بتن ریزی در هوای سرد: دستورالعمل، الزامات، مشکلات و روش ها

بتن ریزی در هوای سرد

بتن دارای آب و سیمان و سنگدانه است. پس از اختلاط این مواد یک سیال با قوام نسبی در ساعات اولیه تشکیل می‌شود. این مخلوط با گذر زمان سفت و تبدیل به یک ماده خشک و دارای استحکام بالا خواهد شد. دلیل اصلی رسیدن به مقاومت بالا وجود سیمان در بتن است. سیمان در فضای شیمیایی که توسط آب ایجاد می‌شود واکنش داده و به حد نهایی خود در حدود یک ماه می‌رسد. این واکنش سیمان و آب در دمای معمولی انرژی گرفته و در هوای سرد متوقف می‌شود. پس بتن ریزی در هوای سرد دارای یک اصول و روش مختص خود است. مشکلات و الزامات بتن ریزی در هوای سرد و تاثیر هوای سرد بر بتن ریزی در ادامه مورد بحث قرار می‌گیرد. ساخت و عمل آوری بتن هم در هوای سرد دارای شرایط ویژه است. اگر علاقه مند به آشنایی با بتن ریزی در هوای گرم نیز هستید پیشنهاد می‌کنیم مقاله «راهنمای کامل بتن ریزی در هوای گرم» را مطالعه کنید.

مشکلات بتن ریزی در هوای سرد

بتن تازه یک ماده شکل پذیر است. ماده شکل پذیری که حالت خمیری خود را از آب می‌گیرد. آب مایعی است که به راحتی در هوای زیر صفر درجه سانتی گراد یخ می‌زند. کار اصلی آب در بتن شرکت در واکنش هیدراتاسیون با سیمان بتن و ایجاد روانی است. واکنش هیدراتاسیون زیر دمای ۵ درجه سانتی‌گراد متوقف می‌شود. پس تعریف هوای سرد برای بتن دمای کم‌تر از ۵ درجه سانتی‌گراد به صورت پیوسته ۷۲ ساعت، است. هوای سرد امکان یخ زدن بتن در ساعات اولیه را افزایش داده و سرعت کسب مقاومت اولیه بتن را به شدت پایین می‌آورد. اگر بتن قبل از گیرش یخ بزند، مقاومت نهایی آن نصف می‌شود.

دمای پیوسته 72 ساعت زیر 5 درجه سانتی گراد برای بتن سرد محسوب می‌شود.
دمای پیوسته ۷۲ ساعت زیر ۵ درجه سانتی گراد برای بتن سرد محسوب می‌شود.

الزامات بتن ریزی در هوای سرد

بتن در دمای حدود ۲- تا ۱- درجه سانتی‌گراد در فشار یک اتمسفر یخ می‌زند. زمینه این یخ‌زدگی در دمای کم‌تر از ۵ درجه ‌سانتی‌گراد با کاهش و توقف واکنش آب و سیمان است. آبی که اضافی مانده با سرد شدن هوا یخ می‌زند. با ادامه سیکل یخ زدن و ذوب شدن این موضوع سبب ترک خوردن و در موارد خاص متلاشی شدن بتن را در پی دارد. پس تا رسیدن به مقاومت ۵ مگاپاسکال بتن باید حتما تحت مراقبت ویژه باشد.

برای داشتن بتن خوب و باکیفیت باید از یخ زدن بتن در سنین اولیه جلوگیری نمود. اگر بتن در ساعات ابتدایی یخ بزند حتی با عمل آوری و ایجاد شرایط مناسب برای پخت بتن دیگر نتیجه نهایی مقاومت به دست نمی‌آید.

برای مقابله با هوای سرد باید تجهیزات مقابله با آن در پروژه فراهم شود. برخی از این وسایل دماسنج و وسایل گرم کننده و پوشش دهنده و محفوظ کننده بتن هستند. گرم کننده آب و سنگدانه در محل ساخت بتن بسیار به ساخت بتن در هوای سرد کمک می‌کند. استفاده از آب خیلی داغ با دمای بالای ۸۰ درجه سانتی‌گراد مجاز نیست.

استفاده از آب‌گرم‌کن صنعتی برای ساخت بتن در هوای سرد
استفاده از آب‌گرم‌کن صنعتی برای ساخت بتن در هوای سرد

قبل از بتن‌ریزی باید یخ و برف قالب‌ها زدوده شود. دمای قطعات فلزی اندازه گیری شده و در صورت زیر صفر درجه سانتی‌گراد بودن از بتن ریزی به دلیل یخ زدن فوری آب بتن جلوگیری از اجرای بتن ریزی شود. این دمای کم فلزات سبب کاهش چسبندگی بتن و آرماتور خواهد شد. حتی از ریختن بتن روی زمین یخ زده و یا بتن خشک شده یخ زده اجتناب شود.

بیشتر بخوانید  بتن ریزی: راهنمای جامع اقدامات لازم از تولد تا 2 روزگی بتن
قبل از عملیات بتنی تمامی سطوح بتن ریزی از یخ و برف زدوده شود.
قبل از عملیات بتنی تمامی سطوح بتن ریزی از یخ و برف زدوده شود.

ریختن بتن در دمای زیر (۱۵-) درجه سانتی‌گراد ممنوع است؛ مگر با ایجاد شرایط خاص و اجازه دستگاه نظارت. یکی از این شرایط خاص حجم بتن‌ریزی است. وقتی یک بعد بتن زیاد باشد دمای آن در اثر واکنش گرمازای سیمان افزایش می‌یابد. پس در دمای پایین امکان بتن‌ریزی در این مقاطع امکان‌پذیر است.

بعد از ساخت بتن باید زمان رسیدن بتن به محل پمپاژ و ریختن بتن را کوتاه کرد. نوع وسیله حمل کننده و محافظت از دمای بتن هم اهمیت ویژه‌ای دارد.

تاثیر هوای سرد بر بتن

بتن غیراشباع تا رسیدن به مقاومت فشاری ۵ مگاپاسکال و بتن اشباع تا رسیدن به مقاومت ۲۵ مگاپاسکال باید از یخ زدن محافظت شود.

عملیات تسطیح بتن در هوای سرد با دقت بالا و بدون آب انداختگی انجام شود. آب اضافی روی سطح بتن در دمای پایین به راحتی یخ زده و سبب تخریب بتن می‌شود. مجریان بتن مکان پرتردد و باخطر فرسایشی باید این موضوع را رعایت کنند. استفاده از بتن دارای آب کم در هوای سرد بسیار توصیه شده است. آب اضافی در نهایت سبب کاهش مقاومت بتن می‌شود.

یخ زدن بتن سبب ترک و تخریب بتن است
یخ زدن بتن سبب ترک و تخریب بتن است

تاثیر هوای سرد بر مشخصات بتن

بتن تازه یک حالت خمیری دارد. این ماده با گذشت زمان به یک جامد یکپارچه و مستحکم تبدیل می‌شود. رسیدن به یک استاندارد و بتن باکیفیت نیازمند شرایط مناسب است. یکی از عوامل اصلی در تهیه و تولید بتن خوب دمای محیط است.

بتن تازه تحت شرایط سرد آب و هوایی دچار مشکل می‌شود. درجه اشباع بتن تازه با گذشت زمان و پیشرفت واکنش آب و سیمان کم می‌شود. با سفت شدن نسبی بتن درجه اشباع از حد بحرانی کم‌تر خواهد شد. حداشباع بتن یعنی مقدار آب اضافی بتن در هوای سرد به راحتی یخ بزند و در یک سیکل ذوب و یخ زدن بتن را تخریب کند. وقتی بتن به مقاومت حداقل ۵ مگاپاسکال برسد، درجه اشباع بتن از ۸۰% کم‌تر می‌شود.

تاثیر هوای سرد بر مصالح بتن

هوای سرد دمای مجموعه مصالح بتن را کاهش می‌دهد. قبل از ساخت بتن دمای آب و سیمان و سنگدانه بسیار کم است. اگر بتن در دمای کم ساخته و ریخته شود؛ مشکلاتی را به وجود می‌آورد. دیرگیری بتن اصلی ترین مشکل در هوای سرد است. وقتی بتن با تاخیر سفت شود. به قالب بندی و مجموعه نگهدارنده نیروی بیش‌تری وارد شده و هزینه را بالا می‌برد.

در سرمای شدید برخی مصالح به طور کلی خاصیت خود را از دست می‌دهند. اگر تغییر فاز یک مایع به جامد به‌وجود آید بتن به طور کامل تغییر رفتار داده و حتی امکان از دست رفتن بتن وجود دارد. وزش باد شرایط هوای سرد را تشدید می‌کند. استفاده از بادشکن هم برای مقابله با سردی بتن یک روش مناسب است.

تاثیر هوای سرد بر سیمان

برای کم کردن زمان حفاظت از بتن در هوای سرد بهتر است از سیمان زودگیر و افزایش میزان سیمان مصرفی و کاهش نسبت آب به سیمان استفاده کرد. سیمان تیپ ۳ برای هوای سرد مناسب است.

سیمان تیپ 3 زودگیر مناسب برای بتن ریزی در هوای سرد
سیمان تیپ ۳ زودگیر مناسب برای بتن ریزی در هوای سرد

سرمای بیش ازحد در گیرش سیمان اختلال ایجاد کرده و سبب کاهش مقاومت نهایی آن می‌شود. چون سیمان برای آغاز واکنش شیمیایی با آب نیاز به حداقل گرما و حرارتی دارد. سیمانی که ریزتر است، در دمای کم بیش‌تر با آب واکنش داده و سبب افزایش هیدراتاسیون و حرارت ناشی از آن می‌شود.

بیشتر بخوانید  روش ساخت و تولید بتن خودتراکم به همراه نکات فنی و اجرایی

تاثیر هوای سرد بر سنگدانه

معمولا برای تامین دمای بتن سنگدانه خیلی موثر نیست و کم‌تر کسی سراغ گرم کردن این مصالح می‌رود. ولی استفاده از سنگدانه یخ‌زده مجاز نیست. اگر با گرم کردن آب به تنهایی به حداقل میزان لازم دما برای ساخت بتن نرسید، راه بعدی گرم کردن سنگدانه بتن است. اگر اختلاف دمای آب و سنگدانه هم بیش از ۴۵ درجه شود، برای جلوگیری از مشکلات جانبی نظیر شکست سنگدانه و کاهش مقاومت آن اندکی دمای سنگدانه را باید بالا برد.

قبل از افزودن سنگدانه یخ زده به بتن باید آن را گرم کرد.
قبل از افزودن سنگدانه یخ زده به بتن باید آن را گرم کرد.

توصیه شده که  در صورت استفاده از آب گرم اول سنگدانه به مخلوط کن اضفه شود و سپس آب و سیمان افزوده شود. بهتر است در هنگام اضافه کردن سیمان دمای آب و سنگدانه زیر ۴۰ درجه سانتی‌گراد باشد.

 

تاثیر هوای سرد بر افزودنی

اگر بتن در زمان عمل‌آوری اشباع شود؛ بهتر است که از مواد حباب‌ساز در بتن استفاده شود. در صورت استفاده از این مواد تا رسیدن به مقاومت ۲۰ مگاپاسکال بتن نباید یخ بزند.

اگر از نمک دارای کلر برای جلوگیری از یخ زدن آب بتن استفاده شود؛ این بتن قابلیت کاربرد در مجاورت با فلز را ندارد. چون یون کلر فعال و با فلزات و فولاد واکنش داده و سبب خوردگی آن می‌شود.

ترکیب افزودنی بتن با آب برای اثرگذاری سریع و بیش‌تر
ترکیب افزودنی بتن با آب برای اثرگذاری سریع و بیش‌تر

استفاده از ترکیبات روان کننده بتن بدلیل کاهش مصرف آب هم برای بتن ریزی در هوای سرد بسیار مناسب هستند.

تاثیر هوای سرد بر آب

آب در مصالح بتن بالاترین ظرفیت گرمایی ویژه را دارد. پس بیش‌ترین اثر هم با تغییر دما بر بتن می‌گذارد. محافظت از آب و بالا نگه داشتن دمای آب یعنی مراقبت از کل بتن در برابر یخ زدن. استفاده از آب داغ در حد جوشیدن در مخلوط بتنی به دلیل گیرش آنی سیمان ممنوع است.

آب قبل از اضافه شدن به بتن باید توسط آب‌گرم‌کن به دمای معینی رسیده و سپس به مخلوط اضافه شود. در حین اختلاط حفظ دمای آب برای ایجاد بستر مناسب برای واکنش هیدراتاسیون بسیار اهمیت دارد. پس از بتن ریزی هم جلوگیری از یخ‌زدن آب بتن و محافظت از آن ضامن کیفیت و سلامت نهایی بتن است.

استفاده از زودگیر و ضد یخ بتن در زمستان

با توجه به عیار سیمان و درجه هوا میزان مصرف ضدیخ تعیین می‌شود. هر چه هوا سردتر و یا سیمان بتن کم‌تر باشد افزودنی بتن بیش‌تری نیاز است. چون سیمان در واکنش با آب حرارت تولید می‌کند هر چه بیش‌تر در بتن مصرف شود دمای مخلوط زیادتر خواهد شد. البته میزان مصرف ضدیخ در بتن یک حداشباع دارد و استفاده بیش از این مقدار تاثیری در یخ نزدن آب نخواهد داشت.

افزودن زودگیر سبب گیرش سریع و افزایش مقاومت بتن می‌شود.
افزودن زودگیر سبب گیرش سریع و افزایش مقاومت بتن می‌شود.

بهتر است از پخش یکنواخت مواد افزودنی در بتن اطمینان حاصل شود. قبل از اضافه شدن به مخلوط مواد پودری را در آب حل کنید. مواد مایع هم رقیق و سپس استفاده شود. در سرما آب یخ زده و با سیمان واکنش نمی‌دهد. این آب را باید سریع در هیدراتاسیون مصرف و یا درجه انجماد آن را پایین آورد.

برای جلوگیری از توقف عملیات ساختمانی در یخبندان و تسریع در گیرش بتن در حدود ۳ الی ۵ ساعت و جلوگیری از یخ زدن آب بتن به آن افزودنی اضافه می‌شود. حفظ اسلامپ بتن در صورت افزودن ضدیخ و یا زودگیر بتن باید حفظ شود. پس مواد روان کننده زودگیر بهترین افزودنی برای هوای سرد است.

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ی ملات، دارای کلر

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

 

گرم کردن بتن

اگر نیاز به گرم کردن بتن باشد؛ باید فضایی بسته برای گرم کردن فراهم کرد. البته روشن کردن آتش روی بتن جوان مجاز نیست. در صورت تولید گاز دی‌اکسیدکربن در سطح بتن باید توسط تهویه خارج شود. دمای بتن در طول شبانه روز دو بار و مناطق حساس نظیر گوشه قالب در تماس با هوا اندازه‌گیری شود.

بیشتر بخوانید  چک لیست بتن ریزی

یکی از روش‌های بسیار پیشرفته گرم کردن کف محوطه بتن ریزی توسط المنت حرارتی الکتریکی و هم‌چنین قالب نگه‌دارنده بتن است.

تا رسیدن به مقاومت لازم در شرایط خاص گرم کردن بتن باید ادامه پیدا کند. با آزمایش غیرمخرب مثل چکش اشمیت و آزمایش فراصوت مقاومت بتن باید سنجیده شود.

استفاده از گرم کن برقی برای گرم نگه داشتن بتن در هوای سرد
استفاده از گرم کن برقی برای گرم نگه داشتن بتن در هوای سرد

محافظت از یخ زدگی

بلافاصله پس از ریختن بتن باید مراقب یخ زدن بتن بود. یخ زدن بتن در مقاطع نازک و قسمتی که بتن نمایان قرار است استفاده شود؛ بسیار اهمیت و خطر بالایی دارد. یخ زدن بتن در طول زمان سبب عدم واکنش آب و سیمان و کاهش مقاومت بتن خواهد شد.

استفاده از پتوی محافظ برای حفاظت بتن از یخ زدن
استفاده از پتوی محافظ برای حفاظت بتن از یخ زدن

 

ساخت بتن در هوای سرد

برای ساختن بتن در هوای سرد از سیمان پوزولانی و روباره‌ای استفاده نکنید. بدلیل حرارت‌زایی کم احتمال یخ زدن بتن وجود دارد. اگر بتن در معرض سیکل یخ و ذوب قرار دارد از مواد حباب‌زا استفاده کنید. از طرح اختلاطی استفاده شود که نسبت آب به سیمان آن کم‌تر از ۰٫۵ باشد.

بعضا از محیط سرپوشیده برای حفظ دمای بتن استفاده می‌شود. این روش مخصوص کارگاه و کارخانه مجهز بتن است. ساخت و نگه‌داری این فضاها هزینه بالایی دارد. ولی گرم کردن مجموعه ماشین آلات و مصالح هزینه بسیار کمی در آینده خواهد داشت.

حمل بتن در هوای سرد

با در نظر گرفتن همه شرایط باید کامیون حمل بتن در مدت زمان کمتر از ۹۰ دقیقه به محل بتن‌ریزی برسد. پوشاندن درب قسمت چرخاننده هم یک روش برای جلوگیری از دست رفتن دمای بتن است.

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

نسل کامیون حمل بتن دارای گرم کن و سرد کن مخزن
نسل کامیون حمل بتن دارای گرم کن و سرد کن مخزن

روش های بتن ریزی در هوای سرد

بتن ریزی در هوای سرد تقریبا همانند بتن ریزی در هوای معمولی است؛ با این تفاوت که باید دمای بتن در طول بتن‌ریزی افت پیدا نکند.

اندازه گیری دمای بتن توسط دماسنج مخصوص مواد جامد
اندازه گیری دمای بتن توسط دماسنج مخصوص مواد جامد

اگر زیرساخت حفظ دمای بتن فراهم نباشد، حتما باید از افزودنی‌های تندگیر بتن با نام تجاری ضدیخ بتن استفاده کرد. این مواد بتن‌ریزی در یخبندان را به امری بسیار راحت تبدیل کرده‌اند. تا قبل از کشف این مواد پروژه‌های معمولی که امکان گرم‌خانه نداشتند، به طور کلی تعطیل می‌شد.

اگر آب روی میلگرد یخ زده باشد بتن به آن خوب نمی‌چسبد. هر چه عمق قالب بتن ریزی بیش‌تر باشد، حداقل دمای بتن ریزی را می‌توان کاهش داد. یعنی در دمای کم‌تر از دمای اعلام شده می‌توان بتن ریزی کرد.

توجه داشته باشید که هر چه دمای بتن را بالاتر ببرید؛ به دلیل افت شدیدتر دما توجیهی برای بتن ریزی در دمای بسیار پایین وجود نخواهد داشت.

عمل آوری بتن در هوای سرد

بعد از بتن ریزی باید تدیجی و نه به صورت ناگهانی حفاظت بتن را تمام کرد. حداکثر مجاز افت دما پس از ۲۴ ساعت باید با توجه به جدول زیر صورت پذیرد.

حداقل بعد عضو بتنی

( به متر )

حداکثر مجاز افت دما

درجه سانتی گراد

حداکثر ۰٫۳ ۲۸
۰٫۳ تا ۰٫۹ ۲۲
۰٫۹ تا ۱٫۸ ۱۷
حداقل ۱٫۸ متر ۱۱

با توجه به گیرش طولانی‌تر بتن در هوای سرد زمان برداشتن قالب در هوای سرد بیش‌تر از زمان معمولی خواهد بود.

پوشاندن سطح بتن برای جلوگیری از یخ زدگی در فصل سرما
پوشاندن سطح بتن برای جلوگیری از یخ زدگی در فصل سرما

اگر با ایجاد فضای بسته و گرم کردن محیط بتن ریزی شاهد خشک شدن سریع بتن شدید. باید از مه پاش و یا رطوبت دهنده دیگر برای بتن استفاده کرد. خشک شدن سریع سطح بتن مشکلاتی در گیرش و مقاومت بتن ایجاد می‌کند.

[/col] [/row]

1 دیدگاه برای “بتن ریزی در هوای سرد: دستورالعمل، الزامات، مشکلات و روش ها

  1. اشتراک‌ها: بتن ریزی: راهنمای جامع اقدامات لازم از تولد تا 2 روزگی بتن

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پیام در واتساپ
به کمک نیاز دارید؟
سلام
چطور میتونم کمکتون کنم؟