نگاهی به مبحث «درزها» در کفسازی

نگاهی به مبحث «درزها» در کفسازی

---

اگرچه برای فواصل بین درزها مقدار حداکثر 15 فوت توصیه می شود ولی عوامل دیگری چون شرایط آب و هوایی و سختی بستر و ضخامت پوشش براین مقدار حداکثر فاصله که فراتر از آن باعث ایجاد ترک خوردگی در بتن می شود، تأثیر دارند. رابطه ای منطقی بین نسبت طول دال (L) به شعاع سختی نسبی و ترک خوردگی وجود دارد. شعاع سختی نسبی کمیتی است که توسط وسترگارد برای یافتن ارتباط بین سختی فونداسیون و سختی خمشی دال ارائه گردید:
(in) = شعاع سختی نسبی
E = مدول الاستیستة‌ بتن
h = ضخامت کف
= ضریب پوآسون کف پوش
k = ضریب عکس العمل خاک
با افزایش نسبت از 5 ترک های عرضی به شدت افزایش خواهد یافت لذا با محدود کردن به مقدار حداکثر فاصله درزها به دست می آید. این فاصله با افزایش ضخامت افزایش می یابد ولی با سخت تر شدن شرایط تکیه گاهی کاهش می یابد.
6- خواص ماده درزگیر
6-1- توصیه ACI
مبحث 5-2-4-4 از ACI 302.1R در مورد درزگیری تصریح می کند که درزگیری برای تأمین اهداف زیر انجام می شود:

• 1- مانع نفوذ آب به داخل بتن شود. این آب در فصول سرد یخ بسته و مشکلاتی پدید می آورد. همچنین باعث خوردگی فولاد می شود.
• 2- بهبود عملکرد درز
• 3- تسریع و تسهیل در تمیز کردن درز

ACI 302.1R توصیه می کنند که درزها در کف پوش های صنعتی که در معرض ترافیک چرخ های سنگین قرار دارند با مصالحی نظیر اپوکسی پر شوند. این مصالح باید تکیه گاه مناسبی برای درز بوده و در مقابل سایش مقاومت خوبی داشته باشند. لازم است مصالح پرکننده دارای سختی حداقل shore A 50 داشته باشند و کشش طولی آنها حداقل 6% باشد. پرکردن درزها بین 3 تا 6 ماه پس از ساخت درز انجام می شود. درزهای الاستیک پیش ساخته (performed elastic) در مواقعی به کار می روند که درز در معرض ترافیک چرخ های سخت و کوچک قرار نداشته باشد.
6-2- شکل درز و خواص درزگیر بنا به توصیه FHWA

• 1- هدف از کاربرد درزگیر جلوگیری از نفوذ آب و مصالح غیرقابل تراکم به داخل درز می باشد. اگر چه نتوان ورود آب را به طور کامل از بین برد، لاکم لازم است مقدار آن به حداقل برسد. نفوذ آب باعث تخریب درز می گردد. مصالح غیرقابل تراکم نیز از نزدیک شدن لبة درزها در حین انبساط دال جلوگیری کرده و به تخریب درز می انجامد.
•2- خواص مادة درزگیر، تأثیر بسزائی بر عملکرد درز خواهد شد. مواد درزگیر درجة بالا نظیر سیلیکون و درزگیرهای فشاری پیش ساخته برای درزگیری همة انواع درزها توصیه می شوند. از آنجا که این مصالح گرانتر هستند، طول عمر مفید بیشتری دارند.
•3- در مواردی که از سیلیکون به عنوان درزگیر استفاده می شود. یک ضریب شکل 1:2 توصیه می شود. حداکثر ضریب شکل نباید از نسبت 1:1 تجاوز نماید. برای نتایج بهتر، عرض حداقل درزگیر باید ً4/1 تا 375/0 اینچ پایین تر از سطح پوشش نهایی باشد به نحوی که سطح درز در معرض سایش ترافیک عبوری قرار نگیرد. لازم است در زیر ماده درزگیر و در کف درز از یک میلة تکیه گاهی استفاده شود تا ضریب شکل مناسب برای درزگیر حاصل گردد و در عین حال مادة درزگیر به کف درز نچسبد. این میله می تواند از جنس فوم پلی اورتان و دارای قطر تقریبی 25 درصد بزرگتر از عرض درز باشد.
•4- وقتی از درزگیرهای فشاری پیش ساخته استفاده می شود، درز را باید به نحوی طراحی نمود که درزگیر همیشه دارای کرنشی معادل 20تا 50 درصد باشد. سطح این مادة درزگیر لازم است 125/0 اینچ تا 375/0 اینچ پایین تر از سطح روکش نهایی باشد تا از ترافیک عبوری در امان باشد.

7- طراحی عرض درز بر مبنای توصیه SPEC
7-1- طراحی درزهای حرکتی در دال ها

• 1- ضریب جذب (تغییر طول) : میزان حرکتی است که مادة درزگیر الاستومریک بدون آسیب زدن به مادة پوش دهنده تحمل می کند و معمولاً بر حسب درصدی از عرض درز و یا یک کسر بیان می شود.
• 2- ضریب انبساط حرارتی خطی: مصالحی نظیر فولاد، شیشه و آجر و بتن دارای ضرایب انبساط حرارتی کوچک هستند در حالتی ضریب انبساط آلومینیوم حدود 2 برابر آنهاست. بعضی از مصالح مثل چوب و سنگ در جهات مختلف دارای ضرایب مختلفی هستند. تذکر: در موقع محاسبة انبساط باید تغییر حرارت خود جسم و نه محیط اطراف بررسی شود. به طور مثال ممکن است دمای محیط در کویت در تابستان cْ 50 گزارش شود درحالیکه مثلاً دمای بتن به cْ 75 رسیده باشد.

7-2- محاسبه عرض ترک کل تغییر طول= L × B × Tr + کل تغییر طول= عرض ترک
جدول 3- ضرایب انبساط حرارتی
مصالح
ضریب انبساط حرارتی
آجر رسی
5.0
بتن
11.7
فولاد سازه ای
12.1
شیشه
9.1
صفحات اکریلیک
90 - 70

8- انتقال بار از میان درز
8-1- قفل و بست دانه ها
قفل و بست دانه ها از اصطکاک برشی در وجوه نامنظم ترک شکل گرفته در محل برش زده شده تأمین می گردد. آب و هوا و سختی دانه ها بر بازدهی انتقال بار مؤثرند. با کاربرد دانه های سخت تر. بزرگ، با دوام و گوشه دار می توان این بازدهی را افزایش داد. بسترهای تثبیت شده نیز می تواند بازدهی انتقال بار افزایش دهند. با این حال با افزایش عرض ترک اعمال و بارهای دینامیکی قفل و بست دانه ها کاهش می یابد. لذا توصیه می شود که حساب کردن روی قفل و بست دانه ها در مواردی صورت پذیرد که ترافیک عبوری سبک باشد. برای استفاده از قفل و بست عرض ترک باید به 0.04 اینچ محدود شود، دانه های خرد شده و نیز دانه بندی درست بهتر می تواند بار را منتقل نماید. (ACI 302.1R)
8-2- dowel bars
توصیه می شود قطر حداقل dowel bar ها ، D/3 باشد که D ضخامت پوشش می باشد. با این حال، قطر dowel نباید کمتر از اینچ باشد. همچنین توصیه می شود که dowelهای با طول َ18 در فواصل َ12 به کار روند. این dowel ها باید در نصف عمق دال قرار گیرند. عملکرد dowelها، ترکیبی از عملکرد برشی و خمشی خواهد بود. Dowel ها باید موازی یکدیگر و موازی طول دال کار گذاشته شوند. برای آنکه dowelها بتنواند، آزادانه حرکت افقی داشته باشد، در حداقل یک طرف درز نباید به بتن بچسبد و لازم است در داخل غلاف (cap) قرار گیرد. تنها باید از dowel های مسطح استفاده نمود. برای جلوگیری از چسبیدن dowel می توان آنها را چرب نمود یا روکش کرد. (ACI 302.1R) علت این مسأله را این گونه بیان می‌کند که 2 دال بتوانند مستقل از هم حرکت کنند و تنش های کمتری ایجاد شود. تنها یک پوشش روغنی نازک برای این منظور کافی است زیرا پوشش ضخیم تر باعث ایجاد حفرات در اطراف dowel می شود.

9- روشهای ساخت درزها

9-1- روشهای ساخت درزها

سه روش عمده برای ساخت درزها عبارتند از:

• 1- قرار دادن (control – joint products) در داخل بتن در حین زمان بتن ریزی
• 2- استفاده از شیارزن دستی در بتن تازه ریخته
• 3- برش بتن پس از گیرش ابتدایی

از مزایای کاربرد (C.j.P) در طی بتن ریزی آن است که همزمان با انقباض بتن درزها به وجود آمده و به کار می‌افتد. از مشکلات استفاده از (C.j.P) اجرای آن است زیرا صاف نگه داشتن لبة آنها و قرارگیری مناسب آنها نیاز به مهارت ویژه ای دارد. از مزایای ایجاد درزها در بتن تازه ریخته شده، آن است که به محض آنکه نیروهای انقباضی به وجود می آیند این درزها نیز به کار می افتند ولی اجرای آنها دشوار می باشد. کارگران باید دقت کافی به خرج دهند که عمق شیار حداقل 25/0 ضخامت لایه باشد. اما اگر از روش برش بتن (که گیرش اولیه یافته است) استفاده شود می توان در طرح درزبندی دقت مناسبی اعمال کرد و لایه را تا عمق مورد نظر برش داد. در این روش باید زمان برش را به دقت تنظیم نمود چون در صورت تأخیر ممکن است، ترک خوردگی هرچند نامرئی در بتن آغاز شود. بر مبنای توصیة ACI زمان برش زدن به 3 عامل بستگی دارد:

• 1- قبل از آنکه بتن سرد شود.
• 2- به محص آنکه سطح بتن به آن اندازه سفت شود که تحت اثر پره ها آسیب نبیند.
• 3- قبل از آنکه ترک های تصادفی و انقباضی در بتن ظاهر شود.

9-2- انواع روشهای برش

• 1- early entry cut dry cut بین 1 تا 4 ساعت پس از پرداخت سطح انجام می شود. عمق آنها از saw-cuting کمتر است ولی حداقل 1 اینچ می باشد.

2- Saw – cuting بین 4 تا 12 ساعت پس از پرداخت سطح بتن انجام می شود.
9-3- نکات مربوط به برش زدن بتن
در مورد برش زدن دالهای بتنی توجه به نکات زیر الزامی است: •1- برش درزهای انقباضی و طولی شامل یک عملیات 2 مرحله ای است. در مرحلة اول در محل از پیش تعیین شده، ترک ایجاد خواهد شد. عمق آن باید کافی بوده و با پره ای به عرض 125/0 اینچ برش زده شود. برش مرحلة‌ دوم ضریب شکل مورد نیاز برای مادة درزگیر را تأمین می نماید. این مرحله را می توان هر زمانی قبل از درزگیری انجام داد. توصیه می شود در فواصل زمانی منظم قطر پره اندازه گیری شود.
•2- تعیین زمان انجام برش اولیه چه در مورد درزهای عرضی و چه درزهای طولی در جلوگیری از وقوع ترک های انقباضی غیرقابل کنترل بسیار تعیین کننده است. زمان آغاز عملیات زمانی است که از یک طرف بتن به اندازه کافی سخت شده باشد که بتواند وزن ابزار برش را تحمل نماید و هم اینکه از Ravelling در طی عملیات برش جلوگیری نماید.
•3- تمام درزها را باید در طی 12 ساعت پس از بتن ریزی برش داد. برش بتن ساخته شده برروی بستر قدیمی باید زودتر انجام شود. این مسأله در شرایط هوای گرم بحرانی تر می باشد. عملیات برش پس از آغاز باید به صورت پیوسته ادامه یابد و تنها در صورت آغاز Ravelling متوقف شود.
•4- برای درزهای انقباضی عرضی، برش اولیه D/3 توصیه می شود (به خصوص اگر ضخامت دال بیشتر از ً10 باشد). تحت هیچ شرایطی نباید عمق کف کمتر از D/4 باشد. درزهای انقباضی عرضی باید در مرحله اولیه به طور متوالی برش داده شوند. ابعاد درزها به جنس و خواص مصالح درزگیر و تغییر طول بتن ستگی دارد.
•5- برای درزهای طولی، یک برش اولیه حداقل به عمق D/3 لازم است. حداکثر عمق برش باید مقداری باشد که به آرماتورها و میل مهارها صدمه ای نرسد. لازم است برش نهایی حداقل عرض 375/0 اینچ و عمق یک اینچ داشته باشد.
•6- درسالهای اخیر از اره های موتور الکتریکی یا بنزینی مجهز به قطعات سایندة نشکن و یا تیغه های مته الماسی برای برش استفاده شده است. تیغه مته الماسی سطح را چنان به سرعت برش می دهد که مانع از آسیب دیدن و ترک خوردن آن توسط عمل برش می شود.
• 7- پرة شیاز زن معمولاً V شکل بوده و از جنس فلز به طول ً6 و عرض ً3 تا ً4 ساخته می شوند. شکل V شکل آنها به این خاطر است که از پوسته شدن بتن در محل فشار پره و سوراخ کردن جلوگیری شود.
• 8- به منظور مؤثر کردن عملکرد درزهای انقباضی توصیه می شود که عمق آنها حداقل 75/0 اینچ و در حالت ایده‌آل یک اینچ باشد.
•9- درزهای ساخت شده با روش برش زدن باید یکنواخت بوده و لبه های آن صاف و تیز باشد.
•10- در این روش برای خنک کردن پره ها لازم است از جریان مداوم آب به اندازة تقریبی 5/2 گالون در دقیقه استفاده شود.
•11- چنانچه در دال بتنی از شبکه سیمی استفاده شده باشد باید آنها را در مکان های درزهای انقباضی قطع کرد. البته این شبکه مانع از ترک خوردگی نمی شود ولی ترک ها را به هم نزدیک می سازد.