سرطان بتن یا کانسر بتن به فرآیند تخریب تدریجی بتن به دلیل خوردگی آرماتورها و انبساط ترک های داخلی گفته می شود. این مشکل معمولاً ناشی از نفوذ رطوبت و مواد شیمیایی مخرب به داخل بتن است که باعث زنگ زدگی و انبساط میلگردهای فولادی داخلی شده و در نهایت منجر به ترک خوردگی، پوسته شدن و کاهش استحکام سازه می شود. در این مقاله از سایت استاندارد ماشین به بررسی دلایل و علایم ایجاد سرطان بتن، روش های پیشگیری و ترمیم بتن آسیب دیده خواهیم پرداخت.
سرطان بتن چیست؟
سرطان بتن (Concrete Cancer) به فرآیند تخریب و زوال بتن به دلیل خوردگی میلگردهای داخلی و ایجاد ترک های پیشرونده در ساختار بتن گفته می شود. این پدیده زمانی رخ می دهد که رطوبت، دی‌اکسید کربن، کلریدها یا سایر مواد خورنده به درون بتن نفوذ کرده و باعث زنگ زدگی میلگردها شوند. در نتیجه، میلگردهای زنگ زده منبسط شده و فشار داخلی ایجاد می کنند که منجر به ترک خوردگی، پوسته شدن و کاهش استحکام بتن می شود.
دلایل کانسر بتن
- نفوذ آب و رطوبت: زمانی که آب و رطوبت به داخل بتن نفوذ کنند، باعث زنگ زدگی میلگردهای داخلی می شوند.
- وجود یون های کلرید: نمک های ضد یخ یا محیط های نزدیک به دریا حاوی کلرید هستند که خوردگی فولاد را تسریع می کنند.
- کربناسیون بتن: واکنش بین دی‌اکسیدکربن (CO₂) و هیدروکسید کلسیم موجود در بتن باعث کاهش pH و خوردگی میلگرد می شود.
- اجرای نامناسب بتن ریزی: اختلاط نامناسب، تراکم ناکافی و پوشش ناکافی میلگردها با بتن می تواند باعث نفوذ آب و شروع زنگ زدگی شود.
- ترک های سازه‌ای: ایجاد ترک در بتن به هر دلیلی (مانند انبساط و انقباض حرارتی، بارهای اضافی، یا نشست زمین) مسیر ورود عوامل مخرب را باز می کند.
علائم سرطان بتن
- ترک های گسترده در سطح بتن
- متلاشی شدن و پوسته شدن بخش هایی از بتن
- نمایان شدن و زنگ زدگی میلگردها
- لکه های قهوه‌ای یا زرد روی سطح بتن (علامت خوردگی میلگرد)
- افت مقاومت سازه‌ای و فرسایش تدریجی سطح بتن
شناسایی سرطان بتن
شناسایی سرطان بتن بسیار مهم است، زیرا اگر به موقع تشخیص داده نشود، ممکن است منجر به ضعف سازه‌ای و حتی تخریب ساختمان شود. این مشکل بیشتر در ساختمان های قدیمی، سازه های در معرض رطوبت، مناطق ساحلی و مکان هایی با شرایط محیطی سخت رخ می دهد.
روش های شناسایی سرطان بتن
شناسایی این مشکل معمولاً از طریق بازرسی چشمی، تست های غیرمخرب و آنالیزهای فنی انجام می شود.
- بررسی چشمی
وجود ترک های سطحی و عمقی که ممکن است به مرور زمان گسترش پیدا کنند.
پوسته شدن و جدا شدن تکه هایی از بتن (Spalling) که نشان دهنده فشار داخلی ناشی از انبساط میلگرد زنگ زده است.
مشاهده زنگ زدگی میلگردها که در برخی موارد از میان ترک ها قابل مشاهده است.
ایجاد لکه های قهوه‌ای یا زرد روی سطح بتن که نشانه نفوذ زنگ زدگی میلگرد به سطح است.
تورم یا انبساط نواحی از بتن که ممکن است نشان دهنده خوردگی داخلی باشد.
- تست های غیرمخرب (Nondestructive Testing – NDT)
اگر شواهد ظاهری وجود داشته باشد، می توان از روش های تست پیشرفته برای تأیید سرطان بتن استفاده کرد:
- تست چکش اشمیت (Schmidt Hammer Test)
این روش با استفاده از چکش اشمیت میزان سختی و مقاومت فشاری سطح بتن را اندازه‌گیری می کند. بتن آسیب دیده یا خورده شده معمولاً عدد بازگشتی کمتری دارد.
- تست فراصوتی (Ultrasonic Pulse Velocity – UPV)
در این روش، امواج فراصوت از داخل بتن عبور داده شده و میزان تغییر سرعت این امواج بررسی می شود. اگر بتن دچار حفره ها، ترک ها یا ضعف داخلی باشد، سرعت امواج کاهش می یابد.
- تست نیم سلولی خوردگی (Half-Cell Potential Test)
این روش برای اندازه‌گیری احتمال خوردگی میلگردهای داخل بتن استفاده می شود. در این روش، ولتاژ الکتریکی بین سطح بتن و میلگرد اندازه‌گیری می شود.
- تست اسکن رادار بتن (Ground Penetrating Radar – GPR)
از امواج الکترومغناطیسی برای تشخیص ترک های داخلی، خوردگی میلگردها و حفره های خالی داخل بتن استفاده می شود. این روش یکی از دقیق ترین روش‌های غیرمخرب برای شناسایی مشکلات داخلی بتن است.
- تست کربناسیون بتن (Phenolphthalein Test)
در این آزمایش، یک محلول فنل فتالئین روی بتن اسپری می شود. اگر رنگ آن صورتی نشود، نشان دهنده کاهش pH بتن و احتمال خوردگی میلگردها است.
3- تست های مخرب (Destructive Testing)
- مغزه‌گیری از بتن (Core Sampling)
یک نمونه از بتن گرفته شده و در آزمایشگاه بررسی می شود تا میزان نفوذ یون کلرید، مقاومت فشاری و وجود ترک های داخلی ارزیابی گردد.
- بررسی خوردگی میلگردها (Rebar Examination)
در برخی موارد، یک بخش کوچک از بتن تخریب می شود تا میزان زنگ زدگی و خوردگی میلگردها بررسی گردد.
روش های ترمیم بتن آسیب دیده
- برداشتن قسمت های آسیب دیده و بتن ضعیف شده
- تمیز کردن و تقویت میلگردهای زنگ زده (با سند بلاست یا مواد ضد خوردگی)
- استفاده از مواد ترمیمی مانند گروت های مقاوم و ملات های پلیمری
- اجرای پوشش های محافظ برای جلوگیری از پیشرفت خوردگی
- تزریق رزین یا اپوکسی در ترک های بتن برای جلوگیری از نفوذ بیشتر آب
روش های جلوگیری از سرطان بتن
- استفاده از بتن با نسبت آب به سیمان پایین (کاهش نفوذپذیری)
- افزودن مواد پوزولانی یا میکروسیلیس برای افزایش دوام بتن
- اجرای پوشش مناسب برای محافظت از میلگردها (پوشش اپوکسی یا روکش های ضدخوردگی)
- استفاده از میلگردهای گالوانیزه یا فولاد ضد زنگ در مناطق مرطوب یا نزدیک به دریا
- استفاده از بتن های خودترمیم شونده برای جلوگیری از ترک های نفوذپذیر
- آب بندی مناسب سطوح بتن برای جلوگیری از ورود آب و رطوبت
- کیفیت بچینگ بتن نقش حیاتی در جلوگیری از سرطان بتن دارد.
جمع بندی
سرطان بتن یک مشکل جدی در سازه های بتنی است که اگر به موقع شناسایی و ترمیم نشود، می تواند منجر به ضعف سازه‌ای و حتی تخریب کلی شود. با استفاده از روش های صحیح بتن ریزی، پوشش های محافظتی و تکنیک های ترمیمی، می توان از این پدیده جلوگیری کرد یا آن را کاهش داد.