بتن در هوای گرم به راحتی به عمل می آید. به همین علت برای بتن ریزی در هوای سرد باید موارد و نکاتی را رعایت کرد.
منظور از هوای سرد در بتن ریزی چیست؟
قبل از اینکه به بررسی دستورالعمل بتن ریزی در هوای سرد بپردازیم، لازم است که مفهوم هوای سرد از نظر آیین نامه بتن ایران را بررسی کنیم. اگر برای سه روز متوالی در یک منطقه، میانگین دمای هوا در شبانه روز کمتر از ۵ درجه سلسیوس باشد و همچنین دما برای مدت زمان بیش از ۱۲ ساعت در این مدت بالاتر از ۱۰ درجه سلسیوس نباشد، رعایت دستورالعمل بتن ریزی در هوای سرد الزامی است. مطابق آیین نامه تحت هیچ شرایطی دمای اختلاط و همچنین حمل بتن تا محل بتن ریزی نباید کمتر از ۵ درجه سلسیوس باشد.
مشکلات بتن ریزی در هوای سرد
در اختلاط بتن مواد اولیه گوناگونی از جمله آب، شن و ماسه، سیمان و مواد افزودنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. عملیات بتن ریزی در یک پروژه عمرانی باید مادامی که بتن حالت خمیری دارد، انجام شود. حالت خمیری بتن مربوط به آب موجود در آن است. آب در واکنش هیدراتاسیون با سیمان، حالت خمیری شکل به بتن می‌دهد. این حالت تا قبل سفت شدن در بتن باقی می‌ماند. اصلی‌ترین مشکل بتن ریزی در هوای سرد این است که واکنش هیدارتاسیون بین آب و سیمان در دمای کمتر از ۵ درجه سلسیوس متوقف می‌شود.
در نتیجه مقاومت نهایی بتن افت پیدا می‌کند. این مشکل در شرایطی که دمای هوا به زیر صفر درجه سلسیوس برسد، تشدید می‌شود. به‌طوری که آب موجود در بتن یخ می‌زند و این موضوع باعث می‌شود مقاومت بتن به نصف حالت عادی کاهش پیدا کند. بنابراین برای جلوگیری از بروز این چالش جدی، باید تدابیر خاصی اندیشیده شود که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.
تاثیر هوای سرد بر مصالح بتن
مشکلات مربوط به بتن ریزی در هوای سرد، محدود به اجرای عملیات بتن ریزی نیست. بلکه اختلاط و جابجایی بتن نیز با چالش‌های خاص خود همراه است. به عنوان مثال در شرایطی که دمای هوا پایین است، مواد اولیه مانند آب، سنگدانه‌ها و سیمان نیز دمای کمی دارند. اختلاط مواد اولیه در دمای کم باعث می‌شود تا بتن حاصل شده در زمان مناسب سفت نشود.
این موضوع باعث می‌شود که در وهله اول زمان اجرای عملیات بتن ریزی طولانی‌تر شود. ضمن اینکه سرمای بیش از حد باعث رخداد فعل و انفعالاتی در مواد اولیه می‌شود که خواص فیزیکی بتن را تضعیف می‌کند. در چنین شرایطی اگر علاوه بر سرمای هوا، شاهد وزش باد نیز باشید، مشکلات دو چندان می‌شوند. در اینجا نگاهی به تاثیر سرمای هوا بر هر یک از مواد اولیه تشکیل دهنده بتن می‌اندازیم.
تاثیر هوای سرد بر سیمان
سرمای هوا باعث می‌شود که زمان گیرش یا سفت شدن سیمان طولانی‌تر شود. برای مقابله با این شرایط باید از نوعی سیمان استفاده کنید که اصطلاحا زودگیر باشد. این محصول تحت عنوان سیمان نوع ۳ شناخته می‌شود. نکته مهم دیگر این است که به هیچ عنوان نباید از سیمان پوزولانی و روباره‌ای برای آماده سازی بتن در هوای سرد استفاده کنید. این سیمان‌ها گرمادهی کمی دارند و مناسب این شرایط آب و هوایی نیستند.
تاثیر هوای سرد بر سنگدانه
سرمای بیش از حد ممکن است باعث انقباض سنگدانه‌ها، ترک خورد و شکستن آن‌ها شود. برای جلوگیری از بروز این مشکل، معمولا قبل از عملیات اختلاط، سنگدانه‌ها در معرض حرارت قرار می‌گیرند. تحت هیچ شرایطی نباید اختلاف دمای آب و سنگدانه‌ها قبل از اختلاط بتن از ۴۵ درجه سلسیوس بالاتر برود.
تاثیر هوای سرد بر آب
بیشترین تاثیر سرمای هوا در اختلاط بتن مربوط به آب است. چراکه این ماده در دمای صفر درجه سلسیوس عملا تغییر فاز می‌دهد. به‌همین دلیل برای دستیابی به کیفیت نهایی مناسب در بتن ریزی هوای سرد، باید حتما دمای آب حد فاصل اختلاط بتن تا پایان سفت شد پس از بتن ریزی بالاتر از ۵ درجه سلسیوس حفظ شود. معمولا در زمان اختلاط دمای آب را تا حدی بالا می‌برند تا دمای آن در پایان عملیات بتن ریزی نیز در سطح مناسب باقی بماند. ضمن اینکه نسبت آب به سیمان در اختلاط بتن نباید بالاتر از ۰.۵ باشد.
تاثیر هوای سرد بر افزودنی های بتن
استفاده از مواد افزودنی با هدف دستیابی به اختلاط بتن با مشخصات فیزیکی خاصی انجام می‌گیرد. در شرایط سرمای هوا، می‌توان با اضافه کردن افزودنی‌های خاصی مانند مواد حباب ساز، نمک حاوی کلر و روان‌کننده‌های بتن شرایط را برای تولید بتن با کیفیت تسهیل کرد. نمک باعث می‌شود که دمای انجماد آب کاهش پیدا کند. ضمن اینکه روان‌کننده‌ها کمک می‌کنند تا نیاز به آب کمتری برای تولید بتن داشته باشید. وجود حباب هوا به‌صورت کنترل شده در ساختار بتن نیز باعث می‌شود تا بتن دیرتر یخ بزند.
قاعده اساسی بتن ریزی در هوای سرد
یک قاعده اساسی برای بتن ریزی در هوای سرد وجود دارد. بتن‌های غیر اشباع و اشباع به ترتیب تا قبل از رسیدن به مقاومت فشاری ۵ و ۲۵ مگاپاسکال پس از بتن ریزی باید در برابر یخ زدن محافظت شوند. معمولا بعد از بتن ریزی، شاهد بالا آمدن بخشی از آب موجود در اختلاط بتن خواهیم بود.
در این شرایط لازم است ضمن انجام عملیات صاف کردن سطح بتن، آب اضافی جمع شده در سطح بتن را نیز قبل از یخ زدن جمع‌آوری کنید؛ چرا که یخ بستن آب در سطح بتن، باعث تضعیف ساختار آن می‌شود. یکی از استراتژی‌های بتن ریزی در هوای سرد، کاهش سهم آب موجود در ساختار بتن است که در ادامه بیشتر درباره آن توضیح می‌دهیم.
الزامات و اقدامات قبل از بتن ریزی در هوای سرد
اولین نکته‌ای که قبل از بتن ریزی در هوای سرد باید در نظر بگیرید، انتقال بتن از مبدأ تولید تا محل بتن ریزی است. مدت زمان این انتقال نباید تحت هیچ شرایطی از ۹۰ دقیقه بیشتر شود. ضمن اینکه دستگاه تراک میکسر که برای گرداندن اختلاط بتن استفاده می‌شود، باید درپوش اختصاصی داشته باشد تا هوای سرد به‌صورت مستقیم با بتن تماس پیدا نکند. برخی از تراک میکسرهای جدید مجهز به سیستم‌های گرمایشی نیز هستند که دمای مخلوط بتن را در سطح مناسب نگه می‌دارند.
نکته مهم دیگر این است که باید حتما سطح قالب بتن و آرماتور را از هرگونه برف یا رطوبت ناشی از بارندگی پاک کنید. اگر دمای سطح قالب و آرماتور به کمتر از ۲ درجه سلسیوس رسیده، باید با حرارت دادن آن‌ها را گرم کنید. فراموش نکنید که اسلامپ بتن به هیچ عنوان نباید از ۵۰ میلی متر بیشتر باشد.
الزامات و اقدامات بعد از بتن ریزی در هوای سرد
اجرای عملیات بتن ریزی در هوای سرد با شرایط عادی تفاوت چشم‌گیری ندارد. نکته اساسی این است که باید حین انجام عملیات بتن ریزی، دمای بتن در محدوده مناسب حفظ شود. گاهی اوقات این موضوع با استفاده از افزودنی‌های ضد یخ به بتن، شما را از به‌کارگیری تجهیزات خاص گرمایشی بی‌نیاز می‌کند.
پس از بتن ریزی باید از پوشش مناسب مانند برزنت یا نایلون برای جلوگیری از نفوذ هوای سرد به سطح بتن استفاده کنید. اگر باد سرد شدید در محیط برقرار است، باید با دقت بیشتری سراسر سطح بتن را بپوشانید. ایجاد محیط گرم برای حفظ دمای بتن بالاتر از ۵ درجه سلسیوس به عنوان یکی دیگر از اقداماتی به شمار می‌رود که برای عمل آوری بتن یا کیورینگ باید در دستور کار قرار دهید.
ضمن اینکه اگر این اقدام باعث کاهش رطوبت سطح بتن شود، باید از دستگاه مه پاش برای پاشش آب به سطح بتن استفاده کنید. فرآیند عمل آوری بتن در هوای سرد باید تا رسیدن بتن غیر اشباع به مقاومت فشاری ۵ مگاپاسکال و بتن اشباع تا مقاومت فشاری ۲۵ مگاپاسکال ادامه یابد.
کلام پایانی
در این مطلب نحوه بتن ریزی در هوای سرد را بررسی کردیم. پیشنهاد می‌کنیم اگر در منطقه‌ای حضور دارید که تنها چند روز از سال دمای هوا به زیر ۵ درجه سلسیوس می‌رسد، به‌گونه‌ای برنامه‌ریزی کنید که عملیات بتن ریزی در پروژه به‌زمانی خارج روزهای سرد سال موکول شود. در غیر این صورت باید با صرف هزینه، تمهیدات قانونی لازم را برای اجرای عملیات بتن ریزی در نظر بگیرید. در غیر این صورت نمی‌توانید نتیجه مطلوبی از عملیات بتن ریزی به دست بیاورید.