بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم + محافظت از بتن در هوای سرد

بتن ریزی در هوای سرد نیازمند دقت و رعایت اصول بتن ریزی در هوای سرد است، زیرا کاهش دما می‌تواند روند گیرش و مقاومت بتن را مختل کند. آشنایی با الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و روش‌های صحیح محافظت از بتن، نقش مهمی در جلوگیری از آسیب‌های زودهنگام و افزایش دوام سازه دارد.

بتن ریزی در هوای سرد

بتن ریزی در هوای سرد به شرایطی گفته می‌شود که دمای محیط یا دمای بتن در زمان اجرا به حدی پایین باشد که روند طبیعی گیرش و سخت‌شدن بتن تحت تأثیر قرار گیرد. در این شرایط، کاهش دما باعث کند شدن واکنش هیدراتاسیون سیمان می‌شود و اگر بتن در ساعات اولیه پس از اجرا در معرض یخ‌زدگی قرار بگیرد، مقاومت نهایی آن به‌طور جدی کاهش می‌یابد. به همین دلیل، در بتن ریزی در هوای سرد باید دمای بتن تازه، زمان گیرش و شرایط محیطی به‌دقت کنترل شود. رعایت اصول فنی، استفاده از روش‌های مناسب آماده‌سازی مصالح و برنامه‌ریزی صحیح اجرا، از مهم‌ترین عوامل موفقیت در بتن ریزی در هوای سرد و دستیابی به بتن سالم و بادوام است.

بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم مقررات ملی ساختمان

بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های بتن‌آرمه)، بتن ریزی در هوای سرد زمانی مطرح می‌شود که دمای محیط یا دمای بتن به حدی کاهش پیدا کند که روند طبیعی گیرش و سخت‌شدن بتن با اختلال مواجه شود. طبق تعریف هوای سرد مطابق آیین نامه آبا و مقررات ملی ساختمان، هوای سرد به شرایطی اطلاق می‌شود که دمای محیط به کمتر از ۵ درجه سانتی‌گراد برسد یا احتمال یخ‌زدگی بتن در ۲۴ ساعت اول پس از بتن ریزی وجود داشته باشد.

در مبحث نهم تأکید شده است که بتن تازه نباید در هیچ مرحله‌ای، به‌ویژه در ساعات اولیه پس از اجرا، دچار یخ‌زدگی شود. یخ‌زدگی آب موجود در بتن باعث افزایش حجم، ایجاد ریزترک‌های داخلی و در نهایت کاهش مقاومت فشاری و دوام بتن می‌شود؛ آسیبی که معمولاً غیرقابل جبران است.

الزامات بتن ریزی در هوای سرد مبحث نهم

طبق مبحث نهم بتن ریزی در هوای سرد، رعایت موارد زیر در بتن ریزی هوای سرد الزامی است:

• کنترل دمای بتن تازه: دمای بتن در زمان ریختن باید در محدوده‌ای باشد که فرآیند هیدراتاسیون به‌درستی انجام شود. در صورت نیاز، باید از گرم کردن مصالح (به‌ویژه آب و سنگدانه‌ها) استفاده شود.
• جلوگیری از یخ‌زدگی بتن در سنین اولیه: بتن باید تا رسیدن به حداقل مقاومت لازم، از یخ‌زدگی محافظت شود. مبحث نهم تأکید دارد که بتن باید در روزهای ابتدایی در دمای مناسب نگهداری شود تا مقاومت اولیه کافی ایجاد گردد.
• آماده‌سازی بستر و قالب‌ها: بتن ریزی روی زمین یخ‌زده، برف‌گرفته یا قالب‌های سرد و منجمد مجاز نیست. سطح کار باید کاملاً تمیز و عاری از یخ و برف باشد.
• استفاده از تمهیدات اجرایی مناسب: در شرایط سرد، استفاده از پوشش‌های محافظ، عایق‌های حرارتی و در صورت لزوم گرم نگه داشتن محیط بتن ریزی توصیه شده است تا افت دما به بتن تازه منتقل نشود.
• کنترل زمان عمل‌آوری بتن: مدت عمل‌آوری بتن در هوای سرد معمولاً طولانی‌تر از شرایط عادی است. مبحث نهم بر لزوم تداوم عمل‌آوری تا رسیدن بتن به مقاومت کافی تأکید دارد.

هدف مبحث نهم بتن ریزی در هوای سرد

هدف اصلی مبحث نهم در بتن ریزی هوای سرد، حفظ مقاومت، دوام و ایمنی سازه بتنی است. رعایت این ضوابط باعث می‌شود بتن حتی در شرایط دمایی نامناسب، به مقاومت طراحی‌شده برسد و از بروز ترک، افت مقاومت و آسیب‌های بلندمدت جلوگیری شود.

بتن در چه دمایی یخ میزند

آب موجود در بتن تازه در دمای صفر درجه سانتی‌گراد و پایین‌تر شروع به یخ‌زدن می‌کند، اما نکته مهم این است که خطر یخ‌زدگی بتن فقط به صفر درجه محدود نمی‌شود. در عمل، اگر دمای بتن تازه به حدود ۵- درجه سانتی‌گراد برسد، احتمال یخ‌زدگی جدی آب داخل بتن و بروز آسیب‌های ساختاری بسیار بالا می‌رود.

در ساعات اولیه پس از بتن ریزی، بتن هنوز مقاومت کافی ندارد و یخ‌زدگی آب باعث افزایش حجم، ایجاد ریزترک‌های داخلی و توقف واکنش هیدراتاسیون سیمان می‌شود. به همین دلیل، طبق ضوابط فنی (از جمله مبحث نهم مقررات ملی ساختمان)، بتن تازه باید تا رسیدن به مقاومت اولیه مناسب، در دمای بالاتر از صفر درجه نگه داشته شود.

به‌طور خلاصه:

• آب بتن در ۰ درجه سانتی‌گراد یخ می‌زند
• بتن تازه در دماهای زیر صفر به‌شدت آسیب‌پذیر است
• خطر واقعی یخ‌زدگی و افت مقاومت، معمولاً از حدود ۵- درجه سانتی‌گراد به پایین بسیار جدی می‌شود

دستور کار بتن ریزی در هوای سرد

برای اجرای صحیح بتن ریزی در شرایط سرد، رعایت مجموعه‌ای از اقدامات فنی و اجرایی ضروری است. اصول بتن ریزی در هوای سرد با هدف جلوگیری از یخ‌زدگی بتن، حفظ مقاومت و افزایش دوام سازه تدوین شده‌اند. اجرای مرحله‌به‌مرحله دستور کار زیر کمک می‌کند بتن ریزی حتی در دماهای پایین، با کیفیت مناسب انجام شود.

1. بررسی شرایط دمایی قبل از بتن ریزی

پیش از شروع کار، دمای هوا، احتمال یخبندان شبانه و روند تغییرات دما بررسی شود. در صورت پیش‌بینی یخ‌زدگی، تمهیدات محافظتی باید از قبل آماده باشند.

2. آماده‌سازی بستر و قالب‌ها

سطح بتن ریزی، قالب‌ها و آرماتورها باید کاملاً عاری از یخ، برف و رطوبت منجمد باشند. بتن ریزی روی بستر یخ‌زده مجاز نیست.

3. کنترل دمای مصالح بتن

در هوای سرد، معمولاً از گرم کردن آب مصرفی و در صورت لزوم سنگدانه‌ها استفاده می‌شود تا دمای بتن تازه در محدوده مجاز قرار گیرد.

4. طرح اختلاط بتن در هوای سرد

استفاده از سیمان مناسب، نسبت آب به سیمان کنترل‌شده و در صورت نیاز افزودنی‌های مجاز، به بهبود گیرش بتن در هوای سرد کمک می‌کند.

5. اجرای سریع و منظم بتن ریزی

زمان بین تولید، حمل و ریختن بتن باید حداقل باشد تا افت دمای بتن تازه کاهش یابد.

6. محافظت از بتن تازه پس از اجرا

پس از بتن ریزی، سطح بتن باید با پوشش‌های مناسب مانند گونی، پلاستیک یا عایق حرارتی پوشانده شود تا از افت سریع دما جلوگیری شود.

حداقل دمای بتن در زمستان

در بتن ریزی زمستانی، حداقل دمای بتن تازه اهمیت بسیار زیادی دارد، زیرا واکنش هیدراتاسیون سیمان در دماهای پایین به‌شدت کند می‌شود. اگر دمای بتن در ساعات اولیه پس از اجرا به زیر صفر برسد، آب موجود در بتن یخ می‌زند و این موضوع می‌تواند باعث ایجاد ریزترک‌های داخلی و افت دائمی مقاومت بتن شود. به همین دلیل، در اصول بتن ریزی در هوای سرد تأکید می‌شود که دمای بتن تازه در زمان ریختن و در دوره اولیه عمل‌آوری، در محدوده‌ای امن نگه داشته شود. این کنترل معمولاً با گرم کردن آب مصرفی، مصالح سنگی یا استفاده از پوشش‌های محافظ انجام می‌شود تا بتن فرصت کافی برای رسیدن به مقاومت اولیه پیدا کند.

 ترک‌خوردگی بتن در هوای سرد

ترک خوردگی بتن در هوای سرد معمولاً ناشی از ترکیبی از عوامل دمایی و اجرایی است. یخ‌زدگی زودهنگام بتن تازه، اختلاف دمای زیاد بین سطح و لایه‌های داخلی و جمع‌شدگی ناشی از کاهش سریع دما از مهم‌ترین دلایل ایجاد ترک هستند. این ترک‌ها ممکن است در ابتدا سطحی به نظر برسند، اما در صورت نفوذ رطوبت می‌توانند به کاهش دوام و آسیب‌های بلندمدت سازه منجر شوند. رعایت ضوابط بتن ریزی در هوای سرد، کنترل یکنواخت دما و محافظت مناسب از بتن تازه، نقش مهمی در کاهش احتمال ترک‌خوردگی و حفظ کیفیت بتن دارد.

 حمل بتن در هوای سرد

حمل بتن در هوای سرد یکی از مراحل حساس اجرای بتن ریزی محسوب می‌شود، زیرا بتن در این مرحله مستعد افت دماست. کاهش بیش از حد دمای بتن در مسیر حمل می‌تواند کارایی بتن را کاهش داده و خطر یخ‌زدگی را افزایش دهد. برای جلوگیری از این مشکل، زمان حمل باید تا حد امکان کوتاه باشد و از تراک‌میکسرهای مناسب و سالم استفاده شود. در شرایط سرد شدید، پوشاندن مخزن حمل یا استفاده از بتن با دمای اولیه بالاتر می‌تواند به حفظ دمای بتن کمک کند. مدیریت صحیح حمل بتن، بخش مهمی از اصول بتن ریزی در هوای سرد است و تأثیر مستقیمی بر کیفیت نهایی بتن دارد.

نکات مهم بتن ریزی در هوای سرد

نکات مهم بتن ریزی در هوای سرد عبارتند از:

1. بررسی دقیق شرایط آب‌وهوایی پیش از اجرا

قبل از شروع بتن ریزی، دمای هوا، احتمال یخبندان شبانه و روند تغییرات دما باید بررسی شود تا برنامه‌ریزی اجرایی بر اساس شرایط واقعی انجام گیرد.

2. جلوگیری از یخ‌زدگی بتن تازه در ساعات اولیه

بتن تازه تا رسیدن به مقاومت اولیه نباید در معرض دمای زیر صفر قرار گیرد، زیرا یخ‌زدگی در این مرحله باعث افت دائمی مقاومت بتن می‌شود.

3. کنترل دمای بتن در زمان ریختن

دمای بتن باید در محدوده‌ای باشد که واکنش هیدراتاسیون سیمان متوقف نشود. در صورت نیاز، گرم کردن آب یا سنگدانه‌ها انجام می‌شود.

4. آماده‌سازی کامل بستر و قالب‌ها

بتن ریزی روی سطح یخ‌زده، برف‌گرفته یا قالب‌های سرد مجاز نیست و تمام سطوح باید پیش از اجرا تمیز و آماده شوند.

5. کاهش زمان حمل و اجرای بتن

زمان بین تولید، حمل و ریختن بتن باید کوتاه باشد تا افت دمای بتن تازه به حداقل برسد.

6. استفاده از پوشش‌های محافظ پس از بتن ریزی

پوشاندن بتن با گونی، پلاستیک یا عایق‌های حرارتی کمک می‌کند دمای بتن حفظ شود و از یخ‌زدگی جلوگیری گردد.

7. کنترل عمل‌آوری بتن در هوای سرد

مدت عمل‌آوری در هوای سرد معمولاً طولانی‌تر است و باید تا رسیدن بتن به مقاومت کافی ادامه پیدا کند.

8. رعایت ضوابط فنی و مقررات اجرایی

اجرای بتن ریزی در هوای سرد باید مطابق ضوابط و مقررات فنی انجام شود تا کیفیت، ایمنی و دوام سازه تضمین شود.

بتن ریزی در هوای بارانی و برفی

بتن ریزی در هوای بارانی و برفی از شرایط اجرایی حساس محسوب می‌شود، زیرا تماس مستقیم آب باران یا برف با بتن تازه می‌تواند نسبت آب به سیمان را به‌هم بزند و کیفیت نهایی بتن را کاهش دهد. بارش باران در زمان بتن ریزی باعث شسته شدن سطح بتن، افزایش آب مخلوط و افت مقاومت فشاری می‌شود، در حالی‌ که وجود برف و یخ روی بستر یا قالب‌ها می‌تواند مانع چسبندگی مناسب بتن و ایجاد ضعف‌های موضعی در سازه شود. در این شرایط، لازم است پیش از بتن ریزی سطح کار کاملاً از برف و یخ پاک‌سازی شود و حین اجرا نیز از پوشش‌های محافظ استفاده شود تا بتن تازه از تماس مستقیم با بارندگی در امان بماند. رعایت این نکات کمک می‌کند حتی در هوای بارانی و برفی، بتن ریزی با حداقل افت کیفیت و بدون آسیب جدی انجام شود.

نشانه‌های بتن آسیب‌دیده در اثر بارش باران

بارش باران در زمان بتن ریزی یا ساعات اولیه پس از آن می‌تواند کیفیت بتن را تحت تأثیر قرار دهد. برخی نشانه‌ها به‌صورت ظاهری قابل مشاهده هستند و برخی دیگر در بلندمدت خود را نشان می‌دهند. مهم‌ترین نشانه‌های بتن آسیب‌دیده در اثر بارش باران عبارت‌اند از:

• سطح شسته‌شده و ناصاف بتن: باران می‌تواند لایه رویی بتن تازه را بشوید و باعث زبری یا ناهمواری سطح شود.
• جداشدگی دانه‌ها در سطح بتن: افزایش ناگهانی آب ناشی از بارش، باعث جدا شدن سنگدانه‌ها و تجمع آن‌ها در بخش‌هایی از سطح بتن می‌شود.
• کاهش مقاومت سطحی بتن: سطح بتن ممکن است پوک یا نرم‌تر از حالت عادی باشد که نشان‌دهنده افزایش نسبت آب به سیمان است.
• ایجاد ترک‌های سطحی زودهنگام: تغییر ناگهانی شرایط رطوبتی و دمایی می‌تواند باعث ایجاد ترک‌های ریز در سطح بتن شود.
• تغییر رنگ و لکه‌دار شدن سطح بتن: نفوذ آب باران ممکن است باعث ایجاد لکه‌های روشن یا تیره و یکنواخت نبودن رنگ بتن شود.
• گرد و غبار یا پوسته شدن سطح پس از خشک‌شدن: در برخی موارد، پس از سخت شدن بتن، سطح آن به‌راحتی پوسته می‌شود یا گرد بتن از آن جدا می‌گردد.

بتن ریزی در باد شدید

بتن ریزی در باد شدید از شرایط اجرایی پرریسک محسوب می‌شود، زیرا وزش باد می‌تواند باعث تبخیر سریع آب سطحی بتن تازه شود و فرآیند گیرش را مختل کند. این تبخیر زودهنگام معمولاً منجر به کاهش کارایی بتن، افت کیفیت سطح و افزایش احتمال ترک‌های جمع‌شدگی پلاستیک می‌شود. در شرایط باد شدید، سطح بتن پیش از آن‌که فرصت کافی برای گیرش یکنواخت داشته باشد، خشک می‌شود و این موضوع می‌تواند به ضعف لایه سطحی و کاهش دوام بتن منجر شود.

برای کاهش اثرات منفی باد، لازم است زمان بتن ریزی مدیریت شود و از پوشش‌های محافظ مانند پلاستیک یا گونی مرطوب استفاده گردد. همچنین مرطوب نگه داشتن سطح بتن و جلوگیری از جریان مستقیم باد روی بتن تازه، نقش مهمی در حفظ کیفیت و جلوگیری از ترک‌خوردگی دارد. رعایت این نکات کمک می‌کند بتن ریزی حتی در شرایط باد شدید نیز با حداقل آسیب و افت کیفیت انجام شود.

جمع‌بندی

بتن ریزی در شرایط نامساعد جوی، از جمله بتن ریزی در هوای سرد، بتن ریزی در هوای بارانی و بتن ریزی در باد شدید، بدون رعایت اصول فنی می‌تواند کیفیت و دوام بتن را به‌طور جدی تحت تأثیر قرار دهد. کاهش دما، بارش باران یا وزش باد شدید هرکدام به شکل متفاوتی بر گیرش، مقاومت و سطح نهایی بتن اثر می‌گذارند و در صورت بی‌توجهی، خطر یخ‌زدگی، ترک‌خوردگی و افت مقاومت بتن افزایش پیدا می‌کند. به همین دلیل، شناخت شرایط محیطی و واکنش مناسب به هرکدام از این وضعیت‌ها، بخش مهمی از اجرای صحیح بتن ریزی محسوب می‌شود.

در نهایت، اجرای موفق بتن ریزی در شرایط خاص نیازمند پایبندی به دستور کار بتن ریزی در هوای سرد و رعایت ضوابط اجرایی در هوای بارانی و باد شدید است. کنترل دمای بتن، آماده‌سازی بستر، مدیریت حمل، محافظت مناسب پس از اجرا و عمل‌آوری صحیح، عواملی هستند که تضمین می‌کنند بتن حتی در شرایط سخت آب‌وهوایی به مقاومت و دوام مورد انتظار برسد و عملکرد سازه در بلندمدت دچار مشکل نشود.