نفوذپذیری بتن و سرعت انتقال مواد از میان بتن بستگی به ساختار بتن دارد. برای مشخص کردن نفوذپذیری بتن یک ساختار، باید ضریب نفوذپذیری بتن تأیین گردد که ضریب نفوذپذیری بتن عبارت است از میزان جریان مایع یا گاز عبوری (معمولاَ بر حسب لیتر) در واحد زمان از میان واحد سطح مقطع، تحت یک گرادیان هیدرولیکی واحد (نسبت هد، یک متر آب، به مسیر عبور، واحد ضخامت بتن بر حسب متر) که معمولاً بطور کمی نفوذپذیری بتن با ضریب نشت مایع (سیال) مشخص می شود که با عوامل نفوذ گاز یا آب با یک شاخص قراردادی تعیین شده و محاسبه می گردد.
تعریف نفوذپذیری بتن
نفوذپذیری بتن یکی از خواص مهم بتن در رابطه با دوام بتن است، که این خاصیت، تسهیلاتی را فراهم می کند که آب یا سیالات دیگر بتوانند از میان بتن جریان پیدا کرده و مواد مضر و آسیب رسان را با خود به درون بتن حمل نمایند.
تخلخل و نفوذپذیری بتن
بتن بهترین نمونه برای توصیف یک ماده نفوذپذیر و متخلخل است.تخلخل بتن مقدار منافذ و سوراخهای داخل بتن می باشد که با درصدی از مجموع حجم ماده نشان داده می شود. نفوذپذیری بتن نیز بیانی از چگونگی ارتباط میان منافذ می باشد. تخلخل و نفوذپذیری بتن به کمک یکدیگر اجازه تشکیل مسیری برای انتقال آب به درون ماده را همراه با ایجاد شکافی که هنگام انقباض بوجود می آید ,میدهد.
نفوذپذیری بتن مدت زمان انتشار از منافذ , توانایی عبور آب در فشار بین منافذ ماده می باشد. نفوذپذیری بتن با یک مقدار مشخص مثل ضریب نفوذپذیری بتن توضیح داده می شود و عموما به ضریب “دارسی” باز می گردد. نفوذپذیری آب در یک ترکیب بتنی شاخص خوبی برای سنجش کیفیت کارایی بتن است . ضریب “دارسی” کم نشان دهنده غیر قابل نفوذ بودن و کیفیتی بالا برای مصالح می باشد.با اینکه یک بتن با نفوذپذیری کم نسبتا مقاوم می باشد , اما ممکن است هنوز نیاز به ضدآب کردن برای جلوگیری از نشت میان شکاف ها وجود داشته باشــــد.
با وجود دانسیته (تراکم) معلوم آن , بتن یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است که می تواند با جذب آب و برخورد با مواد شیمیایی متجاوز نظیر دی اکسید کربن , مونواکسید کربن , کلراید ها و سولفات ها و دیگر ترکیبات آنها به سرعت تباه شود. اما راه دیگری نیز وجود دارد که هر آبی می تواند به عمق بتن نفوذ پیدا کند .
ضریب نفوذپذیری بتن
ضریب نفوذ پذیرى مشخصهاى از بتن است كه بوسیله آن مىتوان اطلاعات مناسبى از ریز ساختار و كیفیت بتن بدست آورد. با توجه به اینكه در مطالعات مربوط به پایائى بتن نظیر بررسى پایائى بتن در برابر نفوذ یون كلر و حملات سولفاتى، در اغلب موارد سیال مهاجم از خارج بتن به داخل بتن نفوذ مىكند، بنابراین میزان نفوذپذیری بتن ، قابلیت بتن را براى سهولت و یا صعوبت ورود سیال به داخل محیط متخلخل بتن مشخص مىنماید. به این ترتیب در بسیارى از منابع معتبر ” نفوذپذیری بتن به عنوان كلید پایائى بتن قلمداد شده است.
نفوذپذیری بتن- قانون دارسی
نفوذپذیری بتن یك ویژگى ریز ساختارى بتن است كه میزان قابلیت بتن را براى عبور سیالى با ویسكوزیته مشخص تحت گرادیان فشار نشان مىدهد.
قانون دارسی هنوز به عنوان حاكم درباره نفوذپذیری بتن محیطهاى متخلخل مطرح مىباشد. با این حال این رابطه فقط وقتى براى اندازهگیرى نفوذپذیری بتن معتبر است كه :
1 – در قانون دارسی برای نفوذپذیری بتن جریان آرام (لایهاى) باشد: نیروهاى مربوط به ویسكوزیته در برابر نیروهاى اینرسى غالب باشند.
2 – در قانون دارسی برای نفوذپذیری بتن سیال نفوذ كننده در برابر محیط متخلخل، خنثى باشد و واكنشى از حیث شیمیایى یا فیزیكى (جذب، موئینگى) ما بین محیط متخلخل و سیال وجود نداشته باشد.
3 – در قانون دارسی برای نفوذپذیری بتن ،سیال غیر قابل تراكم باشد. نفوذپذیرى بتن در برابر آب و گاز ضریب نفوذپذیرى بتن كه در اندازهگیرىها بكار مىرود، یك ویژگى ذاتى مصالح است كه براى بكارگیرى قانون دارسی برای نفوذپذیری بتن ، تأمین شرایط زیر ضرورى مىباشد:
1 – مصالح بوسیله آب بدون هوا اشباع شده است .
2 – دماى آب ثابت است .
3 – اندركنش فیزیكى یا شیمیایى مابین آب و مواد متشكل بتن وجود ندارد.
دستگاه اندازه گیرى نفوذپذیرى بتن
دستگاه اندازه گیرى نفوذپذیرى بتن در حال حاضر در مراكز تحقیقاتى بتن در بسیارى از كشورهاى اروپایى وجود دارد و دستگاه اندازه گیرى نفوذپذیرى بتن در پروژههاى تحقیقاتى و مشاورهاى خصوصاً در سازههاى آبى و همچنین سازههاى در معرض عوامل خورنده محیطى مورد استفاده قرار مىگیرد .
دستگاه اندازه گیرى نفوذپذیرى بتن براى بتنهاى با عـیار سیـمان حـدود 200 تـا kg/m3 450 و مقادیر ضریب نفوذپذیری بتن در برابر اكسیژن بین 10 – 19 m2 تا 10 – 14 m2 نتایج قابل قبولى مىدهد بنابراین نحوه عـمل آورى بتن و رژیـم نگهـدارى بتن در مقدار ضریب نفوذپذیری بتن در برابر گاز اكسیژن بسیار مهـم است . اندازهگیرى ضریب نفوذپذیرى بتن در برابر گاز به سادگى با دستگاه اندازهگیرى نفوذپذیرى بتن و در مراكز تحقیقاتى معتبر بتن در كشورهاى اروپا و همچنین انستیتو مصالح ساختمانى در دانشكده فنى دانشگاه تهران موجود است قابل اندازه گیرى است و در صورت نیاز امكان تخمین ضریب نفوذپذیرى بتن در برابر آب نیز وجود دارد.
