دلایل ترک در بتن

علت های ایجاد ترک های زودرس در بتن؟

در این مقاله به بررسی دلایل ترک در بتن میپردازیم. ترک خوردگی در سنین اولیه در طول هفت روز اول پس از ریختن بتن مشاهده می شود. با این حال، چنین ترک هایی ممکن است بیش از یک هفته طول بکشد تا در دال های بتن مسلح قابل مشاهده باشند. بنابراین، ترک هایی که ظرف 60 روز پس از بتن ریزی ظاهر می شوند، ترک های سنین پایین محسوب می شوند.

ترک‌های زودرس باعث شکست سازه‌ای در بتن نمی‌شوند، اگر از تحمل‌های سازه تجاوز نکنند. با این وجود، آنها می توانند منجر به خوردگی زودرس میله های فولادی تقویت کننده و پوسته پوسته شدن پوشش بتنی شوند که منجر به افزایش هزینه نگهداری و کاهش بالقوه طول عمر می شود.

بتن تازه قرار گرفته بر اساس ترکیب مخلوط بتن، محیط قرار گرفتن در معرض، سرعت هیدراتاسیون و شرایط پخت، ممکن است دچار ترک خوردگی در سنین پایین شود. بنابراین، درک صحیح علل برای در نظر گرفتن اقدامات مناسب برای جلوگیری از ترک در سنین پایین در بتن ضروری است.

علل ترک در سنین اولیه بتن چیست؟

1. دمای داخلی بتن

هیدراتاسیون سیمان گرمای هیدراتاسیون را ایجاد می کند که می تواند منجر به ایجاد ترک در سنین پایین شود. اگر دمای داخلی به حدود 50 درجه سانتیگراد برسد، اترینگیت می تواند ناپایدار شده و حل شود. پس از کاهش دمای داخلی، اترینگیت منبسط می شود و می تواند منجر به ترک های داخلی و خارجی شود.

2. گرادیان دما

گرادیان دما زمانی اتفاق می افتد که بتن در معرض دمای بالایی قرار می گیرد که قابل اتلاف نیست. در این حالت، یک گرادیان دمایی بالا بین سطوح داخلی و خارجی عناصر سازه‌ای بتنی، تنش‌های حرارتی ایجاد می‌کند.

اگر عضو بتنی مهار شود، تنش حرارتی در سنین اولیه بتن به راحتی از مقاومت کششی بتن فراتر رفته و باعث ایجاد ترک می شود.
محدودیت ها در بتن می تواند به دلیل تغییر در عمق مقطع مانند اتصال بین تار و فلنج در تیر T یا دال خزانه، آرماتورهای بالایی در تیرها یا دال ها، رکاب ها در ستون ها، اتصالات قالب و پل سنگدانه های درشت بین قالب باشد.

3. انقباض خودکار

انقباض خودزا می تواند تنش کششی زیادی را در بتن در سنین پایین ایجاد کند، به ویژه در بتن با مقاومت اولیه.

انقباض خودوژن پس از تولید نیروی محرکه آن توسط انقباض شیمیایی رخ می دهد. انقباض شیمیایی زمانی اتفاق می‌افتد که حجم محصول هیدراتاسیون از حجم اولیه اجزای واکنش‌دهنده، که سیمان و آب است، کمتر شود. انقباض شیمیایی نهایی خمیر سیمان پرتلند هیدراته کننده معمولی می تواند در حدود 10 درصد حجمی باشد.

هنگامی که آب اضافی برای پخت پس از گیرش سیمان به راحتی در دسترس نباشد، انقباض شیمیایی با تشکیل تخلخل مویرگی خالی در خمیر سیمان هیدراته همراه خواهد بود که به عنوان خود خشک شدن شناخته می شود. منیسک ها در منافذ نیمه پر باقی مانده، به نوبه خود، تنش های خود زایی ایجاد می کنند که باعث انقباض خودزا می شود که منجر به ترک خوردگی در سنین پایین می شود.
ترک ها معمولاً در اطراف مهارهای داخلی مانند آرماتورهای فولادی و سنگدانه ها یا از طریق عمق عضو بتنی هنگامی که مهار خارجی کافی در دسترس باشد ایجاد می شوند.

4. ته نشینی پلاستیک

نشست پلاستیک عامل رایجی است که منجر به ترک خوردگی در سنین پایین می شود. زمانی اتفاق می افتد که ذرات جامد در مخلوط بتن تحت نیروی گرانش و جریان آب ته نشین شده و به سمت بالا حرکت می کنند.

حرکت رو به پایین ذرات جامد در صورتی که بتن به صورت موضعی از ته نشین شدن خودداری شود، تنش ایجاد می کند. بنابراین، زمانی که این تنش از مقاومت کششی بتن اخیراً ریخته شده بیشتر شود، ترک خوردگی در سنین پایین رخ می دهد. ترک ها در منبع مهار در بتن ایجاد می شوند.

ترک‌خوردگی در سنین اولیه به دلیل نشست پلاستیک معمولاً به شکل‌هایی رخ می‌دهد که شامل تغییر ناگهانی در عمق بتن است. این امر به این دلیل است که نشست در قسمت عمیق تر بیشتر است و باعث ایجاد ترک در اطراف نقطه تغییر در قسمت قالب می شود.

5. خشک شدن انقباض

اگر انقباض در داخل، خارج یا ترکیبی از آنها مهار شود، انقباض خشک کردن نیز می‌تواند باعث ترک‌ خوردگی در سنین پایین شود. انقباض خشک کردن به طور غیر یکنواخت در سراسر ضخامت عضو بتنی توزیع می شود و در نتیجه انقباض افتراقی ایجاد می کند.

انقباض دیفرانسیل باعث ایجاد حرکت محوری و تاب خوردگی می شود. این دو حرکت در صورت مهار بتن تنش های محوری و خمشی ایجاد می کند که منجر به ترک خوردگی در سنین پایین می شود. انقباض خشک شدن نیز باعث ایجاد تنش پسماند در عناصر کوچک می شود.

6. بارگذاری خارجی

بارگذاری خارجی مانند ارتعاش، ترافیک و باد می‌تواند فشار بیشتری را بر بتن ایجاد کند و در صورت فراتر رفتن از مقاومت کششی بتن، ترک‌هایی را در سنین پایین ایجاد کند.مقاومت کششی بتن در سنین پایین بسیار کم است و به راحتی می توان از آن پیشی گرفت. به همین دلیل است که نباید اثرات بارگذاری خارجی را پس از بتن ریزی نادیده گرفت.

7. خزش بتن

خزش بتن یکی دیگر از دلایل ترک خوردگی بتن در سنین پایین است. هنگامی که بتن به دلیل اعمال تنش های داخلی یا خارجی تحت حرکت وابسته به زمان قرار می گیرد، سنگدانه ها را وارد کنید
اقدامات مشخصی برای مهار این حرکات انجام می شود. در این حالت بتن ممکن است دچار ترک خوردگی شود.

سوالات متداول

ترک در سنین پایین در سازه های بتنی چیست؟
ترک خوردگی در سنین اولیه در طول هفت روز اول پس از ریختن بتن مشاهده می شود. با این حال، چنین ترک هایی ممکن است بیش از یک هفته طول بکشد تا در دال های بتن مسلح قابل مشاهده باشند. بنابراین، ترک هایی که ظرف 60 روز پس از بتن ریزی ظاهر می شوند، ترک های سنین پایین محسوب می شوند.