همه ‌چیز در خصوص خزش بتن و روش‌های جلوگیری از آن

سازه‌های بتنی به بهره‌مندی از استحکام و ماندگاری زیاد شهرت دارند. بتن آنچنان مصالح مقاومی است که به ‌راحتی می‌توانیم به ماندگار شدن سازه‌های ساخته ‌شده با استفاده از این متریال اطمینان داشته باشیم، اما گاهاً تحت شرایط نامساعد و یا روش‌های بارگذاری غلط و حتی وقوع حوادث و ایجاد جریان‌های مخرب محیطی ساختار بتن تغییر شکل می‌دهد. هر نوع تغییر شکل تحت تنش بتن را در طول زمان اصطلاحاً خزش بتن می‌نامند.

خزش بتن (Creep of Concrete) به‌ معنای تغییر شکل گسترده بتن تحت تنش ثابت در درازمدت است، به شکلی که ساختار بتن در طول زمان فرم اصلی و طراحی ‌شده خود را از دست داده و با تغییر شکل محسوس دیگر نمی‌تواند وظایف تعریف ‌شده اولیه خود را داشته باشد. دلایل ایجاد خزش بتن گسترده است و به راحتی می‌توانیم فهرست بلند بالایی از عوامل مخرب محیطی و کاربردی را لیست کنیم. با این ‌وجود راهکار جلوگیری از خزش بتن نیز مطرح است. در این مطلب از گروه متسل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی کامل معضل خزش در سازه های بتن پرداخته و این نوع فرسایش سازه‌های بتنی را از منظر شکل‌گیری تا راهکارهای پیشگیری بررسی می‌کنیم. اگر درباره خرید قطعه بتنی سوال دراید می‌توانید با ما تماس بگیرید.

دلایل ایجاد خزش بتن

پدیده خزش در بتن چیست؟

عبارت خزش در این‌باره مفهوم تغییر شکل یافتن بتن تحت بارهای وارد شده با گذشت زمان است. این بدان معنی است که ممکن است بتن تحت فشار دائمی بارهایی قرار گرفته و تغییر شکل دهد. این تغییر شکل پیش ‌بینی ‌نشده است و غالبا با مقدمات طراحی سازه ناسازگار است که با عنوان کلی خزش بتن معرفی می‌شود.

از نگاه عملیاتی خزش سازه بتن در محدوده الاستیک آن قابل ‌قبول است. چرا که بتن ذاتاً پس ‌از سخت شدن در اثر بارهای طولانی ‌مدت و تحت تأثیر نیروهای تنش ثابت در محدوده قابل ‌قبولی تغییر شکل می‌دهد. این محدوده را اصطلاحاً خزش قابل‌ قبول و طبیعی الاستیک معرفی می‌کنند. آنچه با عنوان خزش بتن خطرناک و غیر قابل‌ قبول است، هر نوع تغییر شکل فراتر از محدوده الاستیک است که با عنوان خزش غیر الاستیک شناخته می‌شود.

خزش‌های غیر الاستیک خیلی بیشتر از محدوده خزش الاستیک هستند و خاصیت تخریبی در سازه‌های بتنی دارند. بتن در مقابل بارهای کوتاه‌ مدت می‌تواند رفتار خزش الاستیک داشته باشد. این در حالی است که در مواجهه با بارهای طولانی‌ مدت خاصیت خزش غیر الاستیکی دارد.

دلایل ایجاد خزش بتن

علت خزش بتن متفاوت است و می‌تواند ماهیت ذاتی و یا اجرایی داشته باشد. در پاره‌ای از موارد نوع بارگذاری سازه با شرایط تعریف‌ شده آن متفاوت است که به نوعی تبدیل به بار محیطی غیرقابل‌ تحمل سازه‌های بتنی می‌شود. در برخی موارد زیر با مشکلات ذاتی بتن از شکل‌گیری غیراصولی حین مراحل ساخت مواجه هستیم. در کل می‌توانیم دلایل خزش بتن را در موارد زیر دسته‌بندی کنیم:

  • نوع جنس و مقدار مصالح سنگی در بتن: انتخاب نوع مصالح سنگی در مقدار خزش ایجاد شده در بتن تأثیرگذار است. از نگاه علمی هر مقدار درصد مصالح سنگی (سنگدانه‌های شن و ماسه) به نسبت انواع سیمان در ساخت بتن بیشتر باشد، ساختار بتنی سخت‌تر است و مقدار خزش ایجاد شده به ‌علت مقاومت بالای مصالح سنگی کمتر خواهد شد. به شکلی که افزایش نسبی مقدار حجم سنگدانه‌ها از ۶۵ درصد تا ۷۵ درصد می‌تواند مقدار خزش ایجاد شده در سازه را به مقدار قابل ‌توجهی کاهش دهد. اما در اضافه شدن مصالح سنگی محدودیتی وجود دارد. در کل هر نوع نابسامانی در اضافه شدن مصالح سنگی مانند حجم خیلی زیاد و یا خیلی کم سنگدانه‌ها و یا استفاده از سنگدانه‌های خیلی بزرگ و یا خیلی کوچک در تغییر شکل ظاهری بتن تأثیرگذار است.
  • مقدار مقاومت فشاری در بتن: از نگاه علمی مقدار خزش سازه بتنی با مقدار مقاومت فشاری بتن رابطه معکوس دارد. از آنجایی ‌که مقاومت فشاری نیز در ارتباط با نسبت آب در سیمان است، لذا می‌توانیم ارتباط معناداری میان مقدار خزش سازه بتنی و مقدار نسبت آب به سیمان در بتن پیدا کنیم. هر نوع تغییر نسبت آب به سیمان در مراحل شکل گیری بتن باعث تغییر مقاومت فشاری بتن شده که در نهایت رابطه متغیری با مقدار خزش بتن دارد. به شکلی که هر اندازه مقاومت فشاری بتن بالاتر باشد، مقدار خزش سازه بتن نیز کمتر است.
  • سن بتن حین بارگذاری و بازه مدت‌ زمان بارگذاری: بارگذاری در سنین اولیه سخت شدن بتن از دلایل خزش بتن است. در توضیحی ساده هر اندازه بتن تازه‌تر باشد و دوره مناسب کیورینگ را سپری نکرده باشد، هر نوع بارگذاری خطر ایجاد خزش بتن را به ‌دنبال دارد. لذا توصیه شده ‌است تا برای کاهش احتمال خزش بازه بارگذاری را با تأخیر بیشتری انجام دهید. از طرفی مدت ‌زمان بارگذاری نیز از دلایل ایجاد خزش بتن است. این بدان معنی است که بارگذاری در درازمدت باعث تغییر شکل بتن می‌شود. هر اندازه مدت‌ زمان بارگذاری بیشتر باشد، احتمال رخداد خزش نیز بیشتر است.
  • شرایط محیطی (دما و رطوبت): شرایط محیطی از جمله عوامل تأثیرگذار در ساختار نهایی بتن است که در مؤلفه‌های گوناگون از شکل‌گیری تا فرسایش و یا چگونگی سخت شدن بتن تازه تأثیرگذار هستند. خزش بتن در سنین اولیه شکل‌گیری سازه بتنی نمود بیشتری دارد و مقدار ایجاد آن کاملاً وابسته به مقدار رطوبت و دمای محیط است. هر اندازه دمای محیط به نسبت دوره کیورینگ بتن بالاتر باشد و شرایط محیطی خشک‌تر باشد، مقدار سرعت برون رفت آب از ترکیب بتن بیشتر است و پدیده‌ی جمع شدگی یا همان خیزش بتن سریع‌تر و بیشتر اتفاق می‌افتد. در عین ‌حال هر اندازه در هوای مرطوب‌تری عملیات بتن‌ریزی انجام شود، تعادل بهتری حین گیرش بتن ایجاد شده که منجر به خیزش کمتری خواهد شد.
  • تنش‌های وارد شده به بتن: تنش‌ها یا همان بارهای سنگین فراتر از ظرفیت اسمی بتن از جمله مهمترین نکات علت خزش بتن هستند. قاعدتاً خزش بتن به ‌علت تنش‌های ناگهانی نیست؛ بلکه هر نوع تنش پیوسته و یا بار دائمی فراتر از ظرفیت سازه باعث ایجاد خمش بیشتری در بتن می‌شود. به ‌این ‌ترتیب با کاهش تنش‌های بتن می‌توانیم از احتمال ایجاد خزش در ساختار بتن آنهم در طولانی ‌مدت جلوگیری کنیم.

جمع شدگی بتن چیست؟ چه ارتباطی با خزش بتن دارد؟

از نگاه عملیاتی هر نوع تغییر شکل فرم نهایی بتن در مدت زمان کوتاه و یا طولانی ‌مدت فراتر از انحراف الاستیسیته را اصطلاحاً خزش بتن می‌نامند که می‌تواند به‌ علت ایجاد بارهای دائمی و یا جمع شدگی بتن اتفاق بیافتد.

جمع شدگی بتن از پدیده‌های طبیعی در تمامی بتن‌ها است که بلافاصله پس ‌از تخلیه بتن در محل و در طول مدت گیرش آن اتفاق می‌افتد. در واقع حجم بتن با از دست دادن آب حین فرایند خشک شدن (کیورینگ) کاهش پیدا کرده و ممکن است حتی به ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق بتن بیانجامد. این انقباض طبیعی بتن را اصطلاحاً جمع شدگی معرفی می‌کنند که در صورت گسترش خطرناک و ایجاد تغییرات کلی در ساختار بتن تبدیل به خزش بتن خواهد شد.

با این تعریف، جمع شدگی پدیده‌ای طبیعی در بتن تازه است و تا زمانی‌ که ماهیت سازه را تهدید نکند، فرایندی کنترل‌پذیر است. اما در صورت گستردگی زیاد و با خطر ایجاد ترک‌های عمیق در فهرست مشکلات مانند خیزش بتن قرار می‌گیرد.

علت خزش بتن

بررسی ساختاری انواع جمع شدگی بتن

جمع شدگی ذاتاً پدیده‌ی خطرناکی نیست و تا زمانی ‌که تغییر شکل بتن در محدوده الاستیسیته باشد، مقدار قابل ‌قبولی است. اما هر نوع تغییر شکل بیش ‌از حد ماجرای مخربی است که می‌تواند ماهیت ساز را تهدید کند. در کل انواع خزش به دلیل جمع شدگی را می‌توانیم در موارد زیر بررسی کنیم:

جمع شدگی خشک بتن

این نوع جمع شدگی به‌ علت کاهش سریع و به مقدار زیاد آب بتن ایجاد می‌شود که به جذب سطحی ژل کلسیم سیلیکات هیدرات انجامیده و منجر به کاهش تنش‌های هیدرواستاتیکی در حفره‌های ریز سطحی بتن خواهد شد. این جمع شدگی بیشتر به ‌علت تغییر شکل‌های خمیری در بتن ایجاد خواهد شد. لذا عملاً مقدار سختی سنگدانه‌های بتن در چگونگی شکل‌گیری آن تأثیرگذار است. این جمع شدگی در فهرست دلایل خزش بتن معمولاً پس ‌از تخلیه بتن تازه و در اثر کاهش سریع آب مثلاً تبخیر آب حین مرحله گیرش بتن اتفاق می‌افتد.

برای تقابل با این نوع خزش بتن از تکنیک غرقابی سطح بتن استفاده می‌کنند. در این روش سطح بتن را دائماً آبیاری کرده و یا از کاورهای مرطوب برای تأمین رطوبت بتن استفاده می‌شود. دقت کنید که نرخ سرعت این نوع جمع شوندگی در روزهای ابتدایی پس‌ از تخلیه بتن زیاد است.

راهکارهای مؤثر در کنترل جمع شدگی خشک بتن

  • انتخاب مناسب مصالح: لازم است تا در هر صورت از مصالح با کیفیت در ساخت بتن استفاده کنید.
  • طرح اختلاط مناسب بتن با رعایت دقیق نسبت آب به سیمان: افزایش بی‌رویه نسبت آب به سیمان احتمال جمع شدگی بتن را افزایش می‌دهد. در حالت کلی هر نوع افزایش بی‌برنامه نسبت آب به سیمان تأثیر منفی در مقاومت خمیری و سختی کلی بتن دارد.
  • در نظر داشتن شرایط محیطی: با توجه به نوع اقلیم و اهمیت دادن به مقدار رطوبت هوا و یا شرایط جوی می‌توانیم از تأثیر جمع شدگی خشک بتن بکاهیم. هر اندازه مقدار رطوبت در اطراف سازه بتنی بیشتر باشد، مقدار جمع شدگی در اثر خشکی بتن نیز کاهش پیدا می‌کند.
  • نوع سنگدانه‌ها: با افزایش نسبی درصد سنگدانه‌ها می‌توانیم از احتمال جمع شدگی در اثر خشک شدن بتن جلوگیری کنیم. در این‌باره چندان در بند شکل ظاهر سنگدانه‌ها نیستیم، اما از نظر کلی خرده سنگ‌ها با ظاهر شکسته و لبه‌های تیز مقاومت بیشتری در مقابل جمع شدگی حین خشک شدن بتن دارند.
  • درصد وزنی سیمان: افزودن بی‌برنامه سیمان به اختلاط بتن احتمال وقوع خزش بتن حین خشک شدن را افزایش می‌دهد. لذا مهم است که طبق فرمول دقیق طرح اختلاط بتن را انجام دهید.
  • جنس و کیفیت سیمان: نوع سیمان و کیفیت آن در مقدار جمع شدگی در اثر خشک شدن بتن تأثیرگذار است. در استفاده از نوع سیمان باید دقت عمل کافی داشته باشید. مثلاً استفاده‌ی بی‌مورد از سیمان زودگیر در بسیاری از پروژه‌ها خطرناک است، زیرا خشک شدن سریع این نوع سیمان با وجود عدم رعایت شرایط محیطی باعث جمع شدگی سریع بتن خواهد شد.
  • بهره‌مندی از افزودنی‌های بتن: با اضافه شدن برخی از افزودنی‌ها می‌توانیم مقدار جمع شدگی بتن در حین خشک شدن را مدیریت کنیم.

پدیده پلاستیکی شدن بتن

پلاستیکی شدن یکی دیگر از انواع جمع شدگی بتن است که به شکل خزش ریز و گاهاً عمیق بروز پیدا می‌کند. در برخی از موارد مانند حضور در هوای خیلی گرم، آب مورد نیاز بتن به ‌سرعت تبخیر می‌شود. این خالی شدن آب باعث ایجاد انقباض گسترده در بتن شده که خودش را به شکل ترک‌هایی سطحی و گاهاً عمیق و شکننده نمایان می‌سازد. در واقع آب بتن جذب سنگدانه‌های متخلخل بتن شده ‌است که باعث ایجاد شرایط انقباض خواهد شد. پدیده مذکور را اصطلاحاً پلاستیکی شدن بتن معرفی می‌کنند.

در بسیاری از موارد قرار گرفتن بتن در معرض نور شدید خورشید و یا وزش بادهای گرم باعث جمع شدگی پلاستیک بتن خواهد شد. در عین ‌حال هر نوع آب اضافی که در سطح بتن جاری شده و اصطلاحاً آب افتادگی اتفاق بیفتد، باز هم خطر ایجاد انقباض‌های پلاستیکی شده وجود دارد.

جلوگیری از خزش بتن

راهکارهایی برای جلوگیری از پلاستیکی شدن بتن

هر اقدامی برای جلوگیری از تبخیر سریع آب به ‌علت دمای بالای محیط در کاهش احتمال پدیده پلاستیکی شدن تأثیرگذار است. برای این منظور می‌توانیم اقدامات پیشگیرانه زیر را انجام دهیم:

  • کاور کردن سطح بتن با استفاده از ورق های پلی اتیلن
  • ویبره زنی کامل بتن برای خروج تمامی حباب‌های هوا
  • استفاده از پودر آلومینیوم تحت شرایط کنترل‌ شده
  • استفاده از سیمان‌های انبساطی با در نظر گرفتن فرمول مناسب ساخت بتن

جمع شدگی خودبه‌خود بتن

نوعی خزش سازه بتنی است که در سنین بالای بتن و حتی پس‌ از سخت شدن کامل اتفاق می‌افتد. این پدیده خودبه‌خودی حتی ممکن است به شکل انبساطی و ایجاد تورم‌های برجسته‌ی بتنی دیده شود. در هر صورت این پدیده هر نوع تغییر شکل خودبخودی بتن در مراحل پس‌ از گیرش نهایی است. علت آن نیز تکمیل ناقص فرایند هیدراتاسیون است که آن نیز به ‌خاطر خارج شدن آب از مجراهای مویین سطحی بتن حین مراحل گیرش اولیه اتفاق می‌افتد. از نگاه عملیاتی هر نوع وجود حفره حتی باریک‌ترین آنها مستعد خروج آب از داخل بتن است که در فرایند کامل هیدراتاسیون ایجاد اختلال می‌کند. در این ‌صورت بخش‌های داخلی بتن دچار انقباض می‌شود.

راهکارهایی برای جلوگیری از خزش خودبه‌خودی

  • کنترل دمای بتن برای مهار حرارت تولید شده حین مراحل هیدراتاسیون
  • بهره‌مندی از درصد مناسب سیمان در ترکیب نهایی بتن
  • بهره‌مندی از سیمان مرغوب که در آن از درصد کمتری ترکیبات مانند کلسیم آلومینات و یا تتراکلسیم آلومینو فریت استفاده ‌شده باشد.
  • بهره‌مندی از افزودنی‌های معدنی برای تسریع کردن فرایند هیدراتاسیون

تأثیر کربناسیون در خزش سازه های بتن

کربناسیون شدن از جمله مشکلات جدی سازه‌های بتنی است که معمولاً در مناطق با آب‌وهوای مرطوب بیشتر اتفاق می‌افتد. این پدیده در واقع یک زنجیره واکنش‌های شیمیایی بتن تحت تأثیر هوای مرطوب است. در هوای آزاد مقدار قابل‌ توجه دی اکسید کربن وجود دارد که تمام سطوح بتنی تحت تأثیر آن هستند. در عین ‌حال بتن دارای مقدار قابل ‌توجه ترکیب هیدروکسید کلسیم است. این هیدروکسید کلسیم با دی‌اکسیدکربن واکنش شیمیایی ایجاد کرده و ترکیبی از کلسیم کربنات ایجاد می‌شود. به ‌این ‌ترتیب سطح بتن حالت کربناته پیدا کرده ‌است. احتمال کربناته شدن بتن در هر محیطی امکان ‌پذیر است، اما در هوای مرطوب درصد واکنش شیمیایی بیشتر است و حجم کربناته شدن بسیار بالاتری ایجاد می‌شود. این پدیده را اصطلاحاً با عنوان کربناسیون بتن می‌نامند که سطح بتن را ساختاری اسیدی شده کرده و در ایجاد خزش بتن تأثیرگذار است.

راهکار جلوگیری از خزش بتن

خزش بتن: پدیده‌ای خطرناک

خزش بتن بدون تردید از خطرناک‌ترین آسیب‌های بتنی است که می‌تواند ماهیت سازه‌های عمرانی را تهدید کند. زیرا این خیزش باعث تغییر شکل ساختار بتنی شده که خودش را به شکل ترک‌های عمیق و حتی گسست سازه نشان می‌دهد.

در تقابل با این پدیده پیشگیری، بهترین راه‌حل است. دلایل ایجاد خزش بتن گسترده هستند که به همگی آنها در این مقاله اشاره کرده‌ایم. اما روش‌های جلوگیری از خزش بتن نیز ساده و عملیاتی هستند. دقت کنید که هر نوع تدبیر هوشمندانه برای نگه‌داشتن مناسب آب در بتن و تکمیل فرآیند هیدراتاسیون و ایجاد کامل دوره‌ی کیورینگ نقش پررنگی برای پیشگیری از پدیده خزش سازه های بتنی دارد. اگر می‌خواهید بدانید بتن خوب چه ویژگی‌هایی دارد این مقاله را از دست ندهید.

همه ‌چیز در خصوص خزش بتن و روش‌های جلوگیری از آن

سازه‌های بتنی به بهره‌مندی از استحکام و ماندگاری زیاد شهرت دارند. بتن آنچنان مصالح مقاومی است که به ‌راحتی می‌توانیم به ماندگار شدن سازه‌های ساخته ‌شده با استفاده از این متریال اطمینان داشته باشیم، اما گاهاً تحت شرایط نامساعد و یا روش‌های بارگذاری غلط و حتی وقوع حوادث و ایجاد جریان‌های مخرب محیطی ساختار بتن تغییر شکل می‌دهد. هر نوع تغییر شکل تحت تنش بتن را در طول زمان اصطلاحاً خزش بتن می‌نامند.

خزش بتن (Creep of Concrete) به‌ معنای تغییر شکل گسترده بتن تحت تنش ثابت در درازمدت است، به شکلی که ساختار بتن در طول زمان فرم اصلی و طراحی ‌شده خود را از دست داده و با تغییر شکل محسوس دیگر نمی‌تواند وظایف تعریف ‌شده اولیه خود را داشته باشد. دلایل ایجاد خزش بتن گسترده است و به راحتی می‌توانیم فهرست بلند بالایی از عوامل مخرب محیطی و کاربردی را لیست کنیم. با این ‌وجود راهکار جلوگیری از خزش بتن نیز مطرح است. در این مطلب از گروه متسل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی کامل معضل خزش در سازه های بتن پرداخته و این نوع فرسایش سازه‌های بتنی را از منظر شکل‌گیری تا راهکارهای پیشگیری بررسی می‌کنیم. اگر درباره خرید قطعه بتنی سوال دراید می‌توانید با ما تماس بگیرید.

دلایل ایجاد خزش بتن

پدیده خزش در بتن چیست؟

عبارت خزش در این‌باره مفهوم تغییر شکل یافتن بتن تحت بارهای وارد شده با گذشت زمان است. این بدان معنی است که ممکن است بتن تحت فشار دائمی بارهایی قرار گرفته و تغییر شکل دهد. این تغییر شکل پیش ‌بینی ‌نشده است و غالبا با مقدمات طراحی سازه ناسازگار است که با عنوان کلی خزش بتن معرفی می‌شود.

از نگاه عملیاتی خزش سازه بتن در محدوده الاستیک آن قابل ‌قبول است. چرا که بتن ذاتاً پس ‌از سخت شدن در اثر بارهای طولانی ‌مدت و تحت تأثیر نیروهای تنش ثابت در محدوده قابل ‌قبولی تغییر شکل می‌دهد. این محدوده را اصطلاحاً خزش قابل‌ قبول و طبیعی الاستیک معرفی می‌کنند. آنچه با عنوان خزش بتن خطرناک و غیر قابل‌ قبول است، هر نوع تغییر شکل فراتر از محدوده الاستیک است که با عنوان خزش غیر الاستیک شناخته می‌شود.

خزش‌های غیر الاستیک خیلی بیشتر از محدوده خزش الاستیک هستند و خاصیت تخریبی در سازه‌های بتنی دارند. بتن در مقابل بارهای کوتاه‌ مدت می‌تواند رفتار خزش الاستیک داشته باشد. این در حالی است که در مواجهه با بارهای طولانی‌ مدت خاصیت خزش غیر الاستیکی دارد.

دلایل ایجاد خزش بتن

علت خزش بتن متفاوت است و می‌تواند ماهیت ذاتی و یا اجرایی داشته باشد. در پاره‌ای از موارد نوع بارگذاری سازه با شرایط تعریف‌ شده آن متفاوت است که به نوعی تبدیل به بار محیطی غیرقابل‌ تحمل سازه‌های بتنی می‌شود. در برخی موارد زیر با مشکلات ذاتی بتن از شکل‌گیری غیراصولی حین مراحل ساخت مواجه هستیم. در کل می‌توانیم دلایل خزش بتن را در موارد زیر دسته‌بندی کنیم:

  • نوع جنس و مقدار مصالح سنگی در بتن: انتخاب نوع مصالح سنگی در مقدار خزش ایجاد شده در بتن تأثیرگذار است. از نگاه علمی هر مقدار درصد مصالح سنگی (سنگدانه‌های شن و ماسه) به نسبت انواع سیمان در ساخت بتن بیشتر باشد، ساختار بتنی سخت‌تر است و مقدار خزش ایجاد شده به ‌علت مقاومت بالای مصالح سنگی کمتر خواهد شد. به شکلی که افزایش نسبی مقدار حجم سنگدانه‌ها از ۶۵ درصد تا ۷۵ درصد می‌تواند مقدار خزش ایجاد شده در سازه را به مقدار قابل ‌توجهی کاهش دهد. اما در اضافه شدن مصالح سنگی محدودیتی وجود دارد. در کل هر نوع نابسامانی در اضافه شدن مصالح سنگی مانند حجم خیلی زیاد و یا خیلی کم سنگدانه‌ها و یا استفاده از سنگدانه‌های خیلی بزرگ و یا خیلی کوچک در تغییر شکل ظاهری بتن تأثیرگذار است.
  • مقدار مقاومت فشاری در بتن: از نگاه علمی مقدار خزش سازه بتنی با مقدار مقاومت فشاری بتن رابطه معکوس دارد. از آنجایی ‌که مقاومت فشاری نیز در ارتباط با نسبت آب در سیمان است، لذا می‌توانیم ارتباط معناداری میان مقدار خزش سازه بتنی و مقدار نسبت آب به سیمان در بتن پیدا کنیم. هر نوع تغییر نسبت آب به سیمان در مراحل شکل گیری بتن باعث تغییر مقاومت فشاری بتن شده که در نهایت رابطه متغیری با مقدار خزش بتن دارد. به شکلی که هر اندازه مقاومت فشاری بتن بالاتر باشد، مقدار خزش سازه بتن نیز کمتر است.
  • سن بتن حین بارگذاری و بازه مدت‌ زمان بارگذاری: بارگذاری در سنین اولیه سخت شدن بتن از دلایل خزش بتن است. در توضیحی ساده هر اندازه بتن تازه‌تر باشد و دوره مناسب کیورینگ را سپری نکرده باشد، هر نوع بارگذاری خطر ایجاد خزش بتن را به ‌دنبال دارد. لذا توصیه شده ‌است تا برای کاهش احتمال خزش بازه بارگذاری را با تأخیر بیشتری انجام دهید. از طرفی مدت ‌زمان بارگذاری نیز از دلایل ایجاد خزش بتن است. این بدان معنی است که بارگذاری در درازمدت باعث تغییر شکل بتن می‌شود. هر اندازه مدت‌ زمان بارگذاری بیشتر باشد، احتمال رخداد خزش نیز بیشتر است.
  • شرایط محیطی (دما و رطوبت): شرایط محیطی از جمله عوامل تأثیرگذار در ساختار نهایی بتن است که در مؤلفه‌های گوناگون از شکل‌گیری تا فرسایش و یا چگونگی سخت شدن بتن تازه تأثیرگذار هستند. خزش بتن در سنین اولیه شکل‌گیری سازه بتنی نمود بیشتری دارد و مقدار ایجاد آن کاملاً وابسته به مقدار رطوبت و دمای محیط است. هر اندازه دمای محیط به نسبت دوره کیورینگ بتن بالاتر باشد و شرایط محیطی خشک‌تر باشد، مقدار سرعت برون رفت آب از ترکیب بتن بیشتر است و پدیده‌ی جمع شدگی یا همان خیزش بتن سریع‌تر و بیشتر اتفاق می‌افتد. در عین ‌حال هر اندازه در هوای مرطوب‌تری عملیات بتن‌ریزی انجام شود، تعادل بهتری حین گیرش بتن ایجاد شده که منجر به خیزش کمتری خواهد شد.
  • تنش‌های وارد شده به بتن: تنش‌ها یا همان بارهای سنگین فراتر از ظرفیت اسمی بتن از جمله مهمترین نکات علت خزش بتن هستند. قاعدتاً خزش بتن به ‌علت تنش‌های ناگهانی نیست؛ بلکه هر نوع تنش پیوسته و یا بار دائمی فراتر از ظرفیت سازه باعث ایجاد خمش بیشتری در بتن می‌شود. به ‌این ‌ترتیب با کاهش تنش‌های بتن می‌توانیم از احتمال ایجاد خزش در ساختار بتن آنهم در طولانی ‌مدت جلوگیری کنیم.

جمع شدگی بتن چیست؟ چه ارتباطی با خزش بتن دارد؟

از نگاه عملیاتی هر نوع تغییر شکل فرم نهایی بتن در مدت زمان کوتاه و یا طولانی ‌مدت فراتر از انحراف الاستیسیته را اصطلاحاً خزش بتن می‌نامند که می‌تواند به‌ علت ایجاد بارهای دائمی و یا جمع شدگی بتن اتفاق بیافتد.

جمع شدگی بتن از پدیده‌های طبیعی در تمامی بتن‌ها است که بلافاصله پس ‌از تخلیه بتن در محل و در طول مدت گیرش آن اتفاق می‌افتد. در واقع حجم بتن با از دست دادن آب حین فرایند خشک شدن (کیورینگ) کاهش پیدا کرده و ممکن است حتی به ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق بتن بیانجامد. این انقباض طبیعی بتن را اصطلاحاً جمع شدگی معرفی می‌کنند که در صورت گسترش خطرناک و ایجاد تغییرات کلی در ساختار بتن تبدیل به خزش بتن خواهد شد.

با این تعریف، جمع شدگی پدیده‌ای طبیعی در بتن تازه است و تا زمانی‌ که ماهیت سازه را تهدید نکند، فرایندی کنترل‌پذیر است. اما در صورت گستردگی زیاد و با خطر ایجاد ترک‌های عمیق در فهرست مشکلات مانند خیزش بتن قرار می‌گیرد.

علت خزش بتن

بررسی ساختاری انواع جمع شدگی بتن

جمع شدگی ذاتاً پدیده‌ی خطرناکی نیست و تا زمانی ‌که تغییر شکل بتن در محدوده الاستیسیته باشد، مقدار قابل ‌قبولی است. اما هر نوع تغییر شکل بیش ‌از حد ماجرای مخربی است که می‌تواند ماهیت ساز را تهدید کند. در کل انواع خزش به دلیل جمع شدگی را می‌توانیم در موارد زیر بررسی کنیم:

جمع شدگی خشک بتن

این نوع جمع شدگی به‌ علت کاهش سریع و به مقدار زیاد آب بتن ایجاد می‌شود که به جذب سطحی ژل کلسیم سیلیکات هیدرات انجامیده و منجر به کاهش تنش‌های هیدرواستاتیکی در حفره‌های ریز سطحی بتن خواهد شد. این جمع شدگی بیشتر به ‌علت تغییر شکل‌های خمیری در بتن ایجاد خواهد شد. لذا عملاً مقدار سختی سنگدانه‌های بتن در چگونگی شکل‌گیری آن تأثیرگذار است. این جمع شدگی در فهرست دلایل خزش بتن معمولاً پس ‌از تخلیه بتن تازه و در اثر کاهش سریع آب مثلاً تبخیر آب حین مرحله گیرش بتن اتفاق می‌افتد.

برای تقابل با این نوع خزش بتن از تکنیک غرقابی سطح بتن استفاده می‌کنند. در این روش سطح بتن را دائماً آبیاری کرده و یا از کاورهای مرطوب برای تأمین رطوبت بتن استفاده می‌شود. دقت کنید که نرخ سرعت این نوع جمع شوندگی در روزهای ابتدایی پس‌ از تخلیه بتن زیاد است.

راهکارهای مؤثر در کنترل جمع شدگی خشک بتن

  • انتخاب مناسب مصالح: لازم است تا در هر صورت از مصالح با کیفیت در ساخت بتن استفاده کنید.
  • طرح اختلاط مناسب بتن با رعایت دقیق نسبت آب به سیمان: افزایش بی‌رویه نسبت آب به سیمان احتمال جمع شدگی بتن را افزایش می‌دهد. در حالت کلی هر نوع افزایش بی‌برنامه نسبت آب به سیمان تأثیر منفی در مقاومت خمیری و سختی کلی بتن دارد.
  • در نظر داشتن شرایط محیطی: با توجه به نوع اقلیم و اهمیت دادن به مقدار رطوبت هوا و یا شرایط جوی می‌توانیم از تأثیر جمع شدگی خشک بتن بکاهیم. هر اندازه مقدار رطوبت در اطراف سازه بتنی بیشتر باشد، مقدار جمع شدگی در اثر خشکی بتن نیز کاهش پیدا می‌کند.
  • نوع سنگدانه‌ها: با افزایش نسبی درصد سنگدانه‌ها می‌توانیم از احتمال جمع شدگی در اثر خشک شدن بتن جلوگیری کنیم. در این‌باره چندان در بند شکل ظاهر سنگدانه‌ها نیستیم، اما از نظر کلی خرده سنگ‌ها با ظاهر شکسته و لبه‌های تیز مقاومت بیشتری در مقابل جمع شدگی حین خشک شدن بتن دارند.
  • درصد وزنی سیمان: افزودن بی‌برنامه سیمان به اختلاط بتن احتمال وقوع خزش بتن حین خشک شدن را افزایش می‌دهد. لذا مهم است که طبق فرمول دقیق طرح اختلاط بتن را انجام دهید.
  • جنس و کیفیت سیمان: نوع سیمان و کیفیت آن در مقدار جمع شدگی در اثر خشک شدن بتن تأثیرگذار است. در استفاده از نوع سیمان باید دقت عمل کافی داشته باشید. مثلاً استفاده‌ی بی‌مورد از سیمان زودگیر در بسیاری از پروژه‌ها خطرناک است، زیرا خشک شدن سریع این نوع سیمان با وجود عدم رعایت شرایط محیطی باعث جمع شدگی سریع بتن خواهد شد.
  • بهره‌مندی از افزودنی‌های بتن: با اضافه شدن برخی از افزودنی‌ها می‌توانیم مقدار جمع شدگی بتن در حین خشک شدن را مدیریت کنیم.

پدیده پلاستیکی شدن بتن

پلاستیکی شدن یکی دیگر از انواع جمع شدگی بتن است که به شکل خزش ریز و گاهاً عمیق بروز پیدا می‌کند. در برخی از موارد مانند حضور در هوای خیلی گرم، آب مورد نیاز بتن به ‌سرعت تبخیر می‌شود. این خالی شدن آب باعث ایجاد انقباض گسترده در بتن شده که خودش را به شکل ترک‌هایی سطحی و گاهاً عمیق و شکننده نمایان می‌سازد. در واقع آب بتن جذب سنگدانه‌های متخلخل بتن شده ‌است که باعث ایجاد شرایط انقباض خواهد شد. پدیده مذکور را اصطلاحاً پلاستیکی شدن بتن معرفی می‌کنند.

در بسیاری از موارد قرار گرفتن بتن در معرض نور شدید خورشید و یا وزش بادهای گرم باعث جمع شدگی پلاستیک بتن خواهد شد. در عین ‌حال هر نوع آب اضافی که در سطح بتن جاری شده و اصطلاحاً آب افتادگی اتفاق بیفتد، باز هم خطر ایجاد انقباض‌های پلاستیکی شده وجود دارد.

جلوگیری از خزش بتن

راهکارهایی برای جلوگیری از پلاستیکی شدن بتن

هر اقدامی برای جلوگیری از تبخیر سریع آب به ‌علت دمای بالای محیط در کاهش احتمال پدیده پلاستیکی شدن تأثیرگذار است. برای این منظور می‌توانیم اقدامات پیشگیرانه زیر را انجام دهیم:

  • کاور کردن سطح بتن با استفاده از ورق های پلی اتیلن
  • ویبره زنی کامل بتن برای خروج تمامی حباب‌های هوا
  • استفاده از پودر آلومینیوم تحت شرایط کنترل‌ شده
  • استفاده از سیمان‌های انبساطی با در نظر گرفتن فرمول مناسب ساخت بتن

جمع شدگی خودبه‌خود بتن

نوعی خزش سازه بتنی است که در سنین بالای بتن و حتی پس‌ از سخت شدن کامل اتفاق می‌افتد. این پدیده خودبه‌خودی حتی ممکن است به شکل انبساطی و ایجاد تورم‌های برجسته‌ی بتنی دیده شود. در هر صورت این پدیده هر نوع تغییر شکل خودبخودی بتن در مراحل پس‌ از گیرش نهایی است. علت آن نیز تکمیل ناقص فرایند هیدراتاسیون است که آن نیز به ‌خاطر خارج شدن آب از مجراهای مویین سطحی بتن حین مراحل گیرش اولیه اتفاق می‌افتد. از نگاه عملیاتی هر نوع وجود حفره حتی باریک‌ترین آنها مستعد خروج آب از داخل بتن است که در فرایند کامل هیدراتاسیون ایجاد اختلال می‌کند. در این ‌صورت بخش‌های داخلی بتن دچار انقباض می‌شود.

راهکارهایی برای جلوگیری از خزش خودبه‌خودی

  • کنترل دمای بتن برای مهار حرارت تولید شده حین مراحل هیدراتاسیون
  • بهره‌مندی از درصد مناسب سیمان در ترکیب نهایی بتن
  • بهره‌مندی از سیمان مرغوب که در آن از درصد کمتری ترکیبات مانند کلسیم آلومینات و یا تتراکلسیم آلومینو فریت استفاده ‌شده باشد.
  • بهره‌مندی از افزودنی‌های معدنی برای تسریع کردن فرایند هیدراتاسیون

تأثیر کربناسیون در خزش سازه های بتن

کربناسیون شدن از جمله مشکلات جدی سازه‌های بتنی است که معمولاً در مناطق با آب‌وهوای مرطوب بیشتر اتفاق می‌افتد. این پدیده در واقع یک زنجیره واکنش‌های شیمیایی بتن تحت تأثیر هوای مرطوب است. در هوای آزاد مقدار قابل‌ توجه دی اکسید کربن وجود دارد که تمام سطوح بتنی تحت تأثیر آن هستند. در عین ‌حال بتن دارای مقدار قابل ‌توجه ترکیب هیدروکسید کلسیم است. این هیدروکسید کلسیم با دی‌اکسیدکربن واکنش شیمیایی ایجاد کرده و ترکیبی از کلسیم کربنات ایجاد می‌شود. به ‌این ‌ترتیب سطح بتن حالت کربناته پیدا کرده ‌است. احتمال کربناته شدن بتن در هر محیطی امکان ‌پذیر است، اما در هوای مرطوب درصد واکنش شیمیایی بیشتر است و حجم کربناته شدن بسیار بالاتری ایجاد می‌شود. این پدیده را اصطلاحاً با عنوان کربناسیون بتن می‌نامند که سطح بتن را ساختاری اسیدی شده کرده و در ایجاد خزش بتن تأثیرگذار است.

راهکار جلوگیری از خزش بتن

خزش بتن: پدیده‌ای خطرناک

خزش بتن بدون تردید از خطرناک‌ترین آسیب‌های بتنی است که می‌تواند ماهیت سازه‌های عمرانی را تهدید کند. زیرا این خیزش باعث تغییر شکل ساختار بتنی شده که خودش را به شکل ترک‌های عمیق و حتی گسست سازه نشان می‌دهد.

در تقابل با این پدیده پیشگیری، بهترین راه‌حل است. دلایل ایجاد خزش بتن گسترده هستند که به همگی آنها در این مقاله اشاره کرده‌ایم. اما روش‌های جلوگیری از خزش بتن نیز ساده و عملیاتی هستند. دقت کنید که هر نوع تدبیر هوشمندانه برای نگه‌داشتن مناسب آب در بتن و تکمیل فرآیند هیدراتاسیون و ایجاد کامل دوره‌ی کیورینگ نقش پررنگی برای پیشگیری از پدیده خزش سازه های بتنی دارد. اگر می‌خواهید بدانید بتن خوب چه ویژگی‌هایی دارد این مقاله را از دست ندهید.