علت ترک خوردن بتن سقف و راه های جلوگیری از آن

بتن از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی می باشد که به دلیل دوام بالا و طول عمر زیاد در کاربردهای مختلف از جمله ساخت سقف از قدیم مورد توجه مهندسان ساخت و ساز قرار گرفته است. با این حال از مشکلات رایج بتن در حین بتن ریزی و بعد از آن، ترک خوردن بتن سقف می باشد که به دلایل مختلفی اتفاق می­افتد.

 در واقع یکی از مواد اصلی تشکیل دهنده ی بتن، سیمان است که فرآیند هیدراتاسیون آن موجب ایجاد و انتشار ترک در سطح بتن می شود. در واقع در اثر هیدراتاسیون سیمان، حرارت تولید می شود اما انتقال حرارت در سطح داخلی و خارجی بتن به یک اندازه صورت نمی گیرد که همین عامل منجر به ایجاد ترک در بتن می شود. با این حال عوامل زیاد دیگری نیز در ایجاد ترک در بتن سقف و فونداسیون سهم دارند که در این مقاله به بررسی علت ترک خوردن بتن سقف پرداخته و راه حل هایی برای رفع آن ارائه خواهیم کرد.

انواع ترک خوردگی بتن

ترک خوردگی در بتن می تواند به دلایل مختلفی روی دهد که این مشکل یکی از مباحث اصلی در کار مهندسان ساختمان محسوب می شود. برای برطرف کردن این مشکل می توان آسیب دیدگی های بتن را به دو دسته ی اصلی تقسیم بندی کرد:

1. ترک سازه ای بتن که این آسیب زمانی رخ می دهد که بتن نتواند فشار بار های مختلف را تحمل کند و ترک هایی با عمق ۱.۵ میلی متر در بتن سقف ایجاد شود.
2. ترک غیر سازه ای بتن که این آسیب معمولا کم عمق و کم عرض بوده و احتمال تخریب در آن بسیار کم است که می توان آن را به انواع ترک های پلاستیک، ترک ناشی از خوردگی آرماتور، ترک انقباض حرارتی، ترک (خرد شدگی)، ترک ناشی از واکنش قلیا- سیلیس، ترک خمشی و …دسته بندی کرد.

علل ایجاد ترک در بتن

ترک بتن سقف می­تواند به علت های مختلفی به وجود بیاید به عنوان مثال می توان علت ترک سقف را، ترک های سازه ای، ترک ناشی از بازکردن سریع قالب، ترک جمع شدگی، ترک ناشی از افت بتن ، ترک ناشی از ضعف مقاومتی بتن و … دانست. برای ترمیم ترک بتن سقف ابتدا بهتر است علت آن را تشخیص دهیم و سپس با توجه به روش های مختلف ترمیم ترک بتن سقف مانند زریق رزین اپوکسی، اجرای پوشش محافظتی، استفاده ملات های ترمیمی و چسب اپوکسی، استفاده از الیاف FRP و  …  برای ترمیم ترک بتن سقف اقدام کنیم.

درکل ترک در بتن ناشی از تنش هایی است که به دلیل ضعف بتن در برابر اعمال بار، انقباض، جمع شدگی پلاستیک، تغییرات دمایی و … ممکن است به بتن اعمال شود. علت ایجاد این ترک ها می­تواند ناشی از ویژگی های ساختاری بتن و یا طراحی و اجرای نادرست بتن باشد که می تواند محیط را مستعد نفوذ عوامل شیمیایی کرده و یا در برابر بارهای اعمالی مستعد شکست کند.

از دلایل ترک خوردن بتن می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

• عدم وجود میلگرد کافی
• نفوذ نمک و یا سولفات ها و مواد خورنده در بتن
• اشکال در طراحی سازه
• ویبره زدن نادرست یا ناکافی

• عدم عمل آوردن بتن 
• بتن با اسلامپ بالا
• کیفیت ضعیف بتن
• محاسبه اشتباه در فاصله میلگردهای فولادی در سازه
• پوشش بتنی ناکافی
• اضافه بار اعمال شده بر بتن
• خوردگی
• عدم رعایت نسبت اختلاط آب و سیمان و….

از جمله علل ترک خوردگی در بتن سقف، می توان به تغییر در شرایط شیمیایی محیط اشاره کرد که در ادامه به بررسی آنها می پردازیم:

خوردگی میلگرد ها

این نوع خوردگی به دلیل اکسید شدن آرماتور در معرض رطوبت محیط، وجود یون کلر و اسیدی شدن محیط و یا نبود پوشش کافی بتن روی میلگرد ایجاد می شود که درنهایت به ترک بتن سقف منجر می شود.

در واقع محیط غلیایی سیمان منجر به ایجاد لایه ای محافظ بر روی میلگرد می گردد که اگر این لایه به اندازه ی کافی ضخیم نباشد میلگرد درحضور یون های کلر دچار خوردگی می شود. از طرفی می توان خوردگی در بتن سقف را این گونه توجیح کرد که از طریق واکنش میان کربن دی اکسید موجود در هوا و هیدروکسید کلسیم نامحلول در بتن، کربنات کلسیم تولید می شود که منجر به کاهش PH محیط شده و آرماتور ها را مستعد خوردگی و درنهایت شکست می کند.

در این میان نکته ی اصلی برای متوقف کردن یا معکوس کردن شرایط  ایجاد ترک در بتن، توجه به عوامل ایجاد کننده ی ترک می باشد که به دو دسته ی عوامل داخلی (مواد تشکیل‌دهنده بتن) و خارجی (حضور اکسیژن، محیط اسیدی در تماس با میلگرد، نفوذ آب و …) تقسیم بندی می شوند.

ترمیم ترک های بتن

ترمیم ترک در بتن کار آسانی نیست به همین دلیل بهتر است قبل از شروع بتن ریزی نسبت به تمام ویژگی ها و رفتار های بتن آگاهی پیدا کنیم تا حد امکان از بروز خسارت جلوگیری شود.  در کل عملیات ترمیم ترک کار دشواری و پیچیده ای است که برای رفع آن به مواد تقویت کننده نیاز است. از طرفی استفاده از روش نادرست برای ترمیم ترک سقف از ترمیم نکردن آن زیان بار تر است پس انتخاب روش درست ترمیم بتن می تواند به بهبود شرایط سازه کمک شایانی بکند.

راههای جلوگیری از ترک بتن

راهکار های زیادی برای ترمیم ترک بتن سقف وجود دارد که از جمله می توان به رعایت نکات لازم برای بتن ریزی در هوای گرم، جلوگیری از افزایش دما و تبخیر آب در زمان بتن ریزی، دقت در طراحی سازه، استفاده از میلگرد مناسب و … اشاره کرد.

در ادامه به بررسی چند راهکار برای بهبود شرایط ترک بتن سقف می پردازیم:

محاسبه درست فاصله میلگرد در سازه

راه های زیادی برای تقویت بتن سقف وجود دارد که از جمله ی آنها محاسبه ی صحیح فاصله میان تقویت کننده ها ی اولیه با میلگرد ها می­باشد که اگر این فاصله از حد مطلوب بیشتر شود، شاهد ترک در بتن سقف خواهیم بود.

استفاده از میلگرد حرارتی

استفاده از میلگرد نیز راهکار دیگری برای بهبود ترک بتن سقف می باشدکه در این روش در صفحه ی ترک سوراخ هایی را ایجاد کرده و بعد از درز گیری و تمیزکردن آنها، سوراخ ترک را با اپوکسی پر کرده و میلگرد را سریع در سوراخ قرار می­دهند تا به بهبود مقاومت بتن و رفع ترک در آن کمک کند.

از انواع میلگرد های موجود در بازار میلگرد حرارتی در ترمیم بتن سقف بیشتر از دیگر محصولات محبوبیت پیدا کرده است که در ادامه به بررسی آن می پردازیم:

میلگرد حرارتی از مقدار کمی کربن ساخته شده است و برای جلوگیری از ترک خوردگی در سقف تیرچه بلوک ها  و همچنین جلوگیری از تنش های ایجاد شده ناشی از انقباض و انبساط بتن، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع میلگرد حرارتی با ایجاد خاصیت ترمودینامیکی منجر به بهبود خاصیت ارتجاعی میلگرد می شود و علت اصلی استفاده از آن کاهش کشش سطحی و جلوگیری از ترک در بتن سقف می باشد.   

این میلگرد ها به عنوان مکمل برای میلگرد های داخلی استفاده می شوند و توسط جوش سر  و یا مفتول به یکدیگر متصل شده  که علت آن استفاده ی کمی از کربن در ساختار آن می باشد که مانع از جوش خوردن کامل آنها به یکدیگر شده و میلگرد ها را مستعد شکست می کند.
از مزیت های استفاده از میلگرد حرارتی در سایز های ۶ تا ۸،  باز و بسته شدن آن در ساعات اولیه ی بتن ریزی می باشد که این عامل مانع از ترک خوردن بتن  شده و باربری سقف را بهبود می دهد. با این حال در کنار مزایای بسیار زیاد این میلگر ها، عده ای معتقد اند باز هم با وجود استفاده از میلگرد حرارتی،  بتن ها ترک می خورند و استفاده از آنها فقط موجب از بین رفتن سرمایه و زمان است.

جمع بندی

در کل برای بهبود شرایط بتن سقف و جلوگیری از ترک در آن راهکار های زیادی وجود دارد که استفاده از روش نادرست برای ترمیم ترک سقف از ترمیم نکردن آن زیان بار تر است پس انتخاب روش درست ترمیم بتن می تواند به بهبود شرایط سازه کمک شایانی بکند. استفاده ازمیلگرد حرارتی برای بهبود ترک بتن سقف از نظر متخصصان می تواند یک راهکار ایده آل به حساب بیاید.

با این حال برخی معتقدند این نوع میلگرد نیز نمی تواند به خوبی مانع از ایجاد ترک در بتن سقف شود اما این نوع میلگرد با کاهش اثرات مخرب در محیط از نفوذ رطوبت در بتن جلوگیری کرده و مانع از زنگ زدگی در میلگر بتن می شود. همچنین  استفاده از این نوع میلگرد در افزایش مقاومت سقف در برابر زلزله و آتش سوزی نیز بسیار کار آمد محسوب می شود. طبق صحبت های بالا انتخاب صحیح میگرد، به جلوگیری از آسیب های بعدی در بتن و ترک خوردن بتن سقف کمک کرده و می تواند از تلف شدن هزینه و زمان  به خوبی جلوگیری کند.