دستورالعمل بتن ریزی در هوای گرم و خشک
بتن ريزی در شرايط هواي گرم مي تواند به بروز مشكلاتي در بتن تازه و سخت شده كمك نمايد و معمولا” به پايين آمدن كيفيت بتن سخت شده منجر مي شود. معمولا” در چنين شرايطي بايد بتن ريزي متوقف گردد و در صورت نياز به انجام عمليات بتن ريزي بايد تدابير خاصي انديشيده شود تا خسارت هاي وارده به حداقل برسد و يا ايجاد گردد. تعريف و شناخت شرايط هواي گرم، اثر خسارت بار اين شرايط، اثر عوامل تشديد كننده اين خسارت ها، راه حل هاي فرار از حصول اين شرايط، توجه به نوع مصالح مصرفي از جمله مواردي است كه در اين نوشته از نظر مي گذرد.
وجود شرايط هواي گرم در مناطقي از كشور ما به ويژه در حاشيه خليج فارس و درياي عمان و وجود شرايط خاصي مانند ايجاد خوردگي در ميلگردهاي بتن اين شرايط را براي ما پر اهميت مي نمايد و بايد بدان توجه خاصي مبذول داشت. سعي مي شود نكات مد نظر آيين نامه بتن ايران به همراه توضيحات ضروري قيد شود تا در عمل بتوان از آن ها استفاده نمود.
تعريف هواي گرم برای بتن ریزی
هواي گرم با تركيبي از دماي زياد هوا، رطوبت نسبي كم، دماي بالاي بتن و سرعت وزش باد حاصل مي گردد. وجود دماي زياد بتن و عواملي كه باعث تبخير شديد آب از سطح آن مي شود مي تواند خسارت بار باشد. حتي مي توان گفت دماي زياد بتن به تنهايي نيز مي تواند به بروز اين شرايط كمك زيادي نمايد. معمولا” وقتي دماي بتن از °C32 در هنگام بتن ريزي و يا تا زمان گيرش تجاوز نمايد شرايط هواي گرم حاصل مي شود.
بروز شرايط ايجاد تبخير با شدتي بيش از kg/m21 در هر ساعت از سطح بتن قطعا” مشكل زا مي باشد. حتي توصيه مي گردد شدت تبخير از سطح بتن كمتر از kg/m2 5/0 در هر ساعت باشد تا خسارت هايي به بتن وارد نشود و كار بتن ريزي بهتر انجام گردد.
اثر خسارت بار شرايط هواي گرم
اين اثرات را مي توان به دو بخش بتن تازه و سخت شده تقسيم نمود. مسلما” براي داشتن بتن سخت شده مناسب بايد از مرحله بتن تازه به سلامت عبور كنيم لذا از اين نظر كيفيت بتن تازه از اهميت زيادي برخوردار مي باشد. اثرات نا مطلوب هواي گرم بر بتن تازه خميري عبارتست از :
الف) افزايش آب مورد نياز در طرح مخلوط
ب) افزايش آهنگ افت اسلامپ و تمايل دست اندركاران به افزودن آب به بتن در كارگاه به دليل افزايش تبخير و افزايش سرعت آبگيري سيمان و از دست دادن خواص خميري در زمان كوتاه تر
ج) افزايش زمان آهنگ سفت شدن بتن و كاهش زمان گيرش به نحوي كه بر عمليات ريختن، تراكم، پرداخت سطح و نگهداري و عمل آوري بتن اثر منفي مي گذارد و امكان ايجاد درز سرد را افزايش مي دهد. اين امر پيوستگي را در بتن ريزي مختل مي كند كه نياز به آن جزء اصول بتن ريزي صحيح است.
د) افزايش امكان ترك خوردگي خميري بتن تازه به دليل تبخير زياد و جمع شدگي بيش از حد در اثر تبخير
ه) افزايش بروز مشكل در کنترل مقدار حباب هواي بتن حبابدار در بتن تازه به نحوي كه عملا” حباب هاي هوا بزرگ شده و با مي تركند و تأثير مثبت آن ها در بتن سخت شده از بين مي رود.
اثرات نامطلوب شرايط هواي گرم بر بتن سخت شده
الف) كاهش مقاومت بتن به دليل مصرف بيشتر آب در ميان مدت و دراز مدت
ب) كاهش مقاومت بتن به دليل دماي بالاي آن در هنگام بتن ريزي و پس از آن در ميان مدت و دراز مدت عليرغم افزايش مقاومت زود هنگام بتن (به ويژه در روزهاي اول، 1 تا 7 روز)
ج) افزايش تمايل به جمع شدگي ناشي از خشك شدن و ايجاد ترك هاي حرارتي
د) كاهش دوام بتن در برابر شرايط محيطي نامناسب در حين بهره برداري مانند يخ زدن وآب شدگي مكرر، سايش و فرسايش تري و خشكي مكرر بتن، حمله سولفات ها و حمله يون كلر محيط به دليل افزايش نفوذپذيري بتن در اثر ايجاد كريستال هاي درشت و كاهش مقاومت الكتريكي بتن كه نقش مهمي در افزايش نفوذپذيري در برابر يون كلر و ساير عوامل مزاحم شيميايي دارد و هم چنين كاهش دوام به دليل ترك خوردگي
ه) ايجاد خوردگي سريعتر ميلگردها به دليل افزايش نفوذپذيري بتن و يا ايجاد درزهاي سرد
و) كاهش يكنواختي سطح بتن و نا زيبائي سطح بتن نمايان به ويژه در مجاورت قالب، تغيير رنگ بتن به دليل تفاوت در آهنگ آبگيري، منظره بد به دليل وجود درز سرد
عوامل تشديد كننده خسارات در هواي گرم
برخي عوامل مي توانند در هواي گرم خسارت ها را تشديد نمايند. هرچند اين عوامل مستقيما” در ايجاد شرايط هواي گرم بي تأثير است اما در اين شرايط مي تواند باعث بحراني تر شدن اثرات زيانبار گردد. اين عوامل عبارتند از :
الف) مصرف سيمان هائي با ريزي زياد كه موجب افزايش سرعت آبگيري سيمان و ايجاد گرمازايي بيشتر در زمان كوتاه مي گردد.
ب) مصرف سيمان هاي زودگير (مقاومت اوليه زياد) مانند نوع 3 و حتي استفاده از سيمان هاي نوع 1 به ويژه با وجود افزودني هاي تسريع كننده (زودگير كننده) كه مي تواند زمان گرايش را كوتاه نمايد و سرعت آبگيري و گرمازايي را بيشتر كند.
ج) مصرف بتن هاي پر سيمان در رابطه با بتن هاي پر مقاومت و با نسبت آب به سيمان كم كه سرعت آبگيري را بيشتر مي كند و زمان گرايش را كوتاه و گرمازايي و سرعت آنرا افزايش مي دهد. بديهي است اغلب در شرايط محيطي نا مناسب از نسبت آب به سيمان كم استفاده نماييم لذا بايد سعي شود بتن پر سيمان مصرف ننماييم.
د) استفاده از مقاطع بتني نازك با درصد ميلگرد زياد.
ه) بكارگيري وسايل حمل با حجم زياد كه مي تواند به ايجاد درز سرد و عدم پيوستگي منجر شود.
و) حركت دادن بتن در مسير افقي يا قائم به صورت طولاني مدت به ويژه براي بتن هاي كم اسلامپ (شوت، شوت سقوطي يا ترمي)
ز) استفاده از پمپاژ بتن در مسيرهاي طولاني، زيرا اصطكاك بتن با لوله باعث ايجاد گرما مي شود و در شرايط هواي گرم نيز اين مسير طولاني و گرماي لوله مي تواند مشكل زا باشد.
ح) استفاده از تسمه نقاله براي حمل بتن به دليل ايجاد سطح هواخور خيلي زياد و تبخير شديد و تبادل گرمايي زياد با محيط.
ط) ضرورت انجام و تداوم كار در شرايط هوايي خيلي گرم به دلايل اقتصادي
ي) استفاده از سيمان هاي انبساطي و يا بدون جمع شدگي كه مي تواند مشكل زا باشد . در اين رابطه برخي مواد انبساط زا يا برخي ملات ها يا بتن ها مانند گروت مي تواند عامل ايجاد خسارت بيشتر باشد.
مسلما” بايد گفت اگر شرايطي بر خلاف شرايط فوق ايجاد شود مسلما” در كاهش خسارات نقش خواهد داشت. اما بر ايجاد شرايط هواي گرم تأثيري ندارد.
عوامل ايجاد كننده شرايط نامناسب محيطي و هواي گرم
همان گونه كه گفته شد مصرف اجزاء بتن با دماي زياد مي تواند بتن با دماي بالاتر از حد مجاز را بوجود آورد.
هم چنين بروز شرايط خاصي در محيط اطراف بتن ريزي مي تواند به تبخير شديد منجر گردد كه خسارت زا مي باشد. در زير به هر كدام از اين موارد مي پردازيم و نحوه پيش بيني چنين شرايطي را مطرح مي نماييم.
الف)شدت تبخير از واحد سطح
ميزان تبخير از سطح بتن تابع عوامل مختلفي است كه از جمله مي توان به دماي هوا، دماي بتن، رطوبت نسبي هوا، سرعت وزش باد، تابش آفتاب و حتي رنگ بتن و فشار هوا (ارتفاع از سطح دريا) اشاره نمود. در شكل1 فقط از چهار عامل اول به دليل اهميت و سهولت بكارگيري آن ها به صورت كمي استفاده شده است و مي توان شدت تبخير از واحد سطح بتن را بدست آورد.
ب) دمای تعادل بتن ساخته شده
قبل از خسارت بتن ميتوان دماي آنرا با محاسبه حدس زد. مسلما” در مراحل انتقال و ريختن بتن بعلت تبادل با محيط مجاور، دماي بتن ممكن است تغيير نمايد. بدين منظور بايد براي ساخت بتن دماي كمتر از °C30 را در نظر گرفت تا در يك حمل معقول و منطقي با زمان كمتر از نيم ساعت، دماي بتن از °C32 تجاوز ننمايد. مسلما” اگر وسيله حمل پمپ و لوله يا تسمه نقاله و يا تراك ميكسر در حال چرخش باشد بايد دماي ساخت را به مراتب كمتر از °C30 و تا حدودي كمتر از °C28 در نظر گرفت. دماي تعادل ساخت بتن بلافاصله پس از اختلاط را مي توان از رابطه زير بدست آورد.
در رابطه TC، TG، TS، TP، TW به ترتيب دماي سيمان، سنگدانه درشت، سنگدانه ريز، پوزولان و دماي آب مصرفي در اختلاط بتن مي باشد. (بر حسب درجه سيليسوس)
هم چنين WWT ,WWS,WWG,WW, WP , WS , WG , WC به ترتيب جرم سيمان، شن، ماسه، پوزولان، آب مصرفي در ساخت بتن، آب موجود در شن، آب موجود در ماسه و آب كل موجود در بتن مي باشد (بر حسب كيلوگرم) بديهي است آب كل بتن برابر با مجموع آب مصرفي در ساخت بتن و آب موجود در سنگدانه مي باشد و يخ احتمالي مصرفي را نيز شامل مي شود. اگر از يخ نيز براي كاهش دما استفاده شود در صورت كسر رابطه فوق جمله Wi (0.5Ti-80) اضافه خواهد شد. مسلماً در صورت مصرف يخ، وزن آن بايد از WW كسر گردد تا آب بتن افزايش نيابد.
لازم به ذكر است ضرايب 22/0 در رابطه فوق ظرفيت گرمايي سيمان، سنگدانه و پوزولان بر حسب Kcal/kg مي باشد و يكسان در نظر گرفته شده است در حالي كه واقعا” اين ظرفيت هاي گرمايي در سيمان هاي مختلف و سنگدانه هاي موجود و پوزولان هاي مصرفي يكسان و مساوي 22/0 نمي باشد. به ويژه در سنگدانه ها و پوزولان ها ممكن است ابن ظرفيت گرمايي از 19/0 تا 24/0 تغيير نمايد و حتي از اين محدوده نيز بيرون باشد. ظرفيت گرمايي آب و رطوبت موجود در سنگدانه Kcal/kg 1 فرض شده است. Wi جرم يخ مصرفی، Ti دماي يخ مصرفي، 5/0 ظرفيت گرمايي يخ و80 برابر گرماي نهان ذوب يخ بر حسب Kcal/kg مي باشد.
مثال 1 : طرح اختلاط زير براي بتن سازي به ميزان m3 1 داده شده است. با توجه به اطلاعات موجود دماي تعادل ساخت بتن را محاسبه كنيد. سيمان 400 كيلو، شن خشك 1000 كيلو، آب كل 220 كيلو، دماي سيمان °C35، دماي شن °C40 و رطوبت آن 6/0 درصد، دماي ماسه °C30 و رطوبت آن 5/4 درصد، دماي آب °C25 مي باشد.
آب موجود ماسه آب موجود شن
آب مصرفي اختلاط آب سنگدانه ها
تعادل
مثال 2 : اگر بخواهيم دماي بتن به 28 برسد آب بايد تا چند درجه خنك شود؟
مثال 3 : اگر بخواهيم با آب °C25 و يخ °C4- به اين دما دست يابيم، چند کيلو يخ لازم است ؟
مثال 4 : اگر بدون خنک کردن آب يا مصرف يخ بخواهيم به اين دما برسيم دمای شن بايد به چند درجه سيليوس برسد؟
مثال 5 : اگر دماي هوا °C38، دماي بتن °C32 و رطوبت نسبي هوا 30 درصد باشد، هم چنين اگر سرعت باد Km/hr16 منظور شود، شدت تبخير در هر ساعت از واحد سطح چقدر است؟
حدود Kg/m215/1 در هر ساعت
مثال 6 : اگر در مثال فوق بخواهيم شدت تبخير به كمتر از حدود Kg/m21 و Kg/m25/0 برسد سرعت باد بايد تا چه حدودي كاهش يابد؟
به ترتيب Km/hr13 و Km/hr5
مثال 7 : اگر در مثال فوق بخواهيم با افزايش رطوبت نسبي هوا به نتيجه مطلوب دست يابيم رطوبت نسبي بايد در چه حدودي باشد؟
به ترتيب 38 و 65 درصد رطوبت نسبي هوا
مثال 8 : اگر در مثال فوق بخواهيم با كاهش دماي بتن به نتيجه مطلوب دست يابيم، دماي بتن بايد تا چه حدودي كاهش داده شود؟
به ترتيب °C30 و °C25
مثال 9 : اگر دماي هوا و رطوبت ثابت بماند و سرعت باد از 8 به 32 كيلومتر بر ساعت برسد، شدت تبخير در حدود 3 برابر مي گردد.
مثال 10 : اگر رطوبت و سرعت باد ثابت بماند و دماي هوا از 16 به 32 درجه سانتي گراد برسد، شدت تبخير در حدود 3 برابر مي شود.
مثال 11 : اگر دماي هوا و سرعت باد ثابت بماند و رطوبت نسبي هوا از90 به 70 درصد برسد، شدت تبخير در حدود 3 برابر مي گردد و اگر به 50 و 30 درصد كاهش يابد اين شدت به 4 و بيش از 5 برابر مي رسد.
مثال 12 : اگر سرعت باد از 8 به 32 كيلومتر بر ساعت برسد و دماي هوا از 16 به 32 درجه سانتي گراد افزايش يابد و رطوبت نسبي از 90 به 70 كاهش يابد، شدت تبخير در حدود 9 برابر مي گردد.
اثرات هوای گرم بر خواص بتن
همان طور که قبلا” اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است. در اين قسمت به طور مشروح به برخی از اين اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود.
الف) افزايش آب مورد نياز در طرح مخلوط
بسته به شرايط هوا و ميزان تبخير ممکن است تا 25 کيلو (ليتر) آب اختلاط مورد نياز افزايش يابد (نسبت به حالت بدون تبخير)، تقريبا” هر افزايش 5 درجه سانتی گراد به حدود 3 ليتر آب نياز دارد. وجود آب بيشتر، جمع شدگی را افزايش می دهد و ميل به ترک خوردگی بيشتر می شود.
ب) آهنگ افت اسلامپ
مسلما” در شرايط هوای گرم، گرمای بدون تبخير و يا با تبخير می توان تأثير مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد. ميتوان گفت تقريبا” به ازاء °C40 افزايش دما (°C10 تا °C50) افت اسلامپ حدود 8 سانت را شاهد خواهيم بود (هر °C10 حدود 2 سانت). مسلما” آهنگ افت اسلامپ نيز در هوای گرم بسيار زياد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالبا” برای مقابله با آن به افزايش آب متوسل می شوند که کار صحيحی نيست.
ج) افزايش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گيرش
در يک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گيرش اوليه بتن بسته به نوع سيمان و نسبت های اختلاط بين 1 تا 3 ساعت تغيير کند. با افزايش دما اين زمان کاهش می يابد و ممکن است در دمای بتن بالاتر از °C30 و دمای محيط بيش از °C35 اين زمان حتی به کمتر از نصف يا ثلث کاهش يابد. مسلما” اين امر مشکلات اجرائی را افزايش می دهد. در حمل محدوديت زمانی بوجود می آورد و در ريختن و تراکم بايد سرعت قابل توجهی داشته باشيم تا قبل از گيرش لايه زيرين بتوانيم لايه روئی را ريخته و متراکم کنيم. پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت می شود. در اکثر موارد در چنين شرايطی درز سرد ايجاد می گردد. درز سرد در آينده می تواند محل عبور آب و ساير مواد مزاحم شيميايی باشد.
د) ترک خوردگی خميري بتن تازه
اين نوع ترک خوردگی معمولا” در محيط های گرم و خشک حاصل می گردد. بديهی است اگر بتن در محيط گرم و مرطوب قرار گيرد به علت تبخير کم از سطح بتن، جمع شدگی چندانی ايجاد نخواهد شد. در رطوبت های بيش از 80 درصد عملا” مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهيم است. وقتی تبخير از kg/m2/hr 1 تجاوز نمايد، وضعيت حاد و بحرانی است و عملا” بايد بتن ريزی متوقف گردد و يا تمهيدات خاصی تدارک ديده شود. وقتی ترک خوردگی بيشتری اتفاق می افتد که تأخير در گيرش و سفت شدن بتن، مصرف سيمان های ديرگير، مصرف بيش از حد کندگير کننده، خاکستر بادی به عنوان جايگزين سيمان و يا بتن خنک داشته باشيم. مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند مي تواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود. از جمله اين مواد می توان از ميکروسيليس نام برد.
از بين بردن ترک های خميری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترک ها را تا حدودی از بين برد.
ه) اثرات نامطلوب بر مقاومت
مسلما” بتنی که گرم ريخته و نگهداری شود در سنين اوليه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما به طور کلی در سن 28 روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ريخته شده با دمای کم خواهد داشت. در شکل 2 و 3 مي توانيد تأثير دمای ريختن را بر مقاومت های اوليه و دراز مدت ببينيد. به ويژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگير نباشند، آسيب بيشتری می بينند. اگر ترک بتن را نيز در نظر بگيريم از نظر سازه ای آسيب جدی خواهد بود.
گاه ديده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقاديری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد. در شرايط خاص برخی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را نشان می دهند که بسيار تعجب برانگيز است. دليل اين امر استفاده از بتن گرم در قالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زير تابش آفتاب نيز چند ساعتی نگهداری می شوند. با استفاده از سيمان های ريز و زودگير کننده، سيمان زياد يا W/C کم اين مشکل بيشتر می گردد.
برای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای اين نوشتار از بيان مشروح ساير اثرات خودداری می شود.
راهکارهای بتن ريزی مطلوب در شرايط نامساعد گرم
قاعدتا” اين راهکارها را ميتوان به چند دسته تقسيم کرد.
الف) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک يا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب
ب) روشهای مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن (پيشگيری از گرم شدن)
ج) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن (کاهش دمای بتن)
د) تمهيدات حفظ خنکی بتن در طول عمليات حمل و ريختن و جلوگيری از افزايش دمای بتن
هـ) نکات مربوط به ريختن، تراکم و پرداخت سطح، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخير
در ادامه به هرکدام از راه حل های اجرائی به اختصار می پردازيم.
انتخاب مصالح مناسب
الف) سنگدانه
هر چند تأثير سنگدانه چندان جدی نيست اما به ويژه برای ايجاد دوام در بتن در مناطق گرم به ويژه مرطوب، لازم است سنگدانه ها از جذب آب کمی برخوردار باشند. ظرفيت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به 5/2 و برای سنگدانه ريز به 3 درصد محدود شده است در حالي که در بسياری از آيين نامه ها چنين محدوديتی ديده نمی شود.
سنگدانه ها بايد در برابر قليايي ها از واکنش زايی برخوردار نباشند لذا از اين بابت بايد مورد آزمايش قرار گيرند. هم چنين در مناطق خورنده بايد يون کلر آن ها از حدود مجاز کمتر باشد.
ب) سيمان
بهتر است از سيمان های ريز و زودگير استفاده نشود و سيمان های با گرمازائی کم و حاوی مواد پوزولانی (به عنوان جايگزين) بکار روند. سيمان های آميخته از اين نظر مناسب اند. بهتر است مقدار سيمان زياد نباشد. محدود کردن عيار سيمان به حدود 400 کيلوگرم می تواند يک توصيه تلقی گردد. عيار سيمان زياد می تواند عامل ترک خوردگی بتن خميری باشد.
ج) افزودنی ها
در شرايط هوای گرم اغلب افزودنيهای روان کننده و يا کندگير کننده استفاده می شود. ممکن است افزودنی روان کننده کندگير کننده نيز بکار بريم. افزودني هايی که بتوانند اسلامپ را به مدتی قابل توجه حفظ نمايند، در اين شرايط طرفدار دارد.
معمولا” حبابزا ها به علت مشکل کنترل مقدار حباب در شرايط هوای گرم توصيه نمی شود. مگر اين که شرايط مناسبی برای مصرف آن ها فراهم گردد.
روشهای پيشگيرانه برای جلوگيری از گرم شدن مصالح در انبار
هر قدر بتوانيم جلوی گرم يا داغ شدن مصالح بتن را بگيريم، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود.
به هرحال بهتر است دمای سيمان از °C60 تجاوز نکند (آبا حد مجاز را °C75 ذکر کرده است) سنگدانه ها با توجه به وزن قابل توجهشان بهتر است دمائی کمتر از °C40 را داشته باشند. آب نيز بايد در حد امکان خنک نگهداشته شود. لذا توصيه می شود آب در محلی نگهداری شود که زود گرم نشود. مخازن فلزی هوايی بدون عايق بندی ابدا” توصيه نميشود. از مصرف سيمان های گرم که از کارخانه حمل و تخليه می شود بايد پرهيز کرد و آنرا در سيلو نگهداشت تا خنک گردد.
سيلوی سيمان دارای رنگ روشن باشد. در برخی مناطق دنيا از سيلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جريان باشد. عايق بندی سيلوی سيمان نيز يک راه حل می باشد.
سنگدانه ها را نيز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت. سر پوشيده کردن دپوی سنگدانه ها يک روش معمول است که ممکن است برای ايران راه حل گران قيمتی باشد. ايجاد پوشش مانند برزنت و غيره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد.
خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک (کاهش دمای بتن)
استفاده از بتن با دمای کم يکی از راه حل های اساسی برای بتن ريزی مطلوب است. رساندن دمای بتن به زير °C30 ميتواند به توليد بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمنا” ميزان تبخير از سطح بتن را کاهش دهد. بايد گفت تبخير عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در اين رابطه بسيار مهم است. برای ايجاد بتن خنک، غالبا” اجزاء بتن را خنک می کنيم و يا از يخ برای ايجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نماييم. بکارگيری ازت مايع نيز ممکن می باشد. اما در مورد بتن ريزی در هوای گرم در کارهای عادی عملا” بکار نمی رود.
اجزاء بتن شامل : آب، سيمان، سنگدانه می تواند خنک شود. آب را با وسايل تبريد و يا يخ می توان خنک نمود. سنگدانه ها را می توان با آب پاشی و ايجاد شرايط مساعد برای تبخير می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود (به ويژه در هوای خشک) در خنک سازی سنگدانه می توان از آب خنک و هوای خنک نيز استفاده نمود.
يخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زيرا گرمای نهان ذوب يخ ميتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پايين آورد. به هر حال خرده يخ يا پودر يخ می تواند صرفا” به عنوان جايگزين بخشی از آب يا همه آن بکار رود تا تغييری در نسبت آب به سيمان حاصل نشود و در پايان اختلاط نبايد يخ در بتن تازه مشاهده گردد.
خنک کردن سيمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود. اين کار به وسايل خاص نياز دارد تا سيمان در معرض آب خنک يا هوای مرطوب قرار نگيرد. استفاده از ديگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و يا با آب خنک شده و يا در سايه است، توصيه می گردد.
تمهيدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عمليات بتن ريزی
در زمان حمل، ريختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است. بديهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزايش می يابد. هدف ما کاهش اين افزايش دما می باشد.
استفاده از وسايل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد يا با آب خنک می شود يکی از راه حل های مناسب می باشد. بکارگيری وسايلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزايش دما شود و برای کنترل اين افزايش دما، لازم است لوله پمپ خنک گردد. می توان دور لوله ها را گونی خيس قرار داد و گه گاه روی آن آب پاشيد.
تسمه نقاله برای هوای گرم وسيله مناسبی نيست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند.
تراک ميکسر در طول حمل نبايد بی جهت بچرخد زيرا اين امر موجب افزايش دما خواهد شد به ويژه اگر حجم بتن در مقايسه با حجم ديگ کم باشد. استفاده از سايبان روی ديگ تراک و داشتن رنگ روشن توصيه می شود. گوني پيچ كردن ديگ تراك ميكسر و خيس كردن آن براي ايجاد خنكي در هواي گرم و نسبتاً خشك يا خشك مي تواند به كار رود.
نکات مربوط به ريختن، تراکم، پرداخت سطح، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخير
برای جلوگيری از تبخير زياد از سطح بتن می توان توسط بادشکن، سرعت باد را کم نمود. به ويژه اگر بتوان از بادشکن های جاذب آب استفاده نمود و آن ها را خيس کرد، رطوبت محيط افزايش می يابد و تبخير کم می شود و هم چنين محيط خنک می گردد. استفاده از سايبان در بالای محل بتن ريز (در صورت امکان) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخير می گردد و ضمنا” از افزايش دمای بتن جلوگيری می شود.
می توان از دستگاه های مه فشان و ايجاد کننده غبار آب در محل بتن ريزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محيط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد. اين کار در مواردی که باد می وزد مؤثر نيست.
قالب و ميلگردها بايد قبلا” خنک شود و آبا حداکثر دمای °C50 را برای آن ها پيش بينی کرده است. با آب پاشی بر روی قالب (به ويژه فلزی) و ميلگردها می توان آن ها را خنک نمود ولی آب اضافی بايد از سطح قالب و ميلگرد زدوده شود (با هوای تحت فشار يا اجازه دادن برای تبخير)
برنامه ريزی کار بتن ريزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود. مسلما” در اين حالت اصولا” ممکن است شرايط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد.
تأمين حجم لازم بتن و استفاده از وسايلی که بتواند اين حجم بتن را ساخته يا حمل کند و بريزد و متراکم نمايد امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گيرش آن فرا می رسد و يا لايه های زيرين خود را می گيرد و درز سرد ايجاد می شود.
برای حفظ خنکی بتن در لايه های بتن ريزی، بهتر است از لايه های ضخيم تر استفاده شود که اين امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ريزی بيشتری را در واحد زمان طلب می کند.
استفاده از وسايل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نيايد. مثلا” باکت خيلی کوچک بکار نرود تا تراک ميکسر مدت زيادی معطل بماند و يا تراک ميکسر کمتر بارگيری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند.
تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصيه می شود (قبل از گيرش). اين امر ترک ها را کم می کند. استفاده از ماله برای به هم آوردن ترک ها توصيه می گردد. (ماله کش با تأخير و مجدد)
در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخير بيش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک می شود. لذا ضمن رعايت نکاتی که قبلا” مطرح شد لازم است در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد. استفاده از گونی خيس در اين موارد توصيه می شود. در غير اين صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نايلون يا ترکيبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود. بديهی است در شرايط هوای گرم و خشک توجه ويژه ای بايد به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد.
پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولا” بايد زودتر از ساير شرايط پرداخت را انجام داد اما نبايد باعث جمع شدن آب در زير لايه فوقانی گردد.