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:
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.
- 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
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.7- طراحی عرض درز بر مبنای توصیه SPEC
•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.
7-1- 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.7-2- محاسبه عرض ترک کل تغییر طول= L × B × Tr + کل تغییر طول= عرض ترک
• 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.
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 درز9- روشهای ساخت درزها
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.
9-1- روشهای ساخت درزهاسه روش عمده برای ساخت درزها عبارتند از:
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:
تعیین فواصل درزها به عوامل بسیاری بستگی دارد که می توان به موارد زیر اشاره کرد.
هر طراحی باید موارد زیر را در نظر داشته باشد.
- هزینه های اولیه
- نوع دال (مسلح یا غیرمسلح)
- مکانیسم انتقال بار
- شرایط محلی
3-2- درزهای ساخت و ساز (اجرایی)3-3- درزهای کنترلی (انقباضی)
این نوع درزها که به درزهای سرد نیز معروفند(cold soint) برخلاف 2 نوع درز دیگر به منظور تسهیل حرکت بتن و اجازة تغییر مکان آن ساخته نمی شوند بلکه معمولاً در پایان شیفت کاری یا روزکاری بالاجبار ساخته می شوند. البته نوع این درزها ممکن است بعدها به درزهای انقباضی یا درزهای طولی تبدیل شود.
عملکرد پوشش های بتنی تا حد زیادی به عملکرد رضایت بخش درزهای آنها بستگی دارد. طراحی محل درزها که در واقع همراه با پیش بینی محل ترک خوردگی می باشد، نه تنها یک دانش کاربردی بلکه هنر ظریفی می باشد. دال های بتنی در معرض تغییر مکان های دائمی مختلف، از جمله تغییر مکانهای ناشی از خشک شدن، انقباض و خزش می باشند. چنانچه در دالها درزها به درستی تعبیه و طراحی نشوند نیروهای کششی ناشی از انقباض بتن باعث ترک خوردگی خواهد شد. مبحث ترک خوردگی در دالها آنچنان مهم است که بعضی از معماران و مشتریان ترک های انقباضی را نشانة گسیختگی دال می پندارند. بتن نیز مانند سایر مصالج با تغییر حرارت و رطوبت انبساط و انقباض می یابد. این تغییرات حجمی می توانند باعث ایجاد ترک خوردگی شوند. پیش بینی محل ترک و تعبیة درز در آن نقطه، از تمرکز تنش و ترک خوردگی جلوگیری خواهد نمود. این درزها در واقع نیروهای به وجود آمده ناشی از تغییرات حرارتی و رطوبتی را باز توزیع و محو می نمایند. عدم وجود و یا کم تعداد بودن درزهای کنترلی باعث ایجاد ترک های نامرئی و البته مخرب می گردد.2- انقباض ناشی از خشک شدن
اگر قرار باشد این درزها کارکرد ویژة خود را حفظ نمایند باید به درستی محل یابی و اجرا شوند. چنانچه اجزای یک مخلوط بتنی به درستی و به نحو یکنواختی با هم مخلوط شوند، حجم آن پس از اختلاط دارای بیشترین مقدار است. پس از این مرحله و همراه با تبخیر آب به علت حرارت محیط و نیز به سطح آمدن آب شرکت نکرده در واکنش، به علت پدیده مویینگی، کاهش حجم بتن آغاز می شود. این کاهش حجم برای رسیدن بتن از حالت اشباع به حالت خشک تقریباً معادل 66/0 به ازای هر 100 فوت می باشد. باید توجه داشت اغلب خود پدیدة انقباض علت اصلی ترک خوردگی نمی باشد بلکه علت اصلی آن، قیود انقباضی و شرایط مقید بودن بتن می باشد. وجود اختلاف ارتفاع در سطح بتن ریزی، جنس سطح بتن ریزی و وجود دیوار و یا دیگر موانع سازهای همگی از عواملی هستند که در تعریف میزان مقید سازی سطح دخالت دارند. به طور کلی هر قیدی که باعث ایجاد تمرکز تنش در حین انقباض بتن شود، محرکی برای ایجاد ترک می باشد مگر آنکه با تعبیة درزهای مناسب از وقوع ترک خوردگی جلوگیری نمود.
همان طور که گفته شد، انقباض ناشی از خشک شدن یکی از عوامل مؤثر بر ترک خوردگی است. برای کاهش این انقباض می توان به موارد زیر توجه کرد:
- 1- کاربرد نسبت آب به سیمان پایین تر
- 2- کاربرد حداقل ذرات ریزدانه در مقایسه با ذرات درشت تر. این مقدار حداقل برای دستیابی به کاراریی مناسب و خصوصیات ماله خوری بتن تعیین می شود.
- 3- انتخاب دانه های خوب دانه بندی شده و تمیز
- 4- کاربرد افزودنی های کاهندة آب به منظور کاهش نسبت آب به سیمان
- 5- کاربرد بتن با اسلامپ پایین
- 6- تراکم مناسب بتن
- 7- عمل آوری مناسب و پیوسته بتن بلافاصله پس از پرداخت سطح آن. این عمل ضمن آن که حصول به مقاومت مورد نظر را تسریع می نماید، ترک های انقباضی را نیز کاهش می دهد.