بتن ریزی در هوای سرد را همراه با فیلم اصولی یاد بگیرید!

حتما به عنوان یک مهندس عمران در شرایط بتن ریزی در هوای سرد قرار خواهید گرفت، پس چه بهتر است که برای آن روز آمادگی لازم را کسب کنید. ما در این مقاله راهکارهای لازم جهت بتن ریزی در هوای سرد را به شما آموزش خواهیم داد. تدابیر بتن ریزی در هوای سرد، مصالح مصرفی در این شرایط و عمل آوری بتن در هوای سرد از جمله مواردی هستند که قطعا با آن‌ها رو به رو خواهید شد.

پس این مقاله را تا انتها دنبال کنید. ما همه راه حل‌های علمی و منطقی بتن ریزی در هوای سرد را بررسی کرده ایم.

 

 

فیلم نکات حرفه‌ای بتن ریزی در هوای سرد

در فیلم زیر نکات حرفه‌ای و کاربردی بتن ریزی در هوای سرد را برایتان شرح می‌دهیم تا این مقاله را با دید بهتری بخوانید.

بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم و ACI

طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، هوای سرد به هوایی گفته می‌شود که، برای سه روز متوالی هر دو شرایط زیر برقرار باشد:

دمای متوسط روزانه هوا در شبانه روز کمتر از ۵ 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 ۱۰ درجه سلسیوس زیادتر نباشد.

آیین نامه بتن ایران (آبا) زمانی اعمال تدابیر بتن ریزی در هوای سرد را ضروری می‌داند که دمای محیط بتن ریزی کمتر از ۵ درجه سانتی گردد باشد.

 

طبق 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 ۵ درجه سانتی گراد باشد.

دمای هوا در فاصله زمانی ۲۴ ساعت، حداقل ۱۲ ساعت برابر ۱۰ درجه سانتی گراد و یا کمتر باشد.

اگر دمای هوای محیط بتن ریزی کمتر از ۱۰ درجه سانتی گراد شد کم کم تدابیر بتن ریزی در هوای سرد را فراهم کنید. اعمال این تدابیر برای دمای کمتر از ۵ درجه سانتی گراد ضروری می‌شود. چرا ؟؟

هوای سرد سبب انجماد آب درون طرح اختلاط بتن شده و آب با یخ زدن، افزایش حجم پیدا می‌کند.

افزایش حجم آب سبب ترکیدن و ایجاد ترک در المان بتنی می‌شود. در نتیجه المان بتنی مقاومت خود را از دست می‌دهد. در ادامه متن تدابیر بتن ریزی در هوای سرد را بررسی می‌کنیم.

بتن ریزی در هوای گرم هم نکات و تدابیر خاص به خودش را دارد. پیشنهاد می‌کنیم برای مطالعه بیشتر در مورد بتن ریزی در هوای گرم به مقاله “نکات مهم بتن‌ریزی در هوای گرم“ مراجعه کنید.

 

 

تدابیر بتن ریزی در هوای سرد

به طور کلی برای بتن ریزی در هوای سرد باید در انتخاب مصالح مصرفی، طرح و شرایط اختلاط بتن، حمل، عمل آوری و انجام عملیات بتن ریزی دقت کنیم و تدابیر خاصی رو در نظر بگیریم. تا مخلوط بتنی تازه ریخته شده یخ نزند و مقاومت مورد انتظار طراح اختلاط را کسب کند. 

برای مطالعه بیشتر در مورد طرح اختلاط بتن به مقاله “صفر تا صد طرح اختلاط بتن + حل گام به گام + نمونه” مراجعه کنید.

برای بتن ریزی در هوای سرد باید یک یا چند تا از تدابیر زیر را در نظر بگیریم.

 

• استفاده از سیمان زودگیر

در بسیاری از موارد، می توان سیمان تیپ سه زود سخت شونده را، جایگزین سیمان‌های معمولی کرد. از این طریق، سرعت کسب مقاومت مخلوط بتنی افزایش می‌یابد.

استغاده از سیمان تیپ ۳ سبب می شود تا عمل هیدراتاسیون سیمان سریع‌تر انجام شده و آب طرح اختلاط بتن زودتر با سیمان واکنش دهد و فرصت کمتری برای یخ زدن داشته باشد.

مبحث نهم مقررات ملی ساختمان استفاده از سیمان‌های آمیخته، به ویژه سیمان پوزولانی را برای بتن ریزی در هوای سرد توصیه نمی‌کند.

برای کسب دانش بیشتر در مورد پوزولان‌ها و انواع مواد افزودنی مخلوط بتنی به مقاله “مواد افزودنی بتن چیست ؟| جزئیات انواع | تاثیرات | نکات” سر بزنید.

 

• گرم کردن آب

استفاده از آب گرم یکی از روش‌های رساندن دمای مخلوط بتنی به دمای مطلوب است. یعنی از آب گرم شده در اختلاط بتن استفاده کنیم. دقت کنید که از تماس مستقیم آب گرم بیش از ۴۰ درجه سانتی گراد با سیمان جلوگیری شود.

 

• گرم کردن سنگدانه های 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 می توانید سنگدانه ها 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.

• کم کردن آب در طرح اختلاط بتن

برای بتن ریزی در هوای سرد تا حد امکان باید اسلامپ مخلوط بتنی مورد نظر را پایین در نظر گرفت. حداکثر اسلامپ مخلوط بتنی در هوای سرد ۵ 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 بتن استفاده می شود باید بکاهیم.

برای جبران کارایی مخلوط بتنی می‌توان از مواد افزودنی روان کننده استفاده کرد.

طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان:

نسبت آب به سیمان نباید از ۵۰ درصد بیشتر باشد.

برای کاهش میزان آب قابل یخ زدن در بتن و هم چنین 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 بتنی نباید بیش از ۵۰ میلیمتر انتخاب گردد.

برای اینکه در مورد کارایی مخلوط بتنی بیشتر بدانید به مقاله “کارایی بتن چیست؟ کارایی و روانی چه تفاوتی دارند؟“ حتما سر بزنید.

 

• استفاده از ضدیخ بتن، افزودنی های حباب ساز و روان کننده ها

الف) ضد یخ بتن

هوای سرد دشواری‌های بسیاری را در حین عملیات بتن‌ریزی به وجود می‌آورد. گاهی یخ زدگی با متوقف کردن واکنش هیدراتاسیونی موجب آسیب به سطح و کیفیت مخلوط بتنی می‌شود.

با استفاده از ضد یخ‌های بتن تا حدودی می‌توان نسبت به رفع این چالش اطمینان حاصل کرد. نام دیگر این ضد یخ‌ها، شتاب دهنده است که درست مانند سیمان زودگیر عمل می‌کند و فرصت یخ زدن را از آب می‌گیرد.

ترکیبات کلرید کلسیم رایج ترین نوع شتاب دهنده‌ها هستند و سرعت فرآیند هیدراتاسیون را برای بتن ریزی در هوای سرد ، تسریع می‌بخشند.

این فرآیند موجب می‌شود تا مخلوط بتنی فرصت کافی برای گیرایی و رسیدن به استانداردهای مطلوب در زمان گیرش اولیه داشته باشد.

البته باید توجه داشته باشید که، استفاده از ضد یخ بتن تنها می‌تواند از یخ زدن رطوبت داخلی مخلوط بتنی جلوگیری کند.

اگر پس از بتن ریزی در هوای سرد ، از آن به درستی مراقبت نکنیم، واکنش شیمیایی میان آب و سیمان به شدت کند شده و این موضوع باعث کاهش مقاومت مخلوط بتنی خواهد شد.

ب) افزودنی های حباب هوا ساز

در مهندسی عمران، هر موادی که حباب‌های ریز هوا را در مخلوط بتنی تولید کند، به آن افزودنی حباب هوا ساز بتن می‌گویند. این افزودنی‌ها، موجب تولید حباب‌های کوچک هوا در درون و بین سنگ دانه‌ها می‌شوند.

از ویژگی‌های این مواد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱- پایداری بیشتر مخلوط بتنی در برابر سیکل‌های ذوب و انجماد

۲- مقاومت بیشتر مخلوط بتنی در برابر ایجاد پوسته در سطح آن

۳- روانی بیشتر مخلوط بتنی در شرایط بتن ریزی در هوای سرد

۴- کاهش خطر پدیده آب انداختگی و جدا شدگی دانه‌ها

از جمله مواد تشکیل دهنده‌ی این افزودنی‌ها، می توان به چربی‌های طبیعی، اسید استتاریک، اسید اولئیک و مواد کف زا اشاره کرد.

همانطور که مشاهده کردید یکی از ویژگی‌های افزودنی‌های حباب هوا ساز، برای بتن ریزی در شرایط سرما است. می‌توان با کاهش آب طرح اختلاط، کارایی و روانی آن را به کمک مواد حباب ساز تامین کرد.

در مقاله “صفر تا صد بتن حبابدار و افزودنی‌های حباب هواساز“ در مورد افزودنی‌های حباب هواساز بیشتر توضیح می‌دهیم.

 

ج) روان کننده ها

روان کننده‌ها می‌توانند با افزایش عدد اسلامپ بتن، روانی آن را افزایش داده و ۱۰ تا ۳۰ درصد آب مخلوط بتنی را کاهش دهند.

این تغییرات پس از ۴۵ دقیقه شروع به کاهش می‌کنند. این موضوع سبب می‌شود تا آب کمتری در مخلوط بتنی برای یخ زدن وجود داشته باشد.

استفاده از روان کننده‌ها در بتن مسلح با موانعی رو به رو است.

اگرچه کنترل میزان کلر در حد استاندارد نمی‌تواند در مخلوط بتنی ایجاد مشکل کند، اما بهتر است که از ورود این قبیل ترکیب‌ها به بتن جلوگیری شود.

کلسیم نیترات یکی دیگر از ترکیباتی است که، به عنوان روان کننده و زودگیرکننده در پروژه‌های عمرانی مصرف فراوانی دارد.

این ترکیب علاوه بر ایجاد خاصیت زودگیری در بتن، ویژگی ضدیخ را نیز داشته و ازخوردگی میلگردها جلوگیری می‌کند.

همچنین می‌توان از این ترکیبات در افزایش پایداری مخلوط بتنی استفاده کرد.

همان طور که گفته شد، استفاده از روان کننده‌ها و فوق روان کننده‌های زودگیر در این صنعت رایج است.

این مواد برای شرایط سرمای ملایم پیشنهاد می‌شوند و در شرایطی که هوا بسیار سرد باشد، بهتر این است که، از روان کننده و زودگیر به میزان لازم و جداگانه استفاده کرد.

میزان استفاده از زودگیر کننده‌ها، به طور مستقیم به دو عامل دمای هوا و ضخامت مخلوط بتنی بستگی دارد.

با کاهش دما و ضخامت بتن، میزان ترکیب زودگیر کننده باید افزایش داده شود. همچنین ترکیب زودگیرکننده باید پیش از بتن‌ریزی به مخلوط بتنی افزوده شده، سپس مخلوط بتنی ریخته شود.

 

• حفظ گرما به وسیله بخاری و نایلون

در هوای سرد برای حفظ گرمای سطح مخلوط بتنی و محیط آن می‌توانیم از نایلون استفاده کنیم.

معمولا در کنار سطوح بتن‌ریزی شده بخاری نفتی روشن کرده و روی المان‌های بتنی نایلون می‌کشیم تا حرارت و گرما از دست نرود.

برای حفظ گرمای محیط نمونه‌های مکعبی از یک لامپ آفتابی ۱۰۰ وات و نایلون استفاده می‌کنیم تا حرارت مورد نیاز سطح مخلوط بتنی حفظ شود.

پیشنهاد می‌شود در چنین شرایطی، نایلون یا پوشش به شکلی درست روی سطح مخلوط بتنی قرار گیرد.

به طور کلی، یکی از معایب استفاده از پوشش‌های نایلونی، احتمال سوراخ شدن آن در محیط پروژه هست. برای برطرف کردن این مشکل می‌توان در اطراف تیرها و ستون‌ها نایلون‌ها را محکم کرد.

همچنین استفاده از پوشش‌های ترکیبی مانند پلاستیک و چتایی نیز پیشنهاد می‌شود.

عمل آوری بتن در هوای سرد

به طور کلی عمل آوری بتن در هوای سرد، فرآیندی است که طی آن، دما و رطوبت مورد نظر برای انجام عملیات هیدراتاسیون حفظ شود.

در صورتی که این فرآیند به درستی انجام شود، بتن حاصل، بتنی مقاوم و با دوام خواهد بود.

یکی از مواردی که با در نظر نگرفتن عمل آوری بتن در هوای سرد اتفاق می افتد، کامل انجام نشدن عملیات هیدراتاسیون و در نتیجه پایین آمدن مقاومت مخلوط بتنی است.

عملیات آب رسانی به بتن تازه ریخته شده نباید متوقف شود. اما آب اضافی، احتمال یخ زدن المان بتنی را افزایش می‌دهد.

پس در کنار آب رسانی به مخلوط بتنی باید از بخاری و نایلون برای حفظ گرمای محیط استفاده کرد.

برای اینکه امکان حذف شمع‌ها و ستون‌های موقت فراهم شده و عمل بارگذاری انجام شود، باید فرآیند عمل آوری بتن به درستی انجام شود.

هیچوقت نباید اجازه داد در روزهای اول پس از بتن‌ریزی، مخلوط بتنی دچار یخ زدگی و آسیب شود.

برای رعایت استانداردهای عمل آوری بتن در هوای سرد ، بهتر است موارد زیر در نظر گرفته شوند:

۱- استفاده از مصالح مناسب

۲- اجرای کمترین اسلامپ مخلوط بتنی

۳- استفاده از ضد یخ و مواد حباب زا

۴- استفاده از ژل میکروسیلیس برای افزایش روانی مخلوط بتنی

۵- حفظ حرارت سطح مخلوط بتنی

برای مطالعه بیشتر در مورد عمل آوری مخلوط بتنی و روش‌های آن به مقاله “شرح انواع روش های عمل آوری در یک مقاله” مراجعه کنید.

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 وضعیت عمل آوری و نگهداری آن اطمینان کافی حاصل شود.

گوشه‌ها و لبه‌های مخلوط بتنی در مقابل یخ زدن آسیب پذیرند، بنابراین دمای این نقاط باید با دقت
بیشتری کنترل شود.

بهتر است فاصله بین اختلاط و عملیات بتن ریزی در هوای سرد زیاد نباشد زیرا این موضوع باعث از دست رفتن حرارت مخلوط بتنی می‌شود.

استفاده از پمپ در شرایط بتن ریزی 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 مخلوط بتنی به مقاله “هر آنچه که باید از پمپ بتن و انواع آن بدانیم!“ مراجعه 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 بتنی 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 بتنی 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 بتنی جلوگیری می‌کنند.

به طور کلی بتن ریزی در هوای سرد همواره با چالش‌های بسیاری رو به رو هست. این مقاله جهت افزایش سطح آگاهی جامعه مهندسین و مشاغل مربوط، نسبت به عملیات بتن ریزی در هوای سرد نوشته شده است، که امیداوریم در جهت معرفی راهکارهای علمی این موضوع، قدم مثبتی برداشته باشیم.