تعریف هوای سرد برای بتن:
طبق گزارش کمیته 306 انجمن بتن آمریکا در سال 2010زمانی هوا سرد است که: 1- دمای هوا، از 40 درجه سانتیگراد یا 40 درجه فارنهایت کمتر است.
2- در طول دوره محافظت، انتظار می رود کمتر از 40 درجه سانتیگراد یا 40 درجه فارنهایت شود.
طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در سال 1392:
زمانی هوا سرد است،که طی سه روز متوالی:
- متوسط روزانه دمای هوا در شبانه روز، از 5 درجه سانتیگراد کمترشود.
- دمای هوای نصف روز از 10 درجه سانتیگراد بیشتر نباشد.
تأثیر هوای سرد بر بتن تازه
-افزایش زمان گیرش
-یخ زدگی بتن در حالت تازه بودن
تأثیر هوای سرد بر بتن سخت شده
- احتمال یخ زدن و تأخیر در سخت شدن
- کاهش سرعت کسب مقاومت در کوتاه مدت
- ترک خوردگی بتن
برای بتن ریزی در هوای سرد چه باید کرد؟
- محافظت در برابر یخ زدگی
- کسب مقاومت اولیه بعد از دوره محافظت
- استفاده از شرایط عمل آوری مناسب برای کسب مقاومت با سرعت نرمال
- تحمل سیکل ذوب و یخ بعد از دوره عمل آوری
- جلوگیری از ترک خوردگی بتن
- کسب مقاومت لازم برای قالب برداری ایمن
- کسب مقاومت کافی برای تحمل بارگذاری در دوره اجرا
محافظت در برابر یخ زدن:
الف- مواد و مصالح
ب- تولید
پ- طرح اختلاط بتن
ت- حمل
ث- اجرا
ج- محافظت بعد از اجرا
مواد و مصالح
سیمان:
- می توان از سیمان پرتلند استاندارد یا سیمان آمیخته( نوع B) استفاده کرد.(JSCE)
- از سیمان نوع 3 یا سیمان با مقاومت اولیه زیاد استفاده کرد (مقررات ملی)
- از سیمان های آمیخته، به خصوص سیمان پوزولانی، در بتن ریزی در هوای سرد استفاده شود.(مقررات ملی)
- در صورتی که مشکل ترک خوردگی وجود نداشته باشد، می توان از سیمان با مقاومت اولیه زیاد استفاده کرد.
- نباید سیمان به صورت مستقیم حرارت داده شود.(JSCE)
- سنگدانه:
- سنگدانه های حاوی یخ یا سنگدانه های یخ زده در بتن استفاده نشود.(JSCE)
- توده یخ زده بزرگتر از 75 میلیمتر، اغلب در زمان اختلاط و حمل بتن، ذوب نمی شود، و متاسفانه در بتن باقی می ماند.
- سنگدانه ها در شرایطی ذخیره شوند که امکان یخ زدن یا ورود یخ در آنها نباشد.
- وقتی برف و توده های یخ زده در سنگدانه وجود ندارد وهوای پیرامون معتدل و لازم نیست مصالح سنگی گرم شوند.
- برای گرمایش بتن، تنها آب و سنگدانه گرم شود.(JSCE)
- سنگدانه باید به صورت یکنواخت و طوری گرم شود که در طی این فرایند باعث خشک شدن آن ها نشود.(JSCE)
- اگر دمای هوا زیر 4- درجه سانتی گراد باشد و دمای آب تا 60 درجه سانتی گراد گرم شود، عموماً نیاز است که مصالح سنگی تا دمای 15 درجه سانتی گراد گرم شوند.
- آب:
- دمای آب گرم شده باید کنترل شده و در تماس مستقیم با سیمان قرار نگیرد، باید از تماس مستقیم آب گرم با دمای 40 درجه سانتی گراد و سیمان جلوگیری شود.
- در ابتدا بهتر است آب و سنگدانه ترکیب شوند به گونه ای که دمای مخلوط آن ها برابر یا کمتر از 40 درجه سانتی گراد شود.
مواد افزودنی:
- موادی مانند مواد ضدیخ و مواد مقاوم در برابر سرما که مشخصات آنها در استاندارد موجود نیست، در صورتی قابل استفاده است که کیفیت آن ها به طور کامل مورد بررسی و تأیید قرار گرفته باشد.(JSCE)
- استفاده از مواد کاهنده آب برای کاهش نسبت آب به سیمان برای مقاومت در برابر یخ زدن می تواند مفید باشد.(JSCE)
- – مواد افزودنی مختلف مثل مواد ضدیخ، مواد مقاوم در برابریخ زدگی، تسریع کننده گیرش، حبابساز، مواد کاهنده آب می توانند برای بتن ریزی در هوای سرد استفاده شوند.(JSCE)
- – مواد افزودنی شیمیایی به گونه ای استفاده شوند که کیفیت مناسب برای بتن، بتواند بدست آید.(JSCE)
- تماس مواد حبابساز با آب گرم موجب کاهش کارایی آن می شود.
مواد افزودنی تسریع کننده:
- کلرید کلسیم
- زودگیرغیرکلرایدی(کلرید کمتر از 05/0 درصد)
- زودگیر غیرکلرایدی برای ساخت بتن با دمای زیرصفر(تا 5- درجه سانتیگراد) مثل نیترات کلسیم، تیوسیونات سدیم، کربنات پتاسیم، فرمات کلسیم
طرح اختلاط بتن
- برای جلوگیری از آسیب ناشی از یخ زدن اولیه، مقدار آب بتن در حد امکان (برای حفظ کارایی) کاهش یابد.(ACI , JSCE)
- نسبت آب به سیمان بیشتر از 5/0 نشود.(مقررات ملی)
- از سیمان بیشتر استفاده شود.
تولید بتن
- بعد از اختلاط دمای بتن باید به حدی باشد که دمای موردنیاز برای بتن ریزی را با توجه به شرایط و زمان حمل تأمین نماید.
- دمای مصالح گرم باید به حدی باشد که باعث گیرش سیمان نشود، به موجب این می توان اول سه چهارم آب گرم، سپس سنگدانه درشت، سنگدانه ریز، سیمان و در آخر یک چهارم باقیمانده آب گرم باشد.
- در زمان اختلاط دمای بتن طوری کنترل شود که تغییرات دما از هر بچ به بچ بعدی به حداقل برسد.
در مقاله بعدی به مبحث اجرای بتن و موارد دیگر اشاره خواهیم کرد.
