یکی از جذابیت‌های علم فیزیک بحث انبساط و انقباض است که در اثر افزایش انرژی جنبشی و تحرکات مولکولی به وجود می‌آیند و اتم‌ها و ذرات سازنده اجسام به فضای بیشتری برای جنب‌وجوش نیاز پیدا می‌کنند. انبساط در حقیقت به میزان افزایش حجم مواد در اثر افزایش دما گفته می‌شود و زمانی که اجزای مختلف با ضریب انبساط مختلف در کنار هم قرار بگیرند اهمیت بالایی پیدا می‌کند. حالا درز انبساط چیست؟ در صنعت ساختمان‌سازی نیز برای جلوگیری از تنش‌های ناشی انبساط و انقباض از درز انبساط استفاده می‌شود.
استفاده از درزهای انبساط در صنعت ساختمان‌سازی، پل‌سازی و … می‌تواند مزایای متعددی داشته باشد البته باید طبق اصول و استانداردهای خاص اجرا شود. در ادامه مطلب مشخص خواهد شد که درز انبساط چیست؟ نحوه محاسبه آن چگونه بوده و از چه مشکلاتی برخوردار است.
درز انبساط چیست ؟
همه افراد با کاربردها و اهمیت بتن در صنعت ساختمان‌سازی خصوصاً در دنیای امروز به‌خوبی آشنایی دارند و می‌دانند که این ماده بسیار سخت بوده و تقریباً غیرقابل انعطاف است و این می‌تواند به آسیب‌پذیر بودن آن کمک کند. تغییرات حرارتی و رطوبتی می‌توانند باعث حرکت بتن و در نهایت آسیب دیدن آن شوند به همین دلیل امروزه از درزهای انبساط برای برطرف کردن این مشکل استفاده می‌شود. در حقیقت درز انبساط به تکنیکی در صنعت ساختمان‌سازی گفته می‌شود که در آن به تعبیه یک فضای مشخص به مواد و مصالح ساختمان فرصت داده می‌شود که انبساط و انقباض خود که در اثر تغییرات دمایی و حرارتی ایجاد می‌شوند را جبران کنند.
در اصل این درزهای انبساط استرس و تنش‌های حرارتی را جذب کرده و امکان حرکت میان دو جز بتنی در یک سازه را فراهم می‌کند. همچنین این درزها می‌توانند در هدایت و انتقال انواع بارهای وارد بر ساختمان به زمین تأثیر داشته باشند. در حقیقت انبساط‌های میلی‌متری نیز می‌تواند در ساختمان‌هایی که تلورانس پایینی دارند خطرآفرین باشد به همین دلیل لازم است که حتماً از درز انبساط استفاده شود.
انواع کاربرد درز انبساط
به‌صورت کلی امروزه می‌توان از درز انبساط در تمامی پروژه‌هایی که از بتن استفاده می‌کنند بهره برد چرا که می‌تواند به افزایش طول عمر و کاهش آسیب‌های احتمالی کمک زیادی بکند. ازجمله رایج‌ترین کاربردهای درزهای انبساط می‌توان به موارد زیر اشاره داشت.
- درز انبساط مانند انواع یونولیت در ساختمان کاربردهای متعددی دارد و صرفاً بر ای کنترل حرکات ناشی از انبساط‌های حرارتی به کار نمی‌رود. انتقال بار زنده میان اجزای مختلف، کنترل ارتعاشات و لرزش‌های کوچک، افزایش ایمنی ساختمان در برابر آتش‌سوزی، جدا کردن بخش‌های مختلف ساختمان و … از مهم‌ترین کاربردهای این درزها در ساختمان‌های مسکونی، اداری و تجاری هستند.
- از این درزها در صنعت راه و جاده‌سازی استفاده می‌شود و معمولاً از مواد پلاستیک با خاصیت الاستیکی بسیار بالا ساخته می‌شوند. این درزها در جاده‌هایی کاربرد دارند که فونداسیون آنها بتنی است.
- از دیگر کاربردهای اصلی درز انبساط می‌توان به پل‌ها اشاره کرد. معمولاً ارتعاش، انبساط و انقباض در پل‌ها بالا می‌باشد به همین دلیل از این درزها برای کنترل آنها استفاده می‌شود.
مهم‌ترین فاکتورها در تعیین محل درز انبساط
برای نصب و استفاده از درز انبساط لازم است که به عوامل و فاکتورهای مختلفی توجه داشت که مهم‌ترین آنها شامل موارد زیر هستند:
- نوع ساختمان (اداری، مسکونی، صنعتی، تجاری و …)
- تعداد طبقات تشکیل دهنده و ارتفاع ساختمان
- نوع و میزان مصالح مورد استفاده در ساختمان
- شرایط آب و هوایی و موقعیت جغرافیایی محل احداث ساختمان
- میزان بارهای وارد شده به بخش‌های مختلف ساختمان و …
به‌صورت کلی در ساختمان‌هایی که ارتفاعی بیشتر از ۵۰ متر دارند از درزهای انبساطی استفاده می‌شود. همچنین این درزها در ساختمان‌هایی که نسبت طول به عرض آنها از یک‌سوم بیشتر است به کار می‌روند. در نهایت محل قرارگیری درزهای انبساطی در ساختمان‌ها باید توسط مهندسین معمار و با استفاده از محاسبات دقیق انجام شود. به‌صورت کلی از نظر قانون پیمانکاران در تمامی ساختمان‌هایی که دارای شرایط ویژه از نظر ارتفاع و تعداد طبقات باشند موظف به اجرای درز انبساط هستند.
محاسبه میزان درز انبساط
اندازه درز انبساط یا پهنای درز انبساط می‌تواند بر اساس ویژگی‌های حرارت مواد و مصالح به کار رفته در سازه ارزیابی شود. به صورت کلی معادله محاسبه میزان درز انبساط به شرح زیر است:
∆=αL∆T
- در این معادله مقدار α برابر است با ۰.۰۰۰۰۰۶۵
- همچنین مقدار ∆T برابر است با ∆T= (TW- TM), (Tm-Tc)
مهم‌ترین مشکلات استفاده از درز انبساطی چیست؟
اگرچه استفاده از درزهای انبساطی در ساختمان‌ها، جاده‌ها و پل‌ها مزایای متعددی دارند و می‌توانند به افزایش طول عمر سازه، افزایش مقاومت و… کمک زیادی بکند اما می‌توانند مشکلات و ایراداتی نیز داشته باشند که مهم‌ترین آنها به شرح زیر می‌باشند:
- در فصول بارانی سال آب به‌راحتی می‌تواند از این درزها به بخش‌های مختلف ساختمان نشت کند. چنانچه ساختمان‌های مسکونی با انواع عایق ساختمانی به‌خوبی عایق‌بندی نشده باشند نشت آب از این درزها می‌تواند مشکلات مختلفی ایجاد کند.
- با توجه به آنکه درزهای انبساطی یک شیار و فاصله ایجاد می‌کنند می‌تواند به یک فضای مناسب برای تجمع انواع حشرات و جانداران کوچک باشد. چنانچه این درزها به‌خوبی با استفاده از مواد مناسب درزگیری نشده باشند می‌تواند باعث ایجاد حساسیت‌ها و بیماری‌های مختلفی شوند.
- این درزها می‌توانند در هدر رفتن انرژی خصوصاً در ساختمان‌های تجاری و اداری مؤثر باشند.
مهم‌ترین مواد برای پر کردن درزهای انبساط
برای اجرا و پیاده‌سازی این درزها در پروژه‌های مختلف ساختمان از مواد و مصالح مختلفی استفاده می‌شود و هر کدام از این مواد می‌توانند با توجه به شرایط محیطی، میزان بار و … انتخاب شود. ازجمله رایج‌ترین مواد و مصالح برای اجرای درزهای انبساط می‌توان موارد زیر را عنوان کرد:
- فیلرها که می‌توانند شامل الیاف‌های گیاهی، انواع لاستیک‌ها، چوب‌پنبه، ترکیبات آسفالت و … باشند. این مواد از طول عمر بالایی برخوردارند، قابلیت شکل‌پذیری مناسبی دارند، انعطاف‌پذیر هستند و به دیواره‌های درز نمی‌چسبند.
- مواد و مصالح آب‌بندی که می‌توانند در برابر نفوذ هوا و رطوبت مقاومت مناسبی داشته باشند. این مواد می‌توانند فلزی، لاستیکی، پلاستیکی و … باشند.
- انواع پوشش‌ها که می‌توانند از جنس آلومینیوم، چوب، لاستیک و … باشند. البته امروزه از فوم پلاستوفوم و یونولیت نیز می‌توان برای پر کردن این درزها استفاده کرد. قیمت بلوک یونولیت در مقایسه با بسیار از مواد پرکننده دیگر مناسب‌تر است به همین دلیل در بسیاری از ساختمان‌ها از آن استفاده می‌شود.
جمع‌بندی نهایی
در پاسخ به این سؤال که درز انبساط چیست؟ باید عنوان کرد که این درزها در حقیقت برای برطرف کردن تغییرات مصالح ساختمان در اثر انبساط و انقباض طراحی شده‌اند و می‌توانند مانع از آسیب دیدن و خسارت بخش‌های مختلف ساختمان در اثر تغییرات دمایی شوند. این درزها در ساختمان‌ها، جاده‌ها و پل‌ها بیشترین کارایی را دارند و می‌توانند تحت تأثیر عوامل و فاکتورهای مختلفی قرار بگیرند.
