|
ضوابط بتن ریزی در شرایط آب و هوایی مختلف
به طور کلی کنترل دمای اولیه مخلوط بتن به واسطه اثر بخشی قابل ملاحظه‌ای که
در خواص بتن از جمله مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، نفوذ پذیری و … خواهد داشت از
اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و بررسی مسائل و مشکلات آن جایگاه ویژه ای را در مباحث
تکنولوژی بتن به خود اختصاص داده است و به تناسب اهمیت آن، لازم است بررسی های
کارشناسی مربوطه صورت پذیرد.
مجموعه مباحث مرتبط با این موضوع را می توان
مشخصاً به دو قسمت عمده تقسیم نمود:
الف) بتن ریزی در هوای گرم
ب) بتن ریزی
در هوای سرد
هر یک از این دو بخش مسائل مختص به خود را دارا بوده و بسته به
شرایط آب و هوایی منطقه ای که پروژه در آن اجرا می شود، تدابیر مربوطه نیز در نظر
گرفته می شود. طبق تحقیقات موجود مشخص شده است که پائین آمدن دمای بتن هر چند منجر
به مقاومت فشاری ٢٨ روزه بیشتری در بتن می شود، اما روند کسب مقاومت بتن در ساعات
اولیه را اندکی کاهش می دهد.
اقلیم شناسی: طبق طبقه بندی اقلیمی بخش
بزرگی از ایران دارای اقلیم گرم می باشد در فلات مرکزی اقلیم گرم و خشک و در سواحل
و جزایر جنوبی اقلیم گرم و مرطوب وجود دارد. در اقلیم گرم و خشک تبخیر بیشتر از
بارندگی و اختلاف دمای شبانه روز به 25 درجه سلسیوس می رسد. متوسط دما در روزهای
تابستانی حدود 45 و در زمستان حدود 30 درجه سلسیوس است. رطوبت نسبی بسیار کم و به
ندرت از 50 درجه افزایش و عموماً در حدود 10-20 درجه می باشد تغییرات دما در شبانه
روز منجر به وزش بادهای گرم و عموماً با گردباد و سرعت زیاد می شود. شرایط مزبور
برای کارهای بتنی مناسب نمی شود و مقاومت و پایائی (دوام) به طور محسوسی کاهش می
یابد و برای دسترسی به بتن بادوام زیاد تمهیدات ویژه ای را باید به کار برد.
ضوابط بتن ریزی: درجه حرارت هوا، درجه
حرارت بتن، سرعت باد ورطوبت، بر میزان تبخیر سطحی بتن تأثیر می گذارند. هیچگاه
منحنی ساده‌ای که بتواند بصورت مناسبی نتایج اوضاع جوی را خلاصه کند وجود ندارد و
هر یک از عوامل، توجه جداگانه ای را ایجاب می‌کندکه در ذیل به آنها اشاره می شود.
1. تشعشع خورشیدی:
این عامل به مقدار قابل توجهی بر
درجه حرارت مصالح انبار شده تاثیر می گذارد. حرارت جذب شده از تشعشع خورشید در طول
ساعات روز ممکن است در طول شب که سردتر است، تماماً از دست نرود. در نتیجه درجه
حرارت درون دانه های سنگی انبار شده ممکن است به تدریج به اندازه ای برسد که یقیناً
بتن گرم غیر قابل قبولی را ارائه دهد.
2. ماشین آلات:
ماشین آلات معمولاً ظرفیت حرارتی کمی دارند. با آنکه این موضوع اجازه
سرد شدن در شب را به آنها می دهد ولی آنها را قادر می سازد که سریعاً پس از بالا
آمدن آفتاب گرم شوند مقادیر گرمای ذخیره شده نسبتاً کم است ولی ماشین آلاتی که در
آفتاب قرار دارند سریعاً گرمای ذخیره شده در خود را به بتن تازه ای که در تماس با
آنها واقع شود پس دهند.
3. قالب و آرماتور:
مـــخصوصاً قالـــب و آرماتور لزوماً باید قبل از بتن ریزی آماده
شوند. به استثنای مواردی که آنها را در سایه قرار می‌دهیم و یا به وسیله دیگری سرد
نگه داری کنیم، احتمالاً در طول مدت جادادن بتن، به مقدار قابل توجهی گرم خواهند
شدکه ممکن است بتن، در تماس با آنها قبل از آنکه بتواند متراکم شود سفت گردد.
4. زمین:
ریختن بتن در زمین خشک و گرم می تواند دو
نتیجه بد داشته باشد . بتن نه فقط ممکن است از زمین گرما بگیرد، بلکه آب خود را نیز
از طریق جذب ، بوسیله زمین از دست می دهد.
5. درجه حرارت های هوا:
هوا ظرفیت حرارتی کمی دارد و در صورت سکون، هدایت حرارتی آن ضعیف است
معهذا قدرت هوا در جذب بخار آب با درجه حرارت آن افزایش می یابد . وجود درجه حرارت
زیاد در هوا می تواند شدتی داشته باشد که آب موجود در بتن را حتی در موقع ساختن ،
حمل ، جادادن یا سخت شدن ، تبخیر نماید . مثلاً هر گاه درجه حرارت بتن و آب ۲۰ درجه
سانتی گراد باشد، میزان از دست رفتن آب از راه تبخیر دو برابر زمانی است که درجه
حرارت ده درجه سانتی گراد باشد.
6. رطوبت:
تقلیل
رطوبت نسبی از ۹۰ % به ۵۰ % بدون تغییر در سایر شرایط، پنج مرتبه میزان تبخیر آب از
بتن محافظت نشده را افزایش می دهد و این موضوع تفاوتی براینکه بتن درچه مرحله ای از
حمل یا جادادن باشد نخواهد داشت.
7. سرعت باد:
میزان
جابجایی هوا، محتملاً عاملی است که بیشترین اشکالات را در ارتباط با بتن ریزی در آب
و هوای خشک کننده به وجود می آورد هوای ساکن به سهولت از بخار آب اشباع می شود. وزش
سبکترین نسیم باعث تجدید دائمی و فراهم شدن هوائی می شود که آب موجود در بتن محافظت
نشده می تواند در آن تبخیر شود. بدین معنی که در نسیمی به سرعت ۱۵ کیلومتر در ساعت،
تبخیر آب ۴ برابر میزان تبخیر در هوای ساکن است و در بادی باسرعت ۴۰ کیلومتر در
ساعت، میزان تبخیر به ۹ برابر موقعی که هوا بی حرکت است می‌رسد.
8.
درجه حرارت های شب هنگام:
تأثیر پائین افتادن درجه حرارت شب هنگام، که
بعضی اوقات در مناطقی که دور از دریا هستند مشاهده می‌شود، اغلب از نظر دور مانده
است. نتایج نافعی در آنها است و مصالح انبار شده ممکن است قدری از حرارتی را که روز
قبل ذخیره کرده اند از دست بدهند و ماشین آلات کارگاه سرد شوند. با وجود این، درجه
حرارتهای تنزل یافته شبانه می توانند شدیداً بر بتن محافظت نشده در مراحل اولیه سخت
شدن تاثیر بگذارند.
چنانچه بتن مزبور محافظت نشده باشد، سطح آن باید الزاماً
حرارت خود را به محیط سرد شبانگاهی پس بدهد و همراه با این عمل منقبض شود. ولی
قابلیت هدایت نسبی کم بتن، باعث می شود که درجه حرارت وابعاد قسمتهای داخلی توده
بتن به همان صورت باقی بمانــد. تنش کششی منتج در سطح خارجی بتن احتمالاً به واسطه
تشکیل ترک ها آزاد می‌گردد. در حالیکه لزوماً ترکهای مذکور از اهمیت سازه ای
برخوردار نیستند ولی بدنما بوده و ممکن است چنانچه بخواهیم در آینده مراکز فسادی
نشوند لازم شود آنها را با هزینه زیاد و وسایل پر زحمت تری پر کنیم .
شرایط محیطی : الف) شرایط محیطی
ملایم:
به شرایطی اطلاق می شود که در آن هیچ نوع عامل مهاجم از قبیل
رطوبت، تعریق، تر و خشک شدن متناوب، یخ زدن و آب شدن، سرد و گرم شدن متناوب، تماس
با خاک مهاجم یا غیر مهاجم، مواد خورنده، فرسایش شدید، عبور وسایل نقلیه یا ضربه
موجود نباشد، یا قطعه در مقابل این گونه عوامل مهاجم به نحوی مطلوب محافظت شده
باشد.
ب) شرایط محیطی متوسط:
به شرایطی اطلاق می شود
که در آن قطعات بتنی در معرض رطوبت و گاهی تعریق قرار میگیرند. قطعاتی که بطور
دائم با خاک های غیر مهاجم با آب تماس دارند یا زیر آب با ph بزرگتر از ۵ قرار
میگیرند دارای شرایطی محیطی متوسط تلقی می شوند.
پ) شرایط محیطی
شدید:
به شرایطی اطلاق می شود که در آن قطعات بتنی در معرض رطوبت یا
تعریق شدید یا تر وخشک شدن متناوب یا یخ زدن و آب شدن و سرد و گرم شدن متناوب نه
چندان شدید قرار میگیرند. قطعاتی که در معرض ترشح آب دریا باشند یا در آب غوطه ور
شوند طوری که یک وجه آنها در تماس با هوا قرار می گیرد. قطعات واقع در هوای دارای
نمک و نیز قطعاتی که سطح آنها در معرض خوردگی ناشی از مصرف مواد یخ زدا قرار می
گیرد دارای شرایط محیطی شدید محسوب می شوند.
ت) شرایط محیطی بسیار
شدید:
به شرایطی اطلاق می شود که در آن قطعات بتنی در معرض گازها، آب
و فاضلاب ساکن با ph حداکثر ۵، مواد خورنده، یا رطوبت همراه با یخ زدن و آب شدن
شدید قرار می گیرند، از قبیل نمونه های ذکر شده در مورد شرایط محیطی شدید، در صورتی
که عوامل مذکور حادتر باشند.
ث) شرایط محیطی فوق العاده شدید:
به شرایطی اطلاق می شود که در آن بتنی در معرض فرسایش شدید عبور وسایل
نقلیه، یا آب و فاضلاب جاری با ph حداکثر ۵ قرار می گیرند. رویه بتنی محافظت نشده
پارکینگ ها و قطعات موجود در آب که اجسام صلبی را با خود جابجا می کند، دارای شرایط
محیطی فوق العاده شدید تلقی می شوند. شرایط محیطی جزایر و حاشیه خلیج فارس و دریای
عمان به طور عمده جزو این شرایط محیطی قرار می گیرند.
درجه حرارت بتن تازه: 1- ناشی از عوامل جوی
2- ناشی از حرارت هیدراتاسیون
حرارت هیدراتاسیون گیرش و سخت شدن خمیر سیمان
در اثر فعل و انفعالات شیمیایی صورت می گیرد. در جریان هیدراتاسیون، هر دانه گرد
سیمان در ترکیب با آب به ذرات بی نهایت ریزی تجزیه شده و جسم کریستاله‌ای موسوم به
ژل به وجود می آید. مقدار آبی که برای هیدراتاسیون کامل سیمان لازم است، حدود ٢۵ تا
٣۵ درصد وزن سیمان می‌باشد. هیدراتاسیون سیمان همانند بسیاری از فعل و انفعالات
شیمیایی حرارت زا بوده و میزان آن به ترکیب شیمیایی، نرمی ذرات سیمان و درجه حرارت
محط بستگی دارد. برای سیمان‌های پرتلند، حدود نیمی از کل حرارت در مدت بین ١ تا ٣
روز و 4/3 آن در ٧ روز و تقریباً ٩٠ درصد آن در مدت ۶ ماه پس از ترکیب آب با سیمان
آزاد می شود. از این رو نگهداری و مراقبت از بتن و یا ملات های سیمانی در روزهای
اولیه مصرف سیمان بسیار حائز اهمیت می باشد.
با توجه به نکات ذکر شده هر چه
درجه حرارت اجزاء متشکله بتن بیشتر باشد، مقدار آب لازم برای حصول درجه معینی از
قابلیت کاربرد بیشتر است. مقدار دقیق آب اضافی، بستگی به عواملی نظیر مقدار سیمان،
دانه بندی مصالح سنگی و شکل دانه ها دارد. با وجود این اگر انتخاب نسبت اجزاء
متشکله بر مبنای قابلیت کاربرد ومقاومت مخلوط‌های امتحانی ساخته شده در درجه حرارت
های بخصوص بوده باشد، وجود درجه حرارت خیلی زیاد در بتن ساخته شده در کارگاه ممکن
است سبب شود که قابلیت کاربرد بتن از آنچه انتظار است کمتر شود .عمل تراکم ممکن است
دچار اشکال شودیا چنانچه آب اضافی در دوره کنترل جهت حصول قابلیت کاربرد مورد نظر
افزوده شود، نسبت وزنی آب به سیمان (W/C) افزایش خواهد یافت .در هر دو حالت، مقاومت
و دوام محتملاً کاهش می‌یابند. لازم به ذکر است، افزودن مقدار آب در حالیکه مقدار
سیمان ثابت باشد، انقباض حاصله از خشک شدن را افزایش می دهد.
قانون کلی است که
میزان عکس العمل شیمیایی، محتملاً به ازاء هر ١٠ درجه سانتی گراد افزایش درجه حرارت
اجزاء ترکیب شونده دوبرابر پیش بینی شده است. تأثیر درجه حرارت هایی که در طول مدت
مخلوط کردن و سخت شدن اولیه افزایش یافته این است که پیشرفت مقاومت در سنین اولیه
بتن افزایش می یابد. برای مثال بتنی که درجه حرارت آن در مدت اختلاط و گرفتن اولیه
به ۴٠ درجه سانتی گراد رسیده است دارای مقاومت یک روزه زیادی است ولی پس از آن
میزان ازدیاد مقاومت به مقدار زیادی کاهش می یابد در نتیجه مقاومت ٢٨ روزه فقط در
حدود دو ونیم برابر مقاومت یکروزه است و بالعکس چنانچه درجه حرارت بتن در طول همان
مراحل اولیه در ١۵ درجه سانتی گراد ثابت بماند، میزان کاهش یافته هیدراتاسیون
سیمان، مقاومت یکروزه کمتری را ارائه خواهد داد. لذا میزان حصول مقاومت بعدی بیشتر
است ، مقاومت ٢٨ روزه در حدود ٨ برابر مقاومت یکروزه خواهد بود.
به طور خلاصه
هر درجه حرارت بتن تازه بیشترباشد، امکان اینکه درجه حرارتهای بالای ایجاد شده در
طول مراحل اولیه سخت شدن بتن پیشرفت و تداوم پیدا کند بیشتر است. احتمالاً مقاومت
های اولیه بالا می روند ولی مقاومت مورد انتظار ٢٨ روزه ممکن است بدست نیاید.
خرابی بتن: شیمیائی:
Ø
حمله سولفات ها
Ø حمله کلرورها و خوردگی فولاد
Ø کربناتی شدن
Ø واکنش
قلیایی سنگدانه ها
فیزیکی:
Ø یخ زدگی و ذوب متوالی
Ø
فرسایش و سایش
Ø خلاء زایی
Ø نفوذ نمک ها در بتن
Ø حریق
Ø ضربه
Ø شرایط محیطی
Ø حمله باکتری‌ها
خطاهای اجرائی:
Ø
دانه بندی یکنواخت و نامناسب
Ø خاک دار بودن شن و ماسه
Ø انبار کردن
نامناسب مصالح بتن (شن و ماسه،سیمان،آب،مواد افزودنی)
Ø به کار گیری نوع و
مقدار نامناسب سیمان
Ø تراکم نامناسب
Ø عمل آوری نامناسب
Ø به کار گیری
آب بیش از حد مورد نیاز در مخلوط بتن
وجود اقلیم گرم به طور مستقیم و غیر
مستقیم تمام عوامل خرابی‌های شیمیایی و فیزکی بتن را به جز یخ زدگی و ذوب متوالی
تشدید می کند. بنابراین و در اینچنین اقلیمی باید شرایط ویژه ای را به کار برد و
حتی الامکان خطاهای اجرایی را نیز به حداقل کاهش داد. | 
