در بسیاری از شرایط، پدیدهای به نام خزش بتن مشاهده میشود. این تغییر شکل به دلیل وارد آمدن نیرو و تنشهای ثابت بر سازه در طول زمان اتفاق میافتد. بر خلاف پلیمرها و فلزات، خزش در بتن ویژگیهای خاص خود را دارد و به معنای تغییر شکل سازه در برابر فشار و نیروهای خارجی است.
برای نمونه، یک پل قادر است تا حد معینی فشار و وزن ناشی از تردد خودروها را تحمل کند. اما هنگامی که نیروهای وارده بیش از حد ظرفیت پل باشد، پدیده خزش در بتن به وقوع میپیوندد. در بتنهای با ضخامت کم و میزان سیمان پایین، مانند بتن مگر، شدت خزش بتن بیشتر است.
این پدیده، خزش در بتن، میتواند به مرور زمان باعث کاهش مقاومت و عملکرد سازه شود، بنابراین شناخت و مدیریت مناسب آن برای حفظ ایمنی و دوام سازهها ضروری است.
انواع خزش در بتن
به طور کلی، خزش در بتن به سه نوع مختلف تقسیم میشود:
- خزش اولیه : این نوع خزش زمانی رخ میدهد که بتن در مراحل اولیه سخت شدن قرار دارد و تحت تنش در شرایط رطوبت نسبی 100 درصد قرار میگیرد. در این حالت، کرنش بتن به مرور زمان افزایش مییابد.
- خزش خشک شدن : این نوع خزش به خزش اضافی که در هنگام خشک شدن بتن تحت بار ایجاد میشود، اطلاق میشود. خزش خشک شدن زمانی اتفاق میافتد که بتن به تدریج در معرض خشک شدن قرار گیرد و تحت بار باشد.
- خزش ویژه : این نوع خزش به کرنش ایجاد شده در واحد تنش اعمال شده اشاره دارد. در خزش ویژه، احتمال شکستگی بتن نیز بیشتر است، زیرا کرنش ناشی از خزش در این نوع به طور خاص افزایش مییابد.
در کل، شناخت انواع مختلف خزش در بتن و تأثیرات آنها بر عملکرد سازهها، برای پیشبینی و مدیریت تغییرات ساختاری اهمیت زیادی دارد.
خدمات : راه سازی
چه عواملی موجب خزش در بتن میشود؟
عوامل مختلفی موجب خزش بتن میشوند. در ادامه، پنج مورد از این عوامل را با جزییات بیشتری بررسی میکنیم.
سن بتن در هنگام بارگذاری و مدت زمان بارگذاری بتن
خزش در بتن یک فرایند است که بهطور آهسته و در طولانیمدت اتفاق میافتد. تحقیقات نشان میدهد که هرچه مدت زمان بارگذاری بتن بیشتر باشد، خزش بتن کمتر خواهد شد.
به عبارت دیگر، با گذشت زمان، کیفیت مخلوط بتنی بهبود مییابد و بار اعمالی را بهتر تحمل میکند. این در حالی است که بتن تازه با اعمال بارهای کم نیز تغییر شکل میدهد؛ بنابراین، خزش بتن با مدت زمان بارگذاری رابطه معکوس دارد.
جنس و مقدار مصالح سنگی بهکاررفته در بتن
نسبت بین مصالح سنگی و سیمان در بتن، عامل دیگری است که بر میزان خزش بتن تأثیر دارد. افزایش مقدار مصالح سنگی بهکاررفته در بتن، موجب افزایش مقاومت و کاهش خزش در بتن میشود. سنگدانهها با داشتن الاستیسیته بالا، در برابر نیروهای وارده خزش نمیکنند.
در واقع، سختی بالای سنگدانهها و مصالح سنگی، منجر به افزایش مقاومت بتن و کاهش خزش بتن میشود. همچنین، عواملی مانند دانهبندی، شکل، اندازه و تخلخل سنگدانهها نیز بر میزان خزش بتن تأثیرگذار هستند.
شدت تنش وارده شده بر بتن
یکی از عوامل مهم دیگر در خزش بتن، شدت تنش وارده بر آن است. میزان نیروهای تنشی وارد بر بتن، بهطور مستقیم با میزان خزش بتن رابطه دارد؛ بهعبارت دیگر، با افزایش نیروی تنشی، مقدار خزش در بتن نیز افزایش مییابد.
میزان مقاومت فشاری در بتن
بتن از ترکیب سیمان و آب ساخته میشود و نسبت ترکیب این دو ماده، اهمیت زیادی دارد. هرچقدر چسبندگی و یک دستی بتن کمتر باشد، احتمال وقوع خزش بیشتر میشود.
بنابراین، تغییر میزان سیمان در بتن میتواند باعث تغییر در مقاومت فشاری شود. هرچقدر نسبت آب به سیمان بیشتر باشد، احتمال وقوع خزش نیز بیشتر خواهد بود. در واقع، مقاومت فشاری با میزان خزش در بتن رابطه معکوس دارد؛ بهطوریکه با افزایش یکی، دیگری کاهش مییابد.
رطوبت موجود در محیط
دما و رطوبت محیط، از عوامل دیگری هستند که با خزش بتن رابطه معکوس دارند. در محیطهای مرطوب، میزان خزش بتن کمتر میشود.
در نتیجه، خزش در بتن تحت تأثیر عواملی مانند سن بتن در هنگام بارگذاری، مدت زمان بارگذاری، جنس و مقدار مصالح سنگی، شدت تنش وارده، میزان مقاومت فشاری و رطوبت محیط قرار دارد. با مدیریت این عوامل، میتوان خزش بتن را کنترل و کاهش داد.
