درز سرد بتن چیست؟

درز سرد بتن چیست و چرا باید جدی گرفته شود؟

درز سرد بتن در واقع به فاصله بین دو لایه از بتن گفته می شود که در زمان های متفاوت ریخته می شود و باعث تمایز ظاهر و ساختار آن با دیگر بخش های بتن اجرایی می گردد. این حالت زمانی به وجود می آید که لایه های بتن به جای اجرای پیوسته و یکنواخت در دفعات مختلف و با فاصله زمانی اجرا گردند. در این حالت لایه های جدید بتن بر روی لایه های قدیمی که از قبل سفت شده اند قرار می گیرند که همین موضوع نیز باعث می شود انسجام و پیوستگی لازم بین لایه ها ایجاد نگردد.

درز سرد بتن باعث کاهش انسجام و یکپارچگی بتن و در نهایت کاهش مقاومت و تحمل بار آن شده و با ضعیف شدن سازه همراه خواهد بود. از طرفی درزهای سرد می توانند عاملی برای نفوذپذیری بتن باشند و به همین دلیل آب و مواد شیمیایی از طریق این درزها می تواند به ساختار داخلی بتن نفوذ کند و باعث خوردگی میلگردها، تضعیف ساختار بتن و در پی آن کاهش مقاومت و دوام سازه شود. اگر نحوه قرار گیری این درزها را بتوان با یک زاویه ای مشخص نشان داد درزهای سرد با زاویه صفر درجه نسبت به افق بیشترین مقاومت فشاری و درزهای با زاویه ۴۵ درجه نیز کمترین مقاومت فشاری را خواهند داشت.

از دیگر تأثیرات منفی درز سرد در کنار کاهش مقاومت فشاری بتن می توان به کاهش مقاومت کششی آن اشاره کرد. از آن جایی که این موضوع در نواحی که تحت تنش کششی قرار دارد می تواند با بروز آسیب های ساختاری و ترک در این نواحی همراه باشد لازم است بیشتر به آن توجه و رسیدگی شود. این آسیب ها تأثیر مستقیمی بر پایداری و دوام سازه داشته و از طرفی باعث بالا رفتن هزینه های تعمیر و نگهداری آن نیز می شوند.

خطاهای اجرای و ایجاد درز سرد بتن

عوامل مختلفی وجود دارد که می تواند باعث ایجاد درز سرد در بتن شود که قبل از اجرای بتن لازم است مورد توجه قرار گیرند. با شناسایی این عوامل و برطرف کردن آنها تا حد زیادی می توان از ایجاد چنین درزهایی جلوگیری کرد و مانع از وارد آمدن خسارت به ساختار بتن و سازه شد. از جمله این عوامل ها می توان به زمان بندی نادرست مراحل بتن ریزی اشاره کرد که می تواند باعث ایجاد درز سرد بتن و کاهش مقاومت سازه شود.

زمانی که فرایند بتن ریزی با تأخیر انجام می شود لایه بتنی که از قبل اجرا شده به دلیل قرار گرفتن در معرض هیدراتاسیون بتن به فاز گیرش می رسد. در این بین بتن جدید پس از اجرا شدن به دلیل قرار نگرفتن در فاز گیرش نمی تواند با بتن قبلی اختلاط کامل پیدا کند و همین موضوع نیز باعث می شود دو سطح مجزا در ساختار بتن ایجاد گردد.

دلیل این مسئله نیز عدم چسبندگی کامل بین لایه های بتنی بوده که باعث می شود درزهایی در این نواحی ایجاد گردد. البته برای حل این مشکل راهکارهایی نیز وجود دارد که یکی از آنها می توان استفاده از چندین میکسر بتن به طور همزمان در محل اجرای پروژه باشد تا در کنار هم بتوانند حجم بالایی از بتن را آماده و بدون اتلاف وقت و ایجاد فاصله زمانی در محل پروژه اجرا کنند. همچنین توجه به این موضوع در نواحی که گرمای بالایی دارد بیشتر از دیگر نواحی بوده، چرا که گیرش بتن در این نواحی می تواند سریع تر صورت گیرد که لازم است فرایند بتن ریزی با سرعت بالاتری انجام شود. قرارگیری نادرست قالب ها عامل دیگری است که می تواند باعث ایجاد درز سرد بتن شد که لازم است در فرایند بتن ریزی بدان توجه کافی شود.

درز سرد بتن چگونه شناسایی می‌شود؟نکاتی برای مهندسان

از مراحل مهم و حیاتی در ارزیابی کیفیت سازه های بتنی و نظارت بر آنها می توان به شناسایی درز سرد بتن اشاره کرد که امکان شناسایی آن از طریق علائم ظاهری و همچنین یک سری آزمایش تخصصی وجود دارد. لذا مهندسان وناظران می بایست با نظارت درست و به موقع بر سازه های بتنی این درزها را در صورت وجود شناسایی کرده و مراتب را به عوامل اجرایی نسبت به تعمیر و رفع آنها اعلام نمایند. یکی از این روش ها نظارت بر سطوح بتن و بررسی وضعیت آن از نظر وجود ترک بوده که لازم است مورد توجه و ارزیابی قرار گیرد.

سایر آزمایش‌های بتن در این زمینه آزمایش نفوذ آب در نواحی از بتن بوده که احتمال وجود درز سرد بتن در آنها هست. همچنین از تکنیک های تصویری برداری (اولتراسونیک) نیز می توان برای بررسی این موضوع به ویژه در نواحی با دسترسی سخت نیز استفاده کرد. در کنار این موارد از آزمایش های مکانیکی نیز برای تست مقاومت بتن در نواحی مختلف نیز استفاده می شود که از طریق آنها می توان تا حدودی به وجود این درزها در ساختار بتن پی برد.

آزمایش چکش اشمیت از دیگر روش هایی است که از آن می توان برای شناسایی درز سرد بتن استفاده کرد. در این آزمایش با استفاده از چکش ضربه ای به سطح بتن وارد می شود که از طریق ارزیابی این ضربه و واکنش بتن به آن می توان به مقدار سختی و مقاومت بتن پی برد و احتمال وجود درز سرد در آن را بررسی کرد.

درز سرد بتن در تیر، ستون و دال‌ها و…

تیر، ستون، دال و غیره از المان های مهم و حیاتی در سازه های مختلف هستند که نقش مهمی در استحکام و دوام این سازه ها در برابر بارها و نیروهای وارده دارند. این المان ها در سازه های بتنی نیز مورد استفاده قرار می گیرند و نحوه اجرا و کیفیت ساخت آنها تأثیر زیادی بر کارایی و دوام این سازه ها دارد. از آن جایی که این المان ها می توانند تحت تأثیر بارهای کششی، برشی و فشاری قرار گیرند استحکام و یکپارچگی آنها از اهمیت بالایی برخوردار بوده که وجود درز سرد بتن در ساختار آنها می تواند به این استحکام و یکپارچگی خلل وارد کند.

به همین دلیل وجود این درزها در تیر، ستون، دال بتنی و غیره با کم شدن مقاومت فشاری، کششی و برشی این المان ها همراه بوده و در نتیجه از استحکام و مقاومت سازه بتنی کاسته می شود. از طرفی نفوذ آب از طریق این درزها به ساختار داخلی بتن در تیر، ستون و غیره باعث خوردگی میلگردها و در نتیجه کاهش کارایی و دوام آنها می شود. در نهایت این المان ها به دلیل وجود درز سرد بتن در ساختار آنها نیاز به ترمیم و اصلاح خواهند داشت که در صورت عدم ترمیم به موقع باعث افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری آنها می شود.

چگونه می توان درز سرد بتن در پروژه‌های عمرانی را مدیریت کرد؟

در ابتدا لازم به ذکر است که اجرای درست و طبق برنامه سازه های بتنی می تواند از بروز هر گونه درز سرد در ساختار آن جلوگیری کند. بر همین اساس توجه به زمان بندی بتن ریزی و اجرای آن طبق برنامه می تواند یک راه حل اساسی برای مدیریت درز سرد بتن در پروژه های عمرانی باشد. البته برای این کار نیاز به تخصیص مناسب مصالح بوده و اینکه این فرایند پس از ارزیابی نقاط قوت و ضعف پروژه انجام شود. در فرایند بتن ریزی لازم است به حجم بتن مورد نیاز برای این کار توجه شود تا تجهیزات لازم جهت عمل آوری بتن فراهم گردد.

توجه به ضخامت بتن اجرایی یکی از موارد مهم در مدیریت فرایند بتن ریزی بوده و اینکه این بتن برای چه المانی و با چه ابعادی مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال فرایند آماده سازی بتن برای اجرای یک دال کوچک به دلیل نیاز کمتر آن به متریال سریع تر از اجرای دال بزرگ خواهد بود و به همین دلیل می توان بدون وقفه بتن مورد نیاز را در آن اجرا کرد. در طرف مقابل در اجرای دال های بزرگ به دلیل نیاز بالا به متریال ممکن است در فرایند بتن ریزی وقفه هایی ایجاد شود که فراهم آوردن تجهیزات بالا و با برنامه ریزی درست می توان این وقفه ها را مدیریت کرد و از ایجاد درز سرد در ساختار بتن جلوگیری نمود.

موضوع دیگر در این زمینه توجه به زمان گیرش بتن بوده که خود به عوامل مختلفی چون نوع افزودنی بتن و همچنین دمای هوای محل اجرای پروژه بستگی دارد. از طریق اضافه نمودن یک سری متریال به بتن می توان زمان گیرش آن را تغییر داد و به اختلاط هر چه بهتر لایه های قدیمی و جدید بتن کمک کرد.

تفاوت درز اجرای و درز سرد بتن چیست؟

در حالت کلی درزهای بتن را می توان در دو دسته درز سرد و درز اجرایی جای داد که هر کدام به دلیل مختلفی در ساختار بتن ایجاد می شوند. همان طور که اشاره کردیم درز سرد بتن ناشی از توقف فرایند بتن ریزی یا تأخیر در اجرای آن بوده که باعث ضعف اتصالات و کاهش استحکام سازه می شود. از طرفی تغییرات شرایط محیطی و عوامل غیرمنتظره در اجرای بتن نیز می تواند عاملی برای ایجاد درزهای سرد باشد. با برنامه ریزی درست فرایند بتن ریزی و نظارت بر زمان بندی آن می تواند تا حدود زیادی از ایجاد درز سرد بتن جلوگیری کرد.

در طرف مقابل درز اجرایی با هدفی مشخص و به طور برنامه ریزی شده در طراحی بتن اجرا می گردد تا از این طریق بتوان کنترل بهتری بر فرایند ساخت و ساز داشت. همچنین از طریق این درزها می توان از هر گونه تداخل در ساختار سازه جلوگیری کرد و باعث افزایش استحکام و دوام آن شود. از طرفی با استفاده از درزهای اجرایی می توان نیروها و حرکات وارده بر سازه را در جهات مختلف مدیریت و منتقل کرد. این درزها برخلاف درزهای سرد نیازی به نظارت بر برنامه ریزی اجرا ندارند چرا که در همان شروع اجرا و به طور عمد در طراحی بتن ایجاد می شوند.

همچنین برخلاف درزهای سرد شرایط محیطی و میزان دما و رطوبت محیط هیچ تأثیری بر ایجاد درزهای اجرایی ندارند و نیازی به بررسی این عوامل در زمان اجرای آنها نیست. برای ترمیم درز سرد بتن لازم است از رزین های تزریقی و چسب های اپوکسی استفاده شود و در طرف مقابل ترمیم درز اجرایی زیاد پیچیده نبوده و این کار از طریق یک سری مواد خاص مانند رزین ها و افزودنی ها قابل اجرا خواهد بود.

روش‌های ترمیم درز سرد بتن: از چسب اپوکسی تا تزریق رزین

برای ترمیم درز سرد بتن می توان از روش های مختلفی استفاده کرد که از رایج ترین آنها می توان به استفاده از چسب اپوکسی و تزریق رزین اشاره کرد که هر کدام از آنها از کارایی خاصی برخوردار هستند. چسب اپوکسی به دلیل ساختار خاص و مقاومی که دارد می تواند یک پیوند قدرتمند برای ترمیم درز سرد باشد. در ساختار این چسب ها از ترکیبات پلیمری استفاده شده است که می توانند متریال مناسبی برای اتصال بتن های جدید به قدیم و همچنین ترمیم و رفع ناپیوستگی بین ساختار آن باشد. برای اجرای چسب اپوکسی در بتن نخست لازم است سطح آن از هر گونه آلودگی پاک شود که این آلودگی می تواند ناشی از تجمع گرد و غبار، مواد زائد، روغن و غیره باشد. سپس چسب اپوکسی بسته به شرایط و نیاز کاری در مقدار مشخص بر روی محل مورد نظر اجرا می گردد.

در کنار چسپ اپوکسی از تزریق رزین نیز می توان به عنوان یک راهکار کاربردی و پیشرفته در ترمیم درز سرد بتن استفاده کرد که کاربرد گسترده ای در این زمینه دارد. در طراحی این رزین ها از پلی یورتان یا اپوکسی استفاده شده است که پس از تزریق در درز سخت شده و انسجام آن را بالا می برد. از رزین معمولاً برای رفع نفوذپذیری بتن استفاده می شود که از طرفی باعث بهبود ضعف ساختاری بتن نیز می شود. همچنین این ماده را می توان بر روی درزهایی که در مسیر عبور آب و رطوبت قرار دارند استفاده کرد که به افزایش استحکام و انسجام این درزها کمک زیادی می کند. برای تزریق رزین در ساختار بتن لازم است محل درز سرد بتن به طور دقیق تشخیص داده شود و سپس محل مورد نظر از هر گونه آلودگی و مواد زائد پاک گردد.

افزودنی‌های بتن و کاهش احتمال ایجاد درز سرد در سازه های بتنی

در برخی پروژه های عمرانی که فرایند بتن ریزی به صورت چند مرحله ای انجام می شود احتمال ایجاد درز سرد در ساختار بتن وجود دارد که از طریق اضافه نمودن یک سری افزودنی ها به بتن می توان از ایجاد آن جلوگیری کرد. این افزودنی ها که خاصیت دیرگیر یا به عبارت دیگر کندگیرکننده بتن دارند می توانند زمان گیرش بتن را افزایش دهند و همین موضوع نیز باعث می شود عوامل اجرایی از فرصت کافی جهت اجرای لایه های بتنی و پرداخت سطح آنها برخوردار باشند.

بر همین اساس استفاده از این افزودنی ها در ساختار بتن می تواند به انسجام و یکپارچگی هر چه بهتر لایه های اجرایی کمک کند و مانع از ایجاد درز سرد بتن در ساختار آن به ویژه در نقاط اتصال لایه ها شود. از دیگر مزایای استفاده از این افزودنی ها می توان به کارایی آنها در افزایش مقاومت بتن در برابر ترک خوردگی هایی است که در اثر جمع‌ شدگی تبخیری در دال‌ های افقی ایجاد می شوند. همچنین این مواد شرایط را برای عمل آوری بتن در دماهای مختلف به ویژه در دماهای بالا فراهم می کنند. در آخر استفاده از این افزودنی ها در بتن هیچ تأثیر منفی بر کارایی و مقاومت آن در درازمدت نخواهد داشت.

درز سرد بتن و هزینه‌های آن: پیشگیری یا ترمیم؟

همان طور که اشاره کردیم درز سرد تأثیری منفی بر کارایی و عملکرد بتن خواهد داشت و باعث کاهش استحکام و دوام سازه های بتنی می شود. بر همین اساس جهت جلوگیری از وقوع خسارت های بیشتر در این زمینه لازم است این درزها مورد ترمیم قرار گیرند که این فرایند خود نیازمند صرف یک سری هزینه ها خواهد بود. البته مقدار هزینه ای که برای ترمیم درزها صرف می شود تا حدود زیادی بستگی به ابعاد آنها و موقعیت کاری بتن دارد که می تواند از یک پروژه به پروژه دیگر متفاوت باشد. با این وجود برای ترمیم این درزها از متریال مختلف و با حجم متفاوت استفاده می شود که تهیه این متریال و اجرای آنها نیازمند صرف هزینه هایی است.

با این وجود از روش های پیشگیرانه نیز می توان برای حل این مشکل استفاده کرد که مانع از ایجاد درز در بتن و در نتیجه نیاز آن به ترمیم می شوند. برای این کار معمولاً از یک سری افزودنی ها استفاده می گردد که هزینه تهیه آنها به نسبت هزینه ترمیم بتن کمتر خواهد بود. حال چنان چه در فرایند اجرایی بتن از روش های پیشگیرانه استفاده نشود و عملیات ترمیم درز سرد بتن نیز به صورت درست و اصولی اجرا نگردد خسارت های بسیاری به بار خواهد آمد که با هزینه های بسیار بالایی نیز همراه خواهد بود. پس پیشگیری از وقوع این مسئله روش مناسب تری برای این کار خواهد بود که از طریق آن می توان تا حد زیادی در هزینه ها نیز صرفه جویی کرد.

کلام پایانی

فرایند بتن ریزی به ویژه در پروژه های بزرگ و با حجم کاری بالا زمان بر بوده و به همین دلیل اجرای بتن در آنها به صورت لایه ای انجام شود که به دلیل ضخامت و وسعت بالای این لایه ها معمولاً وقفه ای نیز در فرایند اجرایی آنها صورت می گیرد. این وقفه می تواند باعث ایجاد درزهایی در ساختار بتن شود که با عنوان درز سرد بتن شناخته می شوند و از استحکام و کارایی المان های بتنی در ساختار سازه می کاهند. بر همین اساس لازم است از طریق روش های پیشگیرانه به ویژه اضافه نمودن یک سری مواد افزودنی مانند مواد دیرگیر به ساختار بتن از ایجاد آنها در ساختار بتن جلوگیری کرد. با این وجود ممکن است این درزها پس از اجرای بتن در ساختار آن ایجاد شده باشند که از طریق چسب های اپوکسی و تزریق رزین می توان به ترمیم آنها پرداخت.