همانند آجر نسوز و یا آجر دکوراتیو، بتن نیز یکی از مهم ترین اجزا و مواد اولیه برای ساخت و ساز ساختمان است. اما عمل آوری بتن نیازمند دانش تخصصی می باشد که مهندسین خبره از آن آگاهی دارند. در این مقاله قصد داریم شما را با عمل آوری بتن و نکات مهم برای عمل آوری آن در آب و هوای سرد آشنا کتیم.
نکاتی برای عمل‌آوری بتن در آب و هوای سرد
همانطور که گفتیم بتن نیز مثل انواع آجر شامل آجر سفال، آجر دکوراتی، آجر ده سوراخ و … یکی از مواد اولیه ساختمان سازی است. بتن نیاز به عمل آوری دارد. این کار مستلزم تکنیک‌های خاصی است. روند عمل‌آوری بتن در هوای سرد چالش برانگیزتر است زیرا برای اینکه بتن به درستی سفت شود و به حداکثر استحکام برسد، بتن تازه باید حداقل در ۲۴ ساعت اول در برابر یخ زدگی محافظت شود، یا تا زمانی که به حداقل استحکام ۵۰۰ پوند در اینچ مربع برسد (psi). بتنی که در مرحله اولیه یخ می‌زند ممکن است استحکام کلی خود را از دست بدهد. اگر اقدامات احتیاطی مناسب برای از بین بردن مشکلات مرتبط با دمای پایین انجام شود، می‌توان بتن را با موفقیت ریخت و در شرایط آب و هوای سرد قرار داد. موسسه بتن آمریکا (ACI) بتن‌ریزی در هوای سرد را چنین تعریف می‌کند: «دوره‌ای که به مدت بیش از سه روز متوالی میانگین دمای روزانه هوا به زیر ۴۰ درجه فارنهایت می‌رسد و بیش از نیمی از هر ۲۴ ساعت زیر ۵۰ درجه فارنهایت می‌ماند. در این شرایط، باید از تکنیک‌های خاصی استفاده کرد.
هیچ دلیلی برای جلوگیری از ریختن بتن در هوای سرد وجود ندارد، به شرطی که بتوانید اقدامات احتیاطی مناسبی را انجام دهید. بتنِ ریخته شده در هوای سرد اگر به درستی انجام شود، به دلیل دوره‌ی عمل‌آوری آهسته‌ای که دارد از بتن ریخته شده در هوای گرم مستحکم‌تر است.
وقتی دمای خارج از منزل زیر ۲۰ درجه فارنهایت باشد، بهتر است ایده‌ی قرار دادن بتن در مکان‌های بیرونی را کنار بگذاریم، زیرا هیدراتاسیون در چنین دمایی کاملاً متوقف می‌شود. در دمای بسیار پایینِ فضای باز، بالا نگه داشتنِ دمای محل کار برای اطمینان از نتایج خوب، حتی با استفاده از محفظه و پتوهای عایق، بسیار دشوار است.
اگر بتن خیلی زود یخ بزند
بتونی که وقتی تازه است یخ می‌زند یا قبل از اینکه به مقاومتی برسد که بتواند در برابر انبساط مربوط به آبِ در حال انجماد مقاومت کند، یخ می‌زند، استحکام دائمی خود را از دست می‌دهد. انجماد زودرس می‌تواند استحکام نهایی بتن را تا ۵۰٪ کاهش دهد. اگر دمای هوا در زمان ریختن و قرار دادن بتن زیر ۴۰ درجه فارنهایت باشد و اگر در ۲۴ ساعت اول دمای پایین انجماد پیشبینی شود، پیمانکاران باید از روش‌های توصیه شده برای بتن‌ریزی در هوای سرد استفاده کنند.
نکات آماده‌سازی بتن
عمل‌آوریِ مناسب بتن در هوای سرد را می‌توان از طریق روش‌های خاصِ آماده‌سازی بهبود بخشید:
· در آب و هوای سرد، پیش حرارتِ یک یا چند ماده‌ی سازنده (آب و سنگدانه) می‌تواند از وجود دمای مناسب بتن در هنگام ریختن اطمینان حاصل کند. به جای حرارت دادن سیمان پرتلند، این کار با گرم کردن آب و یا شن و ماسه قبل از مخلوط کردن انجام می‌شود. شرکت‌هایی که مخلوط آماده را تهیه می‌کنند ممکن است این قابلیت را داشته باشند. به طور کلی، بتن با دمای تقریبی ۶۵ درجه فارنهایت از طریق کامیون‌ها از کارخانه خارج می‌شود. برای مخلوط کردن مقدار کمی بتن در محل می‌توان از آب گرم استفاده کرد یا سنگدانه‌ی ذخیره شده را در مکان‌های سرپوشیده‌ی گرم قبل از مخلوط شدن نگهداری کرد.
· ممکن است اجزای مخلوط نیاز به تنظیم داشته باشند. معمولاً، این تنظیمات شامل افزایش نسبت محتوای سیمان در بتن یا استفاده از یک ترکیب شیمیایی شتاب دهنده، مانند کلرید کلسیم در نسبت‌های ۲٪ است.
· از سیمان پرتلند نوع ۳ استفاده کنید، سیمانی که بدون کاهش کیفیت بتن، به سفت شدن آن کمک می‌کند. این مسئله مهم است زیرا رطوبت بالا می‌تواند باعث ایجاد مشکلات خوردگی در تقویت فولاد شود.
· از به کار بردن خاکستر بادی یا سیمان سرباره در هوای سرد خودداری کنید. این مواد با سرعت کمتری سفت می‌شوند و حرارت داخلی کمتری تولید می‌کنند.
نکات مربوط به ریختن و قرار دادن بتن
روش‌های اضافی در هنگام ریختن و قرار دادن بتن نیز می‌توانند به سفت شدن و بهبود بتن در هوای سرد کمک کنند:
· اطمینان حاصل کنید که کارگران برای مدت طولانی‌تری در محل حضور داشته باشند. سفت شدن اولیه‌ی بتن در دمای سرد به زمان بیشتری نیاز دارد، یعنی ممکن است کارگران مجبور شوند برای مدت زمان طولانی‌تری حضور داشته باشد.
· بادشکن‌ها می‌توانند به محافظت از بتن (و کارگران) در برابر باد کمک کنند؛ بادهایی که باعث افت سریع دما و تبخیر بیش از حد سریع می‌شوند. به طور کلی، بادشکن‌هایی با ارتفاع حدود ۶ فوت کفایت می‌کنند.
· ممکن است به محفظه‌های گرم شده نیاز باشد. این محفظه‌ها می‌توانند از چوب، برزنت بوم یا ورق‌های پلی اتیلن ساخته شوند – یا می‌توانید از محفظه‌های پلاستیکی سفت تجاری استفاده کنید. گرمایش داخل محفظه به بهترین نحو با هیترهای برقی انجام می‌شود. اگر از هیترهای سوخت سوز استفاده می‌شود، بهترین گزینه استفاده از هیترهای غیرمستقیم است که در آن هوای گرم از یک واحد آتشخان که در خارج قرار دارد به داخل محفظه هدایت می‌شود. گزینه دیگر یک سیستم هیدرونیک است که در آن مخلوط گرم گلیکول و آب در محفظه از طریق لوله‌ها یا شیلنگ‌ها جریان می‌یابد.
هدف این است که اطمینان حاصل شود بتن ریخته شده و در دمای حداقل ۴۰ درجه فارنهایت قرار گرفته و متناسب با نوع بتن و کاربرد مورد نظر، برای مدتی در آنجا نگهداری می‌شود. برای بتن با استحکام بالا که در معرض چرخه یخ‌زدگی و ذوب قرار ندارد، مدت یک روز در دمای بالاتر از ۴۰ درجه کافی است. اما یک فوندانسیون بتونی یا سازه دیگری که بارهای زیادی را در مراحل اولیه حمل می‌کند، به مدت ۲۰ روز یا بیشتر در حداقل دمای ۵۰ درجه نیاز دارد. به یاد داشته باشید که عمل‌آوری سیمان یک واکنش گرمازا است که به خودی خود مقداری گرما تولید می‌کند و اغلب کافی است بتن را با ورق پلی اتیلن یا پتوهای عایق پوشانده تا گرما به دام بیفتد.
به هیچ عنوان بتن نباید در ۲۴ ساعت اول پس از ریختن و قرار دادن، منجمد شود.
نکات مربوط به عمل‌آوری بتن
در آخر، تکنیک‌هایی وجود دارد که می‌توانید در طول فرآیند استفاده کنید تا اطمینان حاصل کنید که بتن به حداکثر استحکام می‌رسد:
· در جاهایی که از فرم‌ها استفاده می‌شود، تا حد امکان آنها را در جای خود بگذارید زیرا گرما را حفظ می‌کنند و از خشک شدن سریع بتن جلوگیری می‌کنند. گوشه‌ها و لبه‌ها بسیار آسیب‌پذیر هستند و فرم‌ها در روند آزادسازی گرما کمک می‌کنند.
· می‌توان بخار زنده را به محفظه اطراف بتن پمپ کرد تا از خشک شدن سریع آن در سطحِ کم رطوبت که در هوای سرد معمول است جلوگیری کند.
· صبر کنید تا قبل از اتمام تمام آب تخلیه شده تبخیر شود. بتن ریخته و در هوای سرد قرار گرفته و زمان عمل‌آوری آن بسیار کندتر است، بنابراین آب انداختن بتن نیز دیرتر از حد انتظار آغاز می‌شود. آماده باشید تا از میزان آب انداختن بیشتر از حد بتن جلوگیری کنید.
· در حین عمل‌آوری بتن، دمای بتن را با استفاده از اسلحه با درجه حرارت مادون قرمز بررسی کنید. اطمینان حاصل کنید که بتن دمای حداقل ۴۰ درجه را برای دوره عمل‌آوری خود حفظ کرده است.
· با قطع شدن گرمایش فعال، از سریع خنک شدن بتن جلوگیری کنید. این کار را می‌توان با کاهش تدریجی درجه حرارت داخل محفظه یا پوشاندن بتن با پتوهای عایق انجام داد. در سازه‌های بزرگ، چندین روز یا حتی چندین هفته خنک‌سازی تدریجی توصیه می‌شود. برداشتن پتو به طور ناگهانی در هوای سرد می‌تواند باعث ایجاد دیفرانسیل دما بین قسمت خارجی بتن و وسط آن شود و در نتیجه ترک بخورد.
· اطمینان حاصل کنید که بتن را برای دوره زمانی توصیه شده برای نوع سیمان مورد استفاده قرار دهید. کمیته ACI 308 حداقل دوره‌های عمل‌آوری زیر را توصیه می‌کند:
- سیمان ASTM C 150 نوع ۱، ۷ روز
- سیمان ASTM C 150 نوع ۲، ۱۰ روز
- سیمان ASTM C 150 نوع ۳، ۳ روز
- سیمان ASTM C 150 نوع ۴ یا ۵، ۱۴ روز
- سیمان‌های ASTM C 595، C 845، C 1157، ۷ روز متغیر
· بتنِ تازه بعمل آمده را با استفاده از درزگیر مهر و موم کنید تا از نفوذ آب خارجی به بتن جلوگیری شود. درزگیرهای بتنی عمر بتن را افزایش می‌دهند و احتمال عدم موفقیت در عمل‌آوری را از بین می‌برند. در مناطق بسیار سرد فقط از یک درزگیر بتونی قابل تنفس استفاده کنید که امکان تبخیر رطوبت را فراهم می‌سازد.