطه ای را در آینده نیزبرقرار نمود. بنابراین نباید تصور شود که با در نظر گرفتن یک دوام مشخصه، می توانهمه انواع دوام را تحت پوشش قرار داد و یا برای یک نوع دوام نباید تصور شود ارائهچند مورد دوام مشخصه مطلوب تر است.

اقدامات مهم انجام شده در ایران در زمینه دوام بتن

از اواخر دهه 60 هجری اقدامات پراکنده ای در موردپژوهش مرتبط با دوام در ایران انجام شده است. اساتید دانشگاهی در برخی دانشگاه هایکشور و در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن کارهای درخور توجهی را ارائه کردند. استادگرانقدر آقای دکتر رمضانیانپور در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن و دانشگاه امیرکبیراز اواخر دهه 60 فعالیت هایی را در ارتباط با دوام از جمله کربناسیون، نفوذ یونکلرید و خوردگی میلگردها و غیره داشته اند که بسیار مهم و ذی­قیمت بوده است و درسال گذشته به پاس این فعالیت ها، موسسه ACI از ایشان بصورت رسمی در یکی از کنفرانس ها در اسپانیا قدردانینمود.

از جمله افرادی که بحث دوام بتن بویژه در موضوع نفوذمواد زیان آور و کلریدها و خوردگی میلگردها در ایران مدیون ایشان می­باشد، استادوالامقام آقای دکتر قدوسی می­باشد که از اواسط دهه هفتاد تحقیقات خود را حول محوردوام با تاکید بر آزمایش­های الکتریکی همچون نیم پیل، شدت خوردگی و مقاومتالکتریکی در دانشگاه علم و صنعت و مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن شروع کرد. ایشانبرای اولین بار در ابتدای دهه 80 مبتکر برگزاری مسابقات مقاومت الکتریکی و جذب آببتن در دانشگاه علم و صنعت بودند که بعدها توسط انجمن بتن ایران در راستای ترویجمفاهیم دوام، این مسابقات با شکل اصلاح یافته هر سال برگزار گردید.

در ارتباط با یخ زدن و آب شدن، فعالیت هایی توسط دکترنیلی در دانشگاه بوعلی سینا و پژوهش هایی در انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهرانو مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن انجام شده است.

همچنین آقای دکتر باقری در دانشگاه خواجه نصیرالدینطوسی و آقای دکتر فامیلی در دانشگاه علم و صنعت در مورد دوام تحقیقاتی را به انجامرسانیده اند. همواره در برخی دانشگاه های دیگر نیز جسته و گریخته پژوهش هایپراکنده و غیر منسجمی صورت می گیرد.

در سالهای 83 و 84 برای اولین بار سعی شد حرکت هایجدی و خاصی بویژه در مورد دوام بتن و سازه ها در حاشیه خلیج فارس به انجام رسد.سازمان مدیریت و برنامه ریزی با همکاری مرحوم دکتر قالیبافیان و جناب آقای دکتررمضانیانپور اولین نوشته الزام آور را تحت عنوان بخشنامه معیارهای پذیرش بتن برمبنای پایایی به شماره 34229-101 مورخ 4/3/1383 برای پروژه های عمرانی دولتیاحداثی در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان [74] منتشر نمود که اقدام مهمی در اینرابطه به شمار می رود.

ضمن تماس با جناب آقای دکتر رمضانیانپور به کاستی هاو مشکلات این بخشنامه اشاره گردید و بحث هایی در مورد کتاب (نشریه) ارزشمند شمارهک 396 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با عنوان توصیه هایی برای پایایی بتن در سواحلجنوبی کشور [75] که با هدایت و پشتکار ایشان و همکارانشان در سال 1383 منتشر شدهبود مطرح شد و مقرر گشت کمیته ای مرکب از متخصصین در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکنتشکیل گردد و توصیه های نشریه مزبور بصورت تفصیلی و اصلاح شده منتشر شود که بعدهانام آیین نامه پیشنهادی برای آن انتخاب گشت.

با برگزاری جلسات مکرر و بحث در مورد پیش­نویس ها،بالاخره برای اولین بار چنین متنی تهیه و در سال 1384 به شماره ض 428 تحت عنوانآیین نامه پیشنهادی پایایی بتن در محیط خلیج فارس و دریای عمان [34] منتشر گردید.در نگارش این متن سعی گردید بخشنامه سازمان مدیریت نقض نشود و از مطالبی که موسسه CIRIA برای بتن در مناطق عربی تدوین کرده بوداستفاده گردد کما اینکه در بخشنامه مزبور نیز از یکی از جداول این نشریه اقتباسشده بود.

لازم به ذکر است از حدود سال 1380 انستیتو مصالحساختمانی دانشگاه تهران به سرپرستی و هدایت آقای دکتر قالیبافیان و مدیریت جدید وپر توان آقای دکتر شکرچی زاده، یک مجموعه از کارهای تحقیقاتی را با کمک تعدادی ازدانشجویان دوره های کارشناسی ارشد عمران تحت عناوین مختلف پایان نامه های دانشجوییآغاز کرد که هدف آن تدوین و ارائه نرم افزاری بومی بر اساس نرم افزار Life365 موسسه ACI برای حاشیه خلیج فارس بود و سازمان مدیریت و برنامه ریزی نیز باتوجه به قرارداد منعقده از آن پشتیبانی می نمود. این کار تحقیقاتی که نگارنده همافتخار همکاری در انجام آن را داشته است، سر منشا تحولات جدی در این زمینه به حسابمی آید زیرا از هدفمندی خاصی برخوردار بود و در انجام این تحقیقات از همه پژوهشهای قبلی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن که با هدایت عزیزانی همچون دکتررمضانیانپور، دکتر قدوسی، دکتر باقری و دکتر پرهیزگار انجام شده بود، بهره گیریشد.

صرفنظر از میزان موفقیتی که در انستیتو مصالحساختمانی حاصل شد اصل این اقدام بسیار مهم بود هرچند انستیتو به موفقیت های زیادینیز دست یافت اما کنار کشیدن سازمان مدیریت و برنامه ریزی از حدود سال 1384 لطمهشدیدی به این اهداف وارد نمود و آن را ناقص و ابتر باقی گذارد. با این حال انستیتوبا حمیت و غیرت خاص سعی نمود که آن را به هر ترتیب دنبال نماید. به تازگی انستیتومصالح ساختمانی دانشگاه تهران مدل های احتمالاتی خوردگی را مورد تحقیق قرار دادهاست و سعی می کند همانگونه که در Life 365 تحولاتی رخ می دهد، نرم افزار DuraPGulf را به روز کند و اطلاعات جدیدتری را به آن بیفزاید.

در سال 1386 با توجه به انجام آزمایش های مختلف درآزمایشگاه های تحقیقاتی و خدماتی در ارتباط با دوام بتن در حاشیه خلیج فارس،پیشنهادی در مورد مطالعه کاربرد نتایج نفوذپذیری گاز اکسیژن در بتن در این منطقه وارائه ضابطه و معیار خاص در این مورد توسط انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهرانمطرح شد.

به دنبال پیشنهاد انستیتو به مرکز تحقیقات و تعریفاین تحقیق، در جلسه ای با حضور بسیاری از اساتید، قرار شد یک مطالعه جامع در زمینهآزمایش­های دوام مرتبط با منطقه خلیج فارس انجام شود که در مرحله اول آزمایش­هایمختلفی بر روی بتن های محدود و خاصی توسط مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن و برخیدانشگاه ها انجام شود تا ارتباط این نتایج با یکدیگر بررسی گردد.

این تحقیق برای اولین بار به عنوان یک مرحله از تحقیقجامع و با کمک چند مرکز پژوهشی در سال 1387 کلید خورد که امید است در سال 1389پرونده آن بسته شود.

دانشگاه تهران (انستیتو مصالح ساختمانی)، دانشگاهامیر کبیر (مرکز تحقیقات تکنولوژی بتن و دوام)، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی،دانشگاه بوعلی سینا و برخی اساتید و مشاورین مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در اینتحقیق همکاری نزدیکی با مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن داشتند که در نوع خود اولینپروژه مشترک تحقیقاتی در این زمینه می باشد [76].

با انجام این تحقیق امید است بتوان در مورد انتخابآزمایش های موثر و کارا در زمینه دوام بتن در محیط خلیج فارس و همچنین انتخابمعیارهای جدید یا تصحیح و بازنگری معیارهای قبلی اقدام نمود و تغییراتی را در آییننامه پیشنهادی پایایی بتن در این مناطق بوجود آورد و این امر نیز در نوع خود برایاولین بار اتفاق می افتد که در تدوین یک آیین نامه از تحقیقات مفصل داخلی بهرهگیری شود، هرچند در تدوین آیین نامه پایایی اولیه و نشریه شماره ک 396 (توصیه هاییدر مورد پایایی بتن در سواحل جنوبی کشور) از چنین تجربیاتی در سطح محدودتر استفادهشده بود.

لازم به ذکر است به موازات این تحقیق، پروژه هایدیگری در زمینه خوردگی و دوام و تهیه مدل های دوام در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکنتعریف شده است که برخی از آنها کلید خورده است و برخی دیگر در آینده شروع خواهد شدکه امید است سرانجام خوبی را در پی داشته باشد.

همچنین در تامین دوام جداول بتنی و با تبیین مشکلاتموجود در اوائل دهه 80، همه دست اندرکاران اذعان داشتند که نیاز به تدوین مشخصاتفنی برای پذیرش جداول بتنی بویژه از نقطه نظر دوام وجود دارد و باید به دنبال چنینموردی بود. به هرحال مسئولین شهرداری تهران یک سفارش شفاهی (بدون عقد قرارداد) دراین زمینه را به مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن دادند و در سال 1386 و 1387 جلساتیدر مرکز برای تدوین دستورالعملی در مورد جداول بتنی پیش ساخته برگزار گردید کهمنجر به تدوین نشریه شماره ض 517 تحت عنوان ضابطه ساخت جداول بتنی در سال 1388 [77]شد. در این نشریه از استانداردهای EN 1340 [7] و EN 206 [78]استفاده شده، اما این نشریه در عمل لازم الاجرا نشده است.

در سال 1387 بنا به سفارش سازمان مهندسی و عمران شهرتهران، راهنمای تولید و مشخصات فنی و ضوابط پذیرش جداول پیش ساخته بتنی توسطنگارنده و با همکاری دکتر رضایی نوشته شد، که در سال 1388 منتشر گردید. در ایننشریه که تحت شماره EDO 201 [79]منتشر شده است از EN 206 [78]، EN 1340 [7]و نشریه منتشر نشده (تا آن تاریخ) ضابطه ساخت جداول بتنی مرکز تحقیقات ساختمان ومسکن [77] استفاده شد و برخی تجربیات شخصی نیز در تدوین آن بکار رفته است.خوشبختانه در اوائل سال 1389 بکارگیری آن در شهرداری تهران الزامی شد، امید است بااستفاده صحیح از آن مسئله دوام جداول بتنی حل شود.

در سال 1387 و 1388 تدوین استاندارد ملی مشخصات جداولبتنی پیش ساخته انجام شد که قرار است در سال 1389 منتشر گردد و با انتشار آن گاممثبت دیگری در بالا بردن دوام این جداول برداشته خواهد شد. در این استاندارد نیز EN 1340 [7] مورد استفاده قرار گرفت ومواردی به آن اضافه شد که در پیوست اطلاعاتی آن (غیر الزامی) آورده شده است.

تدوین استاندارد ملی شماره 8906 لوله های بتنی مسلحبرای جمع آوری آب باران و فاضلاب [49] بر اساس ASTMC76 [48] در سال 1385 نیز گام دیگری در مشخص کردن ضوابطعملکردی بتن های این لوله ها محسوب می شود.

امید است در آیین نامه بتن ایران، مقررات ملیساختمان، مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی، مشخصات فنی عمومی راه، مشخصات فنیعمومی آبیاری و زهکشی، مشخصات فنی عمومی سد و سازه های آبی و غیره ضوابط عملکردیدوام بر اساس آزمایش های دوام وارد شود و باب جدیدی در این راه گشوده گردد.

جمع بندی، نتیجه گیری نهایی و پیشنهادها

در مجموع با توجه به موارد مطروحه در این نوشته میتوان نکات زیر را به عنوان جمع بندی و نتیجه گیری به همراه پیشنهادها ذکر کرد:

- امروزه نمی توان به ضوابط شکلی دوام مانند محدودیتنسبت آب به سیمان و غیره دلخوش کرد و لازم است ضوابط عملکردی مستقیم یا غیر مستقیمدر ارتباط با دوام را مطرح نمود.

- برای مشخص کردن دوام بتن ها آزمایش هایی را باید برروی بتن انجام داد. این آزمایش ها گاه بطور مستقیم مرتبط با دوام است و گاه بصورتغیر مستقیم به دوام بتن مربوط می شود. مسلما آزمایش های نوع اول همواره ارجح است.

- برای دوام بتن بسته به شرایط حاکم و ساز و کارخرابی، آزمایش های متفاوتی وجود دارد. آزمایشی را می توان در دستور کار قرار دادکه به ساز و کار خرابی نزدیک تر باشد.

- پس از انجام آزمایش های مورد نظر، معیار یا ضابطهخاصی باید ارائه شود. این ضوابط و معیارها بر اساس پژوهش ها و تجربیات قبلی ارائهمی شود. با انجام تحقیقات بیشتر و بررسی بتن ها در شرایط محیطی واقعی می توانانتظار داشت که این معیارها دستخوش تغییراتی شود.

- طرح ضوابط عملکردی بتن هنوز در دنیا و ایران رایجنشده است اما مدتی است ارائه این معیارها در دستور کار قرار گرفته است.

- آزمایش هایی که معمولا بطور مستقیم کیفیت بتن را ازنظر دوام نشان می دهد گاه طولانی مدت یا گران قیمت است و نمی توان از آنها بهعنوان یک آزمایش کنترلی استفاده نمود.

- بکارگیری آزمایش هایی که بطور غیر مستقیم کیفیت بتناز نظر دوام را به نمایش می گذارد وقتی رایج می شود که در اسرع وقت و با هزینه کمو ترجیحا بصورت غیر مخرب انجام شود.

- دوام مشخصه مانند مقاومت باید جایگاه خود را درمشخصات فنی پروژه ها پیدا کند. در طرح مخلوط بتن باید دوام هدف با توجه به دواممشخصه و شرایط ساخت بتن در کارگاه مدنظر قرار گیرد.

- در آیین نامه ها و مشخصات فنی پروژه ها تواتر نمونهبرداری، نحوه ارزیابی و ضوابط پذیرش بتن از نظر دوام همچون مقاومت فشاری باید روشنو تبیین گردد.

- در آیین نامه و مشخصات فنی پروژه ها، بخشی تحتعنوان بررسی بتن کم دوام مانند بتن کم مقاومت باید اضافه شود.

- برای برخی ساز و کارهای خرابی هنوز آزمایشاستاندارد مستقیم یا غیر مستقیم تدوین نشده است که از جمله می توان حمله سولفات هاو تبلور نمک ها را ذکر کرد.

- اقدام هایی در بررسی دوام بتن ها در کشور انجام شدهو یا در حال انجام است. تدوین آیین نامه هایی مانند پایایی بتن در حاشیه خلیج فارسو ضوابط و مشخصات جداول بتنی پیش ساخته از جمله اقدامات مهم است که طلیعه داراقدامات دیگر خواهد بود.

- ضوابط و معیارهای دوام ممکن است در سال­های آیندهبا توجه به تجربیات و مشاهدات رفتار بتن از نظر دوام دستخوش تغییراتی شود.

- تجربه نشان می دهد که کارهای گروهی و غیر پراکنده درکشور می تواند دستاوردهای مهم و اثرگذاری را به دنبال داشته باشد.

- راه درازی در پیش است تا به مسئله دوام در عملمانند مقاومت نگریسته شود و به حرف اکتفا نگردد.

منابع و مراجع

1- ACI Committee 201 (2001), "Guide to Durable Concrete(ACI 201.1R)", American Concrete Institute, Farmington, Hills, Mich., 41pp.

2- مهتا،پ. کومار، مترجم رمضانیانپور، علی اکبر و همکاران (1383)، "ریز ساختار، خواصو اجزای بتن (تکنولوژی بتن پیشرفته)"، چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتیامیرکبیر، تهران،ایران.

3- نویل، آدام، مترجم فامیلی، هرمز (1378)، "خواصبتن"، بازنگری چهارم، ابوریحان بیرونی،تهران، ایران.

4- ASTM (2003), "Standard Test Method for Resistance ofConcrete to Rapid Freezing and Thawing", ASTM C 666, Annual Book of ASTMStandards, Philadelphia, vol. 04-02.

5- ASTM (2005), "Standard Test Method for Evaluating theFreeze-Thaw Durability of Dry-Cast Segmental Retaining Wall Units and RelatedConcrete Units", ASTM C 1262, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia,vol. 04-05.

6- ASTM (2003), "Standard Test Method for Scaling Resistanceof Concrete Surfaces Exposed to Deicing Chemicals", ASTM C 672, AnnualBook of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

7- EN 1340 (2003), "Concrete kerb units - Requirements and testmethods"

8- ASTM (2005), "Standard Specification for Segmental RetainingWall Units", ASTM C 1372, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia,vol. 04-05.

9- ASTM (2002), "Standard Test Method for Potential Expansion ofPortland-Cement Mortars Exposed to Sulfate", ASTM C 452, Annual Book ofASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-01.

10- ASTM (2004), "Standard Test Method for Length Change ofHydraulic-Cement Mortars Exposed to a Sulfate Solution", ASTM C 1012,Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-01.

11- Xu, A., Shayan, A., Baburamani, P., (1998), "Test Methods forSulfate Resistance of Concrete and Mechanism of Sulfate Attack:State-of-the-Art Review", ARRB Transport Research Ltd., Review Report 5

12- Ferraris, C. F., Stutzman, P. E., Snyder, K.A., (2006),"Sulfate Resistance of Concrete: A New Approach, R&D Serial No.2486", PCA, Skokie, Illinois, USA

13- RILEM Committee CPC18 (1988), "Measurement for HardenedConcrete Carbonated Depth", TC14-CPC.

14- EN 14630 (2006), " Products and systems for theprotection and repair of concrete"

15- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1378)،"نشریه شماره ک-283: فن آوری بتن در شرایط محیطی خلیج فارس- جلد اول: آسیبشناسی بتن و ارزیابی آن"، چاپ اول، تهران، ایران.

16- ASTM (2003), "Standard Test Method for Determination ofLength Change of Concrete Due to Alkali-Silica Reaction", ASTM C 1293,Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

17- ACI Committee 221 (1998), " State-of-the-Art Report onAlkali-Aggregate Reactivity (ACI 221.1R)", American Concrete Institute,Farmington, Hills, Mich., 31 pp.

18- ASTM (2003), " Standard Specification for ConcreteAggregates, Appendix", ASTM C 33, Annual Book of ASTM Standards,Philadelphia, vol. 04-02.

19- استاندارد ملی ایران 302 (1381)،"سنگدانه های بتن - ویژگیها"، تجدیدنظر دوم، موسسه استاندارد و تحقیقاتصنعتی ایران.

20- ASTM (2003), " Standard Test Method for Length Changeof Concrete Due to Alkali-Carbonate Rock Reaction", ASTM C 1105, AnnualBook of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

21- ASTM (2000), " Standard Test Method for Abrasion Resistanceof Concrete or Mortar Surfaces by the Rotating-Cutter Method", ASTM C 944,Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

22- ASTM (2000), " Standard Test Method for Abrasion Resistanceof Concrete by Sandblasting", ASTM C 418, Annual Book of ASTM Standards,Philadelphia, vol. 04-02.

23- ASTM (2000), " Standard Test Method for Abrasion Resistanceof Horizontal Concrete Surfaces", ASTM C 779, Annual Book of ASTMStandards, Philadelphia, vol. 04-02.

24- ASTM (2000), "Standard Test Method for Abrasion Resistance ofConcrete (Underwater Method)", ASTM C 1138, Annual Book of ASTM Standards,Philadelphia, vol. 04-02.

25- US Army (1992), "Standard Test Method for Water Permeabilityof Concrete", CRD-C 48

26-USBR test designation 4913(1992), "Procedure for determining water permeabilityof concrete", United States Bureau of Reclamation

27- Gomez, A.M., Costa, J.O., Albertini, H., Aguiar, J.E.,(2003) "Permeability of Concrete: A Study Intended for the in situValuation Using Portable Instruments and Traditional Techniques", NonDestructive Testing in Civil Engineering, International Symposium (NDT CE 2003)

28- Kollek, J.J. (1989), "The determination of thepermeability of concrete to oxygen by the CemBureau method- arecommendation", Materials and Structures, 22:225–230.

29- RILEM TC 116-PCD, "Recommendations of TC 116-PCD: Testsfor gas permeability of concrete; A. Preconditioning of concrete test specimensfor the measurement of gas permeability and capillary absorption of water; B.Measurement of the gas permeability of concrete by the RILEM - CEMBUREAUmethod", Material and Structures, 32:174-179.

30- Torrent, R. (1999), "The Gas-Permeability ofHigh-Performance Concretes: Site and Laboratory Tests", ACI SP-186, paper17:291-308

31- ASTM (2003), "Standard Test Method for Determining theApparent Chloride Diffusion Coefficient of Cementitious Mixtures by BulkDiffusion", ASTM C 1556, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol.04-02.

32- NT BUILD 443 (1995), "Concrete, Hardened: AcceleratedChloride Penetration", NORDTEST Method

33- Concrete Society (2008), "Technical Report No.31-Permeability Testing of Site Concrete", CCIP, UK.

34- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1384)،"نشریه شماره ض-428: آیین نامه ملی پایایی بتن در محیط خلیج فارس و دریایعمان (پیشنهادی)"، چاپ اول، تهران، ایران.

35- AASHTO T259 (2002),"Standard Method of Test forResistance of Concrete to Chloride Ion Penetration", American Associationof State Highway and Transportation Officials, Washington, DC

36- NT BUILD 492 (1999), "Concrete, Mortar and Cement-Based RepairMaterials: Chloride Migration Coefficient from non Steady State MigrationExperiments", NORDTEST Method

37- AASHTO T277 (2005),"Standard Method of Test forElectrical Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride IonPenetration", American Association of State Highway and TransportationOfficials, Washington, DC

38- ASTM (2003), " Standard Test Method for Electrical Indicationof Concrete's Ability to Resist Chloride Ion Penetration", ASTM C 1202,Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

39- ACI Committee 222 (2001), "Protection of Metals in ConcreteAgainst Corrosion (ACI 222R)", American Concrete Institute, Farmington,Hills, Mich., 41 pp.

40- DIN 1048-5 (1991)," Testing concrete; testing of hardenedconcrete (specimens prepared in mould)", Deutsches Institut für Normung, Berlin, Germany

41- EN 12390-8(2000), "Testing Hardened Concrete - Part 8: Depthof Penetration of Water Under Pressure", European Committee forStandardization.

42- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1387)،"نشریه شماره ض-504: توصیه هایی برای تعمیر سازه های بتنی در سواحل جنوبیایران"، چاپ اول، تهران، ایران.

43- BS 1881, Part 122 (1983),"Testing concrete – Part 122:Method for Determination of Water Absorption", British Standard, London,England

44- BS 7263, Part 1 (2001), "Precast concrete flags, kerbs,channels, edgings and quadrants. Precast, unreinforced concrete paving flagsand complementary fittings. Requirements and test methods", BritishStandard, London, England

45- Walker, M., (2002), "Guide to the Construction of ReinforcedConcrete in the Arabian Peninsula (C577)", CIRIA and Concrete Society, UK

46- ASTM (2000), "Standard Test Method for Density, Absorption,and Voids in Hardened Concrete", ASTM C 642, Annual Book of ASTMStandards, Philadelphia, vol. 04-02.

47- ASTM (2003), "Standard Test Methods for Concrete Pipe,Manhole Sections, or Tile", ASTM C 497, Annual Book of ASTM Standards,Philadelphia, vol. 04-05.

48- ASTM (2003), " Standard Specification for Reinforced ConcreteCulvert, Storm Drain, and Sewer Pipe", ASTM C 76, Annual Book of ASTMStandards, Philadelphia, vol. 04-05.

49- استاندارد ملی ایران 8906 (1385)، "لوله های بتنی مسلح، برای جمع آوری آب باران و فاضلاب- ویژگیها"، چاپ اول، موسسهاستاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

50- استاندارد ملی ایران 1-70 (1387)، "بلوک سیمانی توخالی- قسمت اول: ویژگی­ها"،تجدیدنظر دوم، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

51- استاندارد ملی ایران 755 (1383)، "موزاییک- ویژگی­ها و روش­های آزمون"، چاپاول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

52- استاندارد ملی ایران 7782 (1383)، "بلوك‌های سیمانی سبك غیر باربر- ویژگی‌ها"،چاپ اول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

53- BS 1881, Part 208 (1996)," Testing concrete – Part 122:Recommendations for the Determination of the Initial Surface Absorption ofConcrete", British Standard, London, England

54- RILEM Committee CPC11.2 (1982), " Absorption of water ofconcrete by capillarity".

55- ASTM (2004), "Standard Test Method for Measurement of Rate ofAbsorption of Water by Hydraulic-Cement Concretes", ASTM C1585, AnnualBook of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

56- Branco, F.A., de Brito, J., (2003), "Handbook of ConcreteBridge Management", ASCE, USA.

57- شکرچی زاده، محمد، جوادیان، علیرضا، حاجیبابایی، امیر (1385)، "پارامترهایمهم در مقاومت الکتریکی بتن و روش های اندازه گیری مقاومت"،مجله انجمن بتن ایران، شماره 23، صفحه 20 تا 26

58- ASTM (2006), "Standard Test Method for FieldMeasurement of Soil Resistivity Using the Wenner Four-Electrode Method",ASTM G57, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

59- تدین، محسن (1381)، "بررسی وارزیابی مقاومت کششی، مدول ارتجاعی، ضریب پواسون و شدت خوردگی بتن سبک پرمقاومت بامصالح موجود در ایران"، رساله دکتری در رشته مهندسی عمران-سازه، دانشگاه علمو صنعت ایران، تهران، ایران.

60- ASTM (2001), "Standard Test Method for Change in Heightat Early Ages of Cylindrical Specimens of Cementitious Mixtures", ASTM C827,Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

61- ASTM (2006), "Standard Test Method for Evaluating PlasticShrinkage Cracking of Restrained Fiber Reinforced Concrete (Using a Steel FormInsert)", ASTM C1579, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

62- ASTM (2004), "Standard Test Method for Determining Age atCracking and Induced Tensile Stress Characteristics of Mortar and Concreteunder Restrained Shrinkage", ASTM C1581, Annual Book of ASTM Standards,Philadelphia, vol. 04-02.

63- ASTM (2000), "Standard Practice for Use of Apparatus for theDetermination of Length Change of Hardened Cement Paste, Mortar, and Concrete",ASTM C490, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.

64- ASTM (2004), "Standard Practice for Petrographic Examinationof Hardened Concrete", ASTM C856, Annual Book of ASTM Standards,Philadelphia, vol. 04-02.

65- ASTM (2010), "Standard Guide for Examination of Hardened ConcreteUsing Scanning Electron Microscopy", ASTM C1723, Annual Book of ASTM Standards,Philadelphia, vol. 04-02.

66- ASTM (2009), "Standard Test Method for Half-Cell Potentialsof Uncoated Reinforcing Steel in Concrete", ASTM C876, Annual Book of ASTMStandards, Philadelphia, vol. 03-02.

67- ASTM (1989), "Standard Practice for Conventions Applicable toElectrochemical Measurements in Corrosion Testing", ASTM G3, Annual Bookof ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

68- ASTM (1994), "Standard Reference Test Method for MakingPotentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements", ASTMG5, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 03-02.

69- Germann Instruments (2009), "GulvaPulse Instruction andMaintenance Manual", Denmark.

70- ASTM (2007), "Standard Test Method for Determining Effects ofChemical Admixtures on Corrosion of Embedded Steel Reinforcement in ConcreteExposed to Chloride Environments", ASTM G109, Annual Book of ASTM Standards,Philadelphia, vol. 03-02.

71- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1383)،"نشریه شماره ک-370: فن آوری بتن در شرایط محیطی خلیج فارس- جلد دوم: روشها وتوصیه ها برای افزایش عمر مفید سازه های بتنی"، چاپ اول، تهران، ایران.

72- ISO (2007), "Concrete - Part 1: Methods of specifyingand guidance for the specifier", ISO 22965-1, Geneva, Switzerland.

73- استاندارد ملی ایران 1-12284 (1388)،"بتن- قسمت 1- راهنمای نگارش مشخصاتفنی"، چاپ اول، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

74- امور فنی سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور(1383)، "معیارهای پذیرش بتن بر مبنایپایایی"، بخشنامه شماره 34229-101، ایران

75- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1383)، "نشریهشماره ک-396: توصیه هایی برای پایایی بتن در سواحل جنوبی کشور"، چاپ اول،تهران، ایران.

76- تدین، محمدحسین (1388)، "بررسی ضریب نفوذپذیریگاز در بتن و مقایسه آن با سایر پارامترهای دوام برای ارزیابی کیفی بتن سازه هایدریایی"، پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران-سازه های دریایی، دانشکدهفنی دانشگاه تهران، تهران، ایران.

77- مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1388)، "نشریهشماره ض-517: ضابارزیابی دوام بتن (آزمایش­ها و معیارها)