شاید در گذشته خیلی از مهندسان و سازندگان صرفا نسبت به مقاومت بتن مورد استفاده در ساخت و ساز حساس بودند؛ اما در حال حاضر پارامترهای مهم دیگری نیز وجود دارند که باید مد نظر قرار بگیرند. یکی از مهم‌ترین آن‌ها، دوام بتن است. این مشخصه به‌طور مستقیم با عمر مفید سازه‌های بتنی در ارتباط است. عوامل اقتصادی، محیط زیستی و همچنین جلوگیری از خسارت‌های جانی در پروژه‌ها ضرورت توجه به شاخص دوام بتن را افزایش می‌دهند. در این مطلب قصد داریم به بررسی این مشخصه بتن بپردازیم. دعوت می‌کنیم تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.
اولین موضوعی که باید توجه داشته باشید این است که دو مفهوم دوام و مقاومت بتن با یکدیگر متفاوت هستند. مقاومت اشاره به حداکثر تنش قابل تحمل از سوی بتن در برابر بارهای وارد شده دارد. این در حالی است که دوام، عمر مفید بتن برای بهره‌برداری در شرایط ایمن را مد نظر قرار می‌دهد. به زبان ساده ممکن است یک سازه بتنی تحت بارهای بیش از تنش تسلیم قرار نگیرد؛ اما به دلیل پایان یافتن دوام آن، دچار فروپاشی شود.
هر چند این مفهوم مقاومت و دوام بتن با یکدیگر متفاوت هستند؛ اما طبیعی است که روی یکدیگر تاثیر دارند. اساسا هر ماده‌ای در دنیا وقتی به پایان عمر مفید یا دوره پایداری خود نزدیک می‌شود، تغییر در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی را تجربه می‌کند. در نتیجه مقاومت آن نیز کاهش می‌یابد. عکس این موضوع نیز کاملا صدق می‌کند؛ یعنی اگر یک ماده مانند بتن از مقاومت بالایی برخوردار نباشد، نمی‌توان روی دوام و پایداری طولانی مدت آن حساب کرد.
چرا باید دوام بتن را مد نظر قرار دهیم؟ این سوال مهمی است که برای پاسخ به آن باید موضوعات مختلفی را در نظر بگیریم. طبیعی است که برای دستیابی به بتن بادوام باید ملاحظات خاصی را در نظر گرفت. رعایت این موارد باعث افزایش هزینه‌های تولید و اجرای بتن می‌شود. اما داستان به همین جا ختم نمی‌شود. بتن بادوام، عمر مفید طولانی دارد. در نتیجه سازه بتنی برای مدت بیشتری قابل بهره‌برداری خواهد بود. در طول مدت بهره‌برداری نیز هزینه‌های تعمیر و نگهداری کاهش پیدا می‌کند. این‌ها مواردی است که باید در برآورد هزینه پروژههای عمرانی مد نظر قرار بگیرند.
از آن گذشته عمر مفید بالاتر سازه‌های بتنی به معنی آن است که دیرتر نیاز به تخریب و جایگزینی آن‌ها خواهیم داشت. روزانه حجم زیادی نخاله‌های ساختمانی تولید می‌شوند که تهدیدی جدی برای محیط زیست هستند. استفاده از بتن‌های بادوام در حفاظت از محیط زیست نیز تاثیرگذار است.
موضوع مهم دیگری که نباید به‌سادگی از کنار آن گذشت، اهمیت دوام بتن در کاهش خسارت‌های جانی و مالی در پروژههای عمرانی است. به‌عنوان مثال یک تاسیسات هسته‌ای را در نظر بگیرید. کوچک‌ترین آسیبی به سازه این تاسیسات زمینه انتشار مواد پرتوزا و خطرناک را در محیط فراهم می‌کند. در نتیجه باعث می‌شود که سلامت افراد زیادی در معرض خطر قرار بگیرد. همین موضوع را می‌توان درباره ساختمان‌ها، پل‌ها، سدها و … نیز ذکر کرد.
تا اینجا سعی کردیم ضمن ارائه توضیحی ساده از مفهوم دوام بتن، به بررسی اهمیت توجه به این مشخص بپردازیم. در ادامه لازم است که نیم نگاهی به مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار در دوام و پایداری بتن بیندازیم. معروف است که آب در ۱۰۰ درجه سلسیوس می‌جوشد. حال اگر همین آب را در شرایطی متفاوت از فشار محیط قرار دهید، دمای تبخیر آن تغییر می‌کند. درباره بتن نیز دقیقا همین موضوع صدق می‌کند.
بدون توجه به شرایط محیطی، صحبت از پایداری بتن بی‌معنی است. دو قطعه بتنی با مشخصات کاملا یکسان در دو محیط مختلف، دوام یکسانی را تجربه نمی‌کنند. از آن گذشته به هیچ عنوان نمی‌توان یک عامل را به‌تنهایی در تعیین میزان دوام بتن مد نظر قرار داد. از جمله مهم‌ترین عوامل موثر در پایداری بتن عبارت‌اند از:
در بین شرایط محیطی هیچ چیز به اندازه تغییر دما و رطوبت روی دوام بتن اثرگذار نیست. فرض کنید در یک محیط بتن شب‌ها به دلیل سرمای زیاد، یخ بزند و در طول روز یخ بتن، آب شود. تکرار این اتفاق قطعات باعث تضعیف خصوصیات فیزیکی بتن می‌شود و دوام آن را کاهش می‌دهد. فرسایش سطحی و ترک خوردن از جمله مهم‌ترین مشکلاتی است که در اثر تغییرات زیاد دما و رطوبت برای بتن رخ می‌دهند.
مواد شیمیایی اعم از اسیدها و بازها روی کیفیت بتن تاثیرگذار هستند. عمر مفید بتن در یک محیط سخت با خاصیت اسیدی در مقایسه با محیط عادی کاهش پیدا می‌کند. این مواد باعث ایجاد فعل و انفعالات شیمیایی در ساختار بتن می‌شوند. در نتیجه این واکنش‌های شیمیایی، خصوصیات فیزیکی بتن تضعیف می‌شود و عمر مفید آن کاهش می‌یابد.
آب، سیمان و سنگدانه مواد اولیه اصلی تشکیل دهنده بتن هستند. نوع و میزان اولیه‌ای که در تولید بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند، در دوام آن تاثیرگذار هستند. آب مهم‌ترین عامل تعیین‌کننده دوام بتن در مواد تشکیل دهنده آن است. بخشی از آب مورد در ساختار بتن به‌مرور زمان تبخیر شده و فضای متخلخل درون آن ایجاد می‌شود. همچنین این احتمال وجود دارد که آب موجود در بتن یخ بزند.
نسبت آب به سیمان نباید از ۴۵ درصد افزایش پیدا کند. به طور کلی هر چه نسبتا آب به بتن کمتر باشد، دوام آن افزایش می‌یابد. افزودنی‌هایی که در تولید بتن استفاده می‌شوند را نیز نباید نادیده گرفت. مثلا وجود سولفات به میزان ۴ درصد وزنی در ساختار بتن روی افزایش دوام آن موثر است. اضافه کردن یون کلرید به ترکیب بتن نیز جلوی زنگ زدن و خوردگی میلگردهای درون بتن مسلح را می‌گیرد. از این دست اقدامات برای تولید انواع بتن ویژه زیاد انجام می‌شود.
روش تولید و عمل آوری بتن نیز عامل دیگری است که در تعیین دوام آن اهمیت زیادی دارد. در هنگام تولید باید توجه کنید که نسبت اختلاط مواد اولیه بتن به درستی صورت بگیرد. همچنین ترکیب شدن دقیق مواد اولیه در تولید بتن یکنواخت با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی یکسان در تمام نقاط آن اهمیت بسیار زیادی دارد. تمام این موارد باعث می‌شود که عمر مفید بتن افزایش پیدا کند.
نحوه بتن‌ریزی در قالب نیز عامل دیگری است که در دوام آن موثر است. کنترل درصد حباب هوا در ترکیب بتن اهمیت زیادی دارد. در حالت استاندارد کنترل درصد حباب بین ۴ تا ۶ درصد باعث می‌شود که دوام بتن تا حد زیادی افزایش پیدا کند. اهمیت استفاده از ویبراتور برای بتن‌ریزی در قالب‌ها اینجا مشخص می‌شود.
در این مطلب به بررسی عوامل موثر بر دوام بتن پرداختیم. هرچند آزمایش‌های زیادی برای برآورد دوام و پایداری بتن وجود دارند؛ اما واقعیت این است مسئله پایداری بتن در دراز مدت معنی پیدا می‌کند. به همین دلیل شبیه سازی این شرایط در محیط آزمایشگاه کار دشواری است. در نتیجه یافته‌های تجربی برای دستیابی به روش‌های تولید بتن با کیفیت با عمر مفید زیاد خیلی ارزشمند هستند. به نظر شما چگونه می‌توان به بتن باکیفیت و پایدار دست پیدا کرد؟ چه عوامل دیگری در پایداری قطعات بتنی تاثیرگذار هستند؟ نظرات و پیشنهادات خود را در این زمینه با ما در میان بگذارید.