انواع ترک بتن (Types of concrete cracks)
در این مقاله از وب سایت فروش مصالح ساختمانی در ارومیه به معرفی انواع ترک بتن (Types of concrete cracks) خواهیم پرداخت. امروزه بتن به عنوان یکی از محبوب ترین مصالح ساختمانی در قسمت‌های مختلف صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. بتن مانند هر ماده دیگری دارای معایب و مزایا می‌باشد. ویژگی‌های مناسب فیزیکی و مکانیکی آن در یک طرف و هزینه کم به منظور تولید و سهولت در استفاده و اجرا از طرف دیگر، این ماده را نزد صاحبان صنایع به عنوان جزیی اساسی هنگام ساخت و ساز تبدیل کرده است.
نگهداری از بتن یکی از مراحل بسیار مهم در مرحله بهره برداری می‌باشد. یکی از قسمت‌های مهم در امر مراقبت از بتن توجه به ترک‌های بوجود آمده در بتن پس از ساخت و سعی در پیدایش منشا آن می‌باشد. بروز ترک‌ها در بتن امر عادی و معمولی تلقی می‌شود. اما آنچه که اهمیت دارد جلوگیری از پخش آن در سرتاسر سازه و کاهش عمق آن می‌باشد. در غیر اینصورت سازه به طور جدی در معرض حمله مواد خورنده و شیمیایی قرار گرفته و آرماتور‌های موجود به زودی زنگ زده و کارایی خود را از دست می‌دهند. برای مثال، عدم توجه به ترک بتن موجود در پایه‌های سکو‌های دریایی ساخته شده در خلیج‌ها و دریا‌ها منجر به واژگونی کل سازه در بلند مدت می‌شوند، چرا که مواد خورنده موجود در آب دریا‌ها می توانند به راحتی به درون مقطع بتن نفوذ کرده و موجب خوردگی آرماتور‌های موجود شوند.
انواع ترک در بتن
بتن در طول عمر خود شاهد تعداد نامحدودی از درز‌ها و ترک‌ها خواهد بود. طی سالیان متمادی، پژوهشگران عرصه تکتولوژی بتن انواع مختلفی از درز‌ها و ترک‌ها را معرفی نموده و راهکارهای ترمیم ترک را نیز برای جلوگیری از گسترش آن‌ها ارائه نموده اند. رایج ترین علت ایجاد انواع ترک‌ها به صورت زیر طبقه بندی می‌شوند:
- نشست پلاستیک (Plastic Settlement)
- جمع شدگی (انقباض) پلاستیک (Plastic Shrinkage)
- انقباض حرارتی اولیه (Early Thermal Contraction)
- انقباض طولانی مدت ناشی خشک شدن (Long-term Drying Shrinkage)
- ترک‌های موزاییکی (Crazing)
- خوردگی آرماتور (Corrosion of Reinforcement)
- واکنش قلیایی سنگدانه (Alkali-aggregate Reaction)
- ترک انبساطی (Expansion crack)
- ترک ناشی از بلند شدن بتن (Heaving crack)
- ترک ناشی از نشست سازه (Settling crack)
ترک بتن ناشی از نشست پلاستیک
ترک‌های نشست پلاستیک زمانی که بتن هنوز در ناحیه پلاستیکی است، در طول گیرش اولیه بتن ایجاد می‌شود. در این زمان، آب بتن به سمت سطح بالا‌آمده و آن را می‌پوشاند در حالی که سنگدانه و سیمان تحت نیروی گرانش ته‌نشین می‌شوند. این امر لایه ضعیف‌تری از بتن را در نزدیکی سطح تشکیل می‌دهد. این نوع ترک ها قبل از گیرش بتن روی سطح ایجاد می‌شوند.
محل تشکیل ترک‌های ناشی از نشست پلاستیک اغلب در برش‌های عمیق، مانند بالای تیرها و ستون‌ها، می‌باشد که می توان به ترمیم و مقاوم سازی سقف تیرچه بلوک ترک خورده با استفاده از راه حل های ارائه شده پرداخت. پنل‌های وافل – قسمت‌هایی که تغییر عمق رخ می‌دهد – نیز مستعد ترک های نشست پلاستیکی هستند.
ترک بتن ناشی از جمع شدگی (انقباض) پلاستیک
ترک‌های ناشی از جمع شدگی پلاستیک به دلیل خشک شدن سریع بتن و میزان رطوبت کم در زمانی که بتن در ناحیه پلاستیکی است (نگرفته) ایجاد می‌شود. ترک پلاستیک بتن در اعضای سازه‌ای که نسبت سطح به حجم بیشتر دارند مانند دال‌‌ها و در روسازی‌ها ایجاد می‌شود. عواملی مانند دمای هوا و بتن، سرعت باد، عمل گرم شدن و خشک شدن و رطوبت نسبی نقش مهمی در میزان تبخیر رطوبت حاصل از گیرش بتن دارند. زمانی که سرعت تبخیر از سطح از سرعتی که رطوبت به آن می‌رسد بیشتر شود ترک خوردگی رخ می‌دهد.
در صورتیکه بتن سریع خشک شود دچار انقباض و ترک خوردگی می‌شود و ممکن است به علت ریز بودن تا چندین روز مشاهده نشوند (مشابه ترک خاک رسی در هنگام خشک شدن).
این ترک‌ها ممکن است به صورت تصادفی ایجاد شوند یا در یک الگوی تقریباً موازی ظاهر شوند. ترک ها اغلب مستقیم هستند و طول آن‌ها از ۲۵-۲ میلی متر است، اما معمولاً به طول ۶۰۰-۳۰۰ میلی متر طول و عرض ۳-۱ میلی متر می‌باشند.
ترک بتن ناشی از انقباض حرارتی اولیه
در مقاطع بتنی بزرگ و در سنین پایین بتن به علت تولید گرمای اضافی در دیوارهای ضخیم بتنی و گرادیان‌های دمایی اضافی در دال‌های بتنی، ترک خوردگی ناشی از انقباض حرارتی رخ می‌دهد.
این نوع ترک حرارتی در دیوارهای کنسولی رایج هستند که اغلب در مخازن، سدها، مخازن بتنی، دیوارهای حائل، پایه پل‌ها و زیرزمین‌ها مشاهده می شوند. همچنین در سایر بتن ریزی‌های وسیع با عرض بیش از ۲ متر مانند روسازی‌ها، رایج هستند.
تغییرات حجمی ناشی از تغییرات دما و رطوبت در طول فرآیند گیرش یکی از دلایل اصلی ترک خوردن بتن در سنین پایین است.
زمانی که دمای بخش‌های مختلف یک دال بتنی از حد معینی بیشتر شود ترک اتفاق می‌افتد. این تغییرات دما به این دلیل وجود دارد که دمای داخلی دال به آرامی افزایش و کاهش می‌یابد (واکنش گرمازا بتن) در حالی که دمای محیط به سرعت سرد می‌شود. اختلاف دمای بیش از حد در یک سازه بتنی یا محیط اطراف آن باعث می شود که قسمت سردتر بیشتر از قسمت گرم‌تر منقبض شود که منجر به تنش بیشتر و ایجاد ترک های حرارتی اولیه می‌شود.
همچنین تغییر در شرایط دمای محیط از دمای متوسط روز به دمای پایین در شب می‌تواند باعث خنک شدن سریع سطح شود و انقباض رخ داده باعث ایجاد ترک حرارتی می‌شود.
اگر بتن آزاد باشد و بدون محدودیت منقبض شود، ترک حرارتی رخ نخواهد داد. با این حال، همیشه محدودیت های داخلی و خارجی وجود دارد. یکی از نمونه‌های مهار خارجی، جایی است که بتن بر روی سطحی که قبلاً سخت‌شده یا در مجاورت عناصر مشابه، بدون درز انبساط ریخته می‌شود. مهار داخلی، فضای داخلی گرم بتن است که با سرد شدن منقبض می‌گردد. بسته به اختلاف دما و ظرفیت کرنش بتن، اختلاف کرنش‌های حرارتی باعث ایجاد ترک‌های انقباضی حرارتی اولیه در بتن می‌شود.
ترک‌های موزاییکی
ترک‌های موزاییکی یا ترک پوست سوسماری در واقع ترک های تصادفی ریز روی سطح بتن است. در اثر جمع شدگی لایه سطحی و خشک شدن سطح ایجاد می‌شود. به ویژه زمانی که سطح در معرض رطوبت کم، دمای بالا قرار گرفته‌باشد.
شکاف‌ها معمولاً مانند الگوهای شش ضلعی نامنظم هستند که عرض آن‌ها ۱۰۰-۵۰ میلی متر می‌باشد. عمق آن‌ها به ندرت بیش از ۳ میلی متر است و بیشتر روی سطوح شناور یا فولادی قابل مشاهده است.
متداول‌ترین مناطقی که در معرض فرسودگی قرار دارند بر روی بتن با نمای خوب و یا جایی که از مخلوط‌های غنی استفاده شده‌است. همچنین بر روی دال‌های بتنی شناور به دلیل ماله کشی بیش از حد و یا عمل آوری ضعیف مشاهده می‌شود.
جدا از تاثیر بر ظاهر سازه، ترک‌های موزاییکی معمولاً بر یکپارچگی ساختاری بتن تأثیر نمی‌گذارند. اما می‌تواند منجر به تخریب بتن شوند که نیازمند ترمیم بتن است.
ترک های ناشی از خوردگی آرماتور
یکی از رایج‌ترین مکان‌هایی که بتن دچار خوردگی می‌شود، در ستون‌ها و تیرها می‌باشد. پوشش بتنی مناسب وجود ندارد یا بتن بی کیفیت استفاده می‌شود. خوردگی آرماتور نیز معمولاً در بتن‌های پیش‌ساخته قدیمی یافت می‌شوند. در آن کلرید کلسیم اضافی به مخلوط بتن اضافه شده است تا به سریع سخت شدن بتن کمک نماید. هنگامی که بتن با مقاومت کششی که میلگرد‌های تقویت کننده ایجاد می‌کند تقویت می‌شود، ماده کامپوزیت نه تنها در برابر فشار، بلکه در برابر خمش و سایر اعمال کششی مقاومت می‌کند.
میزانPH بالا بتن یک لایه غیرفعال بر روی میلگرد‌های تقویت کننده تشکیل می‌دهد که به عنوان یک سپر محافظ عمل می‌کند و از خوردگی جلوگیری یا به حداقل می‌رساند. کاهش pH بتن توسط کربناته شدن یا ورود کلریدها (نمک) باعث تخریب لایه غیرفعال فولاد می‌شود.
زمانیکه ضخامت لایه‌خوردگی بیشتر می‌شود باعث افزایش تنش کششی می‌شود. فشار افزایش می‌یابد که منجر به ترک‌خوردن بتن در اطراف آرماتور‌ها می‌شود. با گذشت زمان ترک‌ها گسترده تر می شود و بتن شروع به جدا شدن از میلگرد‌ها می‌کند و میلگرد‌های فولادی تقویت کننده خورده شده در معرض دید قرار می‌گیرند.
سازه‌های بتن مسلح با گذشت زمان و قرار‌گرفتن در معرض محیط به ویژه محیط‌های سولفاتی تخریب‌می‌شوند. از شایع ترین عوامل خوردگی می‌توان به کربناته شدن و یا با ورود کلریدها (نمک ها) اشاره کرد. مراحل انجام ترمیم ترک برای رفع خوردگی و روش انتخابی بر اساس نوع پروژه نیز از اهمیت بالایی برخوردار است