اشکالات بتن

اشکالات بتن

1- ترکها:crackc

تغییر ترکها بتن احتمالاًعادی ترین کاراست.ترکها بوسیله عوامل مختلفی بوجود می آیند.دونوع ترک وجود دارد :فعال وغیرفعال dormant&active. ترک غیر فعال،مثل ترک انقباض وتکیدگی بتن در اثر از دست دادن آب drying shrinkage،بوجود می آید واز آن ترکهایی است که احتمال ندارد در وضع و خصوصیت تغییری کند، وممکن است نادیده گرفته شود. ترکهائیکه در طول وعرض افزایش می یابند یازیربارهاloadsحرکت یاجابجایی movement  نشان می دهندفعال درنظر گرفته می شوند. چنین ترکهایی می بایستی بمحض اینکه دیده شوندمرمت گردند،تا ازگسترش آنها بعنوان مشکل جدی درآینده فوراًجلوگیری شود.

الف- ترکها:علل،CRACKS:CAUSES

متاسفانه،ترکهابوسیله بسیاری شرایط مختلف که دلایلی برای پیدایش آنها براحتی تعیین نمی شودبوجود می آیند.بعضی ترکها هنگامی که بتن درحالت خمیری یا درزمان گیرش اولیه است.ایجادمی شوند.ترک خوردگی بوسیله یکی از عوامل دیل بوجود می آید:

1-نشست settlement ناشی از بستر کوبیده ناپایدارunslable

2-گسیختگی سطح زیراساسsubbase

3-اجرای غالب نامرغوب وبد

4-عدم وجود کافی میلگرد ویا مکان نامناسب آن

5-زنگ روی میلگرد فولادی

6-بتن یا اسلامپ بالا

7-ویبره زدن ناکافی یا نادرست

8-عدم عمل آوردن بتنcurinj

9-تغییرحجم ناشی از نشست دربتن خمیری

10-لرزاندی شدیدزمین در همان نزدیکی،مثل شمع کوبpile driver

11-برداشتن قالبهاقبل از اینکه بتن به اندازه کافی به عمل آمده باشد

12-فقدان یا ناکافی بودن درزهای کنترل و انبساطexpamsom

تصمیم درباره اینکه آیا بعضی از این ترکها ترمیم شوند یا خیر،تاحدودی ،به استفاده بعدی سطح بتن خراب بستگی دارد. بتن غیر فعال روی کف بتونی که به وسیله سرامیک یا رویه پوشیده می شودکمی یا هیچ مراقبتی احتیاج ندارد.همین نوع ترک که خارج از ساختمان پیدا می شود برای جلوگیری ازفعال شدن آن تحت شرایط عادی از ترکهای سطح خارجی که در معرض زیادتر تغییرات در حجم هستند،جدی تر شوند.

ب- ترکهای تنشی :stress cracks

گر چه بعضی ترکها در جریان یا کمی بعد ازریختن بتن به وجود می آیند،سایر ترکها هفته ها،یا ماهها،بعد از اینکه بتن سخت شده است ظاهر می شوند.

غالباٌ این ترکها ناشی از بارهای کاربردی هستند.پیش از اینکه بتن مقاومت کافی برای نگه داشتن تنش وارده را به دست آورده باشد.

وقتی که بتن 246 کیلوگرم بر سانتی متر مربع(3500psi )ریخته می شود،انتظار نمی رود که مقاومت فشاری تحت شرایط عادی تا یک ماده بعد به دست آید .در هوای سرد،که برای عمل آوردن درست بتن مساعد نیست، ممکن است زمان به مقاومت رسیدن بتن 6 هفته یا طولانی ترباشد.بتن دارای مقاومت خمشی پائینی low flexural می باشد،که به ندرت بالای 65 کیلوگرم بر سانتی متر مربع(650psi ) است،وتا اندازه ای به مقاومت فشاری ارتباط دارد. اگر هردوعامل بالا به خاطر سپرده شوند،به سادگی مشاهده می گردد که بار روی کف بتنی قبل از اینکه مقاومت کامل خودش را به دست آورده باشد ممکن است ترک خوردگی ایجاد کند.

بعد از تغییر حجم اولیه در بتن خمیری، که ناشی از مقداری نشست جامدات،و افت مقداری آب مخلوط به علت تبخیر است،بتن به تغیی حجم در حالت سخت شده ادامه خواهد داد.

تغییرات در درجه حرارت،یخ بستن وآب شدن،هوا دیدگی ، ودوران خیس شدن و خشک شدن تغییرات حجم بتن را ایجاد می کند. عدم وجود یا مکان نادرست درزهای کنترل و انبساط جایی که تغییرات حجم بیش از حد است ترکهای غیر ضروری را به وجود می آورد. بتن ریخته شده روی بستر یخ زده نزدیک جریانات سریع هوا blasts ویبره زدن نادرست،وسایر تاثیرات در ترکیب مشکلاتی دربتن سخت شده را سبب می شود.

2-مقدمه در مورد خوردگی

 هنگامی که از بتنی با کیفیت بالا که دارای پوشش کافی برای آرماتورها باشداستفاده شود،از پدیده خوردگی جلوگیری می شود.این محافظت به دلیل درصد بالای خاصیت قلیایی در بتن است(ph نزدیک 13)،که درلایه ی نازک خاکستر رنگ و تاثیر پذیری که بر روی سطح میلگرد است،ایجاد می گردد.اما محافظت از خوردگی،حل مساله به صورت دائمی نخواهد بود.محیط اطراف همیشه تمایل به تاغثیر برروی بتن ونهایتاًتخریب این لایه تاثیر پذیرخواهد داشت. که تخریب این لایه نیز ممکن است ناشیاز کلرایده های در اطراف آراماتورها وکربناسیون لایه پوششی بتن باشد . این مکانیزم وفرایند آن در قسمت بعد تشریح می گردد.

مدت زمانی که سپری می شود تا این لایه تاثیر پذیر تخریب گردد معمولا به پریود period of initiationمعروف است .این مدت زمان به عوامل زیر وابسته است :

1- ضخامت لایه پوشش بتن که هرچه کمتر باشد، این زمان کوتاهتر است .

2- کیفیت لایه پوشش بتن (وابسته به نسبت آب به سیمان )که این زمان با کم شدن کیفیت بتن ،کوتاهتر شده وهمچنین با افزایش مدت آب به سیمان این زمان کوتاهتر می گردد. در حالتهای ویژه وکیفیت ضعیف در اجرای این لایه ، فرایند خوردگی می تواند تسریع پیدا کند.

3- شرایط محیطی ، درجه حرارت ، رطوبت وسطح آلودگی سولفاتها،کلرایدهاونفوذ دی اکسید کربن

4- نوع واکنشی که باعث زوال می گردد(نفوذکربناسیون وکلرایدبه مراتب بسیار شدیدتری باعث مکانیزم خرابی ووال می گردد).

در طی زمان پریودمقدماتی ،فرایند خوردگی باعلائم غیر قابل روئیت به سوی زوال بتن پیش رفته ونه فقط در سطح بتن ، بلکه در محل آرماتورگذاری گسترش می یابد، بنابراین از خطر خسارت ناشی از خوردگی در آینده فقط با ارزیابی وانجام بررسی های ویژه می توان جلوگیری نمود.

1- سازوکار ترک خوردگی در بتن

الف – مقدمه

ازشروع این تحقیق برروی ترک در دانشگاه کرنل ،دراوایل دهه 1960،تاکنون اطلاعات زیادی درباره سازوکار ترک در بتن،دردوسطح میکروسکپی وماکروسکپی به دست آمده است در تحقیقات اولیه،آگاهی از این مطلب که رفتار بتن تحت بارفشاری وکششی،رابطه نزدیکی با نحوه ایجاد ترکها دارد،موجب جلب توجه گردید.با افزایش تنشهای فشاری ،ریز ترکها در مرز بین ملات و سنگدانه ها تشکیل و از آنجا به ملات اطراف سنگدانه ها تشکیل وازآنجا به ملات اطراف سنگدانه هامنتقل می شونددردهه اول تحقیقات،شناختی از رابطه بین گسترش ریز ترک ها ورفتارنیرو-تغییر شکل بتن به وجود آمد.

قبل از بارگذاری،تغییرات حجمی خمیرسیمان موجب ایجادترک هایی در بین سنگدانه های درشت ملات می گردد.تحت بارهای فشاری کوتاه مدت، با بارگذاری وتازمانی که بتن،تقریباٌ به30درصدمقاومت فشاری خود برسد،هیچ گونه ترکی در بتن ایجاد نمی شود.با افزایش باروارده وتقریباٌ تا زمانی که بتن به 70 درصد مقاومت فشاری خودبرسد،ریز ترک هایی ایجاد می شود که با افزایش بار تعداد آنها نیز افزایش می یابد.از این مرحله به بعد،ریز ترک های تشکیل شده در ملاتبتن گسترش می یابند.ترک ها در ملات به سرعت و به میزان زیادی افزایش یافته و در نهایت بتن را خرد می کنند.

تحقیقات تجربی نشان داده است که در بتن های با کشش های یک محوری هنگامی که بتن به 60 درصد مقاومت کششی حدی خود برسد،ریز ترک های اصلی ایجاد می شود.

مطالعه درباره رفتار تنش-کرنش وتغییرات حجمی بتن،نشان می دهدکه شروع تشکیل برک های اصلی،بستگی به افزایش ضریب پواسن بتن دارد.واژه تنش ناپیوستگی به تنش اطلاق می شودکه بر اثر این تنش،مصالح تغییر رفتارمی دهد.

شکل 2-1 شکل ترک خوردگی ومنحنی تنش-کرنش برای بارگذاری فشاری یک محوری بتن

عموماٌ این نظر پذیرفته شده است که ریز ترکهایی که قبل از بارگذاری ایجاد می شونددر مقاومت بتن،اثر بسیارکمی دارند.

تحقیقات انجام شده توسط بروکسونوئل نشان می دهد که تغییرات حجمی اولیه بتن،بر روی ریز ترکها اثر داشته و موجب کاهش مقاومت کشش وخمشی بتن خشک شده    می شود.در این خصوص مطالعات آنها نشان داده است که مقامت نمونه های آزمایشی بتن بر اثر خشک شدن،ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد.

 آنها فرض می کنند که افزایش اولیه مقاومت ناشی از افزایش مقاومت خمیرسیمان خشک شده بوده،وکاهش بعدی مقاومت ناشی از تشکیل ریز ترکهای مربوط به جمع شدگی است.کارهای تحقیقاتی مایریز ،اسلیت،وینتر،شاه وچاندرا  نشان می دهدکه مقدار ریز ترکها تحت بارهای دایمی وبارهای سیکری افزایش می یابد نیز مطالعات آنها نشان می دهد که مقدار کل ریز ترکها،تابعی است از کل کرنش فشاری در بتن و مستقل از روشی است که در آن کرنش اعمال                   می شود.استورمن،شاه ووینتر در مطالعات خود به این نتیجه رسیدند،هنگامی که بتن در معرض گرادیان کرنش قرار می گیرد مقدار ریز ترکها کاهش وکل ظرفیت کرنشی در فشار افزایش می یابد.تقریباٌ همزمان با این تحقیقات،مطالعات دیگری درباره ریز ترکها آغاز شد.پژوهشگران از نظریه ((مکانیک شکست))برای بتن در معرض بارگذاری استفاده کردند.

نظریه مکانیک شکست که توسط گریفیت درسال 1920 پایه گذاری شده است،به عنوان ابزار اولیه برای مطالعات در زمینه شکست تردبرای سازه های فولادی به کار گرفته می شود از آنجا که بتن سالها به عنوان یکی از مصالح ترد درهنگام کشش شناخته شده است مکانیک شکست،             ابزار تحلیلی مناسبی برای پژوهشگران بتن،محسوب می شوددر سال1961،نظریه مکانیک شکست ابتدا توسط کاپلان،در بتن به کار گرفته شد این نظریه انتقال ریزترکها را در مصالح ارتجاعی همگن وایزوتروپ پیش بینی می کند این نظریه از ضریب شدت تنش kl بر حسب مشخصات ترک و تنش است استفاده می کند.

وقتی kl به مقدار بحرانی خود می رسد،شکست رخ می دهد.این مقدار به عنوان kls ،ضریب شدت تنش حساس شناخته شده و تحت شرایطی است که بتن دارای کرنش سطحی است.

درنتیجه kls مقداری از دوام شکست مصالح است.برای سنجش صحیح kls در مصالح،نمونه های آزمایشی باید دارای ابعاد مناسبی باشد تا حداکثر موانع(کرنش سطحی) نقطه شروع ترک خوردگی

ایجاد شود.برای اینکه بتوان از مکانیک شکست خطی ارتجاعی(LEFM )به درستی ایجادنمود بایدklc در مصالح دارای مقداری ثابت ومستقل از شکل نمونه باشد،(نظریه مقاومت حدی جاری شدن که در مصالح مختلف مقداری ثابت است).در اولین کارهای تجربی ،از نمونه های شیار دار کششی وتیرهای ملاتی یا بتنی استفاده شده است مقاومت در برابر ترکها در هنگام رشد سریع آنها،بر حسب میزان آزاد شدن انرژی کرنشی(G )،بیان می گردد،که این میزان رابطه مستقیم یا طاقت شکست مصالح دارد.

در تحقیقات بعدی مقاومت خمیر،ملات وبتن،در برابر ترکها بر حسب طاقت ارزیابی شد.تحقیقات ناس ولوت نشان می دهد که طاقت شکست خمیر وملات با کاهش نسبت آب به سیمان افزایش می یابد،اما نسبت آب به سیمان اثر ناچیزی بر روی طاقت شکست بتن دارد.آنها متوجه شدند کهklc با مرور زمان افزایش وبا افزایش میزان هوادر خمیر،ملات ویا بتن، میزان کاهش  می یابد.طاقت شکست مؤثر ملات با افزایش میزان ماسه افزایش وطاقت شکست مؤثر بتن،با افزایش حداکثر اندازه درشت دانه افزایش می یابد .کارهای دیگری که توسط ناس انجام ودرست قبل از گزارش کمیته ارائه گردید نشان داد که طاقت شکست مستقل از شکل هندسی نمونه خمیر،ملات ویا بتن نبوده ومقدار آن به طول ترک بستگی داشته است این مشاهدات احتمالاً به نتایج نادرستی منجر    می شود که ممکن است با نظریه مکانیک شکست برای بتن،قابل تطبیق نباشد.

 چون نمونه تحت آزمایش باید ابعاد معینی داشته باشد تا بتوان نظریه مکانیک شکست را برآن اعمال کرد.نتایج حاصل ممکن است فقط حاکی از این مطلب باشد که نمونه های آزمایشی ،حداقل ابعاد لازم برای استفاده از نظریه مکانیک شکست ارتجاعی خطی را نداشته است. مکمل این فصل،برخی از مطالعات جدید مکانیک شکست بتن را تشریح می کندوتصویر تقریباً متفاوتی را نسبت به آنچه در گزارش قبلی کمیته224-acl ارائه شد ه بود مطرح می نماید .

ب-شکست

اززمان انتشار گزارش قبلی کمیته 224-acl تا کنون،تحقیقات زیادی رهگشای کاربرد نظریه مکانیک شکست در بتن و اجزای تشکیل دهنده ی آن بوده اند.

شاه ومک گری ازنمونه های خمشی بابارگذاری سه نقطه ای(یک بار مرکزی و دو تکیه گاه )استفاده کرده اند.کار تحقیقاتی آنها نشان می دهددر نمونه هایی که در لبه پایینی و در وسط آنها شکاف یا فرورفتگی ایجاد شده باشد،با افزایش عمق شکاف و پر کردن آن با خمیر سیمان مقاومت خمشی کاهش می یابد ولی اگر از ملات یا بتن استفاده شودتغییری در مقاومت خمشی مشاهده نمی شود.شاه ومک گری،آزمایش هایی برروی نمونه های شکاف دار، در معرض کشش                  (شکاف کششی)انجام داده اند.آنها در آزمایش های خود متوجه شدند که نمونه های با خمیر سیمان ونمونه های با ملات دارای ریزدانه(سنگدانه زیر الک شماره 30)در محل شکاف حساس اند،اما نمونه های با ملات دارای درشت دانه در محل شکاف حساس نیستند.

      اثر عمق شکاف در مقاومت خمشی

براون در آزمایشهای خود از نمونه های خمشی کنسول (طره)دو طرفه دارای شکاف استفاده کردوشکاف را با خمیر سیمان و ملات پر مرده و مورد آزمایش قرار دادآزمایشهای وی نشان می دهد که طاقت شکست خمیر سیمان،مستقل از طول ترک (شکاف)است و بنابراین طاقت شکست برای مصالح، یک عدد ثابت است.

در هر حال طاقت گسیختگی ملات با پیشروی ترک و رشدآن،افزایش می یابد و این بدان معنا است که استفاده از ملات دانه بندی با نرم موجب افزایش طاقت گسیختگی می شود.این رفتار مشابه فتار فولاد ساختمانی (سازه ای) است که حالت و رفتار تنش-کرنش ساده را از خود نشان مید هد .از آنجا که حالت تنش کرنش ساده در بتن،خارج از محدوده مکانیک شکست                             خطی –ارتجاعی(LEFM) صورت می گیرد،تحلیل آن پیچیده تر می شود.برای قابلیت به کاری گیری مجدد(LEFM)باید از نمونه های آزمایشی بیشتر و بزرگترومصالح سخت تری چون ملات استفاده شود.

میندیس و نادو اثر عرض شکاف برklc برای ملات و بتن بررسی کردندآنها با استفاده از تیرهای شکاف دار با طول و عمق ثابت و عرضهای متغییر،متوجه شدندکه هیچ گونه وابستگی بین طاقت شکست و عرض ترک وجود ندارد.از آنجا که نمونه های آنها کوچک و با عمق 50 میلی متر بوده است،احتمالاً آنها به جای اندازه گیری طاقت شکست،مدول شکست را اندازه گیری کرده اند.قابلیت کاربردی بودن این نتایج و بسیاری از تحقیقات انجام شده در مورد سازوکار شکست بر اساس کارهای تحقیقاتی آزمایشگاهی والش در نظر گرفته شده است. در تحقیقات جداگانه ای با استفاده از تیر های شکاف دار وتیرهای با شکاف های تورفته با زوایای 90 درجه،والش نشان داد که اندازه(ابعاد)نمونه هاتاثیرمعینی در کاربری روش مکانیکی شکست ارتجاعی خطی بر روی شکست نمونه های بتن غیر مسلح دارد همانطور که درشکل نشان داده شده است برای نمونه هایی با شکل هندسی مشابه ولی کوچکتراز اندازه بحرانی،ظرفیت مقاومتی نمونه مبتنی بر مدول با مقاومت گسیختگی بتن است که آنرا از طریق توزیع خطی تنش به دست می آورند.مقاومت نمونه های بزرگتر از این اندازه بحرانی مبتنی بر طاقت شکست است که مقدار آن،تابعی تقریبی از جذر مقاومت فشاری بتن است.والش نتیجه می گیرد که در یک آزمایش معتبر برای تعیین طاقت بتن،عمق تیرهای شکاف دار باید حداقل 230 میلی متر باشد این نوع رفتار درفلزات نیز مشاهده می شود.به عنوان مثال برای رسیدن به نتایج معتبر آزمایش مکانیک شکست،نمونه های آزمایشی باید دارای حداقل اندازه باشند(399E  ASTM).این اندازه ها وابسته به مربع سطح طاقت اندازه گیری شده است.بنابراین در مصالحی که طاقت آن دو برابر مصالح دیگر است(درصورتی که همه خواص دیگر یکسان باشد)،ابعاد نمونه باید 4 برابر باشد تا نتایج آزمایش بطور یکسان معتبر باشد.

ارتباط بین نتایج آزمایش برروی نمونه های بتنی شکاف دار ونظریه مربوط

جورو،سورنسن وآرنس، حساسیت شکاف درنمونه های خمیری ملاتی یا بتنی با سه نقطه خمشی ،مشابه نمونه های استفاده شده در آزمایش های شاه ومک گری را مورد بررسی قرار دادند همان طور که در شکل نشان داده شده است ،آنها تعیین کردندکه بتن وملات هر دو،نسبت به شکاف حساس اند،اما در مقایسه باخمیر سیمان حساسیت کمتری نشان می دهند.همچنین به این نتیجه رسیدندکه عدم توافق با تنایج اولیه تااندازه ای ناشی ازبهبود روش بارگذاری است. آنهادریافتندکه نظریه مکانیک شکست خطی برای نمونه های کوچک با خمیرسیمان قابل استفاده است،امانه برای نمونه های کوچک ملات وبتن،تا حدی نسبت به شکاف حساسیت دارندزیراشکست که براساس سطح مقطع خالص است،سازگاری ندارند.با این حال با استناد به کارهای اولیه والش آنها به توافق رسیدند که LEFM برای نمونه های بتنی بزرگ قابل اعمال است ولی برای نمونه های کوچکترکاربردی ندارد.

اثر عمق شیاربر مقدارمقاومت خمشی

هیله میروهیلد سدوف از بارگذاری نمونه های کششی (با مقاطع متراکم)در یک ناحیه شکاف خوردهبرای اندازه گیری طاقت شکست در خمیر سیمان-سنگدانه ودر ناحیه مشترک خمیر سیمان- سنگدانه، استفاده نمودند آنها به این نتیجه رسیدند در حالی که شکست بتن در کشش و فشار وتاثیر متقابل ترکها کنترل می شود،مکانیک شکست ابزار مهمی را برای ارزش یابی اجزای بتن ارائه میدهد.آنها دریافتند که خمیر سیمان یک ماده حساس نسبت به شکاف است وافزایش میزان هوا دهی یا ذرات نم اثرجزیی درمقدارklc دارد.کار تحقیقاتی آنها نشان میدهد که مقادیر klc برای مقاومت موضعی بین سنگدانه وملات فقط3/1 مقدارkls برای خمیر سیمان و عدد مشخصه kls برای سنگدانه حدود10 برابربه مقدارklc خمیرسیمان است.سوآرتز،هووجونز،برای مشاهده رشد ترک در تیر های بتنی شکاف داردر معرض بار سینوسی،از روش اندازه گیری استفاده کردندآنها نتیجه گرفتند که این روش برای مشاهده رشد ترکهای ناشی از خستگی ،بسیار مفید است. بر اساس ظاهر سطح ترک خورده که ترکیبی از شکست سنگدانه و جدا شدن آن از ملات است دریافتند که طاقت شکست جزء خصوصیات ثابت و دائمی مصالح نیست. اگر چه آنها اذعان می کنند که طاقت شکست موثراگر مربوط به یک مصالح مشخص و یک نمونه مشخص با متغیرهایی چون اندازه سنگدانه دانه بندی ونیز نسبت به اختلاط باشد،ودر محاسبات بازتاب غیر خطی بتن،درنظر گرفته شود می تواند یک مشخصه برای مصالح باشد. بی گمان شماری از پژوهشگران بر این عقیده اند که نظریه گریفیت،یعنی مکانیک شکست خطی مستقیمبرای همه نوع بتن،کاربرد ندارد(ASTNE 399). اما تصور برخی نظریه سوآرتز ودیگران بر این است که وقتی محدودیتها واثرهای ویژه یر همگن منظور شود این نظزیه کاربرد خواهد داشت .بدیهی است که باید به ابعاد مناسب برای نمونه ها توجه شود مشاهدات والش را می توان اساس کارهای تحقیقاتی در آینده دانست. این پژوهشگرطی آزمایشهای خود نشان داده است که اگر نمونه ها به اندازه کافی بزرگ باشند،اثر ناهمگنی ،بسیار کاهش می یابد و بتن ممکن است به مادهای تقریباً همگن تبدیل شود که در آن صورت،اصول مکانیک شکست برای آن قابل اعمال است.

الف- مقدمه

ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خشک مسئله ای است که معماران،مهندسان وپیمانکاران بدان توجه بیشتری به سایر مشخصات مبذول داشته اند.این یکی از مسائل جدی است که در اجرای کارهای بتنی مشاهده می شوند.با طراحی واجرای خوب می توان مقدار ترک خوردگی را به حداقل رساند و با فولاد گذاری کافی وایجاد دردهای انقباض می توان ترکهای بزرگ و قابل رویت را حذف نمود.گر چه جمع شدگی خشک یکی از عوامل اصلی ترک خوردگی بتن است،تنشهای حرارتی ،واکنشهای شیمیایی و یخبندان،بعلاوه تنشهای کششی زیاد ناشی از بارهای وارد بر سازه،اغلب موجب ترک خوردگی در بتن سخت شده می شوند.مطالب ارائه شده در این فصل فقط متوجه موضوعاتی چون ترک خوردگی بتن سخت شده ناشی از جمع شدگی خشک،عوامل مؤثر در جمع شدگی،کنترل ترک خوردگی واستفاده ازسیمان های منبسط شونده برای به حداقل رساندنمیزان ترک خوردگی است.

ب-شکل گیری ترک

چرا بتن بر اثر جمع شدگی ترک می خورد؟اگر جمع شدگی خشک آزادانه صورت بگیرد،بتن ترک نمی خورد.در یک سازه،بتن همواره در معرض قیدهای مختلفی،مثل پی،سایر بخش های سازه و فولاد تقویتی مدفون در بتن قرار دارد.این ترکیب جمع شدگی و قید به ایجاد تنش های کششی منجرمی شود.وقتی این تنش کششی به حد مقاومت کششی بتن می رسد،ترک می خورد.

                                                      ترک خوردگی بتن بر اثر جمع شدگی

نوع دیگر قید از اختلاف جمع شدگی در سطح و درون نمونه بتنی ، بویژه در آغازعمربتن ایجادمی شود.ازآنجا که همواره جمع شدگی خشک در سطح خارجی بتن بزرگتر است،قسمت داخلی قطعه بتنی از جمع شدگی سطح خارجی آن جلوگیری می کند،درنتیجه تنش های کششی توسعه می یابد.این حالت ممکن است به ایجادترک درسطح بتن منتهی شود، البته این ترک هادرعمق بتن نفوذنمی کنند.ترک های سطحی ممکن است براثرمرورزمان باعمق بیشتری قراردهند.برزگی تنش های کششی ایجاد شده هنگام خشک شدن بتن ،بستگی به عوامل زیر دارد:

الف)مقدار جمع شدگی

ب) میزان قید

ج) مداول ارتجاعی بتن

د) خزش یا آسایش تنش

بنابراین،جمع شدگی فقط یکی از عوامل کنترل کننده ترک خوردگی است. تازمانی که مسئله ترک خوردگی مطرح است،بتن باید دارای مدول ارتجاعی کم وخزش زیادباشد زیراعوامل مذکورمقدارجمع شدگی خشک کم وقابلیت انبساط پذیری زیاد(مدول کم،خزش زیاد)ودر عین حال دارای مقاومت کششی زیادی باشد .هرچندقابلیت کش آمدن زیادیک قطعه نتنی درمعرض خمش ،موجب بیشتری می شود.

ج- عوامل مؤثردرجمع شدگی خشک

عوامل اصلی مؤثردرایجاد جمع شدگی عبارتنداز :ترکیبات سیمان،نوع سنگدانه،مقدارآب ونسبت اختلاط مواد. سرعت ازدست دادن رطوبت یاجمع شدگی دریک بتن مشخص،بستگی زیادی به اندازه وشکل قطعه بتنی ،محیط وزمان خشک شدن دارد.این عوامل وسایرعواملی که درسرعت وبزرگی جمع شدگی اثر می گذارندبه شرح زیرمورد بحث قرارگرفته است:

ج-1 اثرسیمان

نتایج مطالعات وسیعی که توسط بلین،آرنی ووایوانز ازدفترملی استانداردبرروی تعداد زیادی سیمان های پرتلندانجام شده است ، نشان می دهد که نمی توان گفت سیمانی مطابق یکی ازسیمان های نوع استاندارد است،جمع شدگی کمتریانسبت به نوع دیگرسیمان استاندارددارد.نتایج آنهادرباره خمیرسیمان ،مقادیر جمع شدگی متنوعی را برای سیمان پرتلندبویژه نوع lنشان داده است. که ازآن میان کرنش جمع شدگی خشک به مدت 6ماه از15 00/0تاحتی بیش از60 00/0 بوده ومیانگین کرنش در182 سیمان آزمایش شده حدود30 00/0 است آنها متوجه شدند که جمع شدگی کمترخمیر سیمان بانسبت های زیرهمراه است :

آزمایش های برونوئر،اسکالنی ویودن فروند نشان داده است که عمل آوردن خمیر سیمان نوع llدرکوتاه مدت (تسریع شده) جمع شدگی بسیار کمتری نسبت به خمیرسیمان نوع lدارد.باوجوداین ،جمع شدگی درخمیر عمل آورده شده پس از28روزبرای هردوسیمان حدوداًیکی است . آزمایش های انجام انجام شده توسط اداره واحد اتوبان ها درکالیفرنیابرروی ملات یا خمیر سیمان به منظور بررسی رفتاربتن ،نشان می دهد که سیمان نوعllمعمولاً جمع شدگی کمتری نسبت به سیمان نوع lوجمع شدگی بسیار کمتری نسبت کمتری به سیمان های نوع lllدارد آزمایش های انجام شده توسط لرچ نشان می دهد که نسبت گچ درسیمان تأثیر عمده ای درجمع شدگی دارد تولید کننده های سیمان این تفاوت در جمع شدگی را که ناشی از ترکیبات سیمان است بابهینه کردن مقدارگچ تعدیل می کنند نرمی سیمان می تواند در جمع شدگی خشک تأثیرداشته باشد .آزمایش های انجام شده توسط اداره واحد اتوبان ها درکالیفرنیابرروی ملات یا خمیر سیمان به منظور بررسی رفتاربتن ،نشان می دهد که سیمان نوع ll معمولاً جمع شدگی کمتری نسبت به سیمان نوع lوجمع شدگی بسیارکمتری نسبت به سیمانهای نوع lllداردآزمایش های انجام شده توسط لرچ نشان می دهد که نسبت گچ درسیمان تأثیر عمده ای درجمع شدگی دارد. تولید کننده های سیمان این تفاوت درجمع شدگی راکه ناشی از ترکیبات سیمان است بابهینه کردن مقدارگچ تعدیل می کنند.نرمی سیمان می تواند درجمع شدگی خشک تأثیر داشته باشد. ازمایش های انجام شده توسط کارلسون نشان دادکه سیمان های نرم ترعموماًجمع شدگی بیشتری دربتن ایجادمی کنند ،اما افزایش نرمی سیمان زیادنیست . نتایج به دست آمده توسط کارلسون نشان می دهد که ترکیبات سیمان یک عامل بوده ودربرخی ازسیمان ها ،افزایش نرمی سیمان است تغییرات کمی رانشان دهد وحتی دربعضی ازحالت ها جمع شدگی کمتری نیز دربتن ایجاد نماید.

ج-2 اثرنوع سنگدانه

سنگدانه های ریزودرشت که بین 65تا75درصدکل حجم بتن را اشغال می کنند اثرعمده ای درجمع شدگی دارند. می توان فرض کردکه بتن دارای ساختاری ازخمیرسیمان است که وجود سنگدانه هاازشدت جمع شدگی درآن جلوگیری می کنند . جمع شدگی خشک دربتن ،فقط حدود(4/1تا6/1) جمع شدگی خمیر سیمان است. عواملی که درقابلیت جلوگیری ازجمع شدگی بتن دررابطه باسنگدانه هااثرمی گذارند،عبارتنداز:

الف)تراکم پذیری سنگدانه وانبساط پذیری خمیر

ب) چسبندگی بین خمیر وسنگدانه

ج) میزان ترک خوردگی خمیرسیمان

د) انقباض سنگدانه ها براثر خشک شدن

ازبین عوامل ذکرشده، تراکم پذیری سنگدانه مؤثرترین درجمع شدگی خشک بتن است. هرچه سختی یا مدول ارتجاعی سنگدانه بیشترباشد،اثرآن درکاهش جمع شدگی بتن بیشتر است.آب سنگدانه که نشانه تخلخل آن است ، برقابلیت تراکم پذیری آن اثر می گذارد. معمولاً مدول ارتجاعی پایین درسنگدانه باجذب آب زیاد همراه است. اثرزیادی که نوع سنگدانه درجمع شدگی خشک می گذارد توسط کارلسون نشان داده شده است. به عنوان مثال ،برخی ازاطلاعات او درباره جمع شدگی برای بتن های باسیمان مشابه در جدول نشان داده شده است. کوارتز،ماسه سنگ،دولومیت ،گرانیت،فلدسپار وبرخی ازبازلت ها عموماً می توانند تحت عنوان سنگدانه های جمع شدگی کم دسته بندی شوند.بتن های باجمع شدگی زیاد اغلب شامل سنگ آهک ،سنگ لوح،هرنبلند وبرخی ازانواع بازالت هستند. ازآنجا که سختی برخی ازسنگدانه ها نظیر گرانیت ،سنگ آهک یادولومیت می توانند تفاوت زیادی داشته باشند، تأثیرآنها درجلوگیری ازجمع شدگی خشک نیز متفاوت خواهد بود.

درصدافت دریک سال	درصد جذب	وزن مخصوص	سنگدانه
116/0	0/5	47/2	ماسه سنگ
068/0	3/1	75/2	اسلیت
047/0	8/0	67/2	گرانیت
041/0	2/0	74/2	سنگ آهک
032/0	3/0	66/2	کوارتز

گرچه قابلیت تراکم پذیری مهم ترین مشخصه سنگدانه است که جمع شدگی بتن را کنترل می کند ،خود سنگدانه نیز برحسب میزان خشک شدن آن می تواند به مقدارقابل توجهی منقبض شود.این برای ماسه سنگ وسایر سنگدانه های دارای میزان جذب آب زیادنیز صادق است . بنابراین به طورکلی ،سنگدانه های بامدول ارتجاعی زیادومیان جذب آب کم منجربه کم شدن جمع شدگی در بتن می شود . درهر حال ، برخی از انواع سنگدانه های سبک وزن سازه ای نظیر شیل منبسط  شده ، رس واسیلت که قابلیت جذب آب زیاد را دارند،بتن هایی با جمع شدگی کم تولید می کنند .

درشتی سنگدانه اثرزیادی در جمع شدگی خشک بتن دارد. یک سنگدانه بزرگ نه تنهاموجب استفاده آب کمتری درمخلوط می شود،بلکه دربرابر جمع شدگی خمیر سیمان نیزمقاوم است. درجه بندی سنگدانه نیزدرجمع شدگی بتن اثر دارد.

استفاده ازسنگدانه ای که (ریزدانه یادرشت دانه) به درستی دانه بندی نشده باشد ممکن است برای این که بتواند کارایی لازم را ایجاد نماید ، منجربه یک مخلوط پرماسه شود ودرنتیجه عدم استفاده ازحداکثرمقدار درشت دانه ، موجب افزایش جمع شدگی می شود.

ج- 3 اثرمقدار آب ونسبت های اختلاط

مقدار آب دریک مخلوط بتنی عامل مهم دیگری است که در مقدار جمع شدگی خشک اثر می گذارد. درآزمایش های انجام شده توسط دفترآبادسازی درآمریکا نشان داده شده است که با افزایش مقدار آب، جمع شدگی زیاد افزایش می یابد.

 نسبت واقعی بین مقدارآب وجمع شدگی خشک درشکل نشان داده شده است.افزایش مقدارآب نیز حجم سنگدانه هایی که نقش قیدرادارند، کاهش می دهد  ودر نتیجه جمع شدگی بیشتری ایجاد می شود . جمع شدگی بتن را می توان بابه حداقل رساندن میزان آب مصرفی خمیر سیمان وبا به حداکثررساندن کل مقدار سنگدانه مصرفی به حداقل رساند زیرا به حداکثر رساندن مقدار سنگدانه ها موجب می شود که به ازای هر واحد حجم بتن ،مصرف آب کمتر شده و درنهایت موجب کاهش جمع شدگی بتن گردد . کل حجم سنگدانه درشت عامل مهمی در جمع شدگی خشک است .

 بتنی که برای بتن ریزی باپمپ مخلوط شده ودارای مقدار ماسه زیادی است، جمع شدگی بیشتری نسبت بهمخلوط های مشابه بامقدار مناسب ماسه خواهد داشت.آزمایش ها یگزارش شده توسط ترمپر واسپلمن نشان می دهد که سیمان اثر ناچیزی درافت بتن دارد .اطلاعات آنها نشان می دهد که با افزایش مقدارسیمان از279 کیلوگرم برمترمکعب به 446کیلو گرم برمترمکعب ، مقدار آب تقریباً ثابت می ماند،درحالی که درصد ریزدانه کاهش می یابد.

شکل اثر میزان آب در جمع شدگی خشک بتن

مقدار آب مخلوط لازم برای ساخت بتن با افت مشخص بستگی زیادی به حداکثر اندازه سنگدانه دارد. سطح سنگدانه که باید توسط خمیر سیمان پوشیده شود ،با افزایش اندازه سنگدانه کاهش می یابد . اثر مهم تری که اندازه سنگدانه کاهش می یابد . اثرمهم تری که اندازه سنگدانه درمقدار آب بتن دارد درشکل نشان داده شده است .

اطلاعات ارئه شده دراین شکل ازکمیته 1- 211aclگرفته شده است به عنوان مثال برای بتن با افت 75تا100 میلیمتر،افزایش حداکثر اندازه درشت دانه از9میلیمتربه 38میلیمترموجب کاهش مقدار آب لازم از202کیلوگرم برمترمکعب به 78کیلوگرم برمترمکعب می شود این 24 کیلو گرم کاهش درمقدارآب ،جمع شدگی خشک دریک سال را تاحدود 15درصد کاهش می دهد.  درشکل همچنین اثرافت درمقدارآب مورد نیازنشان داده شده است .برای مثال آب لازم برای بتن ساخته شده باسنگدانه های حداکثر19میلیمتری وافت 75تا100میلیمتر202کیلو گرم برمترمکعب وبرای افت25تا50میلیمتر184کیلوگرم برمترمکعب است . این کاهش اساسی درمقدارآب ،جمع شدگی خشک راتقلیل می دهد.

اثر اندازه سنگدانه درمیزان آب لازم برای بتن غیر هوازا

 عامل مهم دیگری که درمقدار آب لازم دربتن ،ودرنتیجه درجمع شدگی آن اثرمی گذارد،دمای بتن تازه است اثردما درمقدارآب مصرفی توسط دفترآبادسازی آمریکا درشکل نشان داده شده است برای مثال اگر دمای بتن از38درجه سانتیگرادکاهش یابد،باحفظ افت موجب کاهش حداقل 20کیلوگرم اب می شود .

این کاهش اساسی درمقدارآب مصرفی ،جمع شدگی خشک رابه مقدارقابل توجهی کاهش               می دهد.ازبحث بالا این نتیجه به دست می آید که ،برای به حداقل رساندن جمع شدگی خشک دربتن باید مقدارآب درطرح مخلوط به حداقل برسد.هرعملی که موجب افزایش مقدارآب مصرفی دربتن تازه شود ،نظیرافت بالا،دمای زیادبتن تازه یا استفاده ازسنگدانه ی ریزتر،اساساًجمع شدگی وسپس ترک خوردگی بتن را به همراه خواهدداشت.

شکل اثر دمای بتن تازه برروی میزان آب لازم

ج- 4 اثرموادافزودنی شیمیایی

برای به دست آوردن بتنی با خواص مطلوب ،ازمواد افزودنی استفاده می شود متداول ترین آنها عبارتند از : مواد افزودنی هوازا،مواد افزودنی کاهش دهنده مقدارآب ،مواد افزودنی کندگیرکننده وتسریع کننده .

با استفاده از مواد افزودنی هوازاانتظار می رود که افزایش مقدارحباب های هوا،جمع شدگی ناشی ازخشک شدن افزایش یابد . هرچند به علت هوادهی دربتن ،بدون کاهش جمع شدگی تغییری نمی کند برخی از عوامل هوازا،کندگیرکننده های قوی ودارای تسریع کننده هایی هستند که جمع شدگی را 5تا10 درصد افزایش می دهند. اگر چه استفاده ازمواد افزودنی کاهش دهنده آب وکندگیرکننده درمخلوط بتنی ،کاهش مقدارآب را ممکنمی سازد ولی معمولاضموجب کاهش جمع شدگی خشک نمی شود .در واقع برخی ازاین مواد افزودنی ممکن است حتی موجب افزایش جمع شدگی درمراحل اولیه  خشک شدن شوند.گرچه جمع شدگی این بتن ها نظیر مخلوط های بدون مواد افزودنی است.استفاده ازکلرید کلسیم (یک تسریع کننده متداول) بخصوص درمراحل اولیه خشک شدن بتن ،موجب افزایش اساسی درمقدار جمع شدگی خشک خواهد شد. آزمایش های انجام شده توسط اداره ترابری کالفیرنیا نشان می دهد که جمع شدگی 7روزه بتن ،بایک درصد کلریدکلسیم حدوداًدو برابرافت درنمونه های مبنا(بدون موادافزودنی)است.گرچه پس از28روزخشک شدن جمع شدگی دربتن دارای کلرید کلسیم حدوداً40درصدبیشترازنمونه مبناست.

شکل سرعت خشک شدن بتن در هوای آزاد بارطوبت نسبی 50 درصد

ج-5 اثرپوزولان ها

خاکسترومعدودی ازموادازمواد ساختمانی طبیعی دیگر نظیرچرت اپالین،شیل ودیاتومه های زمینی ،توف،پومی سیت،پوزولان هایی هستند که در بتنهای ساخته شده از سیمان پرتلند استفاده می شود. با استفاده از برخی از این پوزولان های طبیعی می توان مقدار آب لازم و مقدار جمع شدگی خشک در بتن را افزایش داد.همچنین مشاهده شده است که استفاده ازبرخی از این پوزولان ها بدون ایجاد تغییری در مقدار آب مخلوط جمع شدگی خشک در بتن را افزایش می دهد.برخی از خاکسترها اثری در جمع شدگی خشک ندارند،در حالی که برخی دیگر ممکن است موجب افزایش جمع شدگی بتن شوند. همه این مشاهدات بر اساس آزمایشهای انجام شده بر روی نمونه های آزمایشگاهی است هر چه قطعه بتنی بزرگتر باشد،جمع شدگی آن کمتر است این ممکن است توجیهی برای تفاوت جزیی در ترکهای ناشی از جمع شدگی در سازه های با پوزولان ها ویا بدون پوزولان باشد،علی رغم اینکه بتنهای پوزولان دار در نمونه های کوچک آزمایشگاهی جمع شدگی بیشتری دارند.

اثر اندازه نمونه در جمع شدگی ناشی ازخشک شدن آن

ج-6 اثر دوره عمل آوردن مرطوب

کارلسون گزارش می دهد که عمل آوردن بتن در شرایط مرطوب اثر زیادی در جمع شدگی ناشی از خشک شدن ندارد این گزارش با نتایج آزمایشهای انجام شده در اداره ترابری ایالات کالیفرنیا نیز مطابقت دارد که اساساً مقدار جمع شدگی مشابه ای را در بتنی که قبل از مرحله خشک شدن برای مدت 7و14و28 روز به صورت مرطوب عمل آورده شده است ،نشان می دهد.تا آنجا که به ترک خوردگی بتن مربوط است،عمل آوردن بتن،در شرایط مرطوب وممتد لزوماً سودمند نخواهد بود.گر چه مقدار مقاومت با مرور زمان افزایش می یابد،مدول ارتجاعی نیز تقریباً با همان درصد افزایش یافته و نتیجه بدست آمده،افزایش جزیی در کرنش کششی است که بتن می تواند تحمل کند عمل آوردن با بخار در فشار اسمزی که عموماًدرساخت قطعات سازه ای پیش ساخته استفاده     می شود،جمع شدگی خشک را کاهش می دهد همچنین به علت اینکه عمل آوردن بتن یا بخار مقاومت زیاد وزودراس را در بتن ایجاد خواهد کرد تمایل به ترک خوردگی در بتن کاهش خواهد یافت زیرا قطعات پیش ساخته قید ندارد.

د-7 بتن تعدیل کننده ی جمع شدگی

بتنهای تعدیل کننده جمع شدگی را با استفاده از سیمانهای منبسط شونده و برای به حداقل رساندن یا از بین بردن ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی ، می توان تهییه نمود.مشخصات ونحوه استفاده از بتن های منبسط شونده در مقالات و گزارشهای مختلف منتشر شده است از بین انواع سیمانهای منبسط شونده،سیمان نوع k متداول ترین نوع سیمان تعدیل کننده جمع شدگی در آمریکا است.

دربتن مسلح،انبساط خمیرسیمان در روزهای اولیه عمل آوردن موجب پیش تنیدگی اندکی می شود که در بتن ،تنشهای فشاری و در فولاد،تنشهای کششی ایجاد می کند مقدارتنشهای فشاری ایجاد شده دربتنهای تعدیل کننده جمع شدگی از2%تا7% مگاپاسکال (24تا100 پوند براینچ مربع) است.

هنگامی که بتن در معرض جمع شدگی خشک قرار می گیرد انقباض بتن موجب کاهش یا عدم پیش فشردگی مجدد می شود .پیش فشردگی اولیه بتن مقدار تنشهای کششی نهایی ناشی ازجمع شدگی را به حد اقل می رساند و موجب کاهش یا عدم میل به ترک خوردگی در بتن می شود.استفاده از سیمانهای منبسط شونده که جهت تولید بتنهای تعدیل کننده جمع شدگی مصرف شده،در شکل نشان داده شده است .

در شکل تغییر طول بتن تعدیل کننده جمع شدگی با تغییر طول بتن ساخته شده از سیمان پرتلنددر شول زمان(سنین مختلف بتن)،مقایسه شده است از نظر قیود ارتجاعی،مقدار فولاد تقویتی مصرفی در بتن مسلح، با استفاده از سیمان پرتلند معمولاً بیشتر از مقدار میلگرد لازم برای بتن تعدیل کننده جمع شدگی است.

برای بهره برداری کامل از پتانسیل انبساطی بتنهای تعدیل کننده جمع شدگی و به حداقل رساندن یا پیش گیری ازترک خوردگی ناشی از جمع شدگی در سطوح بتنی سخت نشده لازم است که بلافاصله پس از پرداخت نهایی ،عمل آوردن با آب                                                           (پوشش مرطوب یا در حوضچه آب قرار دادن) شروع شود.

در دال هایی که زیر سازی آن کاملاًاشباع است عمل آوردن با استفاده از اسپری و یا پوششهای ضد رطوبت با موفقیت همراه بوده است چنانچه عمل آوردن بتن های تعدیل کننده به طور نادرست انجام گیرد،موجب می گردد که بتن انبساط لازم را نداشته باشد و ازد یاد طول فولاد به طور ناقص پذیرد که در این صورت در مرحله جمع شدگی خشک ترکهایی در بتن به وجود خواهد آمد.توصیه های خاص و اطلاعات مربوط به کاربرد بتنهای تعدیل کننده جمع شدگی در 223 ACL آمده است.

اصول اساسی در بتن های تعدیل کننده جمع شدگی

مشخصات تغییر طول بتن های افت پذیر سیمان پرتلند(بارطوبت نسبی 50 درصد)

3-اثر ترک خوردگی دراز مدت

الف-مقدمه

ترک خوردگی در بتن متاثر از شرایط زمان طولانی است که اجزاء بتنی با آن مواجه اند در بسیاری ازحالتها که بتن مسلح و غیر مسلح برای مدتی طولانی در محیط قرار می گیرندو یا بارگذاری می شوند عرض ترک افزایش می یابد.این فصل،خلاصه ای از عوامل اصلی و موثردراز مدت را برکنترل ترک درعملکرد بتن ارائه می کند.

ب-تاثیرات محیطی

اثر محیط نامناسب در دراز مدت می توانددرا یجادوتوسعه ترک ها موثر بوده وبرای بتن و فولاد مضر باشد اگر بتن به صورت بحرانی اشباع شده باشد ودربرابر یخبندان وآب شدن یخ مقاوم نباشد هنگام یخبندان ترک می خورد.نبودن چنین مقاومتی می تواند ناشی از استفاده ازسنگدانه های غیر مقاوم در برابر یخبندان ویا بر اثر نبودن یک سیستم مناسب از حفره های هوا باشد.

همچنین محافظت نکردن بتن در هنگام یخبندان قبل از اینکه آب قابل یخ زدن در بتن، به میزان مناسبی کاهش یافته و بتن مقاومت کافی را به دست آورده باشد،این ترک خوردگی در بتن آشکار           

می شود.در بتنهای غیر مقاوم در برابر یخبندان،رسیئن به مرحله اشباع بحرانی ممکن است بر اثر بروز ترکهای اولیه باشد که به سهولت امکان ورود آب بیشتری در مقایسه با حالت بی ترک بودن را فراهم می سازد.تشکیل ترکهای ((D )) شکل نزدیک به درزهایا ترکهای دیگر در رویه بتنی،مثال خوبی دراین زمینه است در اغلب موارد غیر معمول نیست که ترکهای حاصل از تنشهای حرارتی و یا جمع شدگی در مخلوط پر مایه لایه های رویی تاج صدها و یا دیواره کانالهای کشتیرانی بین دو راه آبی،بر اثر یخ زدن آبی که به داخل ترکها نفوذ می کند موجب ترکیدن بتن  شود.

این پدیده بدون توجه به مقاومت بتن در مقابل یخ زدگی اتفاق می افتد .از سوی دیگر ترک های موجود ممکن است قبل از رسیدن بتن به مرحله اشباع بحرانی و یخبندان،باعث خشک شدن بتن شوند،در صورت عدم وجود این ترک ها چنین حالتی اتفاق نخواهد افتاد.

بنابراین نقش ترکها از نظر عدم قابلیت مقابله بتن در برابر یخبندان بر حسب شرایط محیطی (مثلاً زمان لازم برای خشک شدن پس از تر شدن و قبل از یخبندان)،عرض ترک ،قابلیت تخلیه ی آب موجود در ترک و..... گوناگون خواهد بود اگر سنگدانه مصرفی در بتن تحت شرایط یخبندان –ذوب شدن،بادوام بوده ومقاومت بتن نیز بالا باشد، دوام بتن بهتر خواهد بود آزمایشهای انجام شده روی تیرهای بتنی مسلح درشرایط محیطی (در معرض یخبندان وذوب شدن درجوار آب دریا ) حاکی از این است که بتن های هوا داده شده (بتن با حباب هوا) دربرابر شرایط محیطی مقاوت بیشتری نسبت به بتن های معمولی از خود نشان داده است تیرهایی که با میلگردهای آجدار جدید ساخته می شوند نسبت به میلگردهای آجدار قدیمی ،دارای مقاومت بهتری هستند . براثر گذشت زمان، حداکثر عرض ترک هنگامی که تنش فولاد از210 مگاپاسکال کمتر باشد افزایش نمی یابد، اما طی 9 سال درمواردی که تنش فولاد 210 مگا پاسکال یا بیشتر باشد ،عرض ترک به میزان قابل توجهی (50تا100 درصد)افزایش می یابد.

ج- استفاده ازپلیمرهادربهبودمشخصات ترک خوردگی

کارها وسیعی درمورد استفاده ازپلیمردراصلاح وترمیم مشخصات بتن انجام شده است بتن های پلیمری- سیمان پرپلند ،ظرفیت تغییر شکل پذیری ومقاومت کششی وفشاری زیاد ونفوذپذیری ناچیزی دارند. مقاوت کششی دونیمه شدن دراین بتن ها10/vmp است پلیمر تزریقی روش دیگریست که می توان ان را به عنوان یک سیستم پلیمری مناسب برای بتن معرفی کرد دراین روش ،با تزریق عمقی پلیمر در بتن لایه ای با کیفیت بتن با کیفیت زیادایجاد می شود.

به دلیل این ویژگی های مطلوب انتظار می رود که قطعات سازه ای ساخته شده با بتن پلیمری،کارپذیری(عملکرد) فوق العاده ای با توجه به ترک خوردگی ،تغییر مکان(خمیدگی در ستون ها،افتادگی در تیرها ودال ها)،خزش،جمع شدگی و نفوذ پذیری از خود نشان دهند.

4-کنترل ترک در بتن ریزهای پر حجم

الف- مقدمه

با اقدامات مناسب برای کاهش مقداروسرعت تغییر دما،می تواناز ترک خوردگی ناشی ازپس سرد کردن ویاترکیبی از این دو می باشد.اخیراًازعایق حرارتی برای محافظت ستون نمایان نیز استفاده شده است . میزان کنترل دمای لازم برای پیشگیری ترک خوردگی های گوناگون بستگی زیادی   

000000000000000000به عواملی چون مکان ارتفاع وضخامت سازه،خصوصیات سنگدانه مشخصات بتن      وموانع خارجی دارد.

گرچه دراین فصل اطلاعات زیادی از سطح های بتنی پرحجم گردآوری شده است ،مطالب آن به خوبی برای سازه های بتنی دیگر نظیر مراکز نیروگاه بخار ،نیروگاه ها،     پی ساختمانها وپل ها وسدهای دریچه داربرای عبور کشتی قابل استفاده است . بتن ریزی ترمی یک نوع بتن پرحجم مخصوص است که به صورت کامل در فصل هشتم ازacl304ارائه شده است ودراین جامورد بحث قرار نخواهد گرفت.

محل سازه ها درمیزان کنترل دمای لازم آنها اثر می گذارد. معمولاًدرارتفاعات زیاد ،تغییرات دمابه جای روزانه بودن فصلی است. در موردسدها ،ارتفاع برنیاز کنترل ترک تأثیر می گذارد.در سدهای خیلی بلند،تنش های طراحی زیاد خواهد بود وسیمان بیشتری باید مصرف شود تاضریب ایمنی لازم به دست آید .

 دراین صورت گرمای زیادی ایجاد می گرددودرنتیجه موجب دمای داخلی بیشتری می شود به علاوه ،سدهای بلندتر بعد افقی بزرگتری بوده که بالطبع باعث حرارت داخلی بیشتری می گرددولزوم کنترل حرارتی را ایجاب می کند مشخصات بتن ،درمسئله کنترل ترک اثردارد. بتن ها نسبت به مقدارکرنش کششی که قبل از خوردگی تحمل می کنند ،متفاوتند برای کرنش هایی که به سرعت به بتن وارد می شود دو عامل که کنترل کننده کرنش بتن هستند عبارتنداز مدول الاستیسیته ومقاومت کششی . برای کرنشی کهبه کندی وارد می شود ،خزش یا (وادادگی )بتن مهم است .

 عواملی که در ظرفیت کرنشی بتن اثر می گذارند ونیز سرعت خزش بتن به طور کامل ،مورد بحث قرارگرفته شده است.مشخصه مهم دیگر بتن ،ضریب انبساط حرارتی آن است . مقدارکرنشی که دمای بتن را تغییر می دهد مستقیماًبا ضریب انبساط حرارتی آن متناسب است .ضریب متوسط انیساط حرارتی بتن پرحجم حدود 9میلیونیوم درهر درجه سانتی گراد به 7میلیونیوم دردرجه سانتی گراد برسد . بنابراین ،درحالتهای بحرانی ،که بتن دارای مقاومت کششی پایینی است .

 مدول الاستیسته وضریب انبساط حرارتی زیادوکاملاًگیرداراست. درصورت کاهش سریع دما، حتی به مقدار3درجه سانتی گرادممکن است بتن ترک بخورد .ازطرف دیگر ،برخی از بتن ها می توانند کاهش سریع دماتامیزان 10درجه سانتی گراد را،حتی وقتی گیرداری کامل است تحمل نماینداطلاعات بیشتردرزمینه انبساط حرارتی آن است. مقدارکرنشی که دمای بتن راتغییر می دهد مستقیماًبا ضریب انبساط حرارتی بتن در گزارش کمیته207-acl آمده است.

با توجه به این تکات ظاهراً میزان کنترل ترک لازم برای حذف کامل درزها ممکن است برای ساختن سدی در نزدیکی  خط استوا با سنگدانه های مناسب بدون هزینه باشد ودر محلی که تغییرات دما زیاد است و تنها سنگدانه های موجود دارای مدول الاستیسیته و انبساط حرارتی زیادی هستند ممکن است بسیار پر هزینه باشد.

در مورد اخیر نحوه کار مناسب پیش سرد کردن است،وپس سرد کردن است،وکاربرد عایق حرارتی برای سطوح در معرض هوای سردضروری است. عایق حرارتی اجازه میدهد تازمانی که دمای سطحی بتن به دمای محیط برسد،یا تا زمانی که بتن اضافی روی آن یا در کنار محلی که عایق شده ریخته شود،در جای خود باقی بماند.تحقیقات بیشتری در این زمینه با مؤثرترین نحوه استفاده از عایق حرارتی به ویژه درمناطق دارای آب و هوای شدید وخاص ضروری است.

دو اقدام برای ایجاد ایمنی دربرابر ترک خوردگی وجود دارد.نخست،بهینه کردن مصالح ونسبت های اختلاط برای ساخت بتنی که بهترین مقاومت در برابر ترک خوردگی و یا بیشترین ظرفیت کرنشی کششی را دارا باشد.این کار،مستلزم انتخاب دقیق سنگدانه،استفاده از حداقل سیمان برای بتن هایی که در محیط های داخلی مصرف می شوند،محدود کردن حداکثر اندازه سنگدانه و یا استفاده از روش های خاص دیگر است.

دومین اقدام برای پیشگیری از ترک خوردگی،کنترل ضرایبی است که ایجاد کرنش کششی می کنند.این کار ممکن است به معنای پیش سرد کردن یا پس سرد کردن عایق کاری              (احتمالاً گرم کردن) سطوح درمعرض هوای سرد و طراحی برای به حداقل رساندن کرنش اطراف راهروها وسایربازشوها باشد.

ب-کنترل ترک خوردگی

برای کنترل ترک خوردگی لازم است طراح،با در اختیار داشتن کرنش ها و درجه حرارتهای (دماها)احتمالی،معیارهای اجرایی می تواند به ترتیب از کم هزینه ترینتا پرهزینه ترینروش ها را،برای شرایط آب وهوایی ومصالح مناسب و شرایط نامناسب ونامطمئن،در بر گیرد.برخی از شرایطی که پیشگیری از ترک خوردگی را ممکن می سازند،عبارتند از:

1-بتن با ظرفیت کرنشی کششی زیاد.

2-تغییرات دمای جزئی شبانه روزو فصول

3-میزان سیمان کم(با تنش های کم در طراحی)

4-سیمانی که گرمای کم ایجاد می کند.

5-بلوک های (قطعات) کوچک

6-سرعت کم در ساختمان سازی هنگامی که از سرد کردن استفاده نشود.

7-میزان کم گیر داری،نظیر تسلیم شدن پی ها ویا بخش هایی از سازه که کاملاً از پی(گیرداری)جدا شده اند.

8-دمای متوسط زیاد سالیانه

9-عدم هوامل افزایش دهنده تنش،مانند سرسراها

10-دمای کم بتن ریزی

در این فهرست بسیاری از معیارهایی که برای پیشگیری از ترک خوردگی باید در نظر گرفته شوند پیشنهاد شده است.ابتدا باید سعی بر این باشدتابتنی با ظرفیت کرنشی کششی زیاد تولید شود.با محدود کردن حداکثر اندازه سنگدانه ها به کوچکترین حد ممکن می توان به اندازه ای که اقتصادی ترین حالت است دست یافت.در جایی که از نظر اقتصادی منابع زیادی برای دستیابی به سنگدانه وجود دارد،سنگدانه ای که بهترین مقاومت در برابر ترک را دارد،معمولاً ارجح است.معمولاً این مصالح سنگدانه شکسته شده و دارای انبساط حرارتی کم و نیزمدول ارتجتعی کم خواهند بود.

مشخصات گرمازایی سیمان،نقش مهمی درمیزان افزایش دما ایفا می کند.از سیمانASTM نوعII (گرمای معتدل) باید در ساخت بتن های پرحجم استفاده شود.(توجه:سیمان نوعIV با گرمای کم نیز توصیه می شود،ولی این سیمان به سادگی در دسترس نیست)                                      

پوزولان ها را می توان برای جایگزینی قسمتی از سیمان جهت کاهش دمای حداکثر ناشی ازگرمای هیدارسیون استفاده نمود.دربرخی موارد،تا 35 درصدویابیشتر از میزان سیمان را می توان با حجم معادلی از یک پوزولان مناسب جایگزین نمود.طوری که بتن همان مقاومت 90 روزه یا یک ساله را داشته باشد.برخی از پوزولان های متداول که در بتن ریزی های پرحجم استفاده می شوند،عبارتند از:رس کلسیم دار، خاک دیاترمه، توف آتشفشانی وپر میسیت و خاکستر بادی.پوزولان مصرفی معمولاً از طریق آزمایش،تعیین هزینه و موجود بودن انتخاب               می شود.برای کاهش گرمای هیدراسیون وتنش ها و کرنش های حرارتی ناشی از آن باید از کمترین مقدار سیمان ممکن ومجاز با توجه به ضوابط مقاومتی ودوام استفاده شود.استفاده از سیمان به مقدار بیش از حد مورد نیاز موجب زیان رساندن به بتن است،نه یک مزیت.

به طور کلی کاهش مقدارآب مصرفی دربتن،کاهش مقدارسیمان را ممکن می سازد.بتن با آب وسیمان کمتر،از دو حهت ارجح است:یکی این که تحمل تغییرات حرارتی مکتر و دیگر این که جمع شدگی ناشی از خشک شدنکمتر را دارا است.مقدار حداقل آب که با رعایت نکاتی چون استفاده ازویبره کننده های قوی که افت کمی را در بتن ایجاد می کند،استفاده از ماده افزودنی کاهش دهنده میزان آب،ویا بتن ریزی در درجه دمای کم،قابل دستیابی است.

پیش سرد کردن بتن درمرحله تولید وپس سرد کردن آن با قرار دادن سیستم های لوله کشی در داخل آن از نکات مؤثری است که در این زمینه می توان رعایت کرد.جزییات سرد کردن توسط لوله ها ارائه شده است. روش پیشنهادی که به نظر می رسد امیدوار کننده باشد،عبارت است از درجا ریختن بتن مقاوم در اطراف قطعه(لبه ها وسطح بالای قالب ها)باوجود آنکه استفاده از بتن هایی که در برابر ترک خوردگی مقاوم ترنددرکل سازه ممکن است بسیار پرهزینه باشند ،         اما می توان ازآن درمحدوده مطرح شده بدون تأثیرچندانی درهزینه نموداما لایه های نازک بتن ،درنزدیکی قالب ها با روش های بتن ریزی متداول که درحجم های بزرگ ساخته می شوندبه آسانی قابل اجرا نیست بنابراین ظاهراً استفاده از پانل های بتنی پیش ساخته به عنوان قالب که پس ازبتن ریزی به صورت قسمت دایمی ساختمان باقی می ماند،امیدبخش است.

این پانل هابایدبادوام وترجیحاًسبک وزن باشندتاعایق حرارتی خوبی برای بتن باشند.ازآنجاکه بیشترترک ها نزدیک لبه های بتن به وجود می آید این اقدام جزی ممکن است که سازه را بدون ترک نمایداطلاعات بیشتردرباره استفاده ازقطعات پیش ساخته برای محافظت بتن های پرحجم درقسمت IR347ACL قابل دست یابی است درهوای سرد اگر عایق حرارتی درسطوح نمایان وبه میزان کافی وبرای مدت زمان مناسب دراطراف بتن باقی بماندازترک خوردگی بتن محافظت می کند اگرعایق حرارتی به مقدارکافی برای سرد نمودن آهسته بتن وجود داشته باشد.

میزان تنش کرنشی هرگز از حد بحرانی بیشترنخواهد شدبتن می تواند با همان سرعتی به تنش کششی ایجاد می شود وارفته شود تاسرانجام به دمای ثابت برسد هرچند وقتی بتن دارای سرعت وارفتگی بسیار کمی باشد محافظت آن با مقدارزیادی عایق حرارتی برای مدت طولانی غیر عملی است.درشرایط محیطی نامناسب نظیر ماه های خیلی سرد نیاز به عایق حرارتی زیاد خواهد بود این عایق های حرارتی ممکن است لازم باشد که بانزدیک شدن ماه های گرم برداشته شوندبایدشرایطی فراهم شود که دمای داخل بتن درزیر محل عایق کاری شده آهسته به دمای محیط برسداین امربرای جلوگیری ازضربه حرارتی است که می تواند درسطح بتن ترک هایی ایجاد کندواحتمالاًاین ترک ها با عمق بیشتری درداخل بتن باقی بماندممکن است مرکز بتن به اندازه کافی

سرد نشودودربعضی ازمواقع حتی گرم تر شوددرحال حاضرعایق کاری متداول برای بتن به شکل های مختلف وبا استفاده از مصالح با ضرایب هدایت حرارتی مختلف از 3/6kg cal/m2/h/cتا0 /5kg cal/m2/h/c   قابل اجراست .این عایق ها رادرانواع مختلف مانند پانل های نیمه صلب لاستیک لوله شده قابل انعطاف یا به صورت کف افشانده شده که به مرور درحین عمل نصب به حالت نیمه صلب در می آیدمی توان تهیه نمودپانل های نیمه صلب معمولاًدرداخل قالب ها کارگذاشته می شوند مهارکننده های موقت رادربتن جدیدریخته شده قرارمی دهندتا عایق بتواندپس ازبرداشتن قالب ها بر روی سطح بتن نیزباقی بماندعایق به راحتی درزمان مورد نظر برداشته خواهد شدعایق های لوله شده به ویژه برای عایق کاری سطوح بتنی که قالب به صورت افقی جابه جا می شوند قابل استفاده انداین عایق ها به آسانی نصب وبرداشته می شوندوبه دفعات می توان از آنها استفاده کردعایق های افشانده شده برای سطوح افقی وهم چنین سطوح قائم قابل استفاده انداین نوع عایق کاری به ویژه برای افزایش ضخامت وتأثیرعایق که دراطراف بتنوجود داردبرای ساخت قالب های عایق کننده استفاده می شود تجربه نشان داده است ازعایقی که اشعه نور ازآن عبور می کند نباید استفاده شودزیراهنگامی که بتن درمعرض نور خورشید قرار می گیرد دمای بین بتن وعایق افزایش می یابد.

عایق حرارتی افشانده شده که معمولاًبرای محافظت گیاهان کشاورزی ودرخت ها در برابریخبندان برای زمان طولانی درمحل قرار می گیرندظاهراًبرای عایق کاری بتن درمحل درزه های قالب های بلند شونده درفصل ساختمان سازی نیز مناسب می باشد این نوع عایق را می توان پس اززمان مشخصی تجزیه کرد.بدین ترتیب می توان زمان بتن ریزی را طوری تنظیم کرد که عایق درزمان بین دونوبت بتن ریزی باقی بماند وبه اسانی بتوان آنها راقبل ازآخرین بتن ریزی باشست شو بیرون آورد.

قطعات پیش ساخته بتنی با بتن سبک ویابابتن معمولی که به همراه بتن متخلخل به صورت لایه لایه یا ساندویچی بتن ریزی شود.دارای ظرایب هدایت حرارتی کم بوده وبه عنوان عایق داخلی قابل قبول است این پانل ها همزمان به صورت قالب ونیزبه عنوان نمای بتن قابل استفاده اندنگهداشتن ضخامت لایه سطحی (خارجی )به حداقل 6/0مترویا کمتر ترک ها ی حرارتی ناشی ازبتن قوی درپیرامون بتن مرکزی به حداقل می رسد.

کنترل ترک خوردگی ازطریق اجرای صحیح ساخت وساز

الف- مقدمه

اجرای صحیح ساخت وساز که دراین فصل ارائه می شود،شامل ملاحظاتی درطراحی ،مشخصات مصالح ومخلوط وبه علاوه عملکرد صحیح درهنگام اجراست .قبل ازبحث درباره کنترل روش های اجرایی که درترک خوردگی اثرمی گذارند،ارزش آن راداردکه دلیل اصلی ترک خوردگی یاد آوری شود . گیرداری موجب ترک خوردگی می شود اگر همه قسمت های بتنی دریک سازه بتنی ،درهنگام انبساط وانقباض بتن ،بتوانند به راحتی جابجا شوند هیچ گونه ترک خوردگی ناشی ازتغییرات حجمی ایجادنخواهدشد.

آشکارا است که همه قستهای سازه بتنی آزاد نیستند واساساً نمی توانندآزادانه دربرابرتغیرات حجمی به میزان یکسانی واکنش نشان دهند.درنتیجه تغییرات کرنشی وتنش های کششی ایجاد می شود هنگامی که بازتابهای جزیی بیشترازمقداری باشدکه بتن درهمان موقع بتواند تحمل کندترک ایجاد می شوداین اشاره ایست براهمیت محافظت بتن تازه تازمانی که بتن دربرابرکاهش میزان رطوبت ودمامقاومت لازم راپس نماید.حاصل این ملاحظات ممکن است تنش هایی باشد            

که قادر به ایجاد ترک دربتن جوان بوده ولی ممکن است دربتن های با قدمت بیشترمسئله ای نباشدترجیحاًبتن بایددارای ظرفیت کرنشی کششی زیادی درهنگام شکست باشدسنگدانه هااثرزیادی دراین خصوص دارند مدول ارتجاعی کم درهنگام کشش مطلوب است.

ب- نشست

ترک های ناشی ازنشست یا ته نشینی زمانی تشکیل می شود که بتن پس ازارتعاش اولیه در وضعیت خمیری است. این نشست وترک ها را نمی توان ناشی ازموارد مطرح شده دربندهای بالا دانست ،بلکه ازته نشینی طبیعی ذرات جامد سنگین درمحیطی محلول گونه است . ترک ها ی ناشی ازنشست درجهت خلاف میلگردهای افقی دارای گیرداری بوده ودرمحل پیچ ها وسایر قطعات کارگذاشته شده دربتن ایجادمی شوند. بعضی مواقع ،امکان دارد بتن به قالب ها بچسبدبه ویژه اگرقسمت بالای قالب ها گرم ویا خاصیت جذب آب داشته باشد ،این احتمال وجود داردکه درچنین مواقعی ترک ایجاد شود. ترک ها اغلب دردرزهای افقی ساختمان ودردال های کف پل هادرقسمت بالای میلگردهاویا درمحل پیچ قالب ها،که فقط باچند سانتیمترپوشش بتن پوشانده شده اند،ایجاد می شوند. با افزایش پوشش بتن درکف پل ها می توان میزان ترک ها را کاهش داداجرای صحیح ارتعاش موجب می شود که ترک های ناشی ازنشست مسدودنشده وکیفیت بتن فوقانی ،حتی اگرنشست اتفاق افتاده وخاصیت افت نیز زایل شده باشد ،می تواند بهبود یابد.

ج- دستوالعمل های لازم برای به حداقل رساندن جمع شدگی خشک

برای رسیدن به کمترین جمع شدگی خشک درمدت اجرای طرح ساختمان ،باید طبق دستورالعمل های ازقبل تنظیم شده دردفترچه مشخصات فنی عمل نمود .مگر مواردی که در مناقصه مشخص وتعیین شده باشد ،ازپیمانکار نمی توان انتظار داشت که مصالح وروش های غیر معمول استفاده نماید . موارد زیر بایستی با دقت دردفترچه مشخصات فنی قید شود.

ج- 1 مصالح مصرفی درساخت بتن

این مصالح اثرمهمی درجمع شدگی خشک دارند.

1-    سیمان باید ازنوع l،ll،v،یاisبوده وترجیحاًازنوع lllنباشد

2- سنگدانه های مناسب که آب مخلوط کمی لازم دارند:(الف) دارای دانه بندی مناسب ،(ب) شکل مناسب (دراز، تحت یا تراشه دار نباشد)،(ج)ازخاک رس ،خاک آغشته به لای ،ریزدانه های بیش ازحدریزپرهیزشود.

3- سنگدانه بایستی ازنوع سنگ هایی انتخاب شودکه بتن باجمع شدگی کم تولید شود

4- استفاده ازکلرورکلسیم باید ممنوع شود.

ج- 2 مخلوط های بتنی

برای حداقل جمع شدگی ،نسبت اختلاط باید با عواملی که کمترین مقدار آب مصرفی را دربر می گیرد هماهنگی کافی داشته باشد.یعنی این که :

1- بیشترین اندازه سنگدانه قابل استفاده (MSA)

2- کمترین مقدار ماسه ممکن

3- کمترین اسلامپ اجرایی ممکن

4- کمترین دمای ممکن

5- مقدار سنگ دانه ریزکمتر ازنیمی ازمقدارمنحنی دانه بندی پیوسته باشد(75/4میلیمترتا5/9میلیمتر،یاتا19میلیمتر)به خصوص اگرسنگدانه شکسته باشد.

ج-3 جابه جا کردن بتن وبتن ریزی

تجهیزات (ناودان بتن ریزی ،تسمه، نقاله (ترابر)،پمپ ، قیف بارگیری ودریچه سطل)باید قادر باشند با افت کمتروحداکثراندازه سنگدانه (MSA)درهرجاکه مصرف آن مناسب وامکان پذیر باشد به طور مؤثر کار کنند (باید توجه داشت که اغلب ،برای تسریع درمرحله پمپ امکان پذیر باشد به طور مؤثرکارکنند.(بایدتوجه داشت که اغلب ،برای تسریع درمرحله پمپ کردن بتن عملیاتی (کارهایی) که به جمع شدگی خشک می انجامد ومنتج به ترک خوردگی می شود ، عبارتند از:ریزدانه بیشتر ،آب بیشتر، افت بیشتروسنگدانه کوچک تر. هنگامی که پمپ کردن بتن شروع می شود وعدم ترک خوردگی ناشی ازجمع شدگی مهم است ،باید بویژه درانتخاب مکان های مؤثرومناسب وتعداد کافی درزهای انقباض ناشی ازجمع شدگی تأکید شود . گذشته ازاین ،استفاده ازتجهیزات پمپ کردن که قادر باشندمخلوط های مناسب را باحداقل ترک خوردگی جابه جا کنند مورد نیاز خواهند بود).لرزاننده ها باید ازبزرگترین وقوی ترین نوع ممکن برای بتن ریزی باشند.

بالاترین لایه بتن ریزی شده دارای قالب بندی باید تازمانی که لرزاننده با وزن خودش دربتن رخنه می کند لرزانده شود.

ج- 4 پرداخت

پرداخت باید براساس توصیه R1- 302ACLباشد تااز هرگونه ترک خوردگی سطحی پیشگیری نماید. به ویژه مهم است که در کارهای  بتنی صاف ،درزهای شیار مانند دارای عمقی برابربا حداقل5/1 ضخامت دال بتنی باشند،ولی درهر حال نباید کمتراز4/25میلیمترباشد.

ج-5 قالب ها

قالب ها باید (محکم) باشندتابتوانند لرزش های زیاد وارد به بتن های با افت کم راتحمل کنند. اگر قرارباشد ازترک خوردگی ناشی ازجمع شدگی وحرارت جلوگیری شود ازقراردادن سطوح بتن گرم درمعرض شرایطی که به سرعت خشک می شوند،یا از قرار دادن آن سطوح درمعرض دمای پایین قبل ازعمل آوردن ودرخلال برداشتن قالب ها ، اجتناب کرد.

ج-6 درزهای انقباض

نقشه های اجرایی باید به قدر کافی دارای درزهای انقباض برای مقابله با جمع شدگی باشند شیارهایی که عمق وفاصله آنهاازیکدیگر برطبق مشخصات ارائه شده است،باید دردوطرف دیوارهای جداکننده دیوار حایل وسایر دیوارها تعبیه شود.

ج-7 عمل آوردن ومحافظت

عمل آوری ومحافظت بتن بایستی ازوجود رطوبت کافی اطمینان بدهندتا هیدراسیون و مقاومت ایجاد شده درسطح بتن را تقویت کنند. ازخشک شدن سریع سطوح بتنی درپایان دوره عمل آوری بایداجتناب کرد.بدین ترتیب ،زمان کافی برای تنظیم وتطویل تدریجی ،ترک خوردگی    

را به حداقل خواهدرساند.درعمل آوری باآب بایستی ازپوشش حداقل به مدت 7روز،درمحل خودباقی بماندتازمانی که سطح بتن خشک شود،به خصوص درهوای گرم وخشک .

درمناطق باخشکی کمتربرای بتن ریزی داخلی ،قالب های عمل آوری مناسبی برای بتن تهیه می کنند،واین درصورتی است که سطوح نماازخشک شدن محافظت شوندوقالب ها بتوانند باسطح بتن به مدت 7روزدرتماس باشند.

 پس ازآن ،بهتر است پیچ قالب ها را درجا شل کرد که سطح بتن اجازه دهد به تدریج خشک شود. روش غرقات کردن بتن رانمی توان روش مطلوب برای عمل آوردن درآب وهوای خشک دانست زیرا باقطع غرقاب کردن ،خشک شدن سریع اتفاق می افتد. به علت این که مرحله خشک شدن سطح بتن ،آهسته وطولانی است، درصورتی که ازترکیبات پوششی (عایقی)به نحوصحیح استفاده شود ،عمل آوری برای بتن ریزی سطحی روی بسترمرطوب وهم چنین برای بتن ریزی پرحجم به ترتیب مطلوب وکافی نیست .زمان استفاده ازترکیبات پوششی برروی سطوح بتنی قالب بندی شده موقعی است که قبلاً این سطوح به طور کامل خیس بوده وهنگام استفاده به صورت نم دارباشد.

6- نتیجه گیری

همان طور که درآغاز این فصل اشاره شد،مسئولیت طراحی مؤثروواضح وتعیین مشخصات فنی به عهده مهندس طراح است. برای اطمینان ازحصول رضایت مالک ومهندس ازنتایج کار،مهندس طراح ،یا مهندس طراح بایستی ترتیبی دهد که بازرسی توسط مالک یانماینده او صورت بگیرد . مهندس طراح ،یا مهندس ناظر قابل اعتماد بایستی اطمینان بدهندکه نحوه ساخت براساس همان پیشنهادهای ارائه شده درمناقصه انجام گرفته است.

 بدون جدیت وسعی وافردرتأییدمشخصات ونحوه دقت دراجرا، به طور جدی نتایج نامطلوبی به دست خواهد آمد. درصورت عدم بازرسی ونظارت کامل وهمچنین نبودن تفاهم روشن ازپیش نیازهای کاردردست اجراتوسط پیمانکار،احتمال زیادی وجود داردکه بتن ،بیشتر ازآنچه مقررشده است آب داشته باشد،عملیات نماکاری باآبساب(یالوله آبیاری) تسریع ،وعمل آوری قطع یا کمترازحدمعمول خواهدشد( اگرنخواسته باشیم موارد ناآشکاردیگری راکه اثرهای نامطلوب آنها مانند ترک های بدمنظره متعاقباً ظاهرخواهدشدتذکردهیم).

چنانچه روش های مورد بحث دراین فصل،به طورصحیح به کار برده شوند،بتن باکیفیت مطلوب وبا کمترین مقدار ترک خوردگی به دست می آید.

فهرست مطالب

عنوان

اشکالات بتن

1- ترک

الف- علت ترک

ب- ترکهای تنشی

2- خوردگی

- کنترل ترک خوردگی در سازه های بتن

1- سازوکارترک خوردگی در بتن

الف- مقدمه

ب- شکست

2- کنترل ترک خوردگی ناشی ازجمع شدگی خشک

الف – مقدمه

ب- شکل گیری ترک

ج- عوامل مؤثردرجمع شدگی خشک

د- بتن تعدیل کننده جمع شدگی

3- اثر ترک خوردگی دراز مدت

الف مقدمه

ب – تأثیرات محیطی

ج- استفاده ازپلیمرها دربهبود مشخصات ترک خوردگی

4- کنترل ترک خوردگی دربتن ریزیهای پر حجم

الف – مقدمه

1-کنترل  ترک خوردگی

5- کنترل ترک خوردگی از طریق اجرای صحیح ساخت وساز

الف – مقدمه

ب- نشست

ج- دستورالعمل های لازم برای به حداقل رسیدن جمع شدگی خشک

6- نتیجه گیری