بتنریزی در هوای سرد
ابراهیم علاف اصغری، کارشناس ارشد عمران
مدیر کنترل کیفیت مجموعه بزرگ تکتاز صنعت موسوی اردبیل
حتماً بهعنوان یک مهندس عمران در شرایط بتنریزی 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 بتنریزی در هوای سرد مبحث نهم و آبا را به شما آموزش خواهیم داد.
بتنریزی در هوای سرد مبحث نهم و ACI
بر اساس تعریف ارائهشده در مقررات ملی ساختمان، هوای سرد به شرح زیر تعریف میشود:
1- بتن در دمای محیطی کمتر از 5+ درجه سلسیوس ریخته و نگهداری شود.
2- در مواردی که دمای هوا کمتر از 5+ درجه سلسیوس باشد و یا احتمال برود که در مدت حفاظت از بتن، دمای هوا به کمتر از این مقدار برسد در صورتی که شرایط هوا سرد باشد بتن در معرض سیکل ذوب و یخبندان قرار خواهد گرفت.
آییننامه بتن ایران (آبا) زمانی اعمال تدابیر بتنریزی در هوای سرد را ضروری میداند که دمای محیط کمتر از 5 درجه سانتیگراد 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 ثبتشده در ۳ روز متوالی کمتر از 5 درجه سانتیگراد باشد.
- دمای هوا در فاصله زمانی 24 ساعت، حداقل 12 ساعت برابر 10 درجه سانتیگراد و یا کمتر باشد.
اگر دمای هوای محیطی کمتر از 10 درجه سانتیگراد شد، کمکم تدابیر بتنریزی در هوای سرد را فراهم کنید. اعمال این تدابیر برای دمای کمتر از 5 درجه سانتیگراد 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.
بتنریزی در هوای گرم هم نکات و تدابیر خاص به خودش را دارد.
حداقل دمای بتن تازه: حداقل دمای مجاز مخلوط بتن تابع دمای هوا و اندازه مقطع عضو بتنی است
|
حداقل ابعاد مقطع |
دمای هوا C º |
|||
|
بالای mm 1800 |
mm1800-900 |
900-300 mm |
کمتر از mm 300 |
|
|
حداقل دمای بتن در هنگام ریختن و نگهداری C º |
کمتر از 5 |
|||
|
5 |
7 |
10 |
13 |
|
|
حداقل دمای بتن در هنگام اختلاط (2 و 3) |
بالای 1- 1- تا 18- کمتر از 18- |
|||
|
7 10 13 |
10 13 16 |
13 16 18 |
16 18 21 |
|
بتن در چه دمایی یخ میزند؟
همانطور که گفتیم طبق قواعد بتنریزی در هوای سرد مبحث نهم وقتی دمای هوا به زیر 5 درجه سانتیگراد برسد ممکن است بتن یخ بزند.
اما بهطور کلی برای بتنریزی در هوای سرد باید در انتخاب مصالح مصرفی، طرح و شرایط اختلاط، حمل، عملآوری و انجام عملیات دقت کنیم و تدابیر خاصی رو در نظر بگیریم، تا مخلوط تازه ریخته شده یخ نزند و مقاومت مورد انتظار طرح اختلاط را کسب کند.
راههای جلوگیری از یخزدگی بتن
حتماً میدانید که یکی از اصلیترین معضلات بتنریزی در هوای سرد، دیرگیر بودن آن است.
وقتی بتن با تأخیر خود را بگیرد، به قالببندی و مجموعه نگهدارنده نیروی بیشتری وارد شده و برخی مصالح بهطور کلی خاصیت خود را از دست داده و در نهایت بتن هم مقاومت و استحکامش از بین میرود.
در این شرایط برای اینکه 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 نوع سه زود سخت شونده را، جایگزین سیمانهای معمولی کرد. از این طریق، سرعت کسب مقاومت مخلوط افزایش مییابد. استفاده از سیمان نوع 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، بهویژه سیمان پوزولانی را برای بتنریزی در هوای سرد توصیه نمیکند.
-
گرمکردن 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 سانتیگراد با سیمان جلوگیری شود.
-
گرم کردن سنگدانههای شن و ماسه
دقت کنید که هنگام بتنریزی در هوای سرد، از آغشته نبودن مصالح سنگی به برف و یخزدگی آنها اطمینان حاصل کنید. معمولاً در ماسه و شن مرطوب احتمال وجود یخ بیشتر است و تودههای بالای 76 میلیمتر در مخلوط بتن حالت خود را حفظ میکنند و باز نمیشوند. 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 گرمکردن آن ضرورت پیدا میکند.
-
دپو مصالح در محیط بسته و سرپوشیده
یکی از راهکارهای افزایش دمای بتن جلوگیری از کاهش دما و یخزدگی مصالح در طول شبانهروز میباشد، با توجه به سردسیر بودن اردبیل ما در مجموعه تکتاز صنعت موسوی کلیه مصالح مصرفی و دپو را در داخل سوله نگهداری میکنیم که این مهم هم در فصل سرد سال از یخزدگی مصالح و کاهش دمای بتن جلوگیری میکند هم در فصول گرم سال از افزایش دمای مصالح جلوگیری میکند
5. کمکردن آب در طرح اختلاط بتن
برای بتنریزی در هوای سرد تا حد امکان باید اسلامپ مخلوط مورد نظر را پایین در نظر گرفت. حداکثر اسلامپ مخلوط در هوای سرد 5 سانتیمتر بوده و تا جایی که کارایی و روانی بتن اجازه میدهد، باید از آب کمتری در طرح اختلاط استفاده کنیم.
مقدار آب باید بهقدری باشد که هیدراتاسیون سیمان بهطور کامل انجام شود و آب لازم جهت این کار تأمین شود ولی از آبی که برای تأمین روانی و کارایی استفاده میشود باید بکاهیم.
برای جبران کارایی مخلوط میتوان از مواد افزودنی روانکننده 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 روانکننده استفاده نمود.
- در صورتی که از مواد افزودنی روانکننده استفاده نمیشود اسلامپ مخلوط نباید بیش از 50 میلیمتر انتخاب گردد.
-
استفاده از زودگیر کنندههای فاقد یون کلر، افزودنیهای حباب هواساز و کاهندههای آب
اگر پس از بتنریزی در هوای سرد، از آن بهدرستی مراقبت نکنیم، واکنش شیمیایی میان آب و سیمان بهشدت کند شده و این موضوع باعث کاهش مقاومت مخلوط خواهد شد.
افزودنیهای حباب هواساز
در مهندسی عمران، هر موادی که حبابهای ریز هوا را در مخلوط بتنی تولید کند، به آن افزودنی حباب هواساز میگویند. این افزودنیها، موجب تولید حبابهای کوچک هوا در درون و بین سنگدانهها میشوند.
از ویژگیهای این مواد میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- پایداری بیشتر مخلوط در برابر سیکلهای ذوب و انجماد
- مقاومت بیشتر مخلوط در برابر ایجاد پوسته در سطح آن
- روانی بیشتر مخلوط در شرایط بتنریزی در هوای سرد
- کاهش خطر پدیده آبانداختگی و جداشدگی دانهها
از جمله مواد تشکیلدهنده این افزودنیها، میتوان به چربیهای طبیعی، اسید استتاریک، اسید اولئیک و مواد کف زا اشاره کرد. همانطور که گفته شد یکی از ویژگیهای افزودنیهای حباب هواساز، برای بتنریزی در شرایط سرما است که میتوان با کاهش آب طرح اختلاط، کارایی و روانی آن را به کمک مواد حبابساز تأمین کرد.
روانکنندهها
روانکنندهها 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 یخزدن وجود داشته باشد. کلسیم نیترات یکی دیگر از ترکیباتی است که، بهعنوان روانکننده و زودگیرکننده در پروژههای عمرانی مصرف فراوانی دارد. این ترکیب علاوه بر ایجاد خاصیت زودگیری، ویژگی ضدیخ را نیز داشته و از خوردگی میلگردها جلوگیری میکند. همچنین میتوان از این ترکیبات در افزایش پایداری مخلوط استفاده کرد.
همانطور که گفته شد، استفاده از روانکنندهها و فوق روانکنندههای 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 از روانکننده و زودگیر به میزان لازم و جداگانه استفاده کرد. میزان استفاده از زودگیر کنندهها، بهطور 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 بهوسیله بخاری و نایلون
در هوای سرد برای حفظ گرمای سطح مخلوط بتنی و محیط آن میتوانیم از نایلون استفاده کنیم.
معمولاً 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.
بهطور 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 بتنریزی در هوای سرد رعایت کرد نکات حملونقل این مخلوط از بچینگ تا کارگاه ساختمانی است بهطوری که در زمان حمل بتن باید کامیون حمل در مدت زمان کمتر از ۹۰ دقیقه به محل بتنریزی برسد و مورد استفاده قرار گیرد. در سیر جدید کامیونهای حمل بتن (تراک میکسر)، یک سیستم گرمکننده مخزن تعبیه شده که مشکل حفظ دمای بتن را حل کرده است. مخزن این کامیون دوجداره و دارای گرمکن ویژه است.
عملآوری بتن در هوای سرد
بهطور کلی عملآوری 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 بهدرستی انجام شود، بتن حاصل، مقاوم و با دوام خواهد بود.
یکی از مواردی که با در نظر نگرفتن عملآوری بتن در هوای سرد اتفاق میافتد، کامل انجام نشدن عملیات هیدراتاسیون و در نتیجه پایین آمدن مقاومت مخلوط است. عملیات آبرسانی به بتن تازه ریخته شده نباید متوقف شود. اما آب اضافی، احتمال یخ زدن المانها را افزایش میدهد. پس در کنار آبرسانی به مخلوط بتنی باید از بخاری و نایلون برای حفظ گرمای محیط استفاده کرد.
برای اینکه امکان حذف شمعها و ستونهای موقت فراهمشده و عمل بارگذاری انجام شود، باید فرآیند عملآوری بتن بهدرستی انجام شود. هیچوقت نباید اجازه داد در روزهای اول پس از بتنریزی، مخلوط دچار یخزدگی و آسیب شود. برای رعایت استانداردهای عملآوری در هوای سرد، بهتر است موارد زیر در نظر گرفته شوند:
- استفاده از مصالح مناسب
- اجرای کمترین اسلامپ مخلوط
- استفاده از زودگیر کنندههای فاقد یون کلر و مواد حبابزا
- استفاده از ژل میکروسیلیس برای افزایش مقاومت و روانی مخلوط
- حفظ حرارت سطح مخلوط
نکات مهم بتنریزی در هوای سرد
- دمای مخلوط بتنی باید حداقل دو بار در شبانهروز در نقاط مختلف ساختمان ثبت گردد تا از وضعیت عملآوری 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 بتنریزی 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.
- با توجه به اینکه، فرآیند هیدراتاسیون به خودی خود گرمازا است، استفاده از پوششهای مناسب جهت عملآوری بتن، میتواند موجب به وجود آمدن شرایط استاندارد برای عملآوری مخلوط از نظر دمایی شود.
- بتنهایی که در قالب بوده و یا در پوشش قرار دارند، در دمای پایین معمولاً بهسختی مقدار کمی آب از دست میدهند، پس خیلی نباید نگران فرآیند هیدراتاسیون بود.
- اما از طرفی، استفاده بیحد 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.
بهطور کلی بتنریزی 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 امیدواریم در جهت معرفی راهکارهای علمی این موضوع، قدم مثبتی برداشته باشیم.
جهت کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در بانک مشاغل ساختمان کابوک در تماس باشید.
مهندس مهدی بناکار: 09173094258
نظر خود را بیان کنید
دیدگاه شما پس از بررسی و تأیید نمایش داده میشود.