درز انبساطی (Expansion Joint)
تعریف
درز انبساطی، فاصله ای کنترل شده در سازه یا المان‌های ساختمانی است که برای جذب حرکت‌های ناشی از تغییرات دما، بارگذاری دینامیک، نشست و ارتعاشات طراحی می‌شود. این درز از ایجاد تنش‌های مخرب، ترک‌خوردگی و تخریب مصالح جلوگیری می‌کند.
اهداف اصلی
- جذب تغییر طول ناشی از انبساط و انقباض مصالح
- جلوگیری از انتقال بارهای اضافی به قسمت‌های ثابت سازه
- کاهش تنش‌های حرارتی و مکانیکی
- افزایش دوام و عمر مفید سازه
اجزاء و مصالح رایج
- پروفیل‌های لاستیکی یا فنری
- صفحه‌های فولادی یا گالوانیزه
- نوارهای الاستومری و واتر استاپ
- ملات‌های ترمیمی و درزگیرهای پلی‌یورتان
نکات طراحی و اجرا
- تعیین عرض مناسب بر اساس دامنه تغییرات دما
- بررسی حرکت‌های جانبی و محوری سازه
- انتخاب مصالح با مقاومت کافی در برابر آتش، رطوبت و سایش
- اجرای دقیق جزئیات نصب و پرس کردن مهره‌ها یا چسباندن نوارها
- بازرسی دوره‌ای و نگهداری منظم برای جلوگیری از گرفتگی یا تخریب
مزایا
- کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری بلندمدت
- جلوگیری از شکست‌های ناگهانی مصالح
- امکان طراحی سازه‌های بزرگ و پیوسته
- افزایش انعطاف‌پذیری و ایمنی در برابر زلزله
کاربردهای خاص درز انبساطی چیست؟
۱. پل‌ها و سازه‌های هیدرولیکی
- استفاده از درزهای طولی و عرضی برای جبران انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دما
- تونل‌های زیرآبی و سدها که فشار هیدرواستاتیک و حرکت خاک را متعادل می‌کنند
۲. ساختمان‌های مرتفع و مجتمع‌ها
- برج‌های بلند؛ جلوگیری از آسیب ناشی از نشست غیر یکنواخت و انقباض حرارتی
- پارکینگ‌های طبقاتی و سالن‌های نمایش بزرگ با کف‌های پیوسته
۳. تأسیسات مکانیکی و لوله‌کشی
- لوله‌کشی سیستم‌های بخار، آب گرم و مبدل‌های حرارتی (استفاده از «بلوز» یا Bellows)
- اتصالات HVAC و کانال‌کشی برای کنترل ارتعاش و جابجایی حرارتی
۴. حمل‌ونقل ریلی و جاده‌ای
- ریل‌های راه‌آهن شهری و بین‌شهری برای پیشگیری از کمانش (Buckling)
- درزهای بزرگراه‌ها، پیاده‌روها و باندهای فرودگاه برای کنترل تنش‌های حرارتی
۵. مخازن، حوضچه‌ها و تانک‌ها
- مخازن ذخیره آب، سوخت و مواد شیمیایی؛ جذب فشار ناشی از پر و خالی شدن
- استخرهای شنا و تصفیه‌خانه‌ها برای جلوگیری از ترک‌خوردگی درون بتن
۶. نما و دیواره‌های خارجی
- نمای شیشه‌ای و کرتین‌وال برای کنترل حرکت‌های حرارتی و باد
- نماهای سنگی یا کامپوزیتی با نوارهای آب‌بندی الاستومری
کدام مصالح برای درز انبساطی بهتر هستند؟
شاخص‌های اصلی انتخاب مصالح
برای انتخاب مصالح درز انبساطی باید موارد زیر در نظر گرفته شوند:
- دامنه حرکت (انبساط و انقباض) مورد انتظار
- محدوده دمایی محیط اجرا
- مقاومت در برابر عوامل شیمیایی، UV و شرایط جوی
- طول عمر مفید و قابلیت تعویض
- ظرفیت جذب ارتعاش و بارگذاری دینامیک
انواع مصالح و ویژگی‌های کلیدی
- الاستومرها
- EPDM: مقاومت بالا در برابر UV و ازن، دمای کاری −40 تا +120°C
- NBR (نیتریل): مقاومت عالی در برابر روغن و سوخت، دمای کاری −30 تا +100°C
- سیلیکون: گستره دمایی وسیع (−60 تا +200°C)، قابلیت ارتجاعی بسیار بالا
- پلی‌یورتان: مقاومت سایشی و مکانیکی مطلوب، دمای کاری −40 تا +80°C
- نوارهای میزبان (Backer Rod)
- فوم پلی‌اتر باز سلولی: سبک، مقاوم در برابر جذب آب
- فوم پلی‌اتر بسته سلولی: تحمل فشار بیشتر، عدم نفوذ رطوبت
- درزگیرها (Sealants)
- پلی‌سولفید: مقاومت شیمیایی و حرارتی بالا، دامنه حرکت ±20%
- پلی‌یورتان: چسبندگی خوب به بتن و فولاد، دامنه حرکت ±25%
- سیلیکون: چسبندگی مناسب به سطوح شیشه‌ای و فلزی، دامنه حرکت ±50%
- صفحات فلزی و پوشش‌ها
- آلومینیوم: سبک، ضد زنگ
- فولاد گالوانیزه: مقاومت مکانیکی بالا
- واتر استاپ‌ها (Waterstops)
- PVC: مقاوم در برابر مواد شیمیایی و سایش
- بنتونیت: خود متورم‌شونده، مناسب برای آب‌بندی بتن
جدول مقایسه مصالح
| مصالح | دامنه حرکت | محدوده دما (°C) | مقاومت شیمیایی | عمر مفید (سال) | نکات کلیدی |
|---|---|---|---|---|---|
| EPDM Rubber | ±25% | −40 تا +120 | خوب | 20–25 | ضد UV و ازن |
| NBR (Nitrile) | ±20% | −30 تا +100 | عالی در روغن | 15–20 | مناسب تأسیسات نفت و گاز |
| سیلیکون | ±50% | −60 تا +200 | متوسط | 20–30 | مناسب دماهای بسیار پایین |
| پلی‌یورتان | ±30% | −40 تا +80 | خوب | 10–15 | مقاومت سایشی بالا |
| پلی‌سولفید | ±20% | −40 تا +90 | عالی | 25–30 | مناسب پل‌ها و تونل‌ها |
نکات اجرایی و نگهداری
- قبل از نصب، محل درز را کاملا تمیز و خشک کنید.
- نوار میزبان را مطابق عمق مورد نیاز در ساب‌استراکت قرار دهید.
- درزگیر یا الاستومر را با توجه به مشخصات تولیدکننده و دمای محیط اجرا نمایید.
- پس از خشک شدن اولیه، عملکرد درز را در شرایط حرکتی آزمایش کنید.
- بازرسی دوره‌ای (هر ۶ تا ۱۲ ماه) برای بررسی خوردگی، پارگی یا شیارهای غیرعادی ضروری است.
- در صورت مشاهده آسیب، صرفا بخش معیوب را با مصالح مشابه تعویض کنید تا طول عمر کلی سیستم کاهش نیابد.
