به دلیل کمبود شدید منابع سنگدانه های سالم، سازه های بتنی با مشکل روبرو شده اند. این امر ناشی از واکنش های سنگدانه های قلیایی است، لذا باید شرایطی ایجاب شود که ماده های شیمیایی که واکنش را به تأثیر بیفکند، توسعه یابد. در نتیجه در دهه اخیر محققان به طور گسترده ای به کاربرد آن دسته از مواد شیمیایی روی آورده اند که مانع از واکنش سنگدانه های قلیایی شود. علیرغم اینکه ژاپن از این مواد شیمیایی در تولید المان های پیش ساخته و تعدادی از سازه ها استفاده کرده است، کاربرد افزودنی های کاهنده انبساط (شیمیایی) هنوز هم در مرحله آزمایشی بوده و داده های موجود هنوز به یک حوزه عملی تبدیل نشده است.
واکنش سنگدانه قلیایی در سازه های بتنی
رایج ترین انواع واکنش های سنگدانه های قلیایی از حمله یون هیدروکسیل در حداقل دو گروه مجزا از سنگدانه های واکنش دهنده شیمیایی نتیجه می شود:
اولین گروه تا حد زیادی متشکل از سیلیکا (یا مواد معدنی سیلیسی) بوده و گروه دوم تا حد زیادی متشکل از کربنات (به خصوص کربنات های دولومیتی) هستند. هیدروکسیدهای قلیایی که معمولاً از سیمان استخراج شده اند با مؤلفه های واکنش دهنده در ذرات سنگدانه ها اندرکنش می کنند. سیلیکا واکنش دهنده را هیدرولیز می کند تا ژل سیلیکا قلیایی تشکیل دهد که پس از آن آب را جذب می کند و در حجم افزایش می یابد. غلظت هیدروکسیل محلول های حفره های در بتن که با یک سیمان قلیایی زیاد ساخته شده ممکن است 10 برابر بالاتر از سیمانی باشد که از بتنی که با یک سیمان قلیایی کم ساخته شده و 15 برابر بتن با Ca(OH)2 اشباع است.
دیگر منابع مشارکت کننده در میزان قلیایی کلی موجود شامل آبهای سطحی و دریا، برخی اجزای معدنی در سنگدانه ها، نمک های ضد یخ بتون و مواد افزودنی شیمیایی در بتن می باشند. شکل 6. 1 انبساط ملات حاوی سیمان با مقادیر معادل Na2O را نشان می دهد.
جلوگیری از واکنش های انبساط سنگدانه قلیایی
روش های جلوگیری از واکنش های انبساط سنگدانه قلیایی در بتن متشکل از اجتناب از سنگدانه های واکنش دهنده، کاربرد سیمان با قلیایی های کمتر از 0/6 Na2O درصد معادل، کاربرد مواد پزولانی، نمکدار کردن بتن سخت شده و پوشاندن ذرات سنگدانه با یک ماده غیر قابل نفوذ می باشد. همچنین هوای محبوس به عنوان ابزاری برای کاهش انبساط مطرح می باشد. اثر سودمند پایین آوردن نسبت آب به سیمان در بتن از طریق کاربرد فوق روان کننده ها مورد بحث است. اگر چه نسبت های آب به سیمان کمتر، نفوذپذیری و قابلیت انتقال یون های قلیایی را پایین می آورند، غلظت قلیایی در حفره ها افزایش خواهد یافته و این مسئله AAR را تشدید خواهد کرد.
آشنایی با خرید مواد افزودنی بتن (کلیک کنید)
منبع: کتاب مواد افزودنی شیمیایی بتن
