1- مقدمه
بتن‌ریزی، صرفاً «ریختن بتن در قالب» نیست؛ زنجیره‌ای از تصمیم‌ها و کنترل‌های فنی است که از طرح اختلاط و انتخاب مصالح شروع می‌شود، با حمل، تخلیه، تراکم، پرداخت و عمل‌آوری ادامه می‌یابد و نهایتاً در رفتار سازه در بهره‌برداری بروز می‌کند. هر خطای کوچک در هر یک از این حلقه‌ها می‌تواند به نشانه‌هایی مثل جداشدگی و آب‌انداختگی در بتن تازه یا ترک‌خوردگی، پوسته‌پوسته‌شدن، شن‌نمایی/کرموزدگی و شوره‌زدگی در بتن سخت‌شده ختم شود و هزینه‌های مقاوم‌سازی، تأخیر برنامه و افت دوام را به دنبال داشته باشد. این مقاله با رویکردی کاربردی، ابتدا علائم و ریشه‌های خطا در دو فاز «بتن تازه» و «بتن سخت‌شده» را مرور می‌کند و سپس مجموعه‌ای از اقدامات کنترلی—از منع افزودن آب کارگاهی و تنظیم کارایی با افزودنی‌ها تا تراکم اصولی، زمان‌بندی صحیح پرداخت، عمل‌آوری مؤثر، مدیریت دما، درزبری کنترل‌شده و ثبت و پایش کیفی—را ارائه می‌دهد تا کیفیت، ایمنی و پذیرش مهندسی سازه تضمین شود.
مهندسین مشــاور ســاو – مرجع مقالات تخصصی در صنعت ساخت و ساز و تکنولوژی بتن
1-1- بخش اول/ بتن تازه
در ابتدا، علائم بتن‌ریزیِ اشتباه در حین تخلیه بتن را بررسی می‌کنیم و سپس به سایر موارد می‌پردازیم . . .
2-1- جداشدگی و تفکیک اجزای بتن
جداشدگی بتن به معنی جدا شدن خمیر سیمان از سنگدانه‌ها در حین جابه‌جایی و ریختن است؛ هنگامی که بتن بیش از اندازه متراکم یا دچار ارتعاش شود، خمیر سیمان به سمت بالا حرکت کرده و در لایه‌های فوقانی می‌ایستد و سنگدانه‌ها در پایین ته‌نشین می‌شوند. جداشدگی یکی از نشانه‌های اصلی بتنِ غیر استاندارد است که می‌تواند در نتیجه‌ی عوامل متعددی رخ دهد؛ از جمله طرح اختلاط نامناسب، حمل و انتقال غیراستاندارد و قراردادن نادرست در محل اجرا. شایان ذکر است که جداشدگی، مقاومت و دوام سازه‌ی بتنی را به طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار می‌دهد. در یک مخلوط بتنیِ استاندارد، تمامی ذرات سنگدانه به‌طور یکنواخت با خمیر سیمان پوشانده می‌شوند و اجزای اصلی بتن—یعنی شن، ماسه، سیمان، آب و در صورت وجود مواد افزودنی—یک توده‌ی همگن و یکنواخت را تشکیل می‌دهند.
2-2- آب‌انداختگی بتن
آب‌انداختگی زمانی رخ می‌دهد که آب آزاد مخلوط، به‌سبب نشست و ته‌نشینی ذرات سنگین‌تر (سیمان و سنگدانه)، به سمت سطح رانده شود و لایه رویی بتن عمدتاً از آب و مقدار کمی خمیر سیمان تشکیل گردد. هرچند در حد اندک، پدیده‌ای قابل‌قبول است، اما آب‌انداختگی بیش‌ازحد هم در ظاهر و هم در باطن بتن اثر منفی برجای می‌گذارد و به‌سبب برهم‌خوردن همگنی، موجب کاهش مشخصه‌های مقاومتی می‌شود.
عامل کلیدی در بروز آب‌انداختگی، نسبت آب به سیمان است؛ هرچه این نسبت بالاتر باشد، احتمال آب‌انداختگی افزایش می‌یابد. از سوی دیگر، مصرف نامتعارف مواد روان‌کننده (اُوردوز) نیز با تشدید جدایش آب از سایر اجزای مخلوط، می‌تواند به جداشدگی گسترده در بتن منجر شود. از طرفی توجه به نوع و مشخصات سنگدانه‌ها و همچنین سهم و حداکثر اندازه سنگدانه‌های درشت (شـن) نیز حائز اهمیت است.
برای پیشگیری، کنترل مصالح و بهینه‌سازی طرح اختلاط ضروری است: انتخاب و اصلاح نوع سیمان، کاهش و تنظیم نسبت آب به سیمان متناسب با کارایی موردنیاز، گزینش نوع مناسب روان‌کننده و تعیین دوز بهینه آن، اصلاح منحنی دانه‌بندی—به‌ویژه در ماسه و ریزدانه‌ها برای حذف گپ‌های دانه‌بندی—و توجه کافی به میزان فیلر. اجرای این تمهیدات، همگنی بتن تازه را حفظ کرده و ریسک آب‌انداختگی و تبعات مقاومتی آن را به حداقل می‌رساند.
3- بخش دوم – بتنِ سخت‌شده
در این بخش، نشانه‌های بتن‌ریزی به روش اشتباه را پس از سخت‌شدن بتن مرور می‌کنیم. بررسی کامل مخاطرات بتن بعد از باز کردن قالب‌ها و همچنین در طول بهره‌برداری در این بخش پوشش داده شده است.
1-3- ترک‌خوردگی بتن
ترک‌خوردگی پس از سخت‌شدن، از مشکلات رایج سازه‌های بتنی—به‌ویژه در دال‌ها—است. ترک، گسیختگی خطی است که می‌تواند محدود یا گسترده باشد. ریشه اصلی آن، تنش‌های کششی ایجادشده در عضو بتنی است. تا زمانی که سطح تنش کششی از ظرفیت کششی بتن (مدول گسیختگی) فراتر نرود، ترک کنترل می‌شود و عضو بر مبنای طراحی اولیه مقاومت می‌کند؛ اما پس از عبور از این آستانه، ترک‌ها توسعه یافته و تا زمانی پیشروی می‌کنند که به عمق بتن و سطح میلگرد برسند. از آن نقطه به بعد، بخش عمده نیروی کششی به آرماتور فولادی منتقل شده و سیستم بتن مسلح (بتن + فولاد) نقش اصلی را بر عهده می‌گیرد. مشاهده ترک پس از سخت‌شدن، معمولاً نشانه بی‌توجهی به نکات اجرایی و ضوابط فنی آیین‌نامه‌ای در مرحله بتن‌ریزی و عمل‌آوری است.
2-3- پوسته‌پوسته‌شدن بتن
جداشدن لایه‌های سطحی، پوسته‌پوسته‌شدن یا پولکی‌شدن رویه، اغلب نتیجه قرارگرفتن بتن در معرض چرخه‌های یخ‌زدگی و ذوب است. در آغاز، لایه‌های نازک و موضعی از سطح جدا می‌شوند و با گذر زمان، این نواحی توسعه یافته و وسعت بیشتری را در بر می‌گیرند. در شدت کم، سنگدانه درشت معمولاً نمایان نمی‌شود و ترمیم ساده است؛ در شدت متوسط، سنگدانه‌ها دیده می‌شوند و ۳ تا ۱۰ میلی‌متر از ملات سطحی آسیب می‌بیند که با مرمت سطحی قابل اصلاح است؛ در شدت زیاد، بخش قابل‌توجهی از پوشش سطح از بین می‌رود، سنگدانه‌ها به‌وضوح نمایان می‌شوند و هرچند امکان ترمیم وجود دارد، ارزیابی مقاومت و دوام ضروری است؛ زیرا در این حالت بتن بخشی از یکپارچگی خود را از دست داده و نفوذپذیری افزایش می‌یابد. در روسازی‌های بتنی نیز پوسته‌پوسته‌شدن شایع است که غالباً از مقاومت سایشیِ ناکافی رویه ناشی می‌شود.
3-3- شن‌نما شدن (کرموشدگی)
لانه‌زنبوری یا شن‌نمایی پیامد تراکم نامناسب است؛ معمولاً زمانی رخ می‌دهد که در حین ریختن، نیرو و زمان کافی برای فشردگی یا ارتعاش (ویبره) تأمین نشده باشد. در این وضعیت، حفره‌هایی در حجم بتن باقی می‌ماند و ملات، فضاهای بین سنگدانه‌های درشت را به‌طور کامل پر نمی‌کند؛ در نتیجه بخش‌هایی از سنگدانه بدون پوشش خمیر سیمان می‌ماند. نواحی شن‌نما مقاومت بسیار کمی داشته و به‌شدت نفوذپذیرند؛ موضوعی که در محیط‌های مخرب، دوام بتن را جدی به خطر می‌اندازد.
اولین گام برای پیشگیری از کرموشدگی، شناخت علت‌هاست؛ علت‌هایی که هم به «ساخت مخلوط» و هم به «نحوه اجرا» وابسته‌اند.
مهم‌ترین عوامل کرموشدگی عبارت‌اند از:
-
- آب‌انداختگی زیاد بتن
-
- جداشدگی و از دست‌رفتن پیوستگی مخلوط
-
- اسلامپ پایین و در نتیجه کارایی کم بتن
-
- تراکم نامناسب و ویبره‌نکردن یا ویبره نادرست
-
- درزبندی ضعیف قالب‌ها و خروج شیرابه
-
- افزودن آب اضافی به مخلوط برای افزایش روانی
-
- رعایت‌نکردن حد مجاز ارتفاع سقوط و ریختن بتن از ارتفاع زیاد
3-3-1- بررسی تفاوت شن نما شدن و کرموشدگی
دو اصطلاح «شن‌نما شدن» و «کرموشدگی» تفاوت‌های مهمی دارند:
-
- شن‌نما شدن زمانی رخ می‌دهد که لایه پوششی (کاور) کیفیت خود را از دست بدهد و نمای سنگدانه‌های درشت در سطح دیده شود، بی‌آن‌که بخش داخلی مقطع دچار مشکل جدی باشد. در این حالت، مقاومت کلی عضو معمولاً حفظ شده است و با نظر کارشناس و با ترمیم‌های سطحی (ملات‌های تعمیری استاندارد)، می‌توان نقص ظاهری را برطرف کرد.
-
- کرموشدگی وقتی است که علاوه بر سطح، «بطن» عضو نیز فاقد تراکم و پیوستگی کافی باشد؛ یعنی خمیر سیمان در عمق مقطع هم پیرامون سنگدانه‌ها را به‌درستی نگرفته است. شدت و عمق کرموشدگی به کیفیت بتن، شرایط اجرا، ابعاد و شکل مقطع و تراکم آرماتور بستگی دارد. در بسیاری از موارد، به‌دلیل عدم دستیابی به مقاومت موردنیاز، ناچار به تخریب موضعی، برداشت بخش معیوب و/یا تقویت عضو هستیم.
3-4- شوره‌زدگی بتن
گاهی روی سطوح بتنی—به‌ویژه دیوارهای مجاور مسیرهای آب—لایه‌ای سفیدرنگ پدیدار می‌شود که معمولاً در امتداد ترک‌های مویی قابل‌مشاهده است. این پدیده «شوره‌زدگی» نام دارد و حاصل نفوذ آب به منافذ یا ترک‌های ریز بتن است؛ آبی که پس از تبخیر، املاح محلول (از آب، خاک، بتن یا مصالح پرکننده) را روی سطح برجا می‌گذارد. شوره‌زدگی ذاتاً «سازه‌ای» نیست، اما باید به‌دقت رصد و کنترل شود؛ زیرا عملاً نشان می‌دهد آب از مسیر ترک‌ها یا درزها عبور می‌کند و ممکن است حکایت از نقصی در بتن، زهکشی نامناسب پشت دیوار یا خرابی موضعی داشته باشد. افزون بر این، تراوش آب، حساسیت بتن را در برابر چرخه‌های یخ‌زدگی–ذوب افزایش می‌دهد. گاهی نیز نوع مصالح، به‌ویژه سیمان، موجب تغییر رنگ سطح و ایجاد هاله‌های سفید پس از عمل‌آوری می‌شود. در همه این موارد، ریشه‌یابی مسیر نفوذ رطوبت، بهسازی آب‌بندی و اصلاح جزئیات اجرایی، شرط مدیریت پایدار پدیده شوره است.
4- سایر عوامل دخیل در کنترل اشتباهات بتن‌ریزی
علاوه بر خطاهای رایج تشریح‌شده، مجموعه‌ای از کنترل‌های حیاتی باید به‌صورت منسجم اجرا شود: در بتن تازه، افزودن آبِ کارگاهی ممنوع بوده و تنظیم کارایی صرفاً با فوق‌روان‌کننده و تحت نظارت انجام شود، دمای بتن، زمان‌های بارگیری/تخلیه، اسلامپ یا جریان اسلامپ (برای مخلوط‌های روان) و حد مجاز ارتفاع سقوط مدیریت گردد و از شوت، ترمی یا پمپ برای حذف سقوط آزاد استفاده شود. تراکم باید اصولی باشد؛ فروبردن عمودی ویبراتور با هم‌پوشانی مناسب نقاط، زمان کافی تا خروج هوای محبوس، پرهیز از تماس طولانی با میلگرد/قالب و تراکم لایه‌به‌لایه، زیرا کم‌ویبره کرموشدگی و بیش‌ویبره جداشدگی می‌آورد. شروع پرداخت سطح پیش از اتمام آب‌انداختگی خطاست و به دلامینیشن و داستینگ می‌انجامد؛ از پاشیدن آب یا سیمان خشک خودداری شود و پرداخت متناسب با نوع بتن (مثلاً هواورده) انتخاب گردد. عمل‌آوری مؤثر و پیوسته (آب‌پاشی/پوشش مرطوب/ترکیبات کیورینگ) حداقل تا رسیدن به سن و مقاومت هدف، در برابر باد و تابش، کلید دوام و کنترل ترک است. در هوای گرم باید تبخیر مهار شود (سایه‌بان، مه‌پاش، دیرگیر، کاهش دمای اجزا) و در هوای سرد از یخ‌زدگی بتن جوان با عایق‌کاری، گرمایش و تسریع‌کننده‌ها جلوگیری شود. کنترل کیفیت کارگاهی شامل ثبت منظم دما، اسلامپ/جریان، وزن مخصوص/هوای‌واردشده (در صورت لزوم) و ساخت نمونه‌های مقاومتی است؛ نتایج کم، با بررسی سوابق، آزمون‌های تکمیلی و در صورت نیاز مغزه‌گیری و تصمیم مهندسی پیگیری شود. طراحی و برش به‌موقع درزهای انقباضی (عمق یک‌چهارم ضخامت و فواصل متناسب با ضخامت) برای پیشگیری از ترک‌های تصادفی ضروری است؛ همچنین قالب‌بندیِ صلب و آب‌بندی درزها، مصرف یکنواخت و غیرحباب‌زای روغن قالب، تمیزکاری قالب/بستر و کنترل آرماتور (پوشش بتن، لقمه‌های استاندارد و فاصله‌گذاری مناسب) باید جدی گرفته شود. در محیط‌های مهاجم (چرخه‌های ذوب و یـخ‌بندان، حملات کلریدی یا سولفاتی) انتخاب طرح با w/cm پایین، هوارسانی کنترل‌شده و استفاده از مواد مکمل سیمانی و پوشش‌های محافظ اهمیت مضاعف دارد. در نهایت، مدیریت محیط‌زیست و ایمنی (جمع‌آوری پساب شست‌وشوی تجهیزات، جلوگیری از رهاسازی دوغاب، تجهیزات حفاظت فردی) و آشنایی با عیوب ظاهری متداول سطح برای عیب‌یابی سریع، ضامن کیفیت، دوام و پذیرش مطمئن سازه بتنی است.
5- جمع‌بــندی
مدیریت فـنی عملیات بتن‌ریزی یعنی دیدنِ کل فرایند به‌عنوان یک سیستم: مخلوطی با کارایی کنترل‌شده، حمل و تخلیه در بازه زمانی مجاز، تراکم کافی بدون بیش‌ویبره، پرداخت در زمان مناسب، عمل‌آوری پیوسته و سازگار با اقلیم، و مستندسازی دقیق نتایج. وقتی این اصول هم‌زمان رعایت شوند، احتمال بروز عیوبی مانند جداشدگی، آب‌انداختگی، ترک‌های زودرس، پوسته‌پوسته‌شدن و کرموزدگی به حداقل می‌رسد و حتی اگر نشانه‌ای ظاهر شود، به‌واسطه ثبت داده‌ها و آزمون‌های تکمیلی، تصمیم‌گیری مهندسی سریع و کم‌هزینه خواهد بود. پیام نهایی روشن است: پیشگیری، مقرون‌به‌صرفه‌تر و مطمئن‌تر از درمان است؛ با انضباط اجرایی، کنترل کیفیت نظام‌مند و پایبندی به الزامات فنی، می‌توان بتن‌ریزی را به محصولی یکنواخت، بادوام و قابل اتکا تبدیل کرد که در آزمون زمان و محیط سربلند بماند.
