آب در بتن، میزان آب در بتن، نقش آب در بتن

نقش آب در بتن عبارتست از:

1. از آب برای شستشوی مصالح سنگی (شن و ماسه) استفاده می شود.
2. آب با سیمان تركیب شیمیایی می شود، در اثر این تركیب خمیر سیمان حاصل می گردد. ذرات و دانه های خنثی شن و ماسه در این خمیر معلق می مانند تا اینكه خمیر سیمان سخت شود . همچنین آب به عنوان یک عامل روانساز در بین ذرات ریز و زبر دانه های سنگ قرار می گیرد تا بدین وسیله بتن خاصیت كارپذیری و بكار گرفتن را پیدا نماید و بتن ریزی به سهولت انجام شود
3. عمل آوری بتن بعد از بتن ریزی نیز نیازمند آب است.

كیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است كه ناخالصیهای موجود در آن ممكن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود آورند. همچنین آب نامناسب ممكن است روی مقاومت بتن اثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لكههایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور شود. در اكثر طرح های اختلاط، آب مناسب برای بتن آبی است كه برای نوشیدن مناسب باشد. مواد جامد چنین آبی به ندرت بیشتر از ppm 2000 بوده و به طور معمول كمتر از ppm 1000 میباشد. معیار قابل آشامیدن بودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممكن است یک آب آشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم كه خطر واكنش قلیایی دانههای سنگی را به همراه دارد، برای بتن سازی مناسب نباشد. به عنوان یک قاعده كلی هر آبی كه pH آن بین ۶ الی ۸ بوده و طعم شوری نداشته باشد میتواند برای بتن مصرف شود. استفاده از آب نامناسب در ساخت بتن مسائل و مشكلات زیر را به دنبال خواهد داشت:

1. زمان گیرش سیمان به تاخیر افتاده، بتن دیرگیر می شود .
2. باعث افت مقاومت نهایی بتن می شود (گاهی تا ۳۰ % مقاومت را كاهش می دهد).
3. موجب خوردگی و زوال تدریجی میلگرد ها می شود .
4. روی سطح بتن خشک شده نهایی، لكه هایی را ایجاد می كند كه این مسئله بخصوص در بتن هایی كه سطح آن ها در نما قرار می گیرد حائز اهمیت است.

در یک ملاحظه كلی می توان گفت آبی برای ساختن بتن مناسب است كه دارای خواص زیر باشد:

1. اسیدی و بازی نباشد ( pH بین ۶ تا ۸ )
2. درصد كربنات هایش كمتر از ۰٫۱ درصد باشد .
3. درصد جامدات (ذرات معلق) در آن (مانند سیلت) كمتر از ۰٫۱ درصد باشد .
4. درصد كلرور هایش كمتر از ۰٫۰۵ درصد باشد .
5. درصد سولفات هایش كمتر از ۰٫۱ درصد باشد.

به طور كلی آبی كه باعث شود افت مقاومتی بیش از ۱۰ % در بتن ایجاد شود (نسب به بتن با ویژگی های مشابه منتهی با آب خلاص) برای بتن سازی مناسب نیست . اگر آب صاف و مناسب برای ساخت بتن موجود نبود، حمل آب از مناطق دورتر از تصفیه آب نامناسب ارزان تر تمام می شود كه این مسئله باید مورد بررسی قرار گیرد . شرایط آب مناسب برای بتن سازی به صورت دقیق تر و با نتایج آزمایشگاهی قابل بررسی است.

پارامترهای تاثیرگذار بر کیفیت آب

۱٫ كربنات های قلیایی

كربنات های قلیائی موجود در آب باید از ۱ / ۰ درصد یا ۱۰۰۰ ppm كمتر باشد. همچنین جمع درصد كربنات سدیم و كربنات پتاسیم باید از ۱۰۰۰ ppm یا ۱ / ۰ درصد كمتر باشد.

۲٫ كلرور ها :

كلرورها بر روی میلگرد ها اثر نامطلوب داشته و موجب خوردگی آن ها می شوند. لذا میزان مجاز كلرورها در آب بسته به نوع بتن و اهمیت آن متفاوت است . مقدار مجاز كلرور در آب برای بتن پیش تنیده حداكثر ۰۶ / ۰ درصد وزنی، برای بتن آرمه در محیط مرطوب و در مجاورت كلرور ۱ / ۰ درصد وزنی، و برای بتن آرمه در محیط مرطوب و غیر مجاور در محیط كلرور ۱۵ / ۰ درصد وزنی است . مقدار كلرور در آب مصرفی برای بتن آرمه ای كه در محیط خشک قرار گیرد محدودیتی ندارد .

كلرورها می تواند توسط هر یک از مواد اختلاط مانند افزودنی ها ، سنگدانه ها ، سیمان و آب یا از طریق نمكهای یخ زدا یا آب دریا وارد بتن شوند و با توجه به تعداد منابع ورود كلرور به بتن ، تعیین حداقل قابل قبول برای مقدار كلریدها در هریک از مواد تشكیل دهنده از قبیل آب اختلاط ، دشوار می باشد.

۳٫ سولفات ها :

مجموع سولفات های موجود در آب نباید از ۳ / ۰ درصد تجاوز كند. از بین سولفات ها، سولفات سدیم و سولفات منیزیم از همه نامناسب تر هستند، بطور كلی سولفات ها مقاومت بتن را كاهش می دهند.

۴٫ كربنات ها :

جمع كربنات كلسیم و منیزیم موجود در آب مورد استفاده در ساخت بتن اگر تا ۴ / ۰ درصد باشد، مضر تلقی نمی شود.

۵٫ نمک های آهن :

جمع مقدار نمک های مخنلف آهن در آب بتن تا حد ۴ درصد، معمولا به صورت قابل توجهی بر مقاومت بتن تاثیر نمی گذارد. لكن باید سایر تاثیرات احتمالی را نیز مدنظر قرار داد.

۶٫ نمک های منگنز – قلع – روی – سرب :

جمع این نمک ها نباید از ۵ / ۰ درصد بیشتر باشد.

۷٫ سولفور سدیم :

از نامناسب ترین ناخالصی های آّب بتن است، و مقدار مجاز آن حداكثر ۱ % درصد است .

۸٫ آب دریا :

آب دریا دارای ۵ / ۳ درصد نمک، شامل كلرورها، سولفات ها و … است و بتن ساخته شده با آن دارای ۱۰ تا ۳۰ درصد افت مقاومت نسبت به نمونه مشابه ولی با آب خالص است، از طرفی كلر موجود در آب دریا موجب خوردگی میلگردها در طول زمان می شود . بنابراین استفاده از آب دریا در بتن آرمه مجاز نیست و فقط می توان از آن در موارد اضطراری و به صورت محدود در ساخت بتن های غیر مسلح استفاده كرد .

آب باران و آبهای طبیعی و كوهستانی ضمن طی مسیر خود مقداری CO2 موجود هوا را در خود حل می نماید. همچنین آب قادر به حل كردن حدود ۳٫۱ گرم در لیتر آهک است . وجود این دو در كنار یكدیگر باعث تشكیل بی كربنات و سپس كربنات كلسیم می شود. از آنجایی كه در حین هیدراته شدن سیمان ، هیدروكسید آهک آزاد می گردد، لذا امكان تركیب CO2 موجود در آب با آهک موجود در سیمان وجود دارد و در نتیجه ایجاد خلل و فرج و سوراخهای ریزی در بتن می شود كه نهایتا باعث افت مقاومت فشاری آن می گردد . املاح منیزیم موجود در آب، اغلب به صورت سولفات هستند. از جمله اثرات بارز وجود سولفاتها ایجاد انبساط حجمی و تورم در ملات یا بتن می باشد.

۹٫ گل و لای :

گل و لای به دو صورت در آب موجود است :

1. رس، كه آب را گل آلود می كند .
2. ریزدانه های معلق

مقدار گل و لای مجاز در آب، ۲ / ۰ درصد وزن آب یا ۲۰۰۰ ppm است . چنانچه میزان گل و لای آب بیش از حد مجاز بود، ابتدا آب را به حوضچه های ته نشینی هدایت نموده و ظرف مدت ۲۴ ساعت آن را به صورت راكد نگه میدارند. پس از گذشت ۲۴ ساعت ریزدانه های معلق و قسمت زیادی از رس ته نشین شده و آب قابل استفاده جهت بتن سازی می شود. آب حاوی گل و لای از این نظر برای ساخت بتن مضر است كه گل و لای به صورت یک حائل به اطراف دانه های سنگی چسبیده و مانع آن می شود كه سیمان دانه ها را به خوبی به یكدیگر بچسباند.

۱۰٫ چربی ها :

چربی های موجود در آب معمولا بر دو نوعند :

1. چربی معدنی مانند نفت و انواع روغن های صنعتی .
2. چربی گیاهی یا حیوانی مانند روغن حیوانی و گیاهی.

از انواع چربی ها وجود چربی معدنی در آب بتن، مضر تر است. عمده ضرر چربی ها آن است كه با ایجاد پوشش در سطح دانه ها از چسبیدن دانه ها به سیمان جلوگیری می كند .

تجربه نشان داده است بتن ساخته شده با آبی كه ۲ درصد وزنی سیمان، چربی معدنی دارد (در مقایسه با نمونه مشابه ولی با آب خالص) حدود ۲۰ % افت مقاومت داشته است . برای حدود مجاز میزان چربی در آب بتن، حد مجازی تعیین نشده است و بررسی این مسئله در كارگاه به تشخیص ناظر مهندس كارگاه واگذار شده است. ولی بطور كلی برای استفاده از آب چربی دار باید قبلا نمونه هایی ساخته و نتایج را كنترل كرد. در هر حال آب های چربی دار می توانند برای بتن مضر باشند.

۱۱٫ خزه ها :

آب هایی كه از باتلاق ها یا بعضی رودخانه مورد استفاده قرار می گیرد، معمولا دارای خزه است، آب های حاوی خزه به هیچ وجه و تحت هیچ شرایطی برای بتن سازی مناسب نیست، زیرا اولا خزه ها بر روی دانه ها چسبیده و از چسبندگی سیمان به دانه ها جلوگیری می كنند كه این مسئله موجب افت مقاومت نهایی بتن می شود و ثانیا خزه ها معمولا حاوی مقدار زیادی هوا هستند، بنابراین با به كارگیری آب های حاوی خزه، حباب های هوای بیشتری داخل بتن شده و در نتیجه فضای خالی بتن افزایش می یابد كه همین امر موجب كاهش مقاومت می شود.

آب مناسب برای عمل آوردن بتن

اصولا آبی كه برای ساختن بتن مناسب است برای عمل آوردن آن نیز مطلوب خواهد بود. به هر حال وجود مواد آهنی و آلی در آب سبب ایجاد  لكه روی سطح بتن شده و این امر هنگامی كه آب به آرامی روی سطح بتن جریان دارد و سریع تبخیر می شود تسریع می گردد. در پاره ای از موارد كه ظاهر بتن اهمیت ندارد استفاده از آبی كه برای مخلوط بتن به كار می رود و حتی كیفیت آن كمی پایین تر از آب مناسب مخلوط می باشد برای عمل آوردن مجاز می باشد.

به طور كلی توصیه می شود آبی كه برای عمل آوردن بتن مصرف می شود از موادی كه ممكن است روی بتن سخت شده تاثیر بگذارند عاری باشد.(به عنوان مثال آبی كه دارای CO2 آزاد است روی بتن اثر می گذارد.)

آزمایشهای آب

روش ساده ای كه برای بررسی سلامت آب جهت اختلاط در بتن به كار میرود مقایسه زمان گیرش سیمان و مقاومت نمونه های مكعبی ملات های ساخته شده با آب مشكوك و آب مناسب بتن ریزی می باشد. استاندارد BS 3148 تغییر و افت مقاومت تا ۱۰ درصد را در آزمایش بالا مجاز می داند. چنین آزمایش هایی برای آبهایی كه هیچ سابقه معینی از آنها در دست نیست و آبهایی كه مواد محلول آنها بیشتر از ppm 2000 و یا كربناتها و بی كربناتهای قلیایی آنها بیشتر از ppm 1000 باشد توصیه نمی گردد. به هنگام برخورد با مواد جامد غیر محلول در آب نیز می توان از آزمایشهای فوق استفاده نمود.