تغییر شکل در کانکریت، خود دارای انواع متعددی است که هر یک از آن‌ها به دلایل گوناگونی رخ می‌دهند. با شناخت علل و عوامل خزش، می‌توان تا حد زیادی نسبت به پیشگیری از وقوع آن اقدام نمود. در ادامه، مهمترین انواع خزش در بتن و راه‌های جلوگیری از آن‌ها معرفی و شرح داده شده است.
1- خزش اولیه (Basic creep) یا خزش پلاستیک بتن
بعضی مواقع، پس از اینکه فرایند بتن ریزی به پایان می‌رسد، آبی که بتن برای ایجاد مقاومت و انسجام در خود نیاز دارد، به دلایل گوناگون مانند گرما تبخیر می‌شود. این موضوع سبب ایجاد ترک‌هایی بر سطح بتن خواهد شد. علاوه بر عوامل خارجی مانند گرما، سنگدانه‌های درون بتن هم نقش مهمی در جذب آب آن دارند. به هر حال، کاهش آب موجود در بتن باعث جمع شدگی پلاستیک آن شده و ترک‌های مذکور در سطح آن ایجاد می‌شود. به همین خاطر، معمولا پس از بتن ریزی یا ساخت سازه‌های بتنی، چند روزی آن را آب پاشی می‌کنند تا از خزش در بتن جلوگیری گردد.
زمانی که آب موجود در بتن به دلیل عوامل خارجی و داخلی کاهش پیدا کند، سنگدانه‌های موجود در آن و همچنین آرماتورها در مقیاس بسیار کم نشست پیدا کرده و ترک‌های ریز سطحی را ایجاد می‌کنند. البته این ترک‌های ریز در بخش درونی بتن هم اتفاق می‌افتند. اما به این دلیل که قسمت‌های کف و روسازی بیشتر در معرض عواملی همچون گرما، باد و نور خورشید قرار دارند، بتن سریع تر خشک شده و ترک‌های آن نمایان می‌شوند. ذکر این نکته هم الزامی است که اگر آب موجود در مخلوط بتن زیاد باشد، بتن حرکت کرده و در سطح دال جمع خواهد شد. در مقابل، اگر محیط بتن خشک باشد، این آب به سرعت بخار شده و ترک‌های بیشتری ایجاد می‌شود.
شیوه‌های جلوگیری از ایجاد خزش اولیه در بتن
- پوشاندن سطح بتن: پوشش دهی سطح بتن با ورق‌های پلی اتیلن یا مواد این چنینی دیگر، از خروج آب از سطح دال جلوگیری می‌کند. به این ترتیب، از تبخیر سریع آب بتن جلوگیری شده و جمع شدگی پلاستیک اتفاق نمی‌افتد.
- ویبره مناسب بتن: اگر بتن قبل از استفاده، یعنی در هنگام تولید به خوبی ویبره شود، کاملا یکدست می‌شود. این امر احتمال جمع شدگی پلاستیک و خزش در بتن را کاهش می‌دهد.
- استفاده از پودر آلومینیوم: این روش مقداری هزینه بر بوده و به همین دلیل کمتر استفاده می‌شود.
- به کارگیری سیمان انبساطی: سیمان‌های انبساطی تاثیر زیادی در کنترل و کاهش جمع شدگی پلاستیک دارند. بنابراین، استفاده از آن‌ها در حین بتن‌ریزی، خزش را کاهش خواهد داد.
2- خزش خشک (Drying creep)
نوع دیگر خزش در بتن، به دلیل خشک شدن متریال آن رخ می‌دهد. البته علاوه بر کاهش آب بتن، جذب سطحی ژل کلسیم سیلیکات هیدرات و کاهش تنش های هیدرواستاتیکی که در حفره‌های ریز آن اتفاق می‌افتند هم بر این فرایند تاثیرگذار است. این نوع جمع شدگی یا خزش، بیشتر به بخش خمیری بتن مربوط است. میزان سختی سنگدانه‌ها می‌تواند حتی تاثیر بازدارنده در این رخداد داشته باشد. تقریبا بخش اصلی جمع شدگی یا خزش خشک، در همان ابتدای ساخت سازه‌های بتنی رخ می‌دهد. خروج سریع آب از حفره‌های خالی نیز تا حد زیادی در این فرایند تاثیر گذار است.
بخشی از خزش خشک را می‌توان با غرق کردن بتن در آب یا آب دهی مرتب آن در همان ابتدای کار، جبران کرد. به این کار، انتقال رطوبت گفته می‌شود و تاثیر بسزایی در کاهش خزش دارد. نکته قابل توجه در رابطه با خزش خشک این است که سرعت آن به مرور زمان کاهش پیدا می‌کند. بر اساس آمار، حدود ۱۴ تا ۳۴ درصد این جمع شدگی در همان دو هفته اول و حدود ۴۰ تا ۷۰ درصد در سه ماهه اول بعد از تشکیل سازه رخ خواهند داد. به این ترتیب، تقریبا حدود ۸۰ درصد از جمع شدگی بتن در سال اول بعد از بارگذاری آن انجام می‌گیرد.
راهکارهای جلوگیری از خزش خشک و کاهش آن
- انتخاب مصالح مناسب.
- توجه به شرایط آب و هوایی.
- توجه به نسبت آب به سیمان.
- مقدار و اندازه سنگدانه‌ها.
- جنس سیمان مورد استفاده.
- مواد افزودنی بتن.
- عمل آوری بتن با بخار.
انتخاب مصالح مناسب
استفاده از عناصر با کیفیت در بتن موجب کسب نتایج بهتری از بتن‌ریزی می‌گردد. در صورت بکارگیری مصالح بی کیفیت، احتمال جمع شدگی حین خشک شدن و خزش بتن زیاد است. از این رو، ویژگی‌های عناصر تشکیل دهنده بتن باید کاملا مشابه با آیین نامه‌ها و استانداردهای تعیین شده برای محل بتن ریزی باشد.
توجه به شرایط آب و هوایی
اصلی‌ترین دلیل جمع شدگی بتن یا همان خزش خشک، کاهش آب آن است. در همین راستا، میزان رطوبت محیط محل اجرای پروژه، نقش مهمی در خزش بتن خواهد داشت. هر قدر میزان رطوبت موجود در محیط بیشتر باشد، احتمال جمع شدگی ناشی از خشک شدن کمتر است.
نسبت آب به سیمان
در هنگام تهیه مخلوط بتن، باید توجه ویژه ای به نسبت آب و سیمان داشته باشید. بالا رفتن نسبت آب به سیمان احتمال جمع شدگی و خزش در بتن را افزایش می‌دهد. زیرا این موضوع کاهش مقاومت بخش خمیری و سختی کل بتن را در پی خواهد داشت. بنابراین اگر به میزان آب مخلوط بتن دقت نداشته و مقدار آن را نسبت به سیمان افزایش دهید، شاید در ظاهر مشکلی رخ ندهد، اما باعث جمعی شدگی و خزش بیشتر حین خشک شدن آن خواهد شد.
مقدار و اندازه سنگدانه ها
این مواد به طور کلی در برابر خزش مقاومت می‌کنند. اندازه بالاتر این سنگدانه‌ها منجر به کاهش خزش در بتن و جمع شدگی حین خشک شدن خواهد شد. شکل سنگدانه نسبت به مقدار و اندازه آن تاثیر کمتری در خزش دارد. با این حال، مواردی که دارای اشکال خشن هستند، مقاومت بیشتری در برابر خزش از خود نشان می‌دهند.
جنس سیمان مورد استفاده
سیمان‌های گوناگونی جهت ساخت بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر یک از آن‌ها دارای ویژگی‌های خاص خودشان هستند. همین موضوع می‌تواند جمع شدگی بتن را تحت تاثیر قرار دهد. برای مثال، سیمان‌های زودگیر خیلی سریع سخت می‌شوند و به همین دلیل میزان جمع شدگی شان هم در شرایط یکسان نسبت به سیمان‌های پرتلند بیشتر است. در مناطقی که آب و هوای خشکی دارند، برای کاهش جمع شدگی و جلوگیری از خزش در بتن، بهتر است از سیمان‌های ضد جمع شدگی استفاده شود.
مواد افزودنی بتن
برای بهبود خواص بتن از مواد گوناگونی استفاده می‌شود که هر کدام از آن‌ها خاصیت‌های مشخصی دارند. از جمله این مواد می‌توان به کلسیم کلرید اشاره کرد که میزان جمع شدگی حین خشک شدن را بیشتر می‌کند. در صورتی که به جای این ماده از آهک استفاده شود، خزش در این مرحله کاهش پیدا می‌کند.
عمل آوری بتن با بخار
یکی دیگر از روش‌های موثر بر کاهش خزش کانکریت، عمل آوری بتن با بخار است. این روش کاربرد زیادی ندارد. در شرایطی که نیروهای فشارهای زیاد است، بسیار کاربردی بوده و تاثیر قابل توجهی در کاهش جمع شدگی و خزش بتن دارد.
خزش ویژه (Specific creep) یا خود به خودی بتن
این نمونه جمع شدگی به دلیل تغییر حجمی بتن روی داده و حتی پس از سخت شدن آن هم ادامه پیدا می‌کند. گاهی اوقات هم ممکن است این فرایند برعکس عمل کرده و به جای جمع شدگی، به صورت تورم خود را نشان دهد. اگر آب درون بتن وجود داشته باشد، هیدراسیون رخ داده و در غیر این صورت، تورم ایجاد خواهد شد. به عبارت دیگر، این نوع جمع شدگی به دلیل خروج آب از حفره‌های مویینی که داخل بتن وجود دارند، رخ می‌دهد. خزش ویژه یا خود به خودی بتن عمدتا مربوط به اعضای داخلی آن می‌باشد.
روش‌های جلوگیری از خزش خود به خودی و کاهش آن
- تنظیم دما؛ با توجه به این که میزان خزش ویژه در بتن به فرایند هیدراسیون بستگی دارد، هر چه دما بیشتر شود، جمع شدگی هم افزایش پیدا خواهد کرد.
- اندازه سیمان؛ هر چه قدر میزان سیمان در بتن مورد استفاده در سازه بیشتر باشد، جمع شدگی هم با آن نسبت مستقیم داشته و بیشتر خواهد بود.
- ترکیباتی که در سیمان موجود هستند؛ وجود ترکیبات کلسیم آلومینات (C3A) و تترا کلسیم آلومینو فریت (C4AF) در سیمانی که برای تهیه بتن استفاده می‌شوند، موجب افزایش جمع شوندگی خواهند شد. هر قدر میزان این ترکیبات بیشتر باشد، خزش در بتن هم بیشتر اتفاق می‌افتد. چرا که این مواد انجام فرایند هیدراسیون را ساده می‌کنند.
- ترکیبات معدنی موجود در بتن؛ وجود ترکیبات معدنی هم افزایش فرایند هیدراسیون را به دنبال داشته و موجب افزایش جمع شدگی خود به خودی در بتن می‌گردد. خاکسترهای آتش فشانی از جمله مهمترین مواد معدنی در سیمان‌ها به شمار می‌آیند.
خزش کربناسیون
در ساخت سازه‌های بتنی، این احتمال وجود دارد که در زمان ساخت، بتن با گازهای جوی مانند کربن دی اکسید واکنش دهد. این واکنش‌ها در حضور رطوبت رخ می دهد. از سوی دیگر، کلسیم هیدروکسید که یکی از فراورده‌های جانبی واکنش هیدراسیون سیمان است، به وفور در بتن وجود دارد. این ماده با کربن دی اکسید موجود در هوا و اکسیژن و هیدروژن موجود در رطوبت، واکنش می‌دهد و کلسیم کربنات تولید می‌کند. نتیجه این فرایند، کربناته شدن سطح بتن و ایجاد خاصیت اسیدی در آن خواهد بود. این واکنش که با عنوان کربناسیون شناخته می‌شود، جمع شدگی و خزش در بتن را به دنبال خواهد داشت. خزش کربناسیون، عمدتاً در مناطق با رطوبت متوسط و حین زمان بهره‌برداری اتفاق می‌افتد.