جلوگیری از جمع شدگی بتن

جمع شدگی بتن، به زبان ساده عبارت از “کاهش حجم بتن تازه در قالب ریخته شده، به دلیل تبخیر و از دست دادن آب” می باشد. این اتفاق باعث نمایان شدن ترکهایی در سطح بتن ریزی میگردد. از دست دادن آب از لحظه بتن ریزی آغاز و با گیرش بتن با گذشت زمان ادامه دارد.

جمع شدگی بتن را با توجه به واکنشهای شیمیایی سیمان در مخلوط بتن و نیز حرکت آب در فضای خالی بین ذرات و در نهایت تبخیر سطحی میتوان به چند دسته تقسیم کرد. به منظور کاهش این پدیده راهکارهایی وجود دارد که با توجه به شرایط آب و هوایی منظقه بتن ریزی، ابعاد اعضای بتنی و شرایط مراقبت و نگهداری بتن و نیز نوع جمع شدگی بتن متفاوت می باشند.

در این مقاله از بتن کاور ضمن تعریف انواع جمع شدگی بتن و راهکارهای کاهش آن، به معرفی انواع مواد افزودنی که به کاهش جمع شدگی بتن کمک خواهند کرد خواهیم پرداخت.

علل کلی جمع شدگی بتن

جمع شدگی بتن، همانطور که گفته شد انواعی دارد که هریک به دلیل اتفاقات فیزیکی یا واکنشهای شیمیایی در بتن تازه و قبل از سخت شدن نهایی میباشند. در شرایط ایده آل اگر از کاهش حجم آب داخل مخلوط بتن بعد از بتن ریزی جلوگیری شود، بطور کلی جمع شدگی بتن حذف میگردد. بنا به عبارتی: اگر بتن در شرایط اشباع و رطوبت 100 درصدی قرار گیرد، دچار جمع شدگی نمی گردد.

جمع شدگی با توجه به علل شکل گیری آن به انواع زیر تقسیم میشود.

جمع شدگی خمیری (Plastic Shrinkage)

جمع شدگی خمیری ناشی از خشک شدن سریع سطح بتن بوده و زمانی اتفاق می افتد که سرعت تبخیراز سطح بتن و از دست دادن آب از سرعت آب انداختگی بتن بیشتر باشد.

آب انداختگی بتن پدیده ای است که در آن آب بتن تازه بر اثر خاصیت مویینگی از لابلای مصالح بتن رو به بالا حرکت کرده و در سطح بتن ظاهر میگردد.

زمانی که بنا به شرایظ جوی یا عمل آوری نامناسب بتن این آب بالا آمده قبل از انجام واکنشهای شیمیایی لازم جهت سخت شدن سیمان و مقاوم شدن سطح بتن رخ دهد. کاهش حجم ناشی از خشک شدن سطح بتن باعث ایجاد نیروهای کششی در سطح بتن شده و این نیرو ها که از مقاومت کششی بتن درسطح بیشتر است ترکهای سطحی را ایجاد میکند.

✅توجه! محصول چسب بتن استحکامی G50  را هم می توانید از بتن کاور تهیه کنید.

جمع شدگی خشک شدن (Drying Shrinkage)

جمع شدگی خشک با نظریه کشش مویین قابل توصیف است. بطوریکه آب آزاد موجود در حفره های خمیر سیمان بتن پس از هیراتاسیون با سطح مقعر خود ناشی از کشش سطحی مویینگی باعث میگردد که دیواره های حفره به سمت داخل حفره کشیده شده و در خمیر سیمان مقید شده نیروی کششی ایجاد گردد.

این پدیده باعث ایجاد جمع شدگی خشک شدن در خمیر سیمان میگردد. کشش سطحی جمع شدگی اندازه حفره ها در تشکیل پدیده جمع شدگی عامل تعیین کننده است. اگر قطر حفره از پنجاه میلیمتربیشتر باشد کشش سطحی آب کمتر از آن است که بتواند جمع شدگی ایجاد کند. همچنین اگر قطر حفره از پنج میکرون کمتر تقعر نمیتواند شکل بگبرد.

این نوع جمع شدگی ، که در ماههای اول عمر بتن رخ میدهد، خاصیت خمیر سیمان است، سنگدانه های بتن و فولادگذاری بتن مسلح در مجاورت این خمیر مانع از حرکت آزادانه خمیر سیمان شده( خمیر سیمان را مقید کرده) و باعث ایجاد نیروهای کششی در خمیر سیمان میگردد.تجاوز این نیرو ها از مقاومت کششی خمیر سیمان بتن باعث ایجاد ترک میگردد.

✅توجه! محصول خمیر کاشت میلگرد سه جزئی EPL300 را هم می توانید از بتن کاور تهیه کنید.

بالا رفتن حجم خمیر سیمان در بتن ترکهای ناشی از جمع شدگی خشک شدن را افزایش میدهد.

عوامل موثر در جمع شدگی بتن

عوامل مختلفی در جمع شدگی بتن موثر می باشند. از عمده ترین این عوامل به موارد زیر میتوان اشاره کرد:

• نسبت آب به سیمان در طرح اختلاط بتن، افزایش نسبت آب به سیمان جمع شدگی را افزایش میدهد.
• مقدار سیمان در طرح اختلاط بتن، افزایش مقدار سیمان باعث افطایش جمع شدگی بتن میگردد.
• شرایط آب و هوایی محل بتن ریزی در زمان بتن ریری و بعد از آن، هوای خشک و یا با رطوبت کم، باد، آفتاب و گرمی هوا و خلاصه هر عاملی که تبخیر آب از سطح بتن را تسریع بخشد جمع شدگی بتن خصوصا نوع جمع شدگی خمیری را افزایش میدهد.
• بی دقتی در عمل آوری و مراقبت از بتن، عملیایت عمل آوری بتن اگر بخوبی و با دقت کافی انجام نشود نه تنها مثمر ثمذ نخواهد بود بلکه مکن است به جمع شدگی بتن هم دامن زند.
• نوع سیمان مورد استفاده در بتن، سیمان زودگیر جمع شدگی را تشدید و سیمان دیرگیر آن را تخفیف میبخشد.
• نوع و خاصیت مواد افزودنی بتن، برخی از افزودنی های بتن که به منظور های دیگری مورد استفاده قرار میگیرند ممکن است در تشدید جمع شدگی موثر باشند از آن جمله میتوان به کلسیم کلرید اشاره کرد.

نحوه جلوگیری از جمع شدگی بتن

بمنظور جلوگیری از جمع شدگی بتن ضمن شناخت عوامل موثر در این پدیده میبایست به گونه ای مناسب شرایطی مهیا گردد که تاثیر این عوامل کمرنگ یا به کلی محو گردد. که مهمترین آنها طرح اختلاط، عمل آوری بتن و استفاده از مواد افزودنی مناسب می باشد. در ادامه هر یک از این موارد توضیح داده خواهد شد.

عمل آوری مناسب بتن و با دقت کافی

کیفیت و دقت عملیات عمل آوری و مراقبت از بتن میتواند تبخیر سطحی و درجه حرارت توده بتن را کنترل نموده و سهم به سزایی در کاهش جمع شدگی بتن و ترکهای ناشی آز آن داشته باشد.

ازجمله اقدامات موثر در این خصوص میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• تسریع در عمل آوری بتن
• عمل آوری بتن با فشار بالای بخار آب
• پوشاندن سطح بتن با با پوشش مناسب جهت کاهش میزان تبخیر سطحی
• آبپاشی سطح بتن به منظور خنک کردن سطحی بتن و نیز کاهش تبخیر
• ایجاد موانع باد شکن و افتابگیر
• خنک و مرطوب کردن هوای مجاور بتن در مناطق گرم و خشک

✅ توجه : دیگر محصولات افزودنی های بتن را در بتن کاور ببیند.

طرح اختلاط بتن

همانطور که گفته شد، نوع سیمان و مقدار آن، نسبت آب به سیمان و حتی جنس سنگدانه های بتن در میزان جمع شدگی بتن موثر هستند. به منظور کاهش جمع شدگی بتن ملاحضات زیر در طرح اختلاط بتن توصیه میشود:

• استفاده از سیمان انبساطی
• دقت در تعین نسبت آب به سیمان
• کاهش مقدار سیمان
• استفاده از افزودنی کاهنده جمع شدگی
• استفاده ار روان کننده و کاهنده آب
• استفاده از افزودنی های منبسط شونده
• استفاده از الیاف جهت کنترل ترکهای جمع شدگی

بتن بدون جمع شدگی و خواص و کاربرد آن

بتن بدون جمع شدگی، یکی از انواع بتنهای ویژه است که به روشهای ویژه برای مصارف خاص تولید میشوند. در طراحی بتنهای بدون جمع شدگی برای موارد مصرف مختلف اهداف خاصی علاوه بر تحمل بارها و مقاومت، دوام و پایایی ماندگار بتن ممکن است مد نظر قرار گیرد.

شرایط خاص آزمایشگاهی یا اضافه کردن مواد افزودنی به بتن و اعمال تغییراتی در طرح اختلاط بتن دست یابی به این نوع از بتن های ویژه را ممکن میسازد.

یکی ازراه های عملی تولید بتن بدون جمع شدگی که در شرایط آزمایشگاهی و برای تولید قطعات پیش ساخته کاربرد دارد، ایجاد فضای کاملا اشباع در اطراف عضو بتن ریزی شده از لحظه بتن ریزی تا زمان گیرش کامل بتن است. بدین ترتیب از تبخیر آب بتن بطور کامل جلوگیری به عمل آمده و بتن بدون جمع شدگی حاصل می شود.

بتن درجا بدون جمع شدگی، بتن دارای سیمان منبسط شونده یا ماده افزودنی منبسط شونده است که در زمان سخت شدن بتن، انبساط ایجاد میکند. این انبساط انقباض زمان خشک شدن خمیر سیمان را در جمع شدگی ناشی از خشک شدن جبران میکند.

لازم به توجه است که استفاده از سیمان منبسط شونده و یا مواد افزودنی منبسط شونده به بتن، فقط جمع شدگی خشک شدن خمیر سیمان را محدود میکند و همجنان جمع شدگی پلاستیک یا خمیری بتن که در سطح بتن نمایان میشود بر قوت خود باقیست.

جمع شدگی بتن، ناشی از تبخیر سطحی را نیز میتوان با انجام عملیات عمل آوری مناسب بتن کنترل و به حداقل رساند.

همچنین میتوان با تعبیه درزهای جمع شدگی از گسترده شدن ترکها در سطح کار جلوگیری کرد. با ایجاد نقاط ضعیف نسبت به ترک خوردن در سطح کار قطعه بتنی، از شکلگیری ترکهای ریز گسترده بر سطح بتن جلوگیری میشود.

درزهای جمع شدگی در فواصل یک تا چهار متری در دو جهت تعبیه میشوند. این درزها میتوانند درز کامل نبوده و عمقی معادل ربع ضخامت دال یا سقف بتنی را داشته باشند. با این کار در واقع سطح بتن موزاییکی شده و ترکها در محلهای تعبیه شده به نام درز جمع شدگی متمرکز میشوند.

همچنین در بتن مسلح عضو مسلح کننده بتن (فولاد یا الیاف یا …) با تحمل نیروی فشاری جاصل از خشک شدن خمیر سیمان، از جمع شدن بتن جلوگیری و این پدیده را کنترل میکند و تا حد زیادی کاهش میدهند.

با اقدامات گفته شده برای جلوگیری از جمع شدگی بتن، میتوان به مقدار قابل ملاحظه ای جمع شدگی بتن را کاهش داد لیکن منجر به تولید بتن بدون ترک نخواهد شد.

خواص و کاربرد بتن بدون جمع شدگی : بتن بدون جمع شدگی درروسازی راه، دالهای بتنی، سازه های خاص وکارهای ترمیمی و هرجایی که به حداقل رساندن ترکهای ناشی از جمع شدگی بتن حایز اهمیت است، استفاده میکنند.