بتن ریزی در هوای سرد طبق آیین نامه آبا مصور 

7 – 10 – 1 – 1 در مواردی که دمای هوا کمتر از 5+ درجه سلسیوس باشد و یا احتمال برود که در مدت حفاظت از بتن، دمای هوا به کمتر از این مقدار برسد، شرایط هوای سرد بوجود می‌آید و باید الزامات این بخش رعایت شود.

– در تعریف موجود نیاز به پیش‌بینی وضعیت هوا وجود دارد، در حالی که در تعاریف قبلی آبا، وضعیت گذشته یا حال ملاک قرارگیری در شرایط هوای سرد محسوب می‌شد. مدت حفاظت از بتن، رسیدن به مقاومت 5 مگاپاسکال در بتن غیر اشباع و یا 25 مگاپاسکال در حالت اشباع است، مگر آن که در بتن‌های اشباع از موارد حباب‌ساز استفاده شده باشد.

– دمای یخ زدگی بتن حدود 1 – تا  در فشار یک اتمسفر (در سطح دریا) است که به نسبت آب به مواد سیمانی و مواد افزودنی بستگی دارد. وقتی بتن در معرض دمای حدود  یا کمتر قرار می‌گیرد، واکنش‌های مرتبط با گیرش و سخت شدن بتن در حد قابل توجهی کند می‌شود. بنابراین وقتی بتن تحت بارهای دوره ساخت قرار می‌گیرد، مشکلاتی چون ترک خوردگی و تغییر شکل رخ می‌دهد.

 هر گاه در سنین اولیه به دلیل یخ زدگی آسیبی به بتن وارد شود، هرگز مقاومت و دوام مورد نظر را کسب نمی‌کند، حتی اگر پس از آسیب دیدگی، حفاظت و عمل‌آوری مطلوب اعمال شود.

وقتی بتن در معرض آب نباشد، بتن جوان می‌تواند تحت چرخه‌های یخ زدن و آب شدن خاصی نیز دچار آسیب شود. درجه اشباع بتن تازه با افزایش سن و ترکیب آب با سیمان در هنگام هیدراته شدن کاهش می‌یابد. در چنین شرایطی درجه اشباع، کمتر از سطح بحرانی خواهد بود.

 سطح بحرانی اشباع وقتی است که آب درون بتن در حدی باشد که یک چرخه منفرد یخ زدن و آب شدن منجر به آسیب دیدگی بتن شود. زمانی درجه اشباع بتن کمتر از سطح بحرانی می‌شود، که بتن مقاومت فشاری حدود Mpa5 را کسب کند. این درجه اشباع معمولاً کمتر از 80 درصد است.

7 – 10 – 1 – 2 بتن‌ریزی در هوای سرد احتمال رویارویی زود هنگام بتن را با شرایط یخبندان افزایش می‌دهد و ممکن است به آن آسیب برساند. بعلاوه شرایط هوای سرد آهنگ کسب مقاومت بتن را کاهش می‌دهد.

7 – 10 – 2 الزامات قبل از بتن‌ریزی

7 – 10 – 2 – 1 همه وسایل و تجهیزات بتن‌ریزی در هوای سرد باید در کارگاه موجود باشد. این موارد شامل دماسنج، پوشش محافظتی برای بتن و در صورت لزوم وسایلی برای محفوظ کردن فضای اطراف بتن و وسایل گرمایشی است. از جمله تجهیزات مورد نیاز، وسایل گرمایشی برای آب یا سنگدانه‌های مصرفی است.

7 – 10 – 2 – 2 قبل از بتن‌ریزی باید شرایط آرماتورها و قالب‌ها مورد بازرسی قرار گیرند و نباید یخ و برف در سطح آن‌ها مشاهده شود. همچنین دمای هر نوع فلزی که در تماس با بتن قرار می‌گیرد، باید قبل از بتن‌ریزی بیش از صفر درجه سلسیوس باشد.

7 – 10 – 2 – 3 باید از ریختن بتن روی زمین یا بتن یخ زده اجتناب شود و دمای آن‌ها قبل از بتن‌ریزی به بیش از صفر درجه سلسیوس افزایش یابد.

– عدم رعایت این بندها می‌تواند باعث کاهش دمای بتن تازه ریخته شده به پایین‌تر از مقادیر مشخص شده برای حداقل دمای بتن در هنگام ریختن (جدول 7 – 10) شود.

 در صورتی که با افزایش دمای اولیه در هنگام ریختن، بتوان از بروز مشکل جلوگیری نمود، ریختن بتن در تماس با قالب، میلگرد و یا فلزات جاگذاری شده یا سطح زمین و بتن یخ زده، ممکن است توجیه‌پذیر باشد. آب یخ زده روی میلگردها یا قطعات فولادی می‌تواند به کاهش چسبندگی بتن به فولاد منجر شود.

7 – 10 – 3 دمای مخلوط بتن

7 – 10 – 3 – 1 حداقل دمای مجاز مخلوط بتن تابع دمای هوا و حداقل اندازه مقطع عضو بتنی است. 

– هر چه حداقل بُعد مقطع دمای مخلوط بتن بتن بزرگتر باشد، با سرعت کمتری گرمای خود را از دست می‌دهد و در نتیجه افزایش دمای بیشتری در بتن ناشی از گرمازایی آن رخ می‌دهد. بنابراین در شرایط بتن‌ریزی در هوای سرد می‌توان برای مقاطع بزرگتر، حداقل دمای کمتری را برای بتن‌ریزی در نظر گرفت.

حداقل دمای مخلوط بتن پس از ساخت آن، به عوامل مختلفی از جمله مدت حمل، معطلی و نوع وسیله حمل ارتباط دارد. در این جدول فرض شده است که از کامیون مخلوط‌کن برای حمل بتن به مدت یک ساعت استفاده شده است. بدیهی است که اولویت با رعایت حداقل دمای بتن در هنگام بتن‌ریزی خواهد بود.

7 – 10 – 3 – 2 دمای مخلوط بتن در هنگام بتن‌ریزی نباید بیش از  از دماهای ذکر شده در ردیف اول جدول 7 – 7 و دمای بتن پس از مخلوط کردن نباید بیش از  از دماهای ذکر شده در ردیف دوم جدول مذکور، بالاتر باشد.

 اگر دمای بتن به میزان قابل توجهی بیشتر از مقادیر ردیف 1 در جدول 7 – 7 باشد، لزوماً منجر به حفاظت طولانی‌تر در مقابل یخ زدگی نمی‌شود، زیرا افت حرارت در اختلاف دمای بیشتر، افزایش می‌یابد. منظور از اختلاف دما، تفاوت دمای هوا و بتن است.

7 – 10 – 3 – 4 برای تامین دمای مورد نظر مخلوط بتن معمولاً به گرم کردن سنگدانه‌ها نیازی نیست. اما چنانچه حتی با استفاده از آب گرم دمای بتن مورد نظر مطابق جدول 7 – 10 حاصل نشود، لازم است نسبت به گرم کردن سنگدانه‌ها با وسایل مناسب اقدام شود. در صورتی که سنگدانه‌ها یخ زده باشند لازم است با گرم کردن سنگدانه‌ها نسبت به آب کردن یخ‌ها اقدام شود.

– معمولاً اگر دمای آب مخلوط، حدود  باشد، به دمای بیشتر از  برای سنگدانه نیاز است.

7 – 10 – 3 – 5 در مواردی که از آب گرم برای ساخت مخلوط بتن استفاده می‌شود، باید ترتیب ریختن مصالح به مخلوط‌کن، ابتدا سنگدانه و سپس آب باشد و حداکثر دمای مخلوط سنگدانه و آب در زمان اضافه کردن سیمان نیز بیشتر از 40 درجه سلسیوس نباشد.

– برخورد آب داغ با سیمان به گیرش ناگهانی آن منجر می‌شود، بنابراین افت شدید اسلامپ و همچنین کاهش کیفیت مقاومتی و دوام را در درازمدت به وجود خواهد آورد. بهتر است برای رفع این مشکل از برخورد مستقیم آب داغ با سیمان جلوگیری نمود.

7 – 10 – 3 – 6 تغییرات دمای مخلوط بتن از پیمانه به پیمانه دیگر باید به حداقل برسد و دمای مخلوط بتن باید در هنگام ساخت و بتن‌ریزی نیز کنترل شود.

7 – 10 – 4 سایر الزامات و توصیه‌ها

7 – 10 – 4 – 1 برای بتن‌ریزی در هوای سرد، به ویژه در حالتی که بتن در مدت عمل‌آوری اشباع می‌شود، از مواد حباب‌ساز جهت ایجاد حباب هوای عمدی در بتن استفاده می‌شود. مقدار حباب هوای توصیه شده را می‌توان معادل مقدار حباب هوای مطابق جدول 6 – 11 و بند 6 – 4 – 5 – 6  فصل دوام بتن در نظر گرفت.

الزامات بتن‌ریزی در هوای سرد، لزوماً مانند الزامات دوام در شرایط چرخه‌های یخ زدن و آب شدن نیست، اما توصیه‌های موجود جهت احتیاط ارایه شده است.

7 – 10 – 4 – 2 در تمام موارد نباید اجازه داده شود بتن غیر اشباع تا قبل از رسیدن به مقاومت فشاری 5 مگاپاسکال، یخ بزند.

7 – 10 – 5 الزامات پس از بتن‌ریزی

7 – 10 – 5 – 1 در هوای سرد، آب ناشی از آب انداختن به مدت طولانی‌تری بر سطح بتن باقی می‌ماند. عملیات پرداخت سطح در هوای سرد باید با دقت بیشتری، به ویژه برای سطوحی که دارای تردد یا سایش هستند، انجام پذیرد.

– در هوای سرد هر چند آب انداختن در فاصله زمانی بیشتری پس از تراکم اتفاق می‌افتد، اما مقدار آب رو زده کمتر از هوای معتدل یا گرم نیست. باقیماندن طولانی مدت آب رو زده (بدلیل کاهش تبخیر)، علاوه بر خطر یخ زدن، زمان شروع به پرداخت را به مقدار قابل توجهی به تاخیر می‌اندازد و مشکلات اجرایی بوجود می‌آورد. استفاده از آب کمتر در مخلوط بتن در هوای سرد، به این دلیل و سایر دلایل دیگر اکیداً توصیه می‌شود.

7 – 10 – 5 – 2 بلافاصله پس از بتن‌ریزی، باید حفاظت از بتن با پوشش عایق یا گرم کردن آغاز شود. در صورتی که لازم باشد از روش گرم کردن برای محافظت بتن استفاده شود، نیاز به ایجاد فضای بسته در اطراف بتن خواهد بود.

در این موارد باید از روشن کردن آتش بر روی عضو بتنی اجتناب شود زیرا ایجاد آتش مستقیم بر روی بتن باعث می‌شود ساختار محصولات هیدراته شده تخریب شود. در هنگام گرم کردن بتن باید از خشک شدگی سریع آن اجتناب و گرما به صورت یکنواخت بر سطح بتن اعمال شود.

 در مواردی که از وسایل گرمازا استفاده می‌شود و گاز کربن دی اکسید تولید می‌شود، گازهای تولید شده باید با روش یا وسیله مناسب، نظیر لوله دودکش، به بیرون از فضای بسته اطراف بتن، هدایت شود.

گاز کربن دی اکسید می‌تواند با سرعت قابل توجهی بخش‌های سطحی بتن تازه و جوان را کربناته کند. این امر می‌تواند به خوردگی سریع‌تر میلگردها کمک کند و عمر عضو را کاهش دهد.

– در قطعات غیر مسلح نیز کربناته شدن می‌تواند باعث جمع شدگی بیشتر شده و احتمال ترک خوردگی را افزایش دهد.

– در هوای سرد منظور از عمل‌آوری، ایجاد پوشش عایق بر روی بتن و یا گرم کردن بتن است. در محیط بسته اگر ایجاد گرما باعث خشک شدن بتن می‌شود، می‌توان از رطوبت‌رسانی با آب یا بخار آب استفاده کرد.

7 – 10 – 5 – 3 برای مقایسه دمای بتن در طی مدت حفاظت با حداقل دمای دوره حفاظت که در جدول 7 – 7 ارایه شده، لازم است دمای سطح بتن، به ویژه در نواحی بحرانی نظیر سطوح قالب‌بندی نشده یا لبه‌ها و گوشه‌ها، حداقل دو بار در هر شبانه‌روز اندازه‌گیری و ثبت شود.

زیرا لبه‌ها و گوشه‌های اعضای بتنی در معرض افت دمای بیشتر و احتمال یخ زدگی هستند و باید توجه بیشتری به آن‌ها نمود. در دوره حفاظت باید از پوشش عایق حرارتی مناسب استفاده شود تا دمای ذکر شده در ردیف 1 در جدول 7 – 10 حفظ شود.

بنابراین اگر دماسنج دمای کمتر از مقادیر مذکور در این جدول را نشان می‌دهد، نشانه نامناسب بودن پوشش است.

 لبه‌ها و گوشه‌ها، مستعد آسیب دیدگی بیشتری در هوای سرد هستند، بنابراین ضخامت پوشش در این قسمت‌ها باید بیشتر باشد. اعمال پوشش باید شامل سطوح قالب‌بندی شده و سطوح در معرض هوا باشد.