%عکس - ترک خوردگی بتن و عوامل موثر بر آن

ترک خوردگی بتن و عوامل موثر بر آن

kianborna

بتن یکی از مقاوم ترین و بادوام ترین متریال در صنعت ساخت و ساز است که به دلیل طول عمر بالا و مقاومت در برابر عوامل مختلف از گذشته تا امروز در ساخت سازه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله مواد اصلی در تولید بتن می توان به سیمان اشاره کرد. گاهی اوقات در سطوح بتنی ترک هایی دیده می شود که وجود آن ها ناشی از رخداد فرآیند هیداتاسیون سیمان است. این فرآیند منجر به تولید حرارت می شود که این امر دمای بتن را بالا می برد. وقتی این افزایش حرارت در قطعه بتنی به صورت یکنواخت اتفاق بیفتد، بتن تا زمانی که به بالاترین دما برسد منبسط می شود، از این رو به دلیل حرارت یکنواخت، هیچ تنش حرارتی صورت نمی گیرد. اما وقتی سطح خارجی آن بتواند حرارت خود را به محیط انتقال دهد، این حرارت قدرت اینکه به سرعت به بیرون رود را نداشته، در نتیجه انبساط حرارتی آزاد شده در بتن در قسمت های مختلف نابرابر می گردد و تنش های کششی و فشاری رخ می دهد. اگر تنش کششی سطح بتن  نسبت به مقاومت کششی بتن بیشتر باشد، تغییر شکل در بتن اتفاق می افتد و ترک خوردگی در سطح بتن اتفاق می افتد.

بتن در انواع مختلف خود چه نرم و چه سخت ممکن است دچار ترک خوردگی شود. ترک هایی که در سطح بتن رخ می دهند هم می توانند ظاهری باشند و هم عمقی و نشانه ای از عدم دوام و استحکام سازه که هر کدام از ان ها به دلایل متعددی رخ می دهند. اهمیت ترک های بتن به نوع آن ها و نوع سازه مورد نظر بستگی دارد. قبل از اقدام به تعمیر و پر کردن ترک ها ابتدا باید علت ترک خوردگی مشخص شود، سپس با توجه به عت آن مراحل تعمیر انجام شود. ترک ها با یکدیگر متفاوت هستند، برای مثال ترک های مورد قبول برای سازه های ساختمانی برای دیوار سد غیر قابل قبول هستند. نه تنها ریشه یابی و بررسی میزان ترک فاکتورهای بسیار مهم در تعمیر ترک محسوب می شوند بلکه توجه به وضعیت فعلی ترک نیز حائز اهمیت است. وجود عواملی نظیر آب، رطوبت و مواد آلاینده در ترک باید بررسی شود و مناسب ترین روش برای تعمیر ترک ها انتخاب شود زیرا در صورت به کارگیری روشی نامطلوب، نتیجه کار موثر نخواهد بود. تنش ناشی از بارهای وارده و آب رفتگی در حین تغییر دما و یا خشک شدن نیز از دیگر عواملی هستند که بر ایجاد ترک خوردگی در بتن موثر می باشند. در واقع ریشه اصلی ترک خوردگی بتن این دو عامل می باشند که منجر به تخریب سازه بتنی خواهند شد.

عوامل موثر بر ترک خورگی سطوح بتنی

اشتباهات رایج در طراحی و اجرا

هنگامی که انتخاب مواد و متریال های مورد نیاز و روش های اجرایی برای ساخت بتن بر اساس استاندارهای لازم و مشخصات فنی اصولی انجام نشود، بتن دچار ترک خوردگی می گردد. علاوه بر آن اشتباهات و کم کاری هایی که در حین اجرای پروژه بتن ریزی صورت می گیرند می توانند منجر به ایجاد عیوبی مانند جداشدگی، حفره های آب انداخته، پدیده لانه زنبوری، ترک های ناشی از جمع شدگی بتن، فضاهای خالی و یا آلوده شدن بتن شوند. اشتباهات رایج در طراحی و اجرای سازه های بتنی مشکلات جدی در آن ها ایجاد می کنند و منجر به تخریب بتن خواهند شد. موارد زیر ناشی از به کارگیری روش های طراحی و اجرایی نامناسب در ساخت سازه های بتنی می باشند و باید از آن ها پرهیز شود.

  • عمل آوری نامناسب و ناکافی
  • آماده سازی نادرست بستر زیرکار
  • استفاده از روش های غیر اصولی در درزها و اتصالات
  • افزودن آب اضافی به بتن در حین تخلیه آن
  • به کار بردن بتن با اسلامپ بالا
  • ماله کشی و پرداخت نادرست
  • حذف نمودن درزهای جداکننده

نفوذ نمک ها

نمک هایی که از جریان آب های دارای املاح و یا تبخیر آن ها ته نشین می شوند و نمک هایی که توسط باد در خلل و فرج بتن قرار می گیرند می توانند به سازه بتنی آسیب وارد کنند. این نمک ها هنگامی که کریستالیزه می شوند به بتن فشار وارد می کنند و سرعت خوردگی آرماتورها را نیز تسریع می بخشند.

نمک های ذوب یخ

نمک هایی که برای ذوب نمودن یخ بتن استفاده می شوند منجر به تخریب سطح بتن می گردند.

انجماد و یخ زدگی

یخ زدگی برای بتن های خیس عاملی برای تخریب و ترک خوردگی آن ها محسوب می شود. وقتی آب یخ می زند حجم آن زیاد می شود و تنش های درونی در بتن ایجاد می کند که منجر به ترک خوردگی می گردند.

حرارت بالا

حرارت بالا از جمله عواملی است که منجر به ترک خوردگی در بتن می گردد. از جمله فاکتورهای تعیین کننده مقاومت بتن در حرارت های بالا می توان به رسانایی بتن، آب بندی و ظرفیت گرمایی آن اشاره نمود.

حمله کلریدها

کلرید آزاد در بتن به راحتی می تواند به لایه محافظ دور آرماتورها آسیب وارد کند و آن ها را دچار خوردگی و زنگ زدگی نماید.

فرآیند کربناسیون

اگر دی اکسید موجود در هوا به بتن نفوذ کند با آن واکنش داده و کربنات ایجاد می گردد. با ایجاد کربنات میزان PH بتن کاهش پیدا می کند و بتن دچار آسیب می گردد. کربناسیون از سطح بتن شروع شده و تا عمق آن پیش می رود و آرماتور را دچار زنگ زدگی و خوردگی می نماید.

حمله سولفات ها

نمک های سولفاتی محلول مانند سولفات‌های سدیم و منیزیم می توانند در تخریب سازه های بتنی نقش داشته باشند. این نمک ها به دو روش منجر به تخریب بتن می شوند:

  • در روش اول آلومینات سیمان تحت حمله یون سولفات قرار می گیرد و ضمن ترکیب این دو، نمک های محلول در آب ایجاد می شود. این نمک ها از قابلیت منبسط شدن برخوردارند و با افزایش حجم می توانند در بتن ترک خوردگی ایجاد کنند.
  • در روش دوم هیدروکسید کلسیم به نمک‌های محلول در آب تبدیل می شوند. این نمک ها که شامل گچ و میرابلیت هستند بتن را تجزیه می کنند. در واقع سطح بتن به علت وجود یک ماده حلال آسیب می بیند.