ترکهای حرارتی در بتن به دلیل اختلاف دما در یک سازه رخ می‌دهد و منجر به تنش‌های کششی می‌شود که از مقاومت کششی ماده بیشتر می‌شود. این موضوع به ویژه در بتن انبوه رایج است ، جایی که گرمای تولید شده در طول هیدراتاسیون سیمان باعث انبساط داخلی می‌شود در حالی که سطح سرد می‌شود و تنش ایجاد می‌کند. ترکهای حرارتی می‌توانند یکپارچگی سازه را به خطر بیندازند و به رطوبت و عوامل تهاجمی اجازه نفوذ می‌دهند که باعث تسریع تخریب می‌شود.
انواع ترک حرارتی در بتن:
1. ترکهای انقباض پلاستیک: ترکهای انقباض پلاستیک در مراحل اولیة گیرش بتن، معمولا در عرض چند ساعت پس از قرار دادن بتن رخ می‌دهد. این ترک‌ها زمانی ایجاد می‌شوند که سطح بتن با سرعت بیشتری نسبت به لایه‌های زیرین خشک می‌شود و تنش‌های داخلی ایجاد می‌کند. این می‌تواند به دلیل از دست دادن سریع رطوبت، دمای بالای محیط، یا بادهای شدید رخ دهد که باعث می‌شود لایه رویی بتن سریعتر از بقیه منقبض شود. این ترک‌ها معمولا کم عمق و نامنظم هستند و در حالی که همیشه یکپارچگی سازه را به خطر نمی‌اندازند، می‌توانند بر روی سطح و دوام بتن تأثیر بگذارند.
2. ترکهای تفاضلی دما: ترکهای تفاضلی دما زمانی رخ می‌دهند که یک شیب دمایی قابل توجهی بین سطح و فضای داخلی یک سازه بتنی انبوه، مانند فونداسیون یا سد بزرگ وجود داشته باشد. هسته بتن گرمای حاصل از هیدراتاسیون را حفظ می‌کند، در حالی که سطح سریعتر سرد می‌شود و تنش داخلی ایجاد می‌کند. این انبساط و انقباض باعث ترک خوردن بتن می‌شود، به خصوص اگر اختلاف دما به اندازه‌ای باشد که از مقاومت کششی ماده بیشتر شود. چنین ترک‌هایی معمولا در بتن‌ریزی‌های بزرگ مشاهده می‌شوند، جایی که اندازه سازه تفاوت دمایی بین هسته و سطح را تقویت می‌کند.
3. ترکهای مهاری: ترکهای مهاری زمانی اتفاق می‌افتد که محدودیت‌های داخلی یا خارجی وجود داشته باشد که مانع از انبساط یا انقباض آزادانه بتن با تغییرات دما شود. میلگردهای تقویت کننده، عناصر سازه‌ای مجاور یا خاک اطراف می‌توانند حرکت حرارتی طبیعی بتن را محدود کنند. هنگامی که بتن در اثر گرما منبسط یا در حین سرد شدن منقبض می‌شود، این مهارها نیروهای کششی ایجاد می‌کنند که بتن نمی‌تواند در برابر آن مقاومت کند و منجر به ایجاد ترک می‌شود. این نوع ترک به ویژه در سازه‌های بتن مسلح رایج است، جایی که آرماتور فولادی ممکن است حرکت بتن را محدود کند.
4. ترکهای سطحی ناشی از خنک‌سازی سریع: ترکهای سطحی ناشی از سرد شدن سریع زمانی رایج است که بتن‌هایی که در معرض دماهای بالا قرار گرفته‌اند (مثلا در زمان پخت یا پس از گیرش اولیه) ناگهان در معرض یک محیط سرد قرار می‌گیرند. این می‌تواند زمانی اتفاق بیفتد که بتن در معرض باران ناگهانی، یخبندان یا افت سریع دما در آب و هوای سردتر قرار گیرد. لایه سطحی بسیار سریعتر از داخل منقبض و منجر به ایجاد ترک می‌شود. این ترک‌ها معمولا کم عمق هستند اما می‌توانند کیفیت زیبایی و دوام سطح بتن را به خطر بیندازند.
5. ترکهای انبساط: ترکهای انبساط زمانی ایجاد می‌شوند که بتن به مدت طولانی در معرض دمای بالا یا نور شدید خورشید قرار می‌گیرد و باعث انبساط آن می‌شود. این نوع ترک خوردگی به ویژه در مناطقی که بتن در معرض گرمای شدید یا نور مستقیم خورشید است مشکل ساز است. هنگامی که بتن منبسط می‌شود، تنش کششی ممکن است از مقاومت ماده بیشتر شود و منجر به ایجاد ترک شود، به ویژه در عناصر بتنی که توسط سایر عناصر سازه‌ای مهار یا محدود شده‌اند. این ترک‌ها اغلب در نزدیکی سطح ظاهر می‌شوند و در صورت عدم رسیدگی می‌توانند در طول زمان آسیب قابل توجهی ایجاد کنند.
6. ترکهای حرارتی چرخه‌ای: ترکهای حرارتی چرخه‌ای در اثر چرخه‌های مکرر گرمایش و سرمایش ایجاد می‌شوند، پدیده‌ای که در سازه‌های بیرونی یا در معرض دید مانند روسازی‌ها، پل‌ها و نمای ساختمان‌ها رایج است. همانطور که بتن در طول روز گرم و در شب سرد می‌شود، تنش‌های انبساط و انقباض ممکن است در طول زمان ایجاد شود. این الگوی چرخه‌ای حرارتی در نهایت می‌تواند منجر به ترک خوردگی شود زیرا بتن قادر به سازگاری کامل با تغییرات مکرر دما نیست. با گذشت زمان، این ترک‌ها می‌توانند رشد کنند، که منجر به نگرانی‌های دوام می‌شود.
7. ترک لبه یا درز: ترک لبه یا درز معمولا در نزدیکی لبه‌ها یا درزهای سازه‌های بتنی اتفاق می‌افتد، جایی که شیب دما و محدودیت‌های حرکتی بارزتر است. این ترک‌ها اغلب به دلیل توزیع ناهموار دما ایجاد می‌شوند، مانند زمانی که یک طرف بتن در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد در حالی که طرف دیگر سایه دارد. علاوه بر این، وجود درزها یا نقاط ضعف در بتن می‌تواند اثر تنش حرارتی را تشدید کند، زیرا بتن ممکن است ظرفیت یکسانی برای انبساط یا انقباض در این مناطق را نداشته باشد. این ترک‌ها می‌توانند یکپارچگی سازه را به خطر بیندازند و در صورت عدم آب بندی مناسب منجر به نفوذ آب شوند.
روش‌های مختلف تعمیر ترک حرارتی در بتن:
1. آب‌بندی سطحی: آب‌بندی سطحی شامل اعمال درزگیر یا پوشش روی ترک‌ها برای جلوگیری از ورود رطوبت، مواد شیمیایی یا سایر مواد مضر است. این روش به محافظت از بتن در برابر خرابی بیشتر کمک می‌کند، به ویژه در محیط‌هایی که در معرض چرخه‌های انجماد و ذوب یا قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی تهاجمی هستند.
2. تزریق اپوکسی: تزریق اپوکسی روشی پرکاربرد برای ترمیم ترکهای حرارتی است. این شامل تزریق یک رزین اپوکسی دو قسمتی به داخل ترک‌ها تحت فشار است تا سطوح ترک را به هم بچسبانند. این
فرآیند با برقراری مجدد تداوم مواد، ظرفیت باربری بتن را بازیابی می‌کند.
3. مسیریابی و آب بندی: مسیریابی و آب بندی فرآیندی دو مرحله‌ای است که در آن ترک با استفاده از ابزارها برای ایجاد مخزنی برای درزگیر یا پرکننده، کمی باز می‌شود. این تکنیک به درزگیر اجازه می‌دهد تا به طور موثرتری بچسبد و اطمینان حاصل شود که مواد تعمیر بهتر به ترک می‌چسبند.
4. گروتینگ: تزریق برای پر کردن ترک‌ها یا حفره‌های بزرگتر در بتن استفاده می‌شود که با درزگیرهای ساده ترمیم نمی‌شوند. یک دوغاب بدون انقباض، که اغلب از مواد پایه سیمانی یا اپوکسی ساخته می‌شود، به داخل ترک تزریق می‌شود.
5. وصله بتن: وصله بتن زمانی استفاده می‌شود که ترک باعث آسیب سطحی قابل توجهی شده باشد یا بتن اطراف ترک در حال خراب شدن باشد. بتن سست یا آسیب دیده برداشته می‌شود و قبل از اعمال ترکیب وصله، ناحیه تمیز می‌شود. این ترکیب معمولا ترکیبی از سیمان، شن و ماسه و مواد افزودنی است که برای اتصال قوی به بتن موجود و مطابقت با خواص آن طراحی شده است.
6. آرماتور خارجی: در مواردی که مقاومت سازه‌ای بتن به دلیل ترکهای حرارتی به خطر افتاده است، می‌توان از روش‌های تقویت خارجی استفاده کرد. این می‌تواند شامل استفاده از پلیمرهای تقویت شده با الیاف کربن (CFRP)، صفحات فولادی یا مش که به سطح بتن چسبانده می‌شوند.
7. کربناته شدن: کربناته شدن فرآیندی کنترل شده است که در آن دی اکسید کربن وارد بتن شده و با هیدروکسید کلسیم در بتن واکنش داده و کربنات کلسیم را تشکیل می‌دهد. این گاهی اوقات می‌تواند به کاهش عرض ترک کمک کند، به خصوص اگر بتن در معرض CO2 قرار گرفته باشد.
8. تعمیر سطح با پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRP): پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRP) مواد کامپوزیتی پیشرفته‌ای هستند که برای تقویت و تعمیر بتن استفاده می‌شوند. در موارد ترک حرارتی، ورق‌ها یا روکش‌های FRP روی سطح بتن اعمال می‌شود تا مقاومت بیشتری ایجاد کند و از ترک‌خوردگی بیشتر جلوگیری کند.
constrofacilitator.comمنبع: