فلسفه ایجاد درزها در سازه‌ها، کنترل سطح بتن نسبت به ترک‌خوردگی‌ها و خرابی‌های احتمالی در سازه است. اگر بخواهیم درزها را در دو حوزه جداگانه بررسی کنیم، می‌توان آن‌ها را به دو دسته زیر تقسیم نمود:
- در سازه‌های بتنی: به منظورمحدودیت‌های اجرایی، مساحت زیاد بتن‌ریزی و همچنین مسئله کنترل زمان‌بندی بتن‌ریزی، ممکن است درزهایی در بتن اجرا شود.
- در کلیه سازه‌ها: به منظور شرایط جوی و جغرافیایی، شرایط معماری‌سازه، جدا نمودن ساختمان‌ها از هم برای جلوگیری از ریزش در هنگام زلزله،کنترل ترک‌خوردگی بتن و… درزهایی بصورت از قبل طراحی شده در سازه تعبیه و اجرا می‌شوند. این فرآیند به روش‌های مختلفی صورت می‌گیرد که در ادامه مفصل در رابطه با آن صحبت می کنیم.
در رابطه با مورد اول: برای سازه‌های بتنی ایجاد فواصل زمانی بین بتن‌ریزی در قسمتی از پروژه‌ها اجتناب ناپذیر است؛ برای ارتباط و اتصال مناسب قسمت‌هایی که در این فاصله زمانی از یکدیگر جدا افتاده‌اند، باید تمهیدات خاصی اندیشید که در نهایت منجر به ایجاد درزهای اجرایی یا درزهای سازه ای در سطح بتن می‌شوند. درزهای اجرایی در واقع فاصله پر شده میان بتن ریزی قدیم و بتن ریزی جدید است که باید برای اتصال بتن قدیم و جدید کاملا مهیا باشد. برای آماده‌سازی سطح بتن قدیم مراحل مختلفی صورت می‌گیرد مانند تمیز کردن سطوح با برس‌ها و فرچه‌ها و یا با هوای فشرده و آب. همچنین برای اتصال مناسب بهتر است سطح بتن قدیم مضرس باشد. در واقع با استفاده از ابزارهایی روی سطح بتن قدیم شیار بوجود آوریم که بتن قدیم با بتن جدید درگیر شود.
مکانیک درزهای سازه‌ای
در رابطه با مکانیک درزهای ایجاد شده برای سازه‌های بتنی بین فواصل بتن ریزی باید گفت که این درزها که به درزهای سازه‌ای هم معروف هستند، باید امکان جابجایی افقی نسبت به سطح اتصال را داشته باشند که معمولاً در اثر حرکت حرارتی و انقباض ایجاد می شود. در عین حال نباید جابجایی عمودی یا خمشی داشته باشند. شکل 2، خلاصه می‌کند که کدام جابجایی باید توسط یک اتصال ساختمانی مجاز باشد یا مجاز نباشد که در آن بردار‌های قرمز نشان دهنده جابجایی‌های غیرمجاز و فلش‌های سبز نشان دهنده جابجایی مجاز می‌باشد.
شناسایی انواع درز در بتن
-
درز سرد بتن
درز سرد نقطه اتصالی است که در آن بتن قدیم و جدید به هم متصل می‌شوند. معمولاً در حین ساخت و ساز، زمانی که یک قسمت از بتن قبل از اضافه شدن قسمت بعدی شروع به گیرش کرده باشد رخ می‌دهد. بتن قدیم و جدید با هم ترکیب نمی‌شوند و در نتیجه به اصطلاح «درز سرد» ایجاد می‌شود که باعث ایجاد ضعف در بتن و در نتیجه محلی برای نفوذ آب می‌شود.
درز سرد از جمله درزهایی است که ناخواسته و خود به خود در سازه بتنی بوجود می‌آید. علت وقوع درز سرد در سازه، ایجاد وقفه طولانی بین بتن ریزی می‌باشد. در این هنگام بتن قبلی شروع به گیرش اولیه کرده و کم کم مقاومت اولیه خود را بدست می‌‍آورد. حالا وقتی بتن‌ریزی قسمت جدید شروع می‌شود، اتصال مناسب بین دو قسمت برقرار نشده و ترک‌هایی روی سطح نمایان می‌شود. گاهی اوقات ممکن است، درزهای سرد به دلیل تراکم پایین بتن نیز رخ دهد. برای جلوگیری از درز سرد در دیوارها، تیرها و سایر اجزای سازه‌ای باید بتن را در لایه هایی به عمق حدود 18 اینچ قرار داد و هر لایه را با استفاده از ویبراتور با لایه قبلی مخلوط کرد. بتن‌ریزی باید از گوشه ها شروع شود و به سمت مرکز حرکت کند. در سطوح شیبدار کار، باید از سربالایی شروع شود. در هوای گرم،ممکن است برای کاهش زمان گیرش، و جلوگیری از درز سرد به یک ماده افزودنی کندکننده نیاز باشد.
-
درز اجرایی بتن (درز ساخت)
درز اجرایی، شکاف یا فاصله بین دو دال بتنی جایی که این دو دال به صورت متوالی در سازه بهم متصل می‌گردند. درزهای اجرایی به کمک موانع تقسیم فولادی یا پلاستیکی در بتن قرار می گیرند. اگرچه یک پیوند ضعیف می‌باشد که باعث مشکلات سروریس دهی می‌شود ولی وجود این درز در جایی که چندین سطح بتنی باید بهم متصل شوند ضروری می‌باشد.
مشکلات در درز اجرایی به علت عدم توجه کافی به طراحی و و موقعیت آن می‌باشد که باعث مشکلات سرویس دهی و دوام ناکافی می‌شود.
-
درز انقباضی یا درز کنترلی
برای جلوگیری از ترک خوردن بتن به دلیل جمع شدگی در حین عمل آوری، از درز انقباضی استفاده می‌شود.درزهای انقباضی، بیشتر در راهسازی وجود دارد. در پهنه‌های راه با طول زیاد و در عرشه‌ی پل‌ها، درزهایی برای مقابله با ترک‌ها تعبیه می‌شوند، درزهای انقباضی معمولا 1/3 الی 1/4 درصد عمق دال هستند و در فواصل 3 الی 15 متری تکرار می‌شوند.
زمانی که بتن به اندازه کافی سخت گردد یک درز انقباض با اره بر روی بتن عمل آوری شده ایجاد می‌شود و این عمل معمولا 12-6 ساعت پس از ریختن بتن انجام می‌شود البته این زمان متناسب با محیط بتن ریزی و نوع اختلاط می‌باشد. درز کنترلی باید طبق محاسبات مهندسی و پیش از ایجاد ترک‌های داخلی ایجاد شود. انجام این کار پیش از موعد باعث ریزش (بیرون کشیدن سنگدانه از موقعیت) و ایجاد یک لبه ضعیف در طول برش می‌شود و برش دیرهنگام باعث ایجاد ترک‌های کنترل نشده می‌شود. همچنین اگر درز بیش از حد عمیق ایجاد شود سنگدانه‌های در هم قفل شده نمی‌تواند بار را به راحتی انتقال دهد و اگر کم عمق باشد باعث ایجاد ترک‌های کنترل شده می‌شود.
-
درز انبساطی
وجود درز انبساطی سبب می‌شود که بتن حرکت پیش بینی شده را با انبساط یا انقباض و با استفاده از تغییر دمای روزانه جذب نماید. در صورت عدم استفاده از درزهای انبساطی منجر به ایجاد ترک‌های کنترل نشده در بتن می‌گردد. خرابی درزگیرها و ماده پر کننده درز باعث می‌شود که دیواره جانبی درز انبساط بدون محافظت باقی بماند. در صورت عدم اجرای صحیح، درز در اثر ورود آب و سایر مواد پوسته پوسته شده و عمر مفید سازه بتنی کم می‌شود.
-
نفوذ از طریق خطوط سرویس و میلگرد زیگزاگ
نقص در سازه‌های بتنی معمولاً به دلیل نفوذ از طریق بتن ساخته شده برای خطوط سرویس یا خطوط ایجاد شده توسط میلگردهای زیگزاگ (z-bar) که برای اتصالات قالب یا اتصال موقت (نگهدارنده) به بتن استفاده می‌شود، ایجاد می‌شود.
هنگامی که درپوش‌ها و پیچ‌ها برداشته می‌شوند، سوراخ‌های میلگرد زیگزاگ با شاخه‌های سیمانی وارد می‌شوند یا توسط ملات ماسه و سیمان وصله می‌شوند. قرارگیری و نفوذ لوله‌ها در بتن نیز با پلاگ سیمانی (آنی‌گیر سیمانی) یا یک وصله از قسمت داخلی ساختمان در طول ساخت و ساز اولیه آب بندی می‌گردد.
پلاگین‌ها شکاف و درزهای موجود در دیوار یا دال را آب بندی نمی‌کند و با گذشت زمان موجب از بین رفتن اتصال بتن می‌شود. این مسیر باعث می‌شود که آب راه نفوذ خود را به درون بتن پیدا کند و از بتن اطراف لوله نفوذ کند.
فرآیند مغزه گیری برای نصب لوله در بتن نیز می‌تواند باعث ایجاد ترک و آسیب به سازه بتنی گردد و آب از طریق سوراخ هسته به درون بتن نفوذ کند.
-
بتن متخلخل و حفره‌های موجود در بتن
وجود حفره در درون بتن موجب حبس هوا می‌شود. این حفره‌ها معمولاً به دلیل ارتعاش نامناسب، قالب‌بندی نفوذناپذیر و اختلاط نامناسب ایجاد می‌شود. به عنوان مثال عدم استفاده از ریزدانه‌های کافی برای پر‌کردن فضاهای خالی بین سنگدانه‌ها باعث ایجاد حفره و تخلخل در بتن می‌گردد. اینکه هر حفره‌ای باعث نقص در بتن می‌شود یا نه به عرض، عمق سوراخ و عمق شکاف بستگی دارد.
-
درزهای ایزوله یا جداسازی
از دیگر درزهای سازه‌ای، می‌توان به درزهایی اشاره کرد که نقش ایزوله کردن و جداسازی دال بتنی از قسمت‌های دیگر سازه را به عهده دارند. از آنجا که نقش و عملکرد دال بتنی نسبت به المان‌های دیگر سازه مانند ستون و تیر متفاوت است، می‌توان با استفاده از این درزهای سازه‌ای که به درزهای ایزوله نیز معروف هستند، دال بتنی را از بخش‌های دیگر جدا نمود. المان‌هایی با دهانه‌‌های بزرگ و بدون درز، ممکن است تحت تاثیر گرمای خورشید دچار انبساط و تخریب شوند. درزهای جداسازی یا ایزوله با قرار دادن مواد اتصال پیش‌ساخته در کنار ستون،دیوار یا لوله‌های پایه،قبل از ریختن دال ایجاد می‌شود. مواد اتصال جداسازی معمولاً تخته فیبر آغشته به آسفالت است. اگرچه پلاستیک، چوب پنبه، لاستیک و نئوپرن نیز موجود است.
-
درز انقطاع
درزهایی هم وجود دارند که بیشتر نقش معماری در سازه دارندو در پلان‌های معماری اعمال می‌شوند.درز انقطاع ساختمان که فاصله‌ای است بین یک ساختمان و ساختمان مجاور آن که باید کاملا خالی و یا با موادی سبک که اتصالی بین ساختمان موجود با ساختمان مجاور ایجاد نمی‌کند، پر شود. در آیین‌نامه 2800 زلزله ایران به تفصیل در رابطه با آن صحبت، محاسبات و ابعاد دقیق آن نسبت به ارتفاع ساختمان بیان شده است. این درزها، علاوه بر نقش معماری، نقش جدا نمودن دو ساختمان از هم را به عهده دارند. درز انقباض در حین وقوع زلزله و ریزش یک ساختمان،منجر به آسیب دیدن ساختمان‌های مجاور نمی شود.
