كربنة الخرسانة - آلية فشل أخرى للخرسانة

ما هي عملية الكربنة في الخرسانة؟


الكربنة هي تكوين كربونات الكالسيوم (CaCO3) عن طريق تفاعل كيميائي في الخرسانة. يتطلب تكوين كربونات الكالسيوم ثلاث مواد متساوية الأهمية: ثاني أكسيد الكربون (CO2)، الكالسيوم (Ca)، والماء (H2O). يوجد ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الهواء المحيط، والكالسيوم، بشكل رئيسي Ca (OH) 2 و CSH، موجودة في الخرسانة، والماء (H2O) موجود في مسام الخرسانة.



إن حالة الفشل الإنشائي التي يطلق عليها الكربنة هي عملية طبيعية تحدث في الخرسانة. الشغل الشاغل للكربنة هو تطبيق الخرسانة المسلحة. يبدأ بمجرد تعرض الخرسانة للهواء. يبدأ ثاني أكسيد الكربون في اختراق السطح والتفاعل مع هيدروكسيد الكالسيوم داخل الخرسانة لتشكيل كربونات الكالسيوم.


كربنة الخرسانة - آلية فشل أخرى للخرسانة



اقرأأسباب تآكل حديد التسليح في الخرسانة وطرق الوقاية


ينتج ثاني أكسيد الكربون والرطوبة من المسام أيضًا حمض كاربوليك مخفف يقلل من قلوية الخرسانة (تكون قلوية الخرسانة عالية عادةً، مثل درجة PH من ١٢ إلى ١٣). قد تتطور الكربنة من ١ ملم إلى ٥ ملم سنويًا اعتمادًا على مسامية ونفاذية الخرسانة.


تعتمد سرعة عملية الكربنة خلال الخرسانة بشكل أساسي على عاملين:

• مسامية الخرسانة

• محتوى الرطوبة في الخرسانة


النتيجة الحتمية هي حدوث تصلب الخرسانة وتقويتها. ومع ذلك، تستمر قلوية الخرسانة في الانخفاض ويغزو ثاني أكسيد الكربون بشكل أعمق داخل الخرسانة. وسرعان ما يصل ثاني أكسيد الكربون إلى طبقة التخميل (الطبقة الخاملة) ويبدأ في تكسيرها (طبقة التخميل هي الطبقة الواقية المحيطة بحديد التسليح الناتجة عن قلوية الخرسانة).


بمجرد تكسر طبقة التخميل أو الحماية، يتعرض حديد التسليح لتأثيرات الهواء والماء. يبدأ الفولاذ بعد ذلك في الصدأ والتوسع أو الانتفاش مما يؤدي إلى الضغط على الخرسانة مما يتسبب في حدوث تشققات وتساقط. بمجرد أن تبدأ الكربنة في التأثير على الفولاذ (حديد التسليح)، تزداد فرصة فشل أو انهيار عضو الخرسانة المسلحة بشكل كبير.


اقرأإصلاح وترميم الخرسانة التالفة بسبب التآكل وصدأ حديد التسليح


كيفية تقليل حدوث الكربنة في الخرسانة؟


زيادة الكثافة، وبالتالي تقليل مسامية ونفاذية الخرسانة سيقلل ويؤخر تأثيرات الكربنة.

هناك طريقة فعالة أخرى لمنع الكربنة وهي استخدام المواد الكيميائية التجارية مثل الطلاء الأسمنتي 851 الخاص بـ Flexcrete.

تقدم Flexcrete مجموعة من الطلاءات الأسمنتية المضادة للكربنة التي ثبت أنها تمنع دخول ثاني أكسيد الكربون بما يعادل ٨٠ ملم إضافية على الأقل من الغطاء لمنع الكربنة في الخرسانة. لا تمنع هذه المنتجات الكربنة فحسب، بل يمكنها أيضًا عكس العملية إذا تم تغطيتها فوق الخرسانة التي تعرضت بالفعل للكربنة.


اقرأ٥ خطوات أساسية لإصلاح وترميم الخرسانة

مهندس محمد

مهندس مهتم بعلوم الهندسة المختلفة وخاصة علم البناء والتشييد ونشر الوعي الهندسي. https://m.facebook.com/zahymar

يسعدنا أن نسمع منكم.

إرسال تعليق (0)
أحدث أقدم