مقاله تحلیلی: پس کشیدگی در شرایط آب و هوایی سرد

مقاله تحلیلی: پس کشیدگی در شرایط آب و هوایی سرد

 پس کشیدگی چیست؟

بتن به دلیل مقاومت فشاری خوبی که دارد می‌تواند وزن خود را در سازه تحمل کند؛ اما مقاومت کششی مطلوبی ندارد؛ بنابراین با اضافه شدن بارهای عادی روزانه مانند وسایل نقلیه در یک پارکینگ ماشین یا پل، سازه به دلیل عدم انعطاف‌پذیری تحت وزن اضافی قرار می‌گیرد و دچار مشکل خواهد شد. این موضوع باعث ترک‌خوردگی و ضعیف شدن سازه می‌شود. به همین دلیل است که از آرماتورهای فولادی در بتن استفاده می‌شود. بااین‌حال میلگرد تنها مقاومت کششی غیرفعال را تأمین می‌کند بدین معنی که هیچ بار یا نیرویی را تا قبل از اینکه بتن ترک بخورد، تحمل نمی‌کند. در این حالت پس کشیدگی نقش خود را به‌منظور تأمین افزایش مقاومت کششی فعال ایفا می‌کند.

پس کشیدگی (ACI 423) محبوبیت چشمگیری در 30 سال گذشته بخصوص در ساختمان‌های مدرن بلندمرتبه، کف‌های صنعتی و سازه‌های مسکونی کسب کرده است. امروزه این روش به‌طور گسترده‌ای برای دال‌هایی که مساحت بزرگی را پوشش می‌دهند مانند باشگاه‌های تنیس یا پارکینگ خودروها استفاده می‌شود. فشار نیرویی است که جسم را فشرده کرده و خورد می‌کند و کشش نیرویی است که ذرات جسم را از یکدیگر جدا می‌کند. هدف از پس کشیدگی ایجاد نیروی فشاری در بخشی از سازه بتنی است که بار باعث ایجاد تنش کششی شده است. پس کشیدگی این تنش کششی را کاهش می‌دهد.

زمانی که بتن مقاومت فشاری اولیه را کسب می‌کند و قبل از اعمال بارهای بهره‌برداری، کابل‌ها یا تاندون‌ها محکم و کشیده شده و سپس به سطوح خارجی بتن مهار می‌شوند، بنابراین در طول عمر سازه نیرو در داخل کابل حفظ می‌شود. کشش تاندون‌ها با استفاده از جک هیدرولیکی انجام می‌شود. درنتیجه دال بتنی سخت‌تری بیشتر و ظرفیت بیشتری در تحمل نیروهای کششی دارد.

بتن‌ریزی در هوای سرد

 در ACI 306 و دستورالعمل بتن‌ریزی در هوای سرد، "هوای سرد" به این صورت تعریف می‌شود: سه روز متوالی یا بیشتر دمای هوا پایین باشد و به‌طور خاص برای مدت بیشتر از 12 ساعت دمای محل بتن‌ریزی پایین‌تر از 40 فارنهایت (4 درجه سانتی‌گراد) و دمای هوا پایین‌تر از 50 فارنهایت (10 درجه سانتی‌گراد) باشد. زمانی که دمای محل بتن‌ریزی خیلی پایین می‌آید هیدراسیون بتن بسیار کند شده یا کاملاً متوقف می‌شود. برای اطمینان از افزایش مقاومت مناسب در این شرایط برخی از الزامات بتن‌ریزی عبارت‌اند از:

  • پس از بتن‌ریزی دمای بتن باید دمای بتن به مدت 48 ساعت بیشتر از 40 درجه فارنهایت (4 درجه سانتی‌گراد) نگه داشته شود.
  • تمامی سطوح بتنی باید در 24 ساعت اولیه پس از بتن‌ریزی محافظت شوند تا از آسیب حاصل از یخ‌زدگی جلوگیری شود.
  • دمای بتن تا زمانی که به مقاومت مخصوص (5/3 مگا پاسکال/500psi) برسد نباید در سطح انجماد قرار گیرد. در غیر این صورت مقاومت کل سازه کاهش خواهد یافت.

درصورتی‌که این اقدامات انجام نشود، پروژه سازه بتنی در معرض انواع ریسک‌ها قرار خواهد گرفت. این ریسک‌ها عبارت‌اند از ترک‌خوردگی، تغییرات سریع درجه حرارت و کاهش دوام‌پذیری.

کنترل دمای بتن و مقاومت پس کشیدگی در هوای سرد

در زمان استفاده از پس کشیدگی در یک پروژه دما و مقاومت المان‌های بتنی درجا باید با دقت کنترل شود. این موضوع به‌طور خاص در هوای سرد اهمیت دارد زیرا بتن در دماهای پایین‌تر مقاومت را با سرعت کمتری کسب می‌کند. اطمینان از کسب مقاومت موردنیاز باعث می‌شود که کشش بدون هیچ نگرانی انجام شود. درصورتی‌که کشش خیلی زود انجام شود، بتن در معرض ترک‌خوردگی قرارگرفته و در شرایط بارگذاری زیاد به‌احتمال‌زیاد کاملاً متلاشی می‌شود.

رایج‌ترین روش برای کنترل مقاومت بتن درجا استفاده از استوانه‌های عمل‌آوری شده در محل مطابق با ASTM C31 است. بااین‌حال در زمان بتن‌ریزی در هوای سرد به‌طور خاص ACI 306 استفاده از این روش را پیشنهاد نمی‌کند زیرا استوانه‌های عمل‌آوری شده در محل می‌تواند پیچیدگی‌های خاص خود را داشته و باعث ایجاد تأخیر در ساخت شود. دلیل اصلی این است که هوای سرد نگهداری از استوانه‌ها را در شرایط مشابه با المان‌های سازه‌ای دشوار می‌سازد؛ بنابراین پیشنهاد می‌شود که سایر روش‌های آزمایش درجا مانند روش بلوغ بتن برای کنترل مقاومت بتن استفاده شود.

بلوغ بتن چیست؟

روش بلوغ یا ASTM C1074 با عنوان استاندارد عملی برای تخمین مقاومت بتن از طریق روش بلوغ، یک روش آزمایش غیر مخرب است. این روش امکان تخمین مقاومت فشاری بتن درجا در سنین پایین و در محل را فراهم می‌کند. این آزمایش بر این اصل استوار است که مقاومت بتن با تاریخچه دمای هیدراسیون آن ارتباط مستقیم دارد؛ به‌عبارت‌دیگر بلوغ عددی است که نشان‌دهنده روند عمل‌آوری بتن است. برای پیاده‌سازی این مفهوم در پروژه یک کالیبراسیون از مخلوط بتنی موردنیاز است. هدف از این کالیبراسیون تعیین ارتباط بین بلوغ و مقاومت برای یک مخلوط بتنی مشخص است.

با اپلیکیشن رایگان SmartRock می‌توان دمای بتن و نتایج مقاومت آن را تنها با یک کلیک ساده بر روی یک دکمه به دست آورد. این روش امکان حذف آزمایش استوانه عمل‌آوری شده در محل و استفاده از سنسورهای بدون سیم را برای کنترل دما و مقاومت بتن فراهم می‌کند. سنسورهای بدون سیم مانند SmartRock قبل از بتن‌ریزی داخل قالب بتن قرارگرفته و با میلگرد محکم می‌شوند. اطلاعات دما به‌وسیله این سنسور جمع‌آوری‌شده و در یک اپلیکیشن آپلود می‌شود.

سنسور جدید SmarRock نیز به‌منظور تحلیل راحت‌تر اختلاف درجه حرارت، دارای دو کنترل دما است که به‌طور خاص در بتن‌ریزی در هوای سرد مفید است. ایجاد دو سنسور دما به این دلیل است که بتن درجا حرارتی را تولید می‌کند که در هسته بتن محبوس می‌شود. هم‌زمان سطح بتن به دلیل هوای سرد سریعاً سرد می‌شود که این موضوع باعث ایجاد اختلاف دما در بتن می‌شود. این نیروهای مخالف باعث ایجاد کشش در دال می‌شود که می‌تواند ترک‌خوردگی در بتن را به وجود آورد. توانایی کنترل این دو دما در زمان مناسب امکان ایجاد اصلاحات سریع به‌منظور نگهداری بتن در درجه حرارت ایمن را فراهم می‌کند.

سپس این اطلاعات جمع‌آوری‌شده توسط SmartRock به‌منظور محاسبه مقاومت فشاری المان بتنی درجا بر اساس معادله بلوغ که در این اپلیکیشن تنظیم‌شده است، استفاده می‌شود. این اطلاعات بسیار دقیق و قابل‌اعتماد است زیرا سنسورها در معرض شرایط عمل‌آوری مشابه با دال بتنی درجا قرار می‌گیرند.

پیمانکاران باوجوداین نتایج در زمان مناسب می‌توانند فرآیند گرمایش بتن را توسعه داده، هزینه‌های انرژی را کاهش داده و با دانستن زمان مناسب انجام عملیات ساخت متوالی مانند برداشتن قالب‌ها یا پس کشیدگی، زمان را در برنامه‌های کاری پروژه‌های خود کاهش دهند.

 مشکل خرابی تاندون

یکی از بزرگ‌ترین نگرانی‌ها در زمان کشش احتمال خوردگی است. باوجوداینکه تاندون‌های پس کشیده با کاورهای محافظ پوشانده شده‌اند اما درصورتی‌که انکرهای تاندون‌های فولادی به‌طور مناسبی محافظت نشده باشند، آب و نمک همچنان می‌توانند به داخل آن‌ها نفوذ کنند. این مشکل در شرایط آب و هوایی سرد که نمک‌های ذوب‌شده وجود دارد و رطوبت هوا بیشتر است شدیدتر می‌شود. افزایش این خوردگی باعث کاهش عمر بهره‌برداری سازه می‌شود.

تعمیر، بازسازی و تقویت تاندون‌ها

بازگشت مقاومت و خدمت پذیری یک سازه که متحمل خرابی شده ممکن است دشوار باشد. به‌منظور افزایش و یا بازسازی ظرفیت بار سازه می‌توان از پس کشیدگی خارجی استفاده کرد. این کار را می‌توان با استفاده از تیرهای فولادی یا بتنی انجام داد. درصورت نیاز باید تعمیرات به‌منظور حفظ سازه و اطمینان از شرایط ایمن و قابل بهره‌برداری آن انجام شود. کارآمدترین روش برای مدیریت خرابی سازه، کنترل مداوم تعمیر و نگهداری آن است. این کنترل شامل عملیات محدود ساختن رطوبت و اطمینان از زهکشی و آب‌بندی کافی از طریق ایجاد درزهای انبساط و ساخت آب‌بندها است. درصورتی‌که خرابی قبلاً در سازه پس تنیده شروع‌شده باشد، روش‌هایی مانند خشک‌کردن تاندون، تزریق رزین اپوکسی و حفاظت کاتدی انکراژها را می‌توان به‌منظور محدود کردن خرابی استفاده کرد.

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.

PDF

برای مشاهده کامل این محتوا می بایست مبلغ مورد نیاز را از اعتبار خود پرداخت کنید

برای کاربران ویژه رایگان است

نوع فایل دریافتی :
PDF
اعتبار مورد نیاز : 500 تومان
دریافت فایل PDF و حمایت از ترجمه کنندگان500 تومان
پرداخت 500 تومان و مشاهده محتوا
درباره نویسنده
عکس‌های ali barzgar

علی برزگر

فارغ التحصیل کارشناسی ارشد گرایش زلزله دانشگاه صنعتی امیرکبیر.
  • برای ارسال دیدگاه وارد شوید یا ثبت نام کنید .
  • در دانشنامه 808 بیشتر بخوانید ...

    تقویم آموزشی

    21 اسفند 1399
    موسسه آموزش عالی مهر اروند
    5 خرداد 1400
    موسسه آموزش عالی وحدت
    31 تير 1400
    دانشگاه جامع علمی کاربردی سازمان همیاری شهرداری ها

    موسسه 808 نماینده موسسات جهانی در ایران

    پکیج استثنایی 808