بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم همراه فیلم + الزامات و دستورکار

بتن ریزی در هوای سرد، یکی از مهم‌ترین چالش‌های اجرایی در پروژه‌های عمرانی است. کاهش دما می‌تواند فرایند هیدراتاسیون سیمان را کند کرده و حتی باعث یخ‌ زدگی بتن تازه و افت شدید مقاومت شود. شاید برای شما هم این سوال پیش آمده باشد که بتن در چه دمایی یخ می‌زند یا در چه شرایطی مجاز به بتن‌ ریزی هستیم؟ برای پاسخ به این سوالات علاوه بر تجربه‌ کارگاهی، لازم است به مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، آیین‌نامه بتن ایران (آبا) و همچنین نشریه ۵۵ رجوع کنیم تا مطابق با ضوابط فنی عمل کنیم.

در این مقاله از آکادمی عمران، علاوه بر تعریف دقیق هوای سرد از نظر آیین‌نامه‌ها، به بررسی تمهیدات لازم برای بتن ریزی در هوای سرد، معرفی جدول‌های آیین‌نامه‌ای برای هوای سرد، نکات اجرایی مهم و راهکارهای عمل‌آوری و حفاظت از بتن تازه می‌پردازیم. اگر شما هم به‌عنوان یک مهندس عمران درگیر اجرای بتن در زمستان یا مناطق سردسیر هستید، این مطلب می‌تواند به‌عنوان یک راهنمای جامع بتن‌ ریزی در هوای سرد، شما را برای تصمیم‌گیری صحیح و جلوگیری از خسارت‌های احتمالی یاری کند. پس تا انتهای مقاله همراه ما باشید.

بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم و آبا

ابتدا در فیلم زیر نکات حرفه‌ای و کاربردی بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم را برایتان شرح می‌دهیم تا این مقاله را با دید بهتری بخوانید. همچنین اگر می‌خواهید با تمام ریزه کاری‌های اجرای ساختمان آشنا شوید، توصیه می‌کنیم حتما به دوره اجرای ساختمان سر بزنید.

تعریف هوای سرد مطابق آیین نامه آبا و مقررات ملی ساختمان

بر اساس آیین‌ نامه بتن ایران (آبا) و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، هوای سرد به شرایطی اطلاق می‌شود که برای برای سه روز متوالی شرایط زیر برقرار باشد:

• دمای متوسط 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.

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

آیین نامه بتن ایران (آبا) زمانی اعمال تدابیر بتن ریزی در هوای سرد را ضروری می‌داند که دمای محیط کمتر از 5 درجه سانتی گراد باشد.

همچنین طبق گفته موسسه بتن آمریکا (ACI) نیز هوای سرد به هوایی گفته می‌شود که دو شرط زیر برقرار باشد:

• میانگین حداقل و حداکثر دمای هوای ثبت شده در ۳ روز متوالی کمتز از 5 درجه سانتی گراد باشد.
• دمای هوا در فاصله زمانی 24 ساعت، حداقل 12 ساعت برابر 10 درجه سانتی گراد و یا کمتر باشد.

بتن در چه دمایی یخ میزند؟

بتن ریزی در هوای گرم هم نکات و تدابیر خاص خودش را دارد. پیشنهاد می‌کنیم برای مطالعه بیشتر در مورد  بتن‌ ریزی در هوای گرم روی لینک آبی رنگ کلیک کنید.

حداقل دمای بتن ریزی در هوای سرد

حداقل دمای بتن در شرایط مختلف را می‌توانید در جدول زیر از آیین نامه آبا مشاهده کنید:

همچنین با کلیک روی دکمه زیر می‌توانید آیین‌نامه مربوطه را دانلود کرده و تمام ضوابط و استانداردهای مربوط به بتن‌ ریزی در هوای سرد و گرم را مطالعه کنید.

دانلود آیین نامه بتن ایران (آبا)

دستور کار بتن ریزی در هوای سرد

دستورالعمل و تدابیر بتن ریزی هوای سرد را می‌توان به سه مرحله‌ قبل، حین و بعد از بتن‌ ریزی دسته‌بندی کرد که در ادامه هر یک از آن‌ها را به‌ صورت جداگانه بررسی می‌کنیم.

اقدامات قبل از بتن‌ ریزی

• برنامه ریزی و تجهیز کارگاه: تعیین روش بتن‌ ریزی، برگزاری جلسه با عوامل اجرایی و تجهیز کارگاه به دماسنج، پوشش محافظتی و وسایل گرمازا.
• کنترل زمین و فونداسیون: مطابق ACI306R-16 برای جلوگیری از لایه لایه شدن بتن، دمای خاک و بتن مگر باید بالای صفر باشد. همچنین اختلاف دمای زمین و بتن تازه حداکثر ۱۱ درجه سلسیوس باشد.
• آماده‌سازی قالب و آرماتور: برف و یخ از قالب‌ها باید کاملا پاک شود و دمای فلزاتی که با بتن در تماس هستند، بالای صفر باشد. در صورت امکان از قالب چوبی به‌ جای فلزی استفاده شود.

الزامات حین بتن‌ ریزی هوای سرد

• کنترل دما: دمای بتن طبق جدول آیین‌نامه (حداقل ۵ و ترجیحا ۱۰ درجه) رعایت شود.
• اسلامپ و کارایی: اسلامپ حداکثر ۵ سانتی‌متر؛ برای حفظ کارایی از روان‌کننده‌ها استفاده شود، نه آب اضافی.
• اختلاط و حمل: از سیمان تیپ ۳ یا افزودنی‌های زودگیر استفاده شود، آب اختلاط گرم باشد، حمل و تخلیه سریع انجام شود.

الزامات بعد از بتن ریزی و عمل آوری بتن در هوای سرد

عمل‌آوری بتن در هوای سرد فرآیندی حیاتی است که طی آن دما و رطوبت کافی برای تکمیل واکنش هیدراتاسیون سیمان حفظ می‌شود. اگر این فرآیند به‌درستی انجام نگیرد، عملیات هیدراتاسیون ناقص مانده و در نتیجه مقاومت و دوام بتن کاهش می‌یابد.

در این شرایط باید توجه داشت که:

• عملیات آب‌رسانی به بتن تازه نباید متوقف شود، اما از ایجاد رطوبت اضافی که احتمال یخ‌زدگی را افزایش می‌دهد باید اجتناب کرد.
• در کنار آب‌رسانی، استفاده از پوشش‌های عایق مانند پتوهای حرارتی، ورق‌های پلاستیکی و همچنین تجهیزات گرمایشی نظیر بخاری یا هیتر برای حفظ دمای مناسب بتن ضروری است.
• در روزهای نخست پس از بتن‌ ریزی در هوای سرد، یخ‌زدگی بتن به هیچ‌ وجه نباید اتفاق بیفتد، زیرا این مسئله باعث ترک‌ خوردگی و از بین رفتن مقاومت خواهد شد.
• برای امکان بارگذاری ایمن و جمع‌آوری شمع‌ها و ستون‌های موقت، لازم است بتن به مقاومت اولیه موردنیاز برسد، بنابراین حفاظت و عمل‌ آوری باید تا دستیابی بتن به حداقل مقاومت70 درصد مقاومت مشخصه ادامه یابد.
• حذف پوشش‌ها یا قطع گرمایش باید به‌ صورت تدریجی انجام شود تا از بروز شوک حرارتی و ترک جلوگیری گردد.

الزامات و توصیه‌های فنی

• استفاده از مصالح مناسب و سیمان زودگیر
• انتخاب حداقل اسلامپ ممکن جهت کاهش آب اختلاط
• بهره‌گیری از افزودنی‌های زودگیر، ضدیخ و حباب‌زا
• استفاده از ژل میکروسیلیس برای افزایش روانی بدون افزودن آب اضافی
• کنترل و حفظ حرارت سطح بتن تا پایان دوره عمل‌آوری

بزرگترین جشنواره تخفیفی آکادمی عمران تو راهه...

مشاهده و رزرو

راه های جلوگیری از یخ زدگی بتن

رعایت نکات زیر در حین بتن ریزی هوای سرد می‌تواند از یخ زدن بتن جلوگیری کند:

1. استفاده از سیمان زودگیر

برای بتن‌ ریزی در هوای سرد می‌توان به جای سیمان پرتلند معمولی از سیمان تیپ ۳ زودسخت‌شونده استفاده کرد. این نوع سیمان با تسریع هیدراتاسیون باعث می‌شود بتن سریع‌تر به مقاومت لازم برسد و خطر یخ‌زدگی کاهش یابد. در مقابل، طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، استفاده از سیمان‌های آمیخته به‌ویژه پوزولانی در هوای سرد توصیه نمی‌شود.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد پوزولان‌ها و انواع مواد افزودنی به مقاله مواد افزودنی بتن سر بزنید.

2. گرم کردن آب

استفاده از آب گرم یکی از روش‌های رساندن دمای مخلوط به دمای مطلوب است. یعنی از آب گرم شده در اختلاط بتن استفاده کنیم. دقت کنید که از تماس مستقیم آب گرم بیش از 40 درجه سانتی گراد با سیمان جلوگیری شود.

3. گرم کردن سنگدانه‌های شن و ماسه

دقت کنید که هنگام بتن ریزی در هوای سرد، از آغشته نبودن مصالح سنگی به برف و یخ زدگی آن‌ها اطمینان حاصل کنید. معمولا ماسه از شن مرطوب تر و احتمال وجود یخ در آن بیشتر است. در این مواقع می‌توانید سنگدانه‌ها را گرم کنید. برای این کار کافی است تا از بخار آب داغ یا گرمای بخاری در کنار سنگدانه‌ها استفاده کنید و از نایلون کمک بگیرید تا گرمای حاصل حفظ شود. در اغلب موارد ماسه به دلیل آب اشباع بیشتر یخ می‌زند و گرم کردن آن ضرورت پیدا می‌کند.

4. کم کردن آب در طرح اختلاط بتن

برای بتن ریزی در هوای سرد تا حد امکان باید اسلامپ مخلوط مورد نظر را پایین در نظر گرفت. حداکثر اسلامپ مخلوط در هوای سرد 5 سانتی متر بوده و تا جایی که کارایی و روانی بتن اجازه می‌دهد، باید از آب کمتری در طرح اختلاط استفاده کنیم.

مقدار آب باید به قدری باشد که هیدراتاسیون سیمان به طور کامل انجام شود و آب لازم جهت این کار تامین شود ولی از آبی که برای تامین روانی و کارایی استفاده می‌شود باید بکاهیم. برای جبران کارایی مخلوط می‌توان از مواد افزودنی روان کننده استفاده کرد.

طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان:

• نسبت آب به سیمان نباید از 50 درصد بیشتر باشد.
•  برای کاهش میزان آب قابل یخ زدن در مخلوط و همچنین کاهش میزان آب انداختن مخلوط بتنی تازه، باید مقدار آب اختلاط حداقل ممکن باشد. بنابراین برای تأمین کارایی لازم می‌توان از مواد افزودنی خمیری کننده و روان کننده استفاده نمود.
• در صورتی که از مواد افزودنی روان کننده استفاده نمی‌شود، اسلامپ مخلوط نباید بیش از 50 میلی‌متر انتخاب گردد.

برای اینکه در مورد کارایی بتن بیشتر بدانید، حتما روی لینک آبی کلیک کنید.

5. استفاده از ضدیخ بتن، افزودنی‌های حباب ساز و روان کننده‌ها

ضد یخ بتن یا شتاب‌دهنده: یکی از راهکارهای اصلی در بتن‌ریزی در هوای سرد است. این افزودنی با افزایش سرعت هیدراتاسیون، مانع یخ‌زدگی آب موجود در مخلوط شده و فرصت کافی برای گیرش اولیه و کسب مقاومت فراهم می‌کند.

رایج‌ترین نوع آن کلرید کلسیم است که شبیه سیمان زودگیر عمل می‌کند و باعث می‌شود تا مخلوط، فرصت کافی برای گیرایی و رسیدن به استانداردهای مطلوب در زمان گیرش اولیه داشته باشد.

با این حال باید توجه داشت ضدیخ تنها از یخ‌ زدگی داخلی بتن جلوگیری می‌کند. در صورت بی‌توجهی به عمل‌ آوری و مراقبت مناسب پس از بتن‌ ریزی، واکنش آب و سیمان کند شده و مقاومت نهایی بتن کاهش می‌یابد.

افزودنی‌‌های حباب هوا ساز: در مهندسی عمران، هر موادی که حباب‌های ریز هوا را در مخلوط بتنی تولید کند، به آن افزودنی حباب هوا ساز می‌گویند. این افزودنی‌ها، باعث تولید حباب‌های کوچک هوا در درون و بین سنگ دانه‌ها می‌شوند. از ویژگی‌های این مواد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. پایداری بیشتر مخلوط در برابر سیکل‌های ذوب و انجماد
2. مقاومت بیشتر مخلوط در برابر ایجاد پوسته در سطح آن
3. روانی بیشتر مخلوط در شرایط بتن ریزی در هوای سرد
4. کاهش خطر پدیده آب انداختگی و جدا شدگی دانه‌ها

از جمله مواد تشکیل‌دهنده این افزودنی‌ها می‌توان به چربی‌های طبیعی، اسید استئاریک، اسید اولئیک و مواد کف‌زا اشاره کرد.

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های افزودنی‌های حباب‌زا در بتن‌ریزی در هوای سرد، امکان کاهش میزان آب در طرح اختلاط است؛ به‌طوری که کارایی و روانی بتن بدون افزایش آب، از طریق ایجاد حباب‌های ریز هوا تأمین می‌شود. در مقاله حباب ساز بتن در مورد افزودنی‌های حباب هواساز بیشتر توضیح می‌دهیم. پیشنهاد می‌کنیم مطالعه آن را اصلا از دست ندهید.

روان کننده‌ها: می‌توانند با افزایش عدد اسلامپ بتن، روانی آن را افزایش داده و 10 تا 30 درصد آب مخلوط را کاهش دهند. این کار باعث کاهش احتمال یخ‌زدگی می‌شود. اثر این تغییرات حدود ۴۵ دقیقه بعد از اختلاط شروع به کاهش می‌کند.

در بتن مسلح، باید ورود کلر کنترل شود تا خوردگی میلگردها ایجاد نشود. ترکیباتی مانند کلسیم نیترات علاوه بر روان‌کنندگی، خاصیت زودگیری، ضدیخ و افزایش پایداری مخلوط را نیز فراهم می‌کنند.

برای هوای سرد، بهتر است روان‌کننده‌ها و زودگیرها به میزان لازم و جداگانه استفاده شوند. میزان زودگیر به دمای هوا و ضخامت بتن بستگی دارد و باید پیش از بتن‌ریزی به مخلوط افزوده شوند.

6. حفظ گرما به وسیله بخاری و نایلون

برای حفظ حرارت سطح و محیط بتن در هوای سرد، می‌توان از نایلون یا پوشش‌های ترکیبی (نایلون و چتایی) استفاده کرد. روی المان‌های بتن‌ریزی شده بخاری نفتی روشن کرده و سپس سطح را با نایلون می‌پوشانیم تا حرارت از دست نرود. نمونه‌ای از حفظ حرارت سطحی، استفاده از لامپ آفتابی ۱۰۰ وات به همراه نایلون است.

برای جلوگیری از سوراخ شدن یا جابجایی پوشش، نایلون را به‌طور محکم دور تیرها و ستون‌ها فیکس می‌کنیم تا گرما به‌طور یکنواخت حفظ شود.

7. حمل استاندارد بتن در هوای سرد

یکی دیگر از مواردی که باید برای بتن ریزی در هوای سرد رعایت کرد نکات حمل و نقل این مخلوط از بچینگ تا کارگاه ساختمانی است به طوری که در زمان حمل بتن باید کامیون حمل در مدت زمان کمتر از ۹۰ دقیقه به محل بتن‌ریزی برسد. همچنین پوشاندن درب قسمت چرخاننده ماشین‌های حمل، از پایین آمدن دمای این مخلوط جلوگیری می‌کند.

در کامیون‌های حمل بتن جدید (میکسر)، یک سیستم گرم کننده مخزن تعبیه شده که مشکل حفظ دمای بتن را حل کرده است. مخزن این کامیون دوجداره و دارای گرمکن ویژه است.

نکات مهم بتن ریزی در هوای سرد

• دمای مخلوط بتنی باید حداقل دو بار در شبانه روز در نقاط مختلف ساختمان ثبت گردد تا از وضع15یت عمل آوری و نگهداری آن اطمینان کافی حاصل شود.
• گوشه‌ها و لبه‌های مخلوط در مقابل یخ زدن آسیب پذیرند، بنابراین دمای این نقاط باید با دقت بیشتری کنترل شود.
• هتر است فاصله بین اختلاط و عملیات بتن ریزی در هوای سرد زیاد نباشد زیرا این موضوع باعث از دست رفتن حرارت مخلوط می‌شود.
• استفاده از پمپ در هوای سرد، با توجه به اصطکاکی که به وجود می‌آورد، منجر به افزایش دمای سطح مخلوط بتنی شده و در نتیجه سودمند است. برای مطالعه بیشتر در مورد پمپ بتن حتما روی لینک آبی کلیک کنید.
• با توجه به اینکه، فرآیند هیدراتاسیون به خودی خود گرمازا است، استفاده از پوشش‌های مناسب جهت عمل آوری بتن، می‌تواند موجب به وجود آمدن شرایط استاندارد برای عمل آوری مخلوط از نظر دمایی شود.
• بتن‌هایی که در قالب بوده و یا در پوشش قرار دارند، در دمای پایین معمولا به سختی مقدار کمی آب از دست می‌دهند، پس خیلی نباید نگران فرآیند هیدراتاسیون بود.
• اما از طرفی، استفاده بی حد و اندازه از هیترها می‌تواند موجب تبخیر سریع آب شده و به مخلوط آسیب بزند.
• در فصول سرد سال، تا جایی که امکان آن وجود دارد قالب‌ها دیرتر باز شوند، به این شکل قالب‌ها باعث توزیع یکنواخت گرما شده و از تبخیر آب سطح مخلوط جلوگیری می‌کنند.

جمع بندی

بتن‌ریزی در هوای سرد به دلیل کند شدن هیدراسیون سیمان و افزایش خطر یخ‌زدگی بتن تازه، یکی از چالش‌های مهم در پروژه‌های عمرانی محسوب می‌شود. مطابق آیین‌نامه بتن ایران (آبا) و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، هوای سرد زمانی تعریف می‌شود که دمای متوسط روزانه کمتر از ۵ درجه سانتی‌گراد باشد و دما برای بیش از نیمی از روز از ۱۰ درجه سانتی‌گراد بالاتر نرود. در این شرایط، برای جلوگیری از آسیب‌های جدی به بتن، باید تدابیر ویژه‌ای از جمله استفاده از سیمان زودگیر، آب و سنگدانه‌های گرم، افزودنی‌های ضدیخ و حباب‌زا و همچنین عمل‌آوری مناسب با پوشش‌های حرارتی و تجهیزات گرمایشی به کار گرفته شود. رعایت دقیق این نکات قبل، حین و بعد از بتن‌ ریزی در سرما، نه تنها از یخ‌زدگی بتن جلوگیری می‌کند، بلکه مقاومت و دوام نهایی آن را تضمین می‌کند.

این مقاله جهت افزایش سطح آگاهی جامعه مهندسین و مشاغل مربوط، نسبت به این عملیات نوشته شده است و امیداوریم در جهت معرفی راهکارهای علمی این موضوع، قدم مثبتی برداشته باشیم. در صورتی که سوالی دارید، آن را در بخش دیدگاه با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری