بتن‌ها یکی از کاربردی‌ترین مصالح ساختمانی هستند که این روز‌ها تقریباً در تمام سازه‌ها استفاده می‌شوند. یکی از مشکلاتی که این مصالح با آنها دست‌و‌پنجه نرم می‌کنند، ترک خوردگی است. از آنجا که بتن جای خود را در صنعت ساخت‌و‌ساز امروز باز کرده، شناخت انواع ترک‌های آن و نحوه جلوگیری از آنها اهمیت زیادی دارد.
نگهداری از بتن در دنیای ساخت‌و‌ساز اهمیت زیادی دارد و یکی از راه‌های نگهداری از آن مراقبت صحیح از ترک‌ها است. هر چند ایجاد ترک‌ها را می‌توان اتفاقی متداول به‌شمار آورد، اما باید شیوه جلوگیری از انتشار آنها در دیگر نواحی بتن‌ها را بیاموزید.
در صورت عدم شناخت علت ترک بتن و راه‌های جلوگیری از آن بتن‌ها و سازه در معرض خطرات جدی و حمله موارد خورنده و شیمیایی قرار می‌گیرند و آرماتور‌های داخل آنها نیز خیلی زود زنگ می‌زند. ما در این مقاله می‌خواهیم درباره انواع ترک در بتن و ویژگی‌های آنها صحبت کنیم.
معرفی انواع ترک در بتن
انواع ترک در بتن عبارتند از :
ترک بتن ناشی از نشست پلاستیک
این ترک در زمان گیرش اولیه و در ناحیه پلاستیکی بتن به‌وجود می‌آید. در زمان بروز این ترک آب بتن به طرف بالا می‌آید و سطح آن را می‌پوشاند و تمام سنگدانه‌ها و مواد سیمانی ته‌نشین می‌شوند. با این اتفاق یک لایه نازک از بتن در نزدیک سطح به‌وجود می‌آید و مشکلاتی را ایجاد می‌کند.
محل ایجاد ترک‌ها در زمان نشست پلاستیک در برش‌های عمیق مثل بالای تیر‌ها یا ستون‌ها یا پنل های وافل است.
ترک بتن ناشی از جمع شدگی پلاستیک
زمانی بتن در ناحیه پلاستیکی قرار دارد و میزان رطوبت آن کم است و خیلی دیر خشک می‌شود، ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی پلاستیک به‌وجود می‌آیند. این ترک‌ها بیشتر در اعضای سازه با نسبت سطح به حجم بیشتر ایجاد می‌شوند.
در واقع عوامل مختلفی در میزان تبخیر رطوبت حاصل از گیرش بتن نقش دارند که از جمله آنها می‌توان به دمای هوا، سرعت باد، عمل گرم‌شدن و خشک‌شدن اشاره کرد. با افزایش سرعت تبخیر از سطح نسبت به سرعتی که رطوبت به آن می‌رسد، افزایش پیدا کند، باید منتظر بروز مشکلاتی مانند ترک خوردگی باشید.
با خشک‌شدن سریع بتن بروز اتفاقاتی مثل انقباض و ترک خوردگی طبیعی است. این ترک‌ها خیلی ریز هستند، برای همین شاید حتی با گذشت چند روز متوجه آنها نشوید. دلیل ایجاد این ترک‌ها می‌تواند کاملاً اتفاقی یا به‌صورت تقریباً موازی باشد. این ترک‌ها به‌صورت مستقیم و با طول ۲۵-۲ میلی‌متر شکل می‌گیرند؛ بنابراین باید مراقب بروز این ترک‌ها در انواع بتن‌ها مثل نیوجرسی بتنی و … باشید.
ترک بتن ناشی از انقباض حرارتی اولیه
این نوع ترک‌ها بیشتر در مقاطع بزرگ بتنی ایجاد می‌شوند. در واقع در سنین اولیه بتن‌ها گرمای اضافه در دیوارهای بتنی و گرادیان‌های دمایی اضافه در دال‌های بتنی مثل سقف دال بتنی ایجاد می‌شود که زمینه ساز بروز ترک خوردگی هستند. این نوع ترک‌ها بیشتر در دیوارهای کنسولی به‌وجود می‌آیند که نمونه‌هایی از آنها را می‌توانید در سد‌ها، مخازن بتنی، پایه پل‌ها، زیر زمین‌ها، دیوارهای حائل و مخازن ببینید. این نوع ترک‌ها همچنین در بتن‌ریزی‌های وسیع با عرض بیشتر از ۲ متر مثل روسازی‌ها هم شکل می‌گیرند.
از جمله مهمترین دلایل ترک خوردگی بتن در سنین پایین را می‌توان تغییرات حجمی به‌واسطه تغییرات دمایی و رطوبت در زمان فرآیند گیرش دانست. در واقع با افزایش دمای قسمت‌های مختلف دال‌های بتنی بیشتر از محدوده مشخص ترک‌ها ایجاد می‌شوند.
اصلی‌ترین دلیل تغییرات دمایی را می‌توان افزایش یا کاهش آرام دمای داخلی دال‌ها در عین سرد‌شدن سریع دمای محیط به‌شمار آورد. در واقع با اختلاف دمای زیاد بین یک سازه بتنی و محیط اطراف آن بخش سردتر سریعتر از بخش گرمتر منقبض شده و باعث ترک حرارتی اولیه خواهد شد.
همچنین در صورت شرایط دمای محیطی از دمای متوسط روز به دمای پایین در شب سطح خیلی سریع خنک شده و ترک انقباضی به‌وجود می‌آید. در نظر داشته باشید که با آزاد‌بودن بتن و عدم ایجاد محدودیت برای آن امکان بروز این نوع ترک‌ها به حداقل می‌رسد؛ البته که همیشه برخی محدودیت‌ها وجود دارند.
ترک های موزاییکی
به ترک‌های تصادفی به‌وجودآمده روی بتن‌ها ترک‌های موزاییکی یا ترک‌های پوست سوسماری می‌گویند که به‌واسطه جمع‌شدن لایه سطحی و خشک‌شدن سطح به‌وجود می‌آیند. این اتفاق به‌خصوص با قرار گرفتن سطح در معرض دمای بالا و رطوبت کم رخ می‌دهد.
شکاف‌ها مثل الگو‌های ۶ ضلعی نامنظم با عرض ۱۰۰-۵۰ میلی‌متر هستند. عمق این شکاف‌ها به ندرت به ۳ میلی‌متر می‌رسد و اغلب آنها را می‌توانید روی سطوح شناور یا فولادی ببینید.
از جمله متداولترین مناطقی که در معرض فرسودگی قرار دارند، می‌توان به روی بتن با نمای خوب یا محل‌های استفاده‌شده از مخلوط‌های غنی اشاره کرد. همچنین شما می‌توانید فرسودگی را روی دال‌های بتنی شناور به‌واسطه عمل‌آوری ضعیف یا مله‌کشی بیش‌از‌اندازه ببینید.
ترک‌های موزاییکی تأثیری روی یکپارچگی ساختار بتن ندارند، اما می‌توانند باعث تخریب آن شوند.
ترک های ناشی از خوردگی آرماتور
از جمله متداولترین قسمت‌هایی که در معرض ترک خوردگی قرار دارد، می‌توان به ستون‌ها و تیر‌ها اشاره کرد. در این قسمت معمولاً از بتن بی‌کیفیت استفاده می‌کنند یا برای بتن‌ها پوششی در نظر نمی‌گیرند، برای همین احتمال ایجاد ترک در این نواحی بیشتر می‌شود.
شما می‌توانید مشکلاتی مانند خوردگی آرماتور‌ها را بیشتر در بتن‌های از پیش‌ساخته‌شده ببینید که در آنها به مخلوط بتن کلرید کلسیم بیشتر اضافه‌شده است. در صورت تقویت بتن با مقاومت کششی از میلگرد‌های تقویت‌کننده، ماده کامپوزیت باعث ایجاد مقاومت در برابر فشار، خمش و دیگر اعمال کششی خواهد شد.
میزان ph زیاد در بتن‌ها یک لایه غیرفعال روی میلگرد‌های تقویت‌کننده به‌وجود می‌آورد که نقش یک سپر محافظ را بازی می‌کند و میزان خوردگی را پایین می‌آورد. در صورت کاهش ph بتن به‌واسطه کربناته‌شدن یا ورود کلرید‌ها موجب تخریب لایه غیرفعال فولاد خواهد شد.
با افزایش ضخامت لایه خوردگی، تنش کششی بالا می‌رود و فشار افزایش پیدا می‌کند که در نهایت این اتفاق موجب بروز ترک خوردگی در بتن می‌شود. این ترک‌ها به‌مرور زمان گسترش پیدا می‌کنند و بتن از میلگرد‌ها جدا خواهد شد؛ در این زمان میلگرد‌های فولادی تقویت‌کننده را می‌توانید ببینید.
سازه‌های بتن مسلح به‌مرور زمان در معرض محیط‌های سولفاتی یا مشابه قرار بگیرند، آسیب می‌بینند. از جمله متداولترین دلایل خوردگی می‌توان به کربناته‌شدن یا ورود کلرید‌ها اشاره کرد. در این زمان باید از شیوه مناسب برای ترمیم ترک‌ها و خوردگی‌ها استفاده کنید.
ترک ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه
در صورت واکنش قلیایی سنگدانه واکنش انبساط مخرب در بتن به‌وجود می‌آید که در مدت زمانی طولانی در بتن ایجاد می‌شود. از جمله دلایلی که باعث تشدید این واکنش می‌شوند، می‌توان به‌وجود سیلیس واکنش‌پذیر در سنگدانه، قلیاییت قابل‌توجه و رطوبت اشاره کرد.
واکنش قلیایی سنگدانه در بتن را می‌توان در ۲ دسته‌بندی قرار داد:
واکنش آلکالی کربنات
این واکنش خیلی کم در بتن‌ها اتفاق می‌افتد و به‌واسطه تبلور مجدد سنگ دولومیت یا سنگ آهک دولومیتی به‌وجود می‌آید که همراه با انبساط بوده و زمینه تخریب بتن را ایجاد می‌کند.
بسیاری از مجری‌ها استفاده از سنگ دولومیتی به‌عنوان سنگدانه در بتن به‌دلیل نامرغوب‌بودن این سنگ‌ها خودداری می‌کنند.
واکنش قلیایی سیلیس
در سنگندانه‌هایی با سیلیس شیشه‌ای امکان واکنش با هیدروکسید‌های قلیایی موجود در بتن وجود دارد. در صورت بروز این اتفاق یک ژل قلیایی سیلیکات ایجاد شده که در صورت جذب رطوبت متورم خواهد شد. انبساط ژل در مرور زمان یکی از مهمترین دلایل ایجاد ترک به‌شمار می‌آید. این فرایند انبساط می‌تواند بین ۵ تا ۲۰ سال طول بکشد و در آخر باعث شکست سازه بتنی شود.
واکنش‌های قلیایی سیلیکا در بتن‌ها میان دی‌اکسید سیلیکون غیرکریستالی و خمیر سیمان بسیار قلیایی به‌وجود می‌آید. محیط‌های مرطوب را می‌توان متداولترین مکانی به‌شمار آورد که واکنش‌های قلیایی – سیلیسی در آنها رخ می‌دهد؛ در واقع یکی از مهمترین دلایل ایجاد این واکنش را وجود رطوبت می‌دانند.
از جمله سازه‌هایی که در معرض واکنش قلیایی قرار دارند، می‌توان به پل‌ها و پل‌های نزدیک به آب، دیوارهای حائل، سد‌ها، درز‌های نزدیک و لبه‌ها در روزسازی‌ها، بزرگراه‌ها، موانع میانی و ستون‌های در معرض عمل مویرگی اشاره کرد.
ترک انبساطی
یکی از مهمترین دلایل ایجاد ترک در بتن را می‌تواند انبساط دانست. در واقع بتن‌ها مانند هر ماده دیگری در صورت قرارگیری در معرض گرما دچار انبساط می‌شوند. این اتفاق بیشتر در مناطق گرم رخ می‌دهد. در واقع زمانی که موادی در اطراف بتن وجود داشته باشند که امکان شکل‌پذیری یا جابه‌جایی آنها وجود نداشته باشد، در بتن تنش ایجاد می‌شود. این تنش روی بتن فشار می‌آورد و زمینه بروز ترک‌های انبساطی را ایجاد می‌کند.
از جمله متداولترین روش‌هایی که بسیاری از مجری‌های پروژه‌های ساختمانی برای جلوگیری از ترک‌های انبساطی انجام می‌دهند، ایجاد مفاصل انبساطی است. این مفاصل فواصلی هستند که باعث جدایی بتن از نواحی اطراف آن می‌شوند؛ در این زمان بتن به راحتی منبسط‌شده و مانعی برای انبساط وجود ندارد و به همین دلیل تنشی هم در بتن به‌وجود نمی‌آید.
ترک ناشی از بلندشدن بتن
بلندشدن بتن در شرایط مختلفی اتفاق می‌افتد. در واقع زمانی که زمین زیر دال بتن یخ می‌زند، منبسط شده و بالا می‌آید. با گرم‌شدن هوا، یخ‌زدگی زمین به‌مرور از بین می‌رود و خاک دوباره به‌حالت طبیعی خود بر می‌گردد. در این زمان در صورتی که دال بتنی قابلیت حرکت‌کردن با خاک یا زمین را نداشته باشد، در معرض ترک خوردگی قرار می‌گیرد.
در صورت وجود اجسام سخت زیر دال‌های بتنی و حرکت‌کردن آنها هم امکان ایجاد ترک در بتن وجود دارد. مثلاً با رشد‌کردن ریشه درختان به دال بتنی فشار می‌آید و باعث بلند شدن دال بتنی می‌شود. این پدیده در بتن فشار به‌وجود می‌آورد و در آخر آن را در معرض ترک خوردگی قرار می‌دهد.
ترک بتن ناشی از نشست سازه
در این نوع ترک بتن به‌دلیل حفاری زمین یا زیر ساخت دیوار بتنی یا زیر دال دچار نشست می‌شود. با بروز این اتفاق تنش داخل بتن گسترش پیدا می‌کند و در آن ترک‌هایی به‌وجود می‌آید که به ترک‌های ناشی از نشست سازه معروف هستند.
در صورت وجود درختی تنومند در کنار بتن و برداشتن آن، در صورتی که محل حفر را با خاک مناسب پر نکنید، دیوار یا دال دچار نشست می‌شود و ترک ناشی از نشست سازه در بتن‌ها به‌وجود می‌آید.
انواع ترک در بتن، عاملی برای آسیب دیدگی آن
انواع ترک در بتن عاملی برای آسیب‌دیدگی آن هستند. شما باید با استفاده از راهکار‌های مناسب این ترک‌ها را از بین ببرید و مقاومت بتن‌ها را افزایش دهید. البته برای از بین بردن ترک‌ها شناخت انواع آنها اهمیت زیادی دارد. شما می‌توانید با استفاده از راهنمایی‌های این مقاله و گفتگو با یک کارشناس ساخت‌و‌ساز حرفه‌ای دلایل ایجاد ترک در بتن‌های پروژه خود را به‌صورت کامل متوجه شده و با استفاده از راهکار‌های مناسب آنها را از بین ببرید.