انواع ترک بتن در اعضای ساختمان بتن آرمه و روش های ترميم ترک

فهرست مطالب

2- عوامل منجر به ترک خوردگی بتن

3- انواع ترک در ساختمان

8- روش های تزریق برای ترمیم ترک

15- بررسی ترک خوردگی یک تیر بتنی

چکیده

یکی از تفاوت های اساسی بین سازه های بتنی و فولادی بحث ترک خوردگی اعضای بتنی است که باید تاثیر آن در تحلیل و طراحی سازه در نظر گرفته شود. در یک سازه بتن آرمه که تحت اثر بارهای ثقلی و جانبی قرار می گیرد، در بخش هایی از مقطع اعضاء تنش های کششی ایجاد شده که این تنش ها باعث ترک خوردن مقطع می شوند. واضح است که به وجود آمدن این ترک ها در مقطع سبب بروز رفتار غیر خطی در سازه خواهد شد، در حالی که در تحلیل و طراحی سازه ها رفتار اعضاء را خطی در نظر می گیریم با توجه به اینکه ترک خوردن مقطع باعث حذف عملکرد قسمتی از آن می شود بنابراین با یک فرض ساده کننده مهندسی، می توان برای محاسبه سختی عضو تاثیر قسمت ترک خورده را در نظر گرفت.

از سویی دیگر ایجاد ترک در المان های بتنی نظیر تیر و ستون و دیوار برشی و … در هنگام وقوع زلزله به اندازه مجاز آئین نامه مفید بوده و راهی برای تخلیه نیروی حاصل از زلزله می باشد و به همین سبب در طراحی و محاسبات سازه مبحث نهم و آئین نامه های معتبر بین المللی نظیر ACI ضرایبی را تحت عنوان ضرایب ترک خوردگی مشخص نموده اند.

15- بررسی ترک خوردگی یک تیر بتن

اگر رفتار یک تیر را بررسی کنیم به این می رسیم که یک تیر در بر تکیه گاه ها (ستون ها) در برابر نیروی برش بحرانی ترین حالت را دارا می باشد بنابراین ترکهای برشی با زاویه ۴۵ درجه در بر تکیه گاه ها ایجاد خواهد شد و به همین سبب در طراحی تیر بتنی همیشه خاموت (آرماتورهای برشی) زیادی در بر ستون و با فواصل کم قرار می دهد تا بتن را دورگیر کرده تا در برابر نیروی برشی مقاوم باشند؛ اما رفته رفته وقتی به وسط مقطع نزدیک می شویم نیروی برشی به صفر میل کرده و در وسط مقطع ناحیه بحرانی خمش خواهد بود و ترک های خمشی ایجاد خواهد شد و حالت مابین بین ناحیه بحرانی خمش و ناحیه بحرانی برش ناحیه ای است که با نسبتی هم نیروی برشی موجود است هم نیروی خمشی به همین سبب در این نواحی ترک های تحت عنوان ترک های خمشی برشی ایجاد خواهد شد.

ترک خوردگی در سقف دال پیش تنیده

ترک های انقباض خمیری جمع شدگی خمیری (در دال پیش تنیده پس کشیده) قبل از گرفتن بتن و کشیدن کابل ه
ترک های ناشی انقباض خمیری بتن در حدود ۱ ساعت پس از بتن ریزی اتفاق می افتد اگر در بتن از افزودنی کندگیر استفاده شود این زمان بیشتر است.

اگرچه این ترک ها ممکن است اغلب تا مدت زیادی ناشناخته و مخفی باشند. این ترک ها از سطوح در معرض دید و از محلی که تبخیر آب از سطح بتن اتفاق می افتد شروع می شوند و باعث بروز جمع شدگی (انقباض) در لایه های بتن خواهند شد بتنی که در حالت الاستیک قرار دارد مقاومتی در برابر نیروهای کششی نداشته و با ایجاد ترک از میان شیره چسبنده بتن و اطراف سنگدانه ها و حرکت به سمت وجه مخالف این نیروها را آزاد. کند این ترک ها را نباید با ترک های طولانی مدت انقباض اشتباه کرد. ترک های انقباض خمیری معمولاً در دال ها که مراقبت دقیقی از آن ها بعمل نیامده است ایجاد می شوند.

ترک های شکافتگی ناشی از کشش کابل پیش تنیدگی:

این ترک ها عمدتاً ناشی از بارهای متمرکز بزرگ هستند که در محل تکیه گاه ها و در نواحی مهارگذاری شده در کابل های پیش تنیدگی می باشند معمولاً این ترک به طور خیلی نزدیک به محل اعمال بار متمرکز قرار دارد که سعی در شکاف خوردن قسمتی از بتن بطور موضعی دارد.

ترک های سازه ای ناشی از اضافه بار طراحی ضعیف عدم دقت کافی در ساخت و اجراء عدم دقت کافی در جزئیات

به طور کلی اعمال بارهای متمرکز شدید بیش از ظرفیت سازه اضافه بار یا طراحی ضعیف تنش های بیش از اندازه ای خمشی برشی پیچشی و ترکیبی ایجاد خواهد نمود که در نتیجه ترک های متناظر هر یک ایجاد خواهد شد.

به علاوه، دقت ناکافی در ساخت و اجرا یا عدم دقت کامل کافی در جزئیات به طور مشابه می تواند باعث ایجاد تنش های زیاد و ترک خوردگی و گسیختگی پیش از موعد گردد.

ترک های هوازدگی (تاثیر عوامل جوی)

یکی از فرآیندهای هوازدگی و تأثیر عوامل جوی که می توانند باعث ایجاد ترک خوردگی شود سرد و گرم شدن می باشند. فرآیندهای هوازدگی که ممکن است باعث ایجاد ترک در سقف دال بتن پیش تنیده شوند. تر و خشک شدن متوالی و گرم و سرد شدن متوالی هستند اگر تغییر حجم زیاد باشد ترک ایجاد خواهد شد. این نوع ترک ها در سقف های دال پیش تنیده آن چنان محتمل نیستند ولی در ساختمان های نیمه کاره که در مقابل سرما و گرما محافظت نشده اند متحمل هستند.

ترک های ناشی از ساخت حمل و نقل و در حین استفاده

وجود خطاهایی در حین ساخت با ترکیب تنش ها در حین عمل حمل و استفاده یکی از مهم ترین دلایل ترک خوردگی در اعضای بتنی پیش ساخته پیش تنیده است این ترک ها ممکن است در شکل های متفاوت ابعاد و موقعیت های مختلفی در اعضا ایجاد شوند.

ترک های ناشی از حمله سولفات به سیمان در بتن

به طور کلی ترک های حاصل از اثرات شیمیایی شامل ترک های ناشی از خوردگی کابلها به علت گریس کاری ناکافی یا سهل انگاری در آن یا گروت ریزی ناکافی و یا نادرست که باعث شود کابل به خوبی پوشیده نشود. (معمولاً ناشی از اکسیداسیون کابل در شرایط رطوبت یا عدم کافی بودن پوشش کابل و یا وجود خلل و فرج در بتن و دلایل متعدد ،دیگر اثر کلر روی کابل در شرایط رطوبت یا کاهش PH ناشی از کربناسیون در بتن) یا واکنش مواد قلیائی در سیمان با سیلیکات ها و کربنات ها که ممکن است در مصالح وجود داشته باشند (بخصوص در دولومیت ها) که بطور کلی باعث ایجاد یک فشار انفجاری درونی رو به رشد ناشی از عکس العمل شیمیایی (تغییر حجم) می شوند هستند. برخی از ترک ها به نقاطی که با اتمسفر خاک یا به جزء اصلی بتن که خود می تواند آلوده کننده یا واکنش دهنده باشد در ارتباط هستند محدود می شوند یا اینکه ممکن است کیفیت بتن جزء مورد نظر دارای طبیعت متخلخل و نفوذپذیر باشد که میتواند اجازه ورود آب و رطوبت را بدهد. در نتیجه با وجود اینکه هسته بتن وضعیت نرمالی ،دارد نقاطی از بتن به شکل وصله های خورده شده آشکار خواهند شد ممکن است ترک هایی نیز ناشی از واکنش قلیائی سنگدانه ها با یک ماده ژلاتینی یا شبیه عسل خشکیده در نتیجه ترک جانی که این سنگدانه ها شامل سیلیکات های فعال و کربنات ها بوده و با مواد قلیائی در سیمان واکنش می دهند آشکار شوند این واکنش ها معمولاً در جایی که درجه حرارت محل قرارگیری سازه بیشتر از ۳۰ درجه سانتیگراد نیست در قسمت اصلی عمر سازه اتفاق می افتد این ترک ها را می توان با استفاده از سیمان پرتلند با C3A کم بتن مقاوم در مقابل سولفات – تیپ (۵) یا سیمان پرتلند با خاکستر مواد کوره کنترل نمود (مورد اخیر جائی قابل استفاده است که سیمان پرتلند با خاکستر یا سیمان پوزولانی را بتوان استفاده نمود).

ترک های ناشی از پوسیدگی کابل به دلیل قرار گرفتن در معرض رطوبت و اتمسفر

کابل های فولادی پیش کشیده اگر در معرض رطوبت اتمسفر و در معرض دید قرار گیرند دچار خوردگی ناشی از واکنش شیمیایی با اکسیژن خواهند شد. کابل های فولادی پوسیده نباید مورد استفاده قرار گیرد زیرا در معرض خطر قرار می گیرد.

ترک های ناشی از خوردگی کابل

همانند آرماتور در بتن آرمه فولاد پیش تنیدگی (که به آن تاندون نیز اطلاق می شود) باید از رطوبتی که به بتن اطراف آن نفوذ می کند محافظت شود. در اعضای پیش کشیده با ایجاد پوشش کافی و مناسب روی تاندون ها و همچنین با استفاده از بتن با نسبت آب به سیمان کم که برای تهیه بتن با مقاومت زیاد در بتن پیش تنیده به کار می رود این پیشگیری به عمل می آید. غلاف ها در اعضای پس کشیده به طور معمول پس از کشش تاندون دوغاب ریزی می شوند و این فرایند یک اتصال بین تاندون و بتن اطراف ایجاد میکند، به ویژه باید به تاندون های بی حفاظ توجه شود در این مورد ترکیبی از گریس و پوشش پلاستیکی به طور موفقیت آمیز مورد استفاده قرار گرفته است فرم دیگری از خوردگی تدریجی که ممکن است وایرها و مفتول ها را تحت تأثیر قرار دهد تنش خوردگی نا دارد و از شکسته شدن ساختار فولاد حاصل می شود. در این فرآیند در فولاد ترک های کوچکی ظاهر شده که ترد و شکننده می شود. در مورد پدیده تنش- خوردگی شناخت کمی وجود دارد می دانیم این پدیده در تنش های کششی زیاده روی می دهد که فولاد پیش تنیدگی به طور پیوسته تحت آن قرار دارد.