علل ترک در سنین اولیه بتن چیست؟
علل ترک در سنین اولیه بتن چیست؟
ترک خوردگی در سنین اولیه در طول هفت روز اول پس از ریختن بتن مشاهده می‌شود. با این حال، چنین ترک‌هایی ممکن است بیش از یک هفته طول بکشد تا در دال‌های بتن مسلح قابل مشاهده باشند. بنابراین، ترک‌هایی که ظرف 60 روز پس از بتن ریزی ظاهر می‌شوند، ترک‌های سنین پایین محسوب می‌شوند.
ترک‌های زودرس باعث شکست سازه‌ای در بتن نمی‌شوند، اگر از تحمل‌های سازه تجاوز نکنند. با این وجود، آنها می‌توانند منجر به خوردگی زودرس میله‌های فولادی تقویت کننده و پوسته پوسته شدن پوشش بتنی شوند که منجر به افزایش هزینه نگهداری و به طور بالقوه کاهش طول عمر می‌شود.
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
در ادامه به علت‌های ترک در سنین اولیه بتن اشاره می‌کنیم:
1. دمای داخلی بتن
هیدراتاسیون سیمان گرمای هیدراتاسیون را ایجاد می‌کند که می‌تواند منجر به ایجاد ترک در سنین پایین شود. اگر دمای داخلی به حدود 50 درجه سانتیگراد برسد، اترینگیت می‌تواند ناپایدار شده و حل شود. پس از کاهش دمای داخلی، اترینگیت منبسط می‌شود و می‌تواند
2. گرادیان دما
گرادیان دما زمانی اتفاق میفتد که بتن در معرض دمای بالایی قرار می‌گیرد 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 می‌شود.
محدودیت‌ها در بتن می‌تواند به دلیل تغییر در عمق مقطع مانند اتصال بین تار و فلنج در تیر T یا دال خزانه، آرماتورهای بالایی در تیرها یا دال‌ها، رکاب‌ها در ستون‌ها، اتصالات قالب و پل سنگدانه‌های درشت بین قالب باشد.
3. انقباض خودکار
انقباض خودزا می‌تواند 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 می‌دهد. انقباض شیمیایی زمانی اتفاق می‌افتد که حجم محصول هیدراتاسیون از حجم اولیه اجزای واکنش دهنده، که سیمان و آب است، کمتر شود. انقباض شیمیایی نهایی خمیر سیمان پرتلند هیدراته کننده معمولی می‌تواند 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 می‌شود.
منیسک‌ها در منافذ نیمه پر باقی مانده، به نوبه خود، تنش‌های خود زایی ایجاد می‌کنند که باعث انقباض خودزا می‌شود که منجر به ترک خوردگی در سنین پایین می‌شود. ترک‌ها معمولاً در اطراف مهارهای داخلی مانند آرماتورهای فولادی و سنگدانه‌ها یا از طریق عمق عضو بتنی هنگامی که مهار خارجی کافی در دسترس باشد ایجاد می‌شوند.
4. ته نشینی پلاستیک
نشست پلاستیک عامل رایجی است که منجر به ترک خوردگی در سنین پایین می‌شود. زمانی اتفاق می‌افتد که ذرات جامد در مخلوط بتن تحت نیروی گرانش و جریان آب ته نشین شده و به سمت بالا حرکت می‌کنند.
حرکت رو به پایین ذرات جامد در صورتی که بتن به صورت موضعی از ته نشین شدن خودداری شود، تنش ایجاد می‌کند. بنابراین، زمانی که این تنش از مقاومت کششی بتن اخیراً ریخته شده بیشتر شود، ترک خوردگی در سنین پایین رخ می‌دهد. ترک‌ها در منبع مهار در بتن ایجاد می‌شوند.
ترک خوردگی در سنین اولیه به دلیل نشست پلاستیک معمولاً به شکل‌هایی رخ می‌دهد که شامل تغییر ناگهانی در عمق بتن است. بدین که نشست در قسمت عمیق تر بیشتر است و باعث ایجاد ترک در اطراف نقطه تغییر در قسمت قالب می‌شود.
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 می‌شود و در نتیجه انقباض افتراقی ایجاد می‌کند.
انقباض دیفرانسیل باعث ایجاد حرکت محوری و تاب خوردگی می‌شود. این دو حرکت در صورت مهار بتن تنش‌های محوری و خمشی ایجاد می‌کند که منجر به ترک خوردگی در سنین پایین می‌شود. انقباض خشک شدن نیز باعث ایجاد تنش پسماند در عناصر کوچک می‌شود.
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 می‌توان 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 تنش‌های داخلی یا خارجی تحت حرکت وابسته به زمان قرار می‌گیرد، سنگدانه‌ها در بتن برای مهار این حرکات عمل می‌کنند. در این حالت بتن ممکن است دچار ترک خوردگی شود.
منابع: