دلایل ایجاد ترک های معمولی بتن:
1. ترک های ناشی از بار
ترک های تولید شده توسط بتن تحت بارهای متداول استاتیکی و دینامیکی و تنش های ثانویه را ترک های باری می گویند که می توان ترک های تنش مستقیم و ترک های تنش ثانویه را خلاصه کرد. ترک های تنش مستقیم به ترک هایی گفته می شود که در اثر تنش مستقیم ناشی از بارهای خارجی ایجاد می شوند و ترک های تنش ثانویه به ترک هایی اطلاق می شود که در اثر تنش های ثانویه ناشی از بارهای خارجی ایجاد می شوند. خصوصیات ترک های تحت بار با بارهای مختلف متفاوت است و ویژگی های متفاوتی را ارائه می دهد. چنین ترک هایی بیشتر در نواحی کششی، نواحی برشی یا قطعات ارتعاشی شدید ظاهر می شوند. اما باید به این نکته اشاره کرد که اگر در امتداد جهت فشار در ناحیه فشار، پوسته شدن یا ترکهای کوتاهی وجود داشته باشد، اغلب نشانهای از رسیدن سازه به سقف ظرفیت باربری خود و پیشروی شکست سازه است. دلیل اغلب این است که اندازه مقطع بسیار کوچک است.
2. ترک های ناشی از دما:
بتن دارای خاصیت انبساط و انقباض حرارتی است. زمانی که محیط خارجی یا دمای داخلی سازه تغییر کند، بتن تغییر شکل می دهد. اگر تغییر شکل مهار شود، تنش در سازه ایجاد می شود. هنگامی که تنش از مقاومت کششی بتن بیشتر شود، ترک های دمایی ایجاد می شود. در برخی از پل های با دهانه طولانی، تنش دما می تواند به تنش بار زنده برسد یا حتی از آن فراتر رود. ویژگی اصلی ترک های دمایی که سایر ترک ها را متمایز می کند این است که با تغییرات دما منبسط یا بسته می شوند
3. ترک های ناشی از انقباض:
در مهندسی واقعی، ترک های ناشی از انقباض بتن رایج ترین هستند. در بین انواع انقباض بتن، انقباض و انقباض پلاستیک (انقباض خشک) از دلایل اصلی تغییر شکل حجمی بتن است و همچنین انقباض خودزا و کربونیزاسیون وجود دارد.
انقباض پلاستیک در طول فرآیند ساخت و ساز و حدود 4 تا 5 ساعت پس از ریختن بتن رخ می دهد. در این زمان، واکنش هیدراتاسیون سیمان شدید است، زنجیره های مولکولی به تدریج تشکیل می شود، خونریزی و آب به سرعت تبخیر می شود و بتن به دلیل از دست دادن آب منقبض می شود. سینک می شود، بنابراین بتن هنوز سفت نشده است که به آن انقباض پلاستیک می گویند. بزرگی انقباض پلاستیک بسیار زیاد است، تا حدود 1 درصد. اگر سنگدانه توسط میله فولادی در طول فرآیند فرورفتگی مسدود شود، ترک هایی در جهت میله فولادی ایجاد می شود. در بخش متغییر عمودی جزء، مانند محل اتصال شبکه تیر T و تیر جعبه و صفحات بالا و پایین، به دلیل فرورفتن ناهموار قبل از سخت شدن، ترک هایی در امتداد جهت تار سطح ایجاد می شود. به منظور کاهش انقباض پلاستیکی بتن، نسبت آب به سیمان باید در حین ساخت کنترل شود تا از هم زدن طولانی مدت جلوگیری شود، مواد نباید خیلی سریع بریده شوند، ارتعاش باید متراکم باشد و سطح مقطع متغییر عمودی باید باشد. لایه لایه ریخته می شود.
انقباض تا انقباض (انجام و جمع شدن)، پس از تشکیل بتن سخت، با تبخیر تدریجی رطوبت لایه رویی، رطوبت به تدریج کاهش می یابد، حجم بتن کاهش می یابد، نامیده می شود و منقبض می شود (do to shrink). به دلیل از بین رفتن سریع رطوبت در سطح بتن و افت داخلی آهسته، انقباض ناهموار با انقباض سطحی زیاد و انقباض داخلی کوچک رخ می دهد. تغییر شکل انقباض سطحی توسط بتن داخلی محدود می شود و باعث می شود بتن سطحی نیروی کششی را تحمل کند. ، ترک های انقباضی ایجاد می شود. انقباض پس از سخت شدن بتن عمدتاً انقباض است. به عنوان مثال، برای قطعات با نسبت آرماتور زیاد (بیش از 3 درصد)، مهار آرماتور بر روی انقباض بتن مشهودتر است و ترک ها مستعد ایجاد ترک در سطح بتن هستند.
انقباض خودزا، واکنش هیدراتاسیون بین سیمان و آب در طول فرآیند سخت شدن بتن است. این انقباض ربطی به رطوبت خارجی ندارد و می تواند مثبت (یعنی جمع شدگی مانند بتن پرتلند معمولی) یا منفی باشد. (یعنی انبساط، مانند بتن سیمانی سرباره و بتن سیمانی خاکستر بادی).
انقباض کربنی شدن تغییر شکل انقباض ناشی از واکنش شیمیایی بین دی اکسید کربن موجود در جو و هیدرات سیمان است. انقباض کربنی شدن تنها زمانی رخ می دهد که رطوبت حدود 50 درصد باشد و با افزایش غلظت دی اکسید کربن، سرعت آن افزایش می یابد. انقباض کربنی شدن به طور کلی محاسبه نمی شود.
ترک های انقباضی بتن با این واقعیت مشخص می شوند که اکثر آنها ترک های سطحی هستند، عرض ترک نسبتاً نازک است و به صورت متقاطع، ترک خورده و نامنظم هستند.
4. ترک های ناشی از تغییر شکل پی:
به دلیل نشست عمودی ناهموار یا جابجایی افقی پی، تنش اضافی در سازه ایجاد می شود که از ظرفیت کششی سازه بتنی فراتر می رود و در نتیجه سازه ترک می خورد.
5. ترک های ناشی از خوردگی فولاد:
به دلیل کیفیت پایین بتن یا ضخامت ناکافی لایه محافظ، لایه محافظ بتن توسط دی اکسید کربن فرسایش یافته و به سطح میله فولادی کربن تبدیل می شود که باعث کاهش قلیاییت بتن در اطراف میله فولادی می شود و یا در اثر دخالت کلریدها، محتوای یونهای کلرید در اطراف میله فولادی زیاد است که می تواند باعث اکسیداسیون در سطح میله فولادی شود. حجم هیدروکسید آهن زنگ زده در مقایسه با نمونه اصلی حدود 2 تا 4 برابر افزایش می یابد و در نتیجه تنش انبساط بر روی بتن اطراف ایجاد می شود و در نتیجه لایه محافظ بتن ترک خورده و پوسته می شود. به سطح بتن. در اثر خوردگی، سطح مقطع موثر میله فولادی کاهش می یابد، نیروی اتصال بین میله فولادی و بتن ضعیف می شود، ظرفیت باربری سازه کاهش می یابد و سایر اشکال ترک ایجاد می شود که باعث تشدید می شود. خوردگی میله فولادی و منجر به آسیب ساختاری می شود. برای جلوگیری از خوردگی میلگردهای فولادی باید در حین طراحی، عرض ترک ها را مطابق با الزامات مشخصات کنترل کرد و از ضخامت کافی لایه محافظ استفاده کرد (البته لایه محافظ نباید خیلی ضخیم باشد، در غیر این صورت ارتفاع موثر جزء کاهش می یابد و با اعمال نیرو، عرض ترک افزایش می یابد. نسبت آب به سیمان بتن را کنترل کنید، لرزش را تقویت کنید، از فشردگی بتن اطمینان حاصل کنید، از نفوذ اکسیژن جلوگیری کنید و میزان مواد افزودنی حاوی نمک کلر را بهویژه در مناطق ساحلی یا سایر مناطق با هوای خورنده قوی و آبهای زیرزمینی کنترل کنید.
