بلاگ
مکانیزم های شکست در بتن
منظور از مکانیزم های شکست در بتن، شرایط هایی هستند که باعث افزایش و انتشار سریع انواع ترک خوردگی های عمیق یا سطحی در مصالح بتنی می شوند. این شرایط تخریب کننده برای بتن های سفت و سخت، بسیار زیاد و متغیر می باشند.
چیزی که در اینجا مهم است، پیشبینی این مکانیزم ها و روش های جلوگیری از وقوع آن ها است. در ادامه همراه ما باشید تا با دلایل شکستن بتن های ساختمانی، ترمیم آن ها و جلوگیری از آن ها آشنا شوید.
تقویت مکانیزم های شکست در بتن
نوع و چگونگی خوردگی، عوامل موثر مهمی هستند که رفتار فولادهای پیش تنیدگی تحت شرایط بهره برداری نامناسب یا پیش بینی نشده، اثر می گذارند. عواملی که ایجاد ترک و شکستگی در بتن ها را تقویت می کنند، معمولاً تحت شرایط بهره برداری نامناسب بتن ها رخ می دهند، هر چند ممکن است بر اثر عوامل طبیعی و غیر انسانی نیز باشند.
در ادامه، اصلی ترین علت های تقویت مکانیزم های ترک در بتن ها را ذکر نموده ایم:
- انجماد و ذوب آب به صورت چرخه ای در داخل بتن و انقباض و انبساط های ناشی از وقوع آن
- واکنش های قلیایی و نفوذ عوامل فرسایشی شیمیایی همچون مواد اسیدی، بازی، کلریدها و سولفات ها
- اشتباهاتی که در طراحی و اجرای بتن بر اثر عدم تخصص یا تجربه کافی اتفاق می افتند
- اشتباهاتی که در طراحی و اجرای بتن به علت عدم استفاده از ابزار مخصوص و استاندارد، به وقوع می پیوندند
- عمل آوری نادرست بتن
- اضافه کردن آب در هنگام تخلیه بتن یا همان بتن ریزی
- اسلامپ بالا
- ماله کشی نامناسب بتن
- فوندانسیون نامناسب حاصل از ملات بتن
شکست ترد بتن چیست؟
اگر نیروی وارده بر آرماتورهای به کار رفته در بتن بیش از حد محاسبه شده باشد، پیش از آن که تنشی بر بتن اطراف آن وارد شود، تمام نیرو بر آرماتورها وارد شده و تحمل این نیرو تا جایی ادامه می یابد که ناگهان تمام این تنش ها به بتن اطراف وارد می شود.
بتن نیز پیش از آن که آرام ترک بردارد، در یک لحظه به طور کامل ترد و تخریب می گردد و هیچ علامت هشداری را از خود نشان نمی دهد. بتن های دارای خاصیت شکست ترد، بسیار برای پروژه های ساختمانی خطرناک هستند، البته بایستی از پتانسیل نیروهای وارده نیز اطمینان حاصل نمود.
انواع شکست در بتن
شناخت نوع شکستی که در بتن با آن مواجه هستیم، ما را در انتخاب مناسب ترین راهکارهای رفع آن و پیشگیری از ایجاد شکستگی های دیگر در بتن یاری خواهد نمود. آن ها به دو نوع سازه ای و غیر سازه ای تقسیم می شوند که در ادامه به توضیح هر یک پرداخته ایم:
شکست سازه ای بتن
این شکست بتن وقتی اتفاق می افتد که نیروی بارهای دارای وزن های مختلف بر روی عضوهای سازه ای بسیار زیاد باشد، به گونه ای که بنا قادر به تحمل فشارهای مورد نظر با ضریب اطمینان کافی نخواهند بود. ترک هایی با عمق و عرض بیش از 5/1 میلی متر که خطر تخریب سازه را به دنبال دارند را ترک سازه ای می نامند.
شکست غیر سازه ای بتن
تمامی شکست های بتن به غیر از ترک سازه ای را می توان در این دسته قرار داد که به طور معمول دارای عرض و عمق کم و سطحی می باشند، بنابراین خطرات تخریبی را به دنبال ندارند. در ادامه به توضیح هر یک از شکستگی های غیر سازه ای بتن ها به صورت مختصر پرداخته ایم:
- شکست خمشی: زمانی اتفاق می افتد که مقاومت کششی بتن پایین باشد و تار کششی بیشترین عرض را پیدا کند و به سمت تارهای دیگر همگرا شده باشد.
- شکست برشی: زمانی که مقاومت برشی مقطع بتن پایین باشد و در ناحیه ای با برش ماکزیمم به سمت بالا و پایین به تنهایی یا گروهی گسترش یابد، رخ خواهد داد.
- شکست پیچشی: مقاومت پیچشی پایین که عرض یکنواختی دارد، باعث این ترک در بتن در فرم مارپیچ خواهد شد.
- ترک ناشی از لغزندگی آرماتور بتن: برای جلوگیری از این ترک خوردگی، از اتصال منظم و محکم آرماتورها به وسیله اسپیسرهای بتنی مطمئن شوید.
- شکست ستون: ترک های افقی ستون به دلیل خوردگی آرماتورها و ترک های اریب به دلیل در نظر نگرفتن نیروهای جانبی و پایین بودن مقاومت رخ خواهد داد.
- ترک پلاستیک (خمیری)
دیگر شکست های بتن تقریباً رایج در ساخت و ساز عبارت اند از:
- شکست نشست پلاستیک (خمیری)
- شکست ناشی از خوردگی آرماتور
- شکست انقباض خشک شدگی
- شکست انقباض حرارتی
- شکست نقشه وار (خرد شدگی)
- شکست ناشی از ساخت نامناسب
- شکست ناشی از واکنش قلیا/سیلیس
ترمیم انواع شکستگی ها در بتن
عمل پوشاندن یا ترمیم شکستگی ها و شکاف ها در بتن، امری معمول اما تقریباً دشوار است. چرا که بایستی در لحظه تشخیص داد که کدام روند ترمیمی بهترین نتیجه را خواهد داشت.
حال ممکن است بپرسید که چگونه به عمق و شدت شکست بتن پی خواهند برد. اصلاً معیار نامگذاری شکست سطحی و عمقی در سازه های بتنی چه می باشد؟ بهتر است بدانید جهت تعیین عمق و میزان شکست، معمولاً از تست های غیر مخرب به خصوص تست های اولترا سونیک بتن استفاده می شود.
این اقدام در گذشته به صورت سنتی انجام می گرفت لذا احتمال جمع شدگی و ترک خوردن مواد ترمیمی بتن نیز کاملاً وجود داشت. دو روش پوششی زیر، جهت ترمیم شکستگی های غیر سازه ای بتن به کار می آیند:
- تزریق رزین اپوکسی جهت بازگیری بتن و رفع ترک های کوچک
- تزریق رزین پلی اورتان به داخل شکاف ها به منظور گرفتن نشتی آب و رفع شکستگی های نسبتاً عمیق تر در بتن
لازم به ذکر است که اگر نسبت به نوع بتن و عمق شکست روی آن نتوانید ماده ترمیم کننده درست را به کار ببرید، احتمال از بین رفتن ترمیم کننده وجود دارد.
جلوگیری از مکانیزم های شکست در بتن
مجموعه اقداماتی وجود دارند که مهندسین و سازندگان آینده نگر، قبل و در هنگام انجام پروسه بتن سازی و بتن ریزی رعایت نموده تا دیگر درگیر ریسک آسیب های وارده بر بتن ها و سازه خود نشوند.
این مجموعه اقدامات پیشگیرانه را در ادامه به صورت خلاصه شرح داده ایم:
- رعایت نکات فنی و به کارگیری روش های استاندارد روز جهت بتن ریزی
- فراهم آوردن محیطی مناسب جهت جلوگیری از افزایش دما و تبخیر آب در داخل بتن ها
- کاهش دمای میلگرد در مقاطع بتن مسلح یا آرمه
- استفاده از اسپیسر پلاستیکی در اجرا و فاصله گذاری میلگردها
- کاهش زمان بتن ریزی
- استفاده از سایه بان و بادشکن برای ساختمان های بلند به هنگام افزایش دما یا باد
- استفاده از فولاد تقویت شده که تا حد زیادی مانع جمع شدگی و ترک خوردن بتن بر اثر حرارت خواهد شد.
آیا مواد تزریقی جهت ترمیم شکست در بتن با یکدیگر تفاوتی دارند؟
اگر ماده تزریقی مناسب شکستگی به کار برده نشود، ممکن است آسیب بیشتری به بتن در اثر ایجاد فشار کششی وارد شود.
کدام اسپیسر برای اجرای فاصله گذاری آرماتورها مناسب تر است؟
اسپیسرهای پلاستیکی، به دلیل مقاوت بیشتر در برابر عوامل خورنده و شرایط دمایی سخت، امروزه بیشتر کاربرد دارند.
آیا هر نوع شکستکی در بتن ها با مواد تزریقی ترمیم خواهند شد؟
اگر عمق و میزان شکستگی بتن بسیار زیاد باشد، تقریباً غیر قابل ترمیم بوده و بایستی بتن تازه جایگزین آن گردد.
