در اقلیم های شمالی، بتن ریزی در شرایط جوی سرد، فرصت را برای پیمانکار افزایش می دهد تا جایی که انجمن ها خواستار برنامه ساخت و ساز می شوند. توقع همکاری همه جانبه از سوی الهه طبیعت (Mother Nature) اغلب منجر به وقفه های پر هزینه ای می شود که مالکان، سرمایه گذاران و توسعه دهندگان به راحتی قادر به پرداخت هزینه های آن نیستند. با این وجود، برنامه ریزی متناسب برای بتن ریزی موفق در هوای سرد ضروری است. واضح است که بتن ریزی به درستی در شرایط نامساعد جوی قرار گرفته و به نفع کلیه ذینفعان است.
اثرات نامطلوب آب و هوای سرد بر روی بتن ریزی چیست؟
به طور کلی، بتن ریزی متناسب در هوای سرد به میزان پایبندی به چند پارامتر بستگی دارد، یعنی بتن باید به درستی، فرآوری، جایگذاری و محافظت شود تا در برابر تأثیر زیان آور در دماهای پایین مقابله کند.
افزایش تعداد دفعات تنظیم شده
برای این واقعیت که زمان های تعیین شده در هوای سرد به طور قابل توجهی افزایش می یابد، باید کمک هزینه ای تعیین شود. به عنوان مثال، زمان تنظیم شده در 30 درجه فارنهایت می تواند دو برابر بیشتر از زمان تنظیم شده در 50 درجه فارنهایت باشد. این واقعیت که هیدراته کردنِ (آب پوشی) بتن یک واکنش گرمازا (تولید گرما) است، تا حدودی به جبران تأثیر دمای پایین هوا کمک می کند.
فرآیند انجماد و بلور های یخی
وقتی بلور های یخی در بتن تازه قرار گرفته تشکیل می شوند، فرآیند هیدراتاسیون متوقف می شود و مقاومت به طور جدی تری تحت تأثیر قرار می گیرد. به عنوان مثال، بتنی که در 24 ساعت اول یخ می زند ممکن است به اندازه نیمی از استحکام 28 روزه خود را از دست بدهد. در هر صورت، تا زمانی که بتن به مقاومت 500 psi نرسد، نباید انجماد ایجاد شود. هنگامی که به آستانه 500 psi رسید، می تواند یک دور انجماد را تحمل کند.
توصیه هایی متناسب با آب و هوای سرد
روش های بتن ریزی عالی در هوای سرد از نظریه های دیگر بیشتر است. در اینجا چند نکته مهم برای بتن ریزی سازگار با دستورالعمل ها وجود دارد که منجر به بتن مقاوم و با دوام می شود.
1- مواد گرمایشی
تولید کنندگان ممکن است آب را تا 140 درجه یا بیشتر گرم کنند (اما بالاتر از 180 درجه ممکن نیست) تا اثرات هوای سرد را جبران کنند. هنگامی که در مکان ساخت و ساز دمای هوا بسیار سرد است، گرمایش مصالح ساخت بتن تنها یک گزینه است. وقتی دمای محیط کمتر از 10 درجه فارنهایت است باید به قالب گرمایش توجه زیادی کرد. زمانی که دمای اولیه بتن کافی باشد و میزان رطوبت مناسب باشد، دستیابی به زمان های تنظیم شده عادی و افزایش مقاومت مورد نیاز حتی در هوای سرد نیز امکان پذیر است.
2- استفاده از ترکیبات تسریع کننده
علاوه بر مواد گرمایشی، تولید کنندگان می توانند شتاب دهنده های واقعی باشند که به سرعت دفعات در هوای سرد رسیدگی می کنند. استفاده از ترکیبات تسریع کننده به منظور تکمیل عملکرد است، نه جایگزینی، و همچنین به منظور نگهداری مناسب از بتن در آب و هوای سرد است. مواد افزودنی و ترکیبات تسریع کننده از یخ زدگی بتن جلوگیری نمی کنند و استفاده از آنها مانع از الزامات مناسب برای به عمل آمدن بتن و سبب محافظت در برابر یخ زدگی نمی شود. به عنوان مثال می توان به کلرید کلسیم، نیتریت سدیم و نیتریت کلسیم اشاره کرد. با این وجود نباید از کلرید کلسیم در بتن ارمه (بتن مسلح) استفاده شود.
3- ارزیابی درجه حرارت قسمت زیر بنایی زمین
درجه حرارت زیر بنایی زمین را باید در نظر داشته باشیم. هیچگاه بتن را بر روی یک زیر بنای یخ زده قرار ندهید.
4- استفاده از بازبینی محافظتی POST-POUR (تمامی فعالیت ها قبل از بتن ریزی) در هوای سرد
بر اساس تحقیقات بدست آمده تاکید بر آن است که بتن در برابر چرخه انجماد-ذوب آسیب پذیر است تا زمانی که قدرت تراکم به 4000 psi برسد. پس از ریختن بتن، پیمانکاران باید از واحد های گرمایشی، لایه های محافظ و محفظه های عایق بندی شده برای محافظت از نفوذ هوای سرد در هر ACI 306R استفاده کنند.
5- استفاده از جعبه های پخت بتن
همچنین توجه خود را به سیلندرهای آزمایشی معطوف کنید. برای اطمینان از پخت در دمای 60-80 درجه فارنهایت به مدت 24-48 ساعت، آنها را باید در یک جعبه پخت با حرارت بالا قرار داد. یک دماسنج بیشینه و کمینه را در جعبه قرار دهید تا یک ثبت مناسب از دما را ایجاد کند.
6- حفظ دمای مناسب در طول زمان تنظیم شده اضافی
طول دوره مراقبت باید به میزان 50 تا 100 درصد افزایش یابد. به عنوان مثال، با توجه به گفته موسسه بتن آمریکا، اگر در معرض بتن بدون بار و تنظیم عادی قرار گیرد، معمولاً به دو روز محافظت احتیاج دارد، این نیاز در آب و هوای سرد تا سه روز افزایش می یابد. برای راهنمایی بیشتر با NRMCA CIP 27 ” مرکز بتن ریزی در هوای سرد” مشورت کنید.
اگر بهترین پروسه را دنبال نکنید چه اتفاقی می افتد؟
_ بتن ریزی امروزه تنها در صورتی می تواند در شرایط سخت زمستانی حفظ شود که:
_ به حداقل مقاومت فشار به میزان 4000 psi دست یابد
_حداکثر نسبت آب به سیمان 0.45 است
_ حدود پنج الی هفت درصد دارای نفوذ هوایی است
_ به مدت یک سال تحت هیچگونه یخ زدایی قرار نگرفته است
غرامت عدم رعایت و انجام بهترین روشهای بتن ریزی در هوای سرد دو برابر بیشتر است از کمبود قدرت و تخریب سطوح. ملاحظات اقتصادی و زمانبندی های فشرده مربوط به ساخت و ساز بسیار مهم هستند، اما نه به قیمت دوام طولانی مدت و واقعی بتن. شکست در پی گیری بهترین تجارب به مشتری آسیب می‌رساند و به اعتبار طولانی مدت لطمه می زند. از آنجا که انجماد بتن تازه قرار گرفته می تواند مقاومت آن را به طور جدی کاهش دهد، اقدامات پیشگیرانه ضروری هستند. هنگامی که در دمای انجماد کریستال های بلوری تشکیل می شوند، اغلب هنگام رسیدن بهار مشکلات ظاهر می شوند. ورقه ورقه شدن، مقیاس گذاری، گود کردن و سایر نقص های سطحی شامل همه این احتمالات است. از بکاربردن یخ زدا جلوگیری کنید. ترکیب و بتن ریزی نامناسب در آب و هوای سرد و استفاده بی رویه از دستگاه های یخ زدایی به ویژه مشکل ساز است. بتن های تازه جایگذاری شده و مایع ضد یخ به راحتی سازگار نیستند. پیمانکاران برف روبی که مسئولیت پاک کنندگی برف و یخ را بر عهده دارند غالباً از مواد ضد عفونی کننده مختلف از جمله کلرید سدیم، کلرید کلسیم، کلرید پتاسیم، کلرید منیزیم، استات منیزیم کلسیم، نمک های نیتروژن، سولفات آمونیوم و اوره استفاده می کنند. اگر چه سدیم کلرید و کلسیم کلرید برای استفاده در بتن متراکم با کیفیت بالا قابل قبول هستند، اما بقیه موارد می توانند مشکلاتی ایجاد کنند. به طور خاص، نیترات آمونیوم و سولفات آمونیوم با سطوح بتن سازگار نیستند.
به آب بند ها رسیدگی کنید
استفاده از یک درزگیر (آب بند) مناسب، از نواقص سطحی تا حدی جلوگیری می کند. بتن های رسوخ کننده بر پایه سیلان یا سیلوکسان به طور معمول بهترین مقاومت را در برابر اثرات نامطلوب دستگاه های ضد یخ دارند. درزگیر های ضد آب همچنین محافظت و مراقبت بیشتری را ایجاد می کنند.
منبع اصلی: https://www.specifyconcrete.org/blog/6-tips-for-placing-concrete-in-cold-weather