خزش در بتن، بررسی انواع، دلایل ایجاد و روش های جلوگیری از آن

به تمایل یک ماده جامد به تغییر شکل دائمی، خزش می‌گویند. خزش در بتن، به معنای تغییر شکل بتن تحت تاثیر تنش در طول زمان بوده و پدیده‌ای خطرناک محسوب می‌شود.

از طرفی به هنگام قرار گرفتن در معرض تنش مکانیکی طولانی رخ داده و می‌تواند باعث تخریب مواد در دما‌های بالا شود.
در این مقاله ضمن بررسی انواع خزش در بتن، دلایل ایجاد این پدیده و روش‌های جلوگیری از آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

آشنایی با خزش در بتن

یکی از مهم‌ترین مصالح مورد نیاز ساختمان، بتن است. این ماده در برابر نیرو‌های فشاری مقاوم بوده و در صورت عدم تقویت با میلگرد‌های مناسب، به سرعت می‌شکند. از طرفی در برابر نیرو‌های کششی یا لنگری ضعیف بوده و ممکن است دچار خزش شود.

تغییر شکل نسبی بتن مربوط به نیرو‌های تنشی بوده و تابع زمان است. از این رو خزش در بتن به معنای تغییر شکل نسبی این ماده است و با گذشت زمان و تحت تاثیر بار‌های وارد شده رخ می‌دهد.

به دلیل وجود خاصیت خزش در بتن، امکان تغییر شکل این ماده در اثر بار‌های طولانی مدت و تحت تاثیر یک نیروی تنشی ثابت در محدوده قابل قبول الاستیک فراهم می‌شود. این محدوده از fc کم‌تر از ۰.۵ برخوردار است. به هنگام افزایش زمان بارگذاری، تغییر شکل غیرالاستیک بیشتر می‌شود. چند برابر شدن تغییرات ایجاد شده در برابر تغییر شکل‌های کوتاه مدت الاستیک، باعث تخریب سازه می‌شود.

با این وجود، گذشت زمان، سرعت تغییر شکل را کاهش می‌دهد اما بررسی خزش در بتن اهمیت زیادی داشته و در طولانی مدت باعث ایجاد خاصیت غیرالاستیکی می‌شود.

این در حالی است که بتن فقط در برابر بار‌های کوتاه مدت به صورت الاستیک رفتار کرده و به هنگام بارگذاری در طولانی مدت دچار تغییر شکل می‌شود.

در این میان پیش بینی قیمت مسکن در سال ۱۴۰۲ باعث اطلاع از هزینه‌های مربوط به استفاده از بتن شده و بسیار مهم و قابل توجه است.

ویژگی های خزش در بتن

پدیده خزش در بتن باعث تغییر شکل مصالح به کار رفته در سازه شده و ممکن است میزان آن ۳ تا ۴ برابر تغییر شکل الاستیک کوتاه مدت باشد.

از طرفی این تغییر شکل با شدت بارگذاری و معکوس مقاومت بتن تناسب داشته و در نظر گرفتن وجود توزیع مجدد بار در میان بتن و فولاد اهمیت بالایی دارد.

در واقع برداشته شدن بار منجر به بهبود تغییر شکل الاستیک آنی می‌شود. این در حالی است که تغییر شکل پلاستیک به این سرعت انجام نمی‌گیرد. به هر صورت، خزش در بتن باعث افزایش تنش‌های فشاری در فولاد شده و شرایط تحمل نسبت زیادی از بار را فراهم می‌کند.

از طرفی بررسی اثرات خزش در تیر‌ها بسیار مهم بوده و در باز شدن ترک و آسیب رساندن به بتن آرمه نقش دارد.‌
در واقع توزیع مجدد تنش‌ها در میان بتن و فولاد در ناحیه فشاری ترک خورده رخ داده و تاثیر زیادی بر تقویت کششی ندارد.
مقاله پیش بینی قیمت میلگرد در سال ۱۴۰۲ را برای برنامه‌ریزی بهتر برای ساخت و سازهای خود مطالعه فرمایید.

بررسی انواع خزش در بتن

خزش در بتن انواع گوناگونی داشته و شامل مواردی مثل خزش اولیه، خزش خشک شدن و خزش ویژه است. در ادامه ضمن معرفی انواع آن در بتن، ویژگی‌های هر کدام از این موارد را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

خزش اولیه یا Basic creep

خزش اولیه شامل اعمال تنش ثابت بر روی نمونه‌ مصالح به هنگام بتن ریزی است در حالیکه شرایط رطوبت نسبی ۱۰۰ درصد باشد و در طول زمان افزایش کرنش رخ دهد.

خزش خشک شدن یا Drying creep

خزش خشک‌کننده راجع به خزش اضافی است که در هنگام خشک شدن نمونه تحت بار رخ می‌دهد.

خزش ویژه یا Specific creep

خزش ویژه عبارت است از کرنش خزش در واحد تنش اعمال شده.

چه دلایلی باعث ایجاد خزش در بتن می‌شود

میزان خزش به عوامل مختلفی بستگی دارد و تحت تاثیر مواردی مثل مقاومت فشاری، سن مصالح در هنگام قالب بندی بتن، میزان رطوبت یا هوای محیط، اندازه نمونه و … است. در ادامه با بررسی کامل این موارد تاثیر عوامل موثر بر پدیده خزش را توضیح خواهیم داد. قیمت انواع مصالح ساختمانی از جمله قیمت میلگرد ۱۴ اصفهان را می‌توانید از آیرومارت استعلام بگیرید.

مقاومت فشاری

به یاد داشته باشید که افزایش مقاومت بتن در کاهش میزان خزش موثر است. بررسی تفاوت اسکلت بتنی و فلزی پیش از انتخاب هر یک از این روش‌ها برای ساختمان سازی مهم است.

از طرفی افزایش تنش اعمال‌شده به بتن، یکی از عوامل ایجاد‌کننده خزش در این ماده است. معمولا سنگدانه‌ها خزش کمی دارند و این خمیر سیمانی است که خزش بیشتری را تجربه می‌کند.

در این میان قوی‌تر بودن سنگدانه باعث ایجاد اثرات مهار‌کننده می‌شود و نقش بازدارندگی دارد. ازاین‌رو میزان خزش کمتر شده و احتمال وارفتگی بتن به حداقل می‌رسد.

یکی از عوامل مهم و تاثیر‌گذار بر خزش، مدول الاستیسیته است که هر چه در سنگدانه بیشتر باشد، احتمال خزش را کمتر می‌کند. بنابراین به دلیل وجود مدول الاستیسیته کمتر در سنگدانه‌های سبک، خزش بیشتری در آن‌ها دیده می‌شود. از طرفی خزش بتن در حداکثر اندازه یک سنگدانه بسیار کمتر است.

به طور کلی، توجه به نسبت آب به سیمان اهمیت زیادی داشته و در میزان مقاومت فشاری سازه موثر است. در صورت بیشتر بودن نسبت آب به سیمان، اندازه منافذ در ساختار خمیر افزایش پیدا می‌کند.

بر همین اساس، یکی از مهمترین عوامل ایجاد خزش در بتن مربوط به میزان محتوای خمیر و کیفیت طرح مخلوط است. یک ساختار خمیری ضعیف، خزش بیشتری دارد و افزایش نسبت آب به سیمان احتمال خزش را بیشتر می‌کند.

سن بتن هنگام بارگیری و میزان رطوبت سیمان

با افزایش سن بتن، میزان خزش کاهش پیدا کرده و این موضوع اهمیت توجه به ضریب خزش یا نسبت خزش به کرنش الاستیک را یادآور می‌شود.

از طرفی رطوبت سیمان و افزایش میزان رطوبت آن، در افزایش احتمال خزش در بتن موثر است. بتن یک ساله دارای ضریب خزش ۱ بوده و بعد ۳۰ سال به ۱.۳۶ می‌رسد. مراقبت از بتن و سلامت آن با توجه به قیمت مصالحی چون قیمت میلگرد ۱۶ مهم است.

رطوبت محیط

یکی دیگر از عوامل موثر در افت بتن، مربوط به کمتر بودن رطوبت نسبی و خشک شدن این ماده به هنگام بارگذاری است. در این میان رطوبت هوا بر نفوذ رطوبت به بتن نقش دارد و کاهش میزان نشت امکان ایجاد یک خزش بالاتر را فراهم می‌کند.

نوع سیمان

یکی دیگر از موارد تاثیر‌گذار بر میزان مقاومت بتن در زمان اعمال بار مربوط به نوع سیمان است. معمولا در شرایط خشک شدن، احتمال خزش سیمان سرباره کوره بلند پرتلند در مقایسه با انواع معمولی آن بیشتر است.

به طور کلی در صورت ریز‌تر بودن سیمان، استفاده از گچ بیشتر می‌شود و این موضوع در افزایش میزان خزش نقش دارد. از طرفی باعث یادآوری اطلاع از قیمت تیرآهن امروز می‌شود و در تعیین هزینه‌های مربوط به پروژه موثر است.

شدت تنش و مدت زمان آن

در بین خزش و تنش اعمال شده رابطه مستقیمی وجود دارد و مشخص شده است که شدت تنش و مدت زمان آن در افزایش احتمال خزش موثر است.

درجه حرارت

دمای بتن و درجه حرارت آن دارای دو اثر متقابلی بر خزش است. در صورتی که یک عضو بتنی قبل از بارگیری به عنوان بخشی از فرایند عمل‌آوری در معرض دمایی کم‌تر از حد معمول قرار بگیرد، میزان مقاومت بیشتر شده و در دمای پایین‌تر منجر به کاهش کرنش خزش می‌شود. در مقابل قرار گرفتن در معرض دمای بالا در طول دوره تحت بار باعث افزایش خزش می‌شود.

تاثیرات خزش در بتن چیست؟

اکنون که می‌دانید خزش در بتن یعنی چه؟ بهتر است با تاثیرات مهم این پدیده نیز آشنا شوید. خزش در تیر‌های بتن مسلح، باعث افزایش انحراف در گذشت زمان می‌شود و می‌تواند در طراحی مورد توجه قرار بگیرد.

از طرفی خزش در ستون‌های بتن مسلح، باعث انتقال تدریجی بار از بتن به آرماتور می‌شود. همچنین تقسیم بار اضافی فولاد با بتن ضروری بوده و نقش مهمی در توسعه استحکام کامل این مصالح دارد. بدین ترتیب بررسی نمودار تنش کرنش فولاد بسیار مفید بوده و امکان بهره‌مندی از خاصیت خزش در ستون‌های بتن مسلح را فراهم می‌کند. از طرفی در ستون‌هایی با داشتن بار‌های غیر محوری، خزش منجر به افزایش انحراف شده و در ایجاد کمانش نیز موثر است.‌

در واقع خزش در ساختار‌های نامعین استاتیکی، باعث کاهش غلظت تنش ناشی از شرینکیج، تغییرات دما یا نشست تکیه‌گاه می‌شود. از این رو به دلیل بار غیر یکنواخت یا شرینکیج، خزش فشار‌های داخلی در تمام سازه‌های بتنی محدود می‌گردد.

خزش در بتن حجیم می‌تواند یکی از عوامل ترک‌خوردگی باشد؛ زیرا چرخه تغییر دما بر اثر حرارت هیدراتاسیون و خنک شدن بتن رخ می‌دهد.

از طرفی برای جلوگیری از افزایش دما در داخل سازه‌های بتنی انبوه همچون سد‌های بتنی و دیوار‌های حائل بهتر است تا تمام اقدامات حیاتی و لازم صورت بگیرد.

در این میان، پیش تنیدگی بتن احتمال خزش را کاهش می‌دهد. بنابراین توجه به فرایند افزایش دما در فضای داخلی یک توده بتنی بزرگ از اهمیت بالایی برخوردار است.

به طور معمول مقدار کمی سیمان با حرارت کم استفاده می‌شود تا به وسیله گردش آب، محدود کردن ارتفاع بالابر‌های بتنی و خنک‌سازی بتن کنترل شود. به علاوه پیش سرد شدن اجزای طراحی مخلوط نیز بسیار مهم و قابل توجه است.

نحوه محاسبه جمع شدگی در بتن

خروج آب از بتن باعث جمع شدگی می‌شود و جبران این موضوع از طریق غرق کردن بتن در آب به مدتی مشخص امکان‌پذیر است. در ادامه فرمول محاسبه خزش در بتن بررسی شده است:

E_s = 0.۰۰۱۲۵*(۰.۹۰ – h)

در این فرمول h رطوبت نسبی بوده و Es نشان دهنده کرنش جمع شدگی است. از طرفی سرعت جمع شدگی به مرور زمان کاهش پیدا می‌کند.

راهکار‌های جلوگیری از خزش بتن

برای کاهش خزش در بتن از حداکثر مقدار مجاز میلگرد استفاده کرده و عوامل تشدید این پدیده را حذف کنید. بدون شک اطلاع از قیمت میلگرد روز بسیار مهم بوده و در جلوگیری از پدیده خزش در بتن موثر است. در ادامه شدت تنش وارد شده بر بتن را کاهش داده و به رطوبت نسبی هوا توجه کنید. به علاوه می‌توانید از طریق پوشاندن سطح بتن با ورقه‌های پلی‌اتیلن، از خروج آب از سطح دال، تبخیر سریع آن و جمع‌شدگی پلاستیک جلوگیری کنید.

از طرفی قبل از به کارگیری بتن آن، را ویبره کرده و به صورت کاملا یکدست مورد استفاده قرار دهید. در بعضی مواقع نیز با استفاده از پودر آلومینیوم، میزان جمع‌شدگی پلاستیک را کاهش داده و با انجام آزمایش خزش بتن میزان مرغوبیت مصالح را بررسی کنید. در نهایت از سیمان‌های انبساطی استفاده کرده و جمع شدگی پلاستیک را کنترل کنید.

سخن پایانی

در این مقاله ضمن معرفی خزش در بتن و انواع آن، دلایل ایجاد این پدیده و روش‌های جلوگیری از آن را مورد بررسی قرار دادیم. در پایان پیشنهاد می‌کنیم با به کار بردن حداکثر میزان مجاز استفاده از میلگرد احتمال خزش بتن را کاهش داده و کیفیت سازه مورد نظرتان را تضمین کنید.

شما برای کاهش خزش در بتن به میلگردها نیاز دارید. محصولی که آیرومارت آن را به فروش می‌رساند و در وبسایت مجموعه به صورت آنلاین قیمت‌‌های روزانه آن قابل مشاهده است. بنابراین برای اطلاع از قیمت میلگرد روز و انواع محصولات آهنی، فولادی و … می‌توانید به بخش میلگردها در وبسایت اینترنتی مجموعه ما مراجعه کرده و سپس برای خرید اقدام کنید.

تمامی محصولات ما در آیرومارت با گواهینامه مخصوص شرکت به دست شما رسیده و برای پرداخت هزینه‌ها می‌توانید با خرید اعتباری چکی اقدام کنید. زیرا رفاه حال مشتریان برای ما اهمیت دارد. در صورت درخواست مشتری نیز آزمون‌های کنترل کیفیت برای هر محصول انجام می‌شود.