مشاوره رایگان
لطفا فرم زیر را تکمیل بفرمایید.
برای اجرای صحیح بتنریزی در هوای گرم، ابتدا لازم است تعریف دقیقی از این شرایط بر اساس آییننامههای معتبر ارائه شود.
مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، بند 9-22-5-5-1:«بتنریزی در هوای گرم به مواردی اطلاق میشود که بتن با دمای بیش از 32 درجه سلسیوس ریخته میشود. در این موارد باید تمهیدات خاص برای کاهش دمای بتن در زمان ریختن به کار گرفته شوند تا از ایجاد اختلال در کسب مقاومت و دوام مطلوب و افزایش ترکخوردگیهای ناشی از جمعشدگی خمیری، جمعشدگی حرارتی و خشکشدگی جلوگیری شود.»
همچنین در آییننامه بتن ایران (آبا)، بند 7-11-1 آمده است: «در مواردی که دمای بتن در زمان بتنریزی بیش از 32 درجه سلسیوس باشد، شرایط هوای گرم حاکم است.» در آییننامه بتن ایران همچنین اشاره شده است که دمای بتن تولیدشده در شرایط کارگاهی معمولاً حدود 2 درجه سلسیوس بیشتر از دمای محیط است. بنابراین، زمانی که دمای محیط از حدود 30 درجه سلسیوس بیشتر شود، احتمال قرار گرفتن بتن در شرایط بتنریزی در هوای گرم افزایش مییابد.
با این حال، هوای گرم صرفاً به دمای بتن یا دمای محیط محدود نمیشود. مطابق ACI 305R-20، هوای گرم به مجموعهای از شرایط محیطی گفته میشود که باعث افزایش نرخ تبخیر رطوبت بتن، تسریع زمان گیرش و ایجاد مشکلات اجرایی در بتن تازه میشود. این شرایط معمولاً شامل دمای بالای هوا و بتن، رطوبت نسبی پایین، سرعت زیاد باد و تابش مستقیم خورشید است که بهصورت منفرد یا همزمان میتوانند نرخ تبخیر آب از سطح بتن را افزایش داده و فرآیند گیرش را تسریع کنند.
در آییننامه بتن ایران (آبا) نیز ذکر شده است که علاوه بر دمای بتن، عواملی مانند دمای زیاد هوا، رطوبت نسبی کم، سرعت زیاد باد، ارتفاع زیاد از سطح دریا و تابش مستقیم خورشید نیز موجب افزایش تبخیر آب از سطح بتن میشوند. این عوامل میتوانند اثرات نامطلوب هوای گرم، بهویژه جمعشدگی خمیری و ترکخوردگی سطح بتن را تشدید کنند.
در واقع، زمانی که ترکیب این عوامل باعث افزایش شدید نرخ تبخیر آب از سطح بتن شود، شرایطی ایجاد میشود که میتواند منجر به کاهش کارایی، بروز ترکهای جمعشدگی خمیری و اختلال در فرآیند گیرش گردد. بنابراین، در ارزیابی شرایط بتنریزی در هوای گرم، تنها دمای بتن یا دمای محیط ملاک نیست؛ بلکه تمامی عواملی که بر نرخ تبخیر آب از سطح بتن تأثیر میگذارند باید بهصورت همزمان مورد توجه قرار گیرند. به طور کلی، هرگاه دمای هوا بیش از 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی کمتر از 70 درصد باشد، شرایط هوای گرم حاکم است.
بتنریزی در هوای گرم میتواند از زمان اختلاط بتن تا پایان فرآیند سختشدن، عملکرد و کیفیت بتن را تحت تأثیر قرار دهد. افزایش دمای بتن، دمای محیط، کاهش رطوبت نسبی و وزش باد، شرایطی را ایجاد میکنند که در صورت عدم رعایت تمهیدات لازم، کیفیت بتن تازه، خواص بتن سختشده و در نهایت دوام سازه کاهش مییابد. ازاینرو، شناخت اثرات هوای گرم بر بتن، نخستین گام برای انتخاب روشهای مناسب بتنریزی و عملآوری در این شرایط است.
مطابق آییننامه بتن ایران (آبا)، مهمترین اثرات نامطلوب افزایش دمای بتن عبارتاند از:
در ادامه، مهمترین تأثیرات بتنریزی در هوای گرم بر بتن تازه و بتن سختشده بهطور جداگانه بررسی میشود.
هوای گرم در درجه اول بر خواص بتن تازه تأثیر گذاشته و اجرای صحیح عملیات بتنریزی را با چالشهای متعددی مواجه میکند. افزایش دمای بتن موجب تسریع واکنش هیدراتاسیون سیمان و در نتیجه کاهش زمان گیرش اولیه و نهایی میشود. به همین دلیل، بتن فرصت کمتری برای حمل، تخلیه، تراکم و پرداخت خواهد داشت و لازم است عملیات بتنریزی با سرعت و دقت بیشتری انجام شود.
از سوی دیگر، افزایش دمای هوا، کاهش رطوبت نسبی و وزش باد، نرخ تبخیر آب از سطح بتن را افزایش میدهد. این امر باعث افت سریع اسلامپ، کاهش کارایی و از دست رفتن روانی بتن شده و متراکم کردن و پرداخت مناسب آن را دشوار میکند. همچنین کاهش زمان کارپذیری، فرصت کافی برای ویبره مناسب را کاهش داده و در صورت تراکم نامناسب، بخشی از هوای محبوس در بتن باقی میماند که میتواند موجب افزایش تخلخل و کاهش مقاومت و دوام بتن شود.
چنانچه نرخ تبخیر آب از سطح بتن از میزان آبانداختگی آن بیشتر باشد، بتن پیش از کسب مقاومت کافی دچار جمعشدگی خمیری شده و ترکهای سطحی ایجاد میشود. علاوه بر این، کاهش زمان گیرش احتمال تشکیل درز سرد را نیز افزایش میدهد؛ بهگونهای که در صورت ایجاد وقفه یا حتی کندی در بتنریزی، ممکن است پیوستگی مناسبی بین لایههای بتن به وجود نیاید.
بهطور کلی، مهمترین اثرات هوای گرم بر بتن تازه عبارتاند از:
تأثیر هوای گرم تنها به بتن تازه محدود نمیشود، بلکه در صورت رعایت نکردن اصول بتنریزی و عملآوری، خواص بتن سختشده را نیز تحت تأثیر قرار میدهد. افزایش دمای بتن همراه با تبخیر سریع آب و عملآوری نامناسب، موجب اختلال در ادامه فرآیند هیدراتاسیون سیمان شده و در نهایت مقاومت، دوام و نفوذناپذیری بتن را کاهش میدهد.
از دست رفتن سریع رطوبت بتن، جمعشدگی ناشی از خشکشدن را افزایش داده و احتمال ایجاد ترکهای سطحی و عمقی را بیشتر میکند. این ترکها مسیر مناسبی برای نفوذ آب، یونهای مهاجم و سایر عوامل مخرب فراهم کرده و در بلندمدت موجب کاهش دوام و عمر مفید سازه بتنی میشوند.
علاوه بر این، در هوای گرم اختلاف دمای بین بخشهای مختلف بتن افزایش مییابد. بهعنوان مثال، سطح بتن سریعتر از قسمتهای داخلی سرد میشود و در صورت زیاد بودن این اختلاف دما، تنشهای حرارتی و ترکهای ناشی از آن ایجاد خواهند شد. این موضوع در اعضای حجیم اهمیت بیشتری دارد و به همین دلیل کنترل دمای بتن در بتنریزی حجیم ضروری است.
بهطور کلی، مهمترین اثرات هوای گرم بر بتن سختشده عبارتاند از:
با توجه به اثرات نامطلوب هوای گرم بر بتن تازه و بتن سختشده، لازم است پیش از بتنریزی، حین اجرا و در دوره عملآوری، تمهیدات مناسبی برای کنترل دمای بتن، کاهش تبخیر آب و حفظ کیفیت بتن اتخاذ شود. همانند بتن ریزی در هوای سرد، مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و آییننامه بتن ایران (آبا) نیز بر رعایت این اقدامات و تمهیدات یتن ریزی در تابستان، تأکید ویژهای دارند. در ادامه، این الزامات به تفکیک مراحل مختلف بتنریزی بررسی میشوند.
نکات ارائهشده در این بخش عمدتاً بر اساس الزامات آییننامه بتن ایران (آبا) و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تدوین شدهاند.
اقدامات پیش از بتنریزی شامل آماده سازی و طرح اختلاط بتن درهوای گرم، نقش مهمی در کنترل دمای بتن و کاهش اثرات نامطلوب دارند. مهمترین این اقدامات عبارتاند از:
عملآوری بتن در گرما یکی از مهمترین مراحل بتنریزی در هوای گرم است و نقش مستقیمی در دستیابی به مقاومت و دوام مطلوب بتن دارد. در بتنریزی در تابستان، به دلیل افزایش دما و تبخیر سریع آب، بتن تازه بیش از شرایط معمول در معرض کاهش رطوبت و ایجاد ترکهای ناشی از جمعشدگی قرار میگیرد. به همین دلیل، بلافاصله پس از پایان عملیات بتنریزی و پرداخت سطح، باید اقدامات لازم برای حفظ رطوبت و کاهش تبخیر آب آغاز شود. عملآوری باید پس از سخت شدن اولیه بتن آغاز شده و با استفاده از روشهایی انجام شود که رطوبت بتن را حفظ کرده و از افزایش دمای آن جلوگیری کنند. مطابق آبا، روشهای مناسب عملآوری در هوای گرم عبارتاند از:
برای بتنهای پرمقاومت با نسبت آب به مواد سیمانی کمتر از 0.42، استفاده از روشهای صرفاً جلوگیریکننده از تبخیر، مانند پوشش پلاستیکی یا مواد غشاساز، بهتنهایی توصیه نمیشود؛ مگر آنکه دستگاه نظارت آن را مجاز بداند. در این بتنها، حفظ رطوبت از طریق آبرسانی نیز ضروری است.
در طول دوره عملآوری باید از خشک شدن سطح بتن، بهویژه در روزهای ابتدایی، جلوگیری شود؛ زیرا بیشترین خطر تبخیر آب و ایجاد ترکهای ناشی از جمعشدگی در همین بازه زمانی رخ میدهد.
در بتنریزی در تابستان و سایر شرایط هوای گرم، مدت عملآوری اهمیت بیشتری نسبت به شرایط معمول دارد. حداقل مدت عملآوری بتن در هوای گرم ۷ روز است و در تمام این مدت باید رطوبت بتن حفظ شده و از افزایش بیش از حد دمای آن جلوگیری شود تا فرآیند هیدراتاسیون سیمان بهطور کامل انجام شده و مقاومت و دوام مورد انتظار، بدون ترکهای ناشی از جمع شدگی حاصل شود.
جدول زیر، بر اساس جدول 7-6 آییننامه بتن ایران (آبا)، حداقل مدت عملآوری بتن را در شرایط مختلف دمایی نشان میدهد.
اگرچه مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و آییننامه بتن ایران (آبا)، بتنریزی در هوای گرم زمانی مطرح میشود که دمای بتن هنگام ریختن از 32 درجه سلسیوس بیشتر باشد، اما در بتنریزی حجیم به دلیل افزایش دمای ناشی از هیدراتاسیون سیمان و ایجاد تنشهای حرارتی، کنترل دمای بتن اهمیت بسیار بیشتری دارد. ازاینرو، برای طراحی و اجرای این نوع بتن باید به آییننامه شماره 344 (آییننامه سازههای بتنی حجیم) مراجعه شود.
بر اساس آییننامه شماره 344، «هر حجمی از بتن (معمولاً با ابعاد بزرگ) که نیازمند تدابیر ویژهای برای کاهش ترکخوردگی ناشی از گرمای آبگیری (هیدراتاسیون) سیمان باشد، بتن حجیم نامیده میشود. واکنش میان سیمان و آب، توأم با تولید گرما بوده و سبب افزایش قابل ملاحظه دمای درون قطعات بزرگ بتنی میشود.»
به همین دلیل، علاوه بر رعایت تمامی الزامات بتنریزی و عملآوری در هوای گرم، لازم است تدابیر ویژهای برای کنترل دمای بتن و جلوگیری از ایجاد ترکهای حرارتی در نظر گرفته شود. مهمترین این اقدامات عبارتاند از: