جداشدگی بتن به حالتی گفته می شود که اجزای تشکیل دهنده مخلوط بتن یعنی سنگ دانه های ریز و درشت، سیمان و آب، به صورت یکنواخت در کنار هم باقی نمی مانند و از یکدیگر جدا می شوند. در واقع، زمانی که بتن دچار جداشدگی می شود، توزیع مصالح در تمام بخش های مخلوط یکنواخت نبوده و کیفیت نهایی بتن به شدت تحت تأثیر قرار می گیرد. این پدیده می تواند باعث ضعف در مقاومت فشاری، کاهش دوام و حتی ایجاد ترک های زودرس در سازه شود.
از مهم ترین دلایل ایجاد جداشدگی می توان به دانه بندی نامناسب مصالح اشاره کرد؛ به این معنا که اگر اختلاف زیادی بین اندازه سنگ دانه ها وجود داشته باشد یا ترکیب دانه ها به درستی انتخاب نشود، احتمال جداشدگی بالا می رود. همچنین اختلاف وزن مخصوص اجزا (مثلاً سنگ دانه های درشت نسبت به ملات سیمان و آب) موجب ته نشینی یا شناوری برخی اجزا می شود. علاوه بر این، بی دقتی در فرآیند حمل و جابجایی بتن، مثل ریختن آن از ارتفاع زیاد یا لرزاندن بیش از حد در حین تراکم، می تواند عامل تشدیدکننده جداشدگی باشد.
نکته قابل توجه این است که در مخلوط هایی با نسبت آب به سیمان پایین، چسبندگی بین ذرات افزایش پیدا می کند و در نتیجه خطر جداشدگی کاهش می یابد. به همین دلیل، طراحی صحیح طرح اختلاط، کنترل کیفیت مصالح، و رعایت اصول حمل و بتن ریزی اهمیت بسیار زیادی در جلوگیری از بروز این پدیده دارند.
جداشدگی بتن چیست و چگونه رخ می دهد؟
بتن، کاربردی ترین ترکیب مصرفی در صنایع ساختمانی است که از نقش مهم آن در اتصال مصالح ساختمانی به یکدیگر نمی توان چشم پوشی کرد. عواملی نظیر جداشدگی در این ماده، مشکلاتی پدید می آورند و تاثیرات نامطلوبی بر کیفیت عملکرد بتن در سازه بر جا می گذارند. جداشدگی بتن به جداسازی ملات یا خمیر سیمان ازسنگ دانه های بتن گفته می شود. جداشدگی (segregation) در ملات تازه اتفاق افتاده و اصولا امری مخرب محسوب می شود. در صورت بروز این پدیده، مخلوط بتن با از دست دادن همگنی و یکنواختی، خواص اصلی خود را نیز از دست داده و اجزای آن با هم به خوبی و به طور کامل عمل نخواهند کرد.
این مورد به طور کلی به 2 صورت اتفاق می افتد:
جدا شدن سنگدانه های درشت بتن: این نوع جداشدگی بتن در اثر عواملی نظیر کم بودن مقدار سیمان، حرکت سریع بتن در شیب ها جهت بتن ریزی، دانه بندی نامناسب، نسبت آب به سیمان کم (ملات خشک)، کاربرد نامناسب ویبراتور و لرزش بیش از حد بتن و غیره اتفاق می افتد. در این حالت سنگدانه های موجود در بتن تمایل به تفکیک دارند. در نتیجه همگنی خود را از دست داده و به صورت ریزدانه در بالا و لایه های درشت دانه در کف ته نشین می شوند.
جداشدگی دوغاب سیمان: این حالت که از آن با نام آب انداختگی نیز یاد می شود اغلب در مخلوط هایی با نسبت آب بیشتر به سیمان و به صورت جدا شدن مواد جامد از مخلوط آب و سیمان بروز می کند. آب انداختگی نشانه ناتوانی مواد جامد در نگهداری آب موجود در دوغاب هنگام ته نشینی است. در این صورت سنگدانه های درشت بدون آنکه آب اضافه را جذب کنند ته نشین شوند. (در اثر وزن مخصوص و شرایط مساعد)
به این شکل قسمت های بالای بتن که در حال ته نشینی است، حاوی آب بیشتری نسبت به مقدار تعیین شده بتن خواهند بود. در نتیجه، قسمت بالایی بتن با حجم بیشتر از دوغاب سیمان، لایه ای ضعیف تشکیل می دهد. این لایه در صورت ریختن لایه بعدی بتن روی آن ضعیف عمل می کند.
هر یک از این موارد را می توان با روش هایی رفع نموده و از بروز مشکلات ثانویه در آن جلوگیری نمود.
در صورتی که بروز جداشدگی در بتن حین جابجایی بتن رخ دهد، باید پیش از ته نشین شدن در تراک آن را کاملا مخلوط نمود. اما چنانچه بتن، مدت زمان گیرش اولیه را از دست داده باشد، مخلوط نمودن آن تاثیری روی بتن نخواهد داشت و نهایت بتن بی مصرف می شود.
دلایل بروز جداشدگی بتن
جداشدگی بتن معمولاً بر اثر مجموعه ای از عوامل به وجود می آید که هر کدام می توانند به تنهایی یا در کنار یکدیگر کیفیت بتن را تحت تأثیر قرار دهند. برخی از مهم ترین این عوامل عبارت اند از:
- ارتعاش و لرزش بیش از حد بتن: استفاده بیش از اندازه از ویبراتور یا لرزاندن طولانی مدت بتن، باعث جدا شدن سنگ دانه های درشت از ملات سیمان و آب می شود.
- اختلاط نامناسب: زمانی که مصالح به خوبی مخلوط نشوند، توزیع یکنواختی در اجزای بتن شکل نگرفته و احتمال جداشدگی افزایش پیدا می کند.
- دانه بندی نامناسب سنگ دانه ها: اگر نسبت و ترکیب اندازه دانه ها به درستی انتخاب نشود، برخی ذرات تمایل بیشتری به ته نشینی یا شناوری خواهند داشت.
- حمل و نقل نامناسب بتن: ریختن بتن از ارتفاع زیاد یا جابجایی نادرست آن می تواند باعث شود سنگ دانه های درشت به سمت پایین حرکت کرده و خمیر سیمان در بخش های بالایی جمع شود.
فرآیند بتن ریزی در ارتفاع غیراستاندارد
زمانی که بتن ریزی از ارتفاع انجام شود مانند سطوح شیب دار طولانی یا محل هایی که مانع سر راه بتن ریزی وجود دارد، بتن ریزی در پی ، رافت های زیرزمینی و ستون ها، احتمال بروز پدیده جداشدگی بتن بسیار بالاست. بهترین کار برای پیشگیری از بروز چنین شرایطی، استفاده از بتن با درجه چسبندگی بالا به همراه نیروی کارآزموده و ماهر کار است.
از سوی دیگر استفاده غیر اصولی از ویبراتور نیز در مواردی باعث ایجاد جداشدگی در بتن می شود. به عبارتی با آنکه استفاده از ویبراتور در تولید بتن متراکم اهمیت زیادی دارد، اما ایجاد ارتعاش بیش از حد در بتن که با ویبراتورهای سوزنی مکانیکی و عدم آگاهی از مدت زمان استفاده از ویبراتورهای سوزنی صورت می گیرد، باعث ته نشینی ذرات سنگین تر در قسمت پایین و قرارگیری خمیر ماسه و سیمان یا همان ملات روی آن می شود.
اطلاعات مهم درباره حذف یونولیت سقفی و جایگزین آن
10 راهکار برای پیشگیری از جداشدگی بتن!
راهکارهای زیادی برای پیشگیری از بروز این حالت وجود دارد که در این بخش به برخی از مهم ترین موارد آن اشاره می کنیم:
- کاربرد دانه بندی مناسب: وجود تفاوت بالا در چگالی دانه بندی انتخابی جهت طرح اختلاط، به ویژه در بتن هایی با سنگ دانه سبک، خطر جداشدگی در بتن را به مراتب بالاتر می برد.
- رعایت میزان آب: طراحی مخلوط بتن با مقدار مناسب آب، نه خیلی مرطوب و نه خیلی خشک، کمک زیادی به جلوگیری از جداشدگی بتن می کند.
- اجرای دقیق عملیات بارگیری و جابجایی بتن: بر اساس آیین نامه ACI، لازم است بتن به طور مستقیم در محل اصلی ریخته شود. در صورت قالب برداری نیز پس از ریختن بتن نباید قالب را تا فاصله زیاد حمل کرد.
- انجام بتن ریزی در کوتاه ترین زمان
- بررسی دقیق و منظم کارایی میکسر: نظارت بر عملکرد مخلوط کن بتن نقش مهمی در توزیع و یکنواختی بتن و جلوگیری از جداشدگی بتن دارد.
- رعایت سرعت اختلاط: انجام عملیات میکس مخلوط بتن با سرعت مناسب (به مدت حداقل دو دقیقه) پیش از تخلیه و در محل پروژه بسیار مهم است.
- کاهش ارتفاع سقوط بتن در زمان بتن ریزی: انتهای ناودان باید تا حد امکان به محل ته نشینی بتن نزدیک باشد.
- استفاده صحیح از ویبراتور
- تنظیم دقیق زمان ویبره: طولانی شدن مدت ویبره خطر جداشدگی در بتن را بسیار زیاد می کند.
- استفاده از افزودنی های مناسب بتن نظیر حباب هوا ساز بتن و افزایش مقدار سیمان
درباره وزن بتن بیشتر بخوانید
سخن آخر
جداشدگی بتن یکی از مهم ترین معضلات در فرآیند بتن ریزی است که اگر به درستی مدیریت نشود، می تواند مقاومت، دوام و یکپارچگی سازه را به شدت تحت تأثیر قرار دهد. این پدیده عمدتاً ناشی از ضعف در طرح اختلاط، انتخاب نادرست مصالح، حمل ونقل غیر اصولی و یا استفاده ناصحیح از ویبراتور است. خوشبختانه با رعایت استانداردهای مهندسی، کنترل دقیق دانه بندی، استفاده صحیح از افزودنی ها و نظارت بر تمامی مراحل اختلاط و بتن ریزی، می توان تا حد زیادی از بروز آن جلوگیری کرد. در نهایت، توجه به کیفیت بتن از همان لحظه تولید تا اجرای نهایی، تضمین کننده ساخت سازه ای مقاوم، بادوام و ایمن خواهد بود.
