آیین نامه بتن‌ریزی در هوای گرم و خشک

گزارش شده توسط کمیته ACI 305

مخلوط بتن ، انتقال یافته و ریخته شده در شرایط دمای محیطی بالا، رطوبت کم، تابش خورشیدی یا وزش باد، مستلزم آگاهی از اثرات این عوامل محیطی بر خواص بتن و عملیات ساختمانی است. با انجام اقدامات خاص، می‌توان اثرات نامطلوب عوامل محیطی را از بین بردیا به حداقل رساند. کسب تجربۀ انواع ساخت‌و‌سازهای انجام شده در هوای گرم، امکان بروز مشکلات جدی را کاهش می‌هد. گزارش این کمیته هوای گرم را تعریف می‌کند، مشکلات احتمالی را نام می‌برد و راهکارهایی جهت به حداقل رساندن آنها ارائه می‌دهد.

اقداماتی مهم در بین این راهکارها وجود دارند، از جمله، انتخاب مواد و نسبت‌ها، پیش‌سرمایش مواد اولیه، بچینگ ویژه، طول مسیر نقل و انتقال، ملاحظات دمای بتن به‌هنگام بتن‌ریزی، امکانات جابجایی بتن در محل و اقدامات قبل از دوره عمل‌آوری شامل بتن‌ریزی، تکنیک‌های عمل‌آوری، آزمایش‌های مناسب و رویه‌های بازرسی درشرایط آب‌وهوای گرم هستند. فهرست منابع منتخب گنجانده شده است. بازبینی‌ها شامل ویرایش سردبیراین سند است. بازبینی‌ها، به‌طور خاص، به اثرات هوای گرم بر خواص بتن و استفاده از افزودنی‌های میان رده کاهنده آب و افزودنی‌های تنظیم کننده گیرش در هوای گرم تمرکز دارد.

 

 

مفاهیم کلی بتن ریزی در هوای گرم

هوای گرم ممکن است مشکلاتی در اختلاط، بتن‌ریزی و عمل‌آوری بتن سیمانی هیدرولیک ایجاد کند. این مشکلات می‌تواند بر ویژگی‌ها و قابلیت سرویس دهی بتن تأثیر منفی بگذارد. بیشتر این مشکلات با افزایش میزان هیدراتاسیون سیمان در دمای بالاتر و افزایش نرخ تبخیر رطوبت بتن تازه مخلوط شده ارتباط دارند. میزان هیدراتاسیون سیمان به دمای بتن، ترکیب و نرمی سیمان و افزودنی‌های مورد استفاده بستگی دارد.

این گزارش مشکلات ناشی از بتن‌ریزی در هوای گرم را شناسایی و راهکارهایی برای کاهش این اثرات نامطلوب احتمالی تشریح می‌کند. این راهکارها شامل آماده‌سازی‌ها و روش‌های پیشنهادی برای استفاده در انواع عمومی ساخت‌و‌ساز در آب‌وهوای گرم مانند روسازی، پل‌ها و ساختمان‌ها است. دما، تغییرات حجم و مشکلات ترک‌خوردگی مرتبط با بتن حجیم  در ACI207.1R و ACI 224R به طور کامل‌تر بررسی می شوند.

 

اغلب، در تلاش برای کنترل مقاومت، دوام، ترک خوردگی انقباض خمیری، ترک خوردگی حرارتی و انقباض ناشی از خشک شدگی، حداکثر درجه حرارت بتن «به صورت قرار داده شده» به کار می‌رود. با این حال، بتن‌ریزی در هوای گرم بسیار پیچیده‌تر از آن است که بتوان با تنظیم حداکثر دمای بتن «به صورت قرار داده شده» یا «تحویل داده شده» با آن برخورد کرد.

دوام بتن یک اصطلاح کلی است که تعیین مقدار آن دشوار است، اما به معنای مقاومت بتن در برابر هوازدگی است (ACI 201.2R). به طور کلی، اگر مقاومت بتن رضایت بخش و راهکارهای عمل‌‌‌‌‌آوری برای جلوگیری از خشک‌شدگی ناخوشایند سطوح کافی باشد، دوام بتن در هوای گرم تفاوت زیادی با دوام بتنی مشابه که در دمای معمولی بتن‌ریزی شده، ندارد. اگر قرار است بتن در معرض چرخه های انجماد قرار گیرد، وجود یک سیستم تخلخل مطلوب الزامی است.

 

در صورت عدم دسترسی به گزارشی قابل قبول از آزمایشات میدانی، می‌توان نسبت‌های بتنی را به‌وسیلۀ نمونه‌های آزمایشی (301  ACI  و ACI 211.1) تعیین کرد. نمونه‌های آزمایشی باید در دماهای پیش‌بینی شده درمحیط کار و مطابق یکی از روش های شرح داده شده در قسمت ٩.٢، تعیین نسبت، ساخته و مخلوط شوند. به‌طور کلی، تأمین کننده و پیمانکار بتن مسئول تعیین نسبت بتن برای تولید کیفیت مورد نیاز بتن هستند مگر اینکه به‌گونه‌ای دیگر مشخص شده باشد.

 

مطابق ASTM C 31/C 31M، نمونه‌های بتن آزمایشی ساخته شده در محل که برای بررسی کفایت نسبت‌های مخلوط آزمایشگاهی از نظر استحکام یا به عنوان پایه ای برای پذیرش یا کنترل کیفیت مورد استفاده قرار می گیرند، باید ابتدا در دمای ۶٠ تا ٨٠ درجه فارنهایت (١۶ تا ٢٧ درجه سانتی‌گراد) عمل‌آوری شوند.

اگر عمل‌آوری ٢٤ ساعته اولیه در دمای ١٠٠ درجه فارنهایت (٣٨ درجه سانتی‌گراد) انجام شود، ممکن است مقاومت فشاری ٢٨  روزۀ نمونه‌های آزمایشی ١٠ تا ٪١۵ کمتر از مقاومتی باشد که عمل‌آوری در دمای عمل‌آوری مورد نیاز ASTM C 31/C 31M انجام می‌شود (گینور[2] و همکاران ١٩٨۵). اگر به سیلندرها اجازه داده شود که زودهنگام خشک شوند، استحکام حتی بیش از مقدار ذکر شده کاهش می‌یابد (کبسی[3] ١٩٨٧). بنابراین انجام صحیح مراحل ساخت، عمل‌آوری و آزمایش نمونه‌های آزمایشی در هوای گرم بسیار مهم  و باید اقدامات لازم جهت کسب اطمینان از طی مراحل مشخص شده انجام شود.

 

تعریف هوای گرم در بتن ریزی

١.٢.١   طبق هدف این گزارش، هوای گرم هرگونه ​ترکیبی از شرایط زیر است که منجر به کاهش کیفیت بتن تازه مخلوط شده یا سخت شده از طریق تسریع میزان اتلاف رطوبت و میزان هیدراتاسیون سیمان می‌شود، یا به‌نحوی دیگر اثرات زیان‌آوری به بار می‌آورد:

• دمای محیطی بالا،
• دمای بالای بتن،
• رطوبت نسبی پایین،
• سرعت باد و
• تابش خورشیدی.

 

٢.٢.١   اثرات دمای بالای هوا، تابش خورشیدی ​و رطوبت نسبی پایین ممکن است با افزایش سرعت باد بیشتر نمایان شود

(شکل. ۵.١.٢). ممکن است مشکلات احتمالی بتن‌ریزی در هوای گرم در هر زمان از سال در آب‌وهوای استوایی یا خشک بروز کند ولی در سایر اقلیم ها به‌طور معمول در فصل تابستان رخ می دهد. ترک‌خوردگی زودرس ناشی از انقباض حرارتی اغلب در فصل‌های بهار و پاییز شدیدتر است زیرا در این مواقع از سال اختلاف درجه حرارت هر دورۀ ٢٤ ساعته  بیشتر است. اقدامات پیشگیرانه مورد نیاز روزهای بادی و آفتابی جدی‌تر از موارد احتیاطی مورد نیاز روزهای آرام و مرطوب است، حتی اگر دمای هوا یکسان باشد.

مشکلات احتمالی بتن ریزی در هوای گرم

 مشکلات احتمالی بتن تازه مخلوط شده در بتن‌ریزی در هوای گرم و خشک

• افزایش تقاضای آب،
• افزایش میزان افت اسلامپ و در نتیجه، تمایل به افزودن آب در محل کار،
• افزایش شدت گیرش، و در نتیجه، دشواری بیشتر در جابجایی، فشرده‌سازی و پرداخت و خطر بیشتر درزهای سرد،
• افزایش تمایل به ترک‌خوردگی انقباض خمیری و
• افزایش دشواری در کنترل محتوای حباب هوای عمدی.

 

 نقص‌های احتمالی بتن در​حالت سخت شده در بتن‌ریزی در هوای گرم و خشک

• ​کاهش مقاومت‌های 28 روزه و بیشتر ناشی از تقاضای بیشتر آب یا دمای بالاتر بتن، یا هر دو مورد، در هنگام بتن‌ریزی یا درطول چند روز اول؛
  • افزایش تمایل به انقباض ناشی از خشک شدگی و ترک‌خوردگی دراثر اختلاف دما یا به‌دلیل سرد شدن کل سازه یا اختلاف درجه حرارت در سطح مقطع عضو؛
  • کاهش دوام ناشی از ترک‌خوردگی؛
  • تغییرپذیری بیشتر ظاهر سطح، ازجمله، در قسمت‌های درزهای سرد یا تفاوت رنگ به‌دلیل میزان‌های متفاوت هیدراتاسیون یا نسبت‌های مختلف آب به مواد سیمانی w/cm))؛
  • افزایش احتمال تشدید خوردگی فولاد که باعث نفوذ محلول‌های خورنده می‌شود؛ و
  • افزایش نفوذپذیری در نتیجه مقدار زیاد آب، عمل‌آوری ناکافی، کربناسیون، سنگدانه‌های سبک یا نسبت‌های نامتناسب شن ملات.

 

مشکلات احتمالی مرتبط با عوامل دیگر

​عوامل دیگری که در کنار شرایط اقلیمی باید مورد توجه قرار گیرند شامل موارد زیر می‌تواند باشد:

• استفاده از سیمان دارای میزان بالای هیدراتاسیون؛
• استفاده از بتن با مقاومت فشاری بالا که به سیمان با عیار بالاتر نیاز دارد؛
• طراحی مقاطع بتنی باریک با درصدهای بیشتر فولاد که باعث دشوار شدن بتن‌ریزی و تحکیم بتن می‌شود؛
• ضرورت اقتصادی برای ادامه کار در هوای بسیار گرم؛ و
• استفاده از سیمان بدون جمع‌شدگی.

راهکارهای بتن‌ریزی در هوای گرم

آسیب‌های وارده به بتن ناشی از هوای گرم هرگز به طور کامل قابل رفع نیست. قضاوت صحیح در انتخاب مناسب‌ترین توافق از نظر کیفی، اقتصادی و قابل اجرا بودن، ضروری است. رویه‌های انتخاب شده به نوع ساخت‌و‌ساز، ویژگی های مواد مورد استفاده و تجربه صنعت محلی در رویارویی با دمای محیطی بالا، دمای بالای بتن، رطوبت نسبی پایین، سرعت وزش باد و تابش خورشیدی بستگی دارد.

 

جدی‌ترین مشکلات زمانی رخ می‌دهد که پرسنل مسئول بتن‌ریزی فاقد تجربۀ ساخت‌وساز در شرایط آب‌وهوای گرم یا تجربه انجام انواع خاص از ساخت‌و‌ساز باشند. سرهم‌بندی‌های لحظه‌آخری به ندرت موفق می‌شوند. ضروری است که اقدامات پیشگیرانه زودهنگام با تأکید بر ارزیابی مواد، برنامه‌ریزی و خرید پیشرفته و هماهنگی بین کلیه مراحل کار اعمال شود. برنامه‌ریزی از قبل برای شرایط آب‌وهوایی گرم شامل روش‌های دقیق اختلاط، بتن‌ریزی، حفاظت، عمل‌آوری، نظارت بر دما و آزمایش بتن است.

اقدامات احتیاطی جهت جلوگیری از ترک‌خوردگی انقباض خمیری مهم است. ضروری است که احتمال ترک‌خوردگی حرارتی، چه ناشی از تغییرات کلی حجم و چه بر اثر گیرداری داخلی، پیش‌بینی شود. روش‌های کنترل ترک‌خوردگی عبارتند از: کاربرد صحیح درزها، افزایش مقادیر فولاد یا الیاف تقویت کننده، محدودیت دمای بتن، کاهش عیار سیمان، سیمان با حرارت هیدراتاسیون پایین، افزایش زمان قالب‌برداری و انتخاب و دوز مناسب افزودنی‌های شیمیایی و معدنی.

لیست زیر شامل راهکارها و اقدامات جهت کاهش یا اجتناب از مشکلات احتمالی بتن‌ریزی در هوای گرم است که به‌تفصیل در فصل‌های٢، ٣ و ٤ موردبحث قرار می‌گیرد.

• مصالح و نسبت‌های بتنی را انتخاب کنید که در شرایط آب‌و‌هوای گرم سابقه رضایت‌بخش داشته‌اند؛
• بتن را خنک‌ کنید؛
• از قوام بتنی استفاده کنید که امکان بتن‌ریزی سریع و تحکیم مؤثر را فراهم آورد؛
• زمان حمل‌ونقل، استقرار، تحکیم و پرداخت بتن را به حداقل برسانید؛
• جهت اجتناب از مواجهه نامطلوب بتن با محیط، برنامه‌ریزی کنید؛ عملیات بتن‌ریزی را در زمان‌هایی از روز یا شب که شرایط آب‌وهوایی مساعد است، انجام دهید؛
• از بتن در برابر از اتلاف رطوبت در حین دوره بتن‌ریزی و عمل‌آوری محافظت کنید؛ و
• برای بحث در مورد الزامات بتن‌ریزی در هوای گرم، جلسه رایزنی پیش از بتن‌ریزی ترتیب دهید.

 

 

 اثرات هوای گرم بر خواص بتن

 

مفاهیم کلی

١.١.٢  خواص بتن که آن را به مصالح ساختمانی عالی تبدیل می‌کند​، تحت تأثیر هوای گرم نتیجه ناخوشایندی می‌دهد (طبق تعریف فصل ١). با روش‌های کنترل برشمرده در این گزارش، اثرات زیان‌آور به حد‌اقل می‌رسد. استحکام، نفوذناپذیری، ثبات بعدی و مقاومت بتن در برابر هوازدگی، ساییدگی و تهاجم شیمیایی، همه به عوامل زیر بستگی دارند: انتخاب و کنترل مناسب مواد و نسبت اختلاط، دمای اولیه بتن، سرعت باد، تابش خورشیدی، دمای محیط و شرایط رطوبت در طول دوره بتن‌ریزی و عمل‌آوری.

بتن مخلوط  شده، استقرار یافته و در دمای بالا عمل‌آوری شده به طور معمول مقاومت اولیه بالاتری نسبت به بتن تولید و عمل‌آوری شده در دماهای پایین تر دارد، اما به طور کلی، مقاومت‌‌ها در ٢٨ روزگی و پس از آن کمتر است. داده ها در ​شکل. ٢.١.٢ ​نشان می‌دهد که با افزایش دمای عمل‌آوری، مقاومت 1 روزه افزایش و مقاومت ٢٨ روزه کاهش می‌یابد (کلیگر[4] ١٩۵٨؛ وربک[5] و هلموت[6] ١٩۶٨). برخی از محققان به این نتیجه رسیده‌اند که ریزبافت به‌نسبت یکنواخت‌تر خمیر سیمان هیدراته می تواند باعث استحکام بیشتر مخلوط‌های بتنی شود که در دماهای پایین‌تر قالب‌گیری و عمل‌آوری می شوند (منتا[7] ١٩٨۶).

تست‌های آزمایشگاهی اثرات نامطلوب دمای بالا را با ​عدم عمل‌آوری مناسب بر مقاومت بتن نشان می‌دهد (بلوم[8] ١٩۵٤). مقاومت نمونه‌های قالب‌گیری و عمل‌آوری شده‌ در دمای ٧٣ درجه فارنهایت (٢٣ درجه سانتی‌گراد) با ٪۶٠ رطوبت نسبی و در دمای ١٠٠ درجه فارنهایت (٣٨ درجه سانتی‌گراد) با رطوبت نسبی  ٪٢۵،  به‌ترتیب تنها  ٪٧٣ و ٪۶٢ از مقاومت نمونه‌های استاندارد با عمل‌آوری مرطوب، در دمای ٧٣ درجه فارنهایت (٢٣ درجه سانتی‌گراد) به مدت ٢٨ روز، را تولید کردند.

هرچه تأخیر بین ریخته‌گری سیلندرها و بتن‌ریزی در اتاق مرطوب استاندارد طولانی‌تر باشد، کاهش مقاومت بیشتر می‌شود. داده ها نشان می‌دهد که عمل‌آوری ناکافی در ترکیب با دمای بتن‌ریزی بالا فرایند هیدراتاسیون را مختل و مقاومت را کم می‌کند. آزمایش‌ها روی بتن سادۀ فاقد افزودنی یا پوزولان انجام شد که ممکن است علت بهبود عملکرد آن در دماهای بالاتر باشد. سایر محققان دریافتند که عمل‌آوری ناکافی نسبت به دمای بالا

 

 

جدول ۵.١.٢—نمونه‌های دمای بتن برای رطوبت‌های نسبی گوناگون با اثر بحرانی بالقوه بر ترک‌خوردگی انقباض خمیری

 

دمای بتن،   F (C(	دمای هوا،   (F (C	نرخ تبخیر بحرانی
		0.2 lb/ft2/h (1.0kg/m2/h)	0.15 lb/ft2/h (0.75 kg/m2/h)	0.10 lb/ft2/h (0.50 kg/m2/h)	0.05 lb/ft2/h (0.25 kg/m2/h)
		رطوبت نسبی، ٪*
105(41)	95(35)	85	100	100	100
100(38)	90(32)	80	95	100	100
95(35)	85(29)	75	90	100	100
90(32)	80(27)	60	85	100	100
85(29)	75(24)	55	80	95	100
80(27)	70(21)	35	60	85	100
75(24)	65(19)	20	55	80	100

 

*​رطوبت نسبی، ٪ که نرخ تبخیر آن از مقادیر بحرانی نشان داده شده فراتر می‌رود، با فرض اینکه دمای هوا ١٠ درجه فارنهایت (۶ درجه سانتی‌گراد) سردتر از دمای بتن و سرعت ثابت باد ١٠ مایل در ساعت (١۶ کیلومتر/ ساعت)، اندازه‌گیری شده در 20 اینچ (0/5 ‌متر) باشد. توجه: براساس نوموگراف NRMCA-PCA (شکل.۵.١.٢)، نتایج به نزدیکترین ٪۵ گرد می‌شود.

 

شکل ٢.١.٢- اثرات دمای عمل‌آوری بر مقاومت فشاری بتن (وربک و هلموت ١٩۶٨)

 

زیان‌آورتر است (کبسی ١٩٨۶) و همچنین سطح مقاومت لازم را می‌توان با استفاده مناسب از افزودنی‌های شیمیایی یا معدنی در بتن حفظ کرد (گینور و همکاران ١٩٨۵؛ میتلاچر[9]  ١٩٨۵ و ١٩٩٢).

ترک‌خوردگی انقباض خمیری اغلب ​با بتن‌ریزی در هوای گرم در آب‌وهوای خشک ارتباط دارد و در بتن‌های نما، به‌طورعمده در سطح صاف، همچنین در تیرها و پاشنه‌ها رخ می‌دهد و ممکن است در شرایط آب‌وهوایی دیگر زمانی رخ دهد که سطح بتن تازه ریخته شده خشک و در نتیجه منقبض شود. خشک‌شدگی سطحی زمانی شروع می‌شود که نرخ تبخیر بیشتر از میزان بالا آمدن آب به سطح بتن تازه ریخته شده در اثر عرق کردن باشد. روشی برای تخمین نرخ تبخیر در قسمت ٣.١.۵.ارائه شده است.

دمای بالای بتن، سرعت زیاد باد و رطوبت کم، به تنهایی یا ترکیبی، باعث تبخیر سریع آب سطحی می‌شوند. از طرف دیگر، نرخ عرق کردن بتن به مواد اولیه و نسبت‎های مخلوط بتنی، عمق عضو ریخته شده و نوع تحکیم و پرداخت بستگی دارد. از آنجا که خشک‌شدگی سطحی زمانی آغاز می‌شود که نرخ تبخیر از نرخ عرق‌ کردن بتن فراتر ‌رود، احتمال ترک‌خوردگی انقباض خمیری هر زمان که شرایط محیطی تبخیر را افزایش دهد یا هنگامی که نرخ عرق‌ کردن بتن کاهش یافته باشد، افزایش می‌یابد.

به‌عنوان مثال، مخلوط‌های بتنی حاوی خاکستر بادی، میکروسیلیس یا سیمان ریز اغلب دارای نرخ عرق‌ کردن پایین تا ناچیز هستند که حساسیت چنین مخلوط‌هایی را نسبت به خشک‌شدگی سطح و انقباض خمیری، حتی در شرایط تبخیر متوسط (ACI 234R) بسیار افزایش می‌دهد.

ترک‌خوردگی انقباض خمیری در آب‌وهوای گرم و مرطوب که رطوبت نسبی آن به ندرت کمتر از ٪٨٠ است به ندرت مشکل محسوب می‌شود. جدول۵.١.٢ برای رطوبت‌های نسبی مختلف، دماهای بتنی را نشان می‌دهد که ممکن است منجر به سطوح بحرانی نرخ تبخیر شود و بنابراین احتمال ترک‌خوردگی انقباض خمیری را افزایش ‌دهد. جدول بر اساس فرض سرعت باد ١٠مایل در ساعت (١۶ کیلومتر / ساعت) و دمای هوا ١٠ درجه فارنهایت (۶ درجه سانتی‌گراد) سردتر از دمای بتن است.

نوموگراف در شکل. ۵.١.٢ ​​بر اساس روش‌های هیدرولوژیکی متداول جهت تخمین نرخ تبخیر آب دریاچه‌ها و مخازن تهیه شده است و بنابراین هنگام تخمین نرخ تبخیر از سطح بتن در حالت غرقاب دقیق‌ترین نوع است.  هنگامی که سطح بتن غرقاب نشده باشد، نوموگراف و عبارت ریاضی زیربنایی آن میزان واقعی اتلاف آب از سطح بتن را تا ٢ برابر یا بیشتر برآورد می‌کند (الفضاله ١٩٩٧).

بنابراین این روش نه به عنوان برآورد کننده میزان واقعی اتلاف آب از بتن، بلکه  مفیدترین روش در تخمین پتانسیل تبخیر شرایط محیطی است. با این حال، در مراحل اولیه فرایند عرق کردن و با شدت‌های تبخیر کمتر یا مساوی ٢/٠ پوند/فوت​ مربع/ ساعت (٠/١ کیلوگرم/ مترمربع / ساعت)، این روش با اندازه گیری اتلاف آب تطابق خوبی دارد، زمانی که دما، رطوبت و سرعت باد اندازه‌گیری شده باشد.

 

شکل ۵.١.٢- تأثیر دمای بتن و دمای هوا، رطوبت نسبی و سرعت باد بر نرخ تبخیر رطوبت سطحی بتن.   این نمودار روشی گرافیکی برای برآورد اتلاف رطوبت سطح در شرایط مختلف آب‌وهوایی ارائه می‌دهد. برای استفاده از این نمودار، چهار مرحله ذکر شده در بالا را دنبال کنید. اگر نرخ تبخیر به ٢/٠ پوند/ فوت مربع/ ساعت (1 کیلوگرم/مترمربع/ساعت) برسد، اقدامات احتیاطی در برابرترک‌خوردگی انقباض خمیری لازم است (لارک ١٩۵٧).

سرعت باد متوسط سرعت افقی هوا یا باد در مایل بر ساعت (کیلومتر در ساعت) است و باید در سطحی حدود ٢٠ اینچ (۵١٠ میلی‌متر) بالاتر از سطح تبخیرکننده اندازه گیری شود. دمای هوا و رطوبت نسبی باید در سطحی حدود٤ تا۶ فوت ٢/١ تا٨/ ١متر) بالاتر از سطح تبخیر کننده در سمتی از آن که در جهت باد است و در برابر اشعه خورشید محافظت می‌شود، اندازه‌گیری شود. ( مجله PCA  ١٩۵٧ (

 

همانطور که در متن زیر شکل۵.١.٢ توضیح داده شده است. بسیار مهم است که سرعت باد  در ٢٠ اینچ (۵/٠ ‌متر) بالای سطح تبخیر کننده  کنترل شود. این موضوع به این دلیل است که سرعت باد  با ارتفاع گرفتن از سطح افزایش می‌یابد و اندازه‌گیری‌های باد در ارتفاعی بالاتر از ارتفاع توصیه شده در ایجاد نوموگراف نرخ تبخیر را بیشتر برآورد می‌کنند.

همچنین توجه داشته باشید که سرعت باد به‌طور قابل توجهی در طول زمان تغییر ‌می‌کند و نباید برآوردها را بر پایه وزش باد شدید ناپایدار انجام داد. شکل۵.١.٢ تخمین‌هایی از نرخ تبخیر براساس عوامل محیطی دما، رطوبت و سرعت باد ارائه می‌دهد که باعث ترک‌خوردگی انقباض خمیری می‌شوند. روش گرافیکی نمودار همچنین اطلاعات آماده‌ای از تأثیر تغییرات در یک یا چند مورد از این عوامل ارائه می‌دهد. به عنوان مثال، نشان می‌دهد که بتن در دمای ٧٠ درجه فارنهایت

 

شکل١.٢.٢ (الف)- تأثیر دمای بتن بر اسلامپ و بر رطوبت مورد نیاز برای تغییر اسلامپ ( داده‌های میانگین برای سیمان نوع I و II) (کلیگر ١٩۵٨)

شکل١.٢.٢ (ب)- تأثیر افزایش دما بر نیاز آبی بتن (اداره احیای ایالات متحده١٩٧۵).

 

(٢١ درجه سانتی‌گراد)، بتن‌ریزی شده در در دمای هوای ٧٠ درجه فارنهایت (٢١درجه سانتی‌گراد)، با رطوبت نسبی ٪۵٠ و سرعت باد متوسط ١٠ مایل در ساعت (١۶ کیلومتر/ ساعت)، نرخ تبخیر شش برابر بتنی مشابه خواهد داشت که زمانی بتن‌ریزی شده است که هیچ بادی نبوده است.

 

١.٢.۶   هنگامی که انتظار می‌رود نرخ تبخیر به نرخ عرق‌ کردن بتن نزدیک باشد، اقدامات احتیاطی باید انجام شود، همانطور که به‌تفصیل درفصل٤ شرح داده شده است. از آنجایی که نرخ‌های عرق‌ کردن بتن از صفر تا بیش از٢/٠پوند / فوت مربع / ساعت (٠/١ کیلوگرم / متر مربع / ساعت)​ در طول زمان متغیر هستند​ و به طور معمول اندازه گیری نمی شوند، تعیین مقدار برای نرخ تبخیر بحرانی متداول است.

بیشترین مقدار نقل شده٢/٠ پوند/ فوت مربع/ ساعت (٠/١ کیلوگرم/ مترمربع/ ساعت)​ است. تجربه اخیر با روکش عرشه پل حاوی میکروسیلیس منجر به نرخ مجاز تبخیر مشخص شدۀ فقط ٠۵/٠ پوند/ فوت مربع/ ساعت (٠٢۵/٠ کیلوگرم/ مترمربع/ ساعت) شده است (بخش حمل و نقل ویرجینیا). مشخصات ساخت‌و‌ساز ایالت نیویورک و شهر سینسینتی نرخ تبخیر متوسط، به‌ترتیب، ١۵/٠ و ١٠/٠ پوند/ فوت مربع/ ساعت (٧۵/٠  و ۵٠/٠ کیلوگرم/ مترمربع/ ساعت ) است.

اگر زمان گیرش بتن به دلیل استفاده از سیمان دیرگیر، دوز بیش از حد کند گیر کننده، خاکستر بادی به عنوان جایگزین سیمان، یا بتن سرد شده به تأخیر بیفتد، احتمال ایجاد ترک‌های جمع‌شدگی پلاستیکی افزایش می‌یابد. خاکستر بادی نیز به‌احتمال زیاد عرق کردن را کاهش می‌دهد و در نتیجه ممکن است باعث ایجاد تمایل به ترک شود (ACI 226.3R). ترمیم ترک‌های جمع‌شدگی پلاستیکی بعد از تشکیل کار دشواری است (بخش۵.٣.٤ را ببینید).

دمای بتن

١.٢.٢  اگر اقدامات لازم برای کنترل عملکرد بتن در دمای بالا از طریق انتخاب مواد و نسبت‌های مناسب تعیین شده در بخش‌های٣.٢ از طریق٩.٢، انجام نشود، افزایش دمای بتن اثرات نامطلوب زیر را خواهد داشت. اثرات نامطلوب دیگر دربخش ٣.١ لیست شده‌اند.

• مقدار آب مورد نیاز برای ایجاد اسلامپ تعیین شده با گذشت زمان افزایش می‌یابد. برای زمان اختلاط ثابت، مقدار آب مورد نیاز ایجاد اسلامپ تعیین شده نیز با دما افزایش می‌یابد، همانطور که در شکل١.٢.٢ (الف) و١.٢.٢ (ب) نشان داده شده است.
• گر مقدار مواد سیمانی به‌طور متناسب افزایش نیابد، افزایش مقدار رطوبت منجر به کاهش استحکام و دوام می‌شود.
• افت اسلامپ پس از مخلوط کردن اولیه زودتر و با سرعت بیشتری نمایان می‌شود و ممکن است در عملیات جابجایی و بتن‌ریزی مشکلاتی ایجاد کند.
• ترک‌های جمع‌شدگی پلاستیکی در آب‌وهوای خشک محتمل‌تر هستند؛
• در مقاطع با ابعاد بزرگ، میزان هیدراتاسیون و تکامل گرما افزایش می‌یابد که اختلاف دما بین بتن داخلی و خارجی را افزایش می‌دهد. این وضعیت ممکن است باعث ترک‌خوردگی حرارتی شود  ( ACI 207.1R)؛
• عمل‌آوری زودهنگام بسیار مهم است و عدم تحقق آن در حین افزایش دما به‌طور فزاینده‌ای مضر است.‌‌

 

شرایط محیطی

٢.٣.١   در انواع عمومی‌تر ساخت‌و‌ساز در هوای گرم (همانطور که در بخش٢.١ شرح داده شده)، توصیه به حداکثر دمای محیط یا بتن عملی نیست زیرا ممکن است رطوبت و سرعت باد کم باشد و باعث افزایش دمای محیط و بتن شود. حداکثر دمای محیط یا بتن که در یک مورد خاص به کار می‌رود، ممکن است در موارد دیگر واقع‌بینانه نباشد.

بر این اساس، کمیته فقط می تواند اطلاعاتی در مورد اثرات دمای بالاتر در بتن ارائه دهد، همان طور که دربخش‌های ٣.١ و ١.٢.٢ به آن اشاره شد و همچنین توصیه کند که در دماهای تا حدودی بین٧۵ تا ١٠٠ درجه فارنهایت ( ٢٤  تا ٣٨ درجه سانتی‌گراد) محدوده‌ای وجود دارد که مطلوب‌ترین حالت برای بهترین نتایج در هر عملیات هوای گرم می‌تواند باشد و چنین محدوده‌ای باید برای کار تعیین شود. لازم است که راهکارهای بتن‌ریزی در هوای گرم در جلسه رایزنی پیش از بتن‌ریزی مورد بحث قرار گیرد.

نمونه‌های آزمایشی بتن برای کار باید در دمای محدوده منتخب، یا در دمای بالای مورد انتظار محل کار ساخته شوند، نه در محدوده  ۶٨ تا ٨۶ درجه فارنهایت ( ٢٠ تا ٣٠ درجه سانتی‌گراد) که در ASTM C 192 ارائه شده است. روش‌های آزمایش نمونه‌های بتنی در دمای بالاتر از٧٠ درجه فارنهایت  (٢١ درجه سانتی‌گراد) در بخش ٩.٢ ارائه شده است.

نیاز آبی

٢.٤.١   آب به‌عنوان یک عنصر بتن بر بسیاری از خواص مهم آن، هم در حالت مخلوط تازه و هم در حالت سخت شده، تأثیر چشمگیری دارد. دمای بالای آب باعث افزایش دمای بتن می‌شود و با افزایش دمای بتن، به آب بیشتری برای به دست آوردن اسلامپ مورد نظر نیاز است. شکل. ١.٢.٢ (ب)   تأثیر احتمالی دمای بتن بر نیاز آبی را نشان می‌دهد.

اگر مقدار مصالح سیمانی به‌طور متناسب افزایش نیابد، آب اضافی نسبت آب به مصالح سیمانی را افزایش می‌دهد و مقاومت، دوام، قابلیت آب‌بندی و سایر خواص مرتبط بتن را کاهش می‌دهد. این آب اضافی باید در حین تعیین نسبت مخلوط محاسبه شود. گرچه این موضوع در ارتباط با بتن‌ریزی در هر شرایطی است، اما به‌طور خاص به نیاز ویژه برای کنترل استفاده از آب اضافی در بتن ریخته شده  تحت شرایط آب‌وهوایی گرم اشاره می‌کند. به بخش١.٣.٢مراجعه کنید.

٢.٤.٢   شکل. ١.٢.٢ (الف)  اثرات کلی افزایش دمای بتن بر اسلامپ بتن را نشان می‌دهد، هنگامی که مقدار آب مخلوط کننده ثابت نگه داشته شود. این شکل نشان می‌دهد که افزایش تا 20 درجه فارنهایت ( 11 درجه سانتی‌گراد) در دما ممکن است باعث کاهش اسلامپ تا حدود١ اینچ (٢۵ میلی‌متر) شود. شکل. ١.٢.٢ (الف)  همچنین تغییرات در نیاز آبی را توصیف می‌کند که ممکن است برای ایجاد افزایش ١ اینچ (٢۵ میلی‌متر) در اسلامپ در سطوح مختلف دما ضروری باشد.

برای بتن٧٠ درجه فارنهایت (٢١ درجه سانتی‌گراد)، حدود ٢-٢/١ درصد آب بیشتر برای افزایش اسلامپ تا ١ اینچ (٢۵ میلی‌متر) لازم است؛ برای بتن١٢٠ درجه فارنهایت (۵٠ درجه سانتی‌گراد)، حدود ٤ – ٢/١ درصد آب بیشتر برای افزایش تا ١ اینچ در اسلامپ نیاز است. در صورت استفاده از افزودنی كاهنده آب، از نوع میان رده کاهنده آب یا  پردامنه کاهنده آب، ممکن است آب مخلوط كننده اصلي کمتری براي تغيير اسلامپ مورد نیاز باشد.

 

٣.٤.٢   به‌طور کلی انقباض ناشی از خشک‌شدگی  با مقدار کل آب افزایش می‌یابد​ (طراحی و کنترل مخلوط‌های کنترل انجمن سیمان پرتلند١٩٩٢). افت اسلامپ سریع در هوای گرم اغلب تقاضای آب را افزایش می‌دهد که باعث افزایش مقدار کل آب و بنابراین افزایش احتمال انقباض ناشی از خشک‌شدگی در پی آن می‌شود. بتن ریخته شده در هوای گرم نیز با سرد شدن بیشتر مستعد انقباض حرارتی است. انقباض ترکیبی ناشی از خشک‌شدگی و حرارتی می‌تواند منجر به ترک‌خوردگی بیشتری نسبت به بتن مشابهی شود که در شرایط ملایم‌تری ریخته شده است.

 

٤.٤.٢   به‌دلیل اینکه گرمای ویژه آب حدود چهار تا ​پنج برابر سیمان یا سنگدانه‌ها است، دمای آب مخلوط کننده در هر وزن مخصوص بیشترین تأثیر را بر دمای بتن دارد. کنترل دمای آب نسبت به کنترل دمای سایر مؤلفه‌ها ساده‌تر است. اگرچه از آب در مقادیر کمتری نسبت به سایر عناصر استفاده می‌شود، آب خنک شده دمای بتن‌ریزی را در بتن کاهش می‌دهد، اما به‌طور معمول بیش از٨ درجه فارنهایت (۵/٤ درجه سانتی‌گراد) نیست (شکل.٤.٤.٢ ).

مقدار آب خنک شده نباید از نیاز آبی نمونه تجاوز کند که به نسبت‌های مخلوط و میزان رطوبت سنگدانه‌ها بستگی دارد. به‌طور کلی پایین آوردن دمای نمونه آب  تا ۵/٣ الی٤ درجه فارنهایت ٠/٢ تا ٢/٢ درجه سانتی‌گراد) دمای بتن را حدود١ درجه فارنهایت (۵/٠ درجه سانتی‌گراد) کاهش می‌دهد. بنابراین باید برای به دست آوردن آب خنک تلاش کرد. برای خنک نگه داشتن آب، مخازن، لوله‌ها یا کامیون‌هایی که برای ذخیره یا حمل آب مورد استفاده قرار می‌گیرند باید عایق‌بندی یا سفید رنگ شده یا هر دو ویژگی را داشته باشد. آب را می توان تا ٣٣ درجه فارنهایت (١ درجه سانتی‌گراد) با استفاده از چیلرهای آب، یخ، حرارت،

 

شکل٤.٤.٢- اثرات کلی آب اختلاط سرد بر دمای بتن (انجمن ملی بتن مخلوط  آماده ١٩۶٢)

 

فناوری پمپ یا نیتروژن مایع خنک کرد. این روش‌ها و اثربخشی آن‌ها در ادامه مورد بحث قرار می‌گیرد.

 

۵.٤.٢    استفاده از یخ به‌عنوان بخشی از آب اختلاط  همچنان ابزار اصلی کاهش دمای بتن است.  هنگام ذوب، یخ گرما را با میزان ١٤٤ بی‌تی‌یو/ پوند (٣٣۵  ژول / گرم) جذب می‌کند. به‌منظور بیشترین میزان اثربخشی، یخ باید خرد، تراشیده یا قطعه‌قطعه شود و به‌عنوان بخشی از آب به‌طور مستقیم در مخلوط کن  قرار گیرد.  برای حداکثر کارایی، باید مراقب بود که یخ قبل از قرارگیری در مخلوط کن و تماس با سایر مواد ذوب نشود، اما قبل از اتمام اختلاط بتن باید به‌طور کامل ذوب شود. برای ترکیب سریع‌تر مصالح در ابتدای اختلاط، نباید کل نمونه آب موجود را به شکل یخ اضافه کرد.

ممکن است لازم باشد که مقدار یخ به حدود ٪٧۵ نیاز آبی نمونه محدود شود. برای به حداکثر رساندن مقدار یخ یا آب اختلاط سرد، سنگدانه‌ها باید به‌خوبی از رطوبت آزاد تخلیه شوند تا موجب استفاده از مقدار بیشتری یخ یا آب اختلاط سرد شود.  شکل. ۵.٤.٢ کاهش احتمالی دمای بتن را از طریق جایگزینی مقادیر مختلف یخ در٣٢ درجه فارنهایت (٠ درجه سانتی‌گراد) برای آب اختلاط در دماهای نشان داده شده را شرح می‌دهد. اختلاط باید تا ذوب شدن کامل یخ ادامه یابد. یخ خرد شده باید در دمایی نگهداری شود که از تشکیل کلوخه به‌وسیلۀ انجماد مجدد ذرات جلوگیری کند.

٤.٢.۶   کاهش دما را نیز می‌توان با استفاده از معادله  (A-4) یا (A-5) در پیوست ١ تخمین زد. برای اکثر بتن‌ها حداکثر کاهش دما با یخ حدود ٢٠ درجه فارنهایت (١١ درجه سانتی‌گراد) است. هنگامی که کاهش دمای بیشتری مدنظر است، ممکن است خنک کردن با تزریق نیتروژن مایع به مخلوط کن حاوی بتن مخلوط مناسب‌ترین شیوه باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر پیوست ٢  را مشاهده کنید. نیتروژن مایع تزریق شده بر نیاز آب اختلاط  تأثیر نمی‌گذارد، مگر با کاهش دمای بتن.

 

شکل۵.٤.٢– اثرات کلی یخ داخل آب اختلاط  بر دمای بتن. دما‌ها در واقع  دماهای معمول آب اختلاط است (انجمن ملی بتن مخلوط آماده ١٩۶٢)

 

اثر سیمان

٢.۵.١   دمای بالای بتن باعث افزایش نرخ هیدراتاسیون می‌شود (شکل. ٢.۵.٢). در نتیجه، بتن سریع‌تر سخت می‌شود و برای ایجاد یا حفظ اسلامپ مطلوب به آب بیشتری نیاز دارد. مقدار رطوبت بیشتر باعث از بین رفتن مقاومت و افزایش تمایل به ترک‌خوردگی در بتن می شود، مگر اینکه با اقدامات شرح داده شده در بخش‌های ١.۶.٢ و٧.٢ جبران شود.

 

٢.۵.٢   انتخاب نوع خاصی از سیمان ممکن است اثر چشمگیری بر عملکرد آب و هوای گرم در بتن بگذارد، همان طور که در شکل. ٢.۵.٢ نشان داده شده است.   اگرچه منحنی‌ها بر اساس داده‌های محدود از مخلوط‌هایی است که در آن‌ها انواع مختلف سیمان در ترکیب با کندگیر کننده به کار رفته، اما برای مثال، منحنی‌ها نشان می‌دهد که با انجام آزمایش در دمای١٠٠ درجه فارنهایت (٣٨ درجه سانتی‌گراد)، بتن حاوی دیرگیرترین سیمان ٢ – ٢/١ ساعت دیرتر از بتن حاوی زودگیرترین سیمان به زمان گیرش نهایی می‌رسد.

بتنی که در١٠٠ درجه فارنهایت (٣٨ درجه سانتی‌گراد) دردیرترین حالت می‌گیرد،با آزمایش در دمای۵٠ درجه فارنهایت (١٠ درجه سانتی‌گراد)  زودگیرترین سیمان بود. شکل. ٢.۵.٢ مثالی خوب  از دشواری پیش بینی عملکرد بتن در دماهای مختلف است. اغلب، استفاده از سیمان دیرگیرتر پرتلند نوع II  یعنی (ASTM C 150) یا سیمان مخلوط نوع IP یا IS  یعنی (ASTM C 595 ) ممکن است ویژگی‌های جابجایی بتن در هوای گرم را بهبود بخشد (ACI 225R). بتن حاوی سیمان‌های دیرگیرتر بااحتمال بیشتری درگیر ترک‌خوردگی انقباض خمیری می‌شود.

٢.۵.٣   هنگام استفاده از سیمان‌های کندتر در هیداراتاسیون، ​روند توسعه حرارت و اتلاف همزمان گرما از بتن منجر به دمای اوج پایین‌تر می‌شود. انبساط حرارتی کمتر خواهد بود و خطر ترک‌خوردگی حرارتی هنگام سرد شدن بتن کاهش می‌یابد. این ملاحظه  برای دال‌ها، دیوارها و بتن‌های حجیم مهم است، همان طور که در ACI 207.1R و ACI 207.2R مطرح شده است.

افزایش دما ناشی از هیدراتاسیون سیمان در یک مخلوط بتنی متناسب با عیار سیمان آن است. بنابراین، عیار سیمان باید تا حدی محدود شود که برای ایجاد مقاومت و دوام لازم است.  مخلوط‌های بتنی که زودهنگام از استحکام بالایی  برخوردار می‌شوند، در حین عمل‌آوری اولیه دمای بتن بالایی ایجاد می‌کنند.  این مخلوط های بتنی جهت کسب اطمینان از اینکه خنک شدن تدریجی با سرعتی باشد که باعث ترک خوردن آنها نشود، باید از محافظت حرارتی برخوردار شوند.به بخش ١.٤.٤ مراجعه کنید.

٤.۵.٢   ممکن است سیمان در دما‌های تا حدودی بالا تحویل داده شود. کاملا طبیعی است که سیمان تازه تولید شده پس از آسیاب مواد اولیه فرصتی برای خنک شدن نداشته است. مخلوط‌های بتنی به‌طور تقریبی از١٠ تا ٪١۵ سیمان تشکیل شده اند. بنابراین، در ازای هر٨ درجه فارنهایت (٤ درجه سانتی‌گراد) افزایش دمای سیمان، دمای بتن به‌طور تقریبی ١ درجه فارنهایت (۵/٠ درجه سانتی‌گراد) بالا می‌رود.

 

مصالح سیمانی مکمل

١.۶.٢   مصالح این دسته شامل خاکستر بادی و دیگر ​پوزولان‌ها (ASTM C 618) و سرباره کوره بلند دانه بندی شده (ASTM C 989) می‌شود. هر یک به‌طور گسترده‌ای به‌عنوان جایگزین‌های جزئی برای سیمان پرتلند استفاده می‌شوند. همان طور که در بخش٢.۵.٢ شرح داده شده، این مصالح می‌توانند نرخ کندتری از گیرش و کسب مقاومت اولیه را در بتن اعمال کنند که حالت مطلوب بتن‌ریزی در هوای گرم است. سیمان‌های زودگیرتر یا سیمان‌هایی که باعث افت اسلامپ سریع در هوای گرم می‌شوند، ممکن است در ترکیب با این مصالح رضایت بخش عمل کنند (گینور و همکاران١٩٨۵). استفاده از خاکستر بادی ممکن است میزان افت اسلامپ بتن را در شرایط آب‌وهوایی گرم کاهش دهد (راوینا[10] ١٩٨٤؛ گینور و همکاران 1985).

 

افزودنی‌های شیمیایی بتن

١.٧.٢   انواع مختلف افزودنی‌های شیمیایی (ASTM C 494)​ ​در جبران برخی ویژگی‌های نامطلوب بتنی که در دوره‌هایی با دمای محیطی بالا ریخته شده است، مفید بوده اند (همچنین ACI 212.3R را ببینید).  مزایا ممکن است شامل تقاضای کمتر برای آب اختلاط ، دوره‌های طولانی‌‌تر استفاده و مقاومت‌های قابل مقایسه  یا بالاتر از مقاومت بتن بدون افزودنی ریخته شده در دماهای پایین‌تر باشد.

اثربخشی افزودنی‌ها به واکنش‌های شیمیایی سیمانی بستگی دارد که همراه با آن در بتن به کار رفته اند. ضروری است که افزودنی‌های فاقد سابقه عملکرد رضایت‌بخش در شرایط آب‌وهوایی گرم مورد انتظار قبل از استفاده ارزیابی شوند، همان طور که در بخش  ۵.٧.٢ شرح داده شده است. افزودنی‌های شیمیایی بر خواص بتن تأثیر می‌گذارند​، همان طور که  ​​در ادامه توضیح داده شده است.

٢.٧.٢   کند گیر کننده‌هایی که الزامات ASTM C 494، نوع D​​  را برآورده می‌کنند، دارای خواص آب‌کاهندگی و کندگیرکنندگی هستند و به‌طور گسترده در شرایط آب‌وهوای گرم استفاده می‌شوند. آن‌ها را می توان در نسبت‌های مختلف و در ترکیب با سایر افزودنی‌ها در بتن گنجاند، بنابراین با افزایش دما، دوزهای بیشتری از افزودنی برای به دست آوردن زمان یکنواخت گیرش استفاده می‌شود.

خواص آب‌کاهندگی  آن‌ها تا حد زیادی تقاضای آب بیشتر ناشی از افزایش دمای بتن را جبران می‌کند.  از آنجا که روان‌کننده‌های دیرگیر به‌طور کلی مقاومت بتن را افزایش می‌دهند، می‌توان آن‌ها را با تنظیم مخلوط مناسب برای جلوگیری از افت مقاومتی  که در غیر این صورت ناشی از دمای بالای بتن است، استفاده کرد (گینور و همکاران١٩٨۵؛ میتلاچر ١٩٨۵ و١٩٩٢). در مقایسه با بتن فاقد افزودنی، مخلوط بتنی که از افزودنی کاهنده آب و کند‌کننده استفاده می‌کند، ممکن است میزان افت اسلامپ بیشتری داشته باشد. کاهش آب خالص و سایر مزایا همچنان قابل‌توجه است

شکل٢.۵.٢- تأثیر دما و مارک سیمان بر ویژگی‌های زمان گیرش ملات‌های بتنی (توتیل و کوردون ١٩۵۵)

 

حتی پس از افزایش اسلامپ اولیه برای جبران  افت اسلامپ به کار می‌رود.

٣.٧.٢   افزودنی‌هایی از نوع کربوکسیلیک اسید هیدروکسیله​​ ​(ACI 212.3R ، کلاس٣) و برخی از انواع مطابق با الزامات  ASTMC494 نوع D ممکن است عرق کردن زودرس و نرخ عرق کردن بتن را افزایش دهند. این عرق کردن زودهنگام ناشی از افزودنی ممکن است در جلوگیری از خشک شدن سطح بتن ریخته شده در دمای محیطی بالا و رطوبت کم مفید باشد. بتنی که مستعد آب انداختن است به‌طور کلی باید پس از وقوع بیشترین میزان آب انداختن بازتحکیم شود. در غیر این صورت، ممکن است نشست غیریکنواخت رخ دهد که می‌تواند منجر به ترک خوردن فولاد تقویت کننده و سایر الحاقات در مکان‌های نزدیک سطح شود.

این ترک‌خوردگی در هوای خنک با بتن‌های دیرگیرتر نسبت به هوای گرم محتمل‌تر است. چنانچه افزودنی باعث کاهش توان کششی و ظرفیت کرنش کششی شود، با این حال، ممکن است تمایل به انقباض خمیری افزایش یابد (راوینا[11]  و شیلستون[12] ١٩۶٨). سایر افزودنی‌ها (ACI 212.3R ، کلاس١و٢) ممکن است  نرخ عرق‌ کردن بتن را کاهش دهند.  اگر شرایط خشک کردن به‌گونه‌ای باشد که پوسته‌زنی سطح باعث جلوگیری از رسیدن آب به سطح شود، آب انداختن مداوم ممکن است باعث پوسته‌شدگی شود. در چنین شرایطی برای جلوگیری از پوسته‌زنی از مه‌پاش‌ها، کندکننده‌های تبخیر(موادی که  تبخیر آب‌انداختگی بتن را به تأخیر می‌اندازند)، یا هر دو، استفاده می‌شود.

٤.٧.٢   برخی از افزودنی‌های پردامنه کاهنده آب و کند گیر کننده (ASTM C 494 ، نوع G) و افزودنی‌های روان‌کننده و کند گیر کننده (ASTM C 1017 ، نوع II)  که اغلب به‌عنوان فوق‌روان‌کننده نامیده می‌شوند، می‌توانند در شرایط آب‌وهوایی گرم، هنگام استفاده برای تولید بتن روان، مزایای قابل‎‌توجهی داشته باشند. در اسلامپ‌های بالاتر، بهره گرمایی ناشی از اصطکاک داخلی در حین اختلاط بتن کمتر خواهد بود (به ASTM STP 169C و ACI 207.4R مراجعه کنید).

بهبود ویژگی‌های جابجایی بتن روان انجام بتن‌ریزی و تحکیم را با سرعت بیشتری ممکن می‌سازد و بنابراین می‌توان فاصله زمانی بین اختلاط و پرداخت اولیه را کاهش داد. میزان افت اسلامپ در بتن روان نیز ممکن است در دماهای بالاتر نسبت به بتن حاوی بازدارنده‌های معمول کمتر باشد (یاماموتو[13] و کوبایاشی١٩٨۶[14]). اغلب مقاومت بتن به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای بیشتر از بتن‌های قابل‌ مقایسه فاقد افزودنی و با عیار سیمان مشابه است. ممکن است برخی محصولات خاص  آب‌انداختگی قابل‌توجهی ایجاد کنند که می‌تواند در بسیاری از موارد مفید باشد، اما در موارد دیگر به اقدامات احتیاطی نیاز باشد (به بخش٣.٧.٢  مراجعه کنید).

برای اطمینان از حفظ محتوای مناسب هوا، انجام آزمایش‌های مقدار هوا قبل از بتن‌ریزی ضروری است. همچنین لازم است اطمینان حاصل شود که در صورت نیاز به سیستم تخلخل برای مقاومت بتن در برابر انجماد و ذوب، این سیستم دچار اختلال نباشد. این کار را می‌توان با تحلیل نیاز به هوای سخت یا آزمایش انجماد و ذوب  ASTM C 666  تعیین کرد. برخی روان‌کننده‌های پردامنه دیرگیر می‌توانند اسلامپ مورد نیاز را برای مدت طولانی در دمای بالا بتن حفظ کنند (کلپاردی[15] و همکاران١٩٧٩؛ همپتون١٩٨١[16]؛ گونویگ [17]١٩٨٨). در صورت تأخیر در بتن‌ریزی یا تحویل در فاصله‌های بیشتر، این موارد سود ویژه‌ای خواهد داشت.

ممکن است سایر افزودنی‌های پردامنه کاهنده آب به‌ویژه هنگامی که افت اولیه کمتر از٣ تا ٤ اینچ ( ٧۵ تا١٠٠ میلی‌متر) باشد، سرعت افت اسلامپ را زیاد کند.  برخی افزودنی‌های کاهنده آب می‌توانند باعث افزایش زمان کاری بتن تا چند ساعت شوند و به دنبال آن کسب مقاوت تسریع شود.

​٧.٢.۵   از اوایل دهه ١٩٩٠، استفاده از افزودنی‌های میان‌رده کاهنده آب در هوای گرم افزایش یافته است. افزودنی‌های میان‌رده کاهنده آب تا ٪١۵ کاهش آب ارائه می‌کنند که در مقایسه با افزودنی‌های کاهنده آب معمول بیشتر است، اما در مقایسه با افزودنی‌های پردامنه کاهنده آب، کاهش آب کمتری می‌دهند. اگرچه در حال حاضر هیچ طبقه بندی ASTM وجود ندارد، افزودنی‌های میان‌رده کاهنده آب با الزامات ASTM C 494، افزودنی‌های نوع A و در برخی موارد، افزودنی‌های نوع F مطابقت دارند.

این افزودنی‌ها زمان گیرش بتن را به میزان قابل‌توجهی به تأخیر نمی‌اندازند. در دوزهای بالاتر، افزودنی‌های کاهنده آب معمول می‌توانند به این کاهش آب برسند، اما این وضعیت با افزایش قابل‌توجه زمان گیرش بتن امکان‌پذیر است. ویژگی‌های پمپاژ و پرداخت بتن حاوی افزودنی‌های میان‌رده کاهنده آب در مقایسه با بتن حاوی کاهنده آب معمولی نوع A بهبود یافته‌اند. استفاده از کاهنده‌های آب میان‌رده  به‌خصوص در مواردی مفید است که خواص سنگدانه‌ها باعث کارایی ضعیف یا مشکلات پرداخت ‌شود.

ظاهر سطحی بتن حاوی کاهنده آب میان‌رده قابل تغییر است، در نتیجه به تغییر زمان‌بندی عملیات پرداخت نیاز دارد. همچنین افزودنی‌های کاهنده آب میان‌رده و کندگیرکننده‌ای در دسترس است که مطابق با الزامات ASTM C 494 برای افزودنی‌های نوع D هستند.

 

۶.٧.٢   ​استفاده از افزودنی‌های تنظیم کننده گیرش برای توقف​ ​​فرآیند هیدراتاسیون بتن تازه مخلوط شده (بتن خمیری تازه نمونه‌گیری شده یا برگشت داده شده که به‌طور معمول مصرف می‌شود) و پسماند بتن (آب شستشو) در درام مخلوط آماده کامیون از زمان معرفی آنها در سال١٩٨۶ مقبولیت بیشتری در محیط های  آب و هوایی گرم کسب کرده است. برخی از افزودنی‌های تنظیم کننده گیرش مطابق با الزامات ASTM C 494 برای نوع B، کند گیر کننده‌ها و نوع D، مخلوط‌های آب‌کاهنده و کندگیر هستند.

افزودنی‌های تنظیم کننده گیرش متفاوت از ‌کند گیر کننده‌های معمولی هستند زیرا فرآیند هیدراتاسیون را در هر دو مرحله سیلیکات و آلومینات در سیمان پرتلند متوقف می‌کنند.   کند گیرکننده‌های معمولی فقط در فازهای سیلیکات عمل می‌کنند که فرایند هیدراتاسیون را توسعه می‌دهد نه اینکه متوقف کند. همچنین ممکن است از فناوری افزودنی‌های تنظیم کننده گیرش برای توقف فرایند هیدراتاسیون بتن تازه نمونه‌گیری شده برای نقل و انتقال‌هایی استفاده شود که به دوره های طولانی مدت یا روشهای کند عمل‌آوری در طول حمل و نقل نیاز دارند.

برای این کاربرد، افزودنی‌ تنظیم کننده گیرش در حین یا بلافاصله پس از فرایند  بچینگ اضافه می‌شود. میزان دوز مناسب افزودنی‌های تنظیم کننده گیرش باید با استفاده از مخلوط‌های آزمایشی که شامل الزامات زمان پروژه هستند، تعیین شود تا اطمینان حاصل شود که بتن به زمان گیرش مورد نیاز دست می‌یابد. برای شروع مجدد هیدراتاسیون نیازی به افزودنی‌های اضافی نیست.

٧.٧.٢  الزامات واجد شرایط ASTM C 494 ​​روش غربالگری ارزشمند برای انتخاب محصولات افزودنی فراهم می‌کند. افزودنی‌های بدون سابقه عملکرد مربوط به مصالح بتنی انتخاب شده برای کار باید ابتدا در نمونه‌های آزمایشی آزمایشگاه در دمای بالای مورد انتظار محل کار، با استفاده از یکی از روش‌های شرح داده شده در بخش٩.٢ ارزیابی شوند. برخی از روان‌کننده‌های پردامنه دیرگیر ممکن است مزایای بالقوه خود را به‌هنگام استفاده در نمونه‌های کوچک آزمایشگاهی نشان ندهند.

پس ممکن است آزمایش بیشتری برای نمونه‌های بتنی در اندازه تولید مورد نیاز باشد.  بتن حاوی افزودنی در طول استفاده از میدان اولیه باید برای ثبات عملکرد با توجه به ویژگی‌های مورد نظر ساخت‌وساز درهوای گرم ارزیابی شود. هنگام ارزیابی افزودنی‌ها خواصی مانند کارایی، قابلیت پمپاژ، توسعه زود‌هنگام مقاومت، ویژگی‌های بتن‌ریزی و پرداخت، ظاهر و تأثیر بر استفاده مجدد از قالب‌ها و فرم‌ها باید علاوه بر ویژگی‌های اساسی افت اسلامپ، زمان گیرش و استحکام مورد توجه قرار گیرد. ممکن است این ویژگی‌ها  بر انتخاب افزودنی و میزان مصرف آن بیشتر از خواصی که اغلب در بیشتر مشخصات گنجانده شده، تأثیر بگذارد.

 

سنگدانه‌ها

١.٨.٢   سنگدانه‌ها عمده‌ترین اجزای تشکیل دهنده بتن هستند​زآنجا که ۶٠  تا ٪٨٠ از حجم بتن با وزن نرمال مورد استفاده در بیشتر سازه‌ها را تشکیل می‌دهند. بنابراین خواص سنگدانه به‌طور قابل‌توجهی بر کیفیت بتن تأثیر می‌گذارد. اندازه، شکل و دانه‌بندی سنگدانه سه عامل اصلی هستند که بر میزان آب مورد نیاز برای تولید بتن در یک اسلامپ مشخص تأثیر می‌گذارد. خواص مطلوب سنگ‌دانه در هوای گرم شامل موارد زیر است:

• دانه‌بندی، شکل ذرات و عدم وجود مصالح کم‌حجم در به حداقل رساندن تقاضای آب بسیار مهم است (ACI 221R). شن خرد شده نیز باعث تقاضای بیشترآب می‌شود، اما گزارش شده که مقاومت بهتری نسبت به شن‌های گرد (ACI 224R) در برابر ترک‌خوردگی دارد. ترکیب سه یا چند سنگ‌دانه با اندازه‌های مختلف ممکن است نیازهای آب اختلاط را کاهش داده و کارایی را در اسلامپ مشخص بهبود بخشد (شیلستون، اس آر. و شیلستون، جی آر.١٩٩٣).

 

٢.٨.٢   با توجه به اینکه شن ماده اولیه دارای بیشترین جرم در بتن است، تغییرات دمای آن تأثیر قابل‌ملاحظه‌ای بر دمای بتن دارد. به‌عنوان مثال، کاهش متوسط درجه حرارت ۵/١ تا ٢ درجه فارنهایت (٨/٠ تا ١/١ درجه سانتی‌گراد) دمای بتن را ١ درجه فارنهایت (۵/٠ درجه سانتی‌گراد) کاهش می‌دهد. خنک کردن شن ممکن است ابزاری مکمل و اثربخش برای دستیابی به دمای مطلوب پایین‌تر بتن باشد (به پیوست ٢) مراجعه کنید.

 

تعیین‌نسبت

١.٩.٢   نسبت‌های اختلاط ممکن است  ​​بر اساس سوابق عملکرد میدانی مطابق با ACI 318/318R  (ACI 318/318RM) تعیین یا تنظیم شوند​ که سوابق ارائه شده تأثیر دماهای فصلی و زمان‌های تحویل موردانتظار را نشان می‌دهد.

 

٢.٩.٢   نحوه ​انتخاب مواد اولیه و نسبت‌های آن‌ باید ​​از طریق نقش این مواد در عملکرد رضایت‌بخش بتن در شرایط آب‌وهوایی گرم (ACI 211.1 و 211.2) مشخص شود. عیار سیمان باید تا حد ممکن پایین نگه داشته شود، اما تا حدی که برای برآوردن الزامات استحکام و دوام کافی باشد. گنجاندن مصالح سیمانی مکمل مانند خاکستر بادی یا سرباره کوره بلند دانه‌بندی شده باید برای به تأخیر انداختن گیرش و تعدیل افزایش دمای ناشی از حرارت هیدراتاسیون مورد توجه قرار گیرد.

استفاده از انواع مختلف افزودنی‌های کاهنده آب می‌تواند افزایش تقاضای آب و افت مقاومت را که در بعضی موارد می‌تواند ناشی از دماهای بالاتر بتن باشد، جبران کند. در صورت پیش‌بینی زمان‌های تحویل طولانی‌تر، ضروری است که روان‌کننده‌های دیرگیر تعیین شده برای افت اسلامپ  گسترده مورد توجه قرار گیرد. بجز مواردی که نیاز به شرایط دیگر نیست، بتن باید برای اسلامپی تعیین‌نسبت شود که کمتر از٣ اینچ (٧۵ میلی‌متر) نباشد تا امکان بتن‌ریزی سریع و تحکیم مؤثر فرم فراهم شود.

 

٣.٩.٢  عملکرد مخلوط‌های بتنی پیشنهادی​​ برای کار باید تحت شرایط مشابه زمان تحویل و محیط آب‌وهوایی گرم موردانتظار پروژه تأیید شود. نمونه‌های آزمایشی مورد استفاده برای انتخاب نسبت‌ها به‌طور معمول مطابق ASTM C 192 تهیه می‌شوند. این روش مستلزم این است که مصالح بتنی در دمای اتاق [در محدوده ۶٨ تا ٨۶  درجه فارنهایت (٢٠ تا ٣٠ درجه سانتی‌گراد)] قرار گیرند. با این حال، نمونه‌های آزمایشی باید در حداکثر دمای بتن‌ریزی مورد انتظار با در نظر گرفتن به‌کارگیری دوره اختلاط و هم‌زدن طولانی‌تر از زمان مورد نیاز در ASTM C 192 برای کمک به تعیین عملکرد مطلوب اجرا شوند.

 

٤.٩.٢   جهت تعیین نسبت‌های اختلاط با استفاده ازنمونه‌های آزمایشی آزمایشگاه​، روشی برای تخمین افت اسلامپ در طول فاصله زمانی بین اولین اختلاط بتن و ریختن آن در فرم در روش‌های A و B پیشنهاد می‌شود که از ACI 223، بخش٢.۵.٤ درمورد بتن جبران‌کننده انقباض اقتباس شده است. طبق روش‌های برگرفته از ACI 223، میزان افت اسلامپ مشابه آنچه برای زمان تحویل ٣٠ تا ٤٠  دقیقه پیش‌بینی شده، تهیه می‌شود.

 

روش A—

١. نمونه را با استفاده از روش‌های ASTM C 192 آماده کنید، اما ٪١٠ آب اضافی به مقدار معمول مورد نیاز اضافه کنید؛

٢. اختلاط اولیه را مطابق با ASTM C 192 انجام دهید (٣ دقیقه اختلاط و سپس، ٣ دقیقه استراحت و ٢ دقیقه اختلاط مجدد)؛

٣. اسلامپ را تعیین و به عنوان اسلامپ اولیه ثبت کنید؛

٤. اختلاط را به‌مدت ١۵ دقیقه ادامه دهید؛

۵. اسلامپ را تعیین و به‌عنوان اسلامپ تخمینی بتن‌ریزی ثبت کنید. تجربه نشان داده است که این اسلامپ با آنچه مورد انتظار زمان تحویل ٣٠ تا ٤٠ دقیقه است، همبستگی دارد. اگر این اسلامپ با حدود مشخصات فنی مطابقت ندارد، یا این روش را کنار بگذارید و با تنظیم آب مناسب روش را تکرار کنید، یا برای تهیه اسلامپ مورد نیاز آب اضافه کنید و سپس بتن را آزمایش کنید؛ و

۶. سایر خواص بتن تازه (دما، مقدار هوا، وزن مخصوص) و نمونه‌های آزمایشی مقاومت قالب را تعیین کنید.

 

روش B—

١. نمونه را با استفاده از روش‌های ASTM C 192 برای اسلامپ تعیین شده آماده کنید.

٢. مطابق با ASTM C 192  اختلاط را انجام دهید (٣ دقیقه اختلاط، ٣ دقیقه استراحت و ٢ دقیقه اختلاط مجدد) و اسلامپ را تأیید کنید؛

٣. مخلوط کن را متوقف و نمونه را با کرباس مرطوب بپوشانید؛

٤. پس از٢٠ دقیقه، ٢ دقیقه اختلاط مجدد کنید و برای ایجاد اسلامپ تعیین شده آب اضافه کنید. انتظار می‌رود که آب کل (آب اولیه به‌علاوه آب اختلاط مجدد) برابر با مقدار مورد نیاز در بچ‌پلانت باشد تا اسلامپ مورد نیازمحل کار تهیه شود؛ و

۵. سایر خواص بتن تازه (دما، مقدار هوا، وزن مخصوص) و نمونه‌های آزمایشی مقاومت قالب را تعیین کنید.

​به‌عنوان روشی جایگزین، استفاده از نمونه‌های تولید در اندازه کامل ​​ممکن است برای اعتبارسنجی نسبت‌های اختلاط در نظر گرفته شوند، در صورتی که بتوان سطح مورد انتظار از دمای بالای بتن را به دست آورد. ممکن است این روش به‌هنگام استفاده از افزودنی‌های منتخب برای نگهداشت طولانی‌مدت اسلامپ، روش ترجیحی باشد. این کار مستلزم ثبت دقیق مقادیر نمونه در کارخانه و آب اضافه شده برای تنظیم اسلامپ قبل از نمونه‌برداری است. روش‌های نمونه‌برداری ASTM C 172 باید به‌دقت رعایت شود.

 

تولید و تحویل

١.٣— مفاهیم کلی

تأسیسات و روش‌های تولید باید به گونه‌ای باشد که کیفیت موردنظر بتن را در شرایط آب‌وهوایی گرم با میزان تولید موردنیاز پروژه تأمین کند. کنترل رضایت از عملیات تولید و تحویل باید تضمین شود. کارخانه بتن و واحدهای تحویل باید در شرایط عملیاتی مناسبی باشند. توقف متناوب واحد تحویل به‌دلیل خرابی تجهیزات می‌تواند در شرایط آب‌وهوایی گرم در مقایسه با آب‌وهوای معتدل بسیار جدی‌تر باشد. در عملیات بتن‌ریزی در هوای گرم، ممکن است بتن‌ریزی‌ها  در زمان‌هایی غیر از ساعات روز، مانند خنک ترین زمان صبح برنامه‌ریزی شود. تولید در شب به برنامه‌ریزی صحیح و نورپردازی خوب نیاز دارد.

 

کنترل دمای بتن

١.٢.٣   بتن را می‌توان بدون​ ​حداکثر محدودیت‌های دمای بتن‌ریزی در هوای گرم تولید کرد و در صورت رعایت اقدامات احتیاطی مناسب در زمینه تعیین‌نسبت، تولید، تحویل، بتن‌ریزی و عمل‌آوری عملکرد بتن رضایت‌بخش خواهد بود. به‌عنوان بخشی از این اقدامات احتیاطی، باید تلاش شود تا دمای بتن تا حد ممکن پایین باشد. با استفاده از روابط ارائه شده در پیوست ١،​​برای مثال، می‌توان نشان داد که دمای بتن با نسبت‌های معمول را در صورت کاهش هر یک از موارد زیر در دمای مصالح، می‌توان تا ١ درجه فارنهایت (۵/٠ درجه سانتی‌گراد) کاهش داد:

• کاهش ٨ درجه فارنهایت (٤ درجه سانتی‌گراد) در دمای سیمان؛
• کاهش ٤ درجه فارنهایت (٢ درجه سانتی‌گراد) در دمای آب؛ یا
• کاهش ٢ درجه فارنهایت (١ درجه سانتی‌گراد) در دمای سنگدانه‌ها.

 

٢.٢.٣   شکل ٢.٢.٣ ​ ​تاثیر دمای مواد اولیه بتن بر دمای بتن رانشان می دهد. از آنجا که بیشترین نسبت بتن سنگدانه است، کاهش دمای سنگدانه بیشترین کاهش دمای بتن را به دنبال دارد. بنابراین، باید از تمام ابزار کاربردی برای خنک نگه داشتن سنگدانه‌ها تا حد امکان استفاده کرد. سایه‌انبار کردن سنگدانه‌های ریز و درشت و آبیاری بارانی و مه‌پاشی انبارهای شن‌ در شرایط هوای خشک به این هدف کمک خواهد کرد. آبیاری بارانی شن با آب سرد می‌تواند دمای سنگدانه را با تبخیر و خنک شدن مستقیم کاهش دهد (لی ١٩٨٧).

عبور آب از برج خنک‌کننده تبخیری با اندازه مناسب، آب را تا دمای حباب تر سرد می‌کند. این روش در مناطقی که رطوبت نسبی پایینی دارند، اثرات بیشتری خواهد داشت. با این حال، مرطوب کردن سنگدانه‌ها باعث ایجاد تغییر در رطوبت سطح می‌شود و در نتیجه کنترل اسلامپ را پیچیده می‌کند. مخزن‌های ذخیره‌سازی روزمینی برای آب اختلاط باید دارای سایه و عایق حرارتی باشند.

اگر سیلوها و انبارک‌ها با رنگ‌های بازتابنده گرما پوشانده شوند، گرمای کمتری را جذب می‌کنند. رنگ‌آمیزی سطوح میکسر به‌منظور به حداقل رساندن بهره گرمایی خورشیدی کمک بزرگی خواهد بود. بر اساس زمان تحویل ١ ساعته در یک روز گرم و آفتابی، بتن در درام میکسر سفید تمیز باید ٢ تا ٣ درجه فارنهایت (١ تا ۵/١ درجه سانتی‌گراد) خنک‌تر از بتن داخل درام میکسر سیاه یا قرمز و ۵/٠ درجه فارنهایت (٣/٠درجه سانتی‌گراد) خنک‌تر از بتن داخل درام کرم‌رنگ باشد.

اگر یک درام میکسر خالی برای مدت طولانی قبل از بچینگ بتن در معرض نور خورشید بماند، گرمای ذخیره شده در درام فلزی برای درام میکسر سفید در مقایسه با  درام میکسر زرد یا قرمز دمای بتنی برابر با ۵/٠  تا ١  درجه فارنهایت (٣/٠ تا ۵/٠ درجه سانتی‌گراد) پایین‌تر ایجاد می‌کند. پاشش سطح بیرونی درام میکسر با آب قبل از بچینگ یا هنگام تحویل به‌عنوان ابزاری برای به حداقل رساندن دمای بتن پیشنهاد شده است، اما انتظار می‌رود که این  تنها یک مزیت جانبی باشد.

 

٣.٢.٣   راه‌اندازی وسایل خنک کننده برای مقادیر قابل‌توجهی از ​تولید بتن مستلزم برنامه‌ریزی مناسب قبل از استقرار و نصب تجهیزات تخصصی است.  خنک‌کننده‌ها می‌تواند شامل سرد کردن نمونه آب با چیلرها یا فناوری پمپ حرارتی و همچنین روش‌های دیگر مانند جایگزینی یخ خرد شده یا پوسته‌پوسته شده برای بخشی از آب اختلاط  یا خنک کردن با نیتروژن مایع باشد. تحویل مقدار موردنیاز مواد خنک‌کننده برای هر بتن‌ریزی باید تضمین شود. جزئیات تخمین دمای بتن در پیوست١ ارائه شده است.انواع ​روش‌های خنک‌کننده در  پیوست٢ شرح داده شده است.​​​ تأثیر کلی دمای

 

   

شکل ٢.٢.٣-​ ​تاثیر دمای مواد اولیه بتن بر دمای بتن را نشان می‌دهد. با معادلات داخل پیوست١محاسبه شده است.

 

 

مواد اولیه بتن بر دمای بتن با معادلات داخل پیوست ١، محاسبه شده و در شکل. ٢.٢.٣ نشان داده شده است.

 

بچینگ و اختلاط

١.٣.٣   بچینگ و اختلاط در ACI 304R شرح داده شده است. روش‌های تحت شرایط آب‌وهوایی گرم هیچ تفاوتی با شیوه‌های خوب در شرایط آب‌وهوایی عادی ندارد. تولید بتن از اسلامپ صحیح و سایر خواص تعیین شده برای تأیید مطابق با مشخصات قابل‌اجرا ضروری است. وقفه در بتن‌ریزی به‌دلیل رد شدن ممکن است باعث شکل‌گیری درز سرد یا مشکلات جدی در پرداخت بتن شود. آزمایش بتن باید مستمر و دقیق باشد تا نتایج وضعیت واقعی بتن را نشان دهد.

 

٢.٣.٣   برای بتن مخلوط  شده با کامیون، اختلاط اولیه حدود ٧٠ دور در بچ‌پلانت و قبل از انتقال امکان بررسی دقیق وضعیت بتن، در درجه اول اسلامپ و مقدار هوای آن، را فراهم می‌کند. به‌طور کلی، بتنی که بادقت مخلوط شده را می‌توان به‌صورت بصری هنگام تخلیه در واحد حمل‌ونقل بازرسی کرد. اسلامپ دراثر تغییرات جزئی در ویژگی‌های مصالح و بتن به‌سهولت  تغییر می‌کند.

برای مثال، تغییری ناشناخته  به‌اندازۀ فقط ٪٠/١ میزان رطوبت در سنگدانه‌های ریز و درشت می‌تواند اسلامپ را ١ تا ٢ اینچ (٢۵ تا۵٠ میلی‌متر) تغییر دهد (ACI 211.1). محدوده خطا حدود ٪۵/٠ در تعیین رطوبت سنگدانه، حتی با سیستم‌های پیشرفته، کنترل رطوبت را پیچیده می‌کند. اپراتورها اغلب بتن را در شرایط خشک‌تر از حد موردنظر نمونه‌گیری می‌کنند تا از ایجاد اسلامپ بالاتر از حد مشخص شده جلوگیری کنند؛ ممکن است افزودن مقدار کمی آب در محل کار نیاز باشد.

 

٣.٣.٣   شرایط آب‌وهوایی گرم و افزایش زمان نقل‌وانتقال ​ممکن است نشان‌دهنده نیاز به تقسیم فرآیند بچینگ از طریق بچینگ سیمان در محل کار یا لایه‌بندی مصالح در درام میکسر در کارخانه به‌منظور خشک نگه داشتن مقداری از سیمان و سپس اختلاط بتن پس از ورود به محل کار باشد. با این حال، این کار ممکن است در یکنواختی بتن بین بارها اختلال ایجاد کند. این روش‌ها گاهی اوقات بهترین راه‌حل را در شرایط موجود ارائه می‌دهند. هنگامی که همه مصالح در تأسیسات تولید بتن نمونه‌گیری می‌شوند، می‌توان بتنی تهیه کرد که بهتر کنترل شده است.

با استفاده از برخی کندگیرکننده‌های مؤثر با دوز مناسب، به‌طور ایده‌آل در ترکیب با مصالح سیمانی با ویژگی‌های دیرگیر، بتن را می‌توان به‌مدت طولانی حتی در هوای گرم در وضعیت بهینه نگهداری کرد (بخش ٧.٢ مراجعه کنید.

​تجربه میدانی نشان می‌دهد که کندگیری بتن را می‌توان با نمونه‌گیری جداگانه از کندگیرکننده‌ها با نسبت کوچکی از آب اختلاط، ١ تا ٢ گالن / یارد مکعب (۵  تا ١٠  لیتر / متر مکعب)، پس از اختلاط بتن به‌مدت چند دقیقه افزایش داد.  این افزودنی‌ها به‌علاوه مصالح سیمانی و سایر مواد اولیۀ پیشنهاد شده برای پروژه باید از جهت خواص موردنظر در محل ارزیابی شوند. اگر اسلامپ باید کمتر از حد موردنیاز باشد، استفاده از افزودنی‌های میان‌رده کاهنده آب یا پردامنه کاهنده آب جهت افزایش اسلامپ بتن توصیه می‌شود.

٤.٣.٣   در شرایط آب‌وهوایی گرم، مقدار اختلاط​  بتن ​در سرعت اختلاط میکسر باید به حداقل برسد تا از بهره گرمایی غیرضروری در بتن جلوگیری شود (ACI 207.4R). به‌منظور اختلاط  کارآمد، میکسرها باید عاری از هرگونه تجمع بتن سخت شده و ساییدگی بیش از حد تیغه‌های میکسر باشند. به‌محض اختلاط همگن بتن، تمام چرخش‌های بعدی درام باید با کمترین سرعت واحد همزن (به‌طور کلی یک دور در دقیقه) باشد. درام را نباید برای مدت زمان طولانی متوقف کرد. این احتمال وجود دارد که مشکلات گیرش کاذب باعث  سخت شدن سریع بتن  یا گیرش داخل درام  یا تخت شدن غلتک‌های میکسر شود.

٣.٣.۵   مشخصات فنی ناظر بر تعداد کل دورهای درام اغلب محدوده٣٠٠ دور برای  میکسرهای کامیون تعیین می‌کند. این محدودیت در شرایطی که نیاز به اختلاط کامل‌تر بتن هست، باید لغو شود:

• اضافه کردن جداگانۀ افزودنی‌های پردامنه کاهنده آب؛
• افزودن مستقیم نیتروژن مایع تزریق شده به میکسر به‌عنوان شیوه‌ای برای کاهش دمای بتن؛و
• چنانچه بتن کارایی خود را بدون افزودن آب حفظ کند.

 

تحویل

هیدراتاسیون سیمان، افزایش دما، افت اسلامپ، آسیاب سنگدانه‌ها و از دست دادن یا گاهی اوقات، افزایش مقدار هوا، همه با گذشت زمان در حالی که بتن در میکسر قرار دارد، رخ می دهد. بنابراین، فاصله بین شروع اختلاط تا شروع بتن‌ریزی باید به حداقل برسد. هماهنگی اعزام کامیون‌های میکسر با سرعت بتن‌ریزی از تأخیر در ورود یا زمان انتظار تا تخلیه جلوگیری می‌کند. در مورد بتن‌ریزی‌های عمده، باید شرایطی فراهم شود که ارتباطات خوبی بین محل کار و تأسیسات تولید بتن برقرار شود.  بتن‌ریزی‌های عمده باید در زمان‌هایی که بار ترافیک شهری کمتر است، برنامه‌ریزی شود. هنگامی که سرعت بتن‌ریزی کند است، باید به کاهش اندازه بار، استفاده از کندگیرکننده‌ها یا استفاده از بتن خنک شده توجه کرد.

 

تنظیم اسلامپ

بتن تازه با گذشت زمان، چه در هوای معتدل و چه  در هوای گرم، در معرض افت اسلامپ است.  ویژگی‌های تغییر اسلامپ بین کارخانه و محل کار باید با توجه به مصالح و نسبت‌های اختلاط موجود تعیین شود. با محدودیت‌های موجود برای پیش‌بینی دقیق اسلامپ، همان طور که دربخش ٢.٣.٣ توضیح داده شده، مانند عدم اطمینان در ترافیک و زمان‌بندی عملیات بتن‌ریزی، اپراتورها باید بتن را در وضعیت خشک‌تر نمونه‌گیری کنند تا از اسلامپ بیشتر از حد مشخص شده جلوگیری شود.

اگر هنگام ورود به محل کار، اسلامپ کمتر از حداکثر تعیین شده باشد، در صورت عدم تجاوز از حداکثر مقدار مجاز آب، ممکن است آب اضافی افزوده شود. به‌هنگام اضافه کردن آب برای تنظیم اسلامپ در محدودۀ موردنظر، درام یا تیغه‌ها باید ٣٠ دور یا بیشتر، در صورت لزوم با سرعت اختلاط، چرخانده شوند. برای بتن‌ریزی سریع و تحکیم مؤثر، بتن سازه‌ای باید دارای حداقل اسلامپ ٣  یا ٤ اینچی (٧۵ یا ١٠٠ میلی‌متر) باشد. هنگامی که از افزودنی‌های شیمیایی استفاده می‌شود افزایش اسلامپ مجاز است، به‌شرطی که بتن عمل‌آوری شده با مواد افزودنی دارای نسبت آب به مصالح سیمانی  (w/cm) یکسان یا کمتری باشد​ و پتانسیل جداشدگی بروز ندهد.

 

خواص مخلوط‌‌های بتنی

مخلوط‌های پیشنهادی باید برای شرایط کاری موردانتظار مناسب باشند. این موضوع به‌ویژه در مواردی اهمیت دارد که هیچ محدودیتی برای دمای بتن‌ریزی وجود ندارد؛ همان طور که در اکثر ساختمان‌های عمومی در مناطق گرمتر صدق می‌کند. استفاده از سیمان یا مصالح سیمانی که در شرایط آب‌وهوایی گرم به‌خوبی عمل می‌کنند، در ترکیب با افزودنی‌های کاهنده آب وکندگیرکننده‌ها، می‌تواند بتنی دارای خواص مورد نظر تهیه کند (میتلاچر ١٩٨۵). هنگام استفاده از افزودنی‌های پردامنه کاهنده آب و کندگیرکننده‌ها محصولاتی باید انتخاب شوند که باعث نگهداشت اسلامپ طولانی مدت در هوای گرم شوند (کلپاردی و همکاران١٩٧٩؛ گونویگ ١٩٨٨).

در شرایط خشک و بادخیز، میزان گیرش بتن مورداستفاده در سطح صاف باید طوری تنظیم شود که ترک‌خوردگی انقباض خمیری یا پوسته‌زنی سطح به حداقل برسد، در حالی که لایه پایینی همچنان در حالت خمیری قرار دارد. نوع تنظیم به شرایط آب‌وهوایی محلی، زمان‌بندی بتن‌ریزی و دمای بتن بستگی دارد. تغییر در دوز یا ترکیب‌بندی افزودنی اغلب می‌تواند زمان گیرش مطلوب را فراهم کند.

 

اختلاط مجدد بتن

اختلاط مجدد عبارت است از «افزودن آب و مخلوط کردن مجدد بتن یا ملاتی که کارایی کافی خود را از دست داده و غیرقابل‌تنظیم یا غیرقابل‌فروش شده است» (ACI 116R). تحقیقات آزمایشگاهی و همچنین تجربیات محل کار نشان می‌دهد که کاهش مقاومت و سایر اثرات زیان‌بار با مقدار آب اختلاط مجدد اضافه شده متناسب است. بنابراین، افزودن آب بیش از حداکثر مقدار آب تعیین‌‌نسبت شده یا w/cm  ​برای جبران عدم‌کارایی باید ممنوع شود. اضافه کردن افزودنی‌های شیمیایی، به‌ویژه افزودنی پردامنه کاهنده آب ممکن است برای حفظ کارایی بسیار اثربخش باشد.

 

بتن‌ریزی و عمل‌آوری

١.٤— مفاهیم کلی

١.١.٤   الزامات دستیابی به نتایج مطلوب از بتن‌ریزی و عمل‌آوری بتن در هوای گرم تفاوتی با سایر فصل‌ها ندارد. همان ضرورت‌ها وجود دارد:

• بتن با حداقل جداشدگی و افت اسلامپ جابه‌جا و حمل‌ونقل شود؛
• بتن در جایی ریخته شود که باید مستقر شود؛
• بتن در لایه‌های کم عمق قرار گیرد تا ارتعاش لایه زیرین به‌خوبی انجام شود و زمان سپری شده بین لایه ها به حداقل برسد تا از درزهای سرد جلوگیری شود؛
• درزهای ساختمانی مشخص شده در ACI 224.3R بر روی بتن سالم و تمیز ساخته شوند؛
• عملیات پرداخت بتن و زمان‌بندی آن‌ها فقط با آمادگی بتن برای آنها، و نه چیز دیگر، هدایت شود؛ و
• عمل‌آوری به‌گونه ای انجام شود که هیچ وقت در طول دوره توصیه شده بتن فاقد رطوبت و کنترل دمای کافی نباشد تا استحکام و دوام بالقوه آن توسعه یابد.

٢.١.٤   جزئيات بتن‌ریزی، تحکیم و روش‌های عمل‌آوری در ACI 304R 308R و 309R شرح داده شده است. هدف از این فصل بیان عوامل خاص آب‌وهوای گرم است که می‌تواند بر روند عملیات و بتن به دست آمده تأثیر بگذارد و همچنین، توصیه راهکارهایی جهت جلوگیری یا جبران تأثیر عوامل آب‌وهوایی گرم است.

 

آماده‌سازی برای بتن‌ریزی و عمل‌آوری

١.٢.٤   برنامه ریزی بتن‌ریزی در هوای گرم —قبل از آغاز پروژه، باید برنامه‌هایی برای به حداقل رساندن قرارگیری بتن در شرایط نامطلوب تهیه شود. در صورت امکان، بتن‌ریزی دال‌ها باید بعد از  سازۀ سقف و دیوارها انجام شود تا مشکلات ناشی از خشک‍‌شدگی در اثر وزش باد و تابش مستقیم نور خورشید به حداقل برسد.

این اقدام همچنین شوک حرارتی ناشی از افت سریع دما به‌دلیل اختلاف دمای زیاد روز و شب یا بارش باران سرد در اوایل روز بر روی بتن گرم شده در اثر نور خورشید را کاهش می‌دهد. در شرایط آب‌وهوایی گرم می‌توان برنامه‌ریزی بتن‌ریزی در ساعت‌های غیرمعمول را توصیه کرد. توصیه‌های مربوط شامل سهولت در جابه‌جایی، بتن‌ریزی، جلوگیری از خطر انقباض خمیری و ترک‌خوردگی حرارتی می‌شود.

٢.٢.٤   آماده‌سازی برای شرایط محیطی— ضروری است که پرسنل مسئول ساخت بتن با آگاهی قبلی از   مجموعه ویژگی‌های مخرب دمای بالای هوا، نور مستقیم خورشید، بادهای خشک‌کننده و دمای بالای بتن اقدام به کار کنند. نظارت بر گزارش‌های آب‌وهوایی محلی و ثبت روزانه شرایط محل، از جمله، دمای هوا، قرارگیری در معرض خورشید، رطوبت نسبی و نوع بادهای غالب، به‌صورت محلی انجام شود.  این داده‌ها همراه با دمای پیش‌بینی‌شده یا دمای واقعی بتن، پرسنل نظارتی را از طریق مراجعه به شکل. ۵.١.٢  قادر می‌کند که اقدامات حفاظتی لازم را تعیین کنند و برای انجام آن آماده باشند. همچنین لازم است که تجهیزات اندازه‎‌گیری نرخ تبخیر مطابق با بخش ٣.١.۵ در محل موجود باشد.

٣.٢.٤   تسریع در بتن‌ریزی​—به‌منظور افزایش سرعت حمل‌ونقل، بتن‌ریزی، تحکیم و پرداخت بتن تا حد امکان آماده‌سازی‌هایی باید انجام شود.​  ​  تحویل بتن به محل کار باید طوری برنامه‌ریزی شود که بلافاصله در بدو ورود، به‌ویژه اولین نمونه، بتن‌ریزی شود. بسیاری ازبتن‌ریزی‌ها آغاز خوبی ندارند زیرا بتن قبل از آماده شدن محل کار سفارش داده شده و کنترل اسلامپ در این حساس‌ترین لحظه از دست رفته است. تمهیدات تردد در محل باید دسترسی آسان واحدهای تحویل به نقاط تخلیه بار در مسیرهای پایدار را تضمین کند. تردد سایت باید برای دور زدن سریع کامیون‌های میکسر بتن هماهنگ شود. بتن‌ریزی‌های عمده یا حیاتی باید در زمان‌هایی که بار ترافیک شهری کمتر است، برنامه‌ریزی شود.

٤.٢.٤   تجهیزات بتن‌ریزی—تجهیزات بتن‌ریزی باید از طراحی مناسب و ظرفیت کافی برای انجام کارآمد عملکردها برخوردار باشد. همه تجهیزات باید قدرت کافی برای کار داشته باشند و در شرایط عملکردی درجه یک باشند. خرابی تجهیزات یا تأخیرهایی که بتن‌ریزی را متوقف یا کند می‌کنند، می‌تواند به‌طور جدی بر کیفیت و ظاهر کار تأثیر بگذارد. باید ترتیبی اتخاذ شود که تجهیزات پشتیبان به‌سادگی در دسترس باشد. پمپ‌های بتن، در صورت استفاده، باید دارای قابلیت پمپاژ کلاس مشخص بتن از طریق طول خط و ارتفاع با سرعت موردنیاز در ساعت باشند. اگر بتن‌ریزی به‌وسیله جرثقیل و باکت انجام ‌شود، باید از باکت‌های دهانه پهن با دیواره‌های شیب‌دار استفاده شود تا تخلیه سریع و کامل محتویات باکت امکان‌پذیر باشد.

لازم است که راه‌های ارتباطی مناسب برای برقراری ارتباط بین پرسنل مسئول حمل باکت و خدمه بتن‌ریزی مهیا شود تا اطمینان حاصل شود که بتن زمانی در باکت شارژ می‌شود که خدمه بتن‌ریزی آماده استفاده از بتن بدون تاخیر باشند. بتن به‌هیچ وجه نباید قبل از بتن‌ریزی روی قالب در معرض نور خورشید و دمای بالا بقرار گیرد. برای به حداقل رساندن بهره گرمایی بتن در حین بتن‌ریزی، واحدهای تحویل، نوارهای نقاله، پمپ‌ها و خطوط پمپ باید در صورت امکان در سایه نگهداری شوند. علاوه بر این، خطوط پمپ باید سفید رنگ شوند. خطوط لوله را می‌توان با روکش کرباس مرطوب، شیلنگ مرطوب‌کننده یا وسایل مشابه خنک کرد.

 

٢.٤.۵   تجهیزات تحکیم—​ ​تجهیزات ارتعاشی و نیروی انسانی برای تحکیم بلافاصله بتن به‌محض ریختن در قالب باید به‌اندازه کافی موجود باشد. روش‌ها و تجهیزات در ACI 309R شرح داده شده است. ضروری است که تعداد کافی ویبراتور آماده‌به‌کار، حداقل یک آماده‌به‌کار در ‌ازای هر سه ویبراتور در حال استفاده  در محل تأمین شود. در سایت‌هایی که هر از گاهی برق قطع می‌شود، ژنراتورهای قابل‌حمل باید برای کار بدون وقفه ویبراتور در دسترس باشند. جدا از بد نما بودن بتن با تراکم ضعیف، تراکم ناکافی در قالب ممکن است دوام و عملکرد سازه‌ای بتن مسلح را به‌طور جدی مختل کند.

 

٢.٤.۶   آماده‌سازی برای حفاظت و عمل‌آوری بتن—​آب فراوان باید در محل پروژه برای مرطوب‌سازی بستر خاکی و همچنین برای مه‌پاشی قالب‌ها و تقویت قبل از بتن‌ریزی و در صورت لزوم برای عمل‌آوری مرطوب در دسترس باشد. نازل‌های مه‌پاش‌ باید روکشی از مه ایجاد کنند. نباید به‌جای آن‌ها از نازل‌های شیلنگ باغبانی معمولی استفاده کرد، زیرا بیش از حد موردنیاز آب‌پاشی می‌کنند و برای بتن‌ریزی مناسب نیستند. واشرهای فشار با اتصال نازل مناسب می‌تواند وسیله‌ای مناسب برای مه‌پاشی در کارهای کوچک‌تر باشد. مواد و وسایلی برای نصب بادشکن‌ها و سایه‌های موقت، در صورت لزوم، برای محافظت در برابر بادهای خشک‌کننده و نور مستقیم خورشید باید در دسترس باشد.

ورق‌های پلاستیکی یا ترکیبات قابل‌پاشش برای به‌کارگیری پوشش‌های موقت نگهدارنده رطوبت باید در دسترس باشد تا تبخیر ناشی از سطح صاف بین گذر‌های پرداخت بتن را کاهش دهد. اچنانچه بتن ریخته شده در شرایط آب‌وهوایی گرم در معرض افت سریع دما قرار گیرد، جهت حافظت از بتن در برابر انقباض حرارتی باید محافظت حرارتی اعمال شود.  در پایان، مصالح عمل‌آوری باید به‌آسانی در محل پروژه موجود باشد تا امکان حافظت سریع از تمام سطوح در برابر خشک‌شدگی زودرس پس از اتمام بتن‌ریزی  فراهم شود.

​٧.٢.٤   آماده‌سازی اقدامات جانبی​— به دلیل گیرش و سخت‌شدگی سریع‌تر​ بتن در هوای گرم، زمان‌بندی عملیات پایانی مختلف مانند درزهای برش اره و اعمال کندگیرکننده‌های سطحی بسیار اهمیت دارد؛ بنابراین، این عملیات باید از قبل برنامه‌ریزی شود. برای اره کردن به‌موقع مفصل‌های انقباضی در سطح‌ صاف باید برنامه‌ریزی کرد تا ترک‌خوردگی ناشی از تنش‌های کششی بیش از اندازه به حداقل برسد.

به‌طور معمول، درزهایی که با استفاده از فرایند مرطوب یا خشک معمولی بریده می‌شوند، ظرف٤ تا ١٢ساعت پس از اتمام دال ساخته می‌شوند (٤ ساعت در هوای گرم تا ١٢ ساعت در هوای سرد). برای اره‌های برش خشک با ورود زودهنگام، دوره انتظار اغلب از١ ساعت در هوای گرم تا ٤ ساعت در هوای سرد متغیر است ACI 302.1R).).

 

بتن‌ریزی و پرداخت

٤.٣.١   اطلاعات عمومی—سرعت بخشیدن به بتن‌ریزی و پرداخت بتن ​مشکلات آب‌وهوای گرم را از به‌طور عمده کاهش می‌دهد. تأخیرها افت اسلامپ را افزایش می‌دهند و برای جبران آن به افزودن آب نیاز هست. عملیات پرداخت بتن باید زمانی که بتن برای آن آماده است به‌سرعت انجام شود. بتن‌ریزی نباید سریع‌تر از زمانی که بتن به‌درستی تحکیم و پرداخت شود، رخ دهد. اگر سرعت بتن‌ریزی با نیروی کار و تجهیزات موجود هماهنگ نباشد، کیفیت کار با درزهای سرد، تحکیم ضعیف و سطح ناهموار لطمه می‌خورد.

٤.٣.٢   بتن‌ریزی بتن قالب گرفته— در هوای گرم، اغلب لازم است که بتن‌ریزی در لایه‌های کم‌عمق‌تر نسبت به لایه‌های به‌کار رفته در آب‌وهوای معتدل انجام ‌شود تا از پوشش لایه زیرین در حالی که هنوز به‌راحتی به ارتعاش پاسخ می‌دهد، اطمینان حاصل شود. وقفه بین بتن‌ریزی دیوارهای یکپارچه و عرشه در هوای گرم بسیار کوتاه می‌شود. می‌توان این وقفه را با استفاده درست از کندگیرکننده‌ها طولانی‌تر کرد.

٤.٣.٣   بتن‌ریزی سطح صاف— در هنگام نهشت ​بتن برای سطح صاف روی زمین، بستر خاکی باید مرطوب و در عین حال عاری از آب ساکن و نقاط نرم باشد. در بتن‌ریزی انواع دال‌های بتنی در هوای گرم، ممکن است محدود کردن عملیات به یک منطقه کوچک لازم باشد و به همین ترتیب، ادامه دادن در جبهه‌ای که دارای حداقل سطح در معرض است و باید بتن به آن اضافه شود. برای خنک کردن هوا، پیش‌خنک کردن فوری هر گونه قالب و فولاد و کاهش تبخیر سریع از سطح بتن، قبل و بعد از هر عملیات پرداخت، استفاده از نازل مه‌پاش ضروری است.

از به‌کارگیری مفرط مه (که ممکن است سطح بتن تازه را بشوید یا باعث چسبیدن آب اضافی به آرماتور یا ماندن آب روی سطح بتن در هنگام شناوری و  ماله‌کشی شود) باید خودداری کرد. سایر شیوه‌های برطرف کردن افت رطوبت عبارتند از: گستردن و برداشتن ورقه‌های نفوذناپذیر یا استفاده از لایه‌های (تک‌مولکولی) قابل‌پاشش نگهدارنده رطوبت یک یا چند بار، در صورت نیاز، بین چند عملیات مختلف پرداخت بتن.

پرداخت سطح صاف باید پس از رفع درخشندگی سطح لایه (تک‌مولکولی) آغاز شود. این محصولات نباید به‌عنوان کمک‌کننده در پرداخت بتن استفاده شوند یا روی سطح کار شوند زیرا ممکن است دوام بتن کاهش یابد. برای اطلاع از نحوه مصرف صحیح و دوز مناسب با سازنده محصول تماس بگیرید. ممکن است این روش‌ها به‌دلیل کاهش سرمایش تبخیری باعث افزایش جزئی دمای بتن در بتن‌ریزی شود.  به‌طور کلی، مزایای حاصل از کاهش تبخیر رطوبت پراهمیت‌تر از افزایش دمای بتن درجا است (برهانه[18] ١٩٨٤).

٤.٣.٤   ترک‌های جمع‌شدگی پلاستیکی— بدون محافظت در برابر​​ اتلاف رطوبت، ممکن است ترک‌های جمع‌شدگی پلاستیکی رخ دهد، همان طور که در بخش ۵.١.٢ توضیح داده شده است. در بتن‍ریزی‌های به‌نسبت گسترده،  بازلرزش قبل از شناوری گاهی می‌تواند این نوع ترک‌خوردگی را مسدود کند. قبل از رسیدن بتن به گیرش نهایی، ترک‌ها را اغلب می‌توان با ضربه زدن به سطح در هر طرف ترک به‌وسیله شناور مسدود کرد. سپس ناحیه آسیب دیده دوباره ماله‌کشی می‌شود تا سطح پرداخت تراز شود.

ماله کشیدن بر دوغاب ریخته شده روی شکاف‌ها به‌تنهایی هیچ اثر پایداری ندارد زیرا اگر ترک‌ها به طور کامل بسته نشوند و برای جلوگیری از تبخیر بلافاصله پوشانده نشوند، به‌احتمال زیاد دوباره ظاهر می‌شوند.

عمل‌آوری و حفاظت

٤.٤.١    اطلاعات عمومی—پس از اتمام عملیات بتن‌ریزی و پرداخت​، تلاش برای حفاظت از بتن در برابر درجه حرارت بالا، نور مستقیم خورشید، رطوبت کم و خشک‌شدگی ناشی از وزش باد باید همچنان ادامه داشته باشد.  در صورت امکان، کار باید در شرایط دمای یکنواخت معتدل نگهداری شود تا دوام بالقوه بتن به‌طور کامل توسعه یابد. دماهای اولیۀ بالا در عمل‌آوری در مقایسه با درجه حرارت‌های بالا حین بتن‌ریزی  برای مقاومت نهایی بتن بسیار زیان‌آورتر هستند (بلوم ١٩۵٤؛ بارنس[19] و همکاران١٩٧٧؛ گینور و همکاران١٩٨۵). روش‌های حفاظت از خشک‌شدگی سطوح روباز باید به‌سرعت با پوشش کافی آغاز شود و بدون وقفه ادامه یابد.

عدم‌موفقیت در انجام این کار ممکن است منجر به جمع‌شدگی و ترک‌خوردگی مفرط شود و استحکام و دوام سطح بتن را مختل کند. عمل‌آوری باید حداقل تا 7 روز اول ادامه یابد. اگر در این مدت تغییری در روش عمل‌آوری ایجاد شد، این کار باید فقط پس از ٣ روزگی بتن انجام شود. نباید اجازه داد سطح بتن در حین انتقال خشک شود. روش‌های مختلف عمل‌آوری در ACI 308R شرح داده شده است. بتن همچنین باید در برابر انقباض حرارتی ناشی از افت سریع دما، به‌ویژه در٢٤ ساعت اول محافظت شود.

این نوع ترک‌خوردگی اغلب با نرخ خنک‌کنندۀ بیش از۵ درجه فارنهایت (٣ درجه سانتی‌گراد) در ساعت یا بیش از۵٠ درجه فارنهایت (٢٨ درجه سانتی‌گراد) در یک دوره ٢٤ ساعته برای بتن با حداقل ابعاد کمتر از حدود ١٢ اینچ (٣٠٠ میلی‌متر)همراه است. بتن در معرض سرمایش سریع دارای ظرفیت کرنش کششی کمتری است و نسبت به بتنی که با سرعت کمتری خنک شده بیشتر مستعد ترک‌خوردگی است (ACI 207.4R).

الگوهای آب‌وهوای گرم که به‌طور حتم  باعث ترک‌خوردگی حرارتی می‌شود شامل اختلاف‌های شدید دمای روز و شب و باران سرد است. در این شرایط، بتن باید با قرار دادن چندین لایه کاغذ ضد آب بر روی آن یا با استفاده از سایر روش‌های عایق‌کاری  و مصالح  توضیح داده شده در ACI 306R محافظت شود.

 

٤.٤.٢   عمل‌آوری مرطوب سطح صاف—از بین روش‌های مختلف​ عمل‌آوری، ​عمل‌آوری مرطوب بهترین روش برای ایجاد مقاومت در بتن و به حداقل رساندن انقباض ناشی از خشک‌شدگی است. می‌توان این روش را از طریق حوضچه‌سازی، پوشاندن بتن با ماسه تمیز که به طور مداوم مرطوب نگه داشته می‌شود یا آبیاری بارانی مستمر انجام داد. این روش به آب‌رسانی کافی و دفع رواناب نیاز دارد. هنگام استفاده از آب‌پاشی، باید مراقب بود که فرسایش سطح رخ ندهد.

روشی کاربردی‌‌تر برای عمل‌آوری مرطوب در واقع، پوشاندن بتن پیش‌خیس شده با روکش نفوذ ناپذیر یا استفاده از حصیرهای جذب‌کننده یا پارچه‌ای که به‌طور مداوم با شیلنگ خیس‌کننده یا وسایل مشابه مرطوب نگه داشته می‌شود، می‌تواند باشد. پوشش‌های مناسب در ACI 308R شرح داده شده است. این مواد باید همیشه در تماس با سطح بتن باشند. باید از چرخه‌های متناوب خیس‌کننده و خشک‌کننده اجتناب شود، زیرا ممکن است منجر به ترک‌خوردگی الگو شود. دمای آب مورد استفاده برای عمل‌آوری باید تا حد ممکن به دمای بتن نزدیک باشد تا از شوک حرارتی جلوگیری شود.

 

٤.٤.٣   عمل‌آوری غشایی سطح صاف— استفاده از ترکیب‌های غشاساز مایع عملی‌ترین روش عمل‌آوری در زمانی است که شرایط کار برای عمل‌آوری مرطوب مساعد نیست. غشا اتلاف رطوبت بتن را محدود می‌کند، در نتیجه باعث ایجاد استحکام، دوام و مقاومت سایشی در سطح صاف می‌شود. در سطح‌های بتنی در معرض خورشید باید از ترکیب‌های رنگدانه سفید بازتابنده گرما استفاده کرد. ظرفیت نگهداشت رطوبت بین انواع محصولات بسیار متفاوت است.

برای استفاده در شرایط آب‌وهوایی گرم، موادی باید انتخاب شود که رطوبت را بهتر از آنچه مدنظر ASTM C 309 است، حفظ کند. ASTM C 309 اتلاف رطوبت را در یک دورۀ 72 ساعته   تا سقف ٩ پوند / یارد مکعب (۵۵/٠ کیلوگرم / متر​مکعب) محدود می‌کند، در شرایطی که آزمایش مطابق با ASTM C 156 انجام شده است. برخی آژانس‌ها طیف محدودتری از اتلاف رطوبت، یعنی تا سقف ٣٩/٠ کیلوگرم / متر مربع​​ در یک دوره ٧٢ ساعته تعیین کرده اند. به‌کارگیری مواد نگهدارنده رطوبت در سطح صاف باید بلافاصله پس از محو شدن درخشندگی آب سطحی، پس از پاس پرداخت نهایی، آغاز شود.

هنگام استفاده از پاشش، نازل‌های اسپری باید به‌اندازه کافی نزدیک سطح نگه داشته شوند یا قرار گیرند تا از میزان صحیح کاربرد اطمینان حاصل شود و از پراکندگی در اثر وزش باد جلوگیری شود. پاشش دستی باید در دو پاس باشد و پاس دوم در زاویه مستقیم پاشش اول قرار گیرد. اکثر ترکیب‌های عمل‌آوری نباید در سطحی به کار رود که بتن اضافی یا مصالح دیگر قرار است به آن چسبانده شود، مگر اینکه مواد عمل‌آوری مقاومت اتصالی را کاهش ندهد یا مادامی که از زدودن مواد عمل‌آوری قبل از ساخت چسبیده بعدی اطمینان حاصل شود.

 

٤.٤.٤   عمل‌آوری بتن در قالب- قالب‌ها باید ​پوشانده شده و در طول زمان عمل‌آوری اولیه، به‌طور مداوم، مرطوب نگه داشته شوند. بتن قالب‌گیری شده به دسترسی سریع به رطوبت بیرونی کافی برای عمل‌آوری به‌منظور ایجاد مقاوت نیاز دارد. این موضوع به‌ویژه در هنگام استفاده از بتن با مقاومت بالا دارایw/cm  کمتر از حدود ​٤٠/٠ بسیار اهمیت دارد (ACI 363R). به‌محض این که بتوان آزادسازی قالب‌ها را بدون آسیب رساندن به بتن انجام داد، قالب‌ها باید شل شوند تا امکان ورود آب عمل‌آوری به داخل آنها فراهم شود.

احتمال ترک‌خوردگی زمانی که بتن از یک دمای اوج بالا به‌سرعت سرد شده و از انقباض آن خودداری می‌شود، وجود دارد.  در عضوهای عظیم‌تر و زمانی که افزایش دمای داخلی با شیوه‌های موجود قابل کنترل نیست، باید از بتن محافظت حرارتی کرد تا به‌تدریج با سرعتی خنک شود که منجر به ترک‌خوردگی بتن نشود. پس از برداشتن قالب، سوراخ‌های کلاف قالب را می‌توان پر کرد و هرگونه ترمیم ضروری را با برداشتن پوشش قسمت کوچکی از بتن درهر بار می‌توان انجام داد.

اقدامات ترمیمی باید در چند روز اول پس از قالب‌برداری به پایان برسد تا ترمیم‌ و پرکردن سوراخ‌های کلاف بتواند با احاطۀ بتن‌های مجاور به‌خوبی عمل کند. در پایان زمان عمل‌آوری (حداقل زمان باید ٧ روز باشد، در حالی که ١٠روز بهتر است)، پوشش باید چند روز بدون خیس شدن در محل باقی بماند (٤ روز پیشنهاد می‌شود) تا سطح بتن به‌آرامی خشک شود و کمتر در معرض ترک‌خوردگی انقباض سطح قرار گیرد. اثرات خشک‌شدگی را همچنین می‌توان با استفاده از ماده عمل‌آوری قابل پاشش در پایان زمان عمل‌آوری مرطوب به حداقل رساند.

 

آزمایش و بازرسی

۵.١—آزمایش

۵.١.١   نمونه بتن تازه باید آزمایش شود و نمونه‌ها مطابق با استانداردهای کاربردی ASTM تهیه شوند.  یک تکنسین بتن دارای مجوز ACI باید آزمایش‌ها را انجام دهد. نمونه باید تا حد امکان نمایانگر استحکام بالقوه و سایر خواص بتن به‌هنگام تحویل باشد. درجه حرارت بالا، رطوبت نسبی پایین و بادهای خشک‌کننده به‌ویژه برای نمونه بتن تازه‌ای که برای ساخت نمونه‌های آزمایشیو قالب‌گیری به کار می‌رود، زیان‌آور است. رها کردن نمونه بتن تازه در معرض خورشید، باد یا هوای خشک نتیجه آزمایش را بی‌اعتبار می‌کند.

۵.٢.١   گاهی اوقات لازم است که در هوای گرم، تعداد ​آزمایش‌های بیشتری برای اسلامپ، مقدار هوا، دمای محیط و بتن، رطوبت نسبی و وزن مخصوص در مقایسه با شرایط عادی انجام شود.

۵.٣.١   نرخ تبخیر مهم‌ترین عامل تأثیرگذار بر سن انقباض خمیری است که می‌توان از طریق شکل. ۵.١.٢  با ​دمای غالب، رطوبت نسبی و سرعت باد آن را تخمین زد. نرخ تبخیر را می‌توان با آب تبخیرشونده از تشت تبخیر به مساحت حدود ١ فوت مربع
(٠٩٣/٠ متر مربع)  بسیار دقیق‌تر تعیین کرد. تشت پر از آب می‌شود و جرم هر ١۵ تا ٢٠ دقیقه مشخص می‌شود تا نرخ تبخیر مشخص شود که برابر از اتلاف جرم آبی از تشت است. بیلان حداقل ظرفیت۵/۵ پوند (٢۵٠٠گرم) رضایت‌بخش است.

 

۵.٤.١   باید به حفاظت و عمل‌آوری نمونه‌های آزمایش مقاومت که به‌عنوان مبنای پذیرش بتن استفاده می شود، توجه ویژه‌ای داشت.  نمونه‌های آزمایشی با توجه به اندازه کوچک آنها نسبت به اکثر قسمت‌های سازه بسیار سریع‌تر تحت تأثیر تغییرات دمای محیط قرار می‌گیرند. مطابق با ASTM C 31/C 31M، در هوای گرم تلاش بیشتری برای نگهداری نمونه‌های آزمایش مقاومت در دمای ۶٠ تا ٨٠ درجه فارنهایت (١۶ تا ٢٧ درجه سانتی‌گراد) و جلوگیری از اتلاف رطوبت در طول زمان عمل‌آوری اولیه نیاز است.

در صورت امکان، باید برای نمونه‌ها پوشش غیرقابل‌نفوذ تهیه شود و بلافاصله پس از قالب‌گیری، در محل کار با درجه حرارت کنترل شده قرار گیرند. در صورت نگهداری در فضای آزاد، باید از قرار گرفتن در معرض نور خورشید اجتناب شود و از اثر خنک‌کنندگی آب تبخیر شونده برای کمک به تأمین شرایط  عمل‌آوری موردنظر استفاده شود. روش‌های زیر برای قالب‌های آزمایش غیرقابل جذب بسیار کاربردی است:

• قرار دادن در ماسه مرطوب. باید از ماسه در شرایط مرطوب به‌طورمداوم مراقبت شود (برای قالب‌های کم‌دوام استفاده نشود)؛
• با کرباس مرطوب پوشانده شود. باید مراقب بود که کرباس در شرایط مرطوب و بدون تماس با بتن حفظ شود؛
• مه‌پاشی مستمر. باید از وقفه در مه‌پاشی جلوگیری شود؛ و
• غوطه‌ور شدن کامل در آب (برای قالب‌های کم‌دوام استفاده نشود). می‌توان نمونه‌ها را بلافاصله پس از قالب‌گیری در آب آهک اشباع شده غوطه‌ور کرد. از آنجا که نمونه‌ها با سیمان هیدرولیک که زیر آب سخت می‌شود تهیه شده‌اند، نیازی نیست سیلندرهای نمونه با درپوش پوشانده شود، اما اغلب به‌عنوان یک اقدام پیشگیرانه برای جلوگیری از آسیب خارجی به کار می‌روند.

 

۵.١.۵   قالب‌ها نباید از نوع بالقوه نفوذپذیر باشند که ​در تماس با رطوبت یا هنگام غوطه‌ور شدن در آب منبسط شود. قالب‌ها باید مطابق با الزامات ASTM C 470 باشند. پوشاندن قسمت بالایی سیلندر آزمایش قالب‌گیری شده با درپوش یا صفحه در هوای گرم به‌تنهایی برای جلوگیری از اتلاف رطوبت و حفظ دمای اولیه موردنیاز عمل‌آوری کافی نیست. در حین انتقال به تأسیسات آزمایشی، نمونه‌ها باید مرطوب نگه داشته شوند و همچنین محافظت شده و با دقت جابه‌جا شوند.   نمونه‌ها سپس باید در شرایط مرطوب در دمای٢±٧٣ درجه فارنهایت ٧/١± ٢٣ درجه سانتی‌گراد) تا زمان آزمایش نگهداری شوند.

 

۵.١.۶   می‌توان ​نمونه‌هایی علاوه بر نمونه‌های موردنیاز برای پذیرش در محل کار تهیه و عمل‌آوری کرد تا به تعیین زمان برداشتن قالب‌ها، زمان برداشتن شمع‌بندی‌ها و زمان بتن‌ریزی در سرویس کمک‌ کند. چنانچه نمونه‌های مورد استفاده برای این هدف‌ در مکانی یکسان و تا حد ممکن تحت شرایط عمل‌آوری مشابه، عمل‌آوری نشوند، نتیجه آزمایش‌ها می‌تواند گمراه‌کننده باشد. روش‌های آزمایشی جایگزین برای تعیین مقاومت بتن درجا در ASTM C 900 و ASTM C 918 شرح داده شده است.

 

بازرسی

۵.١.٢   جزئیات متعددی که باید در ساخت بتن مورد توجه قرار گیرد در ACI 311.1R و 311.4R شرح داده شده است. اثرات خاص هوای گرم بر عملکرد بتن و اقدامات احتیاطی که باید برای به حداقل رساندن اثرات نامطلوب انجام شود پیش از این مورد بحث قرار گرفته است. برای اطمینان از رعایت این موارد احتیاطی و روش‌های مکمل، بازرسی از پروژه بتن الزامی است. بازرسی مناسب همچنین برای تأیید و مستندسازی مطابقت با استاندارد ضروری است. نیاز به اقداماتی از قبیل آب‌پاشی قالب‌ها و بستر خاکی، خنک کردن بتن، تهیه سایه‌بان، صفحه‌های محافظ باد، مه‌پاشی و موارد مشابه و به حداقل رساندن تأخیر در بتن‌ریزی و عمل‌آوری باید پیش‌بینی شود.

 

۵.٢.٢   دمای هوا، دمای بتن ASTM C 1064))، شرایط عمومی آب‌وهوا (صاف، ابری)، سرعت باد، رطوبت نسبی و نرخ تبخیر باید در بازه‌های زمانی مکرر ثبت شود. علاوه بر این، موارد زیر باید در جریان کار ثبت و شناسایی شوند تا شرایط مربوط به هر بخش از ساخت بتن در کارهای آتی مشخص شود:

• کل آب اضافه شده به مخلوط با زمان اختلاط مربوط ؛
  • زمان نمونه‌گیری، زمان شروع تخلیه و زمان تکمیل تخلیه؛
  • دمای بتن در زمان تحویل و بعد از بتن‌ریزی؛
  • بررسی ظاهر بتن در زمان تحویل و پس از بتن‌ریزی در قالب‌ها؛
  • اسلامپ بتن هنگام تحویل؛
  • اسلامپ بتن هنگام تخلیه؛ و
    • محافظت و عمل‌آوری:
    • روش کار،
    • زمان کاربرد،
    • سرعت کاربرد،
    • ظاهر بصری بتن و
    • مدت عمل‌آوری.

مشاهده‌ها باید در گزارش‌های دائمی پروژه لحاظ شود.

 

استانداردها و گزارش‌های مرجع

اسناد سازمان‌های مختلف تولید کننده استاندارد که در این سند به آنها اشاره شده است در زیر به‌همراه شناسه سریال آنها ذکر شده اند.

مؤسسه بتن امریکا

116R                        واژگان سیمان و بتن

201.2R                   راهنماي ساخت بتن بادوام

207.1R                    بتن حجیم

207.2R                    تأثیر گیرداری، تغییر حجم و تقویت‌کننده بر ترک‌خوردگی بتن حجیم

207.4R                    سیستم‌های خنک‌کننده و عایق‌بندی برای بتن حجیم

211.1R                    استاندارد تعیین‌نسبت بتن معمولی، سنگین‌ و حجیم

211.2                       استاندارد تعیین‌نسبت بتن سازه‌‍‌ای سبک

211R                       راهنمای استفاده از سنگدانه‌های‌ با وزن معمولی در بتن

212.3R                    افزودنی‌های شیمیایی بتن

221R                       راهنمای استفاده از سنگدانه‌های‌ با وزن معمولی در بتن

223R                        استاندارد استفاده ازبتن جبران‌کننده انقباض

224R                       کنترل ترک‌خوردگی در سازه‌های بتنی

224.3R                     درزها در سازه بتنی

225R                      راهنمای انتخاب و استفاده از سیمان هیدرولیک

226.3R                     استفاده از خاکستر بادی در بتن

234R                        راهنمای استفاده از میکروسیلیس در بتن

301                          مشخصات بتن سازه‌ای برای ساختمان‌ها

302.1R                    راهنمای ساخت کف و دال بتنی

304R                       راهنمای اندازه‌گیری، اختلاط، حمل و بتن‌ریزی

306R                        بتن‌ریزی در هوای سرد

308R                       استاندارد عمل‌آوری بتن

309R                      استاندارد تحکیم بتن

311.1R/                    آیین‌نامه بازرسی بتن

(SP-2)

311.4R                   راهنمای برنامه‌های بازرسی بتن

318R 318/              آئين نامه الزامات بتن سازه‌ای و تفسیر

 

363R                       گزارش در مورد بتن با مقاومت بالا

E4-96                     افزودنی‌های شیمیایی و هواساز در بتن

 

 

ASTM بین المللی

C 31/C 31M            استاندارد ساخت و عمل‌آوري نمونه‌هاي آزمايشگاهي در کارگاه

C 156                     روش آزمون استاندارد برای نگهداشت رطوبت با استفاده از مواد عمل‌آوری بتن

 

C 172                     استاندارد نمونه‌گیری از بتن تازه مخلوط شده

C 192                    استاندارد ساخت و عمل‌آوري نمونه‌هاي آزمايشگاهي در آزمایشگاه

C 309                      مشخصات استاندارد مواد تشكيل دهنده غشا مايع براي عمل‌آ‌وري بتن

C 494                      مشخصات استاندارد افزودنی‌های شیمیایی بتن

C 595                      مشخصات استاندارد سيمان‌هاي هیدرولیک آميخته

C 618                      مشخصات استاندارد خاكستر بادي و پوزولان طبيعي خام یا تكليس شده

برای استفاده به‌عنوان افزودنی معدنی در بتن با سیمان پرتلند

C 989                      مشخصات استاندارد سرباره خرد شده كوره بلند براي استفاده در بتن و ملات ها

C 1017                   مشخصات استاندارد افزودنی‌های شیمیایی مورد استفاده در ساخت بتن روان

C 1064                    روش آزمون استاندارد برای دمای بتن تازه مخلوط شده با سیمان پرتلند

STP 169 C             اهمیت آزمایش‌ها و خواص بتن و مصالح بتنی، 1994, 571 pp

 

 

این مقاله‌ها از طریق سازمان‌های زیر قابل دسترسی هستند:

American Concrete Institute

P.O. Box 9094

Farmington Hills, Mich. 48333-9094

ASTM International

100 Barr Harbor Drive

West Conshohocken, Pa. 19428

 

 

 

 

 

٢.۶—منابع ذکرشده

American Concrete Institute, 1996, “Practitioner’s Guide to Hot Weather Concreting,” ACI PP-1.

Barnes, B. D.; Orndorff, R. L.; and Roten, J. E., 1977, “Low Initial Curing Temperature Improves the Strength of

Concrete Test Cylinders,” ACI JOURNAL, Proceedings V. 74, No. 12, Dec., pp. 612-615.

Berhane, Z., 1984, “Evaporation of Water from Fresh Mortar and Concrete at Different Environmental Conditions,”

ACI JOURNAL, Proceedings V. 81, No. 6, Nov.-Dec., pp. 560-565.

Bloem, D., 1954, “Effect of Curing Conditions on Compressive Strengths of Concrete Cylinders,” Publication No.

              53, National Ready Mixed Concrete Association, Dec., 15 pp.

Cebeci, O. Z., 1986, “Hydration and Porosity of Cement Paste in Warm and Dry Environment,” 8th International

              Congress on the Chemistry of Cement, Rio de Janeiro, V. III, pp. 412-416; 423-424.

Cebeci, O. Z., 1987, “Strength of Concrete in Warm and Dry Environment,” Materials and Structures, Research and

               Testing (RILEM, Paris), V. 20, No. 118, July pp. 270-272.

Collepardi, M.; Corradi, M.; and Valente, M., 1979, “Low-Slump-Loss Superplasticized Concrete,” Transportation

               Research Record 720, Transportation Research Board, Washington, D.C., Jan., pp. 7-12,

Gaynor, R. D.; Meininger, R. C.; and Khan, T. S., 1985, “Effects of Temperature and Delivery Time on Concrete

Proportions,” Temperature Effects on Concrete, STP-858, ASTM, Philadelphia, pp. 68-87.

Guennewig, T., 1988, “Cost-Effective Use of Superplasticizers,” Concrete International: Design & Construction, V. 10, No. 3, Mar., pp. 31-34.

Hampton, J. S., 1981, “Extended Workability of Concrete Containing High-Range Water-Reducing Admixtures in Hot Weather,” Developments in the Use of Superplasticizers, SP-68, V. M. Malhotra, ed., American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., pp. 409-422.

Klieger, P., 1958, “Effect of Mixing and Curing Temperature on Concrete Strength,” ACI JOURNAL, Proceedings V. 54,

No. 12, June, pp. 1063-1081. Also, Research Department Bulletin 103, Portland Cement Association.

Lee, M., 1987, “New Technology in Concrete Cooling,” Concrete Products, V. 89, No. 7, July, pp. 24-26, 36.

Lerch, William, 1957, “Plastic Shrinkage,” ACI JOURNAL, Proceedings, V. 53, No. 8, Feb., 797-802.

Mentha, P. K., 1986, “Concrete Structure, Properties and Materials”, pp. 56-57

Mittelacher, M., 1985, “Effect of Hot Weather Conditions on the Strength Performance of Set-Retarded Field Concrete,”

               Temperature Effects on Concrete, STP 858, ASTM, Philadelphia, pp. 88-106.

Mittelacher, M., 1992, “Compressive Strength and The Rising Temperature of Field Concrete,” Concrete International,

V.14, No.12, Dec., pp 29–33.

National Ready Mixed Concrete Association, 1962, “Cooling Ready Mixed Concrete,” Publication No. 106, Silver

Spring, June, 7 pp.

Olivieri, E., and Martin, I., 1963, “Curing of Concrete in Puerto Rico,” Revista, Colegio de Agricultura y Artes

Mecanicas, Universidad de Puerto Rico, Mayaguez.

Portland Cement Association, 1992, “Design And Control of Concrete Mixtures,” Thirteenth Edition, p. 80.

Ravina, D., 1984, “Slump Loss of Fly Ash Concrete,” Concrete International: Design & Construction, Proceedings, V. 6, No. 4, Apr., pp. 35-39.

Ravina, D., and Shalon, R., 1968a, “Shrinkage of Fresh Mortars Cast under and Exposed to Hot Dry Climatic Conditions,”

               Proceedings, Colloquium on Shrinkage of Hydraulic Concrete, RILEM/Cembureau, Paris, V. 2, (published by Instituto Eduardo Torroja, Madrid).

Ravina, D., and Shalon, R., 1968b, “Plastic Shrinkage and Cracking,” ACI JOURNAL, Proceedings V. 65, No. 4, Apr.,

291. 282-291.

Shilstone J., Sr., and Shilstone J., Jr., 1993, “High-Performance Concrete Mixtures For Durability,” High-Performance

               Concrete in Severe Environments, SP–140, P. Zia, ed. American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich.,

305. 281-305.

Tuthill, L. H., and Cordon, W. A., 1955, “Properties and Uses of Initially Retarded Concrete,” ACI JOURNAL, Proceedings

286. 52, No. 3, Nov., pp. 273-286.

U.S. Bureau of Reclamation, 1952, “Effect of Initial Curing Temperatures on the Compressive Strength and Durability

of Concrete,” Report No. C-625, Denver, 7 pp.

U.S. Bureau of Reclamation, 1975, Concrete Manual, 8^th Edition., Denver, 627 pp.

Verbeck, G. J., and Helmuth, R. H., 1968, “Structure and Physical Properties of Cement Pastes,” Proceedings, Fifth

International Symposium on the Chemistry of Cement, Tokyo, V. III, pp. 1-32.

Yamamoto, Y. and Kobayashi, S., 1986, “Effect of Temperature on the Properties of Superplasticized Concrete,” ACI JOURNAL, Proceedings V. 83, No. 1, Jan-Feb., pp. 80-87.

 

 

 

پیوست ١- تخمین دما

—معادلات برآورد دمای  (T)  بتن تازه مخلوط شده در زیر نشان داده شده است.

Ta        = دمای سنگدانه

Tc        = دمای سیمان

Tw       = دمای آب اختلاط نمونه‌گیری شده از ذخیره معمول حذف کننده یخ

Ti         = دمای یخ. (توجه: فرض می‌شود که دمای آب آزاد و جذب شده در سنگدانه مشابه دمای سنگدانه است.‌ (

) همه دماها فارنهایت یا سانتی‌گرد هستند.)

Wa      = جرم خشک سنگدانه

Wc       = جرم سیمان

Wi       = جرم یخ

Ww      = جرم نمونه آب اختلاط

Wwa   = جرم رطوبت آزاد و جذب شده در سنگدانه در Ta. (توجه: همه جرم‌ها برحسب پوند یا کیلوگرم هستند.)

 

A2—Eq. (A-2) و (A-3) برای تخمین دمای ​بتن با یخ در واحدهای معمولی یا SI ایالات متحده فرض کنید که یخ در نقطه ذوب خود است. یک روش دقیق تر استفاده از معادله است. (A-4) یا (A-5) که شامل درجه حرارت یخ است.

 

 

پیوست ٢- روش‌های خنک‌کننده بتن تازه

چکیده محدود به توصیف روش‌های مناسب برای بیشترین کاربردهای سازه‌ای بتن است. روش‌های خنک کردن بتن حجیم در ACI 207.4R شرح داده شده است.

B1—خنک‌ کردن با آب اختلاط سرد

بتن را می‌توان با استفاده از آب اختلاط سرد تا حد متوسط خنک کرد. حداکثر کاهش دمای بتن قابل دستیابی حدود ١٠ درجه فارنهایت (۶ درجه سانتی‌گراد) است. مقدار آب سرد نمی‌تواند از حد نیاز آب اختلاط فراتر رود که این وضعیت به میزان رطوبت سنگدانه‌ها و نسبت‌های اختلاط بستگی دارد.

این روش شامل سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی در تجهیزات برودتی مکانیکی و ذخیره آب عایق به اندازه کافی برای میزان تولید ساعتی و روزانه  پیش‌بینی شده بتن سرد می شود. سیستم‌های موجود شامل سیستم مبتنی بر فناوری پمپ حرارتی است که هم برای سرمایش و هم برای گرمایش بتن قابل استفاده است. جدا از هزینه نصب اولیه، به نظر می‌رسد این سیستم با کمترین هزینه سیستم های موجود برای خنک کننده آب اختلاط، خنک کننده را ارائه می‌دهد.

B2—مایع نیتروژن خنک‌کننده آب اختلاط

آب اختلاط را می‌توان به سرعت از طریق تزریق مایع نیتروژن به داخل مخزن نگهدارنده عایق خنک کرد. سپس آب سرد شده روی نمونه پخش می شود. به‌طور متناوب، ممکن است آب اختلاط با تزریق نیتروژن مایع به جریان آب اختلاط در حین تخلیه درون میکسر به برفک یخ تبدیل شود. این سیستم خنک‌کنندگی را تا ٢٠ درجه فارنهایت (١١ درجه سانتی‌گراد) امکان پذیر می‌کند.

نسبت یخ به آب در برفاب باید به گونه‌ای تنظیم شود که دمای موردنظر بتن را تولید کند. نصب این سیستم مستلزم ذخیره آب اختلاط عایق‌بندی شده، مخزن تأمین نیتروژن، کنترل نمونه و تجهیزات کمکی است. جدا از هزینه‌های نصب، هزینه‌های عملیاتی نیز مربوط به استفاده از نیتروژن مایع و هزینه اجاره مخزن تأمین کننده نیتروژن وجود دارد. این روش با تزریق مستقیم نیتروژن مایع به بتن مخلوط  شده که در B4 توضیح داده شده، متفاوت است.

 

B3—خنک کردن بتن با یخ

بتن را می‌توان با استفاده از یخ در بخشی از آب اختلاط خنک کرد. مقدار خنک‌کنندگی با مقدار آب اختلاط موجود برای جایگزینی یخ محدود می‌شود. برای اکثر بتن‌ها، حداکثر کاهش دما حدود ٢٠  درجه فارنهایت (١١ درجه سانتی‌گراد) است. برای تعیین نسبت درست، یخ باید وزن شود. خنک کردن با یخ بلوک شامل استفاده از دستگاه سنگ شکن/اسلینگر است که می‌تواند تکه‌های یخ را به‌خوبی خرد کند و در مخلوط کن بدمد.

مانع اصلی در استفاده از یخ بلوک در بسیاری از مناطق، عرضه ناکافی است. هزینه‌های استفاده از یخ بلوک عبارتند از: هزینه یخ شامل حمل‌و‌نقل، ذخیره‌سازی در یخچال، تجهیزات جابه‌جایی و خرد کردن، نیروی کار اضافی و در صورت لزوم، وسایلی برای وزن کردن یخ. جایگزین استفاده از یخ بلوک، راه اندازی یک کارخانه یخ در نزدیکی کارخانه بتن است. یخ به‌محض تولید، وزن می‌شود، خرد می‌شود و به میکسر منتقل می‌شود. همچنین ممکن است به عنوان یخ پوسته تولید و مورد استفاده قرار گیرد. این سیستم مستلزم سرمایه‌گذاری عظیم است.

 

B4—خنک کردن بتن مخلوط شده با نیتروژن مایع

  B4.1 ​تزریق نیتروژن مایع در بتن تازه مخلوط شده روشی مؤثر برای کاهش دمای بتن است. حد عملیاتی پایین‌تر دمای بتن هنگامی به دست می‌آید که بتن در نزدیک‌ترین نازل تزریق به صورت کلوخه منجمد درآید. این حالت زمانی رخ می‌دهد که دمای مطلوب بتن کمتر از ۵٠ درجه فارنهایت باشد. این روش با موفقیت در تعدادی از بتن‌ریزی‌های بزرگ استفاده شده است. عملکرد بتن، به‌دلیل دریافت مقدار زیادی نیتروژن مایع، تحت تأثیرعوامل ناخوشایند قرار نگرفت.  هزینه این روش به‌نسبت بالا است اما ممکن است بر اساس ملاحظات عملی و اثربخشی کلی توجیه شود.

  B4.2 ​تاسیسات سیستم شامل مخزن عرضه نیتروژن و مرکز تزریق برای میکسرهای مرکزی یا یک یا چند ایستگاه تزریق برای میکسرهای کامیون است.  این سیستم را می‌توان در محل ساخت‌وساز جهت خنک شدن لحظه‌آخری بتن قبل از بتن‌ریزی نصب کرد. این اقدام باعث کاهش دمای بتن سرد شده در انتقال بین کارخانه بتن و محل کار می‌شود. هماهنگی در اعزام کامیون‌های تانکر نیتروژن مایع به ایستگاه های تزریق برای تجدید به‌موقع گاز مصرفی در عملیات سرمایش لازم است. مقدار نیتروژن مایع موردنیاز با توجه به نسبت‌های اختلاط، اجزای تشکیل دهنده و میزان کاهش دما تغییر می‌کند.  استفاده از١٣۵ فوت مکعب (٤٨ متر مکعب) نیتروژن مایع، اغلب دمای بتن را ١ درجه فارنهایت (۵/٠  درجه سانتی‌گراد) کاهش می‌دهد.

 

B5—خنک کردن شن

   B5.1 ​یک روش مؤثر برای کاهش دما​ی​ ​​شن همان پاشش آب سرد یا آب‌گرفتگی است. شن بیشترین جرم را در مخلوط بتن معمولی دارد. کاهش درجه حرارت سنگدانه حدود ۵/٠ ± ٢ درجه فارنهایت ( ۵/٠ ± ١ درجه سانتی‌گراد) دمای نهایی بتن را حدود ١ درجه فارنهایت (۵/٠ درجه سانتی‌گراد) کاهش می‌دهد.

برای استفاده از این روش، تولیدکننده باید مقادیر زیادی آب سرد و تجهیزات خنک کننده آب موردنیاز برای الزامات تولید را در اختیار داشته باشد. این روش زمانی اثربخش‌تر است که مقادیر کافی از مواد درشت‌دانه در یک سیلو یا انبارک نگهداری شود تا بتوان در مدت زمان کوتاهی خنک‌کنندگی را انجام داد.  باید مراقب بود تا مصالح به طور مساوی غرق آب شوند تا تغییرات اسلامپ، از بار به بار، به حداقل برسد.

 

​  B5.2 خنک کردن شن را می‌توان با دمیدن هوا در سنگدانه مرطوب نیز انجام داد. جریان هوا خنک کننده تبخیری را تقویت می‌کند و می‌تواند دمای شن را به حدود  ٢ درجه فارنهایت (١ درجه سانتی‌گراد) دمای حباب تر برساند. اثربخشی این روش به دمای محیط ، رطوبت نسبی و سرعت جریان هوا بستگی دارد. بهسازی بیشتر با استفاده از هوای سرد شده به جای هوا در دمای محیط می‌تواند دمای شن را تا ٤۵ درجه فارنهایت (٧ درجه سانتی‌گراد) کاهش دهد. با این وجود، این روش هزینه نصب به‌نسبت بالایی دارد.

[1]  ACI 305R-99 بر ACI 305R-91 ارجحیت دارد و از27 اکتبر 1999 قابل اجرا شد. حق تکثیر © 2000، مؤسسه بتن آمریکا.

کلیه حقوق محفوظ است، ازجمله، حق بازتولید و استفاده به هر شکل یا به هر وسیله ای، شامل کپی‌برداری از طریق عکس‌برداری یا دستگاه الکترونیکی یا مکانیکی، چاپی، نوشتاری یا شفاهی، یا ضبط  جهت بازتولید صدا یا  تصویر، یا استفاده از هرگونه دانش یا سیستم یا دستگاه بازیابی، مگر اینکه اجازه کتبی از صاحبان حق چاپ دریافت شود.