آزمایش نیم پیل ( Half Cell ) :

 همانگونه که گفته شد واقعا" یک جریان الکتریکی در بتن مسلح وجود دارد . پس باید بتوان آن را اندازه گیری نمود . اگر یک سر سیم را به میلگرد وصل کنیم و سر دیگر سیم را به کمک یک الکترود به سطح بتن مرطوب بچسبانیم و در این فاصله ولت متری را قرار دهیم ، اختلاف پتانسیل را بر صفحه دستگاه مشاهده می نماییم که در حدود چند ده تا چند صد میلی ولت است.

بسته به نوع الکترود مصرفی ، ولتاژ قرائت شده متفاوت خواهد بود و قابل تبدیل به یکدیگر
می باشند ، آزمایش نیم پیل دارای دستور العمل استاندارد برای کارگاه می باشد اما دستور استاندارد آزمایشگاهی ندارد . در کارگاه ASTM الکترود مس ـ سولفات مس را توصیه کرده است و در آزمایشگاه معمولا" از الکترود کالومل اشباع استفاده میشود .

ASTM . C876 شروع فعالیت خوردگی را به صورت احتمالی و بشرح ذیل مشخص کرده است.

 

احتمال شروع فعالیت خوردگی اختلاف پتانسیل v با الکترود مس ـ سولفات مس (mv )

بیش از 90 درصد 350< v

حدود 50 درصد   200<350 < P>

کمتر از 10 درصد  v < 200

 

در این آزمایش باید میلگردها بصورت متصل تداوم داشته باشند و قطع در آنها باعث اختلال در نتایج می گردد . باید دانست که این آزمایش فقط اختلاف پتانسیل موجود را به دست می دهد که پتانسیل خوردگی نام دارد و به هیچ وجه آهنگ خوردگی یا میزان خوردگی میلگرد را به نمایش نمی گذارد .
در آزمایشهای آزمایشگاهی معمولا" میلگردی را داخل یک استوانه بتنی قرار می دهند و بخش عمده ای از بتن را در داخل آب دریا یا آب نمک ( با غلظت های متفاوت ) می گذارند و یک سر سیم را به میلگرد خارج از آب و الکترود را داخل آب دریا یا آب نمک قرار می دهند و ولتــاژ را قرائت می کنند .

این آزمایش مستقیما" کیفیت بتن را بدست نمی دهد فقط می توان کیفیت بتن را در مقایسه با یکدیگر ارزیابی کرد ونشان داد کدام نمونه زودتر و کدام یک دیرتر فعالیت خوردگی را آغاز
می نمایند .

آزمایش نیم پیل و ارقام ذکر شده فقط برای میلگردهای بدون پوشش ( گالوانیزه ، اپوکسی و .. . . ) کاربرد و مفهوم دارند و برای میلگردهای پوشش دار و صنعت متفاوت خواهد بود.

 آزمایش پتانسیل و شدت خوردگی گالوانیکی ( ASTM G109 ) :

 هر چند دستور آزمایشگاهی فوق بصورت استاندارد برای تعیین تأثیر افزودنیها بر خوردگی میلگرد ارائه شده است اما این آزمایش را با تغییرات خالص می توان برای تعیین کیفیت دوام بتن نیز بخوبی بکار برد .

در یک منشور بتنی دو ردیف میلگرد در بالا و پائین قرار داده می شود که سر و ته آنها مارپیچ شده است و بین آنها یک مقاومت 100 اهمی قرار دارد . در بالای منشور یک حوضچه چسبانیده میشود و داخل آن با آب نمک ( غلظت 3 درصد و بیشتر ) می ریزیم . نفوذ آب نمک باعث
آند شدن میلگرد فوقانی و کاتد شدن میلگرد تحتانی می شود و خوردگی گالوانیکی رخ می دهد .

بین دو میلگرد میتوان اختلاف پتانسیل و مقاومت الکتریکی را بدست آورد ( با وجود مقاومت
100 اهمی یا بدون آن ) همچنین می توان اختلاف پتانسیل و مقاومت الکتریکی بین حوضچه و میلگرد فوقانی ( بدون مقاومت 100 اهمی ) و مانند آن اختلاف پتانسیل و مقاومت الكتریكی بین

 حوضچه و میلگرد تحتانی را تعیین نمود . برای این کار از الکترود کالومل اشباع در داخل حوضچــه استفاده می گردد . ضمن اینکه هر اندازه گیری حاوی مفهوم خاصی است اما دستور استاندارد ASTM G109 فقط در هر زمان شدت جریان عبوری بین میلگردها را با توجه به وجود مقاومت 100 اهمی بر حسب . A  m بدست می آورد ( از تقسیم اختلاف پتانسیل به مقاومت ) و سپس مقدار کل جریان را بر حسب کولن با عنایت به رابطه زیر بدست می آید . از تقسیم شدت جریان به سطح جانبی میلگرد نیز شدت خوردگی بر حسب  ---حاصل می شود . بالا بودن شدت خوردگی و همچنین کل جریان می تواند نشان دهنده کیفیت پائین بتن باشد .

آزمایش ---در اصل از یك بتن فاقد ریز دانه بهره می گیرد كه بسیار نفوذ پذیر است
( مانند آبكش سوراخ می باشد ) و لذا اطراف نمونه با اپوكسی اندود میگردد . در حالیكه در آزمایش تغییر یافته ، بتن مورد نظر طبق طرح اختلاط پروژه ساخته میشود و میتوان از اپوكسی برای
اندود كردن سطوح جانبی بهره گرفت و یا بدون اپوكسی آزمایش را به انجام رساند.

بهرحال این آزمایش قابلیت های زیادی را برای به نمایش گذاردن كیفیت بتن در امر خوردگی دارد و تفسیر نتایج آن هم جالب و مشكل می باشد .

 آزمایش پتانسیل و شدت خوردگی به روش گالواپالسن :

 در این آزمایش نیز نمونه هائی شبیه به آزمایش نیم پیل تهیه میشود و یا میتوان در محل كارگاه بر روی قطعات موجود این آزمایش را انجام داد . ضمن تعیین اختلاف پتانسیل خوردگی ،
افزایش های جزئی در پتانسیل ایجاد شده و شدت جریان مربوطه اندازه گیری میشود . در این آزمایش مقاومت الكتریكی نیز بدست می آید و با توجه به روابط موجود شدت خوردگی
( آهنگ خوردگی ) میلگردها تعیین می گردد . این آزمایش بسیار مهم و معتبر می باشد اما انجام آن مشكل و نتیجه گیری از آن نیاز به تبحر و تخصص دارد .

 

آزمایش تعیین عمق نفوذ یون كلر :

 در این آزمایش نمونه هائی كه در معرض یون كلر بوده اند ( آزمایشگاهی یا كارگاهی ) را بریده و مقطع را در معرض پاشش محلول نیترات نقره قرار میدهند . پس از مدتی محل حاوی یون كلر سفید شیـــری شده و با گذشت زمان سیاه میشود و میتوان عمق نفوذ یون كلر را با دقت كمتر از 2/0 میلی متر اندازه گیری نمود . مسلما" در این آزمایش باید نمونه های اولیه تقریبا" فاقد یون كلر باشند و یا میزان آن از آستانه حساسیت عملكرد محلول نیترات نقره كمتر باشد یا بتوان نفوذ یون كلر را مشاهده نمود .

در این آزمایش مقادیر یون كلر در بتن بدست نمی آید . پروفیل یون كلر و ضریب نفوذ آن نیز قابل تعیین نیست .

 آزمایش تعیین پروفیل یون كلر و تعیین ضریب نفوذ :

 این آزمایش یكی از مهمترین و مشكل ترین آزمایشهای موجود است كه به تعیین پروفیل یون كلر و ضریب نفوذ آن می انجامد . وقتی نمونه ای در آزمایشگاه یا محل و همچنین قطعه بتنی در محل در معرض یون كلر بویژه در مدت طولانی قرار گیرد میتوان این آزمایش را با دقت خوب انجام داد .

برای این منظور در زمان معین و مورد نظر ، پودر نمونه بتنی كه مربوط به عمق معینی است تهیه شده و مقدار یون كلر موجود در بتن طبق ASTM C114 تعیین میشود . برای تهیه پودر بتن و آماده سازی آن از دستور ASTM C1152 ( یون كلرمحلول در اسید ) و یا ASTM C1218
( یون كلر محلول در آب ) استفاده میشود . در این آزمایش از روش پتانسیو متری برای تیتر كردن با محلول نیترات نقره استفاده میشود . این روش بسیار دقیق است و تا كنون روش دیگری با این دقت ابداع نشده است .

معمولا" نتیجه این آزمایش بصورت درصد یون كلر در بتن و یا درصد یون كلر بتن نسبت به وزن سیمان گزارش میگردد . محدودیت یون كلر در بتن اولیه و یا گزارش یون كلر بتن قدیمی ، بصورت درصد نسبت به وزن سیمان بیان میشود و باید مشخص گردد طبق كدام روش (محلول در اسید یا محلول در آب ) انجام شده است .

براساس نتیجه حاصله ، پروفیل یون كلر رسم میگردد . محور افقی عمق نمونه ( متوسط ) و محور قائم درصد یون كلر است .

با توجه به نتایج حاصله و میزان یون كلر اولیه در بتن طبق قانون دوم Fick ، میتوان ضریب نفوذپذیری ( انتشار ) بتن در برابر یون كلر را بدست آورد ( Diffusivity Coeficient ) . این ضریب با دیمانسیون L2/T  بیان میشود . حل معادلات مربوط به قانون دوم فیك با تقریب ها و روش های خاص انجام میشود كه نتایج متفاوتی را بدست میدهد . افزایش ضریب انتشار نشانه نفوذپذیری بیشتری بتن در برابر یون كلر است .

 آزمایش درجه نفوذ (مقاومت) بتن در برابر یون كلر :

 طبق AASHTO T259 كه یكـــــی از قدیمی ترین روشهای آزمایش مربوط به نفوذ یون كلر می باشد صرفا" مقاومت و درجه نفوذ در برابر یون كلر بدست می آید و نمیتواند معیار كمی برای عمر مفید بهره برداری از قطعه را ارائه دهد . نمونه های بتن چهار دال به ابعاد 305 × 305
میلی متر و ضخامت 76 میلی متر است در این روش بالای نمونه های بتنی پس از 28 روز
( یا هر سن مورد نظر ) در حدود 3 میلی متر سائیده شده و یك حوضچه كوچك روی آن
قرار می گیرد . نمونه ها 14 روز در محیط مرطوب نگهداری و 14 روز خشك شده است و سن 28 روزه دارند . در حوضچه محلول نمك طعام 3 درصد ریخته و 90 روز در ان می ماند . پس از
90 روز ، دال ها خشك شده و نمك روی آن پاك میشود . از دالها سه نمونه بایستی از عمقهای 6/1 تا 13 میلی متر و 13 تا 25 میلی متر تهیه شود و طبق AASHTO T260 مقدار یون كلر آن بدست آید .

مقدار متوسط یون كلر در هر عمق مورد نظر باید تعیین شود . ( قبل از نفوذ یون كلر و پس از آن ) اختلاف این دو باید محاسبه شود . مقدار متوسط یون كلر جذب شده و حداكثر ان باید
گزارش گردد .

 آزمایش شاخص الكتریكی قابلیت مقابله بتن در برابر نفوذ یون كلر :

 در آزمایش ASTM C1202 مقدار جریان الكتریكی عبوری از استوانه ها با مغزه های بتنی به قطر 102 میلی متر و ضخامت 51 میلی متر در مدت 6 ساعت با اختلاف پتانسیل ثابت 60 ولت
( جریان مستقیم ) بدست می آید . یك نمونه در محلول نمك طعام و دیگری در سود روز آمد
قرار دارد . مقدار كل جریان برحسب كولمب نمایانگر مقاومت بتن در برابر نفوذ یون كلر است و بصورت زیر طبقه بندی میشود .


 نفوذ پذیری بتن در برابر یون كلر جریان عبوری ( كولمب )

 ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

 زیاد  بیش تر از 4000

 متوسط   4000-2000

 كم   2000-1000

 خیلی كم    1000-100

 ناچیز   كمتر از 100

 همانگونه كه دیده میشود آزمایشهای متعددی برای كنترل دوام بتن بویژه در برابر یون كلر ابداع شده است كه بخشی از آنها كه در ایران رایج تر می باشد از نظر گذشت . آزمایشهای دیگری نیز در كشورهای مختلف دنیا مانند ژاپن و كشورهای اسكاندیناوی وجود دارد و هنوز این آزمایشها در مراحل گسترش و توسعه هستند . از جمله مشكلات كار این است كه هنوز ارتباط دقیقی بین نتایج آزمایشها و بحث خوردگی بدست نیامده است تا بتوان عمر قطعه را تعیین كرد . ضریب نفوذ
یون كلر و یا آزمایشهای شدت خوردگی از همه آزمایشها كاربردی تر هستند و میتوان بر اساس آنها عمر را تخمین زد .

با این حال خوردگی نیاز به سه عنصر یون كلر ، رطوبت و اكسیژن دارد و وجود هر كدام به تنهائی نمیتواند خوردگی در میلگرد بتن بوجود آورد . برخی معتقدند قلیائیت بتن نیز در شروع خوردگی مؤثر است كه منطقی بنظر میرسد بنابراین با نتایجی كه از این آزمایشها بدست می آید نمیتوان دقیقا" دوام را تخمین زد .

توصیه میشود تا پیشرفت علمی بیشتر در این زمینه از ضوابط آئین نامه ای استفاده گردد . سعی شده است نرم افزارهائی برای تخمین عمر سازه های بتن مسلح تهیه شود كه در آنها اطلاعات جغرافیایی و محیطی وجود دارد و با دادن اطلاعاتی در مورد قطعه ، میلگرد و بتن موجود
( خصوصیات بتن شامل نوع سیمان ، نسبت آب به سیمان ، عیار سیمان و افزودنی ها ) بتوان عمر سازه را حدس زد . در ایران نیز اقداماتی برای تهیه این نرم افزار با توجه به شرایط محیطی موجود و اطلاعات دیگر محلی و داده های لازم در حال انجام است و سعی میشود نقایص نرم افزارهای قبلی اصلاح گردد .



طبقه بندی:
برچسب ها: بررسی کیفیت بتن با دوام در برابر خوردگی میلگردها،

تاریخ : دوشنبه 24 فروردین 1394 | 06:21 ق.ظ | نویسنده : ad min | نظرات

  • paper | بک لینک | خرید بک لینک
  • شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic | Buy Targeted Website Traffic