انواع ترک در بتن و روش‌های ترمیم آن
انواع ترک در بتن ممکن است فقط ظاهری یا نشانه‌ای از یک تنش سازه‌ای مهم، فقدان مقاومت و دوام سازه یا نشان دهنده وسعت خرابی و حجم بیشتری از مشکلات باشند. اهمیت آنها بستگی به نوع سازه و نوع ترک خوردگی دارد. انواع ترک‌هایی که برای سازه‌های ساختمانی قابل قبول است، ممکن است برای سازه‌های دیوار حائل آبی قابل قبول نباشند و تعمیر مناسب انواع ترک در بتن بستگی به علت ترک و انتخاب مراحل تعمیر متناسب با این علت‌ها دارد و گرنه ترک‌ها ممکن است موقت و زودگذر باشند.
انواع ترک در بتن
ترک خمشی
زمانی که مقاومت خمشی مقطع بتن پایین بوده و تار کششی بیشترین عرض را داشته و به سمت تارهای دیگر همگرا شده به تنهایی یا گروهی اتفاق می‌افتد. این نوع ترک در سلامت سازه تاثیر گذاشته و باید بررسی شود.
ترک برشی
زمانی که مقاومت برشی مقطع بتن پایین بوده و در ناحیه‌ای با برش ماکزیمم (بیشترین عرض را در میانه عمق) به سمت بالا و پایین به تنهایی یا گروهی گسترش یافته، رخ می‌دهد و تاثیر زیادی در سلامتی سازه دارد.
ترک پیچشی
در مقطع با مقاومت پیچشی پایین که عرض یکنواختی دارد، در فرم مارپیچ و به تنهایی رخ می‌دهد.
ترک‌های مربوط به لغزش اتصالات میلگردها
به دلیل انقطاع سریع میلگردها زمانی که مرز کافی در اتصالات وجود ندارد، اتفاق می‌افتد.
گسترش ترک در طول تیر
به دلیل نبود تکنیک کافی حین ساخت و مشکل در قالب‌بندی اتفاق می‌افتد.
ترک کششی
به دلیل نبود آرماتوربندی کافی در مقطع تحت کشش و پایین بودن کیفیت بتن اتفاق می‌افتد.
ترک ستون
ترک‌های افقی به دلیل خوردگی آرماتورها و عدم طراحی مقطع ستون برای خمش اتفاق می‌افتد. ترک‌های اریب به دلیل درنظر نگرفتن نیروهای جانبی و پایین بودن مقاومت در تحمل بار محوری بوجود می‌آیند.
ترک‌های خوردگی
به دلیل خوردگی آرماتورها، عدم پوشش کافی وکیفیت پایین بتن اتفاق می‌افتد.
ترک‌های خمشی در دال
به دلیل نقص در طراحی تحت بارگذاری، اضافه بار در مقطع وکیفیت پایین بتن اتفاق می‌افتد.
ترک‌های بالای خمشی در دال
به دلیل توزیع ناکافی میلگردها و عدم امتداد کامل میلگرد اصلی اتفاق می‌افتد.
ترک‌های جمع شدگی در دال طره‌ای
به دلیل نسبت آب به سیمان بالا در بتن، عمل آوری نامناسب و عدم مهار در گوشه‌ها اتفاق می‌افتد.
انواع ترك در سطوح بتن
بتن، مانند دیگر مصالح ساختمانی با تغییرات موجود در رطوبت و درجه حرات، انقباض و انبساط می‌یابد و با توجه به بار وارده و شرایط نگهداری، تغییر شكل می‌دهد. زمانی كه تمهیداتی برای این حركات در طراحی و اجرا فراهم نشود، آنگاه ترك‌ها ایجاد می‌شود. برخی انواع ترک در بتن معمولی عبارتند از: ترك خمیری، تركیدگی ناشی از جمع شدگی پلاستیک، ترک‌های جمع شدگی ناشی از خشک شدن، ترك‌های حرارتی سنین اولیه، جمع شدگی ناشی از کربناتاسیون، ترك‌های ناشی از اتصال ناصحیح، ترك‌های ناشی از قیود خارجی پیوسته (مثلاً دیوار درجا ریخته شده مقید در امتداد لبه تحتانی بر روی پی نواری)، ترک‌های کف زیرزمین، ترک‌های موازی لبه قطعات صفحه‌ای ناشی از انجماد و آب شدگی و ترک‌های پوست ماری.
ترك‌های خمیری
در نتیجه کاهش آب ازخمیر سیمان (در اثر عوامل بوجود آورنده)، جمع شدگی حجمی در بتن بوجود می‌آید، این جمع شدگی به عنوان جمع شدگی خمیری (پلاستیک) شناخته می‌شود. ترک‌های جمع شدگی خمیری معمولا ًبه صورت موازی به فاصله ۰/۳ تا ۱ متراز یکدیگر ایجاد می‌شوند و عمق قابل ملاحظه‌ای دارند. این نوع ترک‌ها در بتن معمولاً تا لبه‌های آزاد بتن ادامه نمی‌یابند زیرا در آن نقاط امکان انقباض آزاد وجود دارد. زمان ظهور این نوع ترك ۳۰ دقیقه تا ۶ ساعت پس از بتن ریزي است.
هیدراتاسیون، کربناتاسیون و نیز مکش آب از سوی بتن خشک زیرین یا بستر خاکی، کاهش آب در نتیجه تبخیر از سطح بتن از عوامل بوجود آورنده جمع شدگی خمیری است. هر چه سرعت تبخیر بیشتر باشد جمع شدگی خمیری بیشتر خواهد بود. سرعت تبخیر با دمای هوا، دمای بتن و سرعت باد، نسبت مستقیم و با رطوبت نسبی هوا نسبت معکوس دارد یعنی هر چه دمای هوا، دمای بتن و سرعت باد بیشتر باشد سرعت تبخیر نیز بیشتر و هر چه رطوبت نسبی هوا بیشتر، سرعت تبخیر کمتر خواهد بود. ممانعت کامل از تبخیر، بلافاصله بعد از ریختن بتن، جمع شدگی خمیری را کاهش می‌دهد.
ترک‌های جمع شدگی ناشی از خشک شدن در بتن (ترک‌های انقباضی)
خروج آب از بتن سخت شده در هوای غیر اشباع باعث جمع شدگی ناشی از خشک شدن خواهد شد. هنگامی که بتن خشک می‌شود آب موجود در حفره‌ها کاهش می‌یابد و خروج آب از حفره‌ها باعث تغییر رطوبت خمیر سیمان می‌شود که در نتیجه دو عامل فوق، بتن جمع می‌شود. در واقع می‌توان گفت ترک‌های انقباضی در اثر از دست دادن آب، وقتی که درخشندگی آب از سطح بتن محو می‌شود و از بین می‌رود شکل گرفته و ظاهر می‌شوند. البته این جمع شدگی به کندی صورت گرفته و پس از چندین هفته یا ماه اتفاق می‌افتد این ترک‌ها معمولاً درهم و مستقیم هستند و اصولاً در سطح داخلی دال رخ می‌دهند و به ندرت تا لبه گسترش می‌یابند. این ترک‌ها سطحی و کم عمق هستند و مشکل جدی غیر از تغییر ناخوشایند ظاهر بتن ندارند.
جمع شدگی ناشی از کربناتاسیون
CO2 موجود در هوا با وجود رطوبت تشکیل اسید کربنیک داده که Ca(OH)2 را تشکیل می‌دهد. دیگر ترکیبات سیمان هم با کربنات کلسیم حاصل از هیدراتاسیون سیمان واکنش داده و تجزیه می‌شوند. پس از انجام کربناتاسیون مقداری جمع شدگی در بتن بوجود می‌آید که به عنوان جمع شدگی ناشی از کربناتاسیون شناخته می‌شود. عمل کربناتاسیون از سطح بتن شروع و به داخل آن ادامه می‌یابد که سرعت آن بسیار پایین است. سرعت کربناتاسیون به نفوذپذیری، مقدار و رطوبت بتن، همچنین درصد O2 و رطوبت نسبی هوا بستگی دارد.
ترك‌های حرارتی سنین اولیه
از عوامل مهم اثر‌گذار در انواع ترک در بتن، درجه حرارت محیط است. بتن‌ریزی در هوای گرم است که باعث افزایش میزان تبخیر آب بتن شده و در نتیجه عمل هیدراتاسیون بخوبی صورت نگرفته و باعث ایجاد ترک‌هائی در بتن می‌شود. به وجود آمدن انواع ترک در بتن سخت شده در اثر تبخیر از آب اختلاط اولیه مورد نیاز، بیشتر در هوای گرم یا در اثر تبخیرات حجمی ناشی از خنک شدن از درجه حرارت بالا در هنگام بتن ریزی به درجات پایین در هنگام بهره برداری اتفاق می‌افتد. در مقاطع با ابعاد بزرگ، اختلاف میان دمای داخلی و خارجی ممکن است سبب تنش‌هایی شود که برای ایجاد انواع ترک در بتن کافی است. هوای گرم روی حباب‌های هوا نیز اثر گذاشته که در درجه حرارت بالا، بتن نیاز به افزایش در مقدار ماده افزودنی حباب زا برای رسیدن به مقدار هوای کل مورد نظر خواهد داشت.
ترک‌های سازه‌ای در عضوهایی مثل تیر، ستون و دال دیده می‌شود. ترک‌های موجی در تیر‌ها در نقاط با ممان ماکزیمم رخ می‌دهد که توانایی مقطع در تحمل ممان پایین است و آرماتورگذاری کافی وجود ندارد.
تعمیر صحیح انواع ترک در بتن
اصولاً تعمیر صحیح انواع ترک در بتن به علت وقوع و همچنین انتخاب روش درخور آن بستگی دارد، در غیر این صورت تعمیرات ممکن است بصورت موقت باشند. لذا برای یک تعمیر موفق و همیشگی بایستی از عدم پیشروی علل ترک خوردگی کسب اطمینان نمود چرا که ممکن است برخی روش‌های رایج که برای تعمیر و اصلاح ترک‌ها در اعضاء بتنی بکار گرفته می‌شوند، شامل موارد زیر است.
- تزریق رزین اپوکسی
- مسیر‌یابی و آب بندی ترک
- بخیه زدن
- افزدون میلگرد محاسباتی
- حفاری و اتصال
- خورانش ثقلی
- پر کردن با گروت
ترک در ساختمان
افت پی بر اثر عواملی همچون رطوبت و فشارهای وارده از طبقات، عدم مقاومت خاک و عملکردهای آن پیش می‌آید. همچنین نوع مصالح مصرفی و اجرای غیر فنی، سبب نشست‌های پی می‌شود. در مجموع، بر اثر حرکات زمین، اسکلت بنا حرکت می‌کند و شکست‌های مختلف که شامل ترک‌های عمیق یا معمولی و در مواردی به شکل مویی است، نمایان می‌شود.
موقعیت ترک ساختمان
ترک‌های عمیق
این ترک‌ها گاهی به طور دائمی به وجود می‌آید و دلیل آن نشست مرتب پی است که در این صورت، بودن ساکنان در ساختمان خطرناک است.
ترک‌های ثابت
معمولا پس از نشست پی، تحرک ساختمان کم می‌شود. این پدیده بر اثر قطع رطوبت و فشرده شدن سطح زیر پیش می‌آید. در نتیجه، شکست و افت دیوارها و اسکلت بنا نیز متوقف و حالت ترک ثابت می‌شود.
ترک‌های مویی معمولی
این ترک‌ها در اثر افت‌های کوچک در اسکلت بنا و به واسطه نیروها و در مواردی به علت نوع مصالح اندود به وجود می‌آیند. رطوبت، انقباض و انبساط حاصل در مقابل خشک شدن سطوح مرطوب، باعث ایجاد ترک‌های مویی می‌شود.
انواع ترک در ساختمان
معمولاً ترک‌های با عرض و عمق کم، ترک‌های غیر سازه‌ای هستند و از اهمیت زیادی به لحاظ تخریب ساختمان و خطرات جانی برخوردار نیستند ولی ترک‌هایی با عرض ۱/۵ تا ۲ میلیمتر و عمق ۱/۵ تا ۲ سانتیمتر ترک‌های سازه‌ای هستند که به لحاظ اهمیت می‌بایست مورد توجه قرار گیرد که بعضاً موجب تخریب و آسیب‌های جانی نیز می‌شوند. در مواردی که ترک سازه‌ای به وجود آمده است، آن عضو ترک خورده می‌بایست یا تخریب و از نو بازسازی شود یا اینکه در محل ترک به روش خاص دوخته شود.
جهت ترک‌های ساختمان
ترک‌های افقی
ترک‌هایی که در راستای افق و در طول دیوار ایجاد می‌شوند، ترک‌های افقی گویند و معمولاً به دو دلیل عمده بوجود می‌آیند.
- به هنگام اجرای دیوار، می‌بایست دیوار را تا ارتفاع نیمه از تراز انتهایی اجرا نماید و پس از خشک شدن و گیرش دیوار در مرحله بعد آنرا تا تراز ارتفاعی نهایی برساند. این ناپیوستگی در اجرا موجب نشست گرد و غبار خاک بر روی محل ناپیوسته دیوار می‌شود. این گرد و غبار از جنس دانه‌های رس است که حالت چربی دارند. در صورتی‌که قبل از اجرای نیمه دوم دیوار محل ناپیوستگی را از گرد و غبار شسته نشود پس از اجرا، احتمال وجود ترک افقی در محل ناپیوستگی بسیار محتمل است.
- در صورتی که دیوار در یک مرحله اجرا شود، طبق روش توضیح داده در بند یک نباشد، دیوار کمانش کرده و یا در اصطلاح دیوار شکم می‌دهد و موجب ایجاد ترک افقی در دیوار می‌شود.
ترک‌های عمودی
ترک‌هایی که در راستای ارتفاع دیوار عمود بر راستای افق ایجاد می‌شوند، ترک‌های عمودی هستند.این نوع ترک در بتن هنگامی رخ می‌دهد که عمق یا عرض این ترک‌ها زیاد یا در اعضای دیگر سازه همچون سقف، کف و … یا در سنگ قرنیز ادامه داشته باشند.
علل ایجاد ترک‌های عمودی
- ترک‌های سازه‌ایی عمودی عمدتاً به دلیل نبود شناژ قايم یا کمبود آن و ایجاد فاصله زیاد بین شناژها ایجاد و در اصطلاح عامیانه دیوار کمر می‌شکند.
- در صورتی که پی زیر دیوار حرکت کند ترک‌های عمودی ایجاد می‌نماید.
- در اثر اجرای نادرست هشتگیر در تقاطع دیوارها ترک‌های عمودی ایجاد می‌شود.
ترک‌های مورب
ترک‌های مورب، ترک‌هایی هستند که معمولاً زاویه ۴۵ درجه نسبت به راستای افق دارند. این ترک‌ها اغلب در اثر نشست دیوار ایجاد شده و نشانه شکسته شدن دیوار است و این نوع ترک در بتن بسیار خطرناک است. جهت تعیین محل نشست دیوار، ابتدا راستای ترک را معین کرده، عمود بر راستای ترک به سمت پایین طرف نشست کرده دیوار را مشخص می‌نمایید.
