چرا بتن در هوای سرد ترک می خورد؟
هنگامی که دما کاهش می‌یابد، به نظر می‌رسد که بتن به خودی خود ترک می خورد و این سوال را برای شما ایجاد می‌کند که: «چرا بتن در هوای سرد می‌ترکد؟» بتن در هوای سرد زمانی که رطوبت داخل آن شروع به یخ زدن و انبساط می‌کند، دچار ترک خوردگی می‌شود. این انبساط باعث ایجاد فشارهای کوچکی در داخل مواد شده و در نهایت منجر به آسیب می‌شود.
بتن آسیب دیده در اثر هوای سرد را می‌توان با اپوکسی تعمیر کرد یا با مخلوطی با دمای پایین جایگزین نمود. وقتی آب یخ می‌زند، حجم بتن 9 درصد افزایش می‌یابد. اما اگر در امر ساخت و ساز فعال هستید باید درک کنید که چگونه ترک خوردن می‌تواند به بتن شما آسیب برساند و چه کاری می‌توانید برای جلوگیری از آن انجام دهید.
چگونه هوای سرد به بتن آسیب می‌رساند؟
بتن مانند اسفنج متخلخل است و همیشه سطحی از هیدراتاسیون (مخلوط آب و سیمان) را حفظ می‌کند. با جذب آب در محفظه‌های کوچکی به نام منافذ مویرگی و حفره‌های هوا جمع می‌شوند. این منافذ و حفره‌ها نقش مهمی در دوام یخ زدگی و ذوب بتن بازی می‌کنند و توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر تغییرات مکرر دما را نشان می‌دهد.
مکانیک انجماد و ذوب در بتن
منافذ مویرگی و حفره‌های هوا از نظر اندازه متفاوت هستند و در سراسر بتن در نوعی شبکه گسترده و نامرتب وجود دارند. منافذ مویرگی کوچک‌تر از فضای خالی هوا هستند، بنابراین آب موجود در آنها کشش سطحی بالاتری دارد. آب با کشش سطحی بالا در دماهای پایین کمتر یخ می‌زند. حفره‌های هوا بزرگتر از منافذ هستند، بنابراین ابتدا آب داخل آنها یخ می‌زند.
هنگامی که آب در حفره‌ها شروع به یخ زدن می‌کند، منبسط می‌شود و فشار حاصل، آب باقی مانده را به منافذ مجاور می‌راند. این فرآیند مقداری از فشار محبوس شده در حفره‌های هوا را با توزیع آن در قسمت‌های دیگر بتن کاهش می‌دهد. با این حال، اگر منافذ مویرگی بیش از حد اشباع شوند (یعنی پر از آب شوند)، آب موجود در فضای خالی هوا جایی برای رفتن نخواهد داشت. رطوبت موجود در حفره‌ها به یخ زدن ادامه می‌دهد و تا زمانی که مواد اطراف حفره‌ها در نهایت ترک بخورند، فشار افزایش می‌یابد.
دوام اشباع و یخ زدگی
حفره‌ها و منافذ داخل بتن به فضایی برای جابجایی آب و فشار اضافی در هنگام کاهش دما نیاز دارند. اگر بلوک بتنی قبل از یخ زدن آب زیادی جذب کند، نمی‌تواند فشار را به طور موثر توزیع کرده و در نهایت می‌شکند. درجه اشباع مقدار آبی است که به حجم معینی از مواد نفوذ کرده است. «درجه بحرانی اشباع» در بتن زمانی اتفاق میفتد که منافذ مویرگی و پر باشند (88 درصد اشباع).
در این مرحله، حفره‌های هوا جایی برای آزاد کردن فشار ندارند و خطر ترک خوردگی حرارتی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. شما می‌توانید خطر اشباع بیش از حد بتن را با خشک نگه داشتن آن کاهش دهید. هر چه مدت زمان بیشتری به بتن خود اجازه دهید آب ساکن را جذب کند، در هنگام کاهش دما بیشتر در معرض آسیب قرار می‌گیرد.
آیا می‌توانید ترک‌های بتن را در زمستان ترمیم کنید؟
اما اگر زمستان بتن شما دچار ترک خوردگی شده است، از طریق راه‌های زیر می‌توانید ترک‌ها را ترمیم کنید.
ترمیم ترک‌های کوچک بتن
پرکننده ترک و اتصالات الاستومری PC-Xtreme Polyurea ساده‌ترین و موثرترین راه برای رفع ترک خوردگی بتن هستند. با استفاده از تفنگ دوگانه درزگیر، می‌توانید PC-Xtreme را در دمای پایین منفی 40 درجه فارنهایت (40- درجه سانتیگراد) اعمال کنید. برای اعمال اپوکسی مراحل زیر را دنبال کنید:
1- از یک تفنگ دوگانه برای اجرای نوک دو لوله در امتداد ناحیه آسیب دیده استفاده کنید. محلول اپوکسی باید به طور خودکار در نوک مخلوط شود.
2- تا زمانی که محلول ته نشین شد، می‌توانید با یک بیل کوچک یا ابزار دستی آن را پهن کنید و به سمت پایین به داخل شکاف فشار دهید. انجام این کار اتصال اپوکسی را تا حد امکان به نقاط مختلف تضمین می‌کند و در نتیجه تعمیر را تقویت می‌نماید.
3- مقداری سنگ ریز و کثیفی که تقریباً با رنگ بتن شما مطابقت دارد را بردارید و آنها را به صورت آزاد در سطح اپوکسی عمل آوری پخش کنید. افزودن مقداری ماسه باعث تقویت ترمیم می‌شود و ظاهری طبیعی به آن می‌بخشد.
خیلی سریع خشک می‌شود، بنابراین فقط چند دقیقه برای انجام تعمیر فرصت خواهید داشت. همچنین می‌توانید از کیت مخلوط اپوکسی مانند چسب اپوکسی PC Masonry استفاده کنید. چسب سنگ تراشی به ترمیم بتن ترک خورده کمک می‌کند. یکی از معایب استفاده از اپوکسی در فصل زمستان این است که فقط باید آن را در دمای بالاتر از 35 درجه فارنهایت (1.67 درجه سانتیگراد) استفاده کنید.
برای استفاده از اپوکسی سنگ تراشی، قسمت‌های مساوی را از هر ظرفی مخلوط کرده و سپس چسب به دست آمده را روی ناحیه آسیب دیده بمالید. مانند تعمیر تفنگ درزگیر، افزودن مخلوطی از سنگ‌ها و شن‌های رنگی مشابه به سطح چسب عمل آوری می‌تواند باعث می‌شود تا تعمیر ظاهر طبیعی بتن را حفظ کند.
ترمیم ترک‌های بزرگ بتن
گاهی اوقات، آسیب زیادی است و بتن نیاز به جایگزینی کامل دارد. متأسفانه، این مشکل همیشه در زمان ایده آل سال اتفاق نمیفتد. بتن ریزی جدید در زمستان چالش‌های منحصر به فرد خود را به همراه دارد. به عنوان مثال، بتن نسبت به اپوکسی، به خصوص در دماهای سردتر، زمان بیشتری برای خشک شدن و رسیدن به استحکام کامل خود نیاز دارد. این تاخیر به این معناست که مخلوط شما برای مدت طولانی‌تری در معرض شرایط آب و هوایی ناخوشایند قرار می‌گیرد. با این حال، آماده سازی و حفاظت مناسب در طول پروژه‌ها در زمستان می‌تواند منجر به نتایج بالقوه بهتری نسبت به پروژه‌هایی شود که در شرایط گرم‌تر انجام می‌شوند.
بتن ریزی در زمستان چگونه است؟
هرگز نباید اجازه دهید بتن شما در 24 ساعت اول پس از ریختن یخ بزند. بتن تازه‌ای که پیش از موعد یخ زده است، می‌تواند تا نیمی از مقاومت بالقوه خود را از دست بدهد. باید در دمای 40 تا 50 درجه فارنهایت (4.44 تا 10 درجه سانتیگراد) در حین عمل آوری نگهداری شود و از نوسانات شدید دما محافظت کند. چندین کار وجود دارند که می‌توانید برای بتن ریزی در زمستان انجام دهید:
· انتظار داشته باشید که پروژه بیش از حد معمول طول بکشد. آماده سازی، بتن ریزی و عمل آوری بتن در هوای سرد بیشتر طول می‌کشد، بنابراین شما باید بر اساس آن برنامه ریزی کنید.
· برای محافظت از خشک شدن بتن در برابر تغییرات دمایی ناگهانی و تبخیر بیش از حد، بادشکن نصب کنید.
· در برخی شرایط، شما حتی می‌توانید یک محوطه تحت کنترل آب و هوا در اطراف منطقه ساخت و ساز بسازید. اطمینان حاصل کنید که دما و رطوبت در هر محفظه ثابت می‌ماند تا از شوک حرارتی (یعنی آسیب ناشی از نوسانات سریع دما) جلوگیری شود.
· از مخلوط بتن با دمای پایین استفاده کنید که نسبت به بتن‌های دیگر در برابر ترک‌های حرارتی مقاومت بیشتری دارد که در دماهای سردتر ریخته می‌شوند. از به کار بردن مخلوط سرباره یا خاکستر بادی خودداری کنید.
· در مخلوط بتن از مواد افزودنی مانند افزودنی هوای مایع آکنا استفاده کنید. آنها محفظه‌های هوا را در مخلوط ایجاد می‌کنند که مقاومت طولانی مدت آن را در برابر یخ زدگی افزایش می‌دهد.
· مواد در حال انتقال را گرم کنید. می‌توانید مخلوط بتن را با حرارت دادن آب و مصالح سنگدانه قبل از مخلوط کردن آنها به دمای مناسب برسانید. با این حال، انجام این کار معمولاً به تجهیزات خاصی نیاز دارد.
· از گرمایش یا سرمایش سریع خودداری کنید. قالب‌های فلزی به توزیع یکنواخت گرما در سطح بتن کمک می‌کنند و باید تقریباً در همان دمای مخلوطی که در آنها ریخته می‌شود نگه داشته شوند. علاوه بر این، قالب‌های فلزی باید تا زمانی که ممکن است در جای خود باقی بمانند و با احتیاط برداشته شوند تا از شوک حرارتی جلوگیری شود.
· بتن را روی یخ یا برف نریزید. زمانی که زمین در نهایت ذوب شده و ته نشین شود، بتن می‌شکند. می‌توانید قبل از شروع با قرار دادن پتوهای گرم روی زمین به مدت چند روز، منطقه پروژه را آب بندی کنید.
· از پوشش‌های عایق یا پتو برای محافظت از بتن در حین سخت شدن استفاده کنید. روکش‌ها را حداقل به مدت 7 ساعت بگذارید و با احتیاط آنها را بردارید تا مطمئن شوید دمای سطح بتن به میزان قابل توجهی کمتر از دمای داخلی آن نمی‌شود.
· دمای داخلی را با تفنگ دماسنج مادون قرمز کنترل کنید. بتن در زمان هیدراتاسیون گرما تولید می‌کند. اگر از تجهیزات کنترل آب و هوا یا پوشش‌های عایق استفاده می‌کنید، باید دمای بتن خود را به طور دوره‌ای بررسی نمایید تا مطمئن شوید که از 50 درجه فارنهایت (10 درجه سانتی گراد) تجاوز نکرده است.
ممکن است استفاده از همه این ابزارها و تکنیک‌ها برای پروژه شما ضروری نباشد. نکته مهم این است که دما در سراسر مخلوط بتن باید تا حد ممکن نزدیک به محدوده مناسبی بماند و در حین عمل آوری آن تغییرات دما به تدریج ایجاد شوند.
کلام آخر
بتن ماده متخلخلی است که در صورت یخ زدن و انبساط رطوبت داخل آن می‌تواند ترک بخورد. از آنجایی که بتن آب بیشتری را جذب می‌کند، بیشتر مستعد ترک‌های حرارتی می‌شود. بنابراین، بتن خود را خشک و عاری از گودال نگه دارید. اگر سرما به بتن شما آسیب می‌رساند، می‌توانید به راحتی آن را با محلول اپوکسی تعمیر کنید یا با مخلوطی با دمای پایین جایگزین نمایید. بتن جدید حتی می‌تواند با افزودن یک ماده افزودنی حباب هوا که محفظه‌های هوا را در داخل مخلوط ایجاد می‌کند تا مقاومت آن را در برابر هوای سرد و شوک حرارتی افزایش دهد، مقاوم سازی شود.
منابع:
https://www.builderspace.com/why-does-concrete-crack-in-cold-weather
ثبت ديدگاه