تعیین جذب آب بتن (Concrete Water Absorption)

در گذشته طراحان سازه‌های بتنی، بیشتر به مشخصات مقاومتی بتن علاقه داشتند، ولی امروزه بنا به دلایل گوناگون، برای دوام بتن اهمیت ویژه‌ای قائلند. علی‌رغم اینکه تناسب اجزای تشکیل دهنده و ریختن و عمل آوردن بتن، موجب افزایش طول عمر کارکرد بتن می‌شود، اما گاهی اوقات خرابی زودرس سازه‌های بتنی، درس‌های ارزشمندی را در مورد کنترل عوامل مؤثر در عدم دوام سازه‌های بتنی در اختیار ما می‌گذارد.

جهت تعیین آزمایش جذب آب در بتن سخت شده (نمونه مکعبی یا استوانه ای)، آزمونه هاي عمل آوري شده، پس از خشک شدن در گرمخانه به مدت 3 روز در دمای 110 درجه سانتیگراد، در محيط آزمايشگاه توزين می شوند تا وزن خشک اولیه تعیین گردد. سپس نمونه می بایست به مدت تقريبا 3 روز داخل آب غوطه ور شود تا فرایند جذب آب در بتن به صورت کامل انجام گردد. لازم به ذکر است جهت رسم نمودار جذب آب نمونه (اگر نرخ جذب مد نظر باشد) لازم است تا در زمانهای مختلف (72 ساعت،48 ساعت،24 ساعت،2 ساعت،1 ساعت،30 دقیقه و 10 دقیقه )، نمونه ها از داخل آب خارج شده و سطح آنها با يک پارچه خشک گردد (حالت اشباع سطح خشک یا SSD ) و سپس توزين شود. معمولا پس از گذشت يک روز روند تغييرات وزن آزمونه ها اندک است.

در استاندارد ملی ایران شماره ۱۶۰۸-۱۲۲ به روش آزمون جذب آب بتن پرداخته شده است. مطابق این استاندارد، مغزه‌گیری از بتن باید مطابق استاندارد BS EN 12504-1 انجام شود و ترجیحاً باید فاقد میلگرد باشند. برای اطمینان از اینکه نمونه نماینده کل باشد، باید ۳ آزمونه با شرایط زیر تهیه شود:

هنگامی که ضخامت بتن بین ۳۲ میلی‌متر تا ۱۵۰ میلی‌متر است، طول مغزه‌ها باید به اندازه ضخامت و کل مقطع باشد و قطر آن‌ها ۳±۷۵ میلی‌متر باشد. هنگامی که ضخامت بتن بیش از ۱۵۰ میلی‌متر است، باید مغزه‌هایی با طول ۷۵ میلی‌متر و قطر۳±۷۵ میلی‌متر تهیه شود. پس از مغزه‌گیری، آزمونه‌ها‌ با‌ فاصله ‌بیشتر‌ از ۲۵ میلی‌متر‌ از‌ صفحه‌های‌ حرارتی‌ و‌ از ‌یکدیگر‌ داخل‌گرمخانه قرار داده می‌شود که ‌هوا میان تمامی‌ سطوح‌ آزمونه‌ جریان‌ یابد. آزمونه‌ها باید به مدت ‌۲ ±۷۲ ساعت‌ در گرمخانه خشک‌ شوند. بعد‌ از‌ خروج‌ آزمونه‌ها‌ از‌ گرمخانه،‌ آزمونه‌ها در ‌ظرف ‌خشک‌کن ‌هوابندی‌ شده،‌ به ‌مدت ‌۰٫۵ ±۲۴ ساعت ‌خنک‌ می‌شوند.

بلافاصله‌ بعد ‌از ‌خنک ‌شدن هر ‌آزمونه، وزن ‌و‌ مقدار‌ آن M0 (وزن خشک) ثبت‌ می‌شود. سپس هر آزمونه به گونه‌ای در حوضچه قرار می‌گیرد که محور طولی آن به صورت افقی و روی آن ۵ ±۲۵ میلی‌متر آب قرار می‌گیرد. آزمونه‌ها‌ به ‌مدت‌ ۰٫۵ ±۳۰ دقیقه در حوضچه آب غوطه‌ور می‌ماند. برای از ‌بین ‌بردن‌ آب ‌اضافی روی ‌سطح ‌آزمونه، ‌بلافاصله پس ‌از‌ خروج ‌آزمونه‌ها‌ از ‌آب، آزمونه‌ها تکان داده و ‌به سرعت‌ با ‌یک‌ پارچه ‌خشک‌ می‌شوند. سپس وزن هر نمونه M ثبت‌ می‌شود.

مقدار درصد جذب آب آزمونه ها در هر زمان با استفاده از رابطه زیر بدست مي آيد:

تعیین جذب آب نهایی بتن سخت شده

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

در استاندارد EN 1340 جذب آب نهایی قطعات پیش ساخته ای مانند جداول بتنی به چشم می خورد که میزان حداقل برای حجم یا جرم نمونه مطرح شده است.

به نظر می رسد برای بتن های با دوام، حداکثر جذب آب نهایی بتن بهتر است به 6 درصد و برای حالت جوشانده شده به 5/5 درصد محدود شود.

عوامل تاثیر گذار بر درصد جذب آب بتن

1- نسبت آب به سیمان بتن

2- نوع سنگدانه ها از لحاظ جنس و گوشه داری یا گرد گوشه بودن

3-نحوه عمل آوری

4- میزان تراکم بتن

نقش آب در بتن، بایستی از دیدگاهی صحیح مد نظر قرار گیرد، زیرا آب به عنوان جزئی لازم برای واکنش‌های هیدراتاسیون سیمان و ماده‌ی روان‌ کننده بتن نقش اساسی دارد. از طرف دیگر با توجه به اینکه بتن هایی با نفوذپذیری و جذب آب زیاد علاوه بر مقاومت پایین دچار عدم کارآمدی مناسب به دلیل امکان حمله مخرب های شیمیایی مانند کلرید هستند. عموماً آب و مواد محلول در آن در ایجاد تمام آسیب‌دیدگی‌های بتن دخالت دارد و میزان نفوذپذیری جسم در برابر آب در اجسام متخلخل، شدت آسیب‌دیدگی را تعیین می‌کند.

نحوه تاثیر گذاری مقدار جذب آب مجازطبق استاندارد در بتن

1- پایداری بتن : جذب آب بتن می‌تواند از تغییرات دما و رطوبت در محیط جلوگیری کند و پایداری بتن را افزایش دهد. این ویژگی می‌تواند در جلوگیری از ترک‌ها و خرابی‌های مرتبط با تغییرات رطوبتی مفید باشد.

2- مقاومت به فرسایش : بتن با توانایی جذب آب بهتر، معمولاً مقاومت به فرسایش و تاثیرات جوی را افزایش می‌دهد. آب و رطوبت می‌توانند عواملی مانند تخریب شیمیایی و ترک‌های ترمیمی در بتن را تسریع کنند.

3- عمر مفید سازه‌ها : جذب آب بتن می‌تواند به طول عمر مفید سازه‌ها کمک کند. زمانی که بتن در معرض باران، یخبندان، و شرایط جوی متغیر قرار دارد، توانایی جذب و تخلیه آب می‌تواند از تخریب و تضعیف سازه جلوگیری کند.

4- تأثیرات حرارتی : توانایی جذب آب بتن می‌تواند در تأثیرات حرارتی مانند تغییر حجم و تغییر شکل بتن در دماهای مختلف کمک کند. این ویژگی می‌تواند از ترک‌ها و تغییرات ابعادی زودهنگام جلوگیری کند.

برای طراحی سازه‌ها و انتخاب مصالح بتنی، مهندسان نیاز دارند تا جذب آب بتن را مورد توجه قرار دهند تا سازه‌ها در مقابل عوامل مختلفی مانند تغییرات جوی، ترک‌ها، و فرسایش مقاوم باشند.

((طبق استاندارد BS1881، بتنهایی با جذب آب کمتر از ۲ درصد در مدت ۳۰ دقیقه کیفیت مناسبی دارند.))

  شماره استاندارد:

ASTM C1585/C1585M-13 و ASTM C642/C642M-13

ASTM C 20

BS 1881 part 208