مقاله تحلیلی: دلایل ترک‌ خوردگی بتن در سنین اولیه

ترک‌خوردگی اولیه معمولاً در سنین اولیه بتن یعنی در طی هفت روز پس از بتن‌ریزی رخ می‌دهد؛ اما ممکن است بیش از یک هفته طول بکشد تا این ترک‌ها در سطح دال بتنی قابل‌مشاهده باشند. به‌طورکلی ترک‌هایی که طی ۶۰ روز پس از بتن‌ریزی نمایان می‌شوند، در این دسته قرار می‌گیرند.

این ترک‌ها اگر از تلورانس سازه فراتر نروند معمولاً منجر به فروپاشی سازه نمی‌شوند. بااین‌حال ترک‌ها ممکن است منجر به خوردگی زودرس میلگردهای فولادی و همچنین پوسته‌پوسته شدن بتن شوند که همین موضوع افزایش هزینه‌های نگه‌داری و کاهش طول عمر سازه را در پی خواهد داشت.

معمولاً بتن تازه بسته به طرح اختلاط،‌ محیط، سرعت هیدراتاسیون و شرایط عمل‌آوری ممکن است دچار ترک‌خوردگی در سنین اولیه شود؛ بنابراین برای تصمیم‌گیری درباره اقدامات اصلاحی مناسب لازم است که علت ترک‌خوردگی شناسایی شود.

دلایل ترک‌خوردگی بتن در سنین اولیه

۱- دمای داخلی بتن

هیدراتاسیون بتن گرمایی تولید می‌کند که ممکن است منجر به ترک‌خوردگی بتن در سنین اولیه شود. اگر دمای داخلی بتن به ۵۰ درجه برسد، اترینگایت ناپایدار و حل می‌شود. بعد از کاهش دما، اترینگایت منبسط و منجر به ترک‌های داخلی و خارجی می‌شود.

۲- گرادیان دما

گرادیان دما زمانی اتفاق می‌افتد که بتن در معرض دمایی قرار بگیرد که قابل‌کنترل و کاهش نیست. در این مورد یک گرادیان دمایی بزرگ بین سطح داخلی و خارجی المان بتنی رخ می‌دهد که پیامد آن تنش‌های حرارتی است.

اگر عضو بتنی مقید باشد، تنش حرارتی به‌راحتی فراتر از مقاومت کششی بتن در سنین اولیه می‌رود و منجر به ترک‌خوردگی می‌شود. مقید شدن بتن می‌تواند به دلیل تغییر عمق مقطع به‌طور مثال در محل اتصال بین جان و تیر یک تیر T شکل، آرماتورهای بالایی در تیر و دال، خاموت ستون‌ها و اتصالات قاب رخ دهد.

۳- انقباض خود به خودی

این نوع انقباض منجر به تنش‌های کششی زیاد در بتن تازه که مقاومت اولیه بالایی دارد می‌شود. این انقباض بعد از انقباض شیمیایی رخ می‌دهد. انقباض شیمیایی زمانی رخ می‌دهد که حجم محصول فرآیند هیدراتاسیون از حجم اولیه اجزای واکنش‌دهنده کمتر باشد. در این مورد محصول واکنش‌دهنده سیمان و آب هستند.

انقباض شیمیایی نهایی برای بتن دارای سیمان پرتلند معمولی حدود %۱۰ است. وقتی بعد از گیرش سیمان آب کافی برای عمل‌آوری بتن در دسترس نباشد، انقباض شیمیایی با ایجاد تخلخل مویرگی در خمیر سیمان هیدراته همراه می‌شود که این پدیده خود خشک‌شدگی نام دارد.

منیسک ها در منافذ نیمه‌پر باقی می‌مانند و منجر به تنش‌هایی می‌شود که خود عامل انقباض خود به خودی و ترک‌خوردگی بنمی در سنین اولیه می‌شود.

۴- نشست پلاستیک

نشست پلاستیک یکی از عوامل رایجی است که باعث ترک‌خوردگی بتن در سنین اولیه می‌شود. این مورد زمانی اتفاق می‌افتد که ذرات جامد بتن تحت اثر نیروی جاذبه ته‌نشین می‌شوند.

اگر به‌نوعی از حرکت رو به پایین ذرات جامد بتن جلوگیری به عمل آید، در بتن تنش ایجاد می‌شود و وقتی این تنش از مقاومت کششی بتن بیشتر باشد، درک خوردگی رخ می‌دهد.

 ترک‌خوردگی اولیه ناشی از نشست پلاستیک معمولاً خود را به شکل تغییر ناگهانی عمق بتن نشان می‌دهد. دلیل این است که نشست در عمق‌های بیشتر مشهودتر است و همین منجر به ترک و شکاف می‌شود.

۵- انقباض ناشی از خشک شدن

اگر انقباض در داخل، خارج و یا در هر دو با محدودیت روبرو باشد،‌انقباض ناشی از خشک شدن هم باعث ترک‌خوردگی در سنین اولیه می‌شود. این انقباض به‌طور غیریکنواخت در ضخامت عضو بتنی رخ می‌دهد و درنتیجه منجر به انقباض تفاضلی می‌شود.

انقباض تفاضلی منجر به حرکت محوری و پیچ‌خوردگی می‌شود. اگر بتن در اثر ترک‌های اولیه مقید شده باشد،‌ این دو نو ع جابجایی باعث تنش‌های خمشی و محوری می‌شوند. انقباض ناشی از خشک شدن همچنین باعث تنش‌های پسماند در المان‌های کوچک می‌شود.

۶- بارهای خارجی

درصورتی‌که مقاومت کششی بتن از دست برود، بارهای خارجی مانند ارتعاش، ترافیک و باد ممکن است باعث ایجاد تنش‌های بیش‌ازاندازه و ترک‌های اولیه در بتن شوند. دلیل این است که مقاومت کششی بن در سنین اولیه به‌طور قابل‌توجهی کم است و به‌راحتی از دست می‌شود. به همین دلیل است که نباید تأثیرات بارهای خارجی را در بتن تازه نادیده گرفت.

۷- خزش بتن

خزش بتنی یکی دیگر از دلایل ترک‌خوردگی بتن در سنین اولیه می‌شود. وقتی بتن به دلیل تنش‌های داخلی یا خارجی جابجا می‌شود و سنگ‌دانه‌ها در برابر این حرکت مقاومت می‌کنند، ترک‌خوردگی رخ می‌دهد.

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 ۱۰۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.