درز سرد در بتن و نحوه ترمیم آن

درز سرد

درزهای سرد اساساً بین فاصله بتن جدید و بتن قدیم ایجاد می‌شوند که در آن بتن ریزی جدید به تعویق افتاده و بتن اولیه فشرده و شروع به گیرش کرده است. در واقع می‌توان گفت زمانی اتفاق می‌افتد که بتن قدیم قبل از اضافه شدن بتن جدید شروع به گیرش کرده باشد، به طوری که دو بخش با هم مخلوط نشوند.
همچنین اتصال بین بتن جدید و قدیم تحت ویبراسیون برای تشکیل یک توده همگن امکان پذیر نیست. این درز بالقوه ضعیف می‌باشد و مشکلاتی را ایجاد می‌کند.
درزهای سرد، بر خلاف ترک‌هایی که در بتن سخت شده از طریق مهار کششی ایجاد می‌شوند، شکافی در بتن نیستند، بلکه صرفاً درزهایی هستند که فاقد ساختار خالی قابل توجهی هستند. آنها معمولاً خطی، نزدیک به هم و متصل هستند. با این حال، خطر ایجاد حفره های کوچک در قسمت‌هایی که بتن به طور کامل متراکم نشده است با هر بار بتن ریزی وجود دارد.
به طور کلی، درز‌های سرد اگر در حال متراکم شدن باشد از نظر ساختاری مشکلی ندارند. با این حال، محل درز در داخل سازه، عملکرد ساختاری المان و زیبایی‌شناسی باید هنگام ارزیابی یک اتصال سرد در نظر گرفته شود.
درز سرد در سازه بتن می تواند به دلیل عدم توجه تیم نظارت و یا عدم آگاهی از زمان گیرش بتن رخ دهد.
در این مقاله به دلایلی که درز سرد در بتن رخ می‌دهد می‌پردازیم:

چرا یک اتصال سرد بتن تشکیل می شود؟

درز سرد به محلی اطلاق می‌شود که بین دو بار بتن ریزی زمانی بتن جدید اعمال می‌شود و پس از شروع گیرش اولیه ، ایجاد می‌شود.
بعد از گیرش اولیه ، بتن شروع به گیرش می‌کند. هنگامی که بتن جدید اعمال می شود پس از آن جداشدگی لایه‌ها ایجاد می‌شود. علاوه بر این عدم اتصال و نفوذ دو لایه از طریق ویبراسیون نامناسب رخ می‌دهد.

درز سرد در مقابل درز اجرایی (ساخت)

نکات کلیدی در مورد درز سرد در بتن

در این قسمت عوامل کلیدی که باعث ایجاد درزهای سرد در بتن و اثرات نامطلوب آن بر سازه می‌شود، ذکر شده است:

عدم وجود اتصال

تشکیل یک درز سرد بتن باعث ایجاد اتصال ضعیف بین دو بخش بتن ریزی می‌شود. این عامل به دلیل قرارگیری بتن جدید بر روی بتن اولیه است که شروع به گیرش کرده است.
ضعیف بودن درز بستگی به این دارد که بتن جدید را با چه فاصله زمانی بریزیم. اگر این فاصله زمانی رعایت نشود و بتن ریزی با تاخیر زیاد انجام شود این اتصال  تضعیف شده ایجاد می‌گردد.

کاهش استحکام و دوام سازه‌ها

از آنجایی که بتن جدید بر روی بتنی که شروع به گیرش کرده است ریخته می‌شود، مشکلات مقاومتی وجود خواهد داشت. علاوه بر این، چسبندگی و عدم اتصال نامناسب می‌تواند باعث ایجاد مشکلات دوام در بتن شود.
بنابراین، درز سرد در بتن در معرض محیط‌های خارجی می‌تواند باعث مشکل دوام بتن شود.

نشت آب

احتمال نشت آب از طریق درز سرد وجود دارد. اگر یک اتصال سرد در پی وجود داشته باشد که ضد آب نباشد، باعث نشت آب می‌شود. حتی برای دال کوچک روی یک طبقه ساخته شده می تواند منجر به نشت آب در صورت وجود اتصالات سرد شود.

خرابی بتن

تشکیل درز سرد در بتن منجر به ضعیف شدن بتن می‌شود که باعث تخریب زودرس می‌گردد.
درز سرد بر نواحی داخلی تاثیر بخصوصی ندارد ولی زمانی‌که در محیط خارجی قرار گیرد احتمال خرابی بتن زیاد است. تراکم ضعیف بتن در اتصالات نیز می‌تواند منجر به این مشکل شود.

شکست کششی

اگرچه درزهای سرد در بتن از نظر ساختاری در هنگام اعمال تنش فشاری مشکلی ندارند، اما از نظر کشش ضعیف هستند.
در صورتی که درز سرد در ناحیه ای ایجاد شود که تنش‌های کششی اعمال می‌شود، برای جلوگیری از خرابی های سازه‌ای، نیاز به بررسی دقیق اتصال است.
تشکیل ترک‌ها، جداسازی‌ها و غیره باید در ابتدا مورد بررسی قرار داده شود. در بتن از آرماتور برای تنش کششی استفاده می‌شود پس پیش از ایجاد هر گونه خرابی باید به هشدارهای اولیه توجه شود.

زیبایی شناختی

درز سرد به علت تفاوت رنگ ایجاد شده در اثر اتصال بتن جدید و قدیم با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. این موضوع در مکانی که از لحاظ ظاهر و زیبایی شناسی مورد توجه است، باعث ایجاد مشکل می‌شود.

چگونه از ایجاد درز سرد در بتن جلوگیری کنیم؟

اگر ساخت و ساز به درستی و طبق برنامه ریزی انجام شود، می‌توان از اتصالات سرد جلوگیری کرد. این کار باید با تخصیص مناسب منابع و مصالح مورد استفاده و با ارزیابی صحیح نقاط قوت و ضعف پروژه انجام شود.
در ادامه عوامل مهم برای جلوگیری از درز سرد ذکر شده است:

مراحل بتن ریزی

داشتن ارزیابی اولیه از منابع و مصالح موجود هنگام بتن ریزی بسیار مهم است. بتن ریزی ممکن است برای یک دال کوچک یا بزرگ باشد، بتن با ضخامت بالا یا ضخامت کم باشد، در هر صورت مجری پروژه باید از نقاط قوت و ضعف کار آگاه باشد.
بر این اساس، مراحل بتن ریزی باید به درستی اجرا شود. میزان بتن ریزی، ارتفاع، عرض و طول المان باید بر اساس میزان بتن دریافتی به محل و زمان صرف شده تعیین شود.
اگر طول المان زیاد باشد و یا زمان زیادی طول بکشد تا به نقطه اولیه مقطع بر اساس حجم بتن برسد، باید زمان بتن ریزی از ابتدا تنظیم گردد.
روند کار به این صورت می‌باشد که قبل از سخت شدن بتن قدیمی، بتن ریزی انجام شود. یعتی بتن ریزی قبل از گیرش اولیه باشد. زمانی که لایه بتن جدید دچار تاخیر می‌شود، می‌توان بتن بر روی لایه قدیم ریخته تا یک اتصال و درز جدید ایجاد شود. این عمل به خصوص زمانی که تامین بتن کافی دچار مشکل شود کاربردی است.

زمان گیرش بتن

به طور کلی مدت زمان گیرش بتن حدود یک ساعت می‌باشد که با اضافه کردن افزودنی‌های بتن می‌توان این مدت زمان را بیشتر یا کمتر نمود. زمان گیرش بتن را می‌توان حدود سه ساعت به تاخیر انداخت که به زمان به شرایط محل اجرا بستگی دارد. برای به تاخیر انداختن زمان گیرش اولیه می‌توان از مواد افزودنی و کندکننده استفاده کرد.

چگونه می‌توان درز سرد ایجاد شده در بتن را تست کنیم؟

زمانی که یک المان سازه‌های از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است باید وضعیت محل اتصال درز سرد بررسی شود ولی این به این معنا نیست که برای سایر المان‌ها و عناصر بتنی نیازی به بررسی نمی‌باشد.

برای این کار روش‌های مختلفی وجود دارد که در ادامه ذکر شده است:

آزمایش سرعت پالس مافوق صوت التراسونیک بتن

آزمایش مورد نظر در دسته آزمایش‌های غیر مخرب می‌باشد که برای تعیین کیفیت بتن استفاده می‌شود. روش انجام آن به این صورت می‌باشد که بسته به سرعت امواج ارسال شده از بتن معیوب می‌توان کیفیت بتن را تعیین نمود.

آزمایش اکو

آزمایش غیر مخرب اکو برای بررسی و ارزیابی سازه‌های بتنی و بنایی کاربرد دارد. روش انجام این آزمایش به این صورت می‌باشد که بر اساس امواج ایجاد شده در اثر پالس میزان خرابی مشخص می‌شود.

آزمایش چکش اشمیت

آزمایش چکش اشمیت یکی از معروف‌ترین آزمایش‌های غیرمخرب برا تعیین مقاومت بتن می‌باشد. از این آزمایش برای تعیین مقاومت بتن در درزهای سرد استفاده می‌شود.

نحوه ترمیم درز سرد

بهترین روش این می‌باشد که بروز درز سرد در بتن جلوگیری شود. اما به علت عدم برنامه ریزی در زمان بتن ریزی و روش ساخت و ساز جلوگیری از الان گاهش اجتاب ناپذیر می‌باشد. این نوع اتصال بر پایداری سازه اثر می‌گذارد و لازم است اقداماتی برای رفع آن صورت گیرد. با به اینکه توجه نمود که ترمیم و تعمیر درز سرد نسبت به سایر روش‌های ترمیم بتن معیوب چالش برانگیز می‌باشد.
روش‌های ذکر شده به عنوان ترمیم درز سرد به کار برده می‌شود:

•  استفاده از یک عامل پیوند به منظور بهبود انجام شود.
•  استفاده از زمین به عنوان گزینه‌ای برای بهبود کارایی اتصال می‌باشد که امکان ارتعاش دو لایه را بهبود می‌بخشد.
•  افزودن میلگرد انتظار می‌تواند برای بهبود استحکام درز انجام شود.
•  امکان تشکیل درز ساخت را بررسی کنید. گاهی به جای داشتن یک درز ضعیف در مناطقی که تنش‌های کششی اعمال می‌باشد بهترین گزینه می‌باشد. علاوه بر این، با توجه به اینکه درز سرد در دیوار بتنی باعث ایجاد مشکلات در دوام بتن می‌شود، باید توجه ویژه‌ای به آن نمود.
•  در صورت وجود ترک در درزهای سرد با استفاده از تزریق گروت اپوکسی یا روش‌های دیگر می‌توان آن را تعمیر کرد.

روش‌های ترمیم درز سرد در صورت ایجاد آن در بتن

با این حال، اگر به دلایل اجتناب ناپذیر یک درز سرد ایجاد گردد می‌توان از روش‌های زیر برای ترمیم آن بهره گرفت:

• وقتی بتن هنوز در مرحله پلاستیک است:

اگر بتن هنوز در مرحله‌ای است که بتوان آن را به صورت دستی جدا نمود و اگر ویراتور‌ها بتوانند بدون نیروی زیاد به سطح نفوذ کنند، می‌توان بتن تازه را مستقیماً بر روی سطح بتن قدیمی قرار داد و محل اتصال به طور کامل و سیستماتیک ارتعاش یابد.

•  وقتی درز سرد شروع به سختن شدن می‌کند:

زمانی‌که بتن کمی بیشتر از حالت پلاستیکی سخت شده باشد اما بتوان با استفاده از یک چنگک دستی سبک سطح رویه آن را جدا کرده به گونه‌ای که بتن سست به طور کامل بدون ایجاد مشکل برای بقیه بتن حذف شود. روش آن به این صورت می‌باشد که یک لایه ملات به ضخامت 12 میلی‌متر، روی درز سرد قرار گرفته، سپس بتن تازه روی لایه ملات قرار می‌گیرد و با استفاده از ویبراتور به عمق لایه قدیمی بتن نفوذ می‌کند.

• هنگامی که درز سرد سخت می‌شود:

در صورتی که بتن در محل اتصال سخت شده و امکان قالب گیری مجدد یا ویبراسیون وجود نداشته، باید درز حداقل 12 تا 24 ساعت باقی بماند. سپس پس از برش بتن به شکل مورد نظر و آماده سازی سطح، به عنوان یک درز ساختمانی معمولی ترمیم می‌شود.

الزامات آیین نامه‌ای در مورد درز سرد

در آیین نامه ACI برای تحکیم بتن، ACI 309R-96 در مورد درز سرد راهکار‌های زیر را ارائه می‌دهد:
برای جلوگیری از ایجاد درزهای سرد، بتن ریزی باید قبل از سخت شدن سطح از انجام شود. برای تأخیرهای غیرمعمول طولانی مدت در طول بتن ریزی، بتن باید دوره‌ای ارتعاش شود. با این حال، بتن نباید بیش از حد ارتعاش شود تا منجر به جدایی سنگدانه‌ها شود، هم‌چنین در صورت نزدیک شدن بتن به زمان گیرش اولیه، ارتعاش باید قطع شود و بتن باید سخت گردد.

طبق الزامات مبحث نهم بتن ریزی باید در یک سوم میانی دهانه تیرها و دال ها قطع شود، در محل اتصال تیر فرعی به تیر اصلی، محل قطع بتن باید حداقل به اندازه دو برابر عرض تیر فرعی، از تیر فرعی فاصله داشته باشد، در قسمت فونداسیون محل قطع بتن به صورت قائم با رابیتس بسته شود و محل قطع زبر و مضرس باشد، سطح کار تمیز و دوغاب اضافه از روی بتن زدوده شود، هم‌چنین قبل از شروع بتن ریزی جدید باید بتن قدیمی با میزان کافی آب اشباع گردد و سپس سطح خشک شود.