اصول بتن ریزی در هوای گرم چگونه است؟

آیا می دانستید کیفیت بتن می تواند تحت تأثیر شرایط آب و هوایی شدید، گرما یا سرمای شدید و تغییرات رطوبتی تغییر کند. اگر بتن ریزی در هوای گرم انجام شود، باید اقدامات احتیاطی مناسبی برای مقابله با همه اثرات نامطلوب دمای شدید محیط انجام شود.

مطابق با دستورالعمل های ارائه شده توسط موسسه بتن آمریکا (ACI) هوای گرم به معنی شرایطی در محل کار است که سرعت از دست دادن رطوبت یا میزان هیدراتاسیون سیمان بتن تازه مخلوط شده را تسریع می کند، در این شرایط ۲ حالت زیر می تواند وجود داشته باشد.

• دمای محیط ۲۷ درجه سانتیگراد (۸۰ درجه فارنهایت) یا بیشتر
• سرعت تبخیر بیش از ۱ کیلوگرم در متر مربع در ساعت

از آنجایی که بیشتر کارهای بتن ریزی در تابستان انجام می شود، بتن ریزی در هوای گرم مورد توجه پیمانکاران است. آنها اقدامات اضافی لازم برای ساخت بتن در هوای گرم را انجام می دهند و طبق برنامه عمل می کنند؛ با این حال، برای اطمینان از اینکه بتن در شرایط نامساعد تابستانی، قوی و بادوام خواهد بود، مراقبت بیشتری لازم است.

در ادامه مطلب با مصالح مارکت همراه باشید تا بعد از آشنایی با بتن و انواع بتن بدانید که بتن ریزی در هوای گرم چیست؟ مشکلات و چالش های اصلی مرتبط با بتن ریزی تابستانی کدامند؟ چه نوع اقدامات احتیاطی برای بتن ریزی در دمای بالا باید در پیش گفته شود؟ شرایط آب و هوایی و هوای گرم بر بتن ریزی چه تأثیری دارد و…

بتن چیست؟

قبل از پرداختن به هر موضوعی، بهتر است به طور مختصر با بتن آشنا شویم و بدانیم که بتن چیست؟  بتن ترکیبی از سیمان، آب و سنگدانه های درشت است که با هم مخلوط شده و پس از این که در محل مورد نظر پیاده سازی شد، با گذشت زمان سفت و سخت می شود. در واقع بتن نوعی مصالح ساختمانی با مقاومت های مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی بالا است.

بتن بسته به درصد اجزای سازنده اش می تواند خواص و کاربردهای متفاوتی داشته باشد. یکی از مشکلات در هنگام کار با بتن، تغییرات دمای هوا به ویژه گرم شدن آن است که می تواند روی خواص بتن و پیاده سازی آن تاثیرات منفی داشته باشد.

هنگامی که دمای بتن تازه مخلوط شده به حدود 77 درجه فارنهایت نزدیک می شود، شرایط نامطلوب محل می تواند بر کیفیت بتن تأثیر بگذارد. دمای محیط بالای 90 درجه فارنهایت و فقدان یک محیط محافظت شده برای جاسازی و تکمیل بتن مثل یک ساختمان محصور می تواند در تولید بتن با کیفیت مشکل ایجاد کند.

اقدامات احتیاطی مورد نیاز برای اطمینان از یک محصول نهایی با کیفیت بسته به شرایط واقعی در طول بتن ریزی و کاربرد خاصی که بتن برای آن استفاده خواهد شد، متفاوت خواهد بود. به طور کلی، اگر دما در زمان بتن ریزی از 77 درجه فارنهایت فراتر رود، باید طرحی برای خنثی کردن اثرات دماهای بالا ایجاد شود.

آشنایی با برخی از انواع بتن ها

انواع مختلفی از بتن وجود دارد که با توجه به نوع کاربرد و ویژگی های مورد انتظار می توانید از آن ها استفاده کنید. ما در این بخش دو نوع متداول بتن، خواص و مزایای آنها را مختصراً توضیح خواهیم داد:

بتن فومی یا اسفنجی  (Foam Concrete)

بتن فومی یا اسفنجی، به عنوان بتن سلولی سبک وزن (LCC) بتن سلولی با چگالی کم (LDCC) نیز شناخته می شود، به عنوان دوغابی بر پایه سیمان با حداقل ۲۰ درصد (در هر حجم) فوم داخل ملات تعریف می شود. از آنجا که برای تولید بتن اسفنجی از سنگدانه درشت استفاده نمی شود، ممکن است به آن “سیمان فومی” نیز گفته شود.

چگالی بتن فومی معمولاً از ۴۰۰ کیلوگرم در متر مکعب تا ۱۶۰۰ کیلوگرم در متر مکعب متغیر است. بتن فومی به طور معمول شامل دوغاب سیمان، ماسه و آب است. به طور کلی با دو روش فیزیکی و شیمیایی می توان فوم را ایجاد کرد. فوم فیزیکی با هوادهی مصنوعی در کارخانه اختلاط بتن ایجاد می شود در حالی که در تولید فوم شیمیایی از یک عامل کف ساز استفاده می شود.

خواص بتن فومی

بتن فومی یا اسفنجی یک مصالح ساختمانی همه کاره با یک روش تولید ساده است. خواص عایق حرارتی و صوتی بالای آن باعث می شود که کاربرد بسیار متفاوتی نسبت به بتن معمولی داشته باشد. بتن فومی در برابر آتش مقاوم است و ویژگی های عایق حرارتی و صوتی، آن را برای طیف وسیعی از اهداف از جمله عایق کاری کف و سقف، دیوارهای پیش ساخته و غیره ایده آل می کند.

بتن شسته شده (Washed Concrete)

بتن شسته شده یا واش بتن یک نوع بتن دارای دانه ها و سنگدانه های ریز و درشت است که معمولاً برای مصارف تزئینی مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع در این روش سطح بتن به نحوی شسته می شود تا سنگدانه های درون آن به خوبی نمایان شوند. این روش یکی از رایج ترین روش های تکمیل و پرداخت سطح بتن است. با تغییر اجزای ماسه و سنگدانه های مخلوط بتن، طیف متنوعی از رنگ ها و بافت ها می توانند به وجود آورده شوند و برای کف سازی مکان های مختلف مثل، حیاط، پارک و غیره مورد استفاده قرار بگیرند.

مزایای بتن شسته شده

به طور معمول بتن شسته شده به شکل موزاییک در قطعات و اندازه های مختلف ساخته می شود که به آن موزاییک واش بتن گفته می شود. تولید آن به این شکل موجب می شود که کار کردن با آن و کف سازی راحت تر و سریع تر انجام شود. علاوه بر این ظاهر طبیعی زیبایی داشته و قیمت مناسبی نیز نسبت به کفپوش های دیگر دارد. از دیگر مزایای آن می توان به مقاومت بالا در برابر شرایط آب و هوایی و هم چنین سر نبودن آن ها اشاره کرد.

بتن ریزی در هوای گرم چیست؟

هوای گرم در بتن ریزی نیاز به تعریف دارد. هوای گرم در هنگام بتن ریزی وجود یک یا چند شرایط و وضعیت است که با تسریع از دست دادن رطوبت و نرخ هیدراتاسیون، بر روی قرارگیری بتن تأثیر منفی می گذارد. این شرایط عبارتند از:

• دمای بالای محیط (High ambient temperature)
• رطوبت نسبی کم (Low relative humidity)
• سرعت بیش از حد باد (Excessive wind speed)
• دمای بالای بتن (High concrete temperature)

در شرایط آب و هوای گرم، تعدادی از عوامل در محل می توانند بر استخراج عملکرد بهینه از بتن تأثیر بگذارند. هنگامی که این شرایط آب و هوایی با رطوبت نسبی کم و بادهای شدید ترکیب می شود، قالب گیری، جاسازی و تکمیل بتن نیاز به مراقبت ویژه دارد.

با این حال تا زمانی که بتن کار یا تولیدکننده بتن، بتن را با سنگدانه های سالم، با دانه بندی خوب، با محتوای سیمان کافی و با محتوای آب دقیق مورد نیاز، تولید کند و کارایی کافی برای جاسازی و یکپارچه سازی کارآمد را تأمین کند، با این مشکلات مواجه نخواهید شد، البته اگر مراقبت منطقی انجام شود.

چند اقدام احتیاطی ساده وجود دارد که از بتن تابستانی یا بتن ریزی در هوای گرم محافظت می کند و به دست آوردن بهترین بتن را آسان تر می کند.

مشکلات اصلی در بتن ریزی تابستانی عبارتند از:

• جلوگیری از اتلاف زودهنگام آب از بتن و
• جلوگیری از گیرش زودهنگام از طریق خشک شدن خیلی سریع

اگر این مشکلات پیش بینی نشده، وجود داشته باشد، ممکن است سیمان تولید شده با کاهش قدرت و استحکام، ترک خوردگی و ایجاد ترک های انقباضی و مشکلاتی در مراحل تکمیلی بتن داشته باشد.

اقدامات احتیاطی لازم برای بتن ریزی در هوای گرم

به طور کلی، اقدامات احتیاطی بتن ریزی در هوای گرم زمانی مهم می شود که دمای بتن تازه مخلوط شده از 77 درجه فارنهایت بالاتر رود. اگرچه بتن ریزی در استان های جنوبی ایران چالش برانگیزتر است. البته، برای رویارویی با چالش های مهم در محل بتن، نیازی به دماهای بالا ندارید.

علاوه بر دماهای بالا، رطوبت نسبی کم و/یا بادهای شدید نیز بر پروژه ها تأثیر منفی می گذارد. پس چرا حتی در هوای گرم اقدام به بتن ریزی می کنند؟ تا حدی به این دلیل که بتن ریزی موفق در هوای گرم به طور همزمان باکیفیت تر و با لبه های صاف تر خواهد بود.

برنامه ریزی از قبل و آمادگی برای هر کار، مشکلات ذکر شده در بالا را به حداقل می رساند و از تاخیرهای آزاردهنده در محل جلوگیری می کند. احتمالاً هر پیمانکار باتجربه بتن می داند که چرا رعایت هر یک از اقدامات احتیاطی که در زیر ذکر شده، منطقی است. در مجموع، آنها یک چک لیست صرفه جویی در زمان و کار را برای سرپرستان و شاید راهنمایی برای افرادی که هنوز با شرایط آب و هوای گرم در این کشور آشنا نیستند، ارائه می دهند:

• اولین و ضروری ترین گام در حفظ آب در بتن مخلوط این است که قبل از قرار دادن بتن، لایه زیرین، تقویت کننده فولاد و قالب های چوبی را به طور کامل مرطوب کنید.
• از تاخیر در قالب ریزی بتن خودداری کنید. نیروی کار و تجهیزات کافی برای انجام سریع قرار دادن در دست داشته باشید.
• سعی نکنید بتن آماده را بیشتر از آنچه که منطقاً انتظار دارید، تکمیل نمایید، قالب ریزی کنید.
• در اسرع وقت بتن را از کامیون تخلیه کنید. افزایش بیش از حد دما ممکن است به دلیل هم زدن طولانی مدت در محل کار باشد.
• برای جلوگیری از لرزش بیش از حد باید مراقب ویبراتورها بود. پنج تا پانزده ثانیه ارتعاش بسته به عمق بتن باید تراکم مطلوب را ایجاد کند.
• در هنگام بتن ریزی در هوای بسیار گرم، سعی کنید بتن را از نور مستقیم خورشید محافظت کنید.
• از پوشش‌های مرطوب تا تکمیل نهایی استفاده کنید یا روی آن را با یک ترکیب پخت آلافاتیک اسپری کنید.
• پوشش ها را مرطوب نگه دارید.
• نیروی کار و تجهیزات کافی برای تکمیل بتن در دسترس داشته باشید.
• در هوای بسیار گرم، ممکن است عاقلانه باشد که کار را از بعدازظهر شروع کنید تا از دمای پایین تر در عصر بهره مند شوید.
• نرخ تبخیر رطوبت از بتن تازه قرار داده شده زمانی که سرعت باد از صفر به 15 کیلومتر در ساعت در یک روز گرم افزایش یابد تا چهار برابر افزایش می یابد.
• با استفاده از روشی که تلفات رطوبتی را به حداقل می رساند و از بتن در برابر درجه حرارت شدید محافظت می کند، عمل آوری را در اسرع وقت شروع کنید.
• بتن را از کامیون ها در اسرع وقت تخلیه نمایید. گرمای ناشی از هیدراتاسیون سیمان و هم زدن مداوم منجر به افزایش دما در بتن می شود که می تواند باعث کاهش سریع کارایی بتن شود.

تأثیر شرایط آب و هوایی و هوای گرم بر بتن ریزی

• شرایط آب و هوایی گرم به ندرت در ایران رخ می دهد.
• شرایط آب و هوای گرم معمولاً توسط ترکیبی از عوامل (برخی یا همه) از جمله دمای بالای محیط، تابش زیاد خورشیدی، رطوبت نسبی پایین و سرعت زیاد باد ایجاد می شود.
• هر چند به ندرت، شرایط آب و هوایی گرم می تواند بر روی بتن، چه در حالت تازه و چه در حالت سفت شده تأثیر بگذارد.
• شرایط آب و هوای گرم باعث افزایش دمای بتن تازه می شود و در نتیجه هیدراتاسیون سریعتر منجر به کارایی کمتر و تسریع سفت شدگی می شود.
• شرایط آب و هوایی گرم می تواند مشکلاتی در اختلاط، پیاده سازی و پخت بتن ایجاد کند که منجر به تاثیر منفی بر خواص و قابلیت استفاده از بتن می گذارد.
• ترک های و ترک خوردگی های حاصل از انقباض حرارتی و پلاستیکی می تواند به دلیل تبخیر سریع رطوبت از سطوح در معرض در هوای گرم و افزایش نفوذپذیری ایجاد شود. در نتیجه دوام و مقاومت در برابر آب و دوام به دلیل ترک خوردگی کاهش می یابد.
• بتن عمل آوری شده در دماهای بیش از 20 درجه سانتیگراد در مقایسه با بتن پخت شده استاندارد، مقاومت اولیه بالاتری خواهد داشت. افزایش استحکام و مقاومت طولانی مدت احتمالاً در مقایسه با مخلوط‌های مشابه که در دمای استاندارد پخت می‌شوند کاهش می‌یابد. چونبتنی که در دمای بالا پخت می شود در طولانی مدت مقاومت کمتری نسبت به بتنی که در دمای مطلوب پخت شده است، دارد.
• دمای بالاتر باعث تسریع فرونشست بتن (slump) می شود که منجر به اضافه کردن آب بیشتر در محل می شود و می تواند بر سطح هوای حباب شده تأثیر بگذارد.
• هوای گرم باعث می شود سرعت سخت شدن بتن افزایش یابد که این امر منجر به مشکلاتی در پیاده سازی و پرداخت سطح آن می شود.
• در هوای گرم، بتن تازه می تواند عمر کاری کوتاه تری داشته باشد که باعث ایجاد مشکل در حمل و نقل، جاگذاری و تکمیل می شود. بتن قرار داده شده در دمای بالا سریعتر گیر می کند و بنابراین نیاز ضروری برای عملیات پخت سریع دارد.

الزامات دمایی و درجه حرارت بر بتن ریزی

دو درجه حرارت متفاوت باید هنگام کار با بتن و بتن ریزی در هوای گرم در نظر گرفته شود: یعنی دمای هوای محیط و دمای خود بتن.

1- دمای هوا (Air Temperature)

• دمای محیط تا حدود 20 درجه سانتیگراد نباید به خودی خود باعث ایجاد مشکلات قابل توجهی به خصوص در شرایط مرطوب یا نمناک شود. اما در صورتی که دما بالاتر برود و رطوبت محیط کم شود لازم است اقدامات احتیاطی در نظر گرفته شود. مثلاً افزایش 20 درجه ای، زمان گیرش مخلوط بتن را تا 50 درصد کاهش می دهد.
• دمای محیط 20 درجه سانتیگراد و بالاتر، همراه با رطوبت کم و بادهای خشک کننده، نیاز به دستورالعمل های پخت کارآمدتری دارد.
• دمای واقعی مخلوط بتن که تحویل داده می شود تحت تأثیر دمای مواد استفاده شده در مخلوط، محتوای سیمانی مخلوط، دمای تجهیزات مورد استفاده برای بچینگ و انتقال بتن، و دمای محیط و شرایط در محل پروژه قرار می گیرد.
• شوک های حرارتی که ناشی از اختلاف دمای بتن با محیط است را نیز نباید نادیده گرفت. به طور معمول بهتر این اختلاف دما حدود ۵ درجه سانتی گراد باشد.
• شوک حرارتی ممکن است از افت سریع دمای سطوح بتنی بی حفاظ ناشی شود مثلاً هنگامی که بتن در یک روز گرم و سپس یک شب خنک قرار می گیرد.

2-  دمای بتن (Concrete Temperature)

• کنترل دمای بتن در هوای گرم بسیار مهم است. دمای بتن در هنگام تحویل نباید بیشتر از 30 درجه سانتیگراد باشد. دمای بتن در هنگام ریختن معمولاً 5 درجه سانتیگراد بالاتر از میانگین دمای محیط در نظر گرفته می شود.
• در المان های بزرگ (یا مخلوط های غنی)، هیدراتاسیون سریعتر مواد سیمانی به دلیل دمای بالای محیط، می تواند منجر به ایجاد حداکثر دمای بتن بالاتر شود. این امر منجر به ایجاد بیشتر ترک های حرارتی در هنگام خنک شدن می شود.

تاثیر دما بر زمان سفت شدن بتن

به طور کلی، افزایش ۲۰ درجه فارنهایت دما، زمان سفت شدن مخلوط بتنی را تا ۵۰ درصد کاهش می دهد. برای مثال، یک مخلوط بتنی که در سه ساعت در دمای ۶۰ درجه فارنهایت به حالت نهایی می رسد، ممکن است در یک و نیم ساعت در ۸۰ درجه فارنهایت به سفتی نهایی برسد. بنابراین با افزایش دما محدودیت زمانی برای انجام فرایندهای آماده کردن بتن، استقرار و همچنین پرداخت نهایی سطح کار وجود خواهد داشت.

از طرف دیگر، جزء اصلی بتن آب است و هنگامی که دما افزایش می یابد، میزان تبخیر آب نیز افزایش می یابد. بنابراین، مقدار آب بیشتری در هنگام تولید بتن برای مقابله با شرایط آب و هوایی گرم مورد نیاز است. درواقع هوای گرم باعث کاهش قدرت و افزایش انقباض خشک شدن بتن می شود و به همین دلیل برای بتن ریزی در هوای گرم نسبت به هوای سرد آب بیشتری مورد نیاز است.

اصول بتن ریزی در دمای بالا | چالش ها و مشکلات بتن ریزی در هوای گرم

برای بهره مندی از مزایای بتن ریزی در هوای گرم، پیمانکاران باید متغیرهای متعددی را بررسی کنند. هیدراتاسیون، تبخیر و جذب آب تنها برخی از عواملی هستند که نیاز به بررسی دارند. چالش های مرتبط با بتن ریزی در دماهای بالا شامل، اما محدود به موارد زیر نیست:

• تقاضای آب بیشتر
• افزایش نرخ ریزش یکباره
• دمای بالاتر بتن
• کاهش زمان تنظیم
• افزایش انقباض و جمع شدگی خمیر
• ترک خوردگی

برخی چالشها و عوامل مهم و تأثیرگذار در بتن ریزی در هوای گرم

هیدراتاسیون (hydration)

هنگام مخلوط کردن سیمان، آب، سنگدانه و سایر مواد افزودنی درجه حرات بسیار افزایش می یابد و چیزی که باعث این گرمازایی می شود، هیدراتاسیون یا واکنش بین سیمان و آب است. پس هیدراتاسیون سیمان یک فرآیند گرمازا و مولد گرما است. هر چه بتن گرمتر باشد، واکنش گرمازایی سریعتر است.

در طی فرآیند هیدراتاسیون، کریستالیزاسیون یا همان تشکیل کریستال ها در اطراف سنگدانه ها رخ می دهد. در بتنی که بیش از حد گرم باشد، هیدراتاسیون آنقدر سریع اتفاق می افتد که کریستال ها ممکن است مقاومت خود را از دست بدهند. به عنوان مثال، زمانی که دما 18 درجه فارنهایت گرمتر از حد معمول باشد، مقاومت فشاری 28 روزه بتن ممکن است تا 10 درصد کاهش یابد.

ریزش یکباره یا فرونشست (slump)

فرونشست یا ریزش یکباره بتن یک چالش دیگر در هنگام بتن ریزی در هوای گرم است. آب اضافی در هنگام میکس تاثیر نامطلوب هوای گرم بر ریزش یکباره بتن را خنثی می کند. با این حال، هنگامی که از آب اضافی بیش از حد استفاده می شود، مقاومت فشاری آسیب می بیند. همچنین، هنگامی که بتن رنگ آمیزی می شود، آب اضافه شده ممکن است منجر به تغییرات رنگ غیر قابل قبول بین ریزش ها شود.

تبخیر (evaporation)

اگرچه چگالش و تغلیظ تأثیر خشک شدن سطح را خنثی می کند، ترک خوردگی و انقباض خمیری زمانی که رطوبت کاهش می یابد و دمای محیط به اوج می رسد، بازهم یکی از نگرانی مهم باقی می ماند. بنابراین، نظارت بر میزان تبخیر سطحی با محاسبه اثر ترکیبی رطوبت، دمای محیط، سرعت باد و دمای بتن بسیار مهم است. عواملی که تبخیر سطحی را کنترل می کنند باید همیشه در دسترس کارگران باشند.

جذب آب (water absorption)

در شرایط گرم و خشک، جذب آب توسط قالب و زیرساخت ها چالش دیگری است. همچنین حفظ مقدار هوا در بتن گرم مهم است. در نهایت، هوای گرم ممکن است به دلیل اختلاف دمای بیش از حد در ریزش های مجاور، ترک خوردگی را افزایش دهد.

پخت (curing)

دمای بالای بتن بر سرعت کیورینگ و عمل آوری آن تاثیر می گذارد. در ابتدا دمای پخت بالا ممکن است استحکام 28 روزه را تا 10 درصد کاهش دهد. هنگامی که اقدامات اصلاحی وجود نداشته باشد، مقاومت بتن ممکن است آسیب ببیند.

تکنیک های کیورینگ و پخت

پخت و عمل آوری، محافظت از بتن تازه در برابر تبخیر و دمای شدید است که ممکن است بر هیدراتاسیون سیمان تأثیر منفی بگذارد. اگر بتن قرار است مقاومت و دوام بالقوه ای به دست آورد باید دارای موارد زیر باشد:

• آب کافی برای هیدراتاسیون سیمان و
• دمایی که برای حفظ این واکنش شیمیایی با سرعتی سریع و پیوسته مناسب است.

برای اطمینان از وجود این شرایط، بتن باید از تأثیرات مضر باد، خورشید و آب و هوای متغیر محافظت شود. از آنجایی که دمای 23 درجه سانتیگراد به عنوان دمای ایده آل برای هیدراتاسیون در نظر گرفته می شود، حفظ دمای بتن حدوداً در این محدوده دمایی در حین عمل آوری مطلوب است. تکنیک های عمل آوری بتن به دو گروه تقسیم می شوند:

• آنهایی که برای جلوگیری از اتلاف آب طراحی شده اند، مانند استفاده از غشاهای غیر قابل نفوذ و
• آنهایی که رطوبت را در مراحل اولیه فرآیند هیدراتاسیون تامین می کنند، مانند آبگیری یا استفاده از ماسه مرطوب یا هسین (hessian)

انتخاب روش پخت به طور کلی یک موضوع اقتصادی است، اما نکته دیگر این است که روش مورد استفاده باید کمترین تداخل را برای سایر عملیات در سایت ایجاد کند. برخی از تکنیک های عمل آوری عبارتند از:

روکش های جذبی (Absorptive covers)

یک محیط جذبی مانند ماسه، هسین یا بوم در حین پیشرفت عمل آوری، آب را روی سطح بتن نگه می دارد. چنین محیطی باید در طول دوره پخت دائماً مرطوب نگه داشته شود، زیرا اگر خشک شدن مجاز باشد خود پوشش رطوبت بتن را جذب می کند. خشک شدن و خیس شدن متناوب پوشش ممکن است باعث ترک خوردن شود.

نکته: استفاده از خاک اره به عنوان پوشش توصیه نمی شود، زیرا گاهی اوقات سخت شدن بتن را از طریق عمل قند موجود در شیره موجود در خاک اره به تاخیر می اندازد.

عمل آوری اضافه کردن آب (Water addition curing)

از نظر تئوری، غرقابی، حوض‌پاشی یا غبارپاشی بهتر از روش‌های نگهداری ذکر شده در بالا هستند. اما به دلیل شرایط شغلی همیشه کاربردی نیستند. باید مراقب بود که از اختلاف دمای زیاد بین جرم بتن و محیط عمل آوری جلوگیری شود تا از ایجاد ترک بالقوه به دلیل گرادیان دما در داخل بتن جلوگیری شود. این به طور کلی به عنوان ترک شوک حرارتی شناخته می شود.

مواد نگهدارنده آب (Water retaining materials)

غشاهای شیمیایی یا مایع به دلیل راحت بودن استفاده از آنها محبوبیت بیشتری پیدا می کنند. آنها را می توان با دست یا پاور اسپری استفاده کرد. این غشاها در چهار دسته کلی مبتنی بر موم (wax based)، مبتنی بر لاستیک کلرینیت (hlorinated-rubber based)، مبتنی بر رزین (resin based) و  مبتنی بر  PVA (PVA based) قرار می گیرند

یک ترکیب غشایی هنگامی که خشک می شود، یک آب بند بخار بر روی سطح بتن ایجاد می کند، آب موجود در بتن در آب بند جمع می شود و شرایط پخت خوبی ایجاد می شود. در انتخاب یک پوشش غشایی مناسب باید دقت شود که سازگاری با پوشش مورد نظر اعمال شده روی بتن باید در نظر گرفته شود.

موانع مکانیکی (Mechanical barriers)

استفاده از کاغذهای ساختمانی ضد آب یا فیلم پلاستیکی (ورق پلی اتیلن) نیز از تبخیر رطوبت بتن جلوگیری می کند. هر ماده ای که به عنوان مانع مکانیکی در برابر تبخیر استفاده می شود باید روی بتن قرار داده شود، البته زمانی که قرار دادن آن باعث آسیب به سطح بتن نشود. لبه های مواد باید چندین اینچ همپوشانی داشته باشند و باید با ماسه، نوار، ماستیک یا تخته های چوبی محکم بسته شوند. بلافاصله قبل از قرار دادن ورقه روی بتن، سطح بتن را با یک اسپری atomiser آب، مرطوب کنید.

دستورالعمل بتن ریزی در هوای گرم | بهترین رویه ها و روش ها برای کاهش تاثیر هوای گرم بر بتن

پیمانکارانی که قادر به بتن ریزی دقیق و سریع هستند، باید برای حفظ کیفیت بتن در هوای گرم موقعیت و وضعیت بهتری را داشته باشند. شرایط نامطلوب بر تمام جنبه های یک پروژه، از جمله برنامه ریزی، اختلاط و میکس کردن، حمل و نقل، قالب ریزی و اتمام کار تأثیر می گذارد.

برای جلوگیری از عوارض نامطلوب بتن ریزی در هوای گرم، لازم است تا اثرات آن تا حد امکان کاهش پیدا کند. اقدامات مورد نیاز را می توان به چند بخش تقسیم کرد و از تیم عملیاتی درخواست کرد تا آن ها را با دقت انجام دهند. دو بخش اصلی این اقدامات مربوط به آماده سازی بتن و پیاده سازی آن است.

ارتباط عالی کلید موفقیت در بتن ریزی در هوای گرم است. همکاری فعال بین مهندسان، پیمانکاران، تولیدکنندگان و آزمایشگاه‌های تستینگ از برخی از مشکلات قابل اجتناب، جلوگیری می‌کند. نتیجه نهایی، بتن با کیفیت بالا و بادوام است که صاحبان و توسعه دهندگان انتظار دارند و شایسته آن هستند.

برنامه ریزی قبل از ساخت (pre-construction planning)

اقدامات لازم در زمان آماده سازی بتن

هنگام بتن ریزی در هوای گرم لازم است که دمای اجزای تشکیل دهنده بتن را قبل از شروع فرایند اختلاط کاهش دهید. مهمترین اقدام احتیاطی در هوای گرم، مرطوب نمودن سنگدانه ها است. سنگدانه ها باید تا حد ممکن خنک نگه داشته شوند، زیرا این مواد در مقایسه با سایر مصالح پس از اختلاط به طور قابل توجهی بر دمای بتن تأثیر می گذارند.

برای کاهش دمای سنگدانه ها می توان از سایه انداختن به وسیله چترهای حفاظتی مختلف استفاده کرد. همچنین می توانید از آبپاش های معمولی برای مرطوب کردن و خنک سازی آن ها استفاده کنید. اگر ظرف مناسب در اختیار دارید بهتر است سنگدانه ها را از شب قبل خیس کنید. این کار رطوبت آن ها را در سطح مطلوبی نگه می دارد و از مشکلات مربوط به فرونشست جلوگیری می کند.

اهمیت دمای آب مورد استفاده

یکی دیگر از اجزای مهم بتن، آب است که لازم است هنگام آماده سازی بتن برای استفاده در هوای گرم، دمای آن نیز پایین نگه داشته شود. استفاده از آب مستقیم از منبع ممکن است سردتر از آب ذخیره شده در مخازن باشد. علاوه بر این در شرایط آب و هوای بسیار گرم، بخشی از آب را با یخ جایگزین می کنند تا دما کاهش یابد. دمای سیمان تحویل داده شده نیز باید پایین نگه داشته شود. از یک فرمول مطمئن برای نظارت مداوم بر دما، در هنگام مخلوط کردن سنگدانه ها و آب استفاده کنید.

تولید بتن (concrete production)

مقابله با هوای گرم از کارخانه شروع می شود. برای کنترل دمای بتن می توان آب سرد، یخ یا نیتروژن مایع اضافه کرد. تولیدکنندگان همچنین می توانند سنگدانه های ذخیره شده را مرطوب کرده یا سایه قرار بدهند تا دمای بتن را تحت کنترل نگه دارند. آنها همچنین می توانند مواد بازدارنده و سایر ترکیبات مفید را اضافه کنند. در شرایط نامناسب تابستان، باید به مسافت حمل و نقل از کارخانه تا محل پروژه توجه شود.

اقدامات لازم در محل کار یا استقرار بتن

بتن ریزی در هوای گرم کار را برای کارگران کمی بیشتر می کند. یک سری اقدامات احتیاطی باید در طول تولید و تحویل بتن انجام شود که عملکرد پایداری بتن را افزایش دهد. در مرحله اول، زمان سفر را تا حد امکان کوتاه کنید. با پیمانکار برای زمان تحویل و پیاده سازی هماهنگ کنید تا زمان در معرض گرما قرار گرفتن مواد به حداقل برسد.

استفاده از عوامل بازدارنده یا افزودنی های تثبیت کننده هیدراتاسیون می توانند کمک کننده باشند. تخلیه سریع کامیون ها را تمرین کنید تا زمان کمتری برای واکنش بتن قبل از استقرار وجود داشته باشد. برای تخلیه و بتن ریزی بهتر، محل را مرطوب کرده و مطمئن شوید که ناحیه تحت سایه قرار دارد. برای کاهش دمای سطح بتن، آفتاب گیر موقت نصب کنید. همچنین می توان بادگیرهای موقت ایجاد کرد تا سرعت باد بر روی سطح بتن کاهش یابد.

توجه به زمان انجام عملیات

لازم است برنامه ریزی طوری انجام شود که شرایط جوی و آب و هوایی تا حدودی قابل کنترل باشد. در صورت امکان بتن را صبح زود یا شب دیر هنگام مخلوط کنید. از افزودنی هایی مثل کاهنده های آب، بازدارنده ها و سوپر نرم کننده ها نیز می توان استفاده کرد. پخت مناسب بتن برای کاهش اثرات نامطلوب آب و هوای گرم بر کیفیت بتن بسیار مهم است.

پیمانکاران (contractors)

برای تسهیل در جاگذاری سریع، پیمانکاران بتن باید قالب های خود را از قبل آماده کرده باشند. تاسیسات در محل باید حمل و نقل بتن را تسریع کند. پیمانکاران باید نیروی کار کافی برای سرعت بخشیدن به کارگذاری و تکمیل داشته باشند. بادشکن های موقت و آفتابگیرها اثرات بادهای شدید و دمای گرم را کاهش می دهند. برای به حداقل رساندن جذب آب، قبل از قرار دادن بتن، بسترها را خیس کنید.

مخلوط‌های بتن در دمای 80 درجه فارنهایت ممکن است در نیمی از زمان میکس هادر دمای 60 درجه فارنهایت به گیرش نهایی برسند. خوشبختانه، افزودنی‌های مناسب زمان گیرش را افزایش می‌دهند. کاهش دهنده های آب و تثبیت کننده های هیدراتاسیون، زمان کار را بدون کاهش عملکرد افزایش می دهند. در نهایت، حفظ سطح رطوبت بتن با کندکننده‌های تبخیر یا ورقه‌های پلاستیکی مهم است.

الزامات بتن ریزی در هوای گرم و مرطوب: اقدامات احتیاطی که باید در هنگام مخلوط کردن بتن در نظر گرفت

عدم توجه به الزامات بتن ریزی در هوای گرم می تواند دوام و ماندگاری بتن را به خطر بیندازد. دوام بهینه به دلایل زیادی بسیار حائز اهمیت است. می توان روند سخت شدن، ماندگاری و مقاومت بتن را به شرح زیر افزایش داد. اقدامات احتیاطی ممکن است شامل برخی یا همه موارد زیر باشد:

• سنگدانه ها را می توان در سایه قرار داد یا گردپاشی کرد تا دمای آنها کاهش یابد.
• قبل از قرار دادن بتن، زیرساخت ها و آرماتورهای فولادی را مرطوب کنید و کار را شکل دهید.
• سنگدانه ها و آب اضافه شده به مخلوط بتن را خنک کنید تا دمای اولیه آن کاهش یابد. تاثیر سیمان داغ بر دمای بتن بسیار کم است.
• ممکن است از آب خنک‌تر در تولید برای پایین نگه داشتن دمای بتن استفاده شود. به عنوان مثال، آب مستقیم از منبع ممکن است خنک تر از آب ذخیره شده در مخازن باشد.
• برای محدود کردن سرعت باد و آفتابگیرها برای کاهش دمای سطح بتن، مانع موقت در برابر بادها نصب کنید.
• دمای سیمان تحویلی باید تا حد امکان پایین نگه داشته شود.
• در صورت امکان، بتن را در اوایل صبح یا عصر مخلوط کنید تا از حداکثر دمای روز جلوگیری شود.
• برای حفظ رطوبت اولیه در مخلوط بتن، سطح بتن را در هنگام قرار دادن با ورقه های پلاستیکی یا کندکننده های تبخیر محافظت کنید.
• استفاده از افزودنی «کاهنده و بازدارنده آب» می‌تواند در نظر گرفته شود (باید مشاوره فنی درخواست شود)
• میکسرهای کامیون را با آب خنک کنید و زمان اختلاط و میکس را به حداقل کاهش دهید.
• بتن با کلاس اسلامپ بالاتر ممکن است برای خنثی کردن تلفات اسلامپ بیشتر در شرایط گرم مورد نیاز باشد (باید از مشاوره فنی استفاده کرد).
• با توافق با مشخص کننده (specifier) از افزودنی ها در ترکیب استفاده کنید.
• پس از اتمام مراحل تکمیل بتن، روش های پخت و عمل آوری مناسب را در اسرع وقت ارائه دهید.

جاسازی و عمل آوری

• تاخیر در حمل و نقل باید به حداقل برسد.
• بتن باید در اسرع وقت جاسازی، متراکم و تکمیل شود.
• روی قطعات بتنی را می توان با استفاده از تشک های مخصوص، پرده ها یا ورقه های پخت سایه انداخت تا در برابر نور خورشیدی و بادهای خشک کننده از آنها محافظت کرد.
• افزودن آب به بتن تازه برای حفظ کارایی آن به دلیل اثرات منفی بر مقاومت و دوام توصیه نمی شود.
• حجم تحویل و نرخ تحویل را با منابع برای قرار دادن و تکمیل در هوای گرم مطابقت دهید.
• سطوح جاذب خشک و/یا داغ باید قبل از قرار دادن بتن روی آنها به اندازه کافی مرطوب شوند. سطوح بتنی موجود که بتن در مقابل آنها قرار می گیرد باید تمیز، عاری از گرد و غبار و همچنین به اندازه کافی مرطوب باشد.
• در بتنی که با حجم بالایی از شن و ماسه یا با استفاده از شن و ماسه ریزدانه ساخته می شود، ممکن است نیاز به این باشد که برخی اقدامات اضافی انجام شود! چرا؟ زیرا ممکن است تقاضای آب افزایش یابد.

نحوه تستینگ و آزمایش کردن

• مکعب ها باید در داخل در شرایط مرطوب و در دمای 5 ± 20 برای نمونه های قالب گیری شده و پس از آن در یک مخزن پخت با دمای 2 ± 20 درجه سانتیگراد برای نمونه های از قالب درآورده شده طبق استاندارد نگهداری شوند.
• توصیه می شود از محاسبات پخت و بلوغ مطابقت یافته با دما برای تعیین دقیق توسعه مقاومت در محل در عناصر ساختاری حیاتی (علاوه بر آزمایش مکعب استاندارد) استفاده کنید.

سوالات متداول

هوای گرم بر مشخصات بتن چه تأثیری دارد؟

• بالارفتن میزان هیدراتاسیون سیمان، کاهش زمان گیرش و تسطیح بتن
• افزایش میزان آب مورد نیاز
• کاهش مقاومت و استحکام پس از خشک شدن بتن
• افت سنگدانه و کاهش سرعت بتن ریزی
• بالا رفتن احتمال ترک خوردگی

آیا هوای گرم بر مصالح بتن تأثیر دارد؟

بله هوای گرم به نوعی باعث تغییر همه مصالح بتن می شود.

هوای گرم بر سیمان چه تأثیری دارد؟

امکان ترک خوردگی بتن را افزایش می دهد. بنابراین بهتر است در هنگام بتن ریزی در هوای گرم، سیمان با ذرات نسبتاً بزرگ و حرارت زایی کم و از مواد پوزولانی مورد استفاده قرار گیرد. برای کاهش این تأثیرات بهتر است سیمان تازه را مصرف نکنید و مدت زمانی آن را در انبار نگه دارید. رنگ دیوارهای انبارهای نگه داری سیمان بهتر است سفید یا به رنگ های روشن باشد. همچنین انبارهای دوجداره و عایق بندی شده توصیه می شود.

استفاده از افزودنی های کاهنده و بازدارنده آب چه تأثیری بر بتن آماده دارد؟

افزودنی های کاهنده آب، کارکردن با مخلوط را راحت تر کرده و پراکندگی سیمان را در مخلوط بهبود می بخشند. در واقع از این افزودنی ها می توان برای کاهش مقدار آب مورد نیاز برای یک مخلوط و یا بهبود کارکرد مخلوط در یک مقدار آب مشخص استفاده کرد. فوق نرم کننده ها (superplacticizers) در واقع کاهنده های آب بسیار کارآمدی هستند و تاخیر در خشک شدن بتن را کم می کنند. کاهش آب موجب کاهش انقباض و بهبود قدرت بتن می گردد.

بازدارنده ها به گونه ای طراحی شده اند که سخت شدن بتن را به عقب بیندازند تا کارگر زمان کافی برای اتمام پیاده سازی بتن و پرداخت سطح آن را داشته باشد. همچنین برای حفظ بتن در طول مسیرهای طولانی مفید هستند. بازدارنده ها به طور موقت روند هیدراتاسیون را متوقف می کنند، اما پس از تاخیر برنامه ریزی شده، سخت شدن با سرعت بیشتری انجام می شود. بنابراین استفاده از بازدارنده ها به ویژه در محافظت از لبه ها در برابر خشک شدن در هنگام بتن ریزی در هوای گرم می تواند موثر باشد.

کامیون حمل بتن چه مشخصاتی باید داشته باشد؟

• باید سفید رنگ یا رنگ روشن داشته باشد.
• دور قسمت محفظه نگه دارنده با عایقی مثل گونی نخی مرطوب پوشانده شود تا بتن خیلی گرم نشود.
• از حداکثر ظرفیت کامیون استفاده شود، چون حجم زیاد بتن برابر است با دیرتر گرم شدن بتن

مزایای بتن ریزی در هوای گرم کدامند؟

بتن ریزی موفق در هوای گرم به طور همزمان باکیفیت تر و با لبه های صاف تر خواهد بود.

آب دادن به بتن بعد از بتن ریزی در هوای گرم چگونه باید باشد؟

• زمان آب دادن به بتن باید درست بلافاصله بعد از پرداخت بتن انجام شود.
• بتن با گونی و برزنت پوشیده شود و در فواصل زمانی معین آب پاشی شوند چون اصلاً نباید خشک شوند.
• استفاده از چند لايه گونی بر روی هم توصیه می شود، چون در این صورت گونی ها دیرتر خشک می شوند.
• گونی ها نباید درز داشته باشند، چون در این صورت هوا وارد بتن می شود.
• هنگام وزش باد شدید، بهتر است گونی ها به طور مرتب چندین بار در طول روز و شب خيس شوند
• روی گونی ها را با جسم ستگین بپوشانید تا از محل خودشان بلند نشوند.
• آب مصرفی یاید تمیز و هم دمای محیط باشد.

نحوه آب دادن بلوک سیمانی چگونه است؟

به سوال آب دادن به بتن بعد از بتن ریزی رجوع شود.

منابع: specifyconcrete.org و cement.org و holcim.com.au