بتن ریزی در هوای گرم

مقدمه

زمانی که دما به بالای27 درجه سانتی گراد می رسد عملیات بتن ریزی، پرداخت و عمل آوری بتن نیاز به مراقبت بیشتری درهوای گرم دارد. در این شرایط گیرش سریع، مقاومت کمتر و ترک خوردن احتمال بیشتری دارد. اما با شناخت علل و به حداقل رساندن اثرات هوای گرم می توان از این مشکلات جلوگیری کرد.

چرا آب و هوای گرم می تواند مشکلاتی ایجاد کند؟

طبق مبحث نهم مقررات ملی هنگامی که دمای بتن افزایش می یابد ، آب اختلاط بیشتری برای رسیدن به اسلامپ مد نظر برای بتن ریزی مورد نیاز است. شکل 1 اثرات معمولی را برای یک بتن با اسلامپ 7.5 سانتی متر را نشان می دهد که با حداکثر سنگ دانه 37 میلی متری ساخته شده است. در این شرایط سرعت اُفت اسلامپ نیز افزایش می یابد و احتمال اضافه کردن آب در کارگاه را افزایش می دهد. صرف نظر از اینکه آب در کارخانه بتن یا در کارگاه اضافه شود، حجم آب بیشتر باعث افزایش انقباض بتن می شود و نسبت آب به سیمان بالاتر استحکام بتن را کاهش داده و میزان تخلخل آن را افزایش میدهد.

به دلیل سرعت گیرش سریع در دماهای بالا، ماله کشی و پرداخت دشوارتر است و درز سرد احتمال بیشتری دارد. ترک خوردگی خمیری همچنین ممکن است در حین پرداخت سطح، زمانی که رطوبت هوا کم بوده و یا سرعت باد زیاد است رخ دهد (شکل 2).

در بتن های هوادار (به طور مثال جهت ساخت بلوک های سبک ساختمانی) ، هوای گرم کنترل محتوای هوا را دشوارتر میکند. دماهای بالا محتوای هوا را کاهش می دهد و به دوزهای بالاتری از مواد افزودنی حباب هوا ساز نیاز است.

حتی اگر سیمان بیشتری برای جبران افزایش تقاضای آب اضافه شود، کیفیت بتن سخت شده ممکن است کاهش یابد. بتن عمل آوری شده در دماهای بالا ، مقاومت اولیه را سریعتر به دست می آورد اما هزینه ی آن اُفت مقاومت 28 روزه است. همچنین به دلیل خشک شدن سریع و انقباض، ترک های بیشتری به خصوص در بتن ریزی های حجیم وجود دارد.

کلید موفقیت در بتن ریزی در هوای گرم برنامه ریزی و آماده سازی است. با انتخاب دقیق مصالح و روش های ساخت بتن، تولیدکنندگان و پیمانکاران می توانند از اکثر مشکلات جلوگیری کنند.
 

تولید، تحویل و تخلیه بتن :

اولین گام برای کنترل دمای بتن در کارخانه بتن (بچینگ) برداشته می شود. کاهش دمای بتن باعث کاهش تقاضای آب، کاهش اتلاف اسلامپ، افزایش مدت زمان گیرش و کاهش احتمال ترک خوردگی انقباض خمیری (پلاستیک) می شود.
❑ با استفاده از کاهنده های آب و مواد پوزولانی نظیر افزودنی های حاوی میکروسیسلیس و ... به عنوان جایگزین سیمان، حجم سیمان را به حداقل برسانید. همچنین از بزرگترین اندازه و مقدار سنگدانه درشت مجاز با رعایت استاندارد استفاده کنید

❑ برای کنترل سرعت گیرش از افزودنی های دیرگیر بتن استفاده کنید. اما با دقت دوز را کنترل کنید، به خصوص برای مقاطع مسطح . اگر در بتن ریزی دال ها از افزودنی های دیرگیر بیش از حد استفاده شود، سطح ممکن است پوسته شود در حالی که بتن لایه های زیرین خمیری باقی می ماند. در این صورت هنگام عملیات ماله کشی ممکن است سطحی موج‌دار ایجاد کنند یا شیرابه بتن را در زیر سطح محبوس کنند.

❑ در صورت نیاز به اسلامپ بیشتر، به جای آب، از نسل سوم کاهنده های آب با قدرت حفظ اسلامپ بالا استفاده کنید تا اسلامپ مورد نظر را بدست آورید. این مواد افزودنی باعث افزایش اسلامپ می شود که تا 2 ساعت دوام می آورد.

❑ از سیمان تیپ 2 به دلیل حرارت زایی کمتر استفاده کنید.سیمان تیپ 1 حرارت زایی نرمالی دارد. از استفاده سیمان تیپ 3 جدا خودداری شود.

❑ بر روی دپوی سنگدانه را سایه بان بزنید و آنها را آب پاشی کنید تا  با خنک شدن دمای بتن را کاهش دهد ، آب پاشی با آب سرد حتی موثرتر است، به خصوص زمانی که رطوبت هوا بالا باشد.

❑ در هوای بسیار گرم یا زمانی که بتن برای سازه های عظیم تولید می شود ، از آب سرد برای ساخت بتن استفاده کنید.همچنین میتوانید یخ را به عنوان بخشی از آب اضافه کنید یا بتن را با نیتروژن مایع خنک کنید.

❑ پس از اختلاط ، بتن را در اسرع وقت تخلیه کنید و از تاخیر در این مرحله بپرهیزید.
❑ سرعت اختلاط و چرخش  میکسر را محدود کنید. از سرعت هم زدن برای چرخش های اضافی استفاده کنید.

❑ برای مسافت های طولانی در هوای گرم و مرطوب، اختلاط را تا رسیدن کامیون به محل بتن ریزی به تاخیر بیندازید. این عمل مستلزم بارگیری مواد در میکسر بدون چرخاندن آن و اضافه کردن سیمان در آخر است. اگر رطوبت نسبی کم باشد، گاهی اوقات می توان بتن را پس از اختلاط در فواصل طولانی حتی زمانی که دمای هوا بالاست حمل کرد.

❑ درام های مخلوط کن را سفید رنگ کنید تا گرمای خورشیدی زیادی را جذب نکنند. برای یک زمان تحویل 1 ساعته، بتن در یک درام سفید حدود 16.5درجه سانتی گراد سردتر از بتن در یک درام قرمز خواهد بود.

❑ در صورت امکان، زمان تحویل را برنامه ریزی کنید تا از گرم ترین ساعات روز اجتناب کنید. در آب و هوای خشک، بتن ریخته شده بعد از نیمه شب در معرض حرارت کمتر و باد کمتری قرار می گیرد. همچنین، پرداخت نهایی در نزدیکی طلوع خورشید زمانی اتفاق می‌افتد که احتمال خشک شدن زودهنگام و ترک خوردگی کمتر است چراکه رطوبت نسبی در بالاترین میزان خودش است.

❑ در محل بتن ریزی از اضافه کردن آب به مخلوط بتن جدا بپرهیزید
 

بتن ریزی و پرداخت:

بتن ریزی در هوای گرم مستلزم داشتن کارگران و تجهیزات کافی در محل کار برای رسیدگی به موارد غیرمنتظره است. پیش بینی مشکلات بخشی از فرآیند برنامه ریزی است.

❑ همه تجهیزات و کارگران را آماده اجرای بتن ریزی ، به ویژه برای اولین سرویس روزانه داشته باشید.

❑ از یک دماسنج برای نظارت بر دمای بتن هنگام تحویل مخلوط استفاده کنید و در صورت نیاز با واحد کنترل کارخانه بتن در تماس باشید.

❑ به ازای هر سه دستگاه ویبراتور در حال استفاده حداقل یک ویبراتور آماده به کار داشته باشید. خرابی تجهیزات ارتعاشی در هوای گرم بیشتر است.

❑ تمام تجهیزاتی را که با بتن تماس می گیرند خنک نگه دارید: ناودان ها، نوار نقاله ها، لوله های دستگاه پمپ، لوله های ترمی ها، آرماتورها و قالب های بتن ریزی . موارد یاد شده را در صورت امکان از نور خورشید با استفاده از سایه بان محافظت کنید یا با آب اسپری کنید.

❑ اگر مانع بخار در زیر دال وجود ندارد، قبل از بتن ریزی، سطح زیرین را مرطوب کنید. در صورت وجود مانع بخار، قبل از بتن ریزی، یک لایه ماسه مرطوب به ضخامت 1 تا 3 اینچ را روی آن فشرده کنید.

❑ قبل از بتن ریزی، قالب های جانبی دال ها یا دیوارها را با آب خنک مرطوب کنید.

❑ سریع کار کنید اما تا زمانی که هنوز شیرابه بتن روی سطح وجود دارد بتن را پرداخت نکنید.

❑ وقتی خطر ترک خوردگی انقباض پلاستیک وجود دارد (شکل 2 را ببینید)، تبخیر از سطح بتن را کنترل کنید. از اسپری های مه پاش استفاده کنید. در شرایط خشک شدن شدید، تمام سطوح در معرض تماس با هوای آزاد را پس از بتن ریزی و ماله کشی بپوشانید، سپس فقط آن قسمت از سطح مورد کار را باز کنید.

عمل آوری و حفاظت:

عمل آوری به ویژه در هوای گرم بسیار مهم است. عمل آوری ضعیف می تواند باعث استحکام کم، ترک خوردگی و تغییر رنگ شود.

❑ به محض اتمام پرداخت نهایی، عمل آوری را آغاز کنید.
❑ به طور مداوم با آب عمل آوری را انجام دهید. عمل آوری مداوم به ویژه در روز اول پس از بتن ریزی بسیار مهم است.
❑ از تمام سطوح در برابر خشک شدن محافظت کنید، حتی برای مدت کوتاه، زیرا خشک شدن متناوب می تواند باعث ترک خوردگی شود. از پارچه (گونی) پنبه‌ای خیس، دستگاه های مه پاشی ممتد و افزودنی کیورینگ بتن استفاده کنید.

❑ عمل آوری باید حداقل به مدت 7 روز ادامه پیدا کند. کاهش مدت زمان یاد شده باعث افت مقاومت نهایی بتن خواهد شد.

❑ در طول عمل آوری، سطوح بیرونی قالب ها را اسپری کنید تا خنک شوند.

❑ هنگامی که قالب ها قبل از سپری شدن زمان کیورینگ مقرر شده جدا می شوند، یک پوشش مرطوب نظیر گونی خیس برای سطوح تازه قرار دهید.

تست و بازرسی:

در هوای گرم، پیمانکاران و تولیدکنندگان گاهی اوقات به دلیل اشتباهات دیگران جریمه می شوند. اگر   آزمایش ها به درستی صورت نگیرند ، ممکن است نتایج آزمایش‌ ضعیف  به دست آید که اغلب تأمین‌کننده یا پیمانکار بتن مقصر هستند. آزمایش دقیق می تواند از برخی اختلافات که پس از گزارش نتایج تست مقاومت ضعیف ایجاد می شود، جلوگیری کند.
در همین راستا رعایت نکات زیر الزامیست:
❑ بلافاصله پس از به دست آوردن نمونه بتن، اسلامپ، آزمایش هوا و سیلندرهای آزمایش را انجام دهید.

❑ سیلندرهای آزمایش را بدون محافظت در مقابل آفتاب داغ رها نکنید. دمای عمل آوری اولیه بالا به تنهایی می تواند استحکام 28 روزه را تا 10 درصد کاهش دهد. سیلندرها را در 16 تا 24 ساعت اول پس از جایگیری در دمای 16 تا 25 درجه سانتی گراد نگه دارید. این کار را با قرار دادن آنها به دور از تابش نور خورشید ، در محفظه مخصوص عمل آوری انجام دهید.

❑ با ریختن آنها در قالب های پلاستیکی با درب پلاستیکی یا با پوشاندن آنها با ورقه های پلاستیکی از خشک شدن سیلندرهای آزمایشی جلوگیری کنید.
❑ دمای هوا، دمای بتن، شرایط عمومی آب و هوا، سرعت باد و رطوبت نسبی را در فواصل زمانی مکرر ثبت کنید. همچنین افت اسلامپ، آب اضافه شده در هنگام ورود و زمان اختلاط مربوطه را ثبت کنید.

شکل1. در دماهای بالاتر آب بیشتری برای رسیدن به اسلامپ مورد نظر نیاز است

شکل 2. از این نمودار برای تخمین میزان تبخیر از سطوح بتنی استفاده کنید. ترک خوردگی انقباض پلاستیک

شکل 3. عمل آوری مرطوب مداوم در هوای گرم توصیه می شود. روکش عمل آوری مورد استفاده در اینجا پلی اتیلن است.