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

حتما به عنوان یک مهندس عمران در شرایط بتن ریزی در هوای سرد قرار خواهید گرفت و از خود خواهید پرسید که بتن در چه دمایی یخ میزند، پس چه بهتر است که برای آن روز آمادگی لازم را کسب کنید. ما در این مقاله راهکارهای لازم و نکات بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم را به شما آموزش خواهیم داد. پس این مقاله را تا انتها دنبال کنید. 

بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم و ACI

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.

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

دما 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.

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.

اما 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 5 درجه سانتی گراد باشد.

دمای هوا در فاصله زمانی 24 ساعت، حداقل 12 ساعت برابر 10 درجه سانتی گراد و یا کمتر باشد.

اگر دمای هوای محیطی کمتر از 10 درجه سانتی گراد شد، کم کم تدابیر بتن ریزی در هوای سرد را فراهم کنید. اعمال این تدابیر برای دمای کمتر از 5 درجه سانتی گراد ضروری می‌شود. چرا ؟؟

دقت داشته باشید که هوای سرد سبب انجماد آب درون مخلوط شده و آب با یخ زدن، افزایش حجم پیدا می‌کند.

افزایش حجم آب سبب ترکیدن و ایجاد ترک در المان بتنی می‌شود و در نتیجه این المان مقاومت خود را از دست می‌دهد. 

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 روی لینک آبی رنگ کلیک کنید.

بتن در چه دمایی یخ میزند

همانطور که گفتیم طبق قواعد بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم وقتی دمای هوا به زیر 5 درجه سانتی گراد برسد ممکن است بتن یخ بزند.

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

در ادامه این مقاله با راه‌های جلوگیری از یخ زدن این مخلوط بیشتر آشنا می‌شویم.

برای مطالعه بیشتر در مورد  طرح اختلاط بتن  روی لینک آبی رنگ کلیک کنید.

 

راه های جلوگیری از یخ زدگی بتن

حتما می‌دانید که یکی از اصلی‌ترین معضلات بتن ریزی در هوای سرد، دیرگیر بودن آن است.

وقتی بتن با تأخیر خود را بگیرد، به قالب‌ بندی و مجموعه نگهدارنده نیروی بیشتری وارد شده و برخی مصالح به طور کلی خاصیت خود را از دست داده و در نهایت بتن هم مقاومت و استحکامش از بین می‌رود.

در این شرایط برای این که بتوان دمای محیط را بالاتر برده و از یخ زدن بتن جلوگیری کنیم روش‌هایی وجود دارد که در ادامه هر یک از آن‌ها را بررسی خواهیم کرد.

• استفاده از سیمان زودگیر

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

استفاده از سیمان تیپ 3 سبب می‌شود 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 به مقاله “ مواد افزودنی بتن ” سر بزنید.

 

• 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.

 

• 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. 

اگر می‌خواهید تمام نکات دانه بندی را بدانید به مقاله ” سنگدانه “ سر بزنید.

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 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.

 

• استفاده از ضدیخ بتن، افزودنی‌های حباب ساز و روان کننده‌ها

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 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 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 خواهد شد.

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، موجب 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 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 که می‌توان با کاهش آب طرح اختلاط، کارایی و روانی آن را به کمک مواد حباب ساز تامین کرد.

در مقاله ” حباب ساز بتن “ در مورد افزودنی‌های حباب هواساز بیشتر توضیح می‌دهیم. پیشنهاد می‌کنیم مطالعه آن را اصلا از دست ندهید.

روان کننده‌ها

روان کننده‌ها می‌توانند با افزایش عدد اسلامپ بتن ، روانی آن را افزایش داده و 10 تا 30 درصد آب مخلوط را کاهش دهند.

این تغییرات پس از 45 دقیقه شروع به کاهش می‌کنند. این موضوع سبب می‌شود تا آب کمتری در مخلوط 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 مخلوط 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، ویژگی ضدیخ را نیز داشته و ازخوردگی میلگردها جلوگیری می‌کند.

همچنین می‌توان از این ترکیبات در افزایش پایداری مخلوط 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 بستگی دارد.

با کاهش دما و ضخامت بتن، میزان ترکیب زودگیر کننده باید افزایش داده شود. همچنین ترکیب زودگیر کننده باید پیش از بتن‌ریزی به مخلوط افزوده شده، سپس مخلوط 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 المان‌ها را نایلون می‌کشیم تا حرارت و گرما از دست نرود.

برای حفظ گرمای محیط نمونه‌های مکعبی از یک لامپ آفتابی 100 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.

• حمل 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.

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، 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 است.

عملیات آب رسانی به بتن تازه ریخته شده نباید متوقف شود. اما آب اضافی، احتمال یخ زدن المان‌ها 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 دچار یخ زدگی و آسیب شود.

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

1- استفاده از مصالح مناسب

2- اجرای کمترین اسلامپ مخلوط

3- استفاده از ضد یخ و مواد حباب زا

4- استفاده از ژل میکروسیلیس برای افزایش روانی مخلوط 

5- حفظ حرارت سطح مخلوط 

برای مطالعه بیشتر در مورد عمل آوری بتن و روش‌های آن حتما روی لینک آبی کلیک 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 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 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.

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 این عملیات نوشته شده است، که امیداوریم در جهت معرفی راهکارهای علمی این موضوع، قدم مثبتی برداشته باشیم.

برای اینکه با تمام ریزه کاری‌های اجرای ساختمان آشنا شوید توصیه می‌کنیم حتما به دوره اجرای ساختمان سر بزنید.