راهنمای جامع بتن ریزی در هوای گرم

بتن مقاوم‌ترین متریال ساختمان سازی است، اما زمانی این مقاومت ایده‌آل را به دست می‌آورد که آن را در شرایط بهینه و با رعایت تمامی اصول و استانداردها تهیه کنید. بتن ریزی در هوای گرم یکی از همین اصول پایه است که لازم است تا برای بهره‌مندی از بتن مرغوب و کاملاً مقاوم تمامی نکات اجرایی و استانداردهای تدوین شده را رعایت کرده باشید.

بتن ریزی در هوای گرم از چالش‌های جدی مهندسین حین مراحل ساخت سازه‌های بتن مسلح است. زیرا در هوای گرم با مشکلات جدی مانند تبخیر شدید آب بتن و یا تسریع زمان گیرش سیمان خیلی جلوتر از دوره‌ی کیورینگ بتن مواجه هستند. تمامی نکات و استانداردها برای اصول بتن ریزی در هوای گرم برای این منظور تدوین شده ‌است تا بتوانیم از رطوبت بتن در فرآیند تبخیر آب در مواجهه با هوای گرم جلوگیری کنیم. برای غلبه بر تمامی این مشکلات به راهکارهای مهندسی شده از اصول بتن ریزی در هوای گرم نیاز دارید. در این مقاله از مت سل گروه تخصصی موتور جستجوی مصالح ساختمانی به بررسی تمامی نکات برای هر نوع بتن ریزی آن‌هم در هوای گرم خصوصاً ایام تابستان می‌پردازیم. فراموش نکنید که اگر قصد خرید قطعه بتنی دارید با ما تماس بگیرید.

اصول بتن ریزی در هوای گرم

چالش‌های هوای گرم در پروژه‌های بتن ریزی

هوای خیلی گرم محیط عملاً شرایط بتن ریزی را کاملاً مختل کرده و خطر از دست رفتن کیفیت بتن و تشکیل سازه‌های نه ‌چندان مقاوم را به ‌دنبال دارد. این خطر تا حدی جدی است که در ایام گذشته تا همین چند سال پیش پروژه‌های بتن ریزی را در روزهای گرم سال متوقف می‌کردند. البته هم‌اکنون راهکارهای مهندسی شده برای تقابل با دمای بالای محیط ابداع شده ‌است، اما چالش‌های هوای گرم در حین مراحل بتن ریزی چیست؟

اولین چالش بالا بودن دمای بتن به دلیل گرم بودن هوا است. این افزایش دمای بتن منجر به تبخیر سریع آب و کم شدن رطوبت نسبی بتن خواهد شد. عموماً بادهای گرم به‌ دنبال هوای گرم وجود دارد که چالش‌ها را دو چندان می‌کند. زیرا وزش باد گرم سرعت تبخیر آب از حجم بتن را افزایش داده و در کاهش عمق رطوبت بتن کاملاً تأثیرگذار است.

هر اندازه بتن ریزی در مقاطع نازک‌تر و یا درصد آرماتورهای بیشتر انجام شود، چالش هوای گرم نیز پیچیده‌تر است. این مشکلات در پروژه‌هایی که نیاز به حمل بتن دارند، بیشتر دیده می‌شود. زیرا حمل بتن قوام ‌یافته توسط تراک میکسرها دشوارتر است. از طرفی مراحل پمپاژ بتن و تخلیه و توزیع یکدست بتن در کل فضای ساختمانی با دشواری انجام می‌شود.

نگاهی به مشکلات بتن ریزی در هوای گرم

وقتی دمای محیط زیاد است و به‌ دنبال آن دمای اجسام مانند میلگردها و یا سطح قالب‌ها نیز افزایش پیدا می‌کند، باید انتظار افزایش دمای عمیق بتن را نیز داشته باشیم. این افزایش دمای بتن تحت تأثیر شرایط محیطی مشکلاتی به‌ دنبال دارد که به قرار زیر هستند:

  • اسلامپ بتن کاهش سریع و ناگهانی پیدا می‌کند. به شکلی که بتن از فرم روانی و کارپذیر خارج ‌شده و حالت سفت و قوام شده دارد.
  • سرعت واکنش سیمان در مواجهه با آب را تسزیع کرده که بدون شکل‌گیری دوره کیورینگ منجر به سخت شدن بتن می‌شود.
  • تبخیر سریع و عمیق آب بتن اتفاق می‌افتد که منجر به افزایش تقاضای آب در بتن خواهد شد.
  • با سرعت یافتن قوام بتن مراحل سفت شدن خیلی سریع انجام می‌شود که از مقاومت و چسبندگی مناسب بتن جدید با بتن قدیمی و یا چسبندگی بتن با بستر خاکی و حتی میلگردها می‌کاهد.
  • به‌ علت تبخیر زیاد آب انقباض‌های شدیدی در داخل بتن ایجاد شده که به ترک‌هایی عمیق و جبران‌ناپذیر می‌انجامد.
  • تعادل هوایی داخل بتن را مختل می‌کند. افزایش دمای بتن باعث افزایش دمای گازهای موجود در بتن شده که با فرایند انبساطی فشار زیادی به جداره بتن حین سخت شدن وارد می‌کنند.
  • احتمال ترک خوردن بتن در اثر خشک شدن سریع آن زیاد است.
  • بتن تا حد غیرقابل کنترل آب پس می‌دهد و این آب به شکل شیره بتن در سطح آن جاری می‌شود.

بتن ریزی هوای گرم

الزامات برای بتن ریزی در هوای گرم

برای محافظت از بتن در مقابل هوای گرم محیط قطعاً نمی‌توانید شرایط جوی را به دلخواه خود تغییر دهید. پس باید دست‌ به ‌کار شویم و شرایط بتن را متناسب با استانداردهای ایده‌آل تنظیم کنیم. برای اینکار یا باید از بتن در مقابل موج هوای گرم محافظت کنیم و یا با استفاده از افزودنی‌های بتن ساختار فیزیکی و شیمیایی آن را تقویت نماییم. الزامات بتن ریزی در هوای گرم نیز به چگونگی آماده‌سازی برای تقابل با موج گرما می‌پردازد و به قرار زیر است:

  • از مصالح باکیفیت و مناسب بتن‌سازی در هوای گرم استفاده کنید. این مصالح با خاصیت جذب آب کم فرموله شده‌اند.
  • طرح اختلاط کامل با نکات استاندارد هوای گرم را رعایت کنید.
  • بتن تازه را در شرایطی خنک‌تر از محیط آزاد تهیه کنید. در عین ‌حال می‌توانید از تراک میکسرهای دو جداره با قابلیت خنک‌سازی همراه آب سرد برای انتقال بتن استفاده کنید.
  • مصالح ساخت بتن را در مکان‌های سرپوشیده و یا لااقل زیر سایه انبار کنید تا دمای آنها حین ساخت بتن مناسب باشد.
  • بتن طبق فرمول کارپذیری بالا تهیه کنید که از قابلیت بتن ریزی سریع در شرایط مختلف برخوردار باشد.
  • مدت زمان حمل‌ و نقل بتن را تا حد ممکن کم کنید. با بهره‌مندی از نیروی کار و یا ماشین‌آلات بیشتر مراحل پمپ بتن را سریع‌تر انجام دهید.
  • حدالمقدور برای رهایی از گرمای خورشید عملیات بتن ریزی را در طول شب و یا ساعات اولیه صبح انجام دهید.
  • از بتن به ‌خوبی محافظت کنید. این محافظت برای حفظ رطوبت و دمای بتن انجام می‌شود تا دوره کیورینگ به طور کامل سپری شود.
  • مطمئن شوید که بتن پس ‌از تخلیه بافت متراکمی دارد. از عملیات ویبره زنی برای خارج کردن حباب‌ها و یکنواخت‌سازی حجم بتن استفاده کنید.
  • پس‌ از پایان مرحله بتن ریزی عملیات مه پاشی را انجام دهید. این مه پاشی باعث کاهش دمای بتن خواهد شد.
  • ترجیحاً از لوله‌ها که با عایق گونی مرطوب پوشیده هستند، برای پمپاژ بتن استفاده کنید. از ابزارهایی مانند نوار نقاله برای جابه‌جایی بتن استفاده نکنید، مگر آنکه روی سطح آن را پوشانده باشید.

هوای گرم چه تأثیر مخربی بر بتن دارد؟

تأثیر هوای گرم در درازمدت و با کاهش قابل ‌توجه ۱۰ الی ۱۵ درصدی مقاومت فشاری بتن نمایان است. از نگاه مهندسی عمران هوا با دمای کمتر از ۵ الی ۳۲ درجه سانتی‌گراد شرایطی ایده‌آل است. هر نوع دمای محیط فراتر از 32 درجه سانتی‌گراد را هوای گرم معرفی می‌کنیم. از طرفی دمای محیط بالاتر از 38 درجه سانتی‌گراد هوای خیلی گرم است.

مقاومت فشاری بتن که در هوای گرم عمل‌آوری شده‌ است در ۲۴ ساعت اولیه بالاتر از حالت عادی است. این افزایش مقاومت به ‌علت تبخیر زودهنگام آب ایجاد شده ‌است، اما در درازمدت و پس‌ از طی شدن کامل دوره ۲۸ روزه کیورینگ مقدار مقاومت فشاری بتن عمل‌آوری ‌شده در هوای گرم به ‌شدت افت پیدا کرده و تا ۱۰ الی ۱۵ درصد کمتر از شرایط عادی است.

در دمای عادی سرعت تبخیر بتن با سرعت دوره کیورینگ بتن همخوانی دارد. ولی در هوای خیلی گرم سرعت تبخیر آب خیلی سریع‌تر از فرایند هیدراتاسیون در دوره کیورینگ بتن است. لذا عملاً فرایند هیدراتاسیون به شکل ناقص انجام ‌شده و بتن نمی‌تواند درجه سختی نهایی خود را به دست آورد.

راهکار برای اصلاح دوره کیورینگ بتن در هوای گرم

کیورینگ بتن یک دوره نسبتاً طولانی ۲۸ روزه که در این مدت زمان طولانی فرایند هیدراتاسیون بتن به ‌طور کامل انجام می‌شود. فرایند هیدراتاسیون نیز یک زنجیره‌ای واکنش شیمیایی انواع سیمان با آب است که فرآیندی گرمازا می‌باشد. لذا عملاً بتن در حین دوره ۲۸ روزه مقدار قابل ‌توجه حرارت تولید خواهد کرد. در شرایط عادی تعادل گرمایی مناسب خروج حرارت هیدراتاسیون از بتن است. اما وقتی محیط گرم و یا خیلی گرم باشد، تعادل حرارتی بتن به ‌هم ‌ریخته و عملاً مسیری برای خروج گرمای هیدراتاسیون وجود ندارد. راهکار عملیاتی کم کردن دمای بتن در طول فرایند هیدراتاسیون است که به روش‌های مختلف انجام می‌شود.

یک راهکار ساده و کاملاً مؤثر استفاده از پوزولان‌ها و خاکستر بادی در ترکیب بتن است. حضور پوزولان‌ها و حتی خاکسترهای بادی باعث کاهش حرارت واکنش شیمیایی سیمان شده و در حفظ شیره بتن (آب بتن) برای جلوگیری از خطر پوسته شدن و یا ترک خوردن تأثیرگذار است.

راهکار مناسب دیگر برای کنترل دمای بتن استفاده از سیمان‌های کندگیر و یا سیمان‌هایی با خاصیت حرارت زائی کم است. سیمان‌های کندگیر سرعت سخت شدن آرامی دارند که تحت تأثیر تبخیر سریع آب آن‌هم در هوای گرم قرار نمی‌گیرند. سیمان‌ها با حرارت زایی کم نیز در حین طی شدن فرآیند هیدراتاسیون اصولا گرمایی تولید نمی‌کنند که تحت تأثیر هوای گرم فرصت خارج شدن از حجم بتن را نداشته باشد.

اصول بتن ریزی در هوای گرم

افزودنی‌های مناسب بتن ریزی در هوای گرم

برای تقابل با گرما اضافه کردن آب بدیهی ترین راهکار است. آب اضافی جذب بتن شده و آن را خنک نگه می‌دارد و از ایجاد انقباض و ترک‌های عمیق جلوگیری می‌کند. اما همه می‌دانیم که این آب اضافی خطر روان شدن بیش ‌از حد بتن و کاهش کیفیت و مقاومت آن را به ‌دنبال دارد. در عوض می‌توانیم از افزودنی های بتن مانند انواع روان ‌کننده استفاده کنیم.

روان‌کننده ها و یا فوق روان کننده ها که با عنوان کندگیر می‌شناسیم، نوعی از افزودنی‌های شیمیایی بتن هستند که مقدار روان پذیری بتن را بدون نیاز به افزودن آب، بالاتر می‌برند. به نوعی مانع از سخت شدن سریع بتن خواهند شد که شرایط ایده‌آل برای بتن ریزی در هوای گرم است.

اما حتی در استفاده از روان‌کننده ها نیز باید دست‌ به ‌عصا باشید و مقدار اضافه شدن آنها به بتن را مدیریت کنید. اضافه شدن بیش ‌از اندازه روان‌کننده مانع از شکل‌گیری مناسب بتن می‌شود. در چنین شرایطی بتن بیش ‌از حد مجاز روان شده ‌است که قطعاً نمی‌تواند به ‌درستی مراحل گیرش را تکمیل کند.

ملاحظات برای استفاده از مصالح

برای ساخت بتن به مصالح پایه اعم از سنگدانه‌ها، سیمان و آب نیاز داریم. اما روش نگهداری و استفاده از این مصالح در هوای گرم متفاوت از شرایط عادی است. اصول بتن ریزی در هوای گرم برای استفاده از مصالح پایه به ‌قرار زیر است:

  • سنگدانه‌ها: نمی‌توانیم از سنگدانه‌های گرم شده در هوای گرم خصوصاً سنگدانه‌های رها شده در مقابل تابش مستقیم آفتاب برای ساخت بتن استفاده کنیم. سنگدانه‌ها باید در پناه سایه و یا حداقل یک پوشش برزنتی نگهداری شوند. در غیر این صورت لازم است تا لایه‌های سطحی سنگدانه‌ها مانند انواع شن و ماسه که داغ هستند را کنار زده و از لایه‌های خنک‌تر زیرین برای ساخت بتن استفاده کنید.
  • سیمان: بالا بردن دمای سیمان منجر به افزایش دمای ترکیب بتن می‌شود که منجر به تسریع عمل آب‌گیری و سخت شدن فوری بتن خواهد شد. لذا نمی‌توانیم از سیمان با دمای بالاتر از ۷۷ درجه سانتی‌گراد برای ساخت بتن استفاده کنیم. از طرفی برای تهیه بتن در هوای گرم نمی‌توانیم از سیمان تیپ ۳ و نمونه‌های مشابه استفاده کنیم. اما استفاده از سیمان تیپ ۲ و یا سیمان‌های اصلاح شده در برابر حمله سولفات‌ها مناسب ساخت بتن در هوای گرم هستند. سیمان مورد نظر پروژه را باید در سیلوهای مخصوص که معمولاً دوجداره هستند و یا به ‌خوبی عایق‌بندی شده‌اند، نگه‌داری کنند.
  • آب: استفاده از آب گرم در ساخت بتن ممنوع است. آب گرم باعث افزایش دمای بتن شده و نیاز بتن به حضور آب را افزایش می‌دهد که در نهایت منجر به ضعیف شدن ساختار نهایی بتن خواهد شد. توجه کنید که افزایش دمای آب به مقدار ۱۰ درجه سانتی‌گراد باعث کاهش عدد اسلامپ بتن در حدود ۲۰ الی ۲۵ میلی‌متر می‌شود. عملاً آب گرم، بتن را بسیار روان و غیرقابل‌ کنترل می‌کند. لذا لازم است تا از آب خنک برای ساخت بتن استفاده کنید.

بتن ریزی هوای گرم

نکته‌هایی برای بتن ریزی در هوای گرم

پس ‌از ساخت بتن در هوای گرم و رعایت تمامی نکته‌ها وقت آن است که مراحل تخلیه بتن در پروژه را انجام دهید. در صورتی ‌که هوای محیط پروژه گرم و یا بسیار گرم است، رعایت نکات زیر برای اطمینان از کیفیت مناسب بتن ریزی الزامی است:

  • دمای محیط در حین مراحل بتن ریزی نباید از ۳۸ درجه بیشتر باشد. در غیر این صورت لازم است که پروژه را تا رسیدن به دمای مطلوب محیط متوقف کنید.
  • در حین مراحل بتن ریزی دمای خود بتن نباید از ۳۰ درجه سانتی‌گراد بالاتر باشد. در غیر این صورت لازم است تا از تجهیزات سردکننده و یا آب برای خنک شدن بتن استفاده کنید.
  • مصالح ساخت بتن را در محیط آزاد آن‌هم در مجاورت مستقیم نور خورشید انبار نکنید.
  • وسایل، تجهیزات و تمامی ماشین‌آلات ساخت و حمل بتن مانند تراک میکسر، بتونیر، پمپ‌ها و... را در مکان سرپوشیده و نسبتاً خنک نگهداری کنید.
  • تمهیداتی برای کاهش مدت زمان ساخت و تخلیه بتن پیش ‌بینی کنید.
  • بخش‌های فلزی مانند جداره قالب‌ها، آرماتورها و حتی کف قالب بتنی را قبل ‌از تخلیه بتن کاملاً خنک کنید. برای این منظور می‌توانید از تجهیزات آب‌پاش و یا مه پاش استفاده کنید.

الزامات کنترل دمای بتن پس ‌از بتن ریزی

پس ‌از پایان بتن ریزی مرحله حساس کیورینگ بتن آغاز می‌شود که یک دوره طولانی ۲۸ روزه است و لازم است تا دمای بتن در تمام طول این دوره در رنج مناسب ثابت باقی بماند. کنترل دمای بتن پس ‌از انجام مراحل بتن ریزی از دو جنبه حائز اهمیت است. اول آنکه با کاهش دمای بتن و نگه‌داشتن آن در رنج مناسب از افزایش جریان تبخیر آب جلوگیری کرده‌ایم که منجر به کاهش احتمال ترک خوردگی در بتن خواهد شد. دوم آنکه با کنترل دمای بتن در دوره کیورینگ در افزایش مقاومت فشاری آن نیز کاملاً تأثیرگذار هستیم. تجربه نشان داده است که بتن‌های کنترل ‌شده همواره مقاومت فشاری بالاتری دارند.

از آنجا که در این مقاله با چالش بتن ریزی در هوای گرم مواجه هستیم، لذا به نکات و الزامات نگهداری از بتن در هوای گرم می‌پردازیم. این الزامات به قرار زیر هستند:

  • لازم است تا با آب‌پاش سطح داغ میلگردها و یا سطح قالب‌ها را سرد کنید. اما هیچ اثری از آب بر روی این سطوح باقی نماند.
  • نیم الی یک ساعت پس‌ از پایان تخلیه بتن لازم است تا سطح بتن را با استفاده از پوشش نایلونی به ‌طور کامل کاور کنید. این کاور در مدت ‌زمان ۴ الی ۵ ساعت الزامی است.
  • حد‌المقدور از سایبان‌های موقتی بر روی حجم بتن تازه ریخته شده استفاده کنید.
  • وزش بادهای گرم منجر به تبخیر سریع آب می‌شود. لذا در صورت احتمال وقوع باد حتماً در کناره سازه بادشکن‌های چندتایی نصب کنید. این بادشکن ها از سرعت باد بر روی سطح بتن می‌کاهند.
  • بلافاصله پس ‌از سفت شدن بتن عملیات عمل‌آوری را آغاز کنید. عمل‌آوری به روش عایق‌بندی سطح بتن توصیه نمی‌شود. زیرا عایق‌بندی به تداوم حرارت بتن و از دست رفتن سریع‌تر آب می‌انجامد. برای عمل‌آوری بتن از تکنیک‌های آب‌پاش، مه‌پاش و یا گونی‌های خیس استفاده کنید.
  • پس‌ از اطمینان به سخت شدن بتن سریعاً قالب‌ها را باز کنید و عمل‌آوری با آب را در تمام سطح بتن گسترش دهید.
  • در صورت مشاهده ترک روی سطح بتن می‌توانید از تراکم مجدد بتن این ترک‌ها را بپوشانید.

بتن ریزی در گرما؛ چالشی بزرگ

بتن ریزی در هوای گرم بدون تردید از بزرگترین چالش‌های مهندسی عمران است. در این چالش بزرگ قرار است تا در جنگ با گرما برای حفظ تعادل بتن اقدامات پیشگیرانه و مهندسی شده را اجرایی کنیم. هوای گرم و تابش نور خورشید هر چیزی را داغ می‌کند و تمامی مصالح ساخت بتن کاملاً تحت تأثیر مخرب این گرمای دائمی هستند. تبخیر آب، به هم خوردن زنجیره فرآیند هیدراتاسیون، دمای بالای میلگردها و قالب‌ها و عدم توانایی چسبندگی بتن در کنار کاهش مقاومت فشاری و... از مشکلات بتن ریزی هوای گرم است. با این ‌وجود در دنیای مهندسی عمران دستورالعمل‌ها و استانداردهای مناسبی برای این منظور پیش ‌بینی ‌شده است. قاعدتاً با رعایت این دستورالعمل‌ها مانند چگونگی عمل‌آوری بتن، چگونگی بهره‌مندی از افزودنی‌ها و چگونگی ساخت تا حمل بتن در مواجهه با دمای بالای محیط توانمندتر هستیم.

راهنمای جامع بتن ریزی در هوای گرم

بتن مقاوم‌ترین متریال ساختمان سازی است، اما زمانی این مقاومت ایده‌آل را به دست می‌آورد که آن را در شرایط بهینه و با رعایت تمامی اصول و استانداردها تهیه کنید. بتن ریزی در هوای گرم یکی از همین اصول پایه است که لازم است تا برای بهره‌مندی از بتن مرغوب و کاملاً مقاوم تمامی نکات اجرایی و استانداردهای تدوین شده را رعایت کرده باشید.

بتن ریزی در هوای گرم از چالش‌های جدی مهندسین حین مراحل ساخت سازه‌های بتن مسلح است. زیرا در هوای گرم با مشکلات جدی مانند تبخیر شدید آب بتن و یا تسریع زمان گیرش سیمان خیلی جلوتر از دوره‌ی کیورینگ بتن مواجه هستند. تمامی نکات و استانداردها برای اصول بتن ریزی در هوای گرم برای این منظور تدوین شده ‌است تا بتوانیم از رطوبت بتن در فرآیند تبخیر آب در مواجهه با هوای گرم جلوگیری کنیم. برای غلبه بر تمامی این مشکلات به راهکارهای مهندسی شده از اصول بتن ریزی در هوای گرم نیاز دارید. در این مقاله از مت سل گروه تخصصی موتور جستجوی مصالح ساختمانی به بررسی تمامی نکات برای هر نوع بتن ریزی آن‌هم در هوای گرم خصوصاً ایام تابستان می‌پردازیم. فراموش نکنید که اگر قصد خرید قطعه بتنی دارید با ما تماس بگیرید.

اصول بتن ریزی در هوای گرم

چالش‌های هوای گرم در پروژه‌های بتن ریزی

هوای خیلی گرم محیط عملاً شرایط بتن ریزی را کاملاً مختل کرده و خطر از دست رفتن کیفیت بتن و تشکیل سازه‌های نه ‌چندان مقاوم را به ‌دنبال دارد. این خطر تا حدی جدی است که در ایام گذشته تا همین چند سال پیش پروژه‌های بتن ریزی را در روزهای گرم سال متوقف می‌کردند. البته هم‌اکنون راهکارهای مهندسی شده برای تقابل با دمای بالای محیط ابداع شده ‌است، اما چالش‌های هوای گرم در حین مراحل بتن ریزی چیست؟

اولین چالش بالا بودن دمای بتن به دلیل گرم بودن هوا است. این افزایش دمای بتن منجر به تبخیر سریع آب و کم شدن رطوبت نسبی بتن خواهد شد. عموماً بادهای گرم به‌ دنبال هوای گرم وجود دارد که چالش‌ها را دو چندان می‌کند. زیرا وزش باد گرم سرعت تبخیر آب از حجم بتن را افزایش داده و در کاهش عمق رطوبت بتن کاملاً تأثیرگذار است.

هر اندازه بتن ریزی در مقاطع نازک‌تر و یا درصد آرماتورهای بیشتر انجام شود، چالش هوای گرم نیز پیچیده‌تر است. این مشکلات در پروژه‌هایی که نیاز به حمل بتن دارند، بیشتر دیده می‌شود. زیرا حمل بتن قوام ‌یافته توسط تراک میکسرها دشوارتر است. از طرفی مراحل پمپاژ بتن و تخلیه و توزیع یکدست بتن در کل فضای ساختمانی با دشواری انجام می‌شود.

نگاهی به مشکلات بتن ریزی در هوای گرم

وقتی دمای محیط زیاد است و به‌ دنبال آن دمای اجسام مانند میلگردها و یا سطح قالب‌ها نیز افزایش پیدا می‌کند، باید انتظار افزایش دمای عمیق بتن را نیز داشته باشیم. این افزایش دمای بتن تحت تأثیر شرایط محیطی مشکلاتی به‌ دنبال دارد که به قرار زیر هستند:

  • اسلامپ بتن کاهش سریع و ناگهانی پیدا می‌کند. به شکلی که بتن از فرم روانی و کارپذیر خارج ‌شده و حالت سفت و قوام شده دارد.
  • سرعت واکنش سیمان در مواجهه با آب را تسزیع کرده که بدون شکل‌گیری دوره کیورینگ منجر به سخت شدن بتن می‌شود.
  • تبخیر سریع و عمیق آب بتن اتفاق می‌افتد که منجر به افزایش تقاضای آب در بتن خواهد شد.
  • با سرعت یافتن قوام بتن مراحل سفت شدن خیلی سریع انجام می‌شود که از مقاومت و چسبندگی مناسب بتن جدید با بتن قدیمی و یا چسبندگی بتن با بستر خاکی و حتی میلگردها می‌کاهد.
  • به‌ علت تبخیر زیاد آب انقباض‌های شدیدی در داخل بتن ایجاد شده که به ترک‌هایی عمیق و جبران‌ناپذیر می‌انجامد.
  • تعادل هوایی داخل بتن را مختل می‌کند. افزایش دمای بتن باعث افزایش دمای گازهای موجود در بتن شده که با فرایند انبساطی فشار زیادی به جداره بتن حین سخت شدن وارد می‌کنند.
  • احتمال ترک خوردن بتن در اثر خشک شدن سریع آن زیاد است.
  • بتن تا حد غیرقابل کنترل آب پس می‌دهد و این آب به شکل شیره بتن در سطح آن جاری می‌شود.

بتن ریزی هوای گرم

الزامات برای بتن ریزی در هوای گرم

برای محافظت از بتن در مقابل هوای گرم محیط قطعاً نمی‌توانید شرایط جوی را به دلخواه خود تغییر دهید. پس باید دست‌ به ‌کار شویم و شرایط بتن را متناسب با استانداردهای ایده‌آل تنظیم کنیم. برای اینکار یا باید از بتن در مقابل موج هوای گرم محافظت کنیم و یا با استفاده از افزودنی‌های بتن ساختار فیزیکی و شیمیایی آن را تقویت نماییم. الزامات بتن ریزی در هوای گرم نیز به چگونگی آماده‌سازی برای تقابل با موج گرما می‌پردازد و به قرار زیر است:

  • از مصالح باکیفیت و مناسب بتن‌سازی در هوای گرم استفاده کنید. این مصالح با خاصیت جذب آب کم فرموله شده‌اند.
  • طرح اختلاط کامل با نکات استاندارد هوای گرم را رعایت کنید.
  • بتن تازه را در شرایطی خنک‌تر از محیط آزاد تهیه کنید. در عین ‌حال می‌توانید از تراک میکسرهای دو جداره با قابلیت خنک‌سازی همراه آب سرد برای انتقال بتن استفاده کنید.
  • مصالح ساخت بتن را در مکان‌های سرپوشیده و یا لااقل زیر سایه انبار کنید تا دمای آنها حین ساخت بتن مناسب باشد.
  • بتن طبق فرمول کارپذیری بالا تهیه کنید که از قابلیت بتن ریزی سریع در شرایط مختلف برخوردار باشد.
  • مدت زمان حمل‌ و نقل بتن را تا حد ممکن کم کنید. با بهره‌مندی از نیروی کار و یا ماشین‌آلات بیشتر مراحل پمپ بتن را سریع‌تر انجام دهید.
  • حدالمقدور برای رهایی از گرمای خورشید عملیات بتن ریزی را در طول شب و یا ساعات اولیه صبح انجام دهید.
  • از بتن به ‌خوبی محافظت کنید. این محافظت برای حفظ رطوبت و دمای بتن انجام می‌شود تا دوره کیورینگ به طور کامل سپری شود.
  • مطمئن شوید که بتن پس ‌از تخلیه بافت متراکمی دارد. از عملیات ویبره زنی برای خارج کردن حباب‌ها و یکنواخت‌سازی حجم بتن استفاده کنید.
  • پس‌ از پایان مرحله بتن ریزی عملیات مه پاشی را انجام دهید. این مه پاشی باعث کاهش دمای بتن خواهد شد.
  • ترجیحاً از لوله‌ها که با عایق گونی مرطوب پوشیده هستند، برای پمپاژ بتن استفاده کنید. از ابزارهایی مانند نوار نقاله برای جابه‌جایی بتن استفاده نکنید، مگر آنکه روی سطح آن را پوشانده باشید.

هوای گرم چه تأثیر مخربی بر بتن دارد؟

تأثیر هوای گرم در درازمدت و با کاهش قابل ‌توجه ۱۰ الی ۱۵ درصدی مقاومت فشاری بتن نمایان است. از نگاه مهندسی عمران هوا با دمای کمتر از ۵ الی ۳۲ درجه سانتی‌گراد شرایطی ایده‌آل است. هر نوع دمای محیط فراتر از 32 درجه سانتی‌گراد را هوای گرم معرفی می‌کنیم. از طرفی دمای محیط بالاتر از 38 درجه سانتی‌گراد هوای خیلی گرم است.

مقاومت فشاری بتن که در هوای گرم عمل‌آوری شده‌ است در ۲۴ ساعت اولیه بالاتر از حالت عادی است. این افزایش مقاومت به ‌علت تبخیر زودهنگام آب ایجاد شده ‌است، اما در درازمدت و پس‌ از طی شدن کامل دوره ۲۸ روزه کیورینگ مقدار مقاومت فشاری بتن عمل‌آوری ‌شده در هوای گرم به ‌شدت افت پیدا کرده و تا ۱۰ الی ۱۵ درصد کمتر از شرایط عادی است.

در دمای عادی سرعت تبخیر بتن با سرعت دوره کیورینگ بتن همخوانی دارد. ولی در هوای خیلی گرم سرعت تبخیر آب خیلی سریع‌تر از فرایند هیدراتاسیون در دوره کیورینگ بتن است. لذا عملاً فرایند هیدراتاسیون به شکل ناقص انجام ‌شده و بتن نمی‌تواند درجه سختی نهایی خود را به دست آورد.

راهکار برای اصلاح دوره کیورینگ بتن در هوای گرم

کیورینگ بتن یک دوره نسبتاً طولانی ۲۸ روزه که در این مدت زمان طولانی فرایند هیدراتاسیون بتن به ‌طور کامل انجام می‌شود. فرایند هیدراتاسیون نیز یک زنجیره‌ای واکنش شیمیایی انواع سیمان با آب است که فرآیندی گرمازا می‌باشد. لذا عملاً بتن در حین دوره ۲۸ روزه مقدار قابل ‌توجه حرارت تولید خواهد کرد. در شرایط عادی تعادل گرمایی مناسب خروج حرارت هیدراتاسیون از بتن است. اما وقتی محیط گرم و یا خیلی گرم باشد، تعادل حرارتی بتن به ‌هم ‌ریخته و عملاً مسیری برای خروج گرمای هیدراتاسیون وجود ندارد. راهکار عملیاتی کم کردن دمای بتن در طول فرایند هیدراتاسیون است که به روش‌های مختلف انجام می‌شود.

یک راهکار ساده و کاملاً مؤثر استفاده از پوزولان‌ها و خاکستر بادی در ترکیب بتن است. حضور پوزولان‌ها و حتی خاکسترهای بادی باعث کاهش حرارت واکنش شیمیایی سیمان شده و در حفظ شیره بتن (آب بتن) برای جلوگیری از خطر پوسته شدن و یا ترک خوردن تأثیرگذار است.

راهکار مناسب دیگر برای کنترل دمای بتن استفاده از سیمان‌های کندگیر و یا سیمان‌هایی با خاصیت حرارت زائی کم است. سیمان‌های کندگیر سرعت سخت شدن آرامی دارند که تحت تأثیر تبخیر سریع آب آن‌هم در هوای گرم قرار نمی‌گیرند. سیمان‌ها با حرارت زایی کم نیز در حین طی شدن فرآیند هیدراتاسیون اصولا گرمایی تولید نمی‌کنند که تحت تأثیر هوای گرم فرصت خارج شدن از حجم بتن را نداشته باشد.

اصول بتن ریزی در هوای گرم

افزودنی‌های مناسب بتن ریزی در هوای گرم

برای تقابل با گرما اضافه کردن آب بدیهی ترین راهکار است. آب اضافی جذب بتن شده و آن را خنک نگه می‌دارد و از ایجاد انقباض و ترک‌های عمیق جلوگیری می‌کند. اما همه می‌دانیم که این آب اضافی خطر روان شدن بیش ‌از حد بتن و کاهش کیفیت و مقاومت آن را به ‌دنبال دارد. در عوض می‌توانیم از افزودنی های بتن مانند انواع روان ‌کننده استفاده کنیم.

روان‌کننده ها و یا فوق روان کننده ها که با عنوان کندگیر می‌شناسیم، نوعی از افزودنی‌های شیمیایی بتن هستند که مقدار روان پذیری بتن را بدون نیاز به افزودن آب، بالاتر می‌برند. به نوعی مانع از سخت شدن سریع بتن خواهند شد که شرایط ایده‌آل برای بتن ریزی در هوای گرم است.

اما حتی در استفاده از روان‌کننده ها نیز باید دست‌ به ‌عصا باشید و مقدار اضافه شدن آنها به بتن را مدیریت کنید. اضافه شدن بیش ‌از اندازه روان‌کننده مانع از شکل‌گیری مناسب بتن می‌شود. در چنین شرایطی بتن بیش ‌از حد مجاز روان شده ‌است که قطعاً نمی‌تواند به ‌درستی مراحل گیرش را تکمیل کند.

ملاحظات برای استفاده از مصالح

برای ساخت بتن به مصالح پایه اعم از سنگدانه‌ها، سیمان و آب نیاز داریم. اما روش نگهداری و استفاده از این مصالح در هوای گرم متفاوت از شرایط عادی است. اصول بتن ریزی در هوای گرم برای استفاده از مصالح پایه به ‌قرار زیر است:

  • سنگدانه‌ها: نمی‌توانیم از سنگدانه‌های گرم شده در هوای گرم خصوصاً سنگدانه‌های رها شده در مقابل تابش مستقیم آفتاب برای ساخت بتن استفاده کنیم. سنگدانه‌ها باید در پناه سایه و یا حداقل یک پوشش برزنتی نگهداری شوند. در غیر این صورت لازم است تا لایه‌های سطحی سنگدانه‌ها مانند انواع شن و ماسه که داغ هستند را کنار زده و از لایه‌های خنک‌تر زیرین برای ساخت بتن استفاده کنید.
  • سیمان: بالا بردن دمای سیمان منجر به افزایش دمای ترکیب بتن می‌شود که منجر به تسریع عمل آب‌گیری و سخت شدن فوری بتن خواهد شد. لذا نمی‌توانیم از سیمان با دمای بالاتر از ۷۷ درجه سانتی‌گراد برای ساخت بتن استفاده کنیم. از طرفی برای تهیه بتن در هوای گرم نمی‌توانیم از سیمان تیپ ۳ و نمونه‌های مشابه استفاده کنیم. اما استفاده از سیمان تیپ ۲ و یا سیمان‌های اصلاح شده در برابر حمله سولفات‌ها مناسب ساخت بتن در هوای گرم هستند. سیمان مورد نظر پروژه را باید در سیلوهای مخصوص که معمولاً دوجداره هستند و یا به ‌خوبی عایق‌بندی شده‌اند، نگه‌داری کنند.
  • آب: استفاده از آب گرم در ساخت بتن ممنوع است. آب گرم باعث افزایش دمای بتن شده و نیاز بتن به حضور آب را افزایش می‌دهد که در نهایت منجر به ضعیف شدن ساختار نهایی بتن خواهد شد. توجه کنید که افزایش دمای آب به مقدار ۱۰ درجه سانتی‌گراد باعث کاهش عدد اسلامپ بتن در حدود ۲۰ الی ۲۵ میلی‌متر می‌شود. عملاً آب گرم، بتن را بسیار روان و غیرقابل‌ کنترل می‌کند. لذا لازم است تا از آب خنک برای ساخت بتن استفاده کنید.

بتن ریزی هوای گرم

نکته‌هایی برای بتن ریزی در هوای گرم

پس ‌از ساخت بتن در هوای گرم و رعایت تمامی نکته‌ها وقت آن است که مراحل تخلیه بتن در پروژه را انجام دهید. در صورتی ‌که هوای محیط پروژه گرم و یا بسیار گرم است، رعایت نکات زیر برای اطمینان از کیفیت مناسب بتن ریزی الزامی است:

  • دمای محیط در حین مراحل بتن ریزی نباید از ۳۸ درجه بیشتر باشد. در غیر این صورت لازم است که پروژه را تا رسیدن به دمای مطلوب محیط متوقف کنید.
  • در حین مراحل بتن ریزی دمای خود بتن نباید از ۳۰ درجه سانتی‌گراد بالاتر باشد. در غیر این صورت لازم است تا از تجهیزات سردکننده و یا آب برای خنک شدن بتن استفاده کنید.
  • مصالح ساخت بتن را در محیط آزاد آن‌هم در مجاورت مستقیم نور خورشید انبار نکنید.
  • وسایل، تجهیزات و تمامی ماشین‌آلات ساخت و حمل بتن مانند تراک میکسر، بتونیر، پمپ‌ها و... را در مکان سرپوشیده و نسبتاً خنک نگهداری کنید.
  • تمهیداتی برای کاهش مدت زمان ساخت و تخلیه بتن پیش ‌بینی کنید.
  • بخش‌های فلزی مانند جداره قالب‌ها، آرماتورها و حتی کف قالب بتنی را قبل ‌از تخلیه بتن کاملاً خنک کنید. برای این منظور می‌توانید از تجهیزات آب‌پاش و یا مه پاش استفاده کنید.

الزامات کنترل دمای بتن پس ‌از بتن ریزی

پس ‌از پایان بتن ریزی مرحله حساس کیورینگ بتن آغاز می‌شود که یک دوره طولانی ۲۸ روزه است و لازم است تا دمای بتن در تمام طول این دوره در رنج مناسب ثابت باقی بماند. کنترل دمای بتن پس ‌از انجام مراحل بتن ریزی از دو جنبه حائز اهمیت است. اول آنکه با کاهش دمای بتن و نگه‌داشتن آن در رنج مناسب از افزایش جریان تبخیر آب جلوگیری کرده‌ایم که منجر به کاهش احتمال ترک خوردگی در بتن خواهد شد. دوم آنکه با کنترل دمای بتن در دوره کیورینگ در افزایش مقاومت فشاری آن نیز کاملاً تأثیرگذار هستیم. تجربه نشان داده است که بتن‌های کنترل ‌شده همواره مقاومت فشاری بالاتری دارند.

از آنجا که در این مقاله با چالش بتن ریزی در هوای گرم مواجه هستیم، لذا به نکات و الزامات نگهداری از بتن در هوای گرم می‌پردازیم. این الزامات به قرار زیر هستند:

  • لازم است تا با آب‌پاش سطح داغ میلگردها و یا سطح قالب‌ها را سرد کنید. اما هیچ اثری از آب بر روی این سطوح باقی نماند.
  • نیم الی یک ساعت پس‌ از پایان تخلیه بتن لازم است تا سطح بتن را با استفاده از پوشش نایلونی به ‌طور کامل کاور کنید. این کاور در مدت ‌زمان ۴ الی ۵ ساعت الزامی است.
  • حد‌المقدور از سایبان‌های موقتی بر روی حجم بتن تازه ریخته شده استفاده کنید.
  • وزش بادهای گرم منجر به تبخیر سریع آب می‌شود. لذا در صورت احتمال وقوع باد حتماً در کناره سازه بادشکن‌های چندتایی نصب کنید. این بادشکن ها از سرعت باد بر روی سطح بتن می‌کاهند.
  • بلافاصله پس ‌از سفت شدن بتن عملیات عمل‌آوری را آغاز کنید. عمل‌آوری به روش عایق‌بندی سطح بتن توصیه نمی‌شود. زیرا عایق‌بندی به تداوم حرارت بتن و از دست رفتن سریع‌تر آب می‌انجامد. برای عمل‌آوری بتن از تکنیک‌های آب‌پاش، مه‌پاش و یا گونی‌های خیس استفاده کنید.
  • پس‌ از اطمینان به سخت شدن بتن سریعاً قالب‌ها را باز کنید و عمل‌آوری با آب را در تمام سطح بتن گسترش دهید.
  • در صورت مشاهده ترک روی سطح بتن می‌توانید از تراکم مجدد بتن این ترک‌ها را بپوشانید.

بتن ریزی در گرما؛ چالشی بزرگ

بتن ریزی در هوای گرم بدون تردید از بزرگترین چالش‌های مهندسی عمران است. در این چالش بزرگ قرار است تا در جنگ با گرما برای حفظ تعادل بتن اقدامات پیشگیرانه و مهندسی شده را اجرایی کنیم. هوای گرم و تابش نور خورشید هر چیزی را داغ می‌کند و تمامی مصالح ساخت بتن کاملاً تحت تأثیر مخرب این گرمای دائمی هستند. تبخیر آب، به هم خوردن زنجیره فرآیند هیدراتاسیون، دمای بالای میلگردها و قالب‌ها و عدم توانایی چسبندگی بتن در کنار کاهش مقاومت فشاری و... از مشکلات بتن ریزی هوای گرم است. با این ‌وجود در دنیای مهندسی عمران دستورالعمل‌ها و استانداردهای مناسبی برای این منظور پیش ‌بینی ‌شده است. قاعدتاً با رعایت این دستورالعمل‌ها مانند چگونگی عمل‌آوری بتن، چگونگی بهره‌مندی از افزودنی‌ها و چگونگی ساخت تا حمل بتن در مواجهه با دمای بالای محیط توانمندتر هستیم.