انواع درز در سازه های بتنی|مواد پر کننده درز انبساط

انواع درز در سازه های بتنی|مواد پر کننده درز انبساط
240 1399/11/6

انواع درز در سازه های بتنی

درزها بخشی غیر قابل نادیده گرفتن در سازه های بتنی می باشند. این درزها به لحاظ اجرایی و یا کنترل حرکات سازه از اهمیت بالایی برخودار می باشند. کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( شرکت تولیدی رایحه بتن سبز ) از جمله شرکت های معتبر تولید کننده انواع افزودنی های بتن و محصولات کمکی از جمله درزبند ها می باشند. شما می توانید برای مشاوره و دریافت مشخصات فنی انواع درزبند و ماستیک ها ، اخذ لیست قیمت انواع ماستیک و درزبند و تهیه و خرید آنها با بخش بازرگانی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( 44618462 44618379 09120916271 ) تماس حاصل فرمائید.

 

درزها در کلیه مواردی که بتن ریزی در حجم زیاد و یا در سطح زیاد انجام می گیرد، قابل کاربرد هستند، ولی کاربرد اصلی درز در سازه های آبی از جمله مخازن است. در چنین سازه هایی، ترک خوردگی در بتن علاوه بر مسائل سازه ای ممکن است منجر به نشت آب شود، از این رو  وجود درز به لحاظ پیشبینی ترک محتمل و اتخاذ تدابیر مناسب در آن موضوع، اهمیت ویژه ای می یابد. درزها عمدتا به دو دسته ی ساختمانی و حرکتی تقسیم می شوند.

 

الف- درزهای ساختمانی

این درزها با توجه به محدودیت حجم بتن ریزی به صورت یک پارچه و به عنوان حد فاصلی بین بتن جدید با بتن قدیمی به کار می روند. از این گونه درز ها انتظار عکس العمل در مقابل حرکت های مختلف سازه ای در بتن نبوده و فاصله ی آن ها صرفا براساس ظرفیت کارگاهی بتن ریزی تنظیم می شود. محل درزهای ساختمانی معمولا در نقشه های سازه ای قابل پیشبینی نیست، مگر اینکه طراح دقیقا امکانات، محدودیت کارگاهی و توان اجرایی مجری طرح را بداند. در این درزها باید پیوستگی آرماتور و بتن بین دو قسمت مجاور طرح به صورت کامل حفظ شود. بنابراین آرماتورها در محل این  درز، قطع نشده و از طرفی با روش های مختلف باید سعی نمود که بتن جدید به خوبی به بتن قدیم بچسبد.

نمونه ای از کاربرد این درزها، در دیواره استخرها و مختازن مایعات است. بخصوص وقتی که ارتفاع دیوار مخازن بیش از چند متر باشد، با توجه به محدودیت بتن ریزی در ارتفاع به صورت پیوسته، بتن ریزی دیوار در چند مرحله انجام می شود. در این حالت، بین هر دو مرحله از بتن ریزی، درز افقی ساختمانی ایجاد می شود.

به جهت ایجاد پیوستگی کامل بین سطوح بتنی در طرفین درز، معمولا سعی می شود سطح بتن قدیمی تر حدالمقدور زبر و ناصاف و همراه با پستی و بلندی گردد. به این منظور گاهی در حالتی که هنوز بتن قدیمی سفت نشده با پاشیدن آب و یا مخلوط آب و هوا با فشار و نیز با استفاده از یک برس سیمی ریز دانه ها را از سطح بتن قدیمی جدا کرده تا بدین تترتیب درشت دانه ها نمایان شده و سطح ناصاف و نا منظمی حاصل شود. مراقبت از بتن قدیمی و مرطوب نگه داشتن آن باید تا زمانی که بتن ریزی جدید انجام می شود، ادامه یابد مگر سطح خود درز در بتن قدیمی، که مراقبت از آن باید چند ساعت قبل از بتن ریزی جدید، قطع شود، بصورتی که یک خشکی سطحی و کم عمق در سطح بتن حاصل شود. درست  قبل از آغاز بتن ریزی لایه ی جدید، باید سطح زبر شده قدیمی کاملا تمیز شده (حدالمقدور بدون استفاده از آب) و با یک لایه ی نازک از دوغاب سیمان یا ملات ماسه سیمان پر مایه، اندود شود. آن گاه با دقت کامل و به صورتی که جددا شدن دانه ها در بتن جدید مجاور درز صورت نگیرد، بتن ریزی لایه جدید انجام داده شود. بتن ریزی لایه ی جدید باید بدون وقفه و بلافاصله پس از اندود لایه ی قدیمی انجام گیرد. تاخیر در این امر، سبب سفت شدن لایه ی دوغاب یا ملات ماسه سیمان شده و به ایجاد لایه های غیر چسبنده منجر خواهد شد.

بجای استفاده از یک لایه ی دوغاب سیمان یا ملات ماسه سیمان در سطح درز، می توان بتن لایه جدید را در ارتفاعی در حدود 10 تا 15 سانتیمتر پر مایه تر انتخاب کرد. برای این منظور می توان عیار سیمان بتن در این محدوده را معادل 50 کیلوگرم بر متر مکعب، بیشتر انتخاب کرد.

اگر کلیه موارد فوق الذکر در ارتفاع با یک درز ساختمانی رعایت شود، معمولا نیازی به کاربرد آب بند کننده (واتراستاپ) نبوده و نشت آب از محل درز اتفاق نخواهد افتاد اما اگر درز ساختمانی در مخازن محتوی آب گرم و یا استخرهای شنا به کار رود، امکان دارد صفحات طرفین درز تحت تاثیر تغییرات درجه حرارت داخلی به صورت جزئی حرکت کرده و نشت آب اتفاق بیافتد. در چنین مواردی برای اطمینان از آب بندی کامل، بهتر است از واتراستاپ استفاده نمود.

 

ب- درزهای حرکتی

 

درزهای حرکتی درزهایی هستند که برای همساز کردن جابجایی های نسبی قسمت های مختلف سازه، به کار می روند. این جابجایی ها ممکن است در اثر عواملی همچون تغییرات درجه ی حرارت، انقباض بتن و یا نشت های نامساوی ایجاد شده و به صورت تمایل به دور شدن، تمایل به نزذدیک شدن و یا تمایل به جابجایی در جهت عمود بر سطح بتن نمودار شوند.

 

درزهای حرکتی در انواع زیر تقسیم بندی می شوند:

1.درزهای انبساطی

درزهای انبساطی به منظور همساز کردن انقباض و انبساط بتن در طرفین درز، تعبیه می شوند. این درز، پیوستگی سازه ای اجزای طرفین درز را کاملا قطع می کند. بنابراین در این درز، بتن وآرماتور به صورت کامل قطع شده و بین دو قسمت مجاور شکافی در نظر گرفته می شود با قراردادن این درز، اطمینان حاصل می شود ه طرفین درز، مستقل از یک دیگر عمل نموده و هیچ گونه تنش و تغییر شکلی را به یک دیگر منتقل نمی کنند. یک درز انبساطی باید با کمترین مقاومت در مقابل انقباض و انبساط (مثلا ناشی از تغییرات درجه حرارت)، قادر به باز و بسته شدن بوده و از طرفی در مقابل کلیه ی حرکت های محتمل در محل درز، آب بند باقی بماند. این درزها در تمام قسمت های سازه از سقف تا کف به صورت پیوسته ادامه یافته و سازه را به دو قسمت مجزا تقسیم می کنند. مثلا در یک مخزن آب، یک درز انبساط باید در سقف در دیوارها و در کف در یک امتداد ادامه یابد.

 

در مورد فواصل درزهای انبساطی درسازه های بتن آرمه ی عادی توصیه ی به خصوصی در آیین نامه ها وجود ندارد. در مورد فواصل این درزها در سازه های آبی، توصیه آیین نامه آمریکا مربوط به سازه های بهداشتی (ACI-350 R) به صورت زیر است:

به طور کلی درزهای انبساطی باید نزدیک تغییرات ناگهانی در شکل سازه قرار داده شوند و ترجیحا باید در فواصلی باشند که از 37 متر بیشتر نباشد. عرض درز باید به اندازه ای باشد که با تغییر مکان مورد انتظار، همساز باشد.

این آیین نامه در ادامه ی بحث اضافه می کند که توصیه ی فوق الذکر در مورد سازه های بهداشتی معمولی است که با یک مایع پر شده باشد.

در مورد تانک ها یا دیگر سازه ها که امکان دارد به صورت طولانی مدت از اب خالی بمانند، بخصوص در آب و هوای گرم، توصیه شده که از فواصل نزدیک تری برای درزهای انبساطی استفاده شود.

 

آیین نامه ی سازه های آبی انگلستان (BC5337) توصیه ی بخصوصی در مورد فواصل درزهای انبساطی ذکر  نکرده است.

اجزاء درز انبساط:

 

یک درز انبساط تصویر زیر در حقیقت شکافی به عرض 2 تا 3 سانتیمتر بوده یک مطابق شکل زیر عمدتا از سه جزء اصلی تشکیل شده است.

 

پرکننده ی درز

درزگیر

آب بند کننده (آب بند کننده فقط در مورد سازه های آبی به کار می رود)

براساس توصیه ی ACI350 R، کلیه ی آرماتورها باید در فاصله ی 2 سانتیمتری از وجه درز، قطع شوند. در سازه هایی که مسئله ی نشت آب مطرح نیست (سازه های غیرآبی) نیازی به کاربرد آب بند کننده نبوده و حتی می توان از استفاده از به کار بردن درزگیر هم خودداری کرد. در چنین سازه هایی گاهی برای پر کردن درز انبساط، از یونولیت استفاده می شود، به این صورت که پس از اجزای بتن در یک طرف درز، در کنار آن یک لایه ی یونولیت به ضخامت مورد نظر قرارداده و بتن ریزی طرف دوم را انجام می دهند. متراکم کردن کامل بتن در اطراف آب بند کننده از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به همین جهت جزئیات فوق الذکر، فقط برای درزهای انبساطی قائم (نظیر درز انبساط قائم در دیوار مخازن) مناسب بوده و برای درزهای افقی از نظر متراکم کردن بتن در زیر آب بند کنند، با اشکال مواجه می شود. برای سهولت تراکم بتن در اطراف آب  بندکننده، در درزها انبساطی افقی واقع در کف سازه های آبی از جزئیات تصویر زیر استفاده می شود.

 

اگر پیش بینی می شود که به دلیل جنس خاک، زمین در زیر کف مخزن تغییر شکل ها و حرکت های  غیرعادی خواهد داشت. به جهت مراقبت از آب بند کننده باید آن را در وسط ضخامت بتن قرارداده و برای تراکم بتن اطراف آن، نهایت دقت را به کار برد.

به کار بردن جزئیات فوق در درزهای انبساطی افقی واقع در سقف مخزن معمول نیست. زیرا به دلیل عدم وجود یک تکیه گاه مناسب، ممکن است آب بند کننده در طول زمان از زیر سقف جدا شود. برای یک درز انبساطی واقع در سقف، می توان از جزئیات تصویر زیر استفاده کرد.

در این حالت برای آب بندی و اطمینان از عدم ورود اب به داخل، از لاستیک های مصنوعی یا نئوپرن استفاده می شود.

 

2.درزهای انقباض

این درزها برای همساز کردن انقباض ناشی از افت بتن در طرفین درز، تعبیه می شوند یک درز انقباضی، عدم پیوستگی بتن طرفین درز را باعث می شود، ولی شکاف اولیه ای در بتن ایجاد نمی کنند در حقیقت یک درز انقباض نقطعه ضعفی در بتن ایجاد می کند تا ترک احتمالی ناشی از انقباض بتن، در همین محل صورت گیرد.

یک درز انقباض ممکن است از نوع درز انقباض جزئی و یا درز انقباض کامل باشد. براساس آیین نامه انگلستان (BS 5337) در یک درز انقباضی جزئی، تمام آرماتورها را می توان از درز عبور داد در حالی که در یک درز انقباض کامل، صد در صد آرماتورها باید قبل از رسیدن به درز قطع شوند. آیین نامه آمریکا (ACI-350 R) قید می کند که در درزهای انقباض جزئی هم باید حداقل 50% آرماتورها در محل درز قطع شوند.

فواصل درزهای انقباضی باید مقدار آرماتور به کار رفته برای جبران مسئله افت بتن، رابطه ی مستقیم دارند این ارتباط با توجه به عواملی همچون قطر آرماتور مصرفی، درجه ی حرارت هیدراسیون، درجه ی حرارت محیط و میزان رطوبت بیان می شود. توضیح این ارتباط نیاز به بحث مفصل و ارائه مفاهیم جدیدی دارد که از ذکر آن خود داری می شود (برای اطلاع بیشتر به BS 5337 مراجعه شود. در این آیین نامه دو روش براساس روش حدی و براساس فولاد اسمی ارائه می شود).

با بررسی روابط مربوط، مشخص می شود که برای مخازنی در شرایط محیطی ایران، اقتصادی ترین حالت با توجه به مشکلات اجرایی و میزان مصرف ارماتور، در نظر گرفتن درزهای انقباض به فواصل 5 تا 6 متری است.

 

درزهای انقباض واقع در کف:

در این درزها از آب بند کننده خارجی که در قسمت تحتانی دال کف قرار می گیرند، تصویر زیر استفاده می شود.

همانگونه که در شکل ملاحظه می شود بین دو قسمت مجاور درز، شکافی وجود ندارد اما بتن در طرفین درز، یا اتصالی به یک دیگر نداشته و یا اتصال بسیار ضعیفی دارند. ممکن است برای ایجاد این درزها، بتن ریزی در فاصله ی بین درزها و به صورت مرحله به مرحله انجام گیرد. در این حالت باید برای نگه داشتن بتن در محل درز،  از قالب هایی استفاده نموده و پس از برداشتن قالب و قبل از ریختن بتن جدید، سطح بتن قبلی را مقداری سایش داده و آن را به لایه ای از رنگ یا یک محلول قیری آغشته نمود این عمل پیوند بین بتن در طرفین درز را به حداقل کاهش می دهد. همچنین می توان جهت تسریع عملیات بتن ریزی، آب بندکننده ها را در محل های نامناسب قرار داده و بتن ریزی سطح وسیعی از کف را یک باره انجام داد آنگاه در محل های پیش بینی شده برای درزها، شیارهای لازم را در بتن ایجاد نمود. ایجاد کردن این شیارها بهتر است در بتن پلاستیک و همزمان با پیشرفت عملیات بتن ریزی صورت گیرد، زیرا ایجاد این شیارها با اره کردن بتن سخت شده، با اشکالاتی مواجه خواهد شد.

 

درزهای انقباض واقع در دیواره:

برای ایجاد درز انقباض در دیوار مخزن، می توان از آب بندکننده های سلیبی شکل استفاده کرد (تصویر زیر)

شکل صلیبی آب بندکننده باعث کاهش پیوند پیوند اجرا طرفین درز می شود. استفاده از این اب بندکننده ها این امکان را فراهم می کند که بتن ریزی دیوار به صورت ممتد انجام گیرد.

روش دیگر برای ایجاد درز انقباض در دیوار، استفاده از یک قالب با مقطع دایره در دیوار است (تصویر زیر)

در این روش پس از اتمام عملیات بتن ریزی، قالب مذکور را خارج کرده و در حفره ایجاد شده  را با یک توپی می  گذارند. برای تمیز کردن این حفره از قبل سوراخی به قطر 25 تا 40 میلیمتر به صورت شیب دار و در پایین دیوار به سمت خارج پیش بینی شده است. پس از تکمیل کار دیوار، ابتدا حفره را تمیز کرده و آن را با پرکننده پر می نمایند. به عنوان می توان از ملات ماسه سیمان همراه با محلول های لاستیکی استفاده نمود.

 

درزهای انقباض واقع در سقف:

در این درزها استفاده از آب بند کننده معمول نیست. برای اب بندی این درزها می توان از نئوپرن و یا یک غشاء عایق نظیر تصویر زیر استفاده کرد.

 

3.درزهای لغزشی

درزهای لغزشی درزهایی هستند که امکان لغزش دو قسمت مجاور درز، بدون انتقال  نیروی پرشی را فراهم می کنند. بنابراین لازم است مقاومت اصطکاکی بین سطوحی که در مجاورت درز قرار دارند، به حداقل رسند. اگر این درزها در مجاورت آب باشند، لازم است در تمام شرایط آب بند باقی بمانند.

این درزها ممکن است در موقعیت های زیر مطرح شوند.

 

درزهای لغزشی بین دیوار و کف:

 

این درزها معمولا بین دیواره و کف مخازن دایروی یکپارچه بتن آرمه قرار می گیرند. به کار بردن این درزها در چنین موادی سبب می شود که در مخزن فقط تنش های حلقوی ایحاد شده و نتیجتا آرماتورهای اصلی به صورت حلقوی قرار گیرند. همچنین از این درزها در اتصال دیواره و کف مخازن دایروی پیش تنیده (از نوع پس کشیده) استفاده می شود.

برای کاهش اصطکاک بین اجزاء بتنی طرفین درز معمولا در محل اتصال درز از یک ماده ی پلاستیکی با ضریب اصطکاک بسیار پایین به نام پلی تترافلواتیلن و یا PTFE استفاده می شود همچنین به جهت  حساسیت این درزها، استفاده از آب بندکننده های پلاستیکی ( که در مقایسه با آب بندکننده های فلزی یا از جنس PVCقابلیت اتساع بیشتری دارند) ارجحیت دارد.

 

درزهای لغزشی بین دیوار و سقف:

این درزها برای آزاد کردن دیوار از حرکت های سقف به کار می رود به خصوص اگر درجه حرارت محیط بالا باشد، سقف مخزن تغییر شکل قابل ملاحظه ای در طول زمان پیدا کرده و اتصال صلب سقف به دیوار باعث ایجاد لنگرهای قابل ملاحظه ای در دیوار خواهد شد.

در این درزها از آب بند کننده های افقی استفاده نشده بلکه آب بندی سقف به روش های مرسوم دیگر انجام می گیرد. همچنین می توان از آب بندکننده های قئم جهت آب بندی درز استفاده کرد. تصویر زیر، نمونه هایی از درزهای لغزشی بین سقف و دیوار یک سازه آبی را نشان می دهد.

 

4.درزهای مفصلی

درزهای مفصلی درزهایی هستند که بین دو قسمت مجاور درز، اتصال مفصلی برقرار می کنند. این اتصال ممکن است به دلایل خخاص سازه ای مورد نیاز باشد. تصویر زیر نمونه ای از کاربرد این درز در اتصال ستون به کف (یا ستون به سقف) نشان می دهد.

درزهای مفصلی همچنین ممکن است در محل اتصال دیوار به کف یک سازه ی آبی نیز به کار روند. (به عنوان نمونه، اتصال مفصلی، یکی از مدل های متداول اتصال دیوار و کف مخازن استوانه ای یکپارچه است). در این موارد ترجیحا از آب بندکننده های فلزی استفاده می شود که معمولا روی آرماتورها مهار می شوند.