گروه مهندسی بتن آزما

تعریف هوای سرد در بتن ریزی

برای بررسی ضوابط بتن‏ ریزی در هوای سرد، ابتدا باید دانست که هوای سرد از دید استاندارد ها و آیین نامه های بتن ملی و بین المللی چه تعریفی دارد. برای این منظور در این مقاله از ویرایش چهارم مبحث 9 مقررات ملی ساختمان ایران به نمایندگی از مواد موجود استفاده خواهیم کرد که ضوابط این مبحث برای بتن ریزی در هوای سرد به شرح زیر می باشد:

هوای سرد به وضعیتی اطلاق می گردد که برای سه روز متوالی، هر دوی شرط (الف) و (ب) برقرار باشد.

الف) دمای متوسط روزانه هوا در شبانه روز کمتر از 5 درجه سلسیوس باشد. منظور از دمای متوسط روزانه، میانگین حداکثر و حداقل دمای هوا در فاصله زمانی نیمه شب تا نیمه روز است.

ب) دمای هوا برای بیشتر از نصف روز از 10 درجه سلسیوس زیادتر نباشد.

تدابیر لازم جهت بتن ریزی در هوای سرد

برخی از تدابیر احتیاطی توصیه شده توسط این استاندارد برای بتن ریزی در هوای سرد و یخبندان عبارت است از اینکه: در بتن ریزی در هوای سرد باید دقت لازم در انتخاب مصالح مصرفی، طرح مخلوط بتن، شرایط اختلاط، حمل، ریختن و عمل آوردن بتن صورت گیرد تا اطمینان حاصل شود که بتن تازه ریخته شده دچار یخ زدگی نگردد و بتن سخت شده نیز دارای کیفیت لازم باشد.

دمای بتن در طول مدت بتن ریزی و عمل آوری بتن باید ثبت گردد تا اطمینان حاصل شود که محدوده توصیه شده در این مقررات حفظ شده باشد، برای این مورد دمای بتن باید حداقل دو بار در شبانه روز در نقاط مختلف ساختمان ثبت گردد تا از وضعیت عمل آوری و نگهداری بتن اطمینان کافی حاصل گردد.

از نقاط آسیب پذیر گوشه ها و لبه های بتن در مقابل یخ زدن، به طور ویژه ای محافظت گردد چرا که هوای سرد که موجب کاهش واکنش شیمیایی هیدراتاسیون می شود بیشتر در این نقاط اثر گذاشته و از گیرش و روند کسب مقاومت فشاری اولیه باز می ماند، برای این منظور انواع ضد یخ و زودگیر کننده بتن و ملات استفاده می گردد.

سیمان و مصالح مناسب برای بتن ریزی در هوای سرد

• می توان از سیمان زود سخت شونده (پرتلند نوع 3) به جای سیمان معمولی برای اطمینان از سرعت بیشتر کسب مقاومت بتن استفاده نمود، همچنین استفاده از سیمان های آمیخته، به ویژه سیمان پوزولانی د بتن ریزی در هوای سرد توصیه نمی گردد.
• می توان از آب گرم برای رساندن بتن به دمای مطلوب استفاده نمود. در این حالت باید از تماس مستقیم آب گرم بیش از 40 درجه سلسیوس و سیمان جلوگیری شود و این موضوع در نحوه ریختن مصالح در مخلوط کن مراعات گردد.
• سنگدانه ها در هنگام مصرف نباید آغشته به یخ و برف باشند. معمولاً ماسه از شن مرطوب تر، و احتمال وجود یخ در آن بیشتر است. بنابراین اغلب گرم کردن ماسه ضرورت پیدا می کند.
• استفاده از انواع ضد یخ مایع بدون کلراید برای بتن ریزی با بتن مسلح و استفاده از پودر زودگیر ملات های سیمانی و ضیخ پودری با کلراید برای بتن غیر مسلح، سنگ کاری و سیمانکاری و ساخت قطعات سیمانی نظیر بلوک.

الزامات بتن ریزی در هوای سرد

یکی از الزامات طرح مخلوط بتن انتخاب نسبت آب به سیمان با توجه به روند کسب مقاومت بتن در دمای محیط است. نسبت آب به سیمان نباید از 50 درصد بیشتر باشد. بنابراین لازم است قبل از شروع بتن ریزی تدابیر لازم برای کسب مقاومت اولیه بتن صورت گیرد.

برای کاهش میزان آب قابل بخ زدن در بتن و همچنین کاهش میزان آب انداختن بتن تازه، مقدار آب اختلاط بتن باید حداقل ممکن باشد. بنابراین برای تأمین کارایی لازم، می توان از انواع افزودنی های پلیمری فوق روان کننده و ابر روانساز مورد استفاده در بتن بکاربرد و شاهد کاهش نسبت آب به سیمان بود.

نکته: در صورتیکه از مواد افزودنی روان کننده بتن استفاده نمی شود، اسلامپ بتن نباید بیش از 50 میلیمتر انتخاب گردد.

حداقل دمای بتن در زمستان

حداقل دمای مجاز بتن هنگام اختلاط، ریختن و نگهداری، و نیز حداکثر مجاز افت تدریجی دما در 24 ساعت اولیه پس از خاتمه دوره عمل آوری بتن مطابق جدول زیر است.

دمای بتن هنگام اختلاط نباید بیش از 8 درجه سلسیوس زیادتر از مقادیر جدول ذیل باشد. زیرا موجب اتلاف انرژی بیشتر، افت شدید اسلامپ و در نهایت کاهش کیفیت بتن می گردد. در صورت تأمین کارایی لازم، رعایت این بند الزامی نیست.

دمای بتن هنگام ریختن نباید بیش از 11 درجه سلسیوس زیادتر از مقادیر جدول حداقل دمای بتن باشد. در غیر اینصورت موجب کاهش کیفیت بتن می گردد. در صورت تأمین کارایی لازم در محل کار و در لحظه بتن ریزی، رعایت این بند الزامی نیست.

توجه: چنانچه تدابیری ویژه برای اختلاط و بتن ریزی فراهم نگردد، ریختن بتن در دمای منفی 20 درجه سانتیگراد و کمتر از آن ممنوع است. در اینگونه موارد برای پیشگیری از تعطیلی کارگاه ها و پروژه های ساختمانی استفاده از ضدیخ بتن مسلح AG Antifreeze R می تواند سودمند باشد

نکات بتن ریزی در هوای سرد

حمل و ریختن بتن باید به نحوی باشد که بتن تازه دمای خود را از دست ندهد. بتن باید در حد امکان در وسایل سربسته و عایق بندی شده حمل گردد. و قبل از بتن ریزی باید میلگردها، قالب، سطح بتن سخت شده قبلی و زمین از هر نوع یخ زدگی زدوده شوند.

مهندسین و پیمانکاران پروژه اغلب از عایق حرارتی و گرم کردن قالب‌ ها تا دستیابی به دمای پایدار استفاده می‌کنند و سپس از یک پتوی مخصوص برای پوشاندن و حفظ گرمای تولید شده توسط مخلوط بتنی برای چند روز اول استفاده می‌کنند (این روش مشابه رفتار پرندگان در گرم نگه داشتن خود با هوای گرم موجود در پرهایشان است) برای بهبود این رویه می توان از ضد یخ بتن بدون کلراید AG Antifreeze R برای بتن های مسلح استفاده کرد.

روش عمل آوری بتن در هوای سرد

عمل آوری بتن تازه باید حداقل تا رسیدن بتن به مقاومت 5 مگاپاسگال ادامه باید. برای عمل آوری بتن تازه و محافظت آن از یخ زدگی می توان از روش های سه گانه زیر استفاده نمود:

1. با استفاده از پوشش های عایق
2. با استفاده از گرم کردن بتن و محیط اطراف
3. استفاده از مواد افزودنی زودگیر کننده بر پایه کلرید کلسیم برای بتن های غیر مسلح و ملات مانند ضد یخ با کلراید AG Antifreeze C

نکته: بتن تازه باید در مقابل وزش باد، به ویژه پس از برداشتن پوشش ها، محافظت گردد. باید توجه داشت که از تبخیر زیاد آب و بروز پدیده کربناتاسیون در سطوح بتن بر اثر احتراق مواد سوختنی برای گرم کردن آن جلوگیری شود. و همانطور که برای اهل فن مشخص است برای پرهیز از این مشکلات می توان از ضدیخ ملات AG Antifreeze C استفاده کرد.

زمان گیرش اولیه بتن در هوای سرد

لازم است که از یخ زدگی بتن اشباع شده ای که مقاومت آن به 14 مگاپاسگال نرسیده است، جلوگیری به عمل آید. باید از روش های استاندارد و با تهیه نمونه های کارگاهی برای تشخیص رسیدن بتن به مقاومت کافی استفاده نمود. می توان با روش های غیرمخرب استاندارد شده نیز مقاومت فشاری بتن را برای این منظور تخمین زد.