ترک های ناشی از وجود قید در برابر تغییر مکان های حرارتی بتن

واکنش سیمان با آب (هیدراسیون) یک واکنش شیمیایی است که در آن گرما تولید می شود. اگر یک عضو بتنی به اندازه کافی بزرگ باشد و توسط اجزایی شامل قالب ، مقید شده باشد نرخ رشد گرما در 24ساعت اول احتمالا از نرخ کاهش گرما تجاوز می کند و دمای بتن بالا می رود. با گذشت چند روز ، نرخ رشد گرما به پایین تر از نرخ کاهش دمای هوا سقوط کرده و بتن خنک می شود ؛ در نتیجه باعث ایجاد اندرکنشی میان اجزای مواد و مصالح مجاور این خنک شدن می گردد. به طور فرضی اگر هیچ قیدی برای این اندرکنشها وجود نداشته باشد ترکی ایجاد نخواهد شد. البته در عمل اینها محدود به قیودی هستند و این مسئله می تواند به صورت 2 ترکیب زیر بررسی شود :

  • قیود خارجی
  • قیود داخلی

_ قیود خارجی :

اگر بتن در یک شالوده ای که نیمی از آن قبلا بتن ریزی و سخت شده باشد ریخته شود یا اگر بتن نزدیک یا بین 2 عضو و بدون در نظر گرفتن یک درز اجرایی ریخته شود (برای امکان ایجاد حرکت) این یک قید خارجی خواهد بود.

_ قیود داخلی :

سطح یک المان بتنی ، مرزی است که سریع تر از مرکز آن خنک می شود. همچنین اختلاف درجه حرارت روزانه آن بیشتر از مرکز بتن خواهد بود. بنابراین کرنش های حرارتی متفاوتی در عرض مقطع ایجاد خواهد شد و نهایتا جایی که این تفاوت ها زیاد باشد از قبیل مقاطع ضخیم ، ترک ها ممکن است حداقل روی سطح گسترش پیدا کنند. از این قیود داخلی نمی توان جلوگیری نمود ولی خطر ترک خوردگی را می توان کاهش داد.

در عمل ، اثرات عمده ی این دو قید بسته به چندین عامل متفاوت خواهند داشت. مهمترین آنها هندسه ی عضو ، طبیعت قالب و زمان گیرش است. برداشتن سریع قالب می تواند باعث سریع تر خنک شدن سطح و در نتیجه بروز ترک های حرارتی گردد. خنک شدن و کاهش درجه ی حرارت در هسته ی بتن در اغلب مقاطع ، محدود به 7 تا 14 روز می باشد.

واضح است که ترک های ناشی از جنبش های حرارتی در این فاصله زمانی رخ خواهند داد. بنابراین یکی از مهمترین عوامل در تشخیص این ترک های حرارتی از ترک های طولانی مدت انقباض اینست که اولین ترک چه زمانی تشکیل شده است. ترکی که در اولین دو هفته از زمان بتن ریزی شکل گرفته است بر خلاف یک ترک ناشی از خشک شدن و انقباض ، جز اینکه عضو مورد نظر یک دال بتنی نازک است و در معرض شرایط جوی خشک شدن خارجی قرار دارد نیست. برعکس ، ترک هایی که در یک بازه ی زمانی چندین هفته ای یا چندین ماه شکل می گیرند نمی توانند ترک های ناشی از حرکت های حرارتی باشند.

ترک حرارتی بتن

عوامل موثر در ترک های حرارتی اولیه :

  1. نوع مصالح :

بتن های ساخته شده با سنگ آهک و مصالح سنگی گرانیت نسبت به بتن های با مصالح متراکم تر از ضریب انبساط حرارتی پایین تری برخوردارند و ترک های کوچک تری را تشکیل خواهند داد.

  1. فاصله میلگردگذاری :

عرض ترک را می توان با کاهش فاصله میلگردها کاهش داد. برای یک درصد مشخص آرماتور ، عرض ترک را می توان با الف) استفاده از میلگرد با قطر کمتر ب) استفاده از میلگرد آجدار در مقایسه با ساده ج) کاهش پوشش بتن در حد مجاز ، کاهش داد.

  1. قیود خارجی :

این قیود را معمولا می توان با استفاده از درز های انبساط کنترل کرد. البته هنگامی که دو قسمت بتن ریزی شده را نمی توان از یکدیگر جدا نمود تاثیر این قیود را می توان با کاهش زمان وقفه بین دو قسمت بتن ریزی به حداقل رساند.

  1. قیود داخلی :

این قیود هنگامی که سطح خارجی قسمتی از بتن نسبت به هسته ی آن زودتر خنک شود وارد عمل می شوند. این موضوع در مقاطع ضخیم معمولا وجود دارد و می توان تاثیر آن را با به تاخیر انداختن زمان قالب برداری ، استفاده از عایق و پوشش مرطوب با استفاده از آب سرد و بتن خنک کاهش داد. روش رایج در محدود کردن این قبیل ترک ها در مقاطع بزرگ (با ابعاد بالای 2 متر) کاهش مقدار سیمان مصرفی ، عمل آوردن کافی بتن ، استفاده از درزهای انبساط در طول جهت حرکت و استفاده از آب سرد و بتن خنک می باشد. اگر حداکثر تفاوت درجه حرارت بین هسته و سطح بتن ، محدود به حدود 20 درجه باشد این ترک ها کمتر شکل می گیرند.

اختلاف درجه حرارت با محافظت کل مقطع بتنی از خنک شدن کاهش می یابد. در غیر اینصورت با محافظت از سطح بتن گرم بوسیله ی عایق بندی می توان آن را محدود نمود. عایق بندی در کنترل درجه حرارت هسته ، کمترین اثر را خواهد داشت اما به اندازه کافی درجه حرارت را بالا خواهد برد ؛ بنابراین اختلاف درجه حرارت را کاهش می دهد. معمولا لازم است که نمایش درجه حرارت توسط ترموکوپل انجام گیرد تا زمانی که تجربه کافی بدست آید و بدانیم چه موقع عایق بندی را می توان حذف نمود. روش های پیشرفته دیگری نیز وجود دارند که به دانش خواص مخلوط های بتن مربوط هستند و احتمالا فقط در کارهای مهندسی عمده و مهم مهندسی عمران مورد استفاده قرار می گیرند. دال های بتنی واقع در معرض دید (Expose) و وجوه جان های در معرض تغییرات شدید تفاوت درجه حرارت نظیر سطوح واقع در نما در مقابل تغییرات روزانه درجه حرارت سریعا واکنش نشان می دهند.

توصیه هایی برای کنترل ترک های حرارتی اولیه :

هیچ توصیه ساده ای برای کاهش این ترک ها وجود ندارد زیرا این ترک ها را فقط می توان با دقت کافی در هماهنگی طرح با طراح (مشاور) و پیمانکار کنترل نمود.

پارامترهای اساسی که می توانند به طور مشخص مورد بررسی قرار گیرند عبارتند از :

الف) طراحی و مشخصات صحیح

  • قید (فاصله درزهای انبساط و غیره)
  • توزیع فولاد (طراحی شده بر اساس تمام عوامل مخصوصا قیود)
  • توسعه گرما (ضخامت مقاطع ، نوع و میزان سیمان)
  • نوع مصالح

ب) قیود صحیح

  • قید (محدود کردن و رعایت فاصله زمانی بین بتن ریزی ها ، درزهای انبساط اضافی)
  • توسعه گرما (انتخاب مصالح ، بستن و نوع قالب)
  • خنک کردن (قالب های موثر ، عمل آوری ، عایق گذاری)

اندازه گیری های کمکی برای کاهش ترک های حرارتی اولیه :

ترک های حرارتی معمولا در مقاطع نسبتا نازک ایجاد و از کل مقطع بتنی عبور می کنند. این ترک ها را باید برای مدت حداقل یک سال جزو ترک های زنده (فعال) دانست و مطابق دستورالعمل مخصوص آنها تعمیر نمود. همچنین ترک های حرکتی مشابه در بتن حجیم به همین صورت است.

ترک های واقع در بتن ریزی های زیاد نیز معمولا از کل مقطع بتنی عبور کرده و تعمیر آنها ممکن است بیشتر مربوط به دوام و نگهداری توسط آب باشد.

ترک های پیچ خورده (تابیده) ناشی از اختلاف درجه حرارت دقیقا مطابق ترک های بلند مدت افت خشک شدن می باشند. اختلاف درجه حرارت در بتن ممکن است به دلیل هیدراسیون سیمان یا تغییر در شرایط محیطی یا هر دو باشد. تغییر درجه حرارت ، در شکل و حجم بتن تاثیر خواهد داشت. هنگام آزاد شدن قیدی که حاصل آن تغییراتی در حجم و شکل مقطع بوده است ، تنش های کششی ممکن است از مقادیر مجاز تجاوز کرده و بنابراین ترک حاصل گردد.

مطالب پیشنهادی :

جهت مطالعه مقاله لاتین در ارتباط با این موضوع روی لینک زیر کلیک نمایید :

(ترک حرارتی)

مطالعه مقالات مربوطه

تراک میکسر
دیوار پیش ساخته بتنی

تراک میکسر

تراک میکسر در عملیات نصب قطعات پیش ساخته بتنی نظیر دیوار بتنی ، فیسینگ بتنی ، قرنیز بتنی و بعضا نیوجرسی بتنی و غیره نیاز

ادامه مطلب »
عرض ترک در بتن
دیوار پیش ساخته بتنی

مشکلات فیزیکی بتن

مشکلات فیزیکی بتن مفاهیمی که در این مقاله به آن اشاره خواهیم کرد به عنوان مشکلات فیزیکی یا نشانه های تخریب فیزیکی بتن شناخته می

ادامه مطلب »
اشتراک گذاری در facebook
Facebook
اشتراک گذاری در twitter
Twitter
اشتراک گذاری در linkedin
LinkedIn

بسیار باعث دلگرمی ماست اگر نظرتان را در پایین همین صفحه بنویسید. سپاسگزاریم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *