ترک در بتن یکی از مشکلات رایج و مهم در سازههای بتنی است که در صورت بیتوجهی میتواند بر دوام، مقاومت و زیبایی سازه تأثیر منفی بگذارد. این ترکها ممکن است در مراحل مختلف، از زمان گیرش اولیه بتن تا پس از بهرهبرداری از سازه به وجود آیند و هر کدام علت، نوع و پیامد خاص خود را دارند. بهویژه در ستونهای بتنی که نقش اصلی در انتقال بارهای سازهای را بر عهده دارند، شناسایی و بررسی انواع ترکها اهمیت ویژهای پیدا میکند. در این مقاله به معرفی انواع ترک در بتن و ستون بتنی، دلایل ایجاد آنها و روشهای پیشگیری و ترمیم خواهیم پرداخت تا دیدی جامع نسبت به این پدیده مهم در سازههای بتنی به دست آوریم.
بتن بهطور طبیعی در برابر فشار مقاوم است، اما در مقابل کشش و تغییر شکلهای ناگهانی مقاومت چندانی ندارد. به همین دلیل، زمانی که نیروهای کششی، حرارتی یا انقباضی از حد مقاومت کششی بتن بیشتر شوند، بتن ترک میخورد.
عوامل ایجاد ترک در بتن بسیار متنوعاند. از جمله مهمترین دلایل میتوان به انقباض ناشی از خشک شدن سریع آب بتن، تغییرات دمایی، نشست نامناسب خاک زیر سازه، بارگذاری بیش از حد، طراحی یا اجرای نادرست سازه، استفاده از مصالح بیکیفیت و عدم عملآوری صحیح بتن اشاره کرد.
خدمات ما: اجرای اسکلت بتنی
دلایل ایجاد ترک در بتن و ستون بتنی را میتوان به دو دسته کلی عوامل اجرایی و عوامل فنی یا محیطی تقسیم کرد. هر یک از این عوامل بهتنهایی یا در ترکیب با یکدیگر میتوانند موجب بروز ترک در بتن شوند. در ادامه مهمترین دلایل را بررسی میکنیم:
یکی از شایعترین دلایل ترک در بتن، تبخیر سریع آب سطحی در مراحل اولیه پس از بتنریزی است. زمانی که رطوبت بتن پیش از گیرش کامل از دست میرود، انقباض شدیدی در سطح آن رخ میدهد و ترکهای مویی یا سطحی به وجود میآید. این مشکل معمولاً در هوای گرم، باد شدید یا تابش مستقیم آفتاب بیشتر دیده میشود.
بتن در برابر تغییرات دما واکنش نشان میدهد. با افزایش دما منبسط و با کاهش دما منقبض میشود. اگر این تغییرات دمایی بدون در نظر گرفتن درزهای انبساط و انقباض اتفاق بیفتد، تنشهای حرارتی موجب ایجاد ترکهای طولی یا مورب در بتن و ستونها خواهد شد.
وقتی باری بیش از ظرفیت طراحیشده به سازه وارد شود یا توزیع بار به شکل نادرست انجام گیرد، بتن دچار تنشهای کششی و خمشی میشود. این مسئله در ستونهای بتنی که نقش اصلی در تحمل وزن ساختمان را دارند، بهصورت ترکهای عمودی یا مورب بروز میکند.
در صورتی که زیرساز یا پی ساختمان بهدرستی متراکم نشده باشد، یا خاک در بخشهایی دچار نشست شود، نیروهای اضافی به ستونها منتقل شده و موجب ترک خوردن بتن در محل اتصال ستون به پی یا در بدنه آن میشود.
خدمات ما: آزمایش بتن
طراحی غیراصولی مقاطع بتنی، عدم رعایت مقدار مناسب میلگردهای طولی و عرضی، یا اجرای نادرست بتنریزی (مثل لرزش ناکافی یا بیش از حد) میتواند باعث ضعف در چسبندگی بتن و فولاد شده و ترکهایی در ستون یا سایر بخشها ایجاد کند.
اگر نسبت آب به سیمان بیش از حد باشد یا مصالح (سیمان، شن و ماسه) کیفیت لازم را نداشته باشند، مقاومت نهایی بتن کاهش یافته و احتمال بروز ترک افزایش مییابد.
در طول زمان، بتن در اثر بارهای دائمی یا تغییرات رطوبتی دچار خزش (Creep) و جمعشدگی تدریجی (Shrinkage) میشود. این پدیدهها میتوانند باعث ایجاد ترکهای ریز در ستونها یا دیوارها حتی پس از گذشت چند ماه یا سال از بهرهبرداری شوند.
عملآوری بتن نقش حیاتی در جلوگیری از ترک دارد. اگر پس از بتنریزی، سطح بتن مرطوب نگهداشته نشود، تبخیر سریع آب منجر به ترکهای سطحی و کاهش مقاومت نهایی بتن خواهد شد.
ترکهای ایجادشده در بتن را میتوان بر اساس زمان بروز آنها به دو گروه اصلی ترکهای زودرس و ترکهای دیررس تقسیم کرد. هر یک از این دو گروه ویژگیها، دلایل و اثرات متفاوتی دارند که شناخت آنها برای پیشگیری و ترمیم صحیح ضروری است.
ترکهای زودرس معمولاً در چند ساعت تا چند روز نخست پس از بتنریزی به وجود میآیند، یعنی زمانی که بتن هنوز در مرحله گیرش اولیه است و مقاومت کامل خود را به دست نیاورده. این ترکها اغلب به دلیل از دست رفتن سریع رطوبت، تغییرات دمایی ناگهانی، یا انقباض پلاستیکی بتن ایجاد میشوند.
دلایل اصلی ترکهای زودرس عبارتاند از:
ویژگیها:
این نوع ترکها ماهها یا حتی سالها پس از بهرهبرداری از سازه ظاهر میشوند و معمولاً به علت تغییرات بلندمدت در ساختار بتن یا اعمال بارهای غیرمنتظره ایجاد میشوند. برخلاف ترکهای زودرس، ترکهای دیررس ممکن است نشانهای از مشکلات سازهای یا ضعف در طراحی و اجرا باشند.
دلایل اصلی ترکهای دیررس:
ویژگیها:
بر اساس مطالعات انجام شده، انواع ترک در ستون بتنی را میتوان به چهار دسته اصلی تقسیم کرد: ترکهای مورب، ترکهای افقی، ترکهای عمودی کوتاه و ترکهای ناشی از خوردگی آرماتورها هر یک از این ترکها شکل خاصی داشته و دلایل متفاوتی برای تشکیل آنها وجود دارد.
از انواع ترک در ستون بتنی شامل ترکهای متقاطع (شبکهای) و ترکهای پوستاندازی میباشند. ترکهای متقاطع معمولاً در اثر واکنشهای شیمیایی مخرب در بتن یا خوردگی شدید میلگردها ایجاد میشوند. ترکهای پوستاندازی نیز که بیشتر در سطح بتن مشاهده میشوند، معمولاً ناشی از یخزدگی، آتشسوزی یا کربناسیون عمیق بتن هستند. هر یک از این ترکها الگوی خاصی داشته و نشاندهنده مکانیزم آسیب متفاوتی هستند که برای تشخیص دقیق نیاز به بررسی کارشناسی دارند.
بازرسی چشمی و اندازهگیری عرض ترکها سادهترین و پرکاربردترین روش ارزیابی ترکها محسوب میشود. در این روش، از ترکسنجهای مکانیکی یا میکروسکوپهای مخصوص برای اندازهگیری دقیق عرض ترک استفاده میشود. همچنین، ثبت دورهای وضعیت ترکها با استفاده از نشانگرهای گچی یا شاخصهای ترک میتواند اطلاعات ارزشمندی درباره پیشرفت یا تثبیت ترکها ارائه دهد. این روش اگرچه ساده است، اما در بسیاری از موارد میتواند دیدگاه اولیه خوبی از شدت مشکل ارائه کند.
روشهای پیشرفتهتری مانند تستهای التراسونیک و ترموگرافی نیز برای ارزیابی عمیقتر ترکها به کار میروند. در روش التراسونیک، با اندازهگیری زمان عبور امواج صوتی از میان بتن میتوان عمق و مسیر ترکها را تشخیص داد. آزمایشهای غیرمخرب (NDT) مانند رادیوگرافی، تست چکش اشمیت و یا روشهای الکترومغناطیسی نیز میتوانند اطلاعات دقیقی درباره کیفیت بتن و میزان آسیبدیدگی ارائه دهند. انتخاب روش مناسب تشخیص به عواملی مانند نوع ترک، محل آن و امکانات موجود بستگی دارد.
تزریق رزین اپوکسی یا سیمان از متداولترین روشهای ترمیم ترکهای سازهای محسوب میشود. در این روش، پس از تمیز کردن ترک، مواد تزریقی با فشار به داخل ترک وارد شده و پس از سخت شدن، استحکام از دست رفته را بازمیگردانند. برای ترکهای ساختاری بزرگتر، استفاده از ژاکتهای فولادی یا کامپوزیتهای FRP میتواند ظرفیت باربری ستون را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. این روشها به ویژه در بهسازی لرزهای سازههای موجود کاربرد گستردهای دارند.
برای پیشگیری از ترکخوردگی، بهبود سیستم زهکشی و محافظت از بتن در برابر نفوذ رطوبت و مواد شیمیایی ضروری است. استفاده از پوششهای محافظ، مواد آببند و سیستمهای کاتدی میتواند از خوردگی میلگردها جلوگیری کند. در مرحله طراحی و اجرا نیز رعایت اصولی مانند استفاده از بتن با نسبت آب به سیمان مناسب، آرماتورگذاری صحیح، عملآوری کافی بتن و در نظر گرفتن درزهای انقباض میتواند احتمال ترکخوردگی را به حداقل برساند. همچنین، نظارت مستمر بر سازه و انجام بازرسیهای دورهای میتواند به شناسایی به موقع مشکلات و جلوگیری از پیشرفت آنها کمک کند.
پلهها به عنوان یکی از اجزای اساسی در معماری و ساختمانسازی، نقش حیاتی در ارتباط…
سقف عرشه فولادی به عنوان یکی از نوآوریهای مهم در صنعت ساختمانسازی مدرن، تحولی چشمگیر…
گچ به عنوان یکی از قدیمیترین مصالح ساختمانی، قرنهاست که در صنعت ساختوساز مورد استفاده…
از شرایط اخذ پروانه مجری ساختمان این است که توسط سازمان نظام مهندسی کشور صادر…
ریسمان کشی دیوار یکی از مهمترین مراحل ساخت ساختمان است که به عنوان فرآیند دیوارچینی…