حداقل و حداکثر دمای بتن ریزی چقدر است؟

شرایط آب و هوایی به طور چشمگیری بر کیفیت بتن تأثیر می‌گذارند. عواملی مانند دما، رطوبت، سرعت باد و دمای سطحی که بتن در آن قرار می‌گیرد، نقش حیاتی در کیفیت نهایی بتن ایفا می‌کنند و باید با دقت مدنظر قرار گیرند. بتن ریزی در هوای گرم می‌تواند باعث تبخیر آب از مخلوط شده و در نهایت باعث کاهش عملکرد و افت کیفیت گردد. همچنین، گیرش زودهنگام بتن به دلیل افزایش دما، ممکن است باعث مشکلات مختلف در حمل، تراکم و تکمیل بتن شود. از سوی دیگر، بتن ریزی در هوای سرد ممکن است باعث یخ‌زدگی آب مخلوط شده شده و در نتیجه حجم نهایی بتن افزایش یابد.

چرا که هیچ آبی برای واکنش شیمیایی باقی نمی‌ماند، گیرش و سختی بتن به تأخیر می‌افتد و بتن نهایی از مقاومت کمتری برخوردار خواهد بود. از این رو، حفاظت مناسب در شرایط آب و هوایی نامعمول گرم یا سرد بسیار حیاتی است. در هوای سرد، بسیاری از پیمانکاران از محفظه‌های گرم یا پتوهای عایق برای جلوگیری از یخ‌زدگی بتن استفاده می‌کنند. از سوی دیگر، استفاده از بادشکن، آفتاب‌گیر، کاهنده تبخیر و نیروی انسانی کافی برای ریزشدن بتن در دماهای گرم ضروری است. دمای حداکثر بتن در هوای گرم به 32 درجه سانتیگراد محدود است.

بهترین دما برای بتن ریزی

آب و هوای گرم یا سرد می‌تواند به مشکلات زیادی در فرآیند مخلوط کردن، گیرافتادگی و تشکیل بتن منجر شود که ممکن است تأثیرات نامطلوبی بر خواص و عمر مفید بتن داشته باشد. آیین‌نامه‌های مختلف در جهان معمولاً حداکثر و حداقل دمای بتن را در زمان ریختن مشخص می‌کنند. در استاندارد ملی شماره 6044 ایران نیز، برای بتن آماده، حداکثر دمای مجاز بر اساس آبا در هنگام ریختن، 32 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. بدیهی است که حداکثر دمای بتن باید به نحوی باشد که در شرایط آب و هوایی موجود و با فاصله زمانی حمل بتن، از 32 درجه سانتیگراد تجاوز نکند.

در اکثر موارد، دمای ساخت بتن در محدوده 28 تا 30 درجه سانتیگراد است. در شرایط گرم تر از 32 درجه سانتیگراد، آب مورد استفاده برای هیدراته کردن و عمل آوری سیمان ممکن است تبخیر شود و دمای بتن را افزایش داده و مشکلاتی همچون ضعف، انقباض و ترک‌ها ایجاد کند. حداقل دمای بتن ریزی در هوای سرد (حداقل دمای بتن در زمستان) بین 5 تا 13 درجه سانتیگراد باید باشد و برای قطعات نازک‌تر، دمای بیشتر مطلوب است. اگر دمای بتن ریزی کمتر از این باشد، آب درون بتن ممکن است یخ بزند و انبساط یابد که در نتیجه به ایجاد شکاف در بتن منجر می‌شود. یکی از بهترین دستگاه ها، دستگاه ویبراتور برقی است. اگر قصد خرید ویبراتور برقی را دارید می توانید از فروشگاه ما دیدن فرمایید.

بتن ریزی در هوای سرد

فرآیند بتن ریزی در هوای سرد ممکن است با اجرای اقدامات مهم مناسب جهت پایین آوردن تأثیرات منفی دمای پایین محیط، صورت می گیرد. کمیته ACI 306 هوای سرد را به شرح زیر تعریف می‌نماید: "دمای هوا به 40 درجه فارنهایت کاهش یافته است یا انتظار می‌رود کاهش یابد." به عبارت دیگر، هوای سرد به دماهای کمتر از ۵ درجه سانتیگراد به صورت پیوسته در طول ۷۲ ساعت اشاره دارد. وجود هوای سرد می‌تواند احتمال یخ زدن بتن در ابتدای فرآیند را افزایش دهد و سرعت کسب مقاومت اولیه بتن را به شدت کاهش دهد.

مشکلات بتن ریزی در هوای سرد

بتن در دماهای حدود ۲- تا ۱- درجه ممکن است یخ بزند. علت این یخ‌زدگی، در دماهای پایین تر از ۵ درجه سانتی‌گراد با توقف واکنش سیمان با آب است. بنابراین، حتماً باید اجازه داد که بتن در 24 ساعت اول پس از قرار گرفتن، یخ نزند. اگر بتن در حالت تازه‌سازی یا پیش از ایجاد استحکام کافی برای مقاومت در برابر نیروهای انبساطی مرتبط با آب، یخ بزند، این موضوع منجر به اختلال در خمیر سیمان می‌شود و باعث از دست رفتن مقاومت اولیه بتن می‌شود.

انجماد زود هنگام ممکن است باعث کاهش تا 50 درصدی در مقاومت نهایی گردد. زیرا هیدراتاسیون سیمان یک واکنش گرمازا است، مخلوط بتن به طور خودکار گرمایی تولید می‌کند. حفاظت از این گرما با استفاده از ورق‌های پلی‌اتیلن یا پتوهای عایق می‌تواند اقدامی موثر برای حفظ کیفیت بتن باشد. عملیات نه تنها به رطوبت کافی نیاز دارد، بلکه دما نیز باید مناسب باشد. دماهای پایین اغلب عاملی هستند که به ترک‌ها، مشکلات استحکام و مسائل دیگر در بتن ایجاد می‌کنند.

بتن ریزی در هوای گرم

هر فرآیند بتن ریزی با دماهای بالای ۳۰ درجه سانتیگراد ممکن است تحت تأثیر بتن ریزی در هوای گرم قرار گیرد. استانداردهای ACI بتن ریزی در هوای گرم را به شرح زیر تعریف می‌کنند: "یک یا ترکیبی از شرایط زیر که باعث تسریع از دست دادن رطوبت و سرعت هیدراتاسیون سیمان، کیفیت بتن تازه‌مخلوط یا سخت‌شده را تحت تأثیر قرار می‌دهد یا نتایج مضری ایجاد می‌کند: محیط بالا، درجه حرارت بالا، دمای بتن بالا، رطوبت نسبی کم، و سرعت باد زیاد."

بر اساس استاندارد و آیین‌نامه بتن ایران و همچنین نشریه ۵۵، حداکثر دمای بتن ریزی در هوای گرم نباید بیشتر از ۳۲ درجه سانتیگراد باشد. بنابراین، در صورتی که دمای بتن ریزی از این مقدار بیشتر باشد، یا باید از بتن ریزی خودداری شود یا باید اقدامات لازم برای کاهش دما صورت گیرد. بتن ریزی در دماهای بالاتر تأثیر منفی بر کیفیت، مقاومت، دوام و پایداری بتن دارد و احتمال ایجاد ترک در حین بتن ریزی را افزایش می‌دهد. هرچند مشکلات هوای گرم معمولاً در فصل تابستان رخ می‌دهند، شرایط هوایی شدید، رطوبت نسبی کم و تشعشعات خورشیدی ممکن است در هر زمانی اتفاق بیفتد، به ویژه در آب و هوای گرمتر. بنابراین، بتن ریزی در هوای گرم به هر دوره‌ای از دماهای بالا اطلاق می‌شود که در آن اقدامات احتیاطی ویژه برای اطمینان از مناسب بودن جابجایی، قرارگیری، تکمیل و پردازش بتن در هوای گرم لازم است.

مشکلات بتن ریزی در هوای گرم

شرایط بتن ریزی در آب و هوای گرم ممکن است به وقوع مشکلاتی در اختلاط، ریختن و تشکیل بتن سیمانی هیدرولیک منجر شود که ممکن است تأثیر منفی بر خصوصیات و قابلیت استفاده بتن داشته باشد. اگر اقدامات احتیاطی کافی در هوای گرم انجام نشود، بتن ممکن است از طریق مسائلی نظیر ترک‌های انقباض پلاستیک، ترک‌های حرارتی و کاهش مقاومت در طی 28 روز اثرات منفی بپذیرد. در حالت بتن تازه، مشکلات اساسی که در شرایط آب و هوای گرم پدید می‌آید عبارتند از:

1. افزایش نیاز به آب که منجر به کاهش نسبت آب به سیمان می‌شود.
2. افزایش از دست دادن اسلامپ (اندازه اسلامپ) که نیاز به افزودن آب در محل کار را ایجاد می‌کند.
3. تسریع زمان ترکیب، که ممکن است باعث مشکلات در انتقال بتن، فشرده‌سازی و تکمیل شود و خطر سرد شدن مفاصل را افزایش دهد.
4. افزایش پتانسیل انقباض پلاستیک و ترک‌های حرارتی، عمدتاً ناشی از تبخیر آب در سطح محل ریختن.
5. مشکل در کنترل محتوای هوا - بسته به نوع سیمان و مواد افزودنی، ممکن است ژل تشکیل شود و باعث شکستن حباب‌های هوا و کاهش محتوای هوا گردد.
6. نیاز به عمل آوری و برش سریع بتن. بتنی که در سنین پایین در دماهای بالا عمل آوری می‌شود، در سنین بالاتر به اندازه بتنی که در دماهای مطلوب‌تر عمل آوری می‌شود، قدرت لازم را نخواهد داشت.