تاثیر مقید بودن و ترک خوردگی در بتن
تاثیر مقید بودن و ترک خوردگی در بتن
از آنجا که تنش و کرنش باهم بوجود می آیند ، هر گونه محدودیتی در تغییر شکل باعث ایجاد تنشهایی متناظر با کرنش مقید شده می شود . ( کرنش مقید شده تفاوت بین کرنش در حالت آزاد و کرنش اندازه گیری شده می باشد ) . اگر اجازه دهیم کرنش مقید شده و تنش متناظر به اندازه ای شوند که مقدار آنها از مقاومت یا ظرفیت کرنشی بتن بیشتر شود ، ترک خوردگی بوجود خواهد آمد .
محدودیت و قید می تواند باعث ایجاد کشش یا فشار شود که در بیشتر موارد کشش مشکل ساز است نه فشار چرا که بتن در برابر فشار مقاوم است . در کل دو نوع محدودیت وجود دارد که محدودیت داخلی و خارجی نامیده می شوند .
- محدودیت خارجی هنگامی بوجود می آید که توسط اعضای مجاور خارجی یا پی ها از تغییر شکل مقطعی از عضو بتنی بطور کامل یا جزئی جلوگیری شود . برای توضیح محدودیتهای خارجی مقطعی از یک عضو بتنی کاملا" عایق شده را که دو انتهای آن مقید است و در معرض یک سیکل دمایی قرا دارد ، در نظر میگیریم . وقتی دما افزایش می یابد ، از انبساط بتن جلوگیری شده و در نتیجه تنشهای فشاری یکنواختی در مقطع ایجاد می شود . این تنشهامعمولا " در مقایسه با مقاومت فشاری بتن کوچک می باشند ، ضمن اینکه تا اندازه ای نیز در اثر خزش در سنین اولیه خنثی می شوند . هنگامی که دما پایین می آید و بتن سرد می شود ، از جمع شدن بتن جلوگیری شده و لذا ابتدا تنشهای فشاری پس ماند خنثی می شوند و با سرد شدن بیشتر ، تنشهای کششی ایجاد می شوند . اگر این تغییرات دما به آرامی صورت گیرد ، تنش ممکن است تا اندازه ای توسط خزش رها شود . هر چند ، چون در این مواقع بتن کامل تر می باشد ، خزش کمتر است و تنشهای کششی می توانند به اندازه ای بزرگ شوند که از مقاومت کششی بتن تجاوز نمایند . در نتیجه در مقطع ، ترکهایی ایجاد خواهد شد . اگر در بتن به مقدار کافی آرماتور وجود داشته باشد ، باز هم ترک به وجود می آید ولی در چنین حالتی بر خلاف بتن غیر مسلح که دارای چند ترک عریض می باشد ، ترکها دارای توزیع یکنواخت در عرض باریک خواهند بود .
- محدودیت داخلی هنگامی ایجاد می شود که بین مقاطع مختلف اختلاف دما و رطوبت وجود داشته باشد . برای مثال می توان به بتن ریزی های حجیم اشاره کرد که پس از اتمام بتن ریزی و شروع به خودگیری ، دمای سطوح بیرونی به سرعت کاهش می یابد در حالی که در داخل این حجم عظیم از بتن کاهش دما به آرامی شکل می گیرد و همین اختلاف دما در نقاط مختلف بتن باعث کرنش حرارتی و در نتیجه ایجاد تنش می شود . در سیکل های دمایی بزرگ و آرام ، خزش به ترک خوردکی حرارتی کمک می کند . چون تأثیر رها سازی تنش توسط خزش با زمان کاهش می یابد . هر چند در حالت های دیگر ، خزش در جلوگیری از ترک خوردن مفید می باشد . برای نمونه ، اگر یک قطعه بتنی نازک کاملا " مقید شود ، بطوری که از جمع شدگی آن جلوگیری شود ، تنش کششی ایجاد شده توسط خزش رها می شود . در مورد قطعات ضخیم تر ، بدون هیچ قید خارجی ، زمانی که اختلاف رطوبت وجود دارد ، جمع شدگی لایۀ سطحی توسط هستۀ قطعه مقید می شود و در نتیجه در قسمت خارجی تنشهای کششی و در قسمت داخلی تنشهای فشاری ایجاد می شود . در اینجا هم خزش تنشها را رها می سازد . اما اگر تنش کششی از مقاومت بتن تجاوز کند ، ترکهای جمع شدگی سطحی بوجود خواهند آمد .
برگرفته از تکنولوژی بتن پرفسور نویل – ترجمه دکتر علی اکبر رمضانیانپور .
