خزش بتن چیست؟ + ضریب و عوامل موثر بر آن

خزش بتن یعنی چه؟

پیش از آنکه درباره تعریف خزش در بتن صحبت کنیم، باید مفهوم خود خزش را بدانیم. خزش به تغییر شکل مداوم یک عضو تحت فشار ثابت گفته می‌شود. پدیده خزش نه تنها در بتن، بلکه در بسیاری از متریال و مواد‌ دیگر نیز وجود دارد.

خزش یا Creep بتن زمانی مشخص می‌شود که کرنش در بتن تحت تاثیر یک فشار ثابت رفته رفته افزایش یابد. در واقع معنی خزش بتن، تغییر شکل ظاهری آن تحت تاثیر بار و فشارهایی وارده است. نوع و ابعاد سنگدانه‌ها، طرح اختلاط، رطوبت محیطی، سن بارگذاری اولیه و سطح مقطع اعضا از جمله عوامل موثر بر خزش در بتن هستند. با توجه به نوع و ساختار سازه بتنی و میزان فشار‌های وارد بر آن، فرآیند و سرعت خزش در بتن متفاوت است.

البته بتن تا یک محدوده خاص در برابر فشار‌ها مقاومت می‌کند، اما از آنجا به بعد به تدریج دچار خزش می‌شود. شرط بروز خزش در بتن، فشار‌های ثابت حول یک محور و نقطه خاص است. خزش در نهایت می‌تواند منجر به خرابی عناصر ساختاری بتن، از دست دادن پیش تنیدگی (به خصوص در مواردی که خزش در بتن پیش تنیده اتفاق افتاده باشد) و مشکلات عملکردی در سازه شود.

به همین دلیل هم بررسی و شناخت معنی خزش بتن و پیشگیری از آن بسیار اهمیت دارد. اگر یک نمونه بتن تحت فشار‌های مداوم و ثابت قرار گیرد در نهایت خزش باعث کاهش تنش‌های آن می‌شود و شرایطی به نام ریلکسیش را ایجاد می‌کند. اما آیا خزش بازگشت پذیر است؟ برگشت خزش در بتن، به سختی انجام می‌شود و هرگز کامل نیست. حتی در مواردی استفاده مداوم از بار و فشار، منجر به تغییر شکل دائمی و برگشت ناپذیری بتن می‌شود.

انواع خزش در بتن چیست؟

انواع خزش موجود در بتن به چند دسته تقسیم می‌شود که عبارت‌اند از:

• خزش اولیه: خزش اولیه یا Basic creep، به معنای اعمال تنش و فشار روی نمونه بتنی در شرایط رطوبت نسبی 100 درصد است. این موضوع باعث افزایش کرنش بتن در طول زمان می‌شود.
• خزش خشک شدن: خزش خشک شدن یا Drying creep زمانی رخ ‌می‌دهد که نمون تحت بار در حال خشک شدن باشد.
• خزش ویژه: کرنش خزش، در واحد تنش اعمال شده را خزش ویژه یا Specific creep می‌گویند.
• ضریب خزش: ضریب خزش بتن یا Creep coefficient به معنای نسبت کرنش نهایی خزش به کرنش الاستیک بتن است.

دلایل خزش بتن چیست؟

یکی از سوالاتی که بعد از سوال مفهوم خزش در بتن چیست پیش می‌آید این است که دلایل و عوامل به وجود آمدن خزش بتن چیست، و چه عواملی باعث افزایش آن می‌شود. در این قسمت عوامل موثر بر خزش در بتن را توضیح ‌می‌دهیم:

جنس و مقدار مصالح سنگی سازه

هرچقدر میزان مصالح سنگی به‌کار رفته در یک بتن بیشتر باشد و سنگدانه‌ها میزان سختی بیشتری داشته باشند میزان خزش به دلیل مقاومت بالای سازه، کمتر است. آزمایش خزش در بتن نشان ‌می‌دهد که افزایش حجم سنگدانه‌ها از 65 درصد به 75 درصد میزان خزش را تقریبا 10 درصد کاهش داده است. از سوی دیگر دانه بندی سنگ‌ها، شکل ظاهری سنگدانه، حداکثر اندازه شن و ماسه و تخلخل مواد از دیگر عوامل موثر بر خزش بتن هستند.

سن بتن هنگام بارگذاری و مدت ‌زمان بارگذاری آن

سن بتن و مدت زمان بارگذاری آن در خزش تاثیرگذار است. از این رو، مهندسان باید بدانند که تاخیر در بارگذاری می‌تواند موجب کاهش خزش در بتن شود. رکورد طولانی ترین مدت زمان آزمایش خزش بتن در اثر بارگذای و … سی سال بوده زیرا همان‌طور که می‌دانید، خزش فرآیندی تدریجی و آهسته است.

میزان مقاومت فشاری در بتن

پدیده خزش با مقاومت فشاری بتن رابطه عکس دارد. به این صورت که هرچه مقاومت فشاری بتن بیشتر باشد میزان خزش کاهش می‌یابد. به همین دلیل هم نسبت آب به سیمان و میزان سیمان مورد استفاده می‌تواند در خزش بتن موثر باشد. البته سیمان تا زمانی که بتواند بر مدت بارگذاری بتن تاثیر داشته باشد می‌تواند بر خزش هم موثر باشد.

دما و رطوبت موجود در محیط

رابطه خزش و رطوبت نسبتی برعکس است یعنی هرچه میزان رطوبت نسبی هوا کمتر باشد مقدار خزش بیشتر می‌شود.

شدت تنش‌های وارده شده بر بتن

بدیهی است که هرچه نیرو‌ها و فشار‌های وارد شد بر بتن بیشتر شود میزان خزش نیز افزایش پیدا می‌کند و برعکس. براساس نموادر خزش بتن و آزمایش‌های انجام شده، نمونه‌های بتنی که 90 روز عمل آوری می‌شوند و سپس 21 سال بارگذاری می‌شوند با سطوح فشار و استرس چهار، شش و هفت مگاپاسکال مطابقت دارد.

نوع سیمان

نوع سیمان نیز تا حدودی بر خزش بتن تاثیر می‌گذارد. آزمایش‌ها نشان داده است که هنگام خشک شدن، سیمان سرباره پرتلند بیشتر از سایر انواع سیمان موجب خزش می‌شود. همچنین ریز بودن دانه‌های سیمان بر مقاومت نهایی و خزش موثر است. هرچه دانه‌های سیمان ریزتر باشد، به سیمان بندی بیشتری نیاز دارد و در نتیجه خزش بالایی را تولید می‌کند.

دما

دما و درجه حرارتی که بتن در آن قرار دارد هم اثر متقابلی بر خزش بتن دارد. اگر یک نمونه بتن قبل از بارگیری در معرض دمای بسیار بالاتر از حد معمول قرار گیرد، مقاومت آن افزایش یافته و خزش بتن در دما‌های پایین‌تر کاهش می‌یابد. از سوی دیگر، قرار گرفتن بتن در معرض دمای بسیار بالا در دوره تحت تحت بار باعث افزایش خزش می‌شود. تاثیر حرارت بر خزش بتن یکی از عوامل مهم در سازه‌های بتنی، به ویژه راکتور بتنی پیش تنیده هسته‌ای است.

کلام آخر

امیدواریم با مطالعه این مطلب از خزش در بتن دید بهتری به دست آورده باشید. این پدیده نشان دهنده وجود نیرو‌ها و فشار‌های ثابت در یک نقطه خاص است، که اگر اقداماتی در راستای کنترل آن انجام نگیرد، ممکن است بتن آسیب ببیند. برای تهیه خرید بتن آماده در شیراز و شهرهای مجاور، که چالش‌های بعدی شما را به حداقل خواهد رساند، با واحد فروش ما در ارتباط باشید.