توصیه ها و الزامات آیین نامه ای برای قطع بتن

اجرای صحیح قطع بتن طبق آیین نامه نه تنها تضمین کننده مقاومت سازه در برابر تنش های برشی و خمشی است،بلکه نقش حیاتی در دوام و عمر مفید آن ایفا می کند . یک درز اجرایی ضعیف می تواند مسیری مستقیم برای نشت آب باشد که به سرعت منجر به خوردگی آرماتورها و کاهش عملکرد سازه می شود.

ما در کلینیک بتن،با درک عمیق از اهمیت پیوستگی و دوام بتن، این مقاله تخصصی را برای مهندسان عمران، ناظران و سرپرستان کارگاه ها تهیه کرده ایم. هدف ما ارائه راهنمایی جامع بر اساس معتبرترین آیین نامه ها، برای کاهش خطاهای اجرایی و اطمینان از کیفیت نهایی سازه است. متخصصان ما در کنار ارائه اطلاعات فنی، طیف وسیعی از محصولات تخصصی شامل محصولات آب بند کننده های بتن و گروت و مواد ثابت سازی را جهت رفع دغدغه های نشت،ضعف اتصال و اجرای استاندارد در اختیار شما قرار می دهند .*

قطع بتن چیست و چرا انجام می شود؟

تعریف قطع بتن (Construction Joint)

قطع بتن یا درز اجرایی (Construction Joint)،به محلی اطلاق می شود که عملیات بتن ریزی به صورت موقت متوقف شده و سپس در مرحله بعدی ادامه می یابد. از آنجایی که در عمل،بتن ریزی یک عضو بزرگ یا مجموعه اعضا در یک نوبت به دلیل محدودیت های زمانی،ظرفیت بچینگ،یا حجم کار امکان پذیر نیست،ایجاد این وقفه ضروری است .

به بیان فنی، درز اجرایی، محل اتصال بتن تازه به بتن سخت شده یا نیمه سخت شده است. برخلاف درزهای انبساط و انقباض که با هدف کنترل حرکت و جابجایی طراحی می شوند، درز اجرایی برای انتقال مناسب تنش های برشی و فشاری بین دو قسمت بتن ریزی شده، برنامه ریزی می گردد. رعایت الزامات آیین نامه ای برای قطع بتن تضمین می کند که این درز،به نقطه ضعف سازه ای تبدیل نشود.

تفاوت قطع بتن برنامه ریزی شده و ناخواسته

1. قطع بتن برنامه ریزی شده:

این نوع قطع بتن، عمدتاً در نقشه های اجرایی یا دستورالعمل های کارگاهی،با توجه به توالی کار،حجم بتن مورد نیاز و ظرفیت اجرایی تیم،پیش بینی می شود. محل این درزها باید دقیقاً منطبق با ضوابط آیین نامه ای باشد (دور از نواحی حداکثر تنش).

1. قطع بتن ناخواسته (اضطراری):

این وقفه به دلیل شرایط غیرمنتظره مانند خرابی پمپ، قطع برق،یا تأخیر غیرقابل پیش بینی در تحویل بتن اتفاق می افتد . مدیریت این نوع وقفه بسیار چالش برانگیز است و اغلب منجر به ایجاد درز در محلی نامناسب (مانند میانه دهانه تیر) می شود. در چنین شرایطی،تأیید دستگاه نظارت و اتخاذ تدابیر فوری برای افزایش چسبندگی و انتقال بار حیاتی است.

پیامدهای قطع بتن نامناسب

اجرای غیر اصولی درز اجرایی، تهدیدات جدی برای دوام و عملکرد سازه به دنبال دارد:

• کاهش ظرفیت باربری: اگر سطح اتصال آماده سازی نشود یا در ناحیه حداکثر لنگر خمشی یا برش اجرا شود،پیوستگی مورد نیاز (چسبندگی بین بتن قدیم و جدید) برقرار نشده و ظرفیت باربری عضو کاهش می یابد.
• ترک و نشت آب: درزهای اجرایی ضعیف، رایج ترین مسیر برای نفوذ آب به داخل سازه هستند . این نفوذ،علاوه بر ایجاد نم زدگی در فضای داخلی،سبب خوردگی میلگردها و پدیده «زنگ زدگی بتن» (Spalling) می شود.
• ظاهر نازیبا: درزهای اجرایی غیر استاندارد،به خصوص در بتن های نما، می توانند خطوطی نامنظم و نامطلوب ایجاد کنند که نیازمند ترمیم های پرهزینه است .

تفاوت درز اجرایی، درز انبساط و درز انقباض

یکی از بزرگ ترین خطاهای رایج در کارگاه ها، عدم تمایز ساختاری بین انواع درزهاست . هر درز،هدف عملکردی متفاوتی را دنبال می کند و نیازمند تمهیدات اجرایی خاص خود است.

درز اجرایی (Construction Joint)

• هدف: تسهیل عملیات بتن ریزی با ایجاد وقفه موقت.
• ویژگی: درز اجرایی نباید حرکت یا جابجایی بین دو قسمت بتن را مجاز سازد . در حالت ایده آل، باید بتواند تمام تنش ها را به طور کامل منتقل کند و عملکردی مشابه بتن یکپارچه داشته باشد.
• محل قرارگیری: در نواحی با حداقل ت��ش های سازه ای (بر اساس آیین نامه های ACI و مبحث نهم).

درز انبساط (Expansion Joint)

• هدف: کنترل حرکات افقی و عمودی ناشی از تغییرات دما، جمع شدگی یا نشست های متفاوت .
• ویژگی: این درزها باید قادر به جذب حرکت های نسبی بین دو بخش سازه باشند. این کار معمولاً از طریق یک فاصله یا شکاف پرشده با مواد انعطاف پذیر (مانند فوم یا الاستومر) انجام می شود .
• محل قرارگیری: معمولاً در فواصل طولانی سازه یا در محل اتصال دو سازه با عملکرد دینامیکی متفاوت.

درز انقباض (Contraction Joint)

• هدف: هدایت و کنترل ترک های ناشی از جمع شدگی (Shrinkage) بتن به دلیل از دست دادن رطوبت .
• ویژگی: با ایجاد یک ناحیه ضعیف شده، بتن را مجبور می کند که در آن محل ترک بخورد،نه در نواحی بحرانی دیگر. این درزها به ویژه در دال ها و کف سازی های وسیع بسیار حیاتی هستند.

تأکید بر اشتباه رایج در کارگاه ها: بسیاری از پیمانکاران،درز اجرایی را صرفاً یک شکاف موقت تلقی کرده و تمهیدات لازم برای اتصال و آب بندی آن را نادیده می گیرند . این امر در سازه هایی که در معرض آب هستند (مانند زیرزمین ها و مخازن) سبب شکست زودهنگام و نشت آب می شود .

آیین نامه های مرجع برای قطع بتن

رعایت دقیق موازین آیین نامه ای،سنگ بنای اجرای صحیح درز اجرایی بتن است . در ادامه، مهم ترین منابع داخلی و بین المللی که نحوه اجرای قطع بتن را تعیین می کنند، معرفی شده اند:

آیین نامه بتن ایران (آبا)

آیین نامه بتن ایران (آبا)، به طور ویژه بر توالی بتن ریزی و محل های مجاز برای ایجاد درز اجرایی تأکید دارد . آبا مشخص می کند که سطوح قطع بتن باید عمود بر محور عضو باشند تا از ایجاد تنش های برشی غیرمتمرکز جلوگیری شود. همچنین، این آیین نامه بر لزوم زبر کردن سطح بتن قدیمی برای افزایش چسبندگی و انتقال تنش برشی تأکید دارد .

مبحث نهم مقررات ملی ساختمان

مبحث نهم (طراحی و اجرای ساختمان های بتن آرمه) جامع ترین مرجع داخلی در این زمینه است. این مبحث، علاوه بر تعریف دقیق محل های قطع بتن در اعضای مختلف،به شرایط آماده سازی سطح و روش های اتصال دو مرحله بتن ریزی نیز می پردازد. مطابق مبحث نهم، هدف اصلی از اجرای درز اجرایی،حفظ پیوستگی سازه ای و جلوگیری از ضعف عضو است .

نشریه 55 و 101

• نشریه 55 (مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی): این نشریه، جزئیات اجرایی و الزامات کیفیت مصالح و کار در کارگاه را شرح می دهد . در بخش مربوط به بتن ریزی، بر لزوم تمیزکاری و اشباع سطوح درزهای اجرایی پیش از بتن ریزی جدید تأکید فراوان شده است.
• نشریه 101 (مشخصات فنی عمومی راه): گرچه بیشتر متمرکز بر زیرساخت است،اما در بخش هایی مانند پل ها و ابنیه فنی، اصول قطع بتن در سازه های عظیم را تبیین می کند که شامل کنترل دما و رطوبت در زمان ایجاد درز است .

ACI 318 و ACI 224

استانداردهای مؤسسه بتن آمریکا (ACI)،به ویژه ACI 318 (الزامات آیین نامه ای سازه های بتنی سازه ای)،به عنوان یک مرجع بین المللی،محل های دقیق قطع بتن را مشخص می کنند. ACI 224 نیز که به طور خاص به کنترل ترک می پردازد، تأکید می کند که درزهای اجرایی باید در محلی قرار گیرند که احتمالاً ترک های جمع شدگی در آن ها هدایت شوند و نه در نواحی حداکثر تنش های اصلی.

الزامات آیین نامه ای محل قطع بتن

محل مناسب قطع بتن حیاتی ترین تصمیم در برنامه ریزی عملیات بتن ریزی است. اصول کلی حکم می کند که قطع بتن باید در محلی با کمترین تنش های برشی و خمشی انجام شود تا عملکرد سازه حداقل تأثیر منفی را بپذیرد.

قطع بتن در تیرها

در تیرها، حداکثر تنش خمشی در میانه دهانه و حداکثر برش در نزدیکی تکیه گاه ها رخ می دهد.

• محل مجاز: قطع بتن در تیرها باید در ناحیه ثلث میانی دهانه (حدوداً در ۱/۳ تا ۲/۳ دهانه تیر) و عمود بر محور طولی تیر انجام شود. این محل، جایی است که لنگر خمشی کاهش یافته و برش تقریباً به حداقل می رسد .
• نکات ناظر مقیم: هرگز قطع بتن را در محل تقاطع تیر با ستون یا در فاصله کمتر از دو برابر عمق مؤثر تیر از تکیه گاه اجرا نکنید . همچنین،در تیرهای عمیق، سطح قطع باید به گونه ای آماده سازی شود که انتقال نیروی برشی از طریق زبر کردن سطح و خاموت های اضافی تضمین شود.

قطع بتن در ستون ها

ستون ها اعضای حیاتی در انتقال بار هستند و قطع بتن در آن ها باید با دقت مضاعف انجام شود.

• محل مجاز: قطع بتن در ستون ها باید در زیر تیرها یا دال ها (یعنی در محل اتصال ستون به عضو بالایی) انجام گیرد. اگر ستون ها دارای سرستون یا کتیبه باشند، قطع بتن باید زیر قسمت پایین تر سرستون انجام شود .
• دلیل آیین نامه ای: این محل، انتقال بارهای فشاری را تسهیل کرده و از ایجاد ضعف در طول ستون (که تحت حداکثر لنگر خمشی زلزله قرار می گیرد) جلوگیری می کند. همچنین،در ستون ها باید زمان کافی برای نشست بتن قبل از بتن ریزی سقف فوقانی در نظر گرفته شود .

قطع بتن در دال ها

دال ها (سقف ها) به دلیل وسعت زیاد،اغلب نیازمند درز بتن ریزی هستند. در دال ها، هدف کنترل ترک های ناشی از جمع شدگی و حرارتی است.

• محل مجاز: قطع بتن باید در میانه دهانه های دال (در امتداد خطوطی که برش حداقل است) یا در محل تیرهای پنهان/آشکار اجرا شود.
• دال های دو طرفه: قطع بتن باید به گونه ای اجرا شود که حداقل تأثیر را بر مسیر انتقال بار به ستون ها داشته باشد.
• اهمیت اجرای عمودی: درزهای اجرایی در دال ها باید کاملاً عمود بر سطح دال باشند . استفاده از قالب های موقت یا شمع بندی مناسب برای حفظ فرم درز الزامی است .

قطع بتن در دیوارهای برشی

دیوارهای برشی، وظیفه تحمل نیروهای جانبی را بر عهده دارند.

• محل مجاز: قطع بتن در دیوارهای برشی باید در فواصل افقی و عمودی مناسب و معمولاً در تراز فونداسیون،زیر تیرهای کف، یا در تراز زیر دال های سقف انجام شود . از ایجاد درزهای مورب باید اکیداً اجتناب شود.
• آماده سازی سطح: به دلیل اهمیت انتقال نیروی برشی در دیوارها، آماده سازی سطح قطع با زبر کردن شدید و استفاده از مواد تقویت کننده اتصال بسیار حیاتی است.

شرایط مجاز و غیرمجاز قطع بتن

علاوه بر مکان فیزیکی، زمان و شرایط محیطی نیز در مجاز بودن قطع بتن در سازه نقش دارد.

زمان مناسب قطع بتن

قطع بتن جدید روی بتن قدیمی باید زمانی انجام شود که بتن قدیمی به مقاومت کافی رسیده باشد. آیین نامه ها عموماً حداقل فاصله زمانی ۴ تا ۲۴ ساعت پس از بتن ریزی قبلی (بسته به نوع سیمان و شرایط دما) را توصیه می کنند. مهم این است که بتن قبلی به اندازه ای سخت شده باشد که عملیات آماده سازی سطح (مانند زبر کردن) به ساختار داخلی آن آسیب نرساند.

حداقل فاصله از نواحی بحرانی

• ناحیه بحرانی: مناطقی که در اثر بارهای لرزه ای یا ثقلی،حداکثر تنش های خمشی یا برشی در آن ها متمرکز می شوند (مانند مناطق اتصال تیر به ستون یا در فاصله دو برابر عمق مؤثر از تکیه گاه).
• الزام: قطع بتن مطلقاً نباید در این نواحی اجرا شود،مگر اینکه محاسبات خاص و تمهیدات ویژه نظیر تقویت با خاموت یا استفاده از چسب های اپوکسی با تأیید دستگاه نظارت انجام گیرد.

شرایط بارگذاری

اگر بارگذاری بر روی بتن تازه در زمان بتن ریزی بخش جدید اعمال شود (مثلاً بتن ریزی طبقه بالا قبل از کفایت مقاومت درز)، می تواند باعث گسیختگی اتصال شود. شمع بندی و نگهداری مناسب از بتن های زیرین تا رسیدن به مقاومت مورد نیاز برای انتقال بار،الزامی است .

آماده سازی سطح بتن در محل قطع

کیفیت یک درز اجرایی بتن به شدت وابسته به آماده سازی سطح بتن قدیمی است. این سطح، رابطی است که باید تنش های برشی و فشاری را به بتن جدید منتقل کند.

زبر کردن سطح بتن

اگر سطح بتن قدیمی صاف باقی بماند،اتصال بین دو لایه ضعیف بوده و مستعد لغزش خواهد بود .

• روش اجرا: در حالی که بتن هنوز سبز است (معمولاً ۱ تا ۶ ساعت پس از بتن ریزی)، باید با استفاده از روش هایی مانند آب پاشی،برس زنی سیمی، یا سندبلاست (در بتن های سخت شده) سطح آن را زبر کرد . زبری باید به گونه ای باشد که سنگدانه های درشت آشکار شوند و حداقل عمق زبری حدود ۵ میلی متر باشد .
• هدف: افزایش سطح تماس و ایجاد قفل و کلید مکانیکی برای انتقال تنش های برشی.

شستشو و اشباع سطح

پیش از ریختن بتن جدید،سطح قطع باید کاملاً تمیز و عاری از گرد و غبار، شیره سیمان (Laitance) یا مواد اضافی باشد.

• اشباع با سطح خشک (SSD): سطح بتن باید به طور کامل با آب اشباع شود (به طوری که رطوبت کافی داشته باشد) اما در زمان بتن ریزی نباید آب آزاد (Free Water) روی سطح باقی بماند. این کار از مکش آب بتن تازه توسط بتن قدیمی جلوگیری می کند،که خود باعث کاهش نسبت آب به سیمان و کاهش مقاومت در ناحیه درز می شود.

استفاده از چسب های اپوکسی یا لاتکس

در سازه هایی که تحت بارهای دینامیکی یا برشی بالا قرار دارند، یا در مواردی که کیفیت اتصال حیاتی است (مانند تعمیرات)،استفاده از مواد چسباننده توصیه می شود.

• عملکرد: این مواد (مانند چسب های اپوکسی یا افزودنی های پلیمری مبتنی بر لاتکس) به چسبندگی شیمیایی و فیزیکی کمک می کنند.

آب بندی و دوام در محل قطع بتن

نفوذپذیری (Permeability) مهم ترین عامل تخریب درزهای اجرایی است . نشت از طریق درز اجرایی می تواند به سرعت دوام کل سازه را به خطر اندازد .

نفوذپذیری در درز اجرایی

حتی با بهترین آماده سازی سطح، درز اجرایی یک «صفحه ضعیف» در برابر نفوذ است. این نفوذ به دلیل سه عامل اصلی رخ می دهد: (۱) عدم تراکم کافی در ناحیه درز، (۲) وجود ریزترک ها ناشی از جمع شدگی،و (۳) عدم چسبندگی کامل بین بتن قدیم و جدید.

روش های آب بندی درز

آب بندی درزهای اجرایی، به خصوص در سازه های زیرزمینی،مخازن و استخرها، باید بخشی از طراحی اولیه باشد:

1. استفاده از واتراستاپ (Waterstop): نصب واتراستاپ های PVC یا لاستیکی در میانه ضخامت دیوار یا دال، یک روش استاندارد برای ایجاد مسیر مارپیچ برای جلوگیری از نفوذ آب است. این روش نیازمند نصب دقیق در محل Construction Joint است .
2. پوشش های سطحی: پس از بتن ریزی، می توان از پوشش های محافظ بر پایه سیمان پلیمری یا مواد کریستالی استفاده کرد که نفوذپذیری بتن را به حداقل می رسانند .

نقش واتراستاپ و پوشش های محافظ

برای دستیابی به دوام حداکثری و کنترل نفوذپذیری، متخصصان کلینیک بتن استفاده از محصولات آب بند کننده های بتن کلینیک بتن را توصیه می کنند. این محصولات، از مواد افزودنی (کاهش دهنده نفوذپذیری در فاز اختلاط) تا پوشش های نفوذگر (کریستالی شونده) را شامل می شوند که به محافظت از آرماتورها و افزایش عمر درز کمک شایانی می کنند .

همچنین، در محیط های صنعتی یا شیمیایی، استفاده از کلینیک بتن رنگ های ساختمانی و صنعتی بر روی سطوح بتنی، یک لایه محافظ اضافی در برابر تهاجم شیمیایی و عوامل محیطی ایجاد می کند و به طول عمر درز اجرایی می افزاید.

قطع بتن در کف سازی های صنعتی

کف سازی صنعتی به دلیل مواجهه با بارهای سنگین، سایش مداوم و الزامات سطح صاف،نیازمند دقت بیشتری در اجرای درزهای اجرایی است.

درزهای اجرایی در کف صنعتی

در کف های صنعتی، درز اجرایی باید نه تنها تنش های برشی را منتقل کند، بلکه امکان انتقال بار عمودی بین دو پنل کف را نیز فراهم آورد . عدم اجرای صحیح درز در کف صنعتی می تواند منجر به شکست لبه ها و ترک های نامنظم شود.

• انتقال بار (Load Transfer): در کف های صنعتی، معمولاً از سیستم های انتقال بار (مانند پین های فولادی یا دابل های میله ای) در محل درز اجرایی استفاده می شود تا جابجایی عمودی حداقل شود، درحالی که انقباض افقی تا حدی مجاز باشد.

کنترل ترک و بارگذاری

قطع بتن در کف سازی باید در فواصل منظم (معمولاً بر اساس نسبت ضخامت به ابعاد پنل) انجام شود تا ترک ها به صورت کنترل شده و در محل درزها ایجاد شوند. اگر عملیات بتن ریزی در یک روز متوقف شود،آن وقفه تبدیل به درز اجرایی خواهد شد که باید مطابق با استانداردها،زبر و تقویت شود.

روش های صحیح اجرای درز

بهترین روش برای اجرای درز اجرایی در کف های صنعتی،استفاده از قالب های موقت قوی و سپس پر کردن درز با مصالح رزینی یا پلیمری با مقاومت بالا پس از سخت شدن بتن است . برای اجرای کف های مقاوم و با دوام صنعتی که نیازمند کمترین نگهداری هستند، مشاوره تخصصی از کلینیک بتن کف سازی صنعتی می تواند تضمین کننده عملکرد بلندمدت پروژه شما باشد .

خطاهای رایج در قطع بتن از دیدگاه ناظر

ناظران مقیم و مهندسان کارگاه باید همواره نسبت به خطاهایی که در اجرای الزامات قطع بتن در سازه رایج است، هوشیار باشند.

1. قطع در ناحیه لنگر حداکثر: رایج ترین و مخرب ترین خطا،ایجاد درز اجرایی در میانه طول ستون یا در فاصله بسیار نزدیک به تکیه گاه های تیر است،جایی که حداکثر تنش های برشی یا خمشی وجود دارد .
2. عدم آماده سازی سطح: ریختن بتن جدید روی بتن قدیمی که زبر نشده یا پر از شیره سیمان،گرد و غبار یا آلودگی است،که مستقیماً منجر به اتصال ضعیف و نشت می شود.
3. بی توجهی به آب بندی: غفلت از نصب واتراستاپ ها یا استفاده نکردن از پوشش های محافظ در سازه های حساس به آب، مانند فونداسیون های زیرزمینی .
4. عدم اشباع سطح (SSD): بتن قدیمی سطح خشک،آب بتن تازه را می مکد و نسبت آب به سیمان را در ناحیه تماس بالا می برد و باعث کاهش مقاومت موضعی می گردد.
5. اجرای بدون تأیید دستگاه نظارت: تغییر محل های برنامه ریزی شده درز بدون تأیید قبلی ناظر، که ممکن است محل را به یک ناحیه بحرانی منتقل کند .

جمع بندی 

اجرای صحیح قطع بتن (درز اجرایی) یک هنر مهندسی است که توازن بین نیازهای اجرایی و الزامات عملکردی سازه را برقرار می کند. ترک،نشت و ضعف اتصال در بتن، اغلب ریشه در مدیریت ضعیف این درزها دارند. رعایت دقیق توصیه های آیین نامه ای، به ویژه در خصوص انتخاب محل مناسب، آماده سازی سطح (زبر کردن و اشباع) و تمهیدات آب بندی،برای دستیابی به سازه ای بادوام و پایدار ضروری است .