اندازه گیزی PH بتن با استفاده از محلول فنل فتالئین جهت تعیین مقدار کربناسیون بتن و عمق آن

درک ماهیت شیمیایی بتن برای افراد غیر متخصص سخت است. آزمایش کربناسیون بتن روشی برای شناخت اثر CO2 بر سازه های بتن آرمه است که پتانسیل خوردگی آرماتورها در بتن را معرفی می نماید. بتن خاصیت قلیایی دارد و PH آن بیشتر از ۱۲/۶ است به دلیل همین قلیایی بودن است که پوشش بتن از میلگرد تقویتی در برابر خوردگی محافظت میکند. کربناسیون بتن، قلیایی بودن آن را کاهش میدهد و به دنبال آن شرایط خوردگی میلگردها فراهم میشود. خوردگی منجر به ترک خوردگی بتن میشود. علاوه بر این، ترک راه ورود CO2 به بتن را هموار می کند. لذا این چرخه ادامه می یابد و در نهایت سازه را به وضعیت خرابی میرساند.

هنگامی که فولاد توسط بتن احاطه شده باشد، سیمان هیدراته شده یک محیط قلیایی در PH بتن که حدود ۱۲/۶ است فراهم میکند. در این صورت یک پوشش غیرفعال روی سطح فولاد ایجاد میشود که از آرماتورها در برابر خوردگی محافظت میکند. کربناسیون بتن وقتی رخ میدهد که دی اکسید کربن (CO2) اتمسفر با مواد معدنی سیمان هیدراته شده (CaOH2) در حضور رطوبت واکنش داده و کربنتکلسیم (CaCO3) تولید میکند. کربنات های تولید شده به آرامی به بتن نفوذ میکند وسطح PH بتن را کاهش میدهند. وقتی که کربنات به عمق بتن وارد شود، غشای غیرفعال محافظتی فولاد را میشکند. بنابراین فولاد در معرض اکسیژن و زطوبت قرار میگیرد و خورده میشود. بتن دوام خود را از دست میدهد و در نهایت به علت افزایش غشای روی میلگرد ترک برمیدارد. از این رو باید آزمایش کربناسیون برای تعیین سطح یا درجه کربناسیون برای ارزیابی میزان خوردگی انجام گیرد.

روش انجام ازمایش:

روش شاخص PH یک وش بسیار رایج برای آزمایش شیمیایی بتن محسوب میشود. محلول ۰/۲ درصد شیمیای فنل فتالئین روی سطح بتن به منظور پیدا کردن ناحیه تحت تاثیر کربناسیون اسپری میشود. آزمایش براساس دستورالعمل RILEM CPC18 انجام میگردد. محلول فنل فتالئین تغییرات PH در بتن را نشان میدهد مطابق شکل ۱-۶ اگر رنگ بتن از خاکستری به صورتی تغییر کرد بدان معنی است که بتن در شرایط قلیایی قرار دارد. اگر تغییری در رنگ بتن ایجاد نشد بدان معنی است که بتن تحت تاثیر کربناسیون قرار گرفته است.

تعیین عمق کربناسیون بتن:

عمق کربناسیون بتن با تغییر رنگ در مقطع تخمین زده میشود. درجه کربناسیون با واحد میلیمتر بیان میشود که عمق کربناسیون متناسب با ریشه دوم زمان است. برای مثال اگر عمق کربناسیون در بتن یک ساله ۱ میلیمتر باشد،بعد از ۹ سال ۳ میلیمتر، بعد از ۲۵ سال ۵ میلیمتر و بعد از ۱۰۰ سال ۱۰ میلیمتر خواهد بود. مقدار PH را میتوان با آنالیز نمونه پودر مغزه خارج شده تعیین کرد.این کار با حل کردن نمونه پودر در آب مقطر و بعد از تیتراسیون آن در آزمایشگاه تعیین میشود. روش فنل فتالئین برای آزمایش کربناسیون بتن یک روش آسان و ارزان است. این روش به آسانی عمق کربناسیون در بتن را تعیین میکند. تنها عیب آن آسیب دیدن سطح بتن به واسطه مغزه گیری است.