ترک خوردن بتن و بررسی علل و انواع ترک و راه های جلوگیری از ایجاد آن
انواع ترک در بتن
انواع ترک خوردن بتن به دو دسته سازه ای و غیر سازه ای تقسیم می‌شود. ترک های سازه ای، به نوعی هشداری برای سازه می باشند و ممکن است خسارات زیادی در پی داشته باشد، به همین علت باید فورا بررسی شوند و تمهیدات لازم روی آن ها اعمال شود. ولی ترک های غیر سازه ای در بیشتر مواقع آسیب های سنگینی در پی نخواهد داشت.
نمونه ترک مویی ایجاد شده در بتن
ترک مویی بتن
ترک مویی بتن معمولا به دلیل دو نوع تنش ظاهر می‌شود که عبارتند از : تنش های ایجاد شده در اثر نیروهای وارده و تنش های ایجاد شده در اثر انقباضات بتن هنگام خشک شدن و یا تغییر کردن دما یا در اثر بتن ریزی در هوای گرم، می توانند از علت های به وجود آمدن ترک مویی بتن بشود.
از علل ترک خوردن بتن می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
ترک خمشی
هنگامی که مقاومت خمشی مقطع ما کم باشد و تارهای کششی بیشترین عرض خود را دارا باشند، ظاهر می شوند. این ترک در سلامت سازه تاثیر گذار است و باید فورا بررسی شود.
ترک برشی
ترک های برشی هنگامی که مقاومت برشی ما کم باشد به وجود می‌آیند و به سمت پایین و بالا ادامه پیدا می‌کنند. این ترک مقاومت سازه را کاهش داده و هرچه سریع تر باید ترمیم شود.
ترک پیچشی
این ترک در مقاطعی با مقاومت پیچشی پایین و دارای عرض یکنواخت رخ می‌دهد. و به صورت مارپیچ و تکی ظاهر می‌شود.
ترک های مربوط به لغزش اتصالات میلگردها
این ترک در صورت عدم مرز کافی در اتصال ها و به دلیل بریدگی سریع میلگردها اتفاق می‌افتد.
گسترش ترک در طول تیر
این ترک عموما به دلیل عدم دقت کافی هنگام ساخت و قالب بندی غیر اصولی اتفاق می‌افتد.
ترک کششی
این ترک به علت نامرغوب بودن بتن و عدم آرماتوربندی کافی در مقطع های تحت کشش ظاهر می‌شود.
ترک ستون
در ستون ها ترک، به دو حالت ظاهر می‌شود. حالت افقی در اثر خوردگی آرماتور و طراحی نکردن مقطع ستون ظاهر می‌شود و ترک اریب به دلیل پیشبینی نکردن نیروهای جانبی و کم بودن مقاومت، برای تحمل نیروهای محوری به وجود می‌آیند.
ترک های خوردگی
این نوع ترک به دلیل خورده شدن آرماتور ها، نبودن پوشش مناسب و همچنین پایین بودن کیفیت بتن ظاهر می‌شود.
ترک های خمشی در دال
ترک خمشی در اثر نقص در طراحی، به جهت بارگذاری اضافه در مقطع و بی کیفیت بودن بتن، ظاهر می‌شود.
به علت نا‌متناسب بودن میلگرد ها و ادامه پیدا نکردن میلگرد های اصلی در بتن ظاهر می شود.
ترک های جمع شدگی در دال طره ای
این نوع ترک به علت رعایت نشدن نسبت سیمان و آب در ترکیب بتن، مهار نشدن گوشه ها و عمل آوری غیر اصولی بتن رخ می‌دهد.
دیگر علل ترک خوردن بتن می‌تواند مربوط به آماده سازی بتن، نوع متریال، دوره بتن ریزی، میزان دما، زمان حمل و مصرف بتن در محل، میزان افزودنی های مصرفی، میزان ویبره، عوامل جوی و ... نیز باشد.
ترك خوردگي هاي غير سازه‌اي بتن و زمان بروز آنها
نوع ترک: ترک خوردن بر اثر حركت ميلگردها
زمان پیدایش ترک: ساعت های اوليه بتن ریزی
یکی از علل ترک خوردن بتن در ساعات اولیه بتن ریزی حرکت ذرات سنگدانه به سمت پایین و ذرات سیمان به بالا است. بتن خمیری، قوس هایی را روی میلگردها به وجود می‌آورد و سطح را با کشش همراه می‌کند. زمانی که فاصله میلگرد ها نسبت به هم کم باشد، کل بتن روی آنها به صورت قوس در‌می‌آید و بتن زیر نشست می‌کند. در این حالت جدایی و گسستگی زیر میلگردها اتفاق می‌افتد و باعث ترک خوردن بتن می شود.
نوع ترک: ترك خوردن بتن به علت نشست خميري
زمان پیدایش ترک: از ده دقيقه تا سه ساعت پس از بتن ریزی
این نوع ترك، ناشي از حركت سنگدانه ها به طرف پايين و جايگزين شدن ذرات سیمان با سنگدانه ها است. حركت آب رو به بالا باعث ترك خوردن بتن می‌شود. این ترک ها معمولاً از سطح بتن تا ميلگردها ادامه دارند. برای کاهش این نوع ترک می توان از الیاف بتن لینک داخلی مقاله 27 استفاده کرد یا میزان آب بتن را کاهش داد.
نوع ترک: ترك خوردگی در اثر جمع شدگي پلاستيك
زمان پیدایش ترک: از سی دقيقه تا شش ساعت بعد از بتن ریزی
هنگام ريختن بتن، به این دلیل که بتن خاصيت خميري دارد، آب در آن به راحتي حركت مي‌كند. حرکت آب و جا‌به‌جایی مواد باعث می‌شود آب بر روي مخلوط باقي بماند. در دماي هواي بالا و هنگام وزش باد، آب زیادی از سطح بتن تبخیر می‌شود و حجم آن کاهش می‌یابد. اين تغيير در لايه سطحي، باعث ايجاد تنش‌هاي كششي و گسترش آن در همان لايه می‌شود و به دلیل مقاومت کم بتن در حالت خميري، باعث ترک خوردن بتن می‌شود.
نوع ترک: ترك ناشي در اثر انقباض حرارتي در كوتاه مدت
زمان پیدایش ترک: از یک روز تا دو الی سه هفته پس از بتن ريزي
زمانی كه بتن بر اثر هيدراتاسيون گرم مي‌شود، انبساط آغاز مي‌شود و هرگونه مقاومت در برابر اين انبساط، باعث به وجود آمدن تنش‌هاي فشاري مي‌شود. بعد از رسيدن به بیشترین دما ، بتن شروع به سرد شدن مي‌كند و از حجمش کاسته می‌شود. هرگونه مقاومت در برابر اين جمع‌شدگي باعث ايجاد تنش‌هاي كششي مي‌شود. و به دلیل مقاومت كم بتن در این حالت و عدم تحمل اين تنش، احتمال ترك‌خوردن بتن در اثر جمع‌شدگي وجود دارد.
نوع ترک: ترك ناشي از جمع شدگي بتن بر اثر خشك شدن در دراز مدت
زمان پیدایش ترک: چند هفته و یا چند ماه پس از عملیات بتن ريزي
از دست رفتن رطوبت بتن به كاهش حجم آن می‌انجامد. و باعث تغییر در میزان رطوبت در خمیر سیمان می‌شود و بتن منقبض می‌شود. ترک‌های انقباضی در سطح بتن ظاهر می‌شوند. البته این جمع شدگی به آرامی صورت می‌گیرد و پس از چندین هفته یا چند ماه اتفاق می‌افتد این ترک‌ها اصولاً در سطح داخلی دال رخ می‌دهند و سطحی و کم عمق هستند و مشکل جدی به جز تغییر ناخوشایند در ظاهر بتن ایجاد نمی کنند.
راه پیشگیری از ترک مویی بتن:
از اصلی ترین راه های پیشگیری از ترک مویی بتن ، اجرا کردن درزهای کنترل کننده است. این درزها با جدا کردن دال از دیگر قسمت های سازه، حرکت را در دال فراهم می‌کنند. درزهای اجرایی، پس از هر بار بتن ریزی نواحی مختلف سازه، مانع از به وجود آمدن ترک در سطح می‌شوند یا تعداد ترک مویی بتن را به حداقل می‌رسانند.
از دیگر موارد پیشگیری از ترک مویی بتن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- درست و اصولی بودن تمامی مراحل آماده سازی بتن پیش از عملیات بتن ریزی
- اطمینان از قرار گیری محکم قالب ها در جای خود
- بررسی عدم زنگ زدگی میلگردها قبل از بتن ریزی
- بتن ریزی پیوسته و بالا بودن سرعت بتن ریزی در محل نهایی
- جلوگیری از جمع شدن آب در گوشه ها در بتن ریزی اولیه
- جدا سازی دانه های درشت از ترکیب بتن در نواحی مرتفع در صورت امکان ضروری است
- اطمینان از رسیدن بتن به مقاومت کافی و تحمل بار، پیش از برداشتن قالب ها برای جلوگیری از بروز ترک مویی بتن ضروری است.
- دقت در باز کردن قالب ها بدون هیچگونه آسیب و فشاری به بتن و ترمیم تمامی ایراد های موجود در بتن
در صورت دقت و رعایت اصولی عملیات بتن ریزی و ترمیم کردن ترک ها و عمل آوری بتن، کمتر شاهد ترک مویی بتن هستیم. در ضمن اجرای مرحله عمل آوری بلا‌فاصله بعد از بتن ریزی به جهت ثابت ماندن دما و پیشگیری از کاهش رطوبت توصیه می‌شود.
عدم بتن ریزی در دمای بالا برای جلوگیری از ایجاد ترک مویی بتن و مقاوم سازی آن
روش های جلوگیری از ترک خوردن بتن
استفاده از بتن کم حرارت
از اصلی ترین علل به وجود آمدن ترک در بتن، کند بودن فرآیند از بین رفتن گرمای ناشی از هیدراتاسیون می باشد، به خصوص در سازه هایی با مقطع های حجیم. افزایش دمای درونی بتن سبب ایجاد ترک های حرارتی در بتن می‌گردد . به همین علت توصیه می‌شود برای پیشگیری از ایجاد ترک در بتن، از سیمان هایی استفاده شود که روند تولید حرارت در آنها با سرعت بیشتری انجام شود و مانع از ترک خوردن بتن می‌شوند.
پیش سرمایش بتن
پیش سرمایش بتن نیز یکی دیگر از راه حل های جلوگیری از ترک خوردن بتن است که به چند روش مختلف انجام می شود. این راه باعث به وجود آمدن تعادل گرمایی می‌شود و مانع از ایجاد ترک های حرارتی در بتن می‌شود.
پایین آوردن دمای بتن
از دیگر روش های جلوگیری از ترک در بتن، پایین آوردن دمای بتن پس از بتن ریزی یا همان پس سرمایش است. این روش پایین آوردن دمای بتن، به خصوص در فصل گرما برای پیشگیری از خشک شدن بتن از اهمیت بالایی برخوردار است.
کاهش سیمان
وجود درصد بالای سیمان در عملیات ساخت بتن، باعث تولید گرمای بیشتر در هیدراتاسیون می‌شود به همین دلیل لازم است در سازه های بتنی حجیم از مقدار سیمان کاسته شود. در غیر این صورت میزان خروج حرارت در بخش های داخلی بتن آهسته تر از بخش های خارجی بتن صورت می‌گیرد و این موضوع باعث به وجود آمدن ترک های حرارتی می‌شود.
اتصال بخش های مختلف به یکدیگر
یکی از راه های جلوگیری از ایجاد ترک، اتصال های انقباضی هستند. اتصال های انقباضی روشی مناسب برای متصل کردن قسمت های مختلف یک سازه به یکدیگر برای مقاومت در برابر تغییرات بتن و جلوگیری از ایجاد ترک در بتن است.
جلوگيري از ترک خوردن بتن در اثر نشست خمیری بتن
برای جلوگیری از ترک خوردن بتن در این مورد از افزودنی های بتن مقاله داخلی مانند دوده‌سيليسي و همچنین طرح مناسب دانه‌بندي استفاده شود.
جلوگيري از کم شدن جمع شدگی خميری
برای کم شدن جمع شدگی خمیری و جلوگیری از ترک خوردن بتن، رعایت موارد زیر ضروری است
- مرطوب کردن سنگدانه ها
- نصب باد شکن و سايه بان به طور موقت
- کاهش دمای بتن تازه با سرد کردن سنگدانه ها و آب مخلوط
- محافظت از سطح بتن با پوشش های موقت، مانند ورق پلی اتيلن پس از جاگذاری بتن و عمليات پرداخت
تراکم مجدد بتن
همچنین رعایت و دقت در موارد زیر می تواند مانع از ترک خوردن بتن بشود.
- کم کردن زمان بتن‌ریزی تا حد ممکن ، استفاده از سایه‌بان و باد شکن ها برای ساختمان‌های مرتفع.
