دستورالعمل و ضوابط بتن ریزی در هوای سرد
ساخت و ساز و بتن ریزی در هوای سرد و در هنگام بارش برف یکی از سخت‌ترین و پر چالش ترین کارهایی است که پیمانکاران ساختمانی با آن مواجه می‌شوند. برخی پیمانکاران پروژه را تعطیل می کنند و برخی دیگر با توجه به مهلت زمان ساخت پروژه و محدودیت کاری ترجیح می‌دهند که پروژه ادامه یابد.
بر طبق قوانین بتن ریزی در هوای سرد در 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 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.
همچنین ACI نیز هوای سرد را با توجه به دو شرط زیر تعریف می‌کند که عبارت است از:
- هنگامی که میانگین حداقل و حداکثر دمای هوای ثبت شده در سه روز متوالی کمتر از ۵ درجه سانتی گراد باشد.
- وقتی که دمای هوا در حداقل ۱۲ ساعت در فاصله زمانی ۲۴ ساعت برابر ۱۰ درجه سانتی گراد و یا کمتر باشد.
همچنین طبق آبا هنگامی که دمای محیط بتن ریزی کمتر از ۵ درجه سانتی گراد باشد رعایت تدابیر بتن ریزی در هوای سرد ضروری و لازم الاجرا تلقی می‌شود.
در تعریف قبلی (آیین نامه ی بتن ایران) هوای سرد وقتی حاصل می گشت که دمای هوا در هنگام بتن ریزی کمتر از ۲ درجه سانتی گراد بوده و یا زمین کارگاه در هنگام بتن ریزی یخ زده باشد. بهتر است حتی الامکان تعریف قدیمی نیز در نظر گرفته شود.
همچنین استاندارد ملی ایران اعلام می‌کند که در شرایط درجه حرارت هوای کمتر از ۵ درجه سانتی گراد و بدون یخ زدگی می‌بایست :
دمای بتن ریخته شده در محل بررسی شده و حداقل ۵ درجه سانتی گراد و ترجیحا ۱۰ درجه سانتی گراد باشد. همچنین رعایت این نکته برای قطعات نازک، اعضای نمایان از اهمیت بیشتری برخوردار است.
سیمان مصرفی برای بتن ریزی در هوای سرد باید از نوع زودگیر باشد و میتوان از مواد افزودنی تسریع کننده گیرش نیز استفاده نمود.
به این نکته توجه کنید که هوای سرد سبب انجماد آب درون مخلوط بتن شده و آب نیز با یخ زدن، افزایش حجم پیدا می‌کند.افزایش حجم آب سبب ترکیدن و ایجاد ترک در المان بتنی می‌شود و در نتیجه به کاهش مقاومت المان منجر خواهد شد.
تعریف هوای سرد بر طبق استاندارد ملی ایران ۸۴۵۱
بر طبق استاندارد ملی ایران، دمای بتن در زمان اختلاط و حمل هرگز نباید کمتر از ۵ درجه سانتی گراد باشد. همچنین بر طبق این استاندارد بتن ریزی بر روی سطوح یخ زده یا پوشیده از برف ممنوع است.
استاندارد ملی ایران اعلام می‌کند که در شرایط درجه حرارت هوای کمتر از ۵ درجه سانتی گراد و بدون یخ زدگی می‌بایست :
دمای بتن ریخته شده در محل بررسی شده و حداقل ۵ درجه سانتی گراد و ترجیحا ۱۰ درجه سانتی گراد باشد.
همچنین رعایت این نکته برای قطعات نازک، اعضای نمایان از اهمیت بیشتری برخوردار است.
سیمان مصرفی برای بتن ریزی در هوای سرد باید از نوع زودگیر باشد و میتوان از مواد افزودنی تسریع کننده گیرش نیز استفاده نمود.
همچنین بر طبق آیین نامه بتن ایران و مقررات ملی ساختمان تدابیر احتیاطی زیر برای بتن ریزی در هوای سرد باید انجام گیرد.
بتن در چه دمایی یخ میزند؟
همانطور که پیشتر گفته شد طبق قواعد بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم وقتی دمای هوا به زیر ۵ درجه سانتی گراد برسد ممکن است بتن یخ بزند.
به طور کلی برای بتن ریزی در هوای سرد باید در انتخاب مصالح مصرفی، طرح و شرایط اختلاط، حمل، عمل آوری و انجام عملیات بسیار دقت شود و تدابیر خاصی را در نظر گرفت، تا مخلوط تازه ریخته شده یخ نزند و مقاومت مورد انتظار را کسب کند.
در ادامه با روش های جلوگیری از یخ زدن مخلوط بتن بیشتر آشنا می‌شویم:
راه های جلوگیری از یخ زدگی بتن
یکی از مهمترین معضلات بتن ریزی در هوای سرد، دیر گیر بودن بتن است.
دیر گرفتن بتن باعث وارد شدن نیروی بیشتر به قالب بندی و مجموعه نگه دارنده شده و سبب از دست رفتن خاصیت برخی مصالح خواهد شد.در نتیجه بتن نیز مقاومت و استحکام خود را از دست خواهد داد.
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.
۱٫ 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 این سیمان 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.
۲٫ گرم کردن آب
با استفاده از آب گرم میتوان دمای بتن را به دمای مطلوب نزدیک کرد.دقت کنید که از تماس مستقیم آب با دمای بیش از ۴۰ درجه سانتی گراد با بتن جلوگیری گردد.
۳٫ گرم کردن سنگدانه‌های شن و ماسه
قبل از بتن ریزی در هوای سرد ، از آغشته نبودن مصالح سنگی به برف و یخ زدگی آن‌ها کاملا اطمینان پیدا 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.
در اغلب موارد ماسه به دلیل آب اشباع بیشتر یخ میزند و گرم کردن آن ضرورت پیدا می‌کند.
۴٫ 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 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 استفاده می‌شود باید بکاهیم.
برای جبران کارایی مخلوط میتوان از مواد افزودنی روان کننده استفاده کرد.
۵٫ استفاده از ضدیخ بتن، افزودنیهای حباب ساز و روان کننده‌ها
ضد یخ بتن :
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.
افزودنیهای حباب هوا ساز :
در رشته مهندسی عمران، هر ماده ای که حباب‌های ریز هوا را در مخلوط بتنی تولید کند، به آن افزودنی حباب هوا ساز می‌گویند. این افزودنی‌ها از چربی‌های طبیعی، اسید استتاریک، اسید اولئیک و مواد کف زا تولید شده،و موجب تولید حباب‌های کوچک هوا در درون و بین سنگ دانه‌ها 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 بتن ریزی در هوای سرد
– کاهش خطر پدیده آب انداختگی و جدا شدگی دانه‌ها.
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.
روان کننده‌ها :
روان کننده‌ها می‌توانند با افزایش عدد اسلامپ بتن ، روانی آن را افزایش داده و ۱۰ تا ۳۰ درصد آب مخلوط را کاهش دهند.
این تغییرات پس از ۴۵ دقیقه شروع به کاهش می‌کنند. این موضوع سبب می‌شود تا آب کمتری در مخلوط برای یخ زدن وجود داشته باشد.
۶٫ حفظ گرما به وسیله بخاری و نایلون
در هوای سرد برای حفظ دما و گرمای سطح مخلوط بتنی و محیط آن میتوان از نایلون استفاده کرد.
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 ۱۰۰ وات و نایلون استفاده می‌کنیم تا حرارت مورد نیاز سطح مخلوط بتنی حفظ شود.
یکی از معایب استفاده از پوشش‌های نایلونی، احتمال سوراخ شدن آن می باشد.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 می تواند مفید و کاربردی باشد.
حمل بتن در هوای سرد
یکی دیگر از نکاتی که باید برای بتن ریزی در هوای سرد به آن دقت کرد،شیوه حمل و نقل این مخلوط از بچینگ تا کارگاه ساختمانی است .
طوری که در زمان حمل بتن باید کامیون حمل در مدت زمان کمتر از ۹۰ دقیقه به محل بتن‌ریزی برسد.
درب قسمت چرخاننده ماشین‌های حمل پوشانده شود تا از پایین آمدن دمای مخلوط بتن جلوگیری گردد.
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.
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.
- معمولا گوشه‌ها و لبه‌های مخلوط در مقابل یخ زدن آسیب پذیرند، بنابراین دمای این نقاط باید با دقت بیشتری کنترل شود.
- فرآیند هیدراتاسیون یک فرآیند 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.
- تا حد امکان قالب‌ها دیرتر باز شوند، به این شکل قالب‌ها باعث توزیع یکنواخت گرما شده و از تبخیر آب سطح مخلوط جلوگیری می‌کنند.
