بتن ریزی در هوای گرم: دستورالعمل، الزامات، روش‌‌ها و استانداردها

هوای گرم، ساخت، اختلاط و گیرش سیمان را دچار مشکل می‌کند و عمده این مشکلات در زمان گیرش سیمان، خود را نشان می‌دهد. بتن ریزی در هوای گرم نیاز به تمهیدات خاص و رعایت نکات فنی بسیار دقیق دارد. با رعایت موارد اصولی و نظارت دقیق بر بتن ریزی در هوای گرم، می‌توان جلوی بسیاری از مشکلات را گرفت. در این مطلب از بلاگ رامکا درصدد هستیم ضمن تبیین مشکلات بتن ریزی در هوای گرم، راهکارهای حل این مشکلات را در اختیار شما بگذاریم. پس تا انتها همراه ما باشید.

مشکلات بتن ریزی در هوای گرم

مشکلات بتن ریزی در هوای گرم به صورت تبخیر شدید آب بتن و تسریع زمان گیرش سیمان خود را نشان می‌دهد. پس اگر شرایطی فراهم شود که بتن و بخصوص سطح در تماس با هوا سریع خشک نشود و مرطوب باقی بماند، بتن دچار مشکل نشده و همانند بتنی عمل می‌کند که در هوای معمولی عمل‌آوری شده و سفت شده است. بدون شک موضوعی که بتن ریزی در هوای گرم را دچار مشکل می‌کند، افزایش سفتی و قوام بتن است. بتن سفت کارپذیری ندارد، انرژی و هزینه بسیار زیادی می‌طلبد و اجرای آن با مشکلاتی روبه‌رو است.

بدترین شرایط ممکن در بتن‌ریزی، بالا بودن دمای محیط و بتن و کم بودن رطوبت نسبی در حضور وزش باد است. در این شرایط، بتن‌ریزی باید تحت تدابیر شدید نگهداری و عمل‌آوری انجام شود و بهترین روش، باید با حفظ کیفیت بتن همراه باشد.

به طور معمول بتن‌ریزی در هوای گرم در مقاطع نازک یا با درصد آرماتور زیاد، با مشکلات فراوانی از جمله قوام بتن روبه‌رو است. در مکانی که بتن باید مسیر زیادی را طی کند و به مکان بتن‌ریزی برسد، به دلیل پمپاژ طولانی، شوت سقوطی یا تسمه نقاله در گرما، آب بتن از دست رفته و نه تنها باعث کاهش روانی بتن شده، بلکه امکان ایجاد درز سرد نیز وجود دارد. به دلیل گرمای هوا، حتی اگر بتن در دمای مناسب ساخته شود، پس از مدت کوتاهی – حتی کمتر از نیم ساعت – دمای بتن بالا می‌رود. پس پایین نگه داشتن دمای بتن ریخته شده نیز باید در نظر گرفته شود.

برخی مشکلات بتن ریزی در هوای گرم، عبارتند از:

• افزایش تقاضای آب بتن: تبخیر سطحی آب بتن در هوای گرم شدیدتر است.
• کاهش سریع‌تر اسلامپ: دمای بالا آب را تبخیر می‌کند و واکنش سیمان سریع‌تر رخ می‌دهد.
• سفت شدن سریع بتن و به وجود آمدن درز سرد: در صورت وجود فاصله اندک زمانی به دلیل گیرش بتن ریخته شده، چسبندگی با بتن جدیدتر امکان‌پذیر نیست.
• انقباض شدید بتن: به دلیل سرعت بالای تبخیر
• مشکل در تنظیم هوای بتن: دمای بالا، گاز موجود در بتن را منبسط می‌کند.
• ترک خوردن بتن: به دلیل جمع شدن سریع بتن
• بیرون آمدن شیره بتن

الزامات بتن ریزی در هوای گرم

بتن ریزی در هوای گرم مشکلاتی در پی دارد. بهترین و اصولی‌ترین راه برای دستیابی به شرایط ایده‌آل، مقابله با شرایط محیطی و جوی نامناسب و افزودن یک ماده به بتن است. از جمله مواد مناسب برای این شرایط، استفاده از انواع افزودنی دیرگیر بتن یا کیورینگ بتن است. الزامات بتن ریزی در هوای گرم بسیار زیاد است که در ذیل به چندی از آن اشاره می‌کنیم.

• انتخاب مصالح مناسب و طرح اختلاط بهینه: مصالح با جذب آب کم
• کاهش و کنترل دمای بتن تازه: استفاده از آب خنک و مصالح زیر سایه
• استفاده از بتن با کارایی مناسب که امکان بتن‌ریزی سریع داشته باشد.
• کم کردن زمان حمل و نقل و پرداخت اولیه بتن: تعداد کافی نیروی انسانی و کامیون حمل بتن و پمپ بتن‌ریز
• تغییر زمان بتن‌ریزی به شب: جلوگیری از تابش نور خورشید در بتن‌ریزی و ساعات اولیه بتن‌ریزی
• محافظت و کیورینگ بتن در دوره عمل‌آوری بتن: حفظ رطوبت و دمای کم بتن
• اطمینان در مورد یکنواختی ذرات بتن
• مه‌پاشی بعد از ریختن بتن
• لوله پمپاژ بتن با گونی پوشانده و مرطوب شود: جلوگیری از گرم شدن بتن در مسیر بتن‌ریزی
• جلوگیری از چرخش اضافی کامیون حمل بتن: سبب ایجاد گرمای زیاد در بتن
• در صورت استفاده از تسمه نقاله یا ترمی، روی آن را بپوشانید.

تأثیر هوای گرم بر بتن

به طور نسبی هوای بسیار گرم در بتن‌ریزی، ۳۸ درجه سانتی‌گراد به بالا و هوای گرم،۳۲ درجه سانتی‌گراد است. اگر بتن در ۲۴ ساعت ابتدایی ریخته شدن در دمای بیش از ۳۸ درجه سانتی‌گراد عمل‌آوری شود، مقاومت فشاری ۲۸ روزه بتن، ۱۰ تا ۱۵ درصد کمتر از نمونه عادی خواهد بود، ولی مقاومت ابتدایی و زیر ۲۴ ساعته بتن، اندکی بیش از حالت عادی خواهد بود.

هر چه ساختار ذرات بتن یکنواخت‌تر باشد، مقاومت آن افزایش می‌یابد. هوای گرم، آب اضافی بتن را تبخیر می‌کند. در واقع این آب اضافی با نشت در بتن و خاصیت مویینگی، خود را به سطح بتن می‌رساند. هر عاملی که سبب تأخیر در حرکت آب و یا حتی تبخیر آن شود، راحتی بتن‌ریزی و عمل‌آوری در هوای گرم را در پی دارد. در هوای گرم، کم کردن دمای بتن و حرارت هیدراتاسیون، راهکاری عملی برای بهبود کیفیت بتن است.

بکارگیری پوزولان و خاکستر بادی نیز سبب کاهش حرارت واکنش سیمان و نگهداری شیره بتن شده و برای جلوگیری از پوسته شدن و ترک خوردن، یکی از راه‌حل‌های توصیه شده است. راه دیگر هم استفاده از سیمان کندگیر و سیمان با حرارت‌زایی کم است.

این موارد در نهایت سبب انقباض در بتن می‌شوند، ولی استفاده از انواع افزودنی بتن چنین مشکلاتی در پی ندارد؛ چرا که شرکت سازنده تمام معایب را شناسایی نموده و برطرف می‌کند. یکی از مواردی که در هوای گرم شرایط را بدتر می‌کند، وزش باد است. اگر سرعت باد بیش از ۱۶ کیلومتر بر ساعت شود، برای مراقبت از بتن باید اقدامی همانند بستن فضای بتن‌ریزی را به کار گرفت.

ساخت بادشکن، راهکاری مناسب است. بتنی که در هوای گرم خشک شود، نفوذپذیری آن در اثر ایجاد کریستال بزرگ درون ساختار بتن زیاد می‌شود. از آن‌جا که بتن متخلخل در برابر یون کلر و سایر عوامل مخرب محیطی ضعیف است، با نفوذ این یون‌ها به داخل بتن، آرماتور بتن از دست رفته و حتی خود بتن با گذشت زمان دچار تخریب می‌شود.

بیشتر بخوانید: بتن‌ریزی در هوای بارانی

تأثیر هوای گرم بر مشخصات بتن

هوای گرم تغییراتی در بتن تازه و سیمان به وجود می‌آورد که در ادامه به بررسی تعدادی از آنها می‌پردازیم.

• افزایش واکنش هیداراتاسیون سیمان که سبب کاهش زمان گیرش سیمان، سختی در اجرا و تسطیح بتن می‎شود.
• میزان آب مورد نیاز در نمونه بتن افزایش می‌یابد.
• افزایش آب بتن، سبب کاهش مقاومت و انقباض، پس از خشک شدن بتن می‌شود.
• افت سریع‌تر اسلامپ و کاهش سرعت روند کار بتن‌ریزی
• در صورت وزش باد گرم و خشک، امکان ترک پلاستیک بسیار محتمل است.
• در بتن‌ریزی حجیم به دلیل حرارت هیدراتاسیون شدید و اختلاف دمای داخلی و خارجی، بتن مشکلاتی را در پی دارد.
• در هوای گرم حباب بتن معمولاً بزرگ شده و یا تعدادی از آن‌ها به هم چسبیده و می‌ترکد.

تأثیر هوای گرم بر مصالح بتن

هوای گرم بر مصالح بتن نیز اثرگذار است. در واقع هر یک از مصالح به نوعی در هوای گرم تغییر می‌کنند. هوای گرم اثر خود را بر بتن تازه گذاشته و نتایج آن در بتن خشک شده کاملاً مشهود است. گرم شدن زیاد هوا، عمده عملکرد آب که شامل تبخیر آب و تغییر در نوع واکنش هیدراتاسیون است، نشان می‌دهد.

توجه داشته باشید به دلیل فراهم نشدن عوامل جوی، چون نور خورشید، وزش باد و…، امکان غیر واقعی بودن نتایج نمونه موجود در آزمایشگاه وجود دارد. در ایجاد شرایط گرم مشابه حالت طبیعی نیز محدودیت‌هایی نسبت به حالت آزمایشگاهی وجود دارد.

تأثیر هوای گرم بر سیمان

در هوای گرم، استفاده از سیمان با ذرات نسبتاً بزرگ و حرارت‌زایی کم مناسب است و در صورت امکان، بهتر است از مواد پوزولانی استفاده شود. هر چه ذرات سیمان ریز باشد، سرعت آب‌گیری و واکنش آن بیشتر شده و در زمان کم، گرمای زیاد تولید می‌کند. پس بهتر است طرح اختلاط را با مواد افزودنی به گونه‌ای تنظیم کنید تا میزان مصرف سیمان به حداقل برسد. در صورت بالا رفتن عیار سیمان از میزان ۴۰۰، امکان ترک خوردن بتن در هوای گرم دور از انتظار نیست.

بهتر است دمای سیمان را در انبار در محدوده زیر ۶۰ درجه سانتی‌گراد حفظ کنید؛ البته آیین‌نامه بتن ایران تا دمای ۷۵ درجه را نیز قابل قبول می‌داند. از مصرف سیمان تازه تولید شده خودداری کرده و مدتی سیمان را در انبار نگهداری نموده و سپس مصرف کنید. بهتر است سیلوهای سیمان، سفید رنگ بوده یا حداقل رنگ روشن داشته باشند. در نظر داشته باشید در کارگاه‌های پیشرفته بتن‌سازی، از سیلوی دوجداره یا دارای عایق مناسب استفاده می‌شود.

تأثیر هوای گرم بر سنگدانه

هوای گرم تأثیر زیادی روی سنگدانه بتن ندارد، ولی هر چه جذب آب سنگدانه کم باشد، برای بتن‌ریزی در هوای گرم مناسب است. حداکثر میزان استاندارد جذب آب سنگدانه ۳% است؛ البته اگر دانه درشت‌تر باشد، این میزان به ۲٫۵% محدود می‌شود. در شرایط آب و هوایی گرم، بهتر است شرایط ذیل برای سنگدانه‌‌ها فراهم شود:

• سنگدانه‌ها در مکان مسقف نگهداری شوند.
• سنگدانه‌ها قبل از مصرف، شسته و خشک شوند.
• سنگدانه‌ها از لحاظ واکنش قلیایی مورد بررسی قرار گیرند.
• در صورتی که امکان ساخت سر پناه برای سنگدانه‌ها وجود ندارد، روی آن را با پوشش مناسب مثل برزنت پوشانده شود.

تأثیر هوای گرم بر افزودنی

برای بتن ریزی در هوای گرم، آب بهترین راه‌حل است؛ زیرا هم سبب کاهش دما و هم افزایش روانی بتن می‌شود، ولی آب در نهایت سبب کاهش کیفیت و مقاومت بتن نیز می‌شود. برای حفظ تمام خواص بتن تازه و خشک شده، بهتر است از افزودنی بتن استفاده شود.

مناسب‌ترین افزودنی برای هوای گرم، استفاده از فوق روان کننده بتن دیرگیر است. این محصول سبب کاهش نیاز آبی مخلوط بتنی و به تأخیر انداختن واکنش سیمان در هوای گرم برای رسیدن به مقاومت کافی می‌شود. در هوای گرم استفاده از افزودنی حباب‌ هواساز بتن توصیه نمی‌شود، چرا که گرمای هوا سبب بروز مشکل در حضور هوای اضافی بتن می‌گردد.

توجه به میزان مصرف توصیه شده هر افزودنی بسیار مهم است. بعضاً مشاهده شده به دلیل گرمای بیش از حد هوا، از روان کننده بتن به میزان زیاد استفاده شده و در نتیجه، بتن گیرش خود را به درستی انجام نداده، دانه بتن جدا شده، آب انداختگی گسترش یافته و بتن بسیار ضعیف عمل می‌کند.

تأثیر هوای گرم بر آب بتن

گرمای ویژه آب، چهار تا پنج برابر سیمان و سنگدانه است. دمای آب یا همان میزان گرمای آب، بیشترین تأثیر را در مخلوط بتنی دارد. حتی در بتنی که میزان آب آن کم است، پایین آوردن دمای آب، راهکاری مؤثر در مناسب کردن دمای بتن تازه برای ریختن است. اگر بتوان دمای آب را ۳٫۵ تا ۴ درجه خنک کرد، کل بتن حدوداً یک درجه خنک می‌شود. خنک کردن آب بسیار آسان است و حتی با قالب یخ هم می‌توان این کار را انجام داد. سفید کردن رنگ خارجی مخازن آب نیز بسیار مؤثر است.

در آزمایشی برای تعیین تأثیر گرمای آب بر اسلامپ بتن مشخص شد هر ۱۰ درجه گرم شدن آب بتن، اسلامپ را بین ۲۰ تا ۲۵ میلی‌متر کاهش می‌دهد.

کنترل دمای بتن

در دمای بسیار بالا، تغییر در میزان انتشار یون طی هیدراتاسیون اولیه و اختلافات احتمالی در تراکم لایه اطراف ذرات سیمان رخ می‌دهد. این مسائل و به هم ریختن روند گیرش سیمان، به شدت سبب کاهش مقاومت بتن می‌شود.

در صورت اضافه کردن مستقیم یخ به مخلوط بتنی تا زمان ذوب شدن کامل یخ، اختلاط ادامه پیدا می‌کند. از این رو لازم است میزان یخ اضافه شده را برای میزان نیاز آبی و طرح اختلاط در نظر بگیرید. مخلوط‌های بتنی که سیمان زودگیر دارند و یا به هر دلیلی سریع سخت می‌شوند، طی گیرش اولیه حرارت بالایی تولید می‌کنند.

اگر هوا هم گرم باشد، شرایط باید به صورت کنترل شده برای گیرش تدریجی سیمان فراهم شود تا بتن ترک نخورد. دمای بالای ۳۲ درجه سانتی‌گراد برای اجرای بتن‌ریزی، گرم محسوب می‌شود و هر اقدامی برای کاهش این دما، کیفیت نهایی بتن را افزایش می‌دهد.

بیشتر بخوانید: ۷ روش کاهش دمای بتن در هوای گرم

ساخت بتن در هوای گرم

ساخت بتن در هوای گرم شرایط خاص خود را دارد. کم کردن دما و گرمای بتن، اولین و مهم‌ترین اقدام در تولید بتن است. حفاظت مناسب از مواد اولیه و ایجاد شرایط مناسب در انبار برای خنک نگه داشتن مصالح نیز، یکی از آسان‌ترین روش‌ها برای ساخت بتن در هوای گرم است. برای ساخت بتن در هوای گرم، تمامی موارد، از جمله تعداد نفرات، دستگاه و حتی مصالح باید چک شود تا سرعت کار پایین نیاید. ساعات ابتدایی روز و انتهایی شب، برای این امر مناسب‌ترین زمان هستند.

حمل بتن در هوای گرم

کامیون حمل بتن باید سفید بوده یا رنگ روشن داشته باشد. دور قسمت محفظه نگه‌دارنده نیز توسط عایقی چون گونی نخی مرطوب پوشانده شود تا بتن خیلی گرم نشود.

در صورت امکان، از ظرفیت حد بالای حمل کننده‌ها استفاده شود. زمانی که حجم بتن زیاد باشد، دیرتر گرم می‌شود و لازم است پیوستگی انتقال بتن رعایت شود. در هوای گرم در مدت زمان کم، درز سرد به وجود می‌آید. در نظر گرفتن ریزترین مسائل، حتی نحوه مسیریابی راننده تا رسیدن به پروژه نیز در زمان حمل بتن مؤثر است. بهتر است برای جلوگیری از معطلی بتن، هماهنگی بین پمپ بتن و کامیون حمل صورت گیرد.

روش های بتن ریزی در هوای گرم

برای بتن ریزی در هوای گرم، باید مکانی که برای بتن‌ریزی آماده شده با آب‌پاشی یا پوشاندن توسط گونی مرطوب خنک نگه داشته شود. توجه شود آب اضافی در قالب و محوطه بتن‌ریزی باقی نماند. استفاده از قالب چوبی در هوای گرم توصیه نمی‌شود، چرا که این قالب‌ها سبب جذب و تبخیر آب می‌شوند.

عمل‌آوری بتن در هوای گرم

مراقبت، محافظت و پروراندن بتن بسیار مهم است. اگر تمام استانداردها رعایت شود و بهترین طرح اختلاط با مناسب‌ترین افزودنی در تهیه بتن سهیم باشد، بتن بدون عمل‌آوری مناسب، کیفیت لازم را نخواهد داشت. برای آب دادن بتن، در حد امکان، دور ستون و سقف را با گونی نخی بپوشانید و سپس اقدام به آب دادن کنید. وجود این گونی به حفظ رطوبت در زمان طولانی کمک می‌کند و تا ۳۰ روز، سطح بتن خنک و در حد امکان مرطوب نگه داشته می‌شود.

در هنگام آب دادن بتن در هوای گرم از آب یخ یا خیلی سرد که بیش از ۱۵ درجه اختلاف دما با محیط دارد، استفاده نشود. ایده‌ی مناسب برای حفظ آب بتن و مرطوب ماندن آن، عایق کردن بتن به وسیله مواد پوششی یا پلاستیک کشیدن دور بتن است.

در پلاستیک‌کشی، ظاهر بتن را حفظ کرده و توجه داشته باشید پلاستیک سالم باشد. مراقبت از بتن در هوای گرم برای دستیابی به مقاومت از پیش تعیین شده، تأیید دستگاه نظارت، بهبود دوام بتن و همچنین پایایی بتن در برابر عوامل محیطی بسیار مهم است.

روشی که در بتن‌ریزی مسطح قابل استفاده است، ریختن ماسه و یا خاک روی بتن و سپس مرطوب کردن بتن است تا آب زمان بیشتری روی بتن وجود داشته باشد. به طور کلی باید از کاهش رطوبت، حفظ دما و تکمیل هیدراتاسیون اطمینان خاطر پیدا کرد.

نوع بتن	بتن عادی با حداقل نسبت آب به سیمان ۰٫۴۳	بتن حاوی مواد افزودنی معدنی دوده، سیلیس و سرباره با حداکثر نسبت آب به سیمان ۰٫۴۳
حداقل روزهای مورد نیاز برای عمل‌آوری بتن در شرایط محیطی آب و هوای گرم، بالای ۳۲ درجه سانتی‌گراد	۷	۱۴

همان‌طور که گفته شد، بتن‌ ریزی در هوای گرم با مشکلاتی چون: تبخیر شدید آب بتن، تسریع زمان گیرش سیمان و… روبه‌رو است. از این رو لازم است با استفاده از راهکارهای مناسب، مانع از بروز این مشکلات شد. در این مقاله از بلاگ رامکا سعی شد علاوه بر بررسی مشکلات بتن ریزی در شرایط آب و هوایی گرم، ترفندها و راهکارهای مقابله با این شرایط نیز تبیین شود. امیدواریم با مطالعه این مقاله بتوانید در شرایط نامطلوب و گرم نیز اجرای بتن مناسبی داشته باشید.

منابع: +