درز انبساط چیست و چرا استفاده از آن در ساخت و ساز مهم است؟

پیش‌تر در مقاله‌ای به طور مفصل به درز انقطاع پرداختیم و در همان مقاله نیز اشاره جزئی به انواع درزها از جمله درز انبساط داشتیم. در این مطلب قصد داریم که به درز انبساط، انواع و اهمیت آن در سازه‌های بتنی بپردازیم. درز انبساط برای خنثی کردن انقباض و انبساط حاصل از تغییرات حرارتی و رطوبتی در انواع سازه‌ ساختمان در مقیاس‌های مختلف به کار برده‌ می‌شود. استفاده از درزهای انبساط باید طبق اصول و استانداردهای خاص صورت گیرد تا بتوان به نتیجه دلخواه رسید.

درز انبساط چیست؟

همه ما‌ می‌دانیم که بتن‌ها از مهمترین اجزای به کار رفته در انواع سازه‌ها هستند که بسیار سخت بوده و انعطاف‌پذیری پایینی دارند. از این رو برای جلوگیری از وارد آمدن آسیب به سازه به دلیل حرکات بتن ناشی شده از تغییرات حرارتی و رطوبتی، از درزهای انبساط استفاده می‌شود. به کارگیری درزهای انبساط در واقع از تشکیل ترک‌ها در مقیاس‌های مختلف جلوگیری می‌کند.

درزهای انبساط استرس و تنش ناشی از انبساط حرارتی را در خود جذب‌ و امکان حرکت میان دو جزء بتنی سازه را فراهم‌ می‌کنند. فاکتورهایی مانند نوع مصالح ساختمانی، محتوای نسبت آب به سیمان، بازه حرارتی، رطوبت و سن بتن، همگی مستعد بودن بتن در برابر انبساط را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

به عنوان مثال یک سازه بتنی ۳۰ متری را در نظر بگیرید. این سازه بتنی در درجه حرارت‌های ۳۸ درجه سانتیگراد به مقدار ۱۷ میلیمتر دچار انبساط یا افزایش طول‌ می‌شود. اگر چه این مقدار بسیار ناچیز به نظر‌ می‌رسد اما در ساختمان‌ها یا موقعیت‌هایی که تلورانس بسیار پایین است، این مقدار کم نیز می‌تواند آسیب‌های جدی به سازه وارد کند. عدم استفاده از درزها میان دال‌های بتنی موجب وارد آمدن فشار از سوی دال‌ها به یکدیگر و در نهایت نیز گسیختگی و فروریختگی سازه می‌شود.

اینکه این درزها از چه ماده و مصالحی ساخته‌ می‌شوند به مقدار حرکت پیش‌بینی شده بستگی دارد. برخی از درزهای انبساطی تنها یک شکاف و فاصله ساده هستند که با استفاده از مواد الاستیک که توانایی تغییر شکل دارند پر شده است. برخی دیگر از درزهای انبساطی نیز مکانیکی هستند که به منظور کنترل حرکات بسیار بزرگ‌تر مورد استفاده قرار‌ می‌گیرند.

درز‌های انبساط در بخش‌های مختلفی از سازه‌های بتنی از جمله فونداسیون ساختمان، دیوارها، سقف‌ها و دال‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این درزها را باید با دقت هر چه تمام‌تر طراحی، موقعیت‌یابی و نصب کرد.

درز انبساط در ساختمان‌ها

کاربرد درزهای انبساط در ساختمان‌های مسکونی و اداری، فراتر از صرفاً کنترل حرکات ناشی از انبساط‌های حرارتی است. این درزهای انبساط همچنین به کنترل ارتعاشات و لرزش های کوچک و بزرگ، انتقال بار زنده میان اجزای مختلف ساختمان و محافظت از اجزای مختلف ساختمان در برابر رطوبت کمک می‌کنند.

علاوه بر موضوع فوق؛ جهت رساندن ایمنی ساختمان به حداکثر مقدار در برابر آتش سوزی و برای جدا کردن بخش‌های مختلف ساختمان از این نوع درزها استفاده می‌کنند. به طوری که برخی از مواد پرکننده درزها دارای مقاومت حرارتی بسیار بالایی هستند و از انتشار آتش در هنگام آتش سوزی در بخش های مختلف ساختمان جلوگیری می‌کنند.

درزهای انبساطی را در ساختمان‌ می‌توان در میان دال‌های بتنی کف و سقف، دال‌های بتنی دیوار و در محل تماس میان دیوار با سقف و کف پیدا کرد. اگر دقت کرده باشید بسیاری از درز‌های به کار رفته در کف ساختمان‌ها به ویژه ساختمان‌های بزرگ را با مواد مقاوم و عمدتاً فلزی پر‌ می‌کنند تا از ماندگاری و مقاومت آن‌ها در برابر استفاده مکرر و بارهای ناشی از رفت و آمد اطمینان حاصل نمایند. در برخی از ساختمان‌ها مانند بیمارستان‌ها یا کارخانه‌های تولید کننده مواد غذایی، درزهای انبساطی را به گونه‌‌ای طراحی و نصب‌ می‌کنند که بتوان آن‌ها را به سادگی تمیز کرد.

درز انبساط در جاده‌ها

درزهای انبساطی به کار رفته در جاده‌ها به طور معمول از مواد پلاستیکی با خاصیت الاستیکی بسیار بالا ساخته شده‌اند. این درزها به طور معمول در جاده‌هایی به کار برده‌ می‌شوند که فونداسیون یا بستر آن‌ها بتنی است و پوشش آسفالت نیز بر روی آن قرار گرفته است.

درز انبساط در پل‌ها

در پل‌ها بسته به میزان حرکت عرشه از انواع خاص درزهای انبساطی استفاده می‌کند. در پل‌ها، عرشه دچار انبساط و انقباض می‌شود و در مواردی نیز ممکن است که مقداری لغزش و چرخش نیز با آن همراه باشد. در پل‌هایی که میزان حرکت در آن‌ها پایین است، از درزهای انبساطی استفاده می‌کنند که با مواد پر کننده خاصی پر‌ می‌شود. در مورد پل‌هایی که میزان حرکات در آن‌ها به مراتب بیشتر است از درزهایی استفاده می‌کنند که یک سطح سخت و مقاوم را در برابر ترافیک به دست می‌دهند. در این نوع از درزها فاصله انبساطی را پر نمی‌کنند.

محاسبه اندازه درز انبساط

اندازه درز انبساطی یا بهتر بگوییم پهنای آن را با توجه به ویژگی‌های حرارتی مواد و مصالح استفاده شده در چهارچوب سازه مشخص‌ می‌نمایند. به طور کلی می‌توان آن را به صورت معادله زیر بیان کرد:

نصب درز انبساط

عمق درز انبساطی تقریباً برابر با یک چهارم ضخامت دال است؛ اما در صورت نیاز‌ می‌تواند بیشتر نیز باشد. شکاف و فاصله درز انبساطی به نوع دال بستگی دارد و همچنین به واسطه ابعاد دال، نوع بتن و مصالح مورد استفاده تحت تأثیر قرار می‌دهد.

به دلیل ترکیب نامناسب بتن ممکن است که ترک‌هایی در بتن در درزهای انبساطی ایجاد شود. شرایط خاص موجب انقباض میان درزهای انبساطی می‌شود که در نهایت می‌تواند به تشکیل ترک‌ها ختم شود. اگرچه ممکن است اندازه این ترک بسیار کوچک و قابل چشم‌پوشی باشد اما همین ترک‌های کوچک با گذشت زمان بزرگ‌تر‌ می‌شوند و مشکلات جدی‌تری را به بار‌ می‌آورند. در هنگام نصب نیز باید سعی شود که در ایجاد شکاف لازم برای نصب درزهای انبساطی از تجهیزات استاندارد استفاده شود.

درزهای انبساطی را در ساختمان‌ها نباید به هیچ وجه خالی باقی گذاشت و باید آن‌ها را با استفاده از موادی مانند پرکننده درز، مواد آب بندی و نوار‌های ضد آب کاملاً پر کرد. مواد پر کننده درزها عمدتاً از جنس بیتومین هستند. بیتومین ها موادی قابل ارتجاع و انعطاف‌پذیر هستند و مانعی برای عملکرد درزهای انبساطی نخواهند بود.

مواد آب‌بندی کننده نیز از درزها در مقابل رطوبت و گرد و غبار محافظت می‌کند. باید دقت داشت که این مواد بدون رنگ، غیر سمی و غیر قابل حل شدن باشند. نوارهای ضد آب نیز به منظور جلوگیری از ورود آب به فضای میان درزها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این نوارها نباید در مکان‌هایی که احتمال تماس با مواد شیمیایی خورنده وجود دارد استفاده کرد. پهنای این نوارها می‌تواند از ۱۵ تا ۲۰ سانتیمتر متغیر باشد اما ضخامت آن‌ها نباید کمتر از ۵۶ نانومتر باشد.

مشکلات ناشی از درز انبساط

به طور کلی مهم‌ترین مشکلات ناشی از نصب درز انبساط را می‌توان در 3 مورد زیر جای داد:

نشت آب

در فصل‌های بارانی آب می‌تواند از طریق درزهای انبساط که به خوبی عایق‌کاری ساختمان در آنها صورت نگرفته است، به فضاهای داخلی ساختمان‌ راه یابد که با خساراتی همراه خواهد بود.

افزایش حشرات

حشرات مزاحم می‌توانند از طریق فضای موجود در این درزها به محیط داخلی ساختمان‌ها راه یابند. از طرفی هم این فضاهای خالی در صورتی که به طور مناسب درزگیری نشوند محل مناسبی برای رشد و تجمع حشرات مزاحم خواهد بود.

سخن آخر

در تمامی مراحل اجرای درز انبساط باید تمامی دقت لازم را به کار بست زیرا که هرگونه نقص در درز می‌تواند خسارات بزرگ‌تری را به دنبال داشته باشد.