تعریف و دسته­ بندی شرایط محیطی

همانگونه که از معنی کلمه “شرایط محیطی” برمی­ آید، در واقع در برگیرنده شرایط مختلفی است که بتن و مصالح به کار رفته در آن، در محل استقرار خود تجربه می­کنند. طبقه ­بندی شرایط محیطی مختلف در آیین ­نامه ­های مختلف به منظور در نظر گرفتن عوامل کاهنده در میزان مقاومت و پایایی بتن و تاثیرات آن­ها بر سازه نهایی است. در آیین­ نامه بتن (مبحث ۹ مقررات ملی ایران) نیز شرایط محیطی به ۵ دسته زیر تقسیم­ بندی شده است.

۱-    شرایط محیطی ملایم:

در این دسته از شرایط محیطی هیچ­گونه عامل مهاجمی برای بتن وجود ندارد یا اینکه سازه به خوبی در برابر عوامل مهاجم محافظت شده است.

۲-    شرایط محیطی متوسط:

در این شرایط، قطعات بتنی سازه، در معرض رطوبت قرار گرفته و گاهی نیز دچار تعریق می­شوند.

۳-    شرایط محیطی شدید:

در این شرایط، قطعات بتنی سازه در برابر رطوبت و یا تعریق شدید (شدیدتر از دسته دوم)، و یا دوره ­های متناوب تر و خشک­شدن، یخ­ زدن و ذوب ­شدن و سرد و گرم شدن نه چندان شدید قرار می­گیرند.

۴-شرایط محیطی بسیار شدید:

در این دسته از شرایط محیطی، قطعات بتنی سازه در معرض گازها، آب و فاضلاب­های ساکن با میزان PH حداکثر ۵ (محیط اسیدی)، مواد خورنده، رطوبت همراه با یخ­زدن و آب­شدن شدید قرار می­گیرند.

۵-    شرایط محیطی فوق ­العاده شدید:

قطعات بتنی در این شرایط محیطی، سایش و فرسایش شدید، عبور وسایل نقلیه و آب یا فاضلاب­های جاری با میزان PH حداکثر ۵ را تجربه می­کنند. رویه بتنی محافظت نشده پارکینگ­ها، قطعات بتنی مورد استفاده در آب­های جاریی که توانایی جابجایی اجسام صلب را دارند و حاشیه خلیج ­فارس و دریای عمان نمونه­ هایی از شرایط محیطی فوق­ العاده شدید برای بتن و سازه­ های بتنی هستند.

تدابیر و الزامات ویژه برای استفاده از مصالح در شرایط محیطی

با وجود دسته ­بندی شرایط محیطی مختلفی که بتن ممکن است در معرض هر کدام از آن­ها باشد، تدابیر ویژه­ای برای استفاده از هر یک از مصالح مصرفی در بتن مسلح تدوین شده است که در ادامه به این شرایط می­پردازیم. (لازم به ذکر است محیط ملایم به دلیل مقاومت و پایایی مناسب بتن در این شرایط محیطی، غالبا نیازی به تمهیدات ویژه در استفاده مصالح ندارد)

۱-    الزامات بتن در هریک از شرایط محیطی

برای استفاده از بتن در هریک از شرایط محیطی، الزاماتی برای سه ویژگی مهم بتن، حداکثر نسبت آب به سیمان، حداقل مقاومت مشخصه بتن و حداقل مقدار سیمان در واحدحجم بتن، وجود دارد که در جدول زیر آورده شده­اند.

۲- حداقل پوشش روی میلگرد

حداقل پوشش روی میلگرد یکی دیگر از پارامترهایی است که در استفاده از بتن در شرایط محیطی متفاوت، بسته به قطعه مورد نظر، مقادیر مختلفی را باید رعایت کرد. (اعداد ذکر شده در جدول زیر برحسب میلیمتر می­باشد)

 

نوع قطعه	نوع شرایط محیطی
	ملایم	متوسط	شدید	بسیار شدید	فوق­العاده شدید
تیر و ستون	۳۵	۳۵	۴۵	۵۰	۶۵
دال، دیوار و تیرچه	۲۰	۳۰	۳۵	۸۰	۶۰
پوسته و صفحه پلیسه	۲۰	۲۵	۳۰	۴۵	۵۵
شالوده	۴۰	۵۰	۶۰	۷۵	۹۰

 

• مقادیر جدول را (به استثنای مقادیر شرایط بسیارشدید و فوق­ العاده شدید) می­توان به اندازه ۵ میلیمتر برای بتن­های رده C35 و C40 و یا ۱۰ میلیمتر برای بتن­های رده بالاتر کاهش داد، مشروط بر آن که ضخامت پوشش به هرحال از ۲۰ میلیمتر کمتر نشود.
• این مقادیر را باید برای میلگردهای با قطر بیشتر از ۳۶ میلیمتر به اندازه ۱۰ میلیمتر افزایش داد.

۳-  حداکثر مجاز یون کلرید از نظر خوردگی

برای استفاده از بتن در محیط­های خورنده نسبت به محیط­های عادی، حداکثر مقدار مجاز یون کلرید قابل حل در آب در بتن سخت شده ۲۸ روزه، ناشی از مواد تشکیل دهنده شامل سنگدانه، مواد سیمان، آب و مواد افزودنی، باید به شرح جدول زیر باشد.

 

 ۴-رده‌­بندی سولفات­ها در خاک و تدابیر احتیاطی توصیه شده برای مقاطع بتنی نازک

رده­ بندی سولفات­ها در خاک و تدابیر احتیاطی برای مقاطع بتنی نازک به صورت ارائه شده در جدول زیر است:

** منظور از عصاره ۲ به ۱، نسبت وزنی خاک به آب ۲ به ۱ است

*** سیمان­های پرتلند روباره­ای یا سیمان­های پرتلند پوزولانی با کمتر از ۲۵ درصد پوزولان را می­توان جایگزین سیمان نوع ۵ دانست مشروط بر آنکه مقدار SO3 از ۱۲۰۰ قسمت در میلیون در آب (یا ۰٫۵ درصد در خاک) تجاوز نکند. سیمان­های پرتلند پوزولانی با بیش از ۲۵ درصد پوزولان را تنها در صورتی می­توان جایگزین سیمان نوع ۵ در نظر گرفت که مقدار SO3 از ۲۵۰۰ قسمت در میلیون در آب (یا ۱ درصد در خاک) تجاوز نکند.

نکته:در این جدول باید توجه شود که اگر سازه در معرض آب­های نفوذی باشد، مشابه سازه­های در تماس با سفره آب متغیر در نظر گرفته می­شود.

۵-رده‌­بندی سولفات­ها در خاک و تدابیر احتیاطی توصیه شده برای شمع­های بتنی درجا

رده­بندی سولفات­ها در خاک و تدابیر احتیاطی برای شمع­های بتنی درجا به صورت ارائه شده در جدول زیر است:

* عیارهای سیمان توصیه شده در این جدول در مواردی مناسبند که کارایی بتن نسبتا زیاد باشد (اسلامپ حدود ۱۰۰ میلیمتر)

** حمله سولفات ممکن است موجب پدید آمدن پوسته­ای نازک روی سطح شمع و در نتیجه کاهش اصطکاک در جداره آن شود. بنابراین تدابیر احتیاطی مذکور در این مورد فقط برای شمع­ها باربر انتهایی معتبر است.