علل اصلی ترک خوردن بتن چیست؟

بتن متداول‌ترین مصالح ساختمانی در سراسر جهان است از این رو علت ترک بتن از اهمیت زیادی برخوردار است. از زمان کشف سیمان در سال 59-1755 توسط معمار انگلیسی به نام ژوزف اسپیدین2، سنجش میزان نرمی و تولید دستگاهی توسط لوئیس ویکات3 در سال 1817 میلادی، خواص آن با تحقیق و توسعه بهبود و کاربردهای آن پیشرفت موثر داشته، مقاومت مکانیکی و مقاومت شیمیایی افزایش و مصالح جدیدی مانند بتن پیش‌تنیده تولید شده است. در این مقاله قصد داریم علل ترک خوردگی بتن را به طور کامل برای شما توضیح دهیم.

عوامل و علل اصلی ترک بتن

آیا بتن در طول سال‌ها بی نقص بوده است؟ با نگاهی به بسیاری از سازه‌های بتنی که ما را احاطه کرده‌اند، حتی جدیدترین ساختمان‌ها، مشاهده می‌کنیم که هیچ یک از این سازه‌ها کاملاً بدون آسیب نیستند. لاجرم موضوع ضعف غیرقابل اجتناب بتن، یعنی تمایل آن به ترک خوردن را بارز می‌سازد. عواملی همچون سازگاری بتن با فولاد و توانایی ایجاد بتن مسلح اگرچه بسیار مطلوب برای تامین نیاز های یک سازه ساختمانی پیشرفته می باشد ولی ترک خوردگی را تشدید می کنند.
با این حال، آیا ترک‌های احتمالی همگی مشابه یکدیگر هستند؟ پاسخ بدون شک منفی است. در واقع علت ترک‌ بتن می‌تواند توسط عوامل مختلفی همچون تغییر شکل، انقباض هیدرولیکی، انقباض حرارتی و یا تورم ایجاد و ده ها مورد دیگر ایجاد شوند.

 ترک خوردگی بتن

ترک‌ها در بتن به شدت رایج هستند اما اغلب تعبیر نادرستی از آن‌ها می‌شود. هنگامی که مدیران پروژه در دال بتنی و یا دیوار ترک را مشاهده می‌کنند، به خصوص زمانی که بتن نسبتاً جدید است، به طور خودکار برداشت می شود که اشتباهی رخ داده است. در حالیکه نمی‌توان از علت ترک بتن چنین برداشتی داشت. بعضی ترک‌ها در بتن اجتناب‌ناپذیر هستند.

بهترین کاری که از دست یک مجری بتن و یا سازنده بر می‌آید، کنترل ترک‌خوردگی است. این امر، با آماده‌سازی مناسب زیرساخت، اطمینان از((Low/c Ratio کاهش آب مصرفی در بتن، به کارگیری آرماتورهای تقویتی به هنگام نیاز و جانمایی و فاصله‌گذاری مناسب درزهای کنترل ترک و درزهای انبساط، محقق می‌شود. به هر حال گاهی اوقات ترک‌ها بر خلاف تمامی احتیاط‌های اتخاذ شده باز هم به وقوع می‌پیوندند.

انجمن بتن امریکا در 2,3,4,ACI1 به این موضوع اشاره می‌کند. با وجود بهترین طراحی‌ها و ساخت مناسب، انتظار کف‌هایی بدون ترک و بدون انحناء امری واقع بینانه نیست. در نتیجه هر مدیریت پروژه باید توسط طراح و پیمانکار آگاه شود که در هر پروژه‌ای انتظار مقداری ترک‌خوردگی و انحناء امری طبیعی است و چنین رخدادی الزاماً بیانگر عدم کفایت طراحی درسازه ها و یا کف سازی صنعتی و کیفیت ساخت آن و یا عدم وظیفه شناسی پیمانکار نیست (یتربرگ4[3]1987؛ کمپل5 [4]و همکاران 1976)

علت ترک‌ بتن ناشی از تغییرشکل

نیروهایی که به سازه اعمال می‌شوند عبارتند از: نیروهای کششی، فشاری و برشی، این نیروها به مرور تغییر شکل ایجاد می‌کنند، و می‌تواند منجر به ترک‌خوردگی بتن شوند. محل و نقاط هندسی ترک بر روی سازه اغلب دارای ویژگی هایی است که با مشاهده ترک‌ها می‌توان علت را بمیزان قابل توجهی تشخیص داد.

· ترک‌های ناشی از فشار، موازی با نیروی اعمال شده ایجاد می شوند.
· ترک‌های کششی، عمود بر نیروی وارده شکل می‌گیرند.
· ترک‌های برشی، عمود بر جهت تنش کششی هستند.
مقاومت کششی بتن تنها در حدود یک دهم مقاومت فشاری آن است، و به همین دلیل متداولاً بتن بدون تقویت استفاده نمی‌شود. رایج‌ترین شکل تقویت بتن، جایگذاری میلگردهای تقویتی فولادی در نواحی تحت تنش کششی است. به طور متعارف عنوان « بتن مسلح » برای این نوع بتن استفاده می‌شود. انواع دیگری از تقویت بتن استفاده از الیاف مصنوعی می باشد. ترک‌های تغییر شکل عمدتاً در اثر نشست خاک یا بارهایی ایجاد می‌شوند که تراکم لازم برای نیروهای احتمالی آن انجام نگرفته است.

ایجاد ترک خوردگی در بتن

علت ترک‌ خوردن بتن ناشی از انقباض هیدرولیکی (SHRINK)
یک قطعه‌ی بتنی در هوای آزاد معمولاً هنگام سخت شدن (گیرش) منقبض می‌شود. این جمع‌شدگی به دلیل تبخیر بخشی از آب موجود در بتن است. ترک‌خوردگی زمانی اتفاق می‌افتد که نیروهای جمع‌شدگی از مقاومت بتن بیشتر شوند. این مورد می‌تواند به عنوان یک مسابقه بین دو پدیده‌ی تبخیر آب و افزایش مقاومت بتن، در مقابل زمان تلقی شود. مفهوم فوق همچنین در مورد قطعات بتونی که قادر به تغییر شکل نیستند نیز صادق است.

در صورت انقباض، تغییر شکل نمی تواند رخ ندهد. چنین شرایطی تنش‌های داخلی را به وجود می‌آورد و هنگامی که تنش از مقاومت بتن فراتر رود منجر به ترک‌خوردگی می‌شود. بایستی بیان داشت که هر سازه‌ی بتنی که غوطه‌ور در آب شده است یا در اتمسفر اشباع شده با رطوبت، قرار داشته باشد، دارای تغییرات ابعادی بسیار کمی است. ترک‌خوردگی می‌تواند قبل از گیرش اولیه صورت گیرد.

این امر صرفاً در نتیجه انقباض هیدرولیکی نیست، بلکه می‌تواند انقباضی باشد که به دلیل تبخیر بخشی از آب یا به دلیل جذب تکیه‌گاه و یا قالب ها انجام پذیرد. این پدیده عمدتاً در آسفالت‌های ریخته شده در آب و هوای گرم و خشک و یا بتنی که در هوای سرد در اتاق‌های گرم یا روی تکیه‌گاه متخلخل قرار داده می‌شود، تأثیر دارد. ترک‌ها در نواحی خاصی همچون اتصالات بتنی و در مجاورت آرماتورها ایجاد می شوند.

ترک‌های جمع‌شدگی خمیری در هر نقطه‌ای از دال یا دیوار می‌توانند به وجود آیند، اما محلی که همواره در آن ایجاد می‌شوند، گوشه‌های برگشتی هستند. گوشه‌های برگشتی در دال‌ها چنین وضعیتی دارند. برای مثال، در بتن‌ریزی در اطراف یک ستون با مقطع مربعی، شما باید چهار گوشه‌ی برگشتی ایجاد کنید. چون بتن در اطراف یک گوشه نمی‌تواند دچار جمع‌شدگی شود، تنش منجر به ترک خوردن بتن در آن نقطه‌ی گوشه‌ای خواهد شد.

دلایل اصلی ترک بتن

هر قطعه و یا سازه احاطه شده توسط بتن در داخل دال نیز مشکلی مشابه گوشه‌های برگشتی ایجاد می‌کند. این موضوع معمولاً در اطراف مجرای عبوری همچون لوله‌ها، تاسیسات لوله‌کشی، زهکش‌ها و درپوش‌های ورودی فاضلاب مشاهده شده است. بتن نمی‌تواند از اشیایی که در اطراف آن‌ها ریخته شده است بطور یکنواخت کوچک‌تر شود، و این امر تنش کافی برای ترک خوردن بتن را ایجاد می‌کند.

ترک خوردگی بتن چیست

برای مقابله با ترک‌های جمع‌شدگی احتمالی، درزهای کنترل (اغلب به اشتباه از آنها به عنوان درزهای انبساط یاد می‌شود) در داخل دال به کار گرفته می‌شوند. درزهای کنترل در واقع درزهای انقباض هستند چرا که با منقبض یا کوچک‌تر شدن بتن باز می‌شوند.

آنها شیارهای ساده‌ای هستند که در بتن تازه شکل داده شده‌اند یا به محض این که بتن به گیرش اولیه می‌رسد با دستگاه برش (Cutter) ایجاد می‌شوند. درزهای کنترل محل ضعیفی را در دال ایجاد می‌کنند طوری که وقتی بتن جمع می‌شود، بجای وقوع تصادفی ترک در سراسر دال، در درزترک ایجاد می‌شود.

مطالعه بیشتر:

کفپوش بتنی

کفپوش سیمانی

کفپوش آرملات

شرکت تولیدی صنعتی آرملات

کفپوش سنگی اپوکسی

برای کنترل بهینه ترک خوردگی در بتن، باید عمق آن به اندازه‌ی 1/4 ضخامت دال اجرا شود. یعنی روی یک دال متداول با ضخامت mm100، باید عمق درزها کمتر از mm25 نباشد؛ یک دال با ضخامت 150 میلی‌متری نیازمند درز‌هایی با عمق mm38 است.

برای به حداقل رساندن احتمال ترک خوردن زود هنگام، این درزها باید به محض اتمام بتن‌ریزی اجرا شوند. اگر درز کنترل به اندازه کافی عمیق نباشد، ترک بتن می‌تواند به جای این‌که در داخل درز قرار گیرد، در نزدیکی آن ایجاد شود.

انواع مختلف ترک در بتن

درزهای کنترل باید در تمامی گوشه‌های برگشتی و مجرای عبوری از دال تعبیه شوند، و درباقی قسمت‌های سراسر دال در فواصل مساوی قرار گیرند. یک محاسبه ساده برای یک بتن پروژه مسکونی با ضخامت mm100 قرار دادن درزها به نحوی است که دال را به قسمت‌های تقریباً مربعی تقسیم کنند، طوری که هیچ درزی از درز موازی مجاور خود بیش از 3 متر فاصله نگیرد. مطابق این دستور العمل‌ها، یک پیاده‌رو با عرض m2/1 باید در بازه‌های 2/1 متری دارای درزهای عرضی باشد. یک ماشین‌روی m8/4 در m2/19 باید یک درز در امتداد خط مرکزی راه، و درزهای عرضی به فاصله‌ی m4/2 داشته باشد. این الگو شانزده قسمت m4/2 در m4/2 ایجاد می‌کند.

اگر یک سواره‌رو عرضی در متراژ مورد قبول و یا کمتر داشته باشد، معمولاً می‌توان با اطمینان درز مرکزی طولی را حذف کرد و درزهای عرضی به اندازه‌ی عرض سواره‌رو فاصله‌گذاری شوند (به عنوان مثال، یک سواره‌روی با عرض 3 متر هیچ درز مرکزی نداشته و درزهای عرضی هر 3 متر قرار می‌گیرند).

اگر درزها در محل مورد نیاز قرار نگیرند، بتن درزهای خود را با شیوه ترک خوردگی ایجاد خواهد کرد. جالب توجه است که اغلب در الگویی مشابه با آنچه که درزگذاری باید می‌داشت ترک می‌خورد.

علت ترک‌ بتن : ناشی از انبساط 

انبساط دلیل دیگری برای ترک خوردن بتن است. یک دال بتنی در هوای خیلی گرم، مشابه دیگر مصالح، با گرم‌تر شدن منبسط خواهد شد. این امر می‌تواند منجر به تنش‌های بزرگی در دال شود. بتن در حین منبسط شدن به هر چیزی که سر راهش باشد همچون دیوار آجری یا دال بتنی مجاور فشار می‌آورد. اگر هیچ یک از طرفین انعطاف‌پذیر نباشد، نیروی برآیند منجر به ترک خوردن انبساطی خواهد شد.

یک درز انبساط مکانی برای انقطاع یا درز جدایی بین دو صفحه‌ ثابت است. تمام عمق آن به وسیله‌ی مواد تراکم‌پذیری همچون الیاف سلولزی قیر اندود، پلی اتیلن فوم سلول بسته و یا حتی چوب پر می‌شود. ماده تراکم‌پذیر هر چه که باشد، به عنوان یک ضربه‌گیر عمل می‌کند که می‌تواند به خاطر فشرده شدن «تسلیم» شود. این کار تنش را بر روی بتن کاهش می‌دهد و می‌تواند از ترک‌خوردگی احتمالی آن جلوگیری کند.

علت ترک خوردگی بتن کدام است

مصالح کاربری درز انبساط می‌توانند مانع از ساییده شدن دال در برابر اشیاء صلب و در مدت دوره‌های جابجایی و نیروهای قائم شوند. در طول این زمان بالا آمدگی و نشست، مصالح درز انبساط از اتصال سطح فوقانی دال با سطح مجاور و پوسته پوسته شدن آن جلوگیری می‌کنند.

علل ایجاد ترک در بتن چیست

ترک‌ خوردگی های بتن ناشی از بالاآمدگی (طبله)

دیگر علت ترک بتن، جابجایی زمین است که توسط چرخه‌های انجماد و ذوب به بار می‌آید. در طول چنین چرخه‌هایی زمین یخ‌زده می‌تواند چندین سانتیمتر بالا آمده و سپس در زمانی که یخ آب می‌شود دوباره نشست کند. اگر دال نتواند با حرکت خاک آزادانه جابجا شود، ترک خوردگی لاجرم خواهد بود.

وجود ریشه‌های بزرگ درخت نیز می‌تواند باعث بالاآمدن بتن شود. اگر یک درخت بسیار نزدیک به یک دال بتنی باشد، ریشه‌های در حال رشد می‌توانند بتن را بلند کرده و در آن ترک ایجاد کنند نیروی ریشه درخت برابر حدود2000kg/cm2 و آنرا جدی بگیریم.

علل اصلی ترک خوردن بتن

ترک‌های ناشی از نشست

به طور معکوس، اگر یک درخت بزرگ در مجاورت یک دال بتنی قطع شود، ریشه‌های مدفون آن تجزیه خواهند شد. فضای خالی حاصل از این امر می‌تواند به نشست زمین و ترک خوردن بتن بیانجامد. نشست را فروکش کردن (فرونشست) نیز می‌نامند. فرونشست در ترانشه‌هایی(گودال) که خطوط تاسیساتی و لوله‌های آبرسانی در آن‌ها دفن شده است بسیار متداول است.

در ادامه به علت ترک بتن اشاره خواهیم کرد پس با ما همراه باشید.

اغلب اوقات، ترانشه‌های تاسیساتی هنگامی که پر شده‌اند، فشرده نمی‌شوند. اگر بتن بر روی ترانشه‌ با فشردگی کم مستقر شود، فضای خالی حاصل از فرونشست توانایی ایجاد ترک در طول قسمت بدون تکیه‌گاه دال بتنی را دارد.

علت ترک بتن در طول دال بتنی بدون تکیه‌گاه

مکان دیگری که بتن معمولاً دچار فرونشست می‌شود، نزدیک یک خانه است. در هر حال خانه چه بر روی یک زیرزمین ساخته شده باشد یا یک خزیده‌رو (پسینه)، اضافه حفاری متعاقباً خاکریزی شده است.

پر کردن اضافه حفاری با خاکریزی به مرور زمان (اصطلاحاً خاک دستی) منجر به نشست خواهد شد، مگر این‌که مصالح خاکریز در لایه‌های مختلف در حین پر کردن اضافه حفاری فشرده شوند. این خاک دستی هر بتنی که روی آن ریخته شده باشد را با خود مجبور به نشست خواهد کرد. بسیاری از مواقع این نشست باعث ترک‌خوردگی بتن و کج شدن آن به سمت خانه می‌شود و شیب منفی ایجاد می‌کند.

تاثیر ترک خوردگی های بتن

ترک‌های ناشی از اضافه بارگذاری دال
قرار دادن وزن بیش از حد بر روی دال، یکی دیگر از عوامل و علت ترک بتن است. بتن اگر چه مصالح بسیار محکمی است، اما باز هم محدودیت‌های بارگذاری دارد. وقتی مطلع می شویم که شخصی از مقاومت 300 کیلوگرم بتن صحبت می‌کند، به این حقیقت اشاره می‌شود که برای خرد کردن بتن به 300 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع فشار نیاز است.

در پروژه‌های بتنی مسکونی، هر چند اضافه بارگذاری تا حدی که برای مقاومت فشاری نگرانی ایجاد شود به ندرت اتفاق می‌افتد و معمولاً بتن را از هم‌پاشیده و خرد نمی‌کند لیکن استقرار ابزار و ادوات بسیار سنگین روی بستر بتن موجب ترک خوردگی و تخریب بتن خصوصاً پس از دوره‌های بارندگی شدید یا ذوب برف و زمانی که زمین اشباع و نرم است، مصداق دارد.

تاثیر انواع ترک خوردگی های بتن

هنگامی که آب زیرزمینی در زیر بتن جابجا می‌شود، خاک بستر را نرم و متخلخل می‌کند. وزن بیش از حد روی دال در این موقعیت می‌تواند بتن را به پایین فشار دهد. از آن‌جا که مقاومت خمشی بتن کمتر از مقاومت فشاری آن است، بتن تا نقطه‌ی شکست خود خم می‌شود.

برای افرادی که وسایل نقلیه بزرگ یا محفظه‌های بزرگ و سنگینی را بر روی اتومبیل خود قرار می‌دهند، محتمل‌تر است که این نوع از ترک‌خوردگی را مشاهده کنند. راندن وسایل نقیله‌ی سنگین و نیروهای نقطه ای بهنگام ترمز کردن در کناره‌ی دال، ترک‌هایی از همین نوع را ایجاد می‌کند.

ترک‌های ناشی از خشک شدن پیش از موعد

ترک‌های موزاییکی یا پوست‌ماری، ترک‌های سطحی بسیار ریزی هستند که از لحاظ ظاهری مشابه تارهای عنکبوت یا شیشه‌های خرد شده هستند. این ترک‌ها روی هر دال بتنی که سطح آن به سرعت رطوبت خود را از دست می‌دهد، ایجاد می‌شوند. ترک‌های موزاییکی می‌توانند ناخوشایند باشند اما از لحاظ سازه‌ای مشکلی را به وجود نمی‌آورند.
این ترک‌ها به حدی ریز هستند که راهی برای تعمیر آن‌ها وجود ندارد. معمولاً در کف سازی صنعتی سازه ها و بتنی که آب مصرفی در آن زیاد باشد شیره سیمان را به سطح بالا انتقال می دهد و این نوع ترک ها را حاصل می کند.
خشک شدن پیش از موعد میتواند یک علت ترک بتن باشد

انواع ترک ها در بتن چیست

ترک‌های پوسته‌ای اغلب در طی عملیات منقش کردن (استامپ) بتن رخ می‌دهند. این ترک‌ها معمولاً در روزهای آفتابی یا طوفانی که سطح فوقانی بتن زودتر از زیر آن خشک می‌شود ایجاد می‌شوند. لایه فوقانی پوسته پوسته شده و بنابراین زمانی که استامپ نقش پذیر تعبیه می‌شود، در نزدیکی درزهای منقش شده سطح بتن را از هم گسیخته می‌کند و منجر به ترک‌های کوچکی در اطراف لبه‌های بیرونی «سنگ‌ها» می‌شود. ترک‌های پوسته‌ای گرچه از منظر زیبایی ناپسند هستند، هیچ مشکل سازه‌ای را بروز نمی‌دهند اما در صورت لزوم امکان تعمیر شدن را به سختی دارند.

اهمیت تقویت و آرماتورگذاری

استفاده از الیاف مصنوعی(Syntitic Fiber)، مش سیمی تقویتی، یا میلگرد می‌تواند مقداری حمایت اضافی برای بتن به وجود آورد، اما هیچ یک از آن‌ها بطور قاطع از ترک ‌خوردگی جلوگیری نخواهند کرد. فولاد و میلگرد به میزان بسیار زیاد می‌تواند با محدود کردن جمع‌شدگی طبیعی بتن منجر به ترک‌خوردگی ناچیز دال شود. هر چند اگر ترک‌ها به وجود بیایند، آرماتورها می‌توانند بخش‌های مختلف را در کنار هم نگه داری کنند.

وجود آرماتور می‌تواند به معنی تفاوت بین مویی ماندن یک ترک در ماهیت یا فاصله گرفتن و عریض‌تر و ناپسند شدن آن باشد. آرماتورهای فولادی همچنین می‌توانند بتن را در دو طرف یک ترک در یک صفحه‌ افقی نگه دارند. این موضوع بدین معناست که یک طرف نمی‌تواند بیشتر از طرف دیگر بالا رفته یا نشست کند، که می‌تواند عامل ایجاد خطر لغزش باشد.

گاهی اوقات تعیین دقیق که چه عاملی یک ترک خاص را به وجود آورده، غیر ممکن است. به هر حال، آماده‌سازی مناسب محل و روش‌های خوب برای پرداخت نهایی بتن می‌توانند راه درازی را در جهت به حداقل رساندن ظهور ترک‌ها و تولید یک پروژه‌ی چشم‌نواز و مطبوع‌تر طی کنند.

ترک‌های ناشی از انقباض حرارتی

این مساله عمدتاً مربوط به سازه‌های بزرگ است. هیدراتاسیون سیمان یک واکنش گرماده است و حرارت تولید می‌کند که در طول زمان از بین می‌رود. تغییرات دما در تمامی قسمت‌های سازه برابر نیست و تغییرشکل متفاوتی ایجاد می‌کند که ممکن است منجر به ترک‌خوردگی شود.

ترک‌های ناشی از تورم بتن

عوامل متعددی وجود دارند که ممکن است باعث تورم بتن شوند. مرتبط‌ترین آن‌ها موارد زیر هستند. بتن ممکن است به خاطر نمک‌هایی همچون سولفات‌های موجود در خاک که در تماس مستقیم با بتن قرار دارند، متورم شود. این امر منتهی به یک واکنش شیمیایی با آلومینات موجود در سیمان می شود که یک ماده منبسط شونده تشکیل می‌دهد.

همچنین ممکن است تورم در نتیجه انجماد آب آزاد درون بتن رخ دهد که حجم آن در هنگام تبدیل شدن به یخ افزایش می‌یابد. در نهایت، تورم ممکن است از اکسیداسیون (زنگ زدگی) آرماتورهای درون بتن ایجاد شود، پدیده‌ای که با حضور ترک‌ها تسریع می‌شود! تمامی این پدیده‌ها، حتی اگر دارای ماهیت متفاوت باشند، منجر به نتیجه یکسانی می‌شوند: ایجاد نیروهای کششی داخلی، که در صورت تجاوز از مقاومت بتن منتهی به ظهور ترک‌ها خواهند شد.

ترک‌های ناشی از خوردگی آرماتور فولادی

بتن شدیداً قلیایی است و لذا از آرماتور فولادی محافظت می‌کند، به نحوی که اطمینان حاصل می‌شود که بتن مسلح یک توده با دوام بسیار عالی است. با این وجود، میلگردها ممکن است تحت شرایط خاصی دچار خوردگی شوند و زنگ زدگی شکل گیرد.

تاثیر ترک های بتنی

از آنجا که خوردگی (زنگ) با ازدیاد حجم شکل و بیشتر از حجم میلگرد اولیه است، این امر موجب تنش کششی در بتن می‌شود. در مورد خوردگی پیشرفته،  ممکن است علت ترک بتن را فراهم کرده و لایه لایه شود. علل اصلی خوردگی فولاد در بتن عبارتند از:

- کربناته شدن بتن؛ در صورت وجود رطوبت فرآیند خوردگی را شروع می کند.
- وجود نمک‌های دریایی یا نمک‌های یخ‌زدایی در بتن و اطراف میلگردها. بار دیگر، وجود رطوبت، واکنش خوردگی را آغاز می کند.

ترک خوردگی بتن

ترک‌ها در یک سازه بتنی مقاومت و دوام آن را کاهش می‌دهند و منجر به هزینه‌های پیش‌بینی نشده‌ تعمیرات می‌گردند. همانطور که در بخش اول این نگارش توضیح داده شد، ترک‌خوردگی یک رویه‌ اجتناب‌ناپذیر بتن است، در واقع دلایل بسیاری وجود دارد که چرا ممکن است ترک‌ها رخ دهند و برخی از آن‌ها توضیح داده شد.

دراینجا می‌توانیم روی آنچه در ساختار بتن در زمان وقوع ترک رخ می‌دهد تمرکز کنیم، که در نتیجه‌ آن سازه ضعیف می‌شود و فرآیند تخریب سرعت می‌گیرد.

بیشتر ترک‌ها به دلایل زیر چین و چروک خورده هستند:

· بار (a و b)
· جابجایی افقی (c)
· جابجایی قائم (d و e)
علل و دلایل ترک خوردگی بتن

همانطور که در تصویر نشان داده شده، برخی بارهای سنگین (L) که معمولاً به استحکام کلی سازه آسیب نمی‌رسانند، منجر به ساییدگی‌های برشی تقریباً عمود بر سطح بتن می‌شوند. این رویه بیشتر در صورتی نمایان می‌شود که ترک برخی بی‌نظمی‌ها را ارایه دهد 

در نتیجه‌ تغییر شکل‌ها و تغییرات پارامترهای هیدرولیکی و حرارتی، لبه‌ها می‌توانند از یکدیگر فاصله گرفته و یا نزدیک‌تر شوند؛ در این هنگام ورود ماده‌ای به داخل ترک (برای مثال دانه‌های ماسه)، می‌تواند منجر به ایجاد شکستگی‌های تقریباً موازی با سطح بتن شود (تصویرc). لبه‌های ترک‌ها نیز می‌توانند حرکت کنند (شکل d و e)و منجر به چین‌خوردگی شوند.

شکل نمایانگر پدیده‌های ناشی از وجود ترک و تأثیر آن‌ها در افزایش و یا شدت عیوب و آسیب به سازه به محض ظاهر شدن است.

واضح است که ترک‌ها تاثیر قابل‌توجهی بر دوام سازه دارند. با این حال، ترک‌ها فقط اثرات مکانیکی ندارند. در حقیقت، ترک‌ها به مواد خارجی و مواد مخرب اجازه می‌دهندتا در بتن نفوذ کنند. این مواد ممکن است بتن و آرماتورها را ضعیف نموده و به آنها آسیب برسانند. در این مورد، ضروری است تا هر چه سریع‌تربرای جلوگیری از کاهش عمر دوام سازه و خطرات سازه‌ای احتمالی مداخله شود.

اصلی‌ترین موادی که توانایی نفوذ به ترک‌ها را دارند و فرایندهایی که می‌توانند به تخریب بتن کمک کنند عبارتند از:

· کلریدهای موجود در نمک‌های یخ زدایی و نمک‌های دریایی. از طریق ترک، این مواد می‌توانند خیلی سریع به آرماتورها برسند و باعث خوردگی شوند. این خوردگی می‌تواند بسیار خطرناک باشد چون ممکن است در یک نقطه از میلگرد رخ دهد و باعث گسیختگی آن شود و کارائی آرماتور را بی‌اثر سازد.
· کربناته شدن بتن که یک پدیده طبیعی است و منجر به تغییر PH بتن می‌شود؛ که دلیل ایجاد لایه‌ی غیرفعال فولاد در بتن است. هنگامی که یک ترک باز می‌شود، کربناته شدن شتاب می‌گیرد و می‌تواند بسیار سریع‌تر به میلگردها نفوذ کند.
· آب برای بتن بی‌ضرر نیست؛ در هنگام وجود ترک‌ها، رطوبت بتن به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌یابد، و همچنین میزان خوردگی فولاد نیز زیاد می‌شود. آب در ترکیب با اثرات مکانیکی همچون جریان آب، ترک را گسترده‌تر و عمیق‌تر می‌کند. در هنگام یخبندان، آب موجود در ترک می تواند به سرعت آسیب‌های شدیدتری ایجاد کند.
به طور کلی، ترک باعث می‌شود که بتن و سازه نسبت به اثرات خارجی بیشتر آسیب‌پذیر شوند، روند سالخوردگی (کهنه شدن) را تسریع می‌کند و می‌تواند سرعت مقاومت مکانیکی سازه را کاهش دهد. در نهایت، ترک‌ها توانایی سازه را برای جذب تنش کاهش می‌دهند و ممکن است منجر به فروریختگی شوند. در صورت شکل‌گیری ترک‌ها، بایدتاثیرات ناشی از آنرا بر مقاومت سازه مورد ارزیابی قرار گیرد و یک برنامه‌ی پایش تنظیم شود.

انواع متفاوت ترک بتن

در انتهای این بخش «علل ترک خوردگی بتن» بر روی نحوه مبارزه با ترک و مهم‌ترین اقدامات پیشگیرانه تمرکز خواهیم کرد.

محدود کردن پدیده‌ی ترک خوردگی

با نگاه به بخش‌های اول و دوم این مطالب و نگاه ویژه ای به علت ترک بتن، آیا باید این‌گونه برداشت کرد که از ترک خوردن بتن نمی‌توان اجتناب کرد و خود را در برابر سالخوردگی و خرابی پیش از موعد سازه‌های بتنی تسلیم شویم؟ قطعاً خیر. برای جلوگیری از ظهور ترک‌ها می‌توان اقدام نمود! اما میتوان از علت ترک بتن مطلع شد.

ترک‌های ناشی از تغییر شکل

برای جلوگیری از تغییر شکل در حین مرحله طراحی و مطالعات زمین‌شناسی آغاز می‌شود. با پیروی از اقدامات زیر ممکن است از ترک‌خوردگی ناشی از تغییر شکل جلوگیری نمود:

· بهبود مقاومت رطوبتی: با روش پلیمری (Curing Compound)و یا استفاده از عمل آوری با آب معمولی
· بهبود کیفیت سنگدانه‌های مصرفی و ویبره شدیدتر در حین بتن‌ریزی
· مسلح نمودن بتن با استفاده از آرماتورهای مارپیچ (عاج دار)
· افزایش و تقویت مقطعی از قطعات که تحت فشار بیشتری قرار دارند
· استفاده از پیش‌تنیدگی در قطعات با امکان خمشی
· افزایش مقاومت بتن در برابر نیروهای کششی با استفاده از الیاف
· انتخاب مناسب اندازه و محل قرارگیری آرماتورها
· همبستگی خوب درزها در بتن
· گنجاندن درزهای سازه‌ای در طراحی
علت ترک بتن ناشی از انقباض هیدرولیکی
محدود کردن ترک‌های ناشی از انقباض هیدرولیکی می‌تواند با استفاده از موارد زیر صورت پذیرد:

· افزایش بیشینه‌ اندازه‌ سنگدانه‌ها
· محدود کردن افزودنی‌های حل‌شونده یا افزودن پوزولان به بتن، که تاثیر در کاهش انقباض هیدرولیکی و چسبندگی سیمان موجود در بتن دارد.
ما اغلب تلاش می‎کنیم تا با انتخاب سیمان مناسب، بهبود تراکم و افزایش اندازه‌ی سنگدانه‌ها تا حد امکان انقباض هیدرولیکی را کاهش دهیم. نگهداری اولیه نیز مهم است: حداقل تا پایان گیرش بتن بایستی از تبخیر آب موجود در بتن جلوگیری شود. سرما و بادهای خشک اساساً زیان‌بار هستند. این عوامل گیرش در عمق را به تاخیر می‌اندازند و تبخیر سطحی را افزایش می‌دهند.

علت ترک بتن ناشی از انقباض حرارتی

با محدود کردن افزایش دما در بتن به بیشترین محدوده ممکن می‌توان از انقباض گرمایی اجتناب کرد. به خصوص در تابستان، ممکن است از آب سرد برای اختلاط استفاده شود و سیمان و سنگدانه‌ها در محلی که از نور خورشید محافظت می‌شود نگهداری شوند. این موضوع با مقاومت مکانیکی بلند مدت بتن نیز مرتبط است.

دیدگاه خود را در مورد این مطلب بنویسید.

ثبت دیدگاه من