با عوامل شکست در سازه های بتنی آشنا شوید

عوامل بسیاری باعث ایجاد شکست در سازه های بتنی می شوند. از جمله ی آنها می توان به خطاهای مرحله طراحی تا مرحله ساخت و بهره برداری اشاره کرد. در این نوشتار عوامل اصلی شکست در سازه های بتنی مورد بحث قرار می گیرند.

عوامل اصلی مؤثر در شکست سازه های بتن مسلح عبارت اند از:

1 . انتخاب نادرست مصالح
2 . خطا در محاسبات طراحی و تهیه جزئیات طرح
3 . تکنیک های غیر مطلوب ساخت و کنترل کیفیت و بازرسی ناکافی
4 . حملات شیمیایی به سازه های بتنی
5 . عوامل مکانیکی خارجی

پیشنهاد مطالعه : با بتن استامپی و نحوه اجرای آن آشنا شوید

شکل 1- شکست سازه های بتنی تحت تأثیر عوامل مختلف

انتخاب نادرست مصالح تشکیل دهنده ی بتن، شکست سازه ی بتنی را موجب می گردد. برای اینکه در ساخت یک سازه الزامات ایمنی و تأمین مقاومت رعایت شود، لازم است که ساخت آن مطابق آیین نامه های کاربردی و مشخصات فنی باشد. به طور معمول، انتخاب مصالح مورد نیاز برای یک پروژه مشخص باید مطابق مشخصات فنی مصالح مطلوب آیین نامه ها باشد.

اگر مصالح به درستی انتخاب شده باشند و همچنین مطابق با الزامات آیین نامه باشند؛ می توان گفت که مصالح سازگار با محیطی که استفاده می شوند، خواهند بود. خطا در انتخاب مصالح یکی از عواملی اصلی است که اثرات مخرب و زیان آوری را برای مقاومت و ایمنی سازه به همراه دارد و سرانجام موجب شکست آن می گردد. از دیگر عوامل شکست در سازه های بتنی به عنوان مثال می توان به سولفاته بودن خاک و آب زیرزمینی و پدیده ذوب و انجماد مکرر اشاره کرد. عوامل مذکور باید به هنگام تعیین طرح اختلاط بتن به دقت مورد بررسی قرار گیرند.

شکل 2- مصالح مورد استفاده در ساخت سازه ای بتنی

خطا در محاسبات طراحی سازه های بتنی

یکی از ملاحظات قابل توجه که به دقت بیشتری نیاز دارد، محاسبات انجام شده برای طراحی سازه است در غیر این صورت رخدادهای غیرمترقبه و هزینه های گزاف بهسازی بر پروژه غلبه خواهد نمود. به همین دلیل توصیه می شود که کلیه ی طراحی ها کنترل شوند تا این تضمین به وجود بیاید که سایز و ابعاد مقاطع بتن آرمه، ضخامت ها و فواصل بین میلگردها و قطر کافی آنها برای ارضای ترکیب بارهای بحرانی مناسب هستند. نه تنها پایداری کل سازه یک الزام است، بلکه قابلیت سرویس دهی و مقاوم بودن آن نیز ضرورت دارد. عدم سرویس دهی مناسب یکی از عوامل شناخته شده ی مؤثر در شکل گیری ترک ها و گاهی اوقات شکست در سازه های بتنی محسوب می شود. ساختمان باید به گونه ای ساخته شود تا از باقی ماندن آب داخل آن جلوگیری شود چون این مورد به فاسد شدن سازه منجر می گردد. درز انبساط باید به گونه ای قرار داده شود که از گسترش ترک جلوگیری گردد.

مشخصات فنی آیین نامه در مورد المان های بتن آرمه باید به درستی رعایت شوند. به عنوان مثال، پوشش بتن که از آرماتورها در برابر حملات خورنده و آتش محافظت می کنند، حداقل و حداکثر درصد آرماتور مقطع بتنی، فواصل بین آرماتورها که ترکها را کنترل می کنند، طول همپوشانی و طول مهاری را می توان نام برد.

تکنیک های نامطلوب ساخت، کنترل کیفیت و بازرسی ناکافی

روش های نامطلوب اجرایی، مهارت نداشتن افراد، کیفیت پایین مصالح و بازرسی ناکافی از مراحل ساخت سازه همگی از عواملی هستند که موجب افت عملکرد سازه بتنی شده و متعاقب آن شکست در آن را منجر می گردند. در ادامه خطاهای ساخت مختلف را برمی شماریم و تاثیر آنها را بر شکست در سازه های بتنی بررسی می کنیم.

1 . جاگذاری غیر صحیح آرماتورها

این خطا کاور بتن را کاهش می دهد که همین باعث می شود از میلگردهای فولادی محافظت نشود. انحراف میلگردها از محل قرارگیری باعث شکست عضو به هنگام بارگذاری می گردد.

2 . کاور بتنی ناکافی روی میلگردها

اگر پوشش بتن مورد نیاز تأمین نشود، عوامل محیطی مخرب به داخل عضو بتنی ورود پیدا کرده و سرانجام به آسیب پذیری میلگردها و پوسته شدن بتن منجر می گردد.

3 . اجرای غیر صحیح درزها

تراکم ضعیف و آماده سازی (عمل آوری) ناکافی، معمولاً از مشکلات اجرای درزها به حساب می آیند. چنانچه درزها به درستی اجرا نشوند، راهی برای نفوذ رطوبت به بتن باز می شود.

4 . نشت گروت

چنانچه گره های اتصال قاب به خوبی آب بندی نشده باشند، گروت و مصالح ریزدانه ی بتن از مخلوط جدا شده و نتیجه ی آن منجر به ایجاد تخلخل های قابل توجهی می گردد.

5 . تراکم ضعیف

این مورد باعث می شود که حفره های تخلخل لانه زنبوری شکل در بتن ایجاد گردد که در این حالت باید بلافاصله نسبت به حذف آن قسمت اقدام کرد و آن را دوباره بتن ریزی نمود.

6 . جداشدگی مخلوط بتنی

جداشدگی بتن، بافت بتن را دستخوش تغییرات کرده و گاهی اوقات تخلخل را افزایش می دهد.

7 . عمل آوری ضعیف

چنانچه عمل آوری بتن به خوبی انجام نگردد، مقاومت مورد نیاز بتن حاصل نمی شود.

8 . مقدار آب زیاد

مقدار آب بیش از حد، بتن را نفوذپذیر کرده و باعث ایجاد تخلخل در آن شده و مقاومت آن را نیز کاهش می دهد؛ بنابراین از این مشکل باید جلوگیری به عمل آید.

حملات شیمیایی به سازه های بتنی

حملات شیمیایی متعددی وجود دارند که اثرات قابل توجهی بر مقاومت بتن می گذارند. انواع مختلفی از حملات شیمیایی به همراه اثرات هر یک از آنها در ادامه آورده شده است.

1 . حمله کلرید

یون کلرید در طی ساخت سازه های بتنی و بعد از آن نفوذ می کند. تمرکز بالای یون کلرید باعث زنگ زدگی میلگردهای فولادی و آسیب دیدگی بتن می گردد.

2 . حمله سولفات

این حمله موجب متلاشی شدن بتن و تجزیه ی آن شده و مسیر ورود مواد مضر برای خوردگی آرماتورها را فراهم می کند.

3 . کربنات شدن

کربناته شدن موجب آسیب به میلگردهای فولادی می گردد.

4 . واکنش سیلیکا آلکالی

واکنش سیلیکا آلکالی یک مواد ژله ای در بتن می سازد که متعاقب آن از طریق افزایش حجم بتن موجب تجزیه و خورد شدگی آن می گردد.

5 . اسیدها

این حمله به شدت روی بتن تأثیر گذاشته و بخش عمده ای از سیمان را از بین می برد.

عوامل مکانیکی خارجی

انواع مختلفی از عوامل خارجی و مکانیکی وجود دارند که در شکست بتن مؤثر هستند. به عنوان مثال مهار در برابر جابجایی، سایش، تر و خشک شدگی متناوب، ذوب و انجماد، بارگذاری بیش از حد، تغییرات سازه ای، مقاومت در برابر آتش و نشست را می توان نام برد.

منبع :

ترجمه نوشتاری از سایت theconstructor.org توسط مهندس ابوالفضل فرقدانی، از مقالات تحلیلی گروه آموزشی 808