بتن از سه جزء اصلی آب-سیمان و سنگدانه تشکیل شده که این مواد پس از مخلوط شدن به یک ماده سیال با قوام نسبی تبدیل می شود ، این مواد بعد از اختلاط به ماده ای شکل پذیر به حالت خمیری تبدیل می شود.
سیمان در فضای شیمیایی که توسط آب ایجاد شده به ماده ای خشک و مستحکم تبدیل می شودو این واکنش زمانی اتفاق می افتد که آب موجود در بتن در دمای معمولی باشد. اگر بتن ریزی در دمای پایین تر از حد معمولی باشد و راهکارهای لازم برای عمل آوری و نگهداری بتن انجام نگردد، واکنش سیمان و آب متوقف می گردد و به دنبال آن بتن ایجاد شده استحکام و مقاومت لازم را نداردو در نتیجه استحکام کلی سازه مناسب نخواهد بود.
در ادامه این مقاله از نگار ممتاز در مورد شرایط بتن ریزی در هوای سرد و تمهیدات لازم برای جلوگیری از یخ زدگی صحبت خواهیم کرد
تعریف هوای سرد:
طبق آیین نامه بتن ایران هوای سرد به زمانی اطلاق می شود که دمای محیط بتن ریزی کمتر از 5 درجه سانتی گراد باشد. با توجه به استاندارد ملی ایران شماره 8451 درجه حرارت بتن در زمان اختلاط و حمل هرگز نباید کمتر از 5 درجه سانتی گراد باشد و بتن ریزی بر روس سطوح یخ زده یا پوشیده از برف ممنوع می باشد.
بر طبق آیین نامه بتن ایران و مقررات ملی ساختمان هوای سرد به وضعیتی اطلاق می شود که شرایط زیر برای 3 روز متوالی برقرار باشد:
الف : دمای متوسط هوا در شبانه روز کمتر از 5 درجه سانتی گراد باشد ( دمای متوسط روزانه میانگین حداکثر و حداقل دمای هوا در فاصله زمانی نیمه شب تا نیمه روز است )
ب : دمای هوا برای بیشتر از نصف روز از 10 درجه سانتی گراد زیادتر نباشد.
تاثیر هوای سرد بر مصالح :
در هوای سرد دمای آب ، سیمان و سنگدانه قبل از ساخت بتن بسیار پایین است و اگر بتن در این شرایط ساخته شود مشکلاتی نظیر دیرگیری بتن را بوجود می آورد . اگر بتن با تاخیر سفت شود به قالب بندی و مجموعه نگهدارنده نیروی بیشتری وارد می کند و هزینه را بالا می برد و در نتیجه می توان گفت در سرمای شدید برخی مصالح به طور کلی خاصیت خود را از دست می دهد.
1- سیمان
برای کم کردن زمان محافظت از بتن بهتر است از سیمان تیپ 3 به دلیل خاصیت زودگیر بودن با نسبت آب کمتری استفاده کرد زیرا سرمای بیش از حد در گیرش سیمان ، اختلال ایجاد کرده و سبب کاهش مقاومت نهایی آن می شود.
2- آب
آب بالاترین ظرفیت گرمایی و بیشترین تاثیر در تغییر دما بر بتن را دارد پس بالا نگهداشتن دمای آب یعنی مراقبت از کل بتن از یخ زدگی . از سوی دیگر از آب داغ در حال جوشیدن به دلیل گیرایش سیمان نباید استفاده کرد و فقط قبل از اضافه شدن به مخلوط باید آب را به دمای معینی رساند. در زمان اختلاط نیز حفظ دمای آب برای ایجاد بستر مناسب برای واکنش هیدراسیون بسیار حائز اهمیت است.
3- سنگدانه
زمانی که نتوانیم با گرم کردن آب ، به دمای لازم برای بتن برسیم لازم است از روش گرم کردن سنگدانه استفاده کرد. ضمناً اگر اختلاف دمای سنگدانه و آب بیشتر از 45 درجه باشد برای جلوگیری از مشکلات بعدی مثل شکستن سنگدانه و کاهش مقاومت آن ، باید دمای سنگدانه را اندکی افزایش داد.
افزودنیهای بتن :
در مواقع بتن ریزی در هوای سرد استفاده از سه گروه افزودنی توصیه می شود که استفاده از هرکدام از آنها دارای قوانین خاص مربوط به خود است.
الف: روان کننده های بتن
استفاده از روان کننده های مجاز به دلیل کاهش مصرف آب برای بتن ریزی در هوای سرد مفید است.
ب : نمک حاوی کلراید
استفاده از نمک حاوی کلر در بتن برای جلوگیری از یخ زدگی بتن بسیار مناسب است اما نکته بسیار مهم در استفاده از نمک به دلیل اینکه یون کلر فعال با فلزات و فولاد واکنش داده و سبب خوردگی آن می شود دیگر قابلیت کاربرد در مجاورت با فلز را ندارد.
ج : مواد حباب ساز برای بتن
پیدایش و گسترش بتن حبابدار از بزرگترین پیشرفتهای تکنولوژی بتن است که باعث ایجاد حباب هوا در بتن برای جلوگیری در برابر یخ زدن و آب شدن و در نتیجه بهبود مقاومت بتن است.
حمل بتن در هوای سرد
علاوه بر تمام شرایط در زمان اختلاط بتن ، زمان حمل بتن نیز بسیار مهم است و باید کامیون حمل در مدت زمان کمتر از 90 دقیقه به محل بتن ریزی برسد.
استفاده از ضد یخ در فصل سرما:
در برابر مشکلات و چالشهای بتن ریزی در هوای سرد اولین راهکاری که به ذهن می رسد استفاده از ضد یخ است. مواد ضد یخ بتن در شکلهای مختلف پودری و مایع وجود دارد و باعث تسریع واکنش هیدراسیون در بتن می گردد. به علت این واکنش گرماده باعث می شود گرمای بیشتر در زمان کوتاهتر تولید شود و دمای مناسب بتن بالا نگه داشته شود و ضمناً باعث تسریع واکنش هیدراسیون و در نتیجه زودتر سخت شدن بتن می شود. در ضد یخها اصولا از نمک های مختلفی استفاده می شود که با حل شدن آنها در آب نقطه انجماد کاهش می یابد ، بنابراین ضد یخ های بتن از طریق تولید گرمای بیشتر و همچنین کاهش نقطه انجماد آب ، یخ زدن آب را دشوارتر می کند.
در ضد یخ هایی که به شکل پودری هستند به دلیل استفاده از کلرید برای استفاده در بتن های مسلح مناسب نیستند زیرا یون های کلرید موجب خوردگی آرماتورها می شود اما استفاده از ضد یخ های مایع این مشکل را ندارند و می توان این ضد یخ ها را در تمامی بتن ها استفاده کرد.
در این مقاله به چالشها و تمهیدات بتن ریزی پرداختیم و تاثیرات هوای سرد بر بتن و مصالح تشکیل دهنده آن را مورد بررسی قرار دادیم .