یکی از مراحل مهم اجرای سازه‌های بتنی بتن ریزی است. بتن ریزی به معنای ریختن بتن تازه در قالب آن است. البته همه چیز به این سادگی نیست و نکات زیادی در مورد مرحله بتن ریزی وجود دارد که باید به آنها توجه کرد. یکی از این موارد مهم نیز مفهوم درز سرد در بتن‌ریزی است. در این مقاله می‌خواهیم به تفصیل به سوال درز سرد در بتن ریزی چیست پاسخ داده و نکات کلیدی مرتبط با آن را مطرح کنیم.
درز سرد در بتن ریزی
به‌طور خلاصه درز سرد به معنای اتصال نامناسب بین بتن قبلی با بتن تازه ریخته شده است. این مشکل معمولا به دلایل گوناگونی رخ می‌دهد؛ اما به‌طور کلی قرارگیری نامناسب قالب‌ها و همچنین زمان‌بندی نامناسب و تاخیر در مراحل بتن ریزی منجر به رخ دادن این نقص می‌شود. طبیعتا وجود درز سرد در سازه‌های بتنی می‌تواند اثری منفی بر دوام و استحکام ساختمان داشته باشد.
به طور دقیق تر درز سرد وقتی رخ می‌دهد که فرآیند بتن ریزی به تاخیر می‌افتد. در این شرایط بتن ریخته شده در مرحله اول وارد فرآیند هیدراتاسیون شده و به اصطلاح عامه گیرش کرده است. بنابراین وقتی مرحله دوم بتن ریزی انجام می‌شود؛ امکان یکی شدن لایه بتنی وجود نداشته و عملا دو سطح بتنی جداگانه بر روی هم شکل می‌گیرد. به عبارت دیگر بتن سطح دوم امکان اختلاط با بتن سطح زیرین را ندارد. به همین دلیل معمولا درز سرد در سازه های کوچک و دارای یک مرحله بتن ریزی مثل نیوجرسی بتنی ایجاد نمی‌شود.
البته درز سرد را نباید با ترک در بتن مقایسه کرد. به‌طور کلی درز سرد به شکل شکاف در بتن ظاهر نمی‌شود. بنابراین در ساختار آنها فضای خالی ایجاد نمی‌گردد. از سویی درزهای سرد یک‌پارچه بوده و به شکل خطی در تمامی یا بخش مهمی از سطوح بتن وجود دارد. اما وجود همین درز می‌تواند بتن را مستعد ایجاد شکاف و ترک کند. این موضوع به‌خصوص در نقاطی که بتن به‌طور کامل در فرآیند ویبراسیون متراکم نشده بیشتر رخ می‌دهد.
بنابراین اگرچه وجود درز سرد ناخواسته در یک سازه بتنی می‌تواند مستعد ایجاد ضعف در استحکام آن سازه باشد؛ اما نمی‌توان آن را قابل با مقایسه با ترک‌ها و شکاف‌ها دانست. به عبارتی می‌توان گفت درز سرد معمولا از نظر ساختاری مشکلی ایجاد نمی‌کند. هرچند باید در مورد سازه‌های در معرض دید به موضوع زیبایی شناسی درز سرد نیز توجه کافی داشت. بنابراین باید تا حد ممکن از وقوع این مشکل در مرحله بتن ریزی جلوگیری کرد.
مقایسه درز سرد و درز اجرایی
نقطه مقابل درز سرد، درز اجرایی وجود دارد. منظور از درز اجرایی جایی است که طراح و مجری به عمد و با هدف مشخص اقدام به ایجاد درز میان دو لایه بتن می‌کنند. بنابراین می‌توان گفت درز سرد بر اثر اجرای نامناسب ایجاد می‌شود. در نتیجه احتمالا می‌تواند موجب اتصال نامناسب بتن شده و بر اثر آن استحکام سازه را به چالش بکشد. در مقابل درز اجرایی عمدا ایجاد شده و بر همین اساس ساختار آن در طراحی سازه تعیین شده است. بنابراین از نظر ساختاری تداخلی در سازه ایجاد نکرده و موجب کاهش استحکام ساختمان و سایر مشکلات مرتبط با ساخت و ساز نمی‌شود.
معایب و مضرات درز سرد در سازه بتنی
در این بخش به بررسی معایب احتمالی وجود درز سرد در سازه‌های بتنی پرداخته‌ایم. البته همان‌طور که پیش از این اشاره شد لزوما تمامی این معایب و مشکلات در یک سازه بتنی دچار درز سرد رخ نمی‌دهد. با این مقدمه در ادامه به بررسی معایب و مضرات درز سرد می‌پردازیم.
کاهش استحکام سازه
مهم‌ترین نگرانی درباره درز سرد، اثر منفی آن بر استحکام سازه است. همان‌طور که اشاره شد ریختن بتن تازه روی بتن در حال گیرش می‌تواند دو سطح جداگانه از بتن را در یک سازه شکل دهد. در نتیجه عدم اتصال مناسب و چسبندگی کمتر رخ داده که استحکام و دوام سازه را به‌خصوص در فضاهای در معرض محیط بیرونی دچار مشکل می‌کند.
اتصال ضعیف یا عدم اتصال
ضعف اتصال دو لایه بتن ریزی از دیگر مشکلات درز سرد است. در واقع هرچه فاصله بین دو مرحله بتن ریزی بیشتر شود؛ شدت اتصال بین دو سطح کاهش می‌یابد. بنابراین این وضعیت می‌تواند به شکل اتصال ضعیف تا عدم اتصال رخ داده و هرچه این اتصال ضعیف‌تر باشد مشکلات جدی‌تری را برای سازه ایجاد کند.
نفوذ رطوبت
درز سرد در محیط‌های مرطوب مستعد ایجاد نشت آب است. به عنوان مثال اگر درز سرد در بتن ریزی فونداسیون یا همان پی ساختمان رخ دهد؛ وجود این درز می‌تواند به مرور موجب نشت آب در فونداسیون و پی شده و در نتیجه به مرور از استحکام و سلامت بنا بکاهد. بنابراین می‌توان گفت جلوگیری از درز سرد در سازه‌های خاص مثل فونداسیون بسیار مهم‌تر از سایر نقاط است.
تخریب سازه بتنی
البته این مشکل اغلب زمانی رخ می‌دهد که سازه بتنی در معرض عوامل محیطی باشد. به عنوان مثال وجود درز سرد در نمای بتنی ساختمان، می‌تواند به دلیل وجود عوامل محیطی مثل بارندگی، باد و… به مرور موجب شروع تخریب سازه بتنی و نفوذپذیری آن از محل درز باشد.
کاهش استحکام کششی
وقتی در مورد کاهش استحکام سازه بتنی به دلیل وجود درز سرد صحبت می‌شود؛ بیشترین نگرانی در مورد استحکام کششی سازه است. در واقع این درز تغییر محسوسی در استحکام فشاری سازه بتنی ایجاد نمی‌کند. با این حال وجود ضعف در استحکام کششی سازه‌های بتنی دارای درز سرد قابل انکار نیست.
بنابراین اگر این درز در سازه‌هایی ایجاد شود که تحت فشارهای کششی است؛ ممکن است استحکام آن با چالش مواجه باشد. به همین دلیل هم در صورت رخ دادن درز سرد در ناحیه‌های تحت تنش کششی، بررسی دقیق میزان اتصال مورد توجه قرار می‌گیرد.
زیبایی ظاهری
استفاده از سازه‌های بتنی در بخش‌های خارجی ساختمان از نظر زیبایی‌شناسی امری پذیرفته شده و جذاب است. به همین دلیل خروج همه بخشی از سازه بتنی از نمای ساختمان عجیب نیست. با این حال در اغلب موارد یک‌دست بودن ظاهر سازه بتنی برای ایجاد فرمی زیبا بسیار مهم است. این در حالی است که وجود درز سرد در سازه بتنی می‌تواند با ایجاد تفاوت رنگ در دو سطح بتن ریزی، از زیبایی و یک‌دستی سازه بکاهد.
جلوگیری از ایجاد درز سرد
درز سرد اغلب به دلیل اجرای نامناسب سازه ایجاد می‌شود. بنابراین جلوگیری از آن نیز بیش از هر چیز به اجرای سازه به شکلی حرفه‌ای و بر اساس الزامات و استانداردهای مرتبط با آن وابسته است. برای این کار نیز استفاده از منابع انسانی متخصص، مصالح باکیفیت و برنامه‌ریزی صحیح بیش از هر چیز ضروری است. برای درک جزئیات بیشتر، در این بخش به بررسی نکات مهم برای جلوگیری از ایجاد درز سرد در دو مرحله بتن ریزی و گیرش بتن می‌پردازیم.
بتن ریزی
طبیعتا آنچه در این مرحله مهم است؛ داشتن برنامه‌ریزی قابل اجرا و مناسب است. منظور از قابل اجرا این است که شرایط کارگاه، امکانات، منابع انسانی و… با برنامه‌ریزی مجری کار هماهنگ باشد. از سویی منظور از مناسب بودن این است که بر اساس نوع سازه، الزامات و استانداردهای مورد نیاز را بتوان رعایت کرد. به عنوان مثال زمان‌بندی بتن ریزی از مهم‌ترین نکاتی است که رعایت آن از وقوع درز سرد جلوگیری می‌کند.
به هر حال نکته مهم این است که بتن ریزی در چند مرحله باید با فاصله زمانی مناسب و کوتاه باشد؛ تا پیش از شروع گیرش بتن در سطح زیرین، عملیات بتن ریزی سطح بعدی آغاز شود. برای رسیدن به همین هدف نیز مجری کار باید به‌خوبی با شرایط و محدودیت‌های کارگاه آشنا باشد. همچنین هماهنگی کاملی بین کل تیم وجود داشته باشد. به‌خصوص اگر مراحل ساخت بتن تازه در خارج از کارگاه اصلی انجام می‌شود؛ مراحل و دفعات دریافت بتن و زمان‌بندی رسیدن آن به محل پروژه در نظر گرفته شود.
گیرش بتن
در مرحله گیرش بتن نیز می‌توان به کمک عوامل مختلفی از ایجاد درز سرد جلوگیری کرد. زمان‌بندی گیرش به عوامل زیادی از جمله دمای محیط کارگاه، نوع بتن آماده شده و نسبت سیمان و آب و… آن بستگی دارد. همچنین با اضافه کردن برخی مواد افزودنی شیمیایی نیز می‌توان زمان گیرش بتن را افزایش دهد.
این کار فرصتی ایجاد می‌کند تا مقدمات بتن ریزی سطح دوم فراهم شود. به‌طور کلی زمان گیرش بتن حدود یک ساعت است؛ اما این عدد را می‌توان به کمک افزودنی‌های کندکننده گیرش تا سه ساعت نیز افزایش داد.
بررسی درز سرد
معمولا بررسی درز سرد در سازه‌های حساس‌تر از اهمیت بیشتری برخوردار است. به عنوان مثال وجود این درز اغلب در سازه‌های ساخته شده با بتن مگر (به دلیل اهمیت کمتر) بررسی نمی‌شود. با این وجود در یک اجرای حرفه‌ای، بررسی وجود این مسئله در تمامی سازه‌های بتنی توصیه می‌شود. این کار نیز به کمک آزمایش‌های مختلفی قابل انجام است؛ که در این بخش از مقاله به مرور آنها پرداخته‌ایم.
- چکش اشمیت : این آزمایش از متداول‌ترین روش‌های غیرمخرب برای تست مقاومت فشاری بتن و همچنین تعیین میزان سختی سطحی بتن است. بنابراین این آزمایش مستقیما وجود درز سرد را تشخیص نمی‌دهد. با این حال استفاده از آن نشان می‌دهد که درز سرد (با پیش‌فرض وجود داشتن) چه میزان بر مقاومت و استحکام سازه اثر گذاشته است.
- سرعت پالس مافوق صوت بتن : این آزمایش نیز غیرمخرب بوده و به بررسی کیفیت بتن می‌پردازد. در این روش با در نظر گرفتن کاهش و افزایش سرعت انتشار امواج التراسونیک در بتن، کیفیت آن و وجود درز سرد در آن را بررسی می‌کنند.
- اکو : در آزمایش اکو نیز به کمک امواج ایجاد شده به کمک پالس، کیفیت بتن و وضعیت داخلی سازه بتنی سنجیده می‌شود.
ترمیم درز سرد
به هر حال مانند هر مشکل دیگری، درز سرد نیز ممکن است در سازه بتنی ساختمان شما ایجاد شود. بنابراین بهتر است با روش‌های ترمیم این مشکل نیز آشنا شویم. البته ذکر این نکته نیز ضروری است که درز سرد از جمله مشکلاتی است که ترمیم آن در مقایسه با سایر مشکلات کیفی بتن پیچیده‌تر و کم‌اثرتر است. با این حال این اقدامات قطعا در بهبود کیفیت سازه موثر هستند.
ترمیم درز سرد پس از گیرش کامل
در ادامه لیستی مختصر از روش‌های ترمیم درز سرد پس از گیرش کامل را مرور کرده‌ایم:
- اگر درز سرد موجب شکل‌گیری ترک در سازه شده، تزریق مواد پرکننده مانند گروت اپوکسی می‌تواند در ترمیم سازه و حفظ سلامت آن موثر باشد.
- سازه‌های دچار ضعف استحکام به دلیل وجود درز سرد را می‌توان با افزودن میلگردهایی به آن به عنوان میلگرد انتظار، مقاوم‌سازی کرد.
- استفاده از سایر بخش‌های ساختمان به عنوان عامل پیوند می‌تواند سطوح بتن دچار درز را با اتصال محکم‌تری در کنار یک‌دیگر نگه دارد. به عنوان مثال استفاده از زمین برای بهبود اتصال دو درز معمولا موثر است.
ترمیم درز سرد در مراحل اولیه
اگر متوجه شکل‌گیری درز سرد در مراحل اجرای پروژه شویم؛ می‌توانیم با تدابیری از شکل‌گیری نهایی آن جلوگیری کنیم.
- در اولین مرحله و وقتی بتن هنوز سخت نشده و در مراحل اولیه گیرش است؛ این امکان وجود دارد که بتوان آن را به‌صورت دستی جدا کرد. این کار مستلزم صرف وقت و هزینه مجدد بتن ریزی است. با این حال به‌طور کلی مشکل را حل می‌کند.
- در مراحل ثانویه گیرش بتن و وقتی دیگر بتن نرمی پلاستیک‌مانند ندارد؛ استفاده از ابزارهایی مثل چکش دستی برای برداشتن سطح سخت شده بتن می‌تواند از شکل‌گیری درز سرد جلوگیری کند. در این روش می‌توان یک لایه ۱۲ میلی‌متری ملات را روی سطح قبلی بتن قرار داد و به کمک ویبراتور آن را به داخل لایه قدیمی بتن فرستاد.
- در مراحل پایانی گیرش بتن تنها راه‌کار برای ترمیم درز سرد برش سطح قبلی بتن به شکل مناسب و تبدیل کردن درز سرد به درز اجرایی است.