انواع جمع شدگی بتن و راهکارهای پیشگیرانه

انواع جمع شدگی بتن به دلایلی ازجمله کاهش طول یا حجم بتن ناشی از تغییرات میزان رطوبت موجود و یا تغییرات شیمیایی رخ می دهد.

بتن دچار تغییرات حجمی یا القایی خواهد شد. تغییر حجم، بدترین مشکلی است که برای بتن رخ می دهد و استقامت و دوام را تحت تأثیر قرار می دهد. از دید علمی، جنبه تغییر حجم بتن به آن دلیل مهم شمرده می شود که موجب شکل گیری ترک های بدی در بتن می شود و به این پدیده، جمع شدگی بتن گفته می شود.

چرا بتن دچار جمع‌شدگی می شود؟

فاکتورهای مختلفی سبب می شوند که بتن به این مشکل دچار شود که برخی از آنها را بررسی می کنیم و سپس با انواع جمع شدگی بتن آشنا می شویم:

نسبت آب به سیمان: نسبت آب به سیمان در انقباض اثر می گذارد و ارتباطی میان آب و انقباض بتن وجود دارد که کاملاً مستقیم می باشد. هر اندازه که آب بیشتر شود، میزان جمع شوندگی بتن بیشتر می شود. زیاد شدن یک درصد آب موجب زیاد شدن سه درصد میزان انقباض می گردد.

دما: هر چه در هوای معتدل تری بتن ریزی صورت بگیرد، شدت تغییرات نامطلوب صورت گرفته در بتن کمتر خواهد بود.

درصد دانه های سنگی: هر اندازه که درصد دانه های سنگی بیشتر باشد، میزان افت بتن کمتر می شود و این مسئله کاملاً بدیهی است.

عمر بتن: هر چه سن بتن بیشتر باشد، احتمال رخ دادن انواع جمع شدگی بتن بیشتر است. در یک ساله اول بتن، افت بتن به شدت صورت می گیرد.

نوع سیمان مصرفی در ترکیب: به علت بهره گیری از سیمان های گوناگون، انقباض بتن های گوناگون فرق می کند. سیمان سریع‌گیر، سریعاً حالت می گیرد. در نتیجه انقباض بیشتری نسبت به سیمان معمولی خواهد داشت.

استفاده از آرماتور در بتن: آرماتورها مانع از جمع شدگی بتن می شوند و به دنبال آن، نیروهای فشاری زیادی در فولاد بوجود می آید.

افزودنی های بتن: اضافه کردن کلرید کلسیم در نقش یک افزودنی به ترکیب بتن سبب بیشتر شدن انقباض می گردد. اما هنگامی که آهک جایگزین شود، مقدار تجمع به کمترین میزان می رسد.

معرفی انواع جمع شدگی بتن

جمع شدگی، خاصیت ذاتی می باشد. این اتفاق ممکن است به شکل های مختلفی در بتن رخ دهد. برخی از اشکال جمع‌شدگی به صورت زیر است:

جمع‌شدگی پلاستیک در بتن

این مشکل برای بتن تازه رخ می دهد. این مشکل به دلیل تبخیر آب از سطح بتن تازه در قالب بتن رخ می دهد. این جمع شدگی به سبب حرکت آب از بتن در شرایطی که هنوز در وضعیت پلاستیک یا قبل از گیرش است، رخ می دهد.

این حرکت آب ممکن است در خلال پروسه هیدراتاسیون یا شرایط محیطی رخ دهد که در نهایت به بخار شدن آب موجود در سطح بتن ختم می شود. یکی از علت های شکل گیری ترک ناشی از جمع شدگی پلاستیک، جذب آب بتن به واسطه سنگدانه ها می باشد. ذرات سنگدانه ها یا آرماتورها به زیر جمع شده و این مسئله سبب می شود که در سطح سازه یا پیرامون سنگدانه ها، ترک هایی بوجود بیاید.

به منظور پیشگیری از انواع جمع شدگی بتن باید از راهکارهای مناسب استفاده نمود. برای جلوگیری از جمع شدگی پلاستیکی باید از راهکارهایی مانند پوشش سطح توسط ورق پلی اتیلن به منظور ممانعت از خروج آب، ایجاد ارتعاش مناسب بتن، استفاده از پودرهای آلومینیومی و استفاده از سیمان گسترده و … بهره گرفت.

جمع‌شدگی به صورت خشک شدن

انقباض خشک شدن به سبب حذف آب جذب شده سطحی از ژل هیدارت سیلیکات کلسیم و به سبب نابودی کشش هیدرواستاتیک در حفره های کوچک رخ می دهد. تورم، درست بر خلاف انقباض می باشد. این انقباض مربوط به تغییر شکل خمیر می باشد. در صورتی که سختی سنگدانه نیز بر آن اثراتی دارد.

اغلب انقباضات خشک شدن در ماه های ابتدایی طول عمر سازه بتنی انجام می شود. خروج آب از بتن که در سوراخ های هوای غیر اشباع ذخیره می شود، موجب انقباض خشک می گردد. وقوع این نمونه از انواع جمع شدگی بتن بسیار محتمل است. درصدی از انقباض ها را با استفاده از تکنیک فرو کردن بتن در آب در تایم مشخصی می توان رفع نمود.

نزدیک به 80 درصد جمع شدگی هم در سال نخست عمر بتن رخ می دهد. انتخاب متریال، شرایط محیطی، نسبت آب به سیمان، میزان سیمان، سنگدانه و نوع سیمان و … از فاکتورهایی هستند که بر میزان جمع شدگی بتن اثر می گذارند و موجب بروز چنین اتفاقی می شوند.

جمع شدگی خود به خودی، از انواع جمع شدگی بتن

این انقباض به صورت تغییر حجمی می باشد که بعد از حالت‌گرفتن بتن استمرار پیدا می کند. این جمع شدگی بعد از گیرش نخست بتن به سبب هیدراتاسیون ایجاد می شود. چرا که در این پروسه به آب احتیاج می باشد که این مسئله سبب کاهش آب آزاد درونی می شود. این انقباض به دلیل بیرون رفتن آب از حفره های مویینی درون بتن رخ می دهد. پروسه هیدراتاسیون سبب خروج آب از حفره های مویینی می گردد.

برای پیشگیری از بروز این جمع شدگی باید به بهره گیری از سیمان با حرارت اندک، خاکستر بادی، مواد کاهنده جمع شدگی، سنگدانه های سبک و انواع مختلف الیاف ها اقدام نمود. با انجام چنین اقداماتی شاید از جمع شدگی به طور کلی جلوگیری نشود اما میزان جمع شدگی بسیار کاهش پیدا می کند.

جمع شدگی کربناسیون، از انواع جمع شدگی بتن

دی اکسید کربن موجود در جو در صورت وجود آب با سیمان هیدراته، وارد واکنش می شوند. در این واکنش، هیدروکسید کلسیم به کربنات کلسیم تبدیل شده و بعضی از ترکیبات سیمان از یکدیگر گسسته می شوند. کربناته به تدریج بیشتر از سطح به عمق بتن ورود می کند. مقدار نفوذ دی اکسید کربن وابسته به میزان رطوبت بتن و رطوبت نسبی محیط می باشد.

کربناته شدن بتن سبب افزایش مقاومت و به حداقل رسیدن نفوذپذیری می شود. آب خروجی در اثر کربناته سبب تسریع پروسه هیدراتاسیون می گردد. کربنات کلسیم موجب کاهش حفره های موجود در خمیر سیمان می گردد. این پروسه سبب جمع شدگی سطح می گردد. با راهکارهای مناسبی می توان مانع از رخ دادن انواع جمع شدگی از جمله جمع شدگی کربناسیون در بتن شد.