بتن ریزی در هوای گرم

بتن ریزی در هوای گرم
 

کد مطلب : 20


هوای گرم به دمای زیاد هوا همراه یا بدون باد و رطوبت کم اطلاق می شود. این عوا مل باعث تبخیر سریع آب، افزایش سرعت آب گیری سیمان، کاهش کارایی بتن تازه و تسریع گیرش آن می شوند که می تواند موجب کاهش مقاومت نهایی بتن گردند.

هوای گرم به دمای زیاد هوا همراه یا بدون باد و رطوبت کم اطلاق می شود. این عوا مل باعث تبخیر سریع آب، افزایش سرعت آب گیری سیمان، کاهش کارایی بتن تازه و تسریع گیرش آن می شوند که می تواند موجب کاهش مقاومت نهایی بتن گردند. هوای گرم همچنین باعث ایجاد مشکلاتی در بتن ریزی و متراکم کردن بتن و تشدید جمع شدگی خمیری می‌شود و موجب ترک در بتن جوان می گردد.

یکی از عوامل تخریب بتن در فلات مرکزی ایران بتن ریزی در هوای گرم می باشد. در محیط‌های گرم دمای بتون زیاد بوده و این مسأله موجب تبخیر سریع آب، گیرش زود رس و کاهش کارایی بتن می شود .برای رسیدن به بتن مناسب و با مشخصات مکانیکی مورد نیاز باید شرایط ویژه ای رعایت شود .

کلیات:

به طورکلی عواملی نظیر هوای گرم، وزش باد و رطوبت، روی ساختن، ریختن و عمل آوردن بتن اثر می گذارند. برای دستیابی به نتیجه مطلوب، باید دمای محیط، دمای مصالح و بتن، و اوضاع جوی، سرعت و جهش وزش باد، رطوبت نسبی محیط و سایر اطلاعات را به طور روزانه، ثبت و در کارگاه جمع‌آوری نماید. هوای گرم آثاری به شرح زیر بر روی بتن خواهد داشت:

1- افزایش میزان آب مورد نیاز

2-کاهش اسلامپ

3-زیاد شدن سرعت سخت شدن بتن

4-افزایش احتمال ترک‌های خمیری در بتن

5- بروز اشکال در کنترل میزان هوای بتن

6- کاهش دوام بتن در صورت عدم رعایت ملاحظات فنی

7- عدم امکان دستیابی به سطوح یکنواخت

مصالح بکار رفته

الف) سنگدانه:

هر چند تأثیر سنگدانه چندان جدی نیست اما بویژه برای ایجاد دوام در بتن در مناطق گرم بویژه مرطوب، لازم است سنگدانه‌ها از جذب آب کمی برخوردار باشند. ظرفیت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به 5/2 و برای سنگدانه ریز به 3 درصد محدود شده است در حالیکه در بسیاری از آئین نامه‌ها چنین محدودیتی دیده نمی شود.

سنگدانه‌ها باید در برابر قلیایی‌ها از واکنش زائی برخوردار نباشند لذا از این بابت باید مورد آزمایش قرار گیرند. همچنین در مناطق خورنده باید یون کلر آنها از حدود مجاز کمتر باشد.

ب) آب:

آب مصرفی بتن نباید گرم باشد. گرم بودن آب علاوه بر بالا بردن درجه حرارت مخلوط بتن، باعث بالا رفتن مصرف آب می شود که این امر نهایتاً موجب کاهش مقاومت خواهد شد. با اضافه شدن هر ١٠ درجه به حرارت آب، میزان اسلامپ ٢٠ تا ٢5 میلیمتر کاهش می یابد و از این رو آب مصرفی باید کاملاً خنک بوده و در صورت لزوم توسط یخ خنک شود.

ج) سیمان:

یکی از نکات بسیار مهم در هوای گرم، دمای سیمان به هنگام اختلاط است. بالا بودن دمای سیمان، دمای بتن را افزایش می‌دهد که این امر موجب تسریع عمل آبگیری، سخت شدن فوری، بالا رفتن نیاز به آب و نهایتاً آثار نامطلوب بر روی مقاومت و جمع شدگی خمیری بتن خواهد شد. بنابراین تحت هیچ شرایطی نباید درجه حرارت سیمان هنگام اختلاط از ٧٧ درجه سانتیگراد تجاوز نماید، در هوای گرم باید از مصرف سیمان‌های گرم، نوع ٣ و مشابه آن خودداری شود.

د) مواد افزودنی بتن:

مصرف مواد افزودنی در هوای گرم باید بر اساس توصیه های کارخانه سازنده و تأییدات دستگاه نظارت صورت گیرد. بدون رعایت تأیید قبلی دستگاه نظارت، پیمانکار به هیچ وجه حق اضافه نمودن این مواد را به بتن نخواهد داشت، استفاده از مواد افزودنی کندگیر کننده و یا کاهش دهنده آب با اجازه قبلی دستگاه نظارت بلامانع است.

به علاوه رعایت نکات زیر هنگام بتن ریزی در هوای گرم الزامیست:

1- هنگام بتن ریزی دمای هیچ قسمت از بتن نباید از ٣٠ درجه سلسیوس تجاور نماید.

2- دمای محیط هنگام بتن ریزی نباید از ٣٨ درجه سلسیوس بیشتر باشد. برای دست یافتن به بتنی خوب و پایا توصیه می‌شود عملیات بتن ریزی در دمای بین ٢4 تا ٣٨ درجه سلسیوس انجام شود.

3- مصالح بتن خصوصاً مصالح سنگی نباید زیر تابش مستقیم آفتاب قرار گیرد.

4- وسایل، لوازم و تجهیزات تهیه، حمل و ساختن بتن نظیر مخلوط کن‌ها، پمپ‌ها، تراک میکسرها، باید حتی الامکان سفید رنگ بوده و در جای خنک، نگهداری و نصب شوند و در صورت امکان با پوشش مناسب از تابش مستقیم آفتاب مصون باشند.

5- فاصله زمانی بین ساختن و ریختن بتن در قالب به حداقل ممکن کاهش یابد.

6- آبپاشی قالب‌ها، آرماتورها و بستر محل بتن ر یزی، با آب خنک، همزمان و قبل از بتن ریزی صورت پذیرد.

7- محل بتن ریزی در حین اجرا از تابش مستقیم آفتاب مصون نگهداشته شود.

8- در فصل تابستان و روزهای گرم خصوصاً در مناطق جنوبی ا یران توصیه می شود بتن ریزی در اواسط روز قطع و برنامه بتن ریزی برای اوایل صبح و عصر، تنظیم و اجرا شود.
تاثیر محیط گرم روی بتن:

هم بتن تازه و هم بتن سخت شده در محیط‌های اقلیمی گرم و در درجه حرارت زیاد بخشی از عملکرد مطلوب و پایائی خود را از دست می دهند. نیاز به آب بیشتر، گیرش سریع و کاهش اسلامپ و کارائی، افزایش امکان ترک خوردگی خمیری، تبخیر سریع آب سطحی بتن و تغییر در مشخصات مکانیکی این بخش و نیاز به عمل آوری سریع از مشکلات بتن تازه در اقلیم گرم است. این مشکلات با افزایش نفوذ پذیری که خود منجر به کاهش مقاومت ذاتی بتن در مقابله با خرابی‌های دیگر می شود از تاثیرات محیط گرم روی بتن سخت شده می‌باشد. علت تغییرات در بتن سخت شده به طور عمده ناشی از اجبار به مصرف آب بیشتر در طرح اختلاط است.

بزرگترین مشکل اقلیم گرم روی بتن، گیرش سریع و کاهش کارائی بتن تازه می باشد که برای جبران آن تولید کنندگان آب مصرفی طرح اختلاط افزایش می‌دهند. با افزایش آب مصرفی مقاومت کاهش و نفوذ پذیری افزایش می یابد و در صورتیکه عوامل مخرب دیگر مثل یون‌های مضرر هم در محیط وجود داشته باشد و به سرعت عمر مفید و پایائی بتن کاهش خواهد یافت.

در محیط‌های گرم و مرطوب به علت نفوذ رطوبت در بتن سخت شده خرابی های بتن افزایش می یابد البته به جز ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی. به هر حال در محیط های گرم و خشک نیز امکان رطوبت در پاره ای از کاربردها به طور محسوس وجود دارد مثل سازه های آبی بتنی، پی‌ها که در خاک مدفون ھستند و به احتمال کاربرد زمین‌های اطراف آب و رطوبت به خاک تزریق خواهد شد.

مشکلات بتن ریزی در مناطق گرمسیر به صورت خلاصه عبارتند از:

• نیاز به آب بیشتر در طرح اختلاط

• افزایش سرعت گیرش سیمان

• کاهش اسلامپ و کارآئی بتن تازه به علت گیرش زودرس

• ایجاد ترک‌های جمع شدگی خمیری

• مقاومت فشاری نهایی کمتر (گر چه مقاومت فشاری اولیه افزایش می یابد)

• افزایش نفوذ پذیری و کاهش محسوس پایائی بتن
• ظاهر نامطلوب سطح بتن

• کاهش زمان اجرائی جهت حمل و ریختن بتن و ویبره زدن (در پاره ای از موارد این زمان به 20 دقیقه کاهش می‌یابد)

تمهیدات بتن ریزی در مناطق گرمسیری:

در صورتیکه دمای بتن در لحظه بتن ریزی از 32 درجه بیشتر باشد باید بتن ریزی را متوقف کرد یا شرایط ویژه ای را جهت کنترل دمای بتن به کار برد. به هر حال در روزهای گرم سال در مناطق گرمسیر موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرد:

• دمای سیمان در هنگام اختلاط باید کمتر از 50 درجه باشد نگهداری سیمان در محل‌های سایه و خنک و با استفاده از سیلو مناسب با رنگ آمیزی مناسب می تواند در پائین نگه‌داشتن دمای سیمان به کار رود.

• میزان مصرف سیمان نباید از 350 کیلوگرم بر متر مکعب کمتر باشد تا بتوان کاراوی و مقاومت لازم را بدست آورد در ضمن نباید از 450 کیلوگرم بر متر مکعب بتن بیشتر باشد چون گرمای آزاد شده ناشی از فعل و انفعالات سیمان منجر به دمای زیاد بتن تازه خواهد شد.

• به کار گیری سیمان کند گیر (در حد تیپ دو) بکارگیری سیمان پوزولانی به خصوص استفاده از میکروسیلیس یا به کارگیری مواد افزودنی که موجب کاهش دمای گیرش شود توصیه می شود.

• شن و ماسه باید در محل خنک و سایه (زیر سایه بان) نگهداری شوند. در صورت لزوم سنگدانه‌ها با آبپاشی خنک شوند.

• بکارگیری دانه‌های گرد گوشه (رودخانه‌ای) به علت ایجاد کارائی بیشتر مناسب تر است.

• دانه بندی شن و ماسه باید حتماً در محدوده استاندارد باشد و اگر در حد میانی استاندارد باشد که منجر به تولید بتن متراکم شود بهتر است.

• بکار گیری شن درشت منجر به نفوذ پذیری بیشتر می شود بنابراین به کارگیری شن ریزتر در طرح اختلاط توصیه می‌شود.

• حتی المکان باید آب خنک استفاده شود بکارگیری عایق حرارتی برای لوله‌ها و مخازن آب توصیه‌ها می شود. در صورت ناتوانی در کنترل بتن می توان از خرده یخ برای خنک کردن آب استفاده نمود.

• به هیچ وجه نباید برای کنترل اسلامپ و کارائی از آب بیشتر از حد تعیین شده در طرح اختلاط استفاده نمود. میلگرد در شرایط محیطی فوق العاده شدید باید باید گالوانیزه با آغشته به اپوکسی باشند (در مناطق گرم و خشک بکارگیری این روش‌ها ضروری نمی باشند)

• بکارگیری پوشش بتنی در اطراف میلگردها جهت تأمین پایائی ضروری می باشد باید از بکارگیری مقاطع نازک بتنی با درصد زیاد میلگرد خودداری شود.

• بکار گیری قالب چوبی به علت کوچکی ضریب انتقال حرارت نسب به قالب های فلزی مرجع است.

• قالب ها باید حتماً آب بندی باشند تا شیره و آب از دسترس بتن خارج نشود.

• بتن ریزی در ساعات خنک و سایه روز انجام شود.

• حتماً از تبخیر آب سطحی بتن جلوگیری به خصوص در مقابل وزش باد و تشعشع خورشید با بکارگیری روکش‌هایی روی سطحی جلوگیری کرد.

• تراکم بتن حتی الامکان باید به صورت کامل انجام شود تا پایائی بتن را بتوان تضمین نمود.

• عمل آوری بتن باید بطور کامل و در اولین فرصت ممکن انجام شود و به نحوی که آب سطحی بتن از دست نرود.

روش‌های عمل آوری بتن( کیورینگ بتن) عبارتند از:

جاری نمودن آب مناسب روی بتن (توجه به تبادل حرارتی و از دست رفتن حرارت بتن لازم است). آب پاشی به طور مدوام و با آب مناسب البته توصیه می شود به خصوص دفعات اولیه آب دارای حرارت نزدیک بتن تازه باشد تا امکان تباد حرارتی از بین ببرد. حتی اگر قرار است آب روی سطح بتن گرفته شود باید چند ساعت اولیه با آب گرم روی سطح بتن آب پاشی نمود و سپس اقدام به این کار کرد.

به کارگیری روکش مرطوب نظیر گونی، نمد، حصیر،کاه، ماسه تمیز و خاک اره. به کار گیری روکش غیر قابل نفوذ شامل کاغذ نفوذناپذیر، نایلون،مواد کیورینگ بتن.

حداقل زمان عمل آوری در مناطق گرمسیری 7 روز می باشد ولی برای سیمان‌های تیپ 2 و 5 سیمان‌های پوزولانی 14 روز است.

• بکار گیری گوش‌های پخ شده در قطعات جهت جلوگیری از تبخیر سریع از این نواحی.

تکنیک های جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم:

انبار کردن مصالح سنگی

اقدامات انجام شده در جهت محدود کردن درجه حرارت دانه‌های سنگی انبار شده بیشترین تأثیر در به حداقل رساندن درجه حرارت بتن تازه را به وجود می آورد. به نظر می رسد سایه انداختن و آب پاشی توده دانه‌های سنگی انبار شده در اغلب اوقات صرفاً بخاطرحجم مصالح غیر عملی باشد. مع‌هذا مشکلات را ممکن است در بسیاری از مواردبتوان با محدود کردن مقادیر سنگی به ابعاد عملی کاهش داد. به این معنی که مقادیر به اندازه مصرف در بتن ریزی روز بعد مورد نیاز است می توان در زیر سایه قرار داد و خنک کرد.

اختلاط و حمل

حتی در شرایط مطلوب، نباید تأخیری بی مورد بین ساختن بتن و جادادن آن وجود داشته باشد. در هوای خشک، به حداقل رساندن تأخیرات مهمترین اقدام می باشد. از آنجائیکه در اثر درجه حرارت های زیاد ترکیب دو عامل تبخیر آب و سفت شدگی باعث تسریع در کاهش قابلیت کاربرد بتن می شود و چون هیچ کدام از این عوامل را نمی توان متوقف کرد، لذا بهترین و تنها راه مبارزه با آنها، جادادن بتن بلافاصله پس از اختلاط است.

اگر اجازه دهیم کاهش قابلیت کاربرد رخ دهد، به ندرت ممکن است کار خوبی بدون آثار نامطلوب داشته باشیم. برای مثال بتنی که مدت طولانی در یک مخلوط کن با دیگ دوار رها شده باشد، محتمل است به همان اندازه که از منبع خارجی نظیر تابش خورشید گرما می گیرد، از اصطحکاک داخلی نیز حرارت جذب کند. به همچنین آب خود را بر اثر تبخیر از دست بدهد. گر چه هر گونه کاهش قابلیت کاربرد را ممکن است با افزودن آب بیشتر قبل از خالی کردن آن از دستگاه تصحیح کرد، ولی افزایش نسبت آب به سیمان ممکن است آثار غیر قابل قبولی بر روی انقباض ناشی از خشک شدن، مقاومت فشاری، مقاومت در مقابل سایش و دوام ایجاد کند. همچنین اگر به منظور بازیابی کاهش قابلیت کاربرد که بر اثر سفت شدگی حین حمل ایجاد شده، چنانچه سعی شود بتن با آب اضافی در محل جادادن دوباره خمیر گردد، خواص مذکور ممکن است به طریق مشابه فوق آسیب ببیند.

جادادن و پرداخت سطوح بتنی

وجود شرایط خشک کننده، احتیاج عادی به جادادن سریع و متراکم کردن مؤثر (ویبره) را تاکید می نماید. همواره خارج کردن هوای محبوس از یک توده بتنی جا داده شده مشکل می باشد مطلوب آنست که بتن چنان جا داده شود که در آخرین مرحله جا گرفتن در قالب سریعاً ویبره شود. در شرایط خشک کننده که بتن سریعتر از معمول تمایل به سفت شدگی دارد، توجه به این موضوع مهمتر است. به محض متراکم شدن بتن در محل خود، تبخیر آب فقط از سطح آزاد آن صورت می گیرد. لذا در صورت عدم تدابیر مناسب، وجود شرایط خشک کننده ممکن است میزان تبخیر را به حدی زیاد کند که آب موجود در عمق بیشتر در داخل بتن، نتواند به سرعت کافی به سطح بتن نقل مکان نموده و بنابر این کاهش آب به اندازه زیاد صورت گیرد. در این شرایط سطح بتن منقبض شده و چون بتن خمیری نمی تواند در مقابل تنش مقاومت نماید، لذا ترک ها، بلافاصله پس از جادادن بتن می‌توانند تشکیل شوند.

هر چند این ترک ها ندرتاً در بتن مسلح از اهمیت سازه ای برخوردار هستند اما این ترک ها گاهی به عمق نفوذ کرده و در اینصورت ممکن است در محل مجاورت با آرماتورها، باعث خوردگی آنها و نهایتاً ضعف پنهانی سازه شود. لذا توصیه اکید می شود پس از جادادن بتن فوراً تدابیری اتخاذ شود که تبخیر به صورت مثبتی کاهش داده شود. روش‌های پیشنهاد شده عبارتند از ایجاد بادشکن های موقت در سمت وزش باد- آب فشانی ریزمه مانندی جهت بالا بردن میزان رطوبت هوایی که در تماس با بتن است – پیش بینی روکش‌هایی که می توانند فوراً پس از جادادن بتن نصب شوند.

عمل آوردن (مراقبت)

هدف‌های عمل آوردن اینست که آب در میان بتن محبوس شود که بتواند با سیمان ترکیب گردیده و بتن را در درجه حرارتی نگه دارد که عمل ترکیب به میزان قابل قبولی پیشرفت نماید. پوشش سطح بتن با ورقه های نفوذ ناپذیر نظیر پولی تن که ترجیحاً برای انعکاس تابش خورشید، رنگی آن توصیه شده است چنانچه به درستی مورد استفاده واقع شود می تواند مانع مؤثری در مقابل تبخیر باشد. بهتر است در همان حال که تکمیل بتن پیشرفت می کند، ورقه های مذکور نصب شود به طوری که هم سطح بتن تازه خراب نگردد و هم لبه‌های پوشش طوری محکم شود که از وزش باد زیر آنها جلوگیری به عمل آید.

چنانچه باد زیر ورقه ها بوزد، تبخیر افزایش یافته و موضوع عمل آمدن به مخاطره خواهد افتاد. در اینصورت یک ورقه شل ممکن است از نبودنش باعث ایجاد ترک خوردگی خمیری شود.

بعضی روش‌های عمل آوردن مانند آب گرفتن، پوشش با ماسه نم دار یا خاک اره نمدار با گونی خیس بهتر است تا موقعی که سطح بتن به اندازه کافی سخت نشده و استحکام کافی در مقابل آسیب پیدا نکرده است بکار نروند در صورت کاربرد آنها، مراقبت دائمی برای محافظت در مقابل خشک شدن لایه های محافظت فرضی و جلوگیری از بی فایده شدن آنها لازم است. چنانچه لایه های ماسه، خاک اره و گونی خشک شوند، نبودنشان بهتر از وجودشان می باشد زیرا در این حالت مانند فتیله ای رطوبت را از بتن کشیده و تبخیر آن را در هوا تسریع می کند .

در صورت کاربرد آب، درجه حرارت آن باید نظر درجه حرارت خود بتن باشد و باید از یک آب فشان با سوراخ ریز نظیر مه خارج شود.

مه مصنوعی که بدین شکل ایجاد می شود ممکن است به علت وزش باد از بتن دور شود. لذا لازم است بادشکن های موقت در جهت وزش باد به سمت سطح بتنی که باید عمل آید، تعبیه شود. در اکثر موارد، منطقی ترین راه برای رسیدن به نتیجه مطلوب، به حداقل رساندن ضریب زاویه منحنی افزایش درجه حرارت است تا کوشش برای کنترل سطح درجه حرارت بدین معنی که افت حرارت از قسمت خارجی توده بتن باید محدود شود. به قسمتی که حرارتی که از سیمان آزاد می شود، قادر باشد درجه حرارت تمام توده بتنی که در حال عمل آمدن است بصورت یکنواختی بالا ببرد. بدیهی است بتنی که بدین طریق به عمل آمده است نیز باید حتی الامکان بصورت یکنواختی سرد شود. در غیر اینصورت، در حالی که قسمت خارجی بتن خیلی سریعتر از داخل آن سرد می شود، تنش کشش ممکن است توسعه یابد. در صورت امکان ساده ترین روش عملی اینست که قالب عایق شده یا چوبی به کار برده شود و نه تنها تا هنگامی که بتن در حین سخت شدن و گرم آن است بلید بار شد بلکه تا هنگامی که درجه حرارت آن به حد محیط اطرافش تنزل پیدا کند، لازم است قالب در محل خود بماند .

اثرات نامطلوب شرایط هوای گرم بر بتن سخت شده عبارتند از:

الف) کاهش مقاومت بتن بدلیل مصرف بیشتر آب در میان مدت و دراز مدت

ب) کاهش مقاومت بتن بدلیل دمای بالای آن در هنگام بتن ریزی و پس از آن در میان مدت و دراز مدت علیرغم افزایش مقاومت زود هنگام بتن (بویژه در رزوهای اول- ١ تا ٧ روز)

ج) افزایش تمایل به جمع شدگی ناشی از خشک شدن و ایجاد ترک‌های حرارتی

د) کاهش دوام بتن در برابر شرایط محیطی نامناسب در حین بهره برداری مانند یخ زدن و آب شدگی مکرر، سایش و فرسایش تری و خشکی مکرر بتن، حمله سولفات‌ها و حمله یون کلر محیط بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن در اثر ایجاد کریستال‌های درشت و کاهش مقاومت الکتریکی بتن که نقش مهمی در افزایش نفوذپذیری در برابر یون کلر و سایر عوامل مزاحم شیمیائی دارد. همچنین کاهش دوام به دلیل ترک خوردگی البته این موارد با استفاده از افزودنی های بتن، ، مواد آب بندی بتن در زمان بتن ریزی قابل حل است.

هـ) ایجاد خوردگی سریعتر میلگردها بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن و یا ایجاد درزهای سرد

و) کاهش یکنواختی سطح بتن و نا زیبائی سطح بتن نمایان بویژه در مجاورت قالب، تغییر رنگ بتن بدلیل تفاوت در آهنگ آبگیری، منظره بدلیل درز سرد.

عوامل تشدید کننده خسارات در هوای گرم:

برخی عوامل می توانند در هوای گرم خسارت‌ها را تشدید نمایند. هر چند این عوامل مستقیماً در ایجاد شرایط هوای گرم بی تأثیر است اما در این شرایط می تواند باعث بحرانی تر شدن اثرات زیانبار گردد. این عوامل عبارتند از:

الف) مصرف سیمان‌هایی با ریزی زیاد که موجب افزایش سرعت آبگیری سیمان و ایجاد گرمازائی بیشتر در زمان کوتاه می گردد.

ب) مصرف سیمان‌های زودگیر (مقاومت اولیه زیاد) مانند نوع ٣ و حتی استفاده از سیمان‌های نوع ١ بویژه با وجود افزودنی‌های تسریع کننده (زودگیر کننده) که میتواند زمان گرایش را کوتاه نماید و سرعت آبگیری و گرمازائی را بیشتر کند.

ج) مصرف بتن های پر سیمان در رابطه با بتن های پر مقاومت و با نسبت آب به سیمان کم که سرعت آبگیری را بیشتر می کند و زمان گرایش را کوتاه و گرمازائی و سرعت آنرا افزایش می دهد. بدیهی است اغلب در شرایط محیطی نامناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم.

د) استفاده از مقاطع بتنی نازک با درصد میلگرد زیاد.

هـ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به ایجاد درز سرد و عدم پیوستگی منجر شود.

و) حرکت دادن بتن در مسیر افقی یا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ

ز) استفاده از پمپاژ بتن در مسیرهای طولانی، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما می شود و در شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد.

ح) استفاده از تسمه نقاله برای حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط.

ط) ضرورت انجام و تداوم کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی

ی) استفاده از سیمان‌های انبساطی و یا بدون جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد. در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا برخی ملات ها یا بتن ها مانند گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد. مسلماً باید گفت اگر شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلماً درکاهش خسارات نقش خواهد داشت. اما بر ایجاد شرایط هوای گرم تأثیری ندارد.

عوامل ایجاد کننده شرایط نامناسب محیطی و هوای گرم:

همانگونه که گفته شد مصرف اجزاء بتن با دمای زیاد می تواند بتن با دمای بالاتر از حد مجاز را بوجود آورد.

همچنین بروز شرایط خاصی در محیط اطراف بتن ریزی می تواند به تبخیر شدید منجر گردد که خسارت زا می‌باشد.

در زیر به هر کدام از این موارد می پردازیم و نحوه پیش بینی چنین شرایطی را مطرح می نمائیم:

الف) شدت تبخیر از واحد سطح:

میزان تبخیر از سطح بتن تابع عوامل مختلفی است که از جمله می توان به دمای هوا، دمای بتن، رطوبت نسبی هوا، سرعت وزش باد، تابش آفتاب و حتی رنگ بتن و فشار هوا (ارتفاع از سطح دریا) اشاره نمود.

ب) دمای تعادل بتن ساخته شده:

قبل از خسارت بتن میتوان دمای آنرا با محاسبه حدس زد. مسلماً در مراحل انتقال و ریختن بتن بعلت تبادل با محیط مجاور، دمای بتن ممکن است تغییر نماید. بدین منظور باید برای ساخت بتن دمای کمتر از 30 درجه سانتی گراد را در نظر گرفت تا در یک حمل معقول و منطقی با زمان کمتر از تجاوز ننماید. مسلماً اگر وسیله حمل پمپ و لوله یا تسمه نقاله و یا نیم ساعت، دمای بتن از 32 درجه سانتی گراد تراک میکسر در حال چرخش و تا حدود کمتر از در نظر گرفت. دمای تعادل ساخت بتن باشد باید دمای ساخت را بمراتب کمتر از 28 درجه سانتی گراد بلافاصله پس از اختلاط را می توان از رابطه زیر بدست آورد.

اثرات هوای گرم بر خواص بتن:

همانطور که قبلاً اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است. در این قسمت بطور مشروح به برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می‌شود.

الف) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط:

بسته به شرایط هوا و میزان تبخیر ممکن است تا ٢5 کیلو (لیتر) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد (نسبت به حالت بدون تبخیر) تقریباً هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود ٣ لیتر آب نیاز دارد وجود آب بیشتر، جمع شدگی را افزایش می‌دهد و میل به ترک خوردگی بیشتر می شود.

ب) آهنگ افت اسلامپ:

مسلماً در شرایط هوای گرم، گرمای بدون تبخیر و یا با تبخیر می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد. میتوان گفت تقریباً به ازاء 40 درجه سانتی گراد افزایش دما (10 تا 50 درجه سانتی‌گراد) افت اسلامپ حدود ٨ سانتیمتر را شاهد خواهیم بود (هر 10 درجه سانتی‌گراد حدود 2 سانتیمتر) مسلماً آهنگ افت اسلامپ نیز در هوای گرم بسیار زیاد می‌شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالباً برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست.

ج) افزایش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش:

در یک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط تا ٣ ساعت تغییر کند. با افزایش دما این زمان کاهش می یابد و ممکن است در دمای بتن بالاتر از این زمان حتی به کمتر از نصف یا ثلث کاهش یابد. مسلماً این امر ٣٠ درجه سانتی گراد و دمای محیط بیش از 35 درجه سانتی گراد مشکلات اجرائی را افزایش می دهد. در حمل محدودیت زمانی بوجود می آورد و در ریختن و تراکم باید سرعت قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم. پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت می‌شود. در اکثر موارد در چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد. درز سرد در آینده می تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد.

د) ترک خوردگی خمیر بتن تازه:

این نوع ترک خوردگی معمولاً در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد. بدیهی است اگر بتن در محیط گرم و مرطوب قرار گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد. در رطوبت های بیش از ٨٠ درصد عملاً مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم داشت.

وقتی تبخیر از 1 kg/m2/hr تجاوز نماید، وضعیت حاد و بحرانی است و عملاً باید بتن ریزی متوقف گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود. وقتی ترک خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در گیرش و سفت شدن بتن، مصرف سیمان‌های دیرگیر، مصرف بیش از حد کندگیر کننده، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم. مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود. از جمله این مواد می‌توان از میکروسیلیس نام برد. از بین بردن ترک‌های خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترک‌ها را تا حدودی از بین برد.

هـ) اثرات نامطلوب بر مقاومت:

مسلماً بتنی که گرم ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن ٢٨ روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم خواهد داشت. بویژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگیر نباشند، آسیب بیشتری می بینند. اگر ترک بتن را نیز در نظر بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود. گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد در شرایط خاص برخی آزمایش‌های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمایش‌های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است. دلیل این امر استفاده از بتن گرم در قالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند. با استفاده از سیمان‌های ریز و زودگیر کننده، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.

برای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای این نوشتار از بیان مشروح سایر اثرات خودداری می شود.

راهکارهای بتن ریزی مطلوب در شرایط نامساعد گرم:

قاعدتاً این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد:

الف) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب

ب) روش‌های مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن (پیشگیری از گرم شدن)

ج) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن (کاهش دمای بتن)

د) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن

هـ) نکات مربوط به ریختن، تراکم و پرداخت سطح، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر در ادامه به هر کدام از راه حل‌های اجرائی به اختصار می پردازیم.

روش‌های پیشگیرانه برای جلوگیری از گرم شدن مصالح در انبار:

هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود. به هرحال بهتر است دمای سیمان از 60 درجه سانتی گراد تجاوز نکند (آبا حد مجاز را 75 درجه سانتی گراد ذکر کرده است) سنگدانه‌ها با توجه به وزن قابل توجه‌شان بهتر است دمائی کمتر از 40 درجه سانتی گراد را داشته باشند. آب نیز باید در حد امکان خنک نگهداشته شود. لذا توصیه می شود آب در محلی نگهداری شود که زود گرم نشود. مخازن فلزی هوایی بدون عایق بندی ابداً توصیه نمیشود. از مصرف سیمان‌های گرم که از کارخانه حمل و تخلیه می شود باید پرهیز کرد و آنرا در سیلو نگه داشت تا خنک گردد.

سیلوی سیمان دارای رنگ روشن باشد. در برخی مناطق دنیا از سیلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جریان باشد. عایق بندی سیلوی سیمان نیز یک راه حل می باشد. سنگدانه‌ها را نیز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت. سر پوشیده کردن دپوی سنگدانه‌ها یک روش معمول است که ممکن است برای ایران راه حل گران قیمتی باشد. ایجاد پوشش مانند برزنت و غیره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد.

خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک (کاهش دمای بتن):

استفاده از بتن‌ها دمای کم یکی از راه حل‌های اساسی برای بتن ریزی مطلوب است. رساندن دمای بتن به زیر 30 درجه سانتی‌گراد میتواند به تولید بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمناً میزان تبخیر از سطح بتن را کاھش دهد. باید گفت تبخیر عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در این رابطه بسیار مهم است. برای ایجاد بتن خنک، غالباً اجزاء بتن را خنک می کنیم و یا از یخ برای ایجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نمائیم. بکارگیری ازت مایع نیز ممکن می باشد. اما در مورد بتن ریزی در هوای گرم در کارهای عادی عملاً بکار نمی رود.

اجزاء بتن شامل: آب، سیمان، سنگدانه می تواند خنک شود. آب را با وسایل تبرید و یا یخ می توان خنک نمود. سنگدانه‌ها را می توان با آب پاشی و ایجاد شرایط مساعد برای تبخیر می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود (بویژه در هوای خشک) در خنک سازی سنگدانه می توان از آب خنک و هوای خنک نیز استفاده نمود.

یخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زیرا گرمای نهان ذوب یخ میتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پائین آورد. به هرحال خرده یخ یا پرید یخ می تواند صرفاً بعنوان جایگزین بخشی از آب یا همه آن بکار رود تا تغییری در نسبت آب به سیمان حاصل نشود و در انتهای اختلاط نباید یخ در بتن تازه مشاهده گردد.

خنک کردن سیمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود. اینکار به دلایل خاص نیاز دارد تا سیمان در معرض آب خنک یا هوای مرطوب قرار نگیرد. استفاده از دیگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و یا آب خنک شده و یا در سایه است توصیه می گردد.

تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی:

در زمان حمل، ریختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است. بدیهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزایش می یابد. هدف ما کاهش این افزایش دما می باشد.

استفاده از وسایل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد یا با آب خنک می شود یکی از راه حل‌های مناسب می‌باشد. بکارگیری وسایلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزایش دما شود و برای کنترل این افزایش دما، لازم است لوله پمپ خنک گردد. می توان دور لوله ها را گونی خیس قرار داد و گه‌گاه روی آن آب پاشید.

تسمه نقاله برای هوای گرم وسیله مناسبی نیست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند. تراک میکسر در طول حمل نباید بی جهت بچرخد زیرا این امر موجب افزایش دما خواهد شد بویژه اگر حجم بتن در مقایسه با حجم دیگ کم باشد. استفاده از سایبان روی دیگ تراک و داشتن رنگ روشن توصیه می‌شود.

نکات مربوط به ریختن، تراکم، پرداخت سطح، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر:

برای جلوگیری از تبخیر زیاد از سطح بتن می توان توسط بادشکن، سرعت باد را کم نمود. بویژه اگر بتوان از بادشکن‌های جاذب آب استفاده نمود و آنها را خیس کرد، رطوبت محیط افزایش می یابد و تبخیر کم می‌شود و همچنین محیط خنک می گردد. استفاده از سایبان در بالای محل بتن ریز (در صورت امکان) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخیر می‌گردد و ضمناً از افزایش دمای بتن جلوگیری می شود.

می توان از دستگاه‌های مه فشان و ایجاد کننده غبار آب در محل بتن ریزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محیط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد. این کار در مواردی که باد می وزد مؤثر نیست.

قالب و میلگردها باید قبلاً خنک شود و آبا حداکثر دمای 50 درجه سانتی گراد را برای آنها پیش بینی کرده است. با آب پاشی بر روی قالب (بویژه فلزی) و میلگردها می توان آنها را خنک نمود ولی آب اضافی باید از سطح قالب و میلگرد زدوده شود (با هوای تحت فشار یا اجازه دادن برای تبخیر) برنامه ریزی کار بتن ریزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود. مسلماً در این حالت اصولاً ممکن است شرایط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد.

تأمین حجم لازم بتن و استفاده از وسایلی که بتواند این حجم بتن را ساخته یا حمل کند و بریزد و متراکم نماید امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گیرش آن فرا می رسد و یا لایه‌های زیرین خود را می گیرد و درز سرد ایجاد می شود.

برای حفظ خنکی بتن در لایه های بتن ریزی، بهتر است از لایه های ضخیم تر استفاده شود که این امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ریزی بیشتری را در واحد زمان طلب می کند. استفاده از وسایل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نیاید. مثلاً باکت خیلی کوچک بکار نرود تا تراک میکسر مدت زیادی معطل بماند و یا تراک میکسر کمتر بارگیری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند.

تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصیه می شود (قبل از گیرش). این امر ترک‌ها را کم می کند. استفاده از ماله برای بهم آوردن ترک‌ها توصیه می گردد (ماله کش با تأخیر و مجدد) در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخیر بیش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک می شود. لذا ضمن رعایت نکاتی که قبلاً مطرح شد لازم است در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد . استفاده از گونی خیس در این موارد توصیه می شود. در غیر این صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نایلون یا ترکیبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود. بدیهی است در شرایط هوای گرم و خشک توجه ویژه ای باید به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد.

پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولاً باید زودتر از سایر شرایط پرداخت را انجام داد اما نباید باعث جمع شدن آب در زیر لایه فوقانی گردد.

توصیه ها:

1. تنظیم زمان بتن ریزی در هنگام خنک بودن هوا

2. استفاده از سیمان‌های مناسب با حرارت زایی کم (تیپ 4)

3. استفاده از سیمان پوزولانی یا روباره ای و کلاً استفاده از طرح اختلاطی که از مصرف سیمان زیاد پرهیز گردد.

4. پایین نگه داشتن دمای سیمان با نگهداری در سیلوهای عایق بندی شده یا رنگ آمیزی شده به رنگ سفید

5. کاھش دمای سنگ دانه ها با انبار کردن آنها در سایه یا آب پاشی یا دمیدن هوای سرد به آنها.

6. خنک کردن آب مصرفی و یا جایگزینی بخشی از آن با یخ خرد شده یا یخ پو لکی .

7. میلگردها، اجزا ی تو کار و قالب ها در دمای بیش از 5٠ در جه سانتی گراد قبل از بتن ریزی آب پاشی و آب اضافی کاملاً جمع آوری شود.

8. به منظورجلوگیری از ایجاد ترک و جلوگیری از کاهش رطوبت و افزایش دمای بتن پس از بتن ریزی دو عمل زیر را بایستی انجام داد:

الف) حفظ بتن از جریان باد و تابش آفتاب به وسیله باد شکن و سایبان

ب) جلوگیری از تبخیر آب بتن به وسیله آب پاشی بتن و هوای مجاور آن

مدت عمل آوری بتن به هیچ وجه از ٧ روز کمتر نباشد.

بتن ریزی در مناطق ساحلی خلیج فارس و دریای عمان

در مناطق ساحلی خلیج فارس و دریای عمان ضمن رعایت ضوابط بتن‌ریزی در هوای گرم موارد زیر نیز باید مراعات شود:

• مصالح مناسب به شرح فوق انتخاب و نسبتهای اختلاط چنان تعیین گردند که از مصرف سیمان زیاد احتراز شده و نسبت آب به سیمان و نفوذپذیری کاهش یابد.

• از سیمان مناسب با گرمازایی کم، سیمان پرتلند نوع 2 و یا نوع 1 با پوزولان و یا سیمانهای پرتلند آمیخته پوزولانی یا روباره‌ای و یا سایر سیمانهای پوزولانی استفاده شود. مقدار پوزولان بستگی به نوع آن و موقعیت محیطی سازه دارد.

• مقدار کلریدهای آب مصرفی باید کمتر از 500 قسمت در میلیون باشد.

• استفاده از آب نمکدار بویژه آب دریا برای شستشوی سنگدانه‌ها، تهیه و عمل آوردن بتن مجاز نمی‌باشد.

• حداکثر نسبت آب به مواد سیمانی (سیمان به علاوه مواد پوزولانی و یا روباره‌ای) 4/0 باشد.

• حداکثر جذب آب سنگدانه‌های مصرفی در بتن، برای سنگدانه‌های درشت به 5/2 درصد و برای سنگدانه‌های ریز به 3 درصد محدود می‌شود.

• برای کاهش نفوذپذیری بتن، مخلوط بتن تازه باید از تراکم کافی برخوردار باشد و برای تأمین این منظور از افزودنیهای کاهنده قوی آب استفاده می‌شود.

• نحوه نگهداری و انبار کردن میلگردها باید به صورتی باشد که از آلوده شدن آنها به مواد زیان‌آور جلوگیری شود.

• مصرف میلگردهای آلوده به مواد یا املاح زیان‌آور(مانند کلرید سولفات) و میلگردهایی که تا حد پوسته شدن زنگ زده باشند، مجاز نیست.

• سیمهایی که برای بستن یا نگهداری آرماتورها در محل، به کار می‌روند باید به طرف داخل قالب خم شوند تا از میزان پوشش بتن روی آرماتور کاسته نشود.

منبع:

مرجع تخصصی عمران سازگانان
 

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))

www.clinicbeton.ir

برچسب‌ها: بتن, افزودنی بتن, بتن ریزی در هوای گرم, سیال بودن بتن, کاهش کارایی بتن