ترک در بتن | بهترین راه‌های جلوگیری و ترمیم این مشکل جدی
ترک در بتن پس از بتن‌ریزی؛ یکی از مشکلات جدی در ساخت‌وساز
بتن به عنوان یک ماده بسیار سخت و بادوام، برای ساخت‌وساز گزینه‌ای ایده‌آل است. اما یکی از مشکلات بتن، ترک‌پذیر بودن آن است. این ترک‌ها می‌توانند بخش‌های مختلفی از سازه را شامل شوند. ترک در بتن سقف، فونداسیون یا کف از رایج‌ترین ترک‌های بتنی هستند که دست‌اندرکاران عملیات عمرانی با آنها روبرو می‌شوند. بررسی و ارزیابی دلایل ترک در بتن، نوع ترک و اثرات آن بر پایداری سازه نکته بسیار مهمی است. در این مطلب قصد داریم به بررسی ترک در بتن بپردازیم.
علت ترک‌خوردگی بتن بعد از بتن‌ریزی و راهکارها
یکی از علل ترک‌خوردگی بتن، کیفیت بتن است که به مواد سازنده آن بستگی دارد. بنابراین، استفاده از مصالح ساختمانی با بهترین کیفیت می‌تواند که خطر ترک را تا حد زیادی کاهش دهد. در ادامه به علل ترک‌خوردگی بتن در هر یک از بخش‌های یک سازه می‌پردازیم.
پدیده جمع‌شدگی
یکی از دلایل ترک‌خوردگی بتن بعد از بتن‌ریزی، جمع‌شدگی است. سیمان‌های پرتلند زمان هیدراسیون و عملآوری دچار جمع‌شدگی می‌شوند. جمع‌شدگی اشکال مختلفی دارد؛ از جمله جمع‌شدگی حرارتی، جمع‌شدگی پلاستیک، جمع‌شدگی بر اثر خشک شدن و جمع‌شدگی اتوژنیک. علت هر یک از این جمع‌شدگی‌ها عبارت است از:
- جمع‌شدگی بر اثر خشک‌شدن: این نوع جمع‌شدگی به دلیل اثرات منفی و ترک‌های بسیاری که به جای می‌گذارد، یکی از علت‌های ترک‌خوردگی بتن است. این نوع جمع‌شدگی در هنگام تبخیر آب و عملآوری بتن و سفت‌شدن آن رخ می‌دهد
- جمع‌شدگی پلاستیک: از دیگر علت ترک‌خوردگی بتن، زمانی است که سطح بتن تازه در معرض شرایط محیطی قرار می‌گیرد و سرعت تبخیر بالا می‌رود. به عنوان مثال، وزش باد، دمای بالا و رطوبت کم می‌توانند عوامل اثرگذار باشند. این جمع‌شدگی باعث می‌شود بتن وقتی که هنوز نرم، دچار ترک شود. گفتنی است جمع‌شدگی پلاستیک می‌تواند نسبت به جمع‌شدگی بر اثر خشک‌شدن، ترک‌های عمیق‌تری ایجاد کند. در بعضی موارد، این نوع از آسیب‌دیدگی را می‌توان پیش از پایان عملآوری بتن و با بستن ترک‌ها ترمیم کرد.
- جمع‌شدگی حرارتی: این نوع جمع‌شدگی در اثر آزاد شدن گرمای زیاد در هنگام سخت‌شدن بتن و در ادامه به‌سرعت سردشدن آن ایجاد می‌شود. بتن بر اثر تغییر دما به ویژه تغییر دمای سریع، تغییر اندازه می‌دهد. حال اگر این نکته در طراحی لحاظ نشده باشد، منجر به ترک خواهد شد.
فونداسیون نامناسب
فونداسیون نامناسب یکی دیگر از دلایل رایج ترک در بتن است. مقاومت کششی بتن معمولا 200 تا 400 psi است. نشست زمین و جابه‌جایی هر چند کوچک فونداسیون می‌تواند باعث تغییر شرایط بتن و افزایش تنش کششی در آن شود. نتیجه حاصل، ترک‌خوردگی بتن خواهد بود.
خوردگی آرماتورها
پدیده خوردگی آرماتورها نیز می‌تواند یکی از دلایل ترک‌خوردگی بتن پس از بتن‌ریزی باشد. در یک مدت‌زمان معین، طبیعی است که به علت واکنش جوی، خوردگی در آرماتور ایجاد شود. دلایل دیگری نیز همچون کربناته شدن، کلرید بالا، رطوبت، عدم اندازه‌گیری مناسب در طول ذخیره‌سازی می‌توانند باعث خوردگی آرماتور و در نتیجه ترک در بتن بشوند.
انواع ترک‌خوردگی بتن
شایع‌ترین نوع ترک‌خوردگی بتن به‌ویژه در مراحل اولیه، انقباض است. بتن ترکیبی از سیمان و آب است و با سخت شدن بتن، مقداری از آب آن از طریق تبخیر خارج می‌شود. این مساله باعث کاهش اندازه دال بتنی می‌شود. از آنجایی که بتن ماده‌ای بسیار سخت است، این از دست دادن مواد باعث ایجاد تنش می‌شود و این تنش می‌تواند منجر به ایجاد ترک‌خوردگی بتن شود.
از نکات مهم برای جلوگیری از ترک‌های انقباضی در بتن، می‌توان به پایین آوردن میزان آب در مخلوط بتن و همچنین کاهش برش درزهای کنترلی در دال اشاره کرد. بدین ترتیب بتن در صورت ترک خوردن، در امتداد خطوط از پیش تعیین‌شده ترک می‌خورد. این مساله تاثیر قابل‌توجهی بر یکپارچگی بتن نمی‌گذارد. در ادامه مطلب به توضیح سایر انواع ترک‌خوردگی بتن می‌پردازیم.
ترک انبساطی در بتن
دما و رطوبت عوامل اصلی ترک‌خوردگی بتن به شمار می‌روند. در هوای گرم، پیوندهای داخل بتن ضعیف می‌شود و بتن منبسط شود. این پدیده تنش به همراه دارد و اگر بتن فضایی برای انبساط نداشته باشد، ترک می‌خورد. می‌توان با اضافه کردن یک درز انبساط ساخته‌شده از یک ماده تراکم‌پذیر (مانند الیاف سلولز آغشته به قیر)، از بروز این پدیده جلوگیری کرد. در مرحله عملآوری بتن تازه، محیط مورد نظر باید از هر گونه تغییر دما و شوک حرارتی در امان باشد.
ترک خمیری در بتن
با کاهش آب خمیر سیمان، انقباض حجمی در بتن ایجاد می‌شود. این انقباض، انقباض خمیری یا پلاستیکی نام دارد. ترک‌های جمع‌شدگی خمیر معمولا به صورت موازی در فاصله 0.3 تا 1 متر از یکدیگر ایجاد می‌شوند. این نوع ترک‌ها عمق قابل‌توجهی دارند. ترک خمیری معمولا تا لبه‌های آزاد بتن امتداد نمی‌یابد؛ زیرا احتمال انقباض آزاد وجود دارد.
زمان پیدایش ترک خمیری، 30 دقیقه تا 6 ساعت پس از عملیات بتن‌ریزی است. براي جلوگيري از اين ترك‌خوردگي، به منظور چسبندگي بهتر مخلوط و نيز طرح مناسب دانه‌بندي، اختلاط و تراكم مجدد بتن، بعد از جايگذاري آن و قبل از گيرش نهايي بتن، از دوده‌سيليسي استفاده می‌شود.
ترک مویی در بتن
ترک‌های مویی روی پی‌های بتن ایجاد می‌شوند. این نوع ترک در تیر بتنی معمولا به دلیل تنش‌های ایجادشده بر اثر نیروهای وارده و تنش‌های ایجادشده ناشی از آب‌رفتگی بتن هنگام خشک شدن به وجود می‌آید. علت دیگر، می‌تواند تغییرات دما باشد. همچنین در برخی مواقع ممکن است به خاطر بتن‌ریزی در هوای گرم، ترک مویی در بتن ظاهر شود. این نوع ترک قابل ترمیم است و مشکلی برای ثبات فونداسیون ایجاد نمی‌کند. ترک مویی می‌تواند باعث ایجاد مشکلات نشتی بشود. در فونداسیون‌های بتنی، ترک مویی بیشتر در مرکز دیوارها دیده می‌شود. در واقع گوشه‌های دیوار پایداری بیشتری دارند و این نوع ترک کمتر در آن نقاط دیده می‌شود.
ترک ته‌نشینی در بتن
معمولا اگر بتن روی زمینی ریخته شود که آماده نشده باشد یا خاک زیرین قوام مناسبی نداشته باشد، ترک ته‌نشین ایجاد می‌شود. برای مثال، می‌توان خاکی را درنظر بگیرید که در آن یک درخت مجاور به تازگی قطع شده و ریشه‌های آن در حال تجزیه هستند. معمولا قسمت بالای این ترک نسبت به پایین آن گسترده‌تر است؛ زیرا فونداسیون روی یک نقطه خم می‌شود و نشست به‌صورت تدریجی انجام می‌شود.
ترک در بتن؛ مشکل جدی که می‌توان آن را حل کرد
همان‌طور که گفته شد، عوامل زیادی می‌توانند در ترک‌خوردن بتن نقش داشته باشند. ترک معلول نوعی آسیب‌دیدگی دیگر است، اما می‌تواند باعث گسترش یافتن آن آسیب‌دیدگی و به‌وجود آمدن مشکلات دیگر در بتن نیز شود. خوشبختانه با راهکارهایی که در این مطلب بررسی شد، می‌توان تا حد زیادی از ترک خوردن بتن جلوگیری و یا آن را ترمیم کرد.