در این مقاله با عوامل خزش در بتن و راهکارهای پیشگیری از جمع شدگی بتن آشنا خواهیم شد. همان طور که می دانید بتن یکی از مهم ترین مصالحی است که در سازه ها استفاده می شود. بنابراین کیفیت بالای آن تاثیر بسزایی بر روی مقاومت سازه ها می گذارد. در مقابل، بتن ضعیف در برابر نیروهای کششی می تواند به سرعت شکسته شده و خسارت زیادی به بار آورد. در این مقاله در ابتدا با پدیده خزش در بتن و علل ایجاد آن و همچنین جمع شدگی بتن آشنا می شویم.
خزش در بتن
تغییر شکل بتن تحت فشار بارهای وارد شده را خزش در بتن می گویند. برخی بتن ها در اثر نیروی تنشی که در مدت طولانی به بتن فشار می آورد تغییر شکل می دهند. هر قدر زمان بارگذاری بیشتر باشد، تغییر شکل بتن نیز افزایش یافته و باعث تخریب بیشتر سازه می گردد.
علل ایجاد خزش در بتن
عوامل مختلفی بر روی ایجاد خزش در بتن تاثیرگذار هستند که در ادامه به معرفی برخی از آن ها می پردازیم.
جنس و میزان مصالح سنگی به کار رفته در بتن
در سازه های بتنی هر قدر میزان مصالح سنگی و سنگدانه های سخت به کار رفته بیشتر باشد میزان خزش در بتن کمتر خواهد بود. همچنین عواملی مانند دانه بندی سنگدانه ها، شکل، اندازه و تخلخل آن ها نیز بر خزش بتن تاثیرگذار است.
سن بتن و مدت زمان بارگذاری آن
همان طور که در ابتدا نیز به این موضوع اشاره شد خزش بتن فرایندی است که در طول زمان ادامه پیدا می کند. تاخیر در بارگذاری می تواند میزان خزش را کاهش دهد.
میزان مقاومت فشاری یکی دیگر از عوامل خزش در بتن
هر چه میزان مقاومت فشاری بیشتر باشد میزان خزش کمتر می شود. از طرف دیگر میزان سیمان استفاده شده در بتن می تواند بر روی میزان مقاومت فشاری تاثیر گذارد. بنابراین نسبت استفاده آب و سیمان در تهیه بتن بسیار مهم بوده زیرا در صورت عدم رعایت نسبت های درست، مقاومت بتن تغییر کرده و در نهایت در میزان خزش تاثیر می گذارد.
دما و رطوبت
میزان رطوبت محیط و مقدار خزش در بتن رابطه ای عکس دارند. به عبارتی هر چه رطوبت هوا بیشتر باشد مقدار خزش در بتن کمتر خواهد بود.
شدت تنش وارد شده بر بتن
میزان شدت تنش و میزان خزش در بتن رابطه ای مستقیم دارند. هر چه میزان نیروهای تنشی که بر بتن وارد می گردد بیشتر باشد بالطبع میزان خزش در بتن نیز بیشتر خواهد بود.
انواع راهکارها جهت کاهش میزان خزش در بتن
به هر حال برای جلوگیری و یا کاهش میزان خزش در بتن می بایست عواملی که باعث تشدید میزان خزش می شوند را شناسایی و بررسی کرد. مهم ترین این عوامل در بالا آورده شده است. نکته مهم دیگر در رابطه با راهکار کاهش میزان خزش در بتن، استفاده از مقدار مجاز میلگرد است.
جمع شدگی بتن
زمانی که بتن رطوبت خود را از دست بدهد دچار تغییر حجم می گردد. هیدراتاسیون ترکیبات سیمان گرمازا است، بنابراین هر قدر میزان رطوبت در بتن کم باشد جمع شدگی و خزش در آن بیشتر است. به جمع شدگی بتن، انقباض و یا افت بتن نیز گفته می شود.
عوامل موثر در ایجاد جمع شدگی بتن
عوامل مختلفی در جمع شدگی بتن دخالت دارند که مهم ترین آن ها عبارتند از:
- میزان آبی که در بتن استفاده می شود.
به عبارتی نسبت آب به سیمان در ساخت بتن بسیار مهم است و رابطه مستقیمی با میزان جمع شدگی بتن دارد. هر چه نسبت آب به سیمان بیشتر باشد میزان جمع شدگی بتن نیز بیشتر خواهد بود. - میزان رطوبت محیط
هر چه میزان رطوبت هوا بیشتر باشد، میزان جمع شدگی بتن کمتر خواهد بود. - میزان دانه های سنگی به کار برده شده در بتن
هر چه درصد دانه های سنگی در بتن بیشتر باشد جمع شدگی کمتر خواهد بود. - نوع سنگدانه های به کار برده شده در بتن
هر چه جنس سنگدانه های استفاده شده در بتن مرغوب تر و باکیفیت تر باشد بالطبع افت بتن کمتر خواهد بود. - سن بتن
عموما جمع شدگی بتن در یک سال اول اتفاق می افتد. - آرماتوربندی در بتن
استفاده از آرماتورها از جمع شدگی بتن جلوگیری می کند.
انواع جمع شدگی بتن
در زیر 4 نوع جمع شدگی بتن معرفی شده است که به طور خلاصه مهم ترین راهکارها جهت پیشگیری و یا کاهش میزان جمع شدگی عنوان گردیده است.
جمع شدگی پلاستیک بتن
گرمای زیاد باعث تبخیر آب موجود در بتن می شود که این امر ترک هایی را در سطح سازه ایجاد می کند. در برخی مواقع دیگر دلیل ایجاد این ترک ها جذب آب موجود توسط سنگ دانه هاست که جمع شدگی پلاستیک بتن نام دارد. برای جلوگیری از این نوع جمع شدگی بتن می توان سطح بتن را با ورق های پلی اتیلن پوشاند. یا قبل از ساخت بتن، مواد آن را به درستی و به صورت کامل یکدست کرد. استفاده از پودر آلومینیوم و سیمان های انبساطی نیز از راهکارهای دیگر جهت جلوگیری از جمع شدگی پلاستیک بتن است.
جمع شدگی به صورت خشک شدن بتن
همان طور که از نام این نوع جمع شدگی بتن پیداست، علت آن ناشی از کاهش آب در بتن است. این نوع جمع شدگی بیشتر در اوایل ساخت سازه ها اتفاق می افتد. سپس سرعت آن کاهش می یابد به طوری که 70 درصد جمع شدگی در سه ماه اول عمر بتن رخ می دهد.
عواملی مانند انتخاب نوع مصالح باکیفیت، استفاده آب و سیمان با نسبت درست، شرایط دمای مناسب و رطوبت بالای محیط، میزان استفاده مناسب از سیمان و سنگدانه ها و مواد افزودنی، استفاده از جنس سیمان مناسب و ضد جمع شدگی بر روی کاهش میزان جمع شدگی بتن به صورت خشک شدن تاثیر بسیار زیادی دارد.
جمع شدگی خود به خودی بتن
در این نوع جمع شدگی شاهد تغییر حجمی بتن هستیم. دلیل آن خارج شدن آب از حفره های مویینی در داخل بتن است. برای کاهش این نوع جمع شدگی می بایست میزان دما کاهش یابد. میزان استفاده از سیمان زیاد نباشد و ترکیباتی مانند کلسیم آلومینات و تترا کلسیم آلومینو فریت در سیمان و ترکیبات معدنی موجود در بتن کمتر باشد.
جمع شدگی کربناسیون در بتن
زمانی که بتن با گازهایی مانند کربن دی اکسید واکنش دهد سطح بتن کربناته شده و خاصیت اسیدی پیدا می کند. نام این فرایند کربناسیون نام دارد که باعث جمع شدگی بتن می شود. این نوع جمع شدگی در محیط هایی که دارای رطوبت متوسط هستند اتفاق می افتد.
جمع بندی
همان طور که متوجه شدید خزش در بتن می تواند خسارات جدی به سازه ها وارد کند. جمع شدگی بتن نیز یکی از عوامل مهم در افزایش خزش بتن است. در این مقاله به عوامل موثر خزش در بتن و راهکارهای پیشگیری از جمع شدگی بتن اشاره شده است که با به کارگیری آن ها می توان دقت در ساخت بتن را افزایش داد که منجر به افزایش مقاومت سازه ها و در نتیجه منجر به کاهش خرابی و هزینه خواهد شد.