ترک، یکی از متداولترین انواع عیب و نقصهای موجود در سازهها و عضوهای بتنی است. ترکخوردگی، از مشکلات اجتنابناپذیر در بتن محسوب میشود. این مشکل، به دلایل مختلف رخ میدهد. جمعشدگی ناشی از خشک شدن بتن، اجرای نامناسب عملیات بتنریزی، طراحی غیر اصولی، شرایط محیطی و غیره، از جمله دلایل ترکخوردگی بتن هستند. البته، روشهای مختلفی برای ترمیم ترک و احیای بتن از نظر ظاهری و سازهای وجود دارند. در این مقاله، ضمن معرفی انواع ترک در بتن و عضوهای بتنی، روشهای پیشگیری و ترمیم این عیب و نقص مهم در مرحله پیش از گیرش و پس از گیرش را مورد بررسی قرار میدهیم.
عیب و نقص های بتن چه هستند ؟
بتن، از پرکاربردترین و مناسبترین مصالح مورد استفاده در پروژههای ساختمانی و دیگر پروژههای مرتبط با مهندسی عمران، سازه و ژئوتکنیک است. با وجود مقاومت خوب انواع بتن، امکان رخ دادن مشکلات ظاهری یا ساختاری در این ماده وجود دارد. این مشکلات، با عنوان عیب و نقصهای بتن شناخته میشوند.

عیب و نقصهای بتن بر روی عملکرد مورد انتظار از آن تاثیر منفی میگذارند و حتی میتوانند باعث تخریب سازهها شوند. از اینرو، مطالعه انواع عیب و نقصهای بتن و اقدامات مناسب برای از بین بردن اثرات مخرب آنها توسط روشهای ترمیم، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
چه چیزی باعث به وجود آمدن عیب و نقص های بتن می شود ؟
عوامل متعددی بر روی ظاهر و ساختار بتن تاثیرگذار هستند. به طور کلی، منشا عیب و نقصهای در بتن را میتوانیم به گروههای زیر تقسیم کنیم:
- ضعف سازهای به دلیل خطا در طراحی، انتخاب معیار بارگذاری نامناسب، اضافه بار پیشبینی نشده
- ضعف سازهای ناشی از اجرای نامناسب عملیات ساخت و ساز
- آسیب ظاهری و ساختاری به دلیل آتشسوزی، سیل، زلزله، طوفان و غیره
- آسیب ظاهری و ساختاری ناشی از حمله شیمیایی
- آسیب ظاهری و ساختاری به دلیل قرارگیری در محیطهای دریایی
- آسیب ظاهری و ساختاری ناشی از فرسایش مواد دانهای
- جابجایی بتن به دلیل مشخصات فیزیکی
انواع عیب و نقص های بتن چه هستند ؟
ترک، تاول، تورق، پودر شدن، شوره زنی، کرموشدگی، پوسته پوسته شدن، پکیدن و تابیدگی از انواع عیب و نقصهای بتن هستند. ترک، به عنوان یکی از متداولترین و حساسترین عیب و نقصهای بتن شناخته میشود. در ادامه، به تعریف بتن و معرفی انواع آن در بتن میپردازیم.
ترک در بتن چیست ؟
«ترک» (Crack)، جدا شدن بخشهای مختلف بتن به دو یا چند قسمت بر اثر شکستگی یا شکاف است. ترکها، بر روی ظاهر بتن تاثیر میگذارند. در شرایط بحرانیتر، این ناپیوستگیها، رفتار سازه در برابر بارهای وارده را نیز تحت تاثیر قرار میدهند. ترکها، امکان تشخیص گسترش آسیب به بتن را فراهم میکنند. البته در برخی از موارد، این ناپیوستگیها بیانگر وجود مشکلات جدیتر هستند.

ترکخوردگی بتن، به عوامل مختلفی نظیر پارامترهای طراحی و یا اجرایی بستگی دارد. جمعشدگی پلاستیک، نشست، جمعشدگی ناشی از خشک شدن، تنشهای حرارتی، واکنش شیمیایی، خوردگی میلگردها بر اثر هوازدگی، اجرای ضعیف فعالیتهای اجرایی، اضافهبارهای عملیات ساخت و ساز، خطای طراحی/دیتیلینگ و اعمال بارهای بیش از حد، از جمله دلایل رخ دادن انواع ترک در بتن هستند.
انواع ترک در بتن چه هستند ؟
معیارهای مختلفی برای تقسیمبندی انواع ترک در بتن وجود دارد. از انواع ترک
انواع ترک در بتن از نظر تاثیر بر روی عملکرد سازه
به طور کلی، انواع ترک ها در بتن ها به دو دسته سازهای و غیرهسازهای تقسیم میشوند. انواع ترک در بتن بر اساس معیارهای مختلف عبارت هستند از:
- انواع ترک در بتن بر اساس تاثیر بر روی رفتار سازه
- ترک غیر سازهای، ترک سازهای
- انواع ترک در بتن بر اساس گسترش
- ترک غیر فعال بتن، ترک فعال بتن
- انواع ترک در بتن بر اساس منشا ایجاد
- ترک جمعشدگی ناشی از خشک شدن، ترک ناشی از تنشهای حرارتی، ترک ناشی از واکنشهای شیمیایی، ترک ناشی از نشست، ترک ناشی از بارگذاری بیش از اندازه و غیره
- انواع ترک در بتن بر اساس شکل و جهتگیری
- ترک مستقیم، ترک دندانهدار، ترک پلهای، ترک تصادفی، ترک افقی، ترک عمودی، ترک مورب
- انواع ترک در بتن بر اساس عضو
- ترک خمشی، ترک برشی، ترک پیچشی
- انواع ترک در بتن بر اساس میزان بازشدگی
- ترک با بازشدگی کم، ترک با بازشدگی متوسط، ترک با بازشدگی زیاد
در بخشهای بعدی، هر یک از انواع ترک در بتن را مورد بررسی قرار خواهیم داد. پیش از آن، به معرفی عوامل موثر بر ایجاد ترکها میپردازیم.
عوامل موثر بر ایجاد انواع ترک در بتن چه هستند ؟
دلایل بسیار زیادی برای رخ دادن انواع ترک در بتن وجود دارد. به طور کلی، ترکهای بتن به دو گروه ترکهای قبل از گیرش و بعد از گیرش تقسیم میشوند. جدول زیر، علت ترکخوردگی بتن در این دو بازه را نمایش میدهد.
| علت ترکخوردگی قبل از سفت شدن بتن | حرکت سازه | حرکت بستر |
| حرکت قالب | ||
| جمعشدگی ناشی از نشست درون بتن | میلگردها یا دیگر موانع | |
| سنگدانه | ||
| جمعشدگی ناشی از گیرش | جمعشدگی پلاستیک | |
| جمعشدگی ناشی از خشک شدن (آرام یا سریع) | ||
| علت ترکخوردگی بعد از سفت شدن | فیزیکی | جمعشدگی ناشی از خشک شدن |
| جابجایی ناشی رطوبت | ||
| شیمیایی | ترکیب سیمان و کربناتاسیون | |
| واکنش سنگدانهها | ||
| اشیا خارجی و گرد و خاک | ||
| حرارتی | تنشهای دمایی داخلی | |
| خواص حرارتی سنگدانهها | ||
| تغییرات بیرونی دما | ||
| یخزدگی و سرما | ||
| تمرکز تنش | میگردها | |
| سیستم سازهای | ||
| خزش | ||
| طراحی سازه | – | |
| حادثه | – |
تصویر زیر، نمایش شماتیک انواع مختلف ترکهای ذاتی یا طبیعی در یک سازه بتنی است. در تمام این موارد، تغییر رطوبت ناشی از عوامل محیطی، به عنوان عامل اصلی ترکخوردگی در نظر گرفته میشوند.

مشخصات ترکهای نمایش داده شده در تصویر بالا در جدول زیر آورده شدهاند.
| نوع ترک | علامت در تصویر | زیرگروه | محل رخ دادن | دلیل اصلی | دلیل فرعی | روش ترمیم | زمان رخ دادن |
| نشست پلاستیک | A | میلگردگذاری بیش از حد | مقاطع عمیق | آب انداختن بیش از حد | خشک شدن زودهنگام و سریع | کاهش آب انداختن با تزریق هوا یا ویبره | ۱۰ دقیقه تا سه ساعت |
| B | قوس | بالای ستونها | |||||
| C | تغییر عمق | سقف وافل | |||||
| جمعشدگی پلاستیک | D | قطری | جادهها و دالها | خشک شدن زودهنگام و سریع | نرخ پایین آب انداختن | بهبود کیورینگ در مراحل اولیه | ۳۰ دقیقه تا شش ساعت |
| E | تصادفی | دالهای بتن آرمه | |||||
| F | میلگردگذاری بیش از حد | دالهای بتن آرمه | مانند بالا و نزدیک بودن میلگرد به سطح | ||||
| انقباض حرارتی زودهنگام | G | محدودیت خارجی | دیوارهای ضخیم | تولید حرارت اضافی | سرد شدن سریع | کاهش و یا عایق شدن حرارت | یک روز تا دو یا سه هفته |
| H | محدودیت داخلی | دالهای ضخیم | شیب دمایی تند | ||||
| جمعشدگی ناشی از خشک شدن طولانی مدت | I | – | دالها و دیوارهای نازک | درزهای ناکافی | جمعشدگی بیش از حد و عمل آمدن ناکافی | کاهش محتوای آب و بهبود عملآوری | چند هفته تا چند ماه |
| کریزینگ | J | مقابل قالب | بتن تزئینی | قالب نفوذناپذیر | ترکیب غنی و عملآوری نامناسب | بهبود عملآوری و پرداخت | یک تا هفت روز یا بیشتر |
| K | بتن پرداخت شده | دالها | مالهکشی بیش از حد | ||||
| خوردگی میلگردها | L | طبیعی | ستونها و تیرها | کمبود پوشش | بتن بیکیفیت | از بین بردن دلایل مذکور | بیش از دو سال |
| M | کلسیم کلرید | بتن پیشساخته | کلسیم کلرید اضافی | ||||
| تاثیر واکنش قلیایی – سیلیسی | N | – | نواحی مرطوب و نمناک | سنگدانههای واکنشپذیر و سیمان دارای مواد قلیایی زیاد | از بین بردن دلایل مذکور | بیش از پنج سال | |
به طور خلاصه، عوامل موثر بر ایجاد ترک در بتن عبارت هستند از:
- کیفیت پایین مخلوط بتن (محتوای آب یا سیمان زیاد)
- طراحی نامناسب سازه
- توسعه تنشهای حرارتی ناشی از دمای بالای هیدراتاسیون
- ایجاد تنشهای کششی ناشی از انقباض و انبساط حراتی محدود بر اثر تغییرات دمایی و تغییرات ابعادی
- انبساط و انقباض ابعادی ناشی از خشک و تر شدن مداوم
- خطا، غفلت و عدم اجرای صحیح سازه
- خوردگی فولاد توسط یونهای کلرید یا کربناتاسیون بتن
- تبخیر سریع رطوبت بتن بر اثر شرایط آب و هوایی (خشکی، گرما و باد) در زمان بتنریزی
- حرکت سازه به دلیل جابجایی فونداسیون بر اثر نشست یا تورم خاک
- واکنش شیمیایی بتن به صورت داخلی (واکنش سنگدانه با مواد قلیایی) و خارجی (واکنش سطح با سولفات)
- استفاده نامناسب از سازه یا تغییر کاربری آن
- افزایش سن و هوازدگی بتن
- نشت پلاستیک و بارگذاری سنگین
ترک سازه ای بتن چیست ؟
«ترک سازه ای» (Structural Crack)، ترکهایی هستند که بر اثر طراحی نادرست، اجرای نامناسب یا اعمال بارهای اضافی به وجود میآیند. وجود این ترکها، ایمنی سازه را به خطر میاندازد. ترکهای سازهای با سه مکانیزم خمشی، برشی و ریزترک رخ میدهند.

بتن، مادهای با مقاومت کششی پایین است. میلگردگذاری در بتن (ساخت بتن مسلح)، مقاومت کششی عضوهای بتنی را بهبود میبخشد؛ اما از رخ دادن ترک در آنها جلوگیری نمیکند. به عبارت دیگر، در صورت وجود بارهای کششی اضافی، ترک خوردن بتن اجتنابناپذیر خواهد بود. با افزایش بازشدگی ترکها و نفوذ رطوبت به داخل آنها، احتمال خوردگی میلگردهای فولادی و از بین رفتن مقاومت کششی عضوها افزایش مییابد.
ترک خوردگی خمشی در بتن چیست ؟
در عضوهای خمشی نظیر تیرها، ظرفیت پایین کرنش کششی بتن و کرنش اجرایی نسبتا بالا در میلگرد فولادی، رخ دادن ترک خمشی در نواحی کششی را اجتنابناپذیر میکند. عرض بازشدگی و فاصلهداری اینگونه ترکها به عواملی نظیر ارتفاع محور خنثی عضو و پوشش میلگردها بستگی دارد. کیفیت پیوند بین بتن و فولاد، بر روی این مشخصات، تاثیر نمیگذارد. ترکهای خمشی، معمولا در تعداد زیاد و بازشدگی کم رخ میدهند.
ترک خوردگی برشی در بتن چیست ؟
در بتنمسلح، ترکهای برشی با عنوان ترکهای مورب شناخته میشوند. این ترکها، بر اثر اعمال تنش اصلی مورب ناشی از ترکیب بارهای برشی و خمشی به وجود میآیند. انواع ترک در بتن، بر اثر برش خالص اتفاق نمیافتند.
ترک خوردگی داخلی و ریز چیست ؟
ریزترکهای داخل بتن، به دو دلیل کاملا متفاوت رخ میدهند. در انتهای بلوک تیرهای پیشتنیده و نواحی دارای تنش سهبعدی پیچیده، تنش کششی اصلی باعث ایجاد ریزترکهای موضعی میشود. این ترکها، به مرور زمان به شکل ترکهای بزرگ و قابل مشاهده درمیآیند. در حالت دوم، تنش فشاری و اتساع جانبی، از پارامترهای موثر بر شکست فشاری بتن هستند. به مرور زمان، ریزترکها گسترش مییابند و به یکدیگر متصل میشوند. با ادغام ریزترکها و افزایش ابعاد آنها، سازه در معرض خطر و تخریب قرار میگیرد.
ترک غیر سازه ای بتن چیست ؟
«ترک غیر سازهای» (Non-Structural Crack)، بر اثر شرایط آب و هوایی، تغییرات دمایی و رطوبت، بر روی سطح بتن ظاهر میشود. این نوع ترک، یکپارچگی و ایمنی سازه را به خطر نمیاندازد. با این حال، نباید وجود ترکهای غیر سازهای را نادیده گرفت. این نوع ترکها، ظاهر سازه را تحت تاثیر قرار میدهند.

نفوذ رطوبت از درون ترکهای غیر فعال به اعماق بتن میتواند پرداخت داخلی آن را از بین ببرد (تحمیل هزینههای اضافی) یا باعث خوردگی میلگردها شود (به خطر افتادن سازه در بلندمدت). به طور کلی انواع ترک غیر سازهای در بتن به دو گروه ترکهای پیش از گیرش بتن و ترکهای پس از گیرش بتن تقسیم میشوند. در ادامه، ضمن معرفی این موارد و انواع آنها، روشهای پیشگیری و ترمیم آنها را نیز توضیح میدهیم.
انواع ترک پیش از گیرش بتن چه هستند ؟
پیش از گیرش کامل بتن و سفت شدن آن (در فاصله بین ۱۰ دقیقه تا شش ساعت پس از بتنریزی)، امکان ترکخوردگی وجود دارد. انواع ترک پیش از گیرش بتن عبارت هستند از:
- ترک جمع شدگی پلاستیک
- ترک نشست پلاستیک
- ترک ناشی از جابجایی قالب بتن
ترکهای بالا، بر اثر شرایط اجرایی نامناسب به وجود میآیند. با اتخاذ تصمیمات اجرایی مناسب میتوان از رخ دادن آنها جلوگیری کرد. در ادامه، به معرفی ترکهای پیش از گیرش بتن میپردازیم.
ترک ناشی از جمع شدگی پلاستیک در بتن چیست ؟
عامل اصلی رخ دادن ترکهای پلاستیک ناشی از جمعشدگی، خشک شدن سریع سطح بتن است. پس از اجرای عملیات بتنریزی و تراکم، ذرات جامد تهنشین شده و یک لایه آب بر روی سطح بتن تشکیل میشود. به این پدیده، آب انداختن میگویند. در شرایط خشک شدن سریع، آب خروجی پیش از سفت شدن بتن تبخیر میشود. به این ترتیب، سطح بتن خشک باقی میماند و آب درون بتن را به سمت خود میکشد. با تبخیر مجدد آب سطحی، تحت تاثیر انقباض ناشی از خشک شدن و ترکخوردگی قرار میگیرد.

دلایل رخ دادن ترک ناشی از جمع شدگی پلاستیک در بتن
بادهای شدید، دمای بالا و رطوبت پایین، از عمده دلایل ترکخوردگی ناشی از جمعشدگی در بتن هستند. این ترکها معمولا با یکی از سه الگوی زیر رخ میدهند:
- ترکهای مورب با طول ۳۰۰ میلیمتر تا ۱ متر (اغلب در دالهای میلگردگذاری شده یا با میلگردگذاری کم)
- ترکهای بسیار پراکنده (دالهای دارای میلگردهای سازهای)
- ترکهای نزدیک به عوامل محدودکننده (میلگردهای نزدیک سطح یا تغییر عمق)
روش های پیشگیری ترک ناشی از جمع شدگی پلاستیک در بتن
در این بخش، روش های پیشگیری ترک ناشی از جمع شدگی پلاستیک در بتن را معرفی میکنیم. این روشها به تنهایی جوابگوی ترمیم کامل بتن نبوده و اجرای تمام آنها به طور همزمان امکانپذیر نیست. روشهای پیشگیری ترک پلاستیک عبارت هستند از:
- نصب بادشکن برای کاهش سرعت باد بر روی سطح بتن
- مرطوب کردن بستر یا قالب، قبل از بتنریزی برای جلوگیری از کاهش آب درون بتن
- محافظت از سطح بتن تازه با اسپری کردن آب بر روی آن
- اسپری کردن الکل آلیفاتیک برای محافظت بهتر از سطح بتن در یک بازه مشخص
- پوشاندن سطح بتن تازه با یک پوشش نفوذناپذیر و اطمینان از عدم حرکت پوشش در هنگام وزش باد
- بستن ترکها با مالهکشی به موقع با ابزار چوبی و پرداخت اولیه مناسب با ابزار فولادی
ترک ناشی از نشت پلاستیک در بتن چیست ؟
بعد از بتنریزی و تراکم، اگر نشست بتن بر روی میلگردها، داکتها یا دندانههای قالب ادامه داشته باشد، ترک ناشی از نشست پلاستیک رخ میدهد. در صورت نشست غیر یکنواخت بتن به دلیل وجود موانعی نظیر میلگردها، یک ناحیه توخالی در زیر میلگردها به وجود میآید. این ناحیه توخالی، منجر به ترکخوردگی پلاستیک بتن میشود. ترک ناشی از نشست پلاستیک، برخلاف ترک ناشی از جمعشدگی پلاستیک، به دلیل خشک شدن سریع اتفاق نمیافتد. محل این نوع ترکخوردگی، معمولا زیر لایهای از سطح بتن و در مقاطع ضخیم است.

دلایل رخ دادن ترک ناشی از نشست پلاستیک در بتن
ترک نشست پلاستیک، در شرایط آب انداختن/نشست شدید و وجود مانع در رخ میدهد. الگوهای تشکیل این نوع ترک معمولا به صورت زیر هستند:
- ترکخوردگی دقیقا بالای پیچهای قالب یا میلگردهای نزدیک به سطح بتن
- ترکخوردگی در ستونها و دیوارهای باریک با محدودیت نشست (توسط گوه ساده، قوس بتن یا سرستون قارچی)
از روشهای موجود برای پیشگیری ترک نشست پلاستیک بتن میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- کاهش آب انداختن و نشست
- بتنریزی لایهای، تراکم هر لایه پیش از ریختن لایه بعدی، تراکم لایههای بالایی به همراه لایههای پایینی
- کاهش موانع نشست
- بتنریزی تیرچههای دال تیرچهای تا پر شدن کامل بخش پایینی و ریختن باقی بتن پس از نشست بتن مرحله قبل
- بهکارگیری روشهای تراکم مجدد
- بررسی مداوم شرایط بتن و تراکم مجدد آن در صورت مشاهده شواهده ایجاد نشست پلاستیک
برخی دیگر از روشهای جلوگیری ترک نشست عبارت هستند از:
- استفاده از بتن با اسلامپ پایین
- استفاده از بتن با ترکیب چسبنده
- استفاده از افزودنی حبابساز برای بهبود چسبندگی و کاهش آب انداختن
- افزایش پوشش بالایی میلگردها (فاصله از سطح بتن)
ترک ناشی از جابجایی قالب بتن چیست ؟
پس از شروع فرآیند گیرش بتن و پیش از رسیدن آن به مقاومت کافی برای تحمل وزن خود، هرگونه حرکت عمدی یا سهوی قالب میتواند باعث ایجاد ترک شود. ترکهای ناشی از جابجایی قالب، هیچ الگوی خاصی ندارند.

به منظور جلوگیری از ترکهای ناشی از جابجایی قالب، قالب بتن باید شرایط زیر را داشته باشد:
- دارای مقاومت و صلبیت کافی برای نگهداری از وزن بتن، بدون تغییر شکلهای اضافی
- باقی ماندن در جای خود تا رسیدن بتن به مقاومت مناسب
انواع ترک پس از گیرش بتن چه هستند ؟
پس از گیرش بتن نیز احتمال رخ دادن ترک در آن وجود دارد. در این مرحله، انواع ترک در بتن، به خاطر تغییر حجم و واکنشهای شیمیایی به وجود میآیند. تغییر حجم بتن، یک پدیده غیر قابل اجتناب است. جذب/دفع رطوبت (جمعشدگی ناشی از جمع شدن) یا تغییرات دما (انقباض و انبساط حرارتی)، به عنوان عوامل اصلی این پدیده در نظر گرفته میشوند. در صورت عدم اتخاذ اقدامات پیشگیرانه، تغییر حجم اضافی، ترکخوردگی بتن را به همراه خواهد داشت.
واکنشهای شیمیایی درون بتن از جمله خوردگی میلگردها، حمله سولفاتی و واکنش سنگدانه با مواد قلیایی، میتوانند باعث گسترش ترکها شوند. انتخاب مصالح باکیفیت، بتنریزی مناسب، تراکم کافی و عملآوری خوب، از جمله اقدامات مناسب برای جلوگیری از اثرات مخرب واکنشهای شیمیایی هستند. البته در صورت وجود شرایط محیطی بسیار بد، مقابله ترکهای ناشی از واکنشهای شیمیایی، بسیار دشوار میشود.
کریزینگ چیست ؟
ترکچه یا «کریزینگ» (Crazing)، ترکهای بسیار ریزی هستند که بر روی سطح بتن به وجود میآیند. کرزینگ، عمق بسیار کمی دارد و مشخصات سازهای بتن را تحت تاثیر قرار نمیدهد. به علاوه، این نوع ترک، باعث تخریب بتن نمیشود.

دلایل رخ دادن کریزینگ در بتن
کریزینگ، بر روی سطح لایههای مالهکشی شده دالهای بتنی رخ میدهد. انبساط و انقباض سطح بتن در حین چرخههای مرطوب و خشک شدن، کربناته شدن و جمعشدگی بر اثر قرارگیری طولانی مدت در معرض هوا، از دلایل اصلی ایجاد کریزینگ هستند. وجود مخلوط پرسیمان در نزدیکی سطح بتن و پرداخت بیش از حد میتوانند این نوع ترکخوردگی را افزایش دهند.
روش های پیشگیری از کریزینگ در بتن
از روشهای پیشگیری کریزینگ بر روی سطح بتن پرداخت شده میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- عدم استفاده از مخلوط بتن دارای آب زیاد
- عدم استفاده از افزودنیهای خشککننده
- عدم پرداخت اضافی بتن
- عدم پرداخت سطح بتن در حین آب انداختن
- عدم استفاده از ماله فولادی تا زمان از بین رفتن درخشندگی آب
- شروع عملآوری پیوسته به صورت فوری
- عدم قرار دادن سطح بتن در معرض چرخههای خشک و مرطوب شدن
ترک جمع شدگی ناشی از خشک شدن بتن چیست ؟
حجم بتن سخت نیز مانند بتن تازه، به محتوای آب درون آن بستگی دارد. کاهش آب درون بتن سخت، باعث کاهش حجم آن میشود. این کاهش حجم به دلیل هیدراتاسیون سیمان یا تبخیر رخ میدهد. اگر امکان جابجایی آزادانه بتن وجود نداشته باشد، جمعشدگی ناشی از کاهش محتوای آب، تاثیری بر روی ترکخوردگی نمیگذارد. در طرف مقابل، اگر حرکت بتن مانع و محدودیت داشته باشد، این جمعشدگی باعث ایجاد تنشهای کششی و ترکخوردگی خواهد شد.

عوامل موثر بر ترک جمع شدگی ناشی از خشک شدن در بتن
عوامل موثر بر حمعشدگی بتن در محتوای آب ثابت عبارت هستند از:
- محتوا، ابعاد و مشخصات فیزیکی سنگدانهها
- رطوبت نسبی
- افزودیها (مخصوصا کلسیم کلرید)
- شرایط عملآوری
تاثیر آب و سیمان بر روی جمعشدگی ناشی از خشک شدن، تقریبا برابر است.
روش های پیشگیری از ترک جمع شدگی ناشی از خشک شدن در بتن
به منظور کاهش جمعشدگی کلی بتن، رعایت اقدامات زیر ضروری است:
- به حداقل رساندن محتوای آب (مطابق با الزامات بتنریزی و پرداخت)
- به حداقل رساندن میزان نرمه (مصالح بسیار ریز)
- به حداکثر رساندن سنگدانههای مصرفی
- استفاده از حداکثر دانهبندی ممکن سنگدانه
- به کارگیری بهترین روشهای عملآوری
توجه داشته باشید که کاهش جمعشدگی، امکان ترک خوردن بتن را از بین نمیبرد؛ چراکه ترکخوردگی ناشی از جمعشدگی، به عوامل دیگری نظیر موانع، طراحی، هندسه، روش اجرا و غیره بستگی دارد.
ترک ناشی از جابجایی حرارتی بتن چیست ؟
تغییر دمای بتن به دلیل تغییر شرایط محیطی یا هیدراتاسیون، باعث جابجایی حرارتی میشود. اگر ابعاد المان بتنی به اندازه کافی بزرگ بوده و توسط المانهای مجاور نظیر قالب، محصور شده باشد، نرخ افزایش دمای اطراف آن از نرخ کاهش دمای محیط پیشی میگیرد. به این ترتیب، دمای بتن افزایش مییابد.

با گذشت چند روز، نرخ افزایش دما از نرخ کاهش دما کمتر میشود. در این حالت، دمای بتن کاهش مییابد. کاهش دما، انقباض بتن را به همراه دارد. از نظر تئوری، نبود عامل محدودکننده، به معنای عدم ترکخوردگی بتن است. در عمل اما قطعا مقداری محدودیت در بتن وجود خواهد داشت. این محدودیتهای به دو نوع زیر تقسیم میشوند:
- محدودیت خارجی
- در صورت بتنریزی درون بستر بتنی سخت یا بتنریزی در مجاورت یا میان المانهای مشابه بدون درزهای جابجایی، بتن به میزان قابل توجهی در معرض محدودیت قرار میگیرد. بتنریزی در لایههای عمودی، این محدودیت را تا حدودی کاهش میدهد.
- محدودیت داخلی
- سطح بتن، سریعتر از داخل آن سرد میشود و بیشتر به تغییرات دمایی روزانه عکسالعمل نشان میدهد. این ویژگی در مقاطع بتنی ضخیم، اختلاف کرنش و شروع توسعه ترک در سطح را به همراه دارد. محدودیتهای داخلی اجتنابناپذیر اما قابل کنترل هستند.
در عمل، محدودیتهای بالا توسط عواملی نظیر هندسه المان بتنی، روش قالببندی و زمان باز کردن قالب تعیین میشوند. یکی از عوامل مهم در تشخیص منشا ترکخوردگی از میان انقباض حرارتی و جمعشدگی ناشی از خشک شدن طولانی مدت، زمان تشکیل ترک است. در صورت رخ دادن ترک در هفته اول بتنریزی، احتمال جمعشدگی ناشی از خشک شدن طولانی مدت کاهش مییابد؛ مگر اینکه ضخامت دال کم و شرایط خشک شدن سریع فراهم باشد. در طرف مقابل، در صورت رخ دادن ترک پس از چندین هفته، احتمال ترکخوردگی ناشی از انقباض حرارتی کاهش مییابد.
از عوامل موثر بر افزایش دما در مقاطع بتنی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- دمای اولیه مصالح
- دمای محیط
- ابعاد المان
- عملآوری
- زمان باز کردن قالب
- نوع قالب
- افزودنیها
- محتوا و نوع سیمان
روش های پیشگیری از ترک ناشی از جابجایی حرارتی در بتن
به حداقل رساندن و پیشگیری از ترکهای انقباض حرارتی زودهنگام، کار سادهای نیست. این کار، فقط با برنامهریزی و هماهنگی مهندسان (طراحان) و پیمانکاران (مجریان طرح) انجام میشود. طراح و مجری، باید پارامترهای زیر را در نظر داشته باشند:
- طراحی و الزامات
- محدودکننده (ابعاد بتنریزی، فاصلهداری درزهای جابجایی)
- توزیع میلگردهای فولادی (طراحی بر اساس تمام پارامترها، مخصوصا محدودیت)
- توسعه حرارت (ضخامت مقطع، نوع و محتوای بتن)
- اجرا
- محدودکننده (توالی و زمان بتنریزی، درزهای جابجایی اضافی)
- توسعه حرارت (انتخاب مصالح بتن و نوع قالب)
- خنک شدن (باز کردن قالب، عملآوری و عایق)
ترک ناشی از خوردگی میلگرد در بتن چیست ؟
میلگرد فولادی قرار گرفته در بتن، خورده نمیشود؛ چراکه محیط قلیایی مخلوط بتن، یک لایه محافظ را بر روی سطح میلگرد تشکیل میدهد. با این وجود، در صورت کم بودن پوشش بتن روی میلگرد یا نفوذپذیری بتن، احتمال کربناتاسیون بتن و از بین رفتن لایه محافظ میلگرد افزایش مییابد. حضور یونهای کلرید نیز باعث از بین رفتن لایههای اطراف میلگرد میشوند. منشا حضور این یونها در بتن، نمک سدیم کلرید (نمک معمولی) موجود در نواحی دریایی، نمک مورد استفاده برای آب کردن یخ روی سازههای بتنی یا استفاده از افزودنی کلسیم کلرید است.

با از بین رفتن لایه محافظ، میلگرد در معرض خوردگی و زنگ زدن قرار میگیرد. این فرآیندها، حجم مواد اطراف فولاد را افزایش میدهند و باعث ترک خوردن یا پوسته پوسته شدن بتن میشوند. ترکخوردگی و پوسته پوسته شدن بتن، در گوشههای تیرها و ستونهای بتنی (بر روی میلگردهای اصلی) قابل مشاهده هستند. البته، این مشکلات باعث نمایش الگوی اتصالهای بین آرماتور و خاموتها بر روی سطح بتن نیز میشوند.
ترک ناشی از واکنش قلیایی – سیلیسی در بتن چیست ؟
واکنش قلیایی – سیلیسی، یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر روی ترکخوردگی و انبساط سازههای بتن است. بخشهای تحت تاثیر این واکنش، دارای مقدار زیادی مواد قلیایی بوده و در معرض آب زیرزمینی، باران یا میعان قرار داشتهاند.

به منظور کاهش خطر ترکخوردگی ناشی از واکنش قلیایی-سیلیسی، باید موارد زیر را در سازههای جدید رعایت کرد:
- استفاده از سنگدانه با سابقه عملکرد رضایتبخش در طولانی مدت
- آزمایش واکنشپذیری سنگدانه در برابر سیلیس
- آزمایش مخلوط سیمان و سنگدانه در برابر سیلیس
- در نظر گرفتن محدودیت مواد قلیایی در بتن یا سیمان
- استفاده از سیمان مخلوط شده
انواع ترک در بتن بر اساس گسترش
یکی از معیارهای تقسیمبندی انواع ترک در بتن، گسترش آنها پس از تشکیلشان است. از این نظر، ترکها به دو گروه فعال و غیر فعال تقسیم میشوند.
ترک غیر فعال در بتن چیست ؟
«ترک غیر فعال» (Dormant Crack)، ترکی است ابعاد آن در گذر زمان تغییری نمیکند. این نوع ترکها معمولا دارای ابعاد کوچک و شکل نامنظم هستند. هوازدگی و اجرای نامناسب، از دلایل اصلی رخ دادن ترکهای غیر فعال محسوب میشوند. ترکهای ریز سطحی، تاثیری بر روی یکپارچگی و رفتار سازه بتنی در برابر بارها ندارند. با این وجود، نفوذ آب به درون این ترکها میتواند باعث تسریع تخریب بتن، کاهش عمر سازه و افزایش هزینههای تعمیر و نگهداری شود. از اینرو، بازرسی و اتخاذ اقدامات مناسب برای جلوگیری از نفوذ رطوبت به درون ترکهای غیر فعال، امری ضروری است.

اثرات حرارتی، جمعشدگی خود به خودی و جمعشدگی ناشی از خشک شدن، عواملی هستند که میتوانند باعث ایجاد ترکهای غیر فعال شوند. از روشهای رایج برای ترمیم ترکهای غیر فعال در بتن میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- آببندی
- شیار و آببندی
- آب بندی انعطاف پذیر
- تزریق اپوکسی
آب بندی ترک غیر فعال در بتن چگونه است ؟
در صورتی که نیازی به ترمیم سازهای بتن نباشد، روش آببندی، به تنهایی برای ترمیم ترکهای غیر فعال کافی خواهد بود. تمام ترکهای مجزا در سطح بتن باید آببندی شوند. برای این کار، به شیاری با عرض تقریبی ۲۵ میلیمتر و عمق حداکثر ۱۰ میلیمتر در راستای گسترش مرکزی ترک نیاز است. دو لبه این شیار را باید توسط مغار (قلم درز یا اسکنه) تراشید و سپس عمق شیار را به ۲۰ میلیمتر افزایش داد.

عرض کف شیار باید به مقدار کمی بیشتر از فاصله بین لبههای سطح آن باشد. پس از تمیزکاری، خیساندن شیار توسط آب (به مدت ۱۰ ساعت) و خشک شدن آن، پوشش اولیه با ترکیبی مشابه لاتکس به شیار اعمال میشود. در مرحله بعدی، نوبت به پر کردن شیار میرسید. ماده پرکننده شیار، دوغاب پلیمری اصلاح شده با مقاومت بالا است. ماده درون شایر کوبیده و سطح آن پرداخت میشود. با اعمال ترکیب عملآورنده و پوشاندن سطح بتن با کنف مرطوب و پوشش پلیاتیلن به مدت ۷ روز، فرآیند ترمیم ترکهای غیر فعال بتن به پایان میرسد.
شیار و آب بندی ترک غیر فعال در بتن چگونه است ؟
در ترکهای سطحی، باید یک شیار V شکل با عمق بین ۶ تا ۲۵ میلیمتر و با بازشدگی سطحی حدود ۶ میلیمتر ایجاد میشود. این کار توسط اره، ابزارهای دستی یا پنوماتیک انجام میگیرد. شیار توسط سندبلاست یا واتربلاست تمیز و خشک میشود. اپوکسی، اورتان، سیلیکون، پلیسولفید، مواد آسفالتی و دوغابهای پلیمری، از آببندهای رایج برای ترمیم ترکهای غیر فعال به روش شیار و آببندی هستند. جانمایی یک جداکننده منعطف در کف شیار، از تمرکز تنش در این ناحیه و گسترش ترک جلوگیری میکند.

آب بندی انعطاف پذیر در ترک غیر فعال بتن
در برخی از مواقع، جداکننده منعطف به عنوان یک روش مستقل برای ترمیم ترکهای غیر فعال بتن مورد استفاده قرار میگیرد. برای این روش، ناحیهای به اندازه تقریبی ۲۵ تا ۷۵ میلیمتر در هر طرف ترک سندبلاست یا تمیز شده و توسط مادهای مخصوص (مانند اورتان) به ضخامت ۱ تا ۲ میلیمتر بر روی یک نوار منعطف پوشش داده میشود. جداکننده، بر روی ترک یا ترک آببندی شده قرار میگیرد. استفاده از جداکننده به همراه آبندی، برای ترکهای تحت جابجاییهای زیاد مناسب است. به این ترتیب، از نفوذ آب به درون آببند جلوگیری میشود.












