مقاله تحلیلی: ترک انقباضی در سازه‌ های بتنی

قیدها و محدودیت‌های داخلی و خارجی در یک المان سازه‌ای بتنی ممکن است مانع انقباض بتن و نهایتاً باعث ترک‌های انقباضی در سازه شوند. کاهش حجمی ناشی از حذف رطوبت که خود به دلیل تبخیر رخ می‌دهد، در سازه‌های بتنی باعث ترک‌های ناشی از انقباض می‌شود. این تغییر شکل در طول زمان رخ می‌دهد و موجب کاهش حجم بدون هیچ‌گونه نیروی خارجی می‌شود. اگر خمیر سیمان خالص باشد یعنی فقط از سیمان و آب تشکیل شده باشد،‌ ممکن است انقباض تا یک درصد رخ دهد. اضافه کردن سنگ‌دانه به خمیر سیمان باعث مقاومت در برابر تغییر شکل و کاهش چشم‌گیر انقباض تا %۰.۰۶ می‌شود. کم آب شدن سیمان یا خشک شدن آن یکی از دلایلی است که موجب انقباض بتن می‌شود. اگر یک عضو بتنی دارای هیچ‌گونه محدودیت و قیدی برای انقباض نباشد،‌ جای نگرانی ندارد چون ممکن نیست دچار ترک‌خوردگی شود. در مقابل هرگونه اعمال محدودیت برای انقباض منجر به تنش کششی در عضو بتنی و نهایتاً ترک‌خوردگی در آن می‌شود. تنش کششی در مقاطعی باضخامت بیشتر به دلیل انقباض تفاضلی بین سطح و داخل بتن رخ می‌دهد.

 عوامل مؤثر بر انقباض

انقباض به‌طور عمده در سطح بتن رخ می‌دهد بااین‌حال منجر به ترک‌خوردگی در ضخامت و عمق عضو بتنی می‌شود. بررسی‌ها نشان می‌دهند که کرنش ناشی از انقباض خشک‌شدگی بعد از ۵ سال در پل‌های ساخته‌شده از بتن مسلح حدود^۶-۱۰*۳۰ است. این در حالی است که کرنش کششی در بتن سخت شده از ^۶-۱۰*۸۰ تا ^۶-۱۰*۱۵۰ متفاوت است. ازاین‌رو انقباض ناشی از خشک‌شدگی در طولانی‌مدت تنها دلیل گسترش ترک‌هایی که بدون هیچ‌گونه نیروی خارجی رخ می‌دهند، نیست. بااین‌حال واضح است که انقباض طولانی‌مدت نقش مهمی در ترک‌خوردگی دارد. انقباض در تیرها و شاه‌تیرها ممکن است باعث خیز در تیرها شود. این خیز در دهانه کوتاه قابل‌چشم‌پوشی است اما ممکن است در سازه‌هایی با دهانه‌های بلند مثل پل‌ها قابل‌توجه باشد.

عوامل زیر در انقباض بتن نقش دارند:

• دمای عمل‌آوری و دمای محیط
• رطوبت نسبی
• نسبت حجم به سطح رویی

بعضی‌اوقات و بنابر ضرورت اضافه کردن سنگ‌دانه در بتن باعث کاهش انقباض می‌شود. هر چه مقدار چنین سنگ‌دانه‌هایی در بتن بیشتر باشد، میزان انقباض کمتر خواهد شد.

اقدامات مؤثر در جلوگیری از ترک‌های انقباضی

انتخاب دقیق بتن و هندسه سازه به جلوگیری از ترک‌های انقباضی کمک می‌کنند. اقدامات زیر از ترک‌های ناشی از انقباض در بتن جلوگیری می‌کنند.

• به حداقل رساندن مقدار آب و سیمان
• استفاده از بتن جبران‌کننده انقباض
• استفاده حداکثری از سنگ‌دانه و استفاده حداقلی از سیمان
• حذف قیدهای خارجی
• آرماتور گذاری بافاصله مناسب ۱۵۰ میلی‌متر در دال‌ها و دیوارها

 روش‌های تعمیر ترک‌های انقباضی

اگر این ترک‌ها به‌تازگی در سازه رخ داده‌اند،‌برای تعمیر آن‌ها می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد. این روش‌ها مانع تخریب بیشتر سازه یا آرماتورها تحت شرایط محیطی می‌شوند.

• تزریق اپوکسی
• وصله کردن درصورتی‌که ترک‌خوردگی به‌صورت یک خط مستقیم باشد.
• پر کردن ترک به روش ثقلی
• استفاده از بتن اشباع‌شده با پلیمر

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.