مقاله کامل بتن ریزی در هوای گرم

مقاله کامل بتن ریزی در هوای گرم

گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد . در شرایط خاص برخی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است . دلیل این امر استفاده از بتن گرم در قالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند . با استفاده از سیمانهای ریز و زودگیر کننده ، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.
برای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای این نوشتار از بیان مشروح سایر اثرات خودداری می شود .


• راهکارهای بتن ریزی مطلوب در شرایط نامساعد گرم :
قاعدتا" این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد :
الف ) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب
ب ) روشهای مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن ( پیشگیری از گرم شدن )
ج ) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن ( کاهش دمای بتن )
د ) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن
هـ ) نکات مربوط به ریختن ، تراکم و پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر
در ادامه به هرکدام از راه حلهای اجرائی به اختصار می پردازیم .


• انتخاب مصالح مناسب :
الف ) سنگدانه :
هر چند تأثیر سنگدانه چندان جدی نیست اما بویژه برای ایجاد دوام در بتن در مناطق گرم بویژه مرطوب ، لازم است سنگدانه ها از جذب آب کمی برخوردار باشند . ظرفیت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به 5/2 و برای سنگدانه ریز به 3 درصد محدود شده است در حالیکه در بسیاری از آئین نامه ها چنین محدودیتی دیده نمی شود .
سنگدانه ها باید در برابر قلیائیها از واکنش زائی برخوردار نباشند لذا از این بابت باید مورد آزمایش قرار گیرند . همچنین در مناطق خورنده باید یون کلر آنها از حدود مجاز کمتر باشد .

ب ) سیمان :
بهتر است از سیمانهای ریز و زودگیر استفاده نشود و سیمانهای با گرمازائی کم و حاوی مواد پوزولانی ( بعنوان جایگزین ) بکار روند . سیمانهای آمیخته از این نظر مناسب اند . بهتر است مقدار سیمان زیاد نباشد . محدود کردن عیار سیمان به حدود 400 کیلوگرم می تواند یک توصیه تلقی گردد . عیار سیمان زیاد می تواند عامل ترک خوردگی بتن خمیری باشد .

ج ) افزودنی ها :
در شرایط هوای گرم اغلب افزودنیهای روان کننده و یا کندگیر کننده استفاده می شود . ممکن است افزودنی روان کننده کندگیر کننده نیز بکار بریم . افزودنیهائی که بتوانند اسلامپ را بمدتی قابل توجه حفظ نمایند ، در این شرایط طرفدار دارد .
معمولا" حبابزا ها بعلت مشکل کنترل مقدار حباب در شرایط هوای گرم توصیه نمی شود . مگر اینکه شرایط مناسبی برای مصرف آنها فراهم گردد .


• روشهای پیشگیرانه برای جلوگیری از گرم شدن مصالح در انبار
هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم ، کار خنک ساختن بتن ساده تر می شود .
بهرحال بهتر است دمای سیمان از 0C 60 تجاوز نکند ( آبا حد مجاز را 0C 75 ذکر کرده است ) سنگدانه ها با توجه به وزن قابل توجهشان بهتر است دمائی کمتر از 0C 40 را داشته باشند . آبنیز باید در حد امکان خنک نگهداشته شود . لذا توصیه می شود آب در محلی نگهداری شودکه زود گرم نشود . مخازن فلزی هوائی بدون عایق بندی ابدا" توصیه نمیشود . از مصرفسیمانهای گرم که از کارخانه حمل و تخلیه می شود باید پرهیز کرد و آنرا در سیلو نگهداشت تا خنک گردد .
سیلوی سیمان دارای رنگ روشن باشد . در برخی مناطق دنیا از سیلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جریان باشد . عایق بندی سیلوی سیمان نیز یک راه حل می باشد .
سنگدانه ها را نیز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت . سر پوشیده کردن دپوی سنگدانه ها یک روش معمول است که ممکن است برای ایران راه حل گران قیمتی باشد . ایجاد پوشش مانند برزنت و غیره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد .


• خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک ( کاهش دمای بتن ) :
استفاده از بتن ها دمای کم یکی از راه حلهای اساسی برای بتن ریزی مطلوب است . رساندن دمای بتن به زیر 0C 30 میتواند به تولید بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمنا" میزان تبخیر از سطح بتن را کاهش دهد . باید گفت تبخیر عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در این رابطه بسیار مهم است . برای ایجاد بتن خنک ، غالبا" اجزاء بتن را خنک می کنیم و یا از یخ برای ایجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نمائیم . بکارگیری ازت مایع نیز ممکن می باشد . اما در مورد بتن ریزی در هوای گرم در کارهای عادی عملا" بکار نمی رود .
اجزاء بتن شامل : آب ، سیمان ، سنگدانه می تواند خنک شود . آب را با وسایل تبرید و یا یخ می توان خنک نمود . سنگدانه ها را می توان با آب پاشی و ایجاد شرایط مساعد برای تبخیر می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود ( بویژه در هوای خشک ) در خنک سازی سنگدانه می توان از آب خنک و هوای خنک نیز استفاده نمود .
یخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زیرا گرمای نهان ذوب یخ میتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پائین آورد . بهر حال خرده یخ یا پرید یخ می تواند صرفا" بعنوان جایگزین بخشی از آب یا همه آن بکار رود تا تغییری در نسبت آب به سیمان حاصل نشود و در انهای اختلاط نباید یخ در بتن تازه مشاهده گردد .
خنک کردن سیمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود . اینکار به دلایل خاص نیاز دارد تا سیمان در معرض آب خنک یا هوای مرطوب قرار نگیرد . استفاده از دیگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و یا آب خنک شده و یا در سایه است توصیه می گردد .


• تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی :
در زمان حمل ، ریختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است . بدیهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزایش می یابد . هدف ما کاهش این افزایش دما می باشد .
استفاده از وسایل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد یا با آب خنک می شود یکی از راه حلهای مناسب می باشد . بکارگیری وسایلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزایش دما شود و برای کنترل این افزایش دما ، لازم است لوله پمپ خنک گردد . می توان دور لوله ها را گونی خیس قرار داد و گهگاه روی آن آب پاشید .
تسمه نقاله برای هوای گرم وسیله مناسبی نیست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند .
تراک میکسر در طول حمل نباید بی جهت بچرخد زیرا این امر موجب افزایش دما خواهد شد بویژه اگر حجم بتن در مقایسه با حجم دیگ کم باشد . استفاده از سایبان روی دیگ تراک و داشتن رنگ روشن توصیه می شود .


• نکات مربوط به ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر
برای جلوگیری از تبخیر زیاد از سطح بتن می توان توسط بادشکن ، سرعت باد را کم نمود . بویژه اگر بتوان از بادشکن های جاذب آب استفاده نمود و آنها را خیس کرد ، رطوبت محیط افزایش می یابد و تبخیر کم می شود و همچنین محیط خنک می گردد . استفاده از سایبان در بالای محل بتن ریز ( در صورت امکان ) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخیر می گردد و ضمنا" از افزایش دمای بتن جلوگیری می شود .
می توان از دستگاههای مه فشان و ایجاد کننده غبار آب در محل بتن ریزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محیط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد . این کار در مواردی که باد می وزد مؤثر نیست .
قالب و میلگردها باید قبلا" خنک شود و آبا حداکثر دمای 0C 50 را برای آنها پیش بینی کرده است . با آب پاشی بر روی قالب ( بویژه فلزی ) و میلگردها می توان آنها را خنک نمود ولی آب اضافی باید از سطح قالب و میلگرد زدوده شود ( با هوای تحت فشار یا اجازه دادن برای تبخیر ) برنامه ریزی کار بتن ریزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود . مسلما" در این حالت اصولا" ممکن است شرایط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد .
تأمین حجم لازم بتن و استفاده از وسایلی که بتواند این حجم بتن را ساخته یا حمل کند و بریزد و متراکم نماید امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گیرش آن فرا می رسد و یا لایه های زیرین خود را می گیرد و درز سرد ایجاد می شود .
برای حفظ خنکی بتن در لایه های بتن ریزی ، بهتر است از لایه های ضخیم تر استفاده شود که این امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ریزی بیشتری را در واحد زمان طلب می کند .
استفاده از وسایل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نیاید . مثلا" باکت خیلی کوچک بکار نرود تا تراک میکسر مدت زیادی معطل بماند و یا تراک میکسر کمتر بارگیری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند .
تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصیه می شود ( قبل از گیرش ) . این امر ترکها را کم می کند . استفاده از ماله برای بهم آوردن ترکها توصیه می گردد . ( ماله کش با تأخیر و مجدد ) در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخیر بیش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک می شود . لذا ضمن رعایت نکاتی که قبلا" مطرح شد لازمست در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد . استفاده از گونی خیس در این موارد توصیه می شود . در غیر این صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نایلون یا ترکیبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود . بدیهی است در شرایط هوای گرم و خشک توجه ویژه ای باید به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد .
پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولا" باید زودتر از سایر شرایط پرداخت را انجام داد اما نباید باعث جمع شدن آب در زیر لایه فوقانی گردد .

بتن ریزی در زیر آب

بتن ریزی در زیر آب - مبحث نهم

مشخصات کلی بتن ریزی در زیر آب
در مواردی که بتن ریزی در زیر سطح آب مورد نظر باشد می توان از قیف و لوله ( ترمی ) یا پمپ برای بتن ریزی استفاده کرد .

الف _ بتن ریزی با قیف و لوله ( ترمی ) :
در این روش باید دقت شود تا در اثر جریان آب مواد سیمانی شسته نشوند . لازم است برای بتن با کارائی زیاد ، بتن ریخته شده در آب حداقل 350 کیلوگرم در متر مکعب مواد سیمانی داشته باشد . نسبت آب به سیمان در طرح اختلاط نباید از 0.45 تجاوز کند .
سیستم قیف و لوله باید کاملا" آب بند بوده و بتن به راحتی در آن حرکت نماید . در طول مدت بتن ریزی باید این سیستم از بتن پر باشد .
قطر لوله ترمی باید حداقل 8 برابر قطر بزرگترین اندازه سنگدانه مصرفی باشد . اسلامپ بتن باید بین 170 تا 250 میلیمتر انتخاب شود . سر لوله ترمی همواره باید به میزان 100 تا 150 سانتیمتر در داخل بتن ریخته شده قرار گیرد .


ب _ بتن ریزی با پمپ :
برای بتن ریزی با پمپ ، باید طرح اختلاط بتن چنان انتخاب شود که نسبت آب به سیمان کمترین مقدار ممکن را داشته و مقدار آن از 0.6 تجاوز ننماید . مقدار سیمان باید نسبتا" زباد باشد ( در محدوده 350 تا 400 کیلو گرم در متر مکعب ) تا چسبندگی کافی بتن تأمین شود و خطر شسته شدن سیمان از بین برود . به منظور افزایش کارائی بتن می توان از سنگدانه های گردگوشه استفاده نمود . استفاده از دانه بندی پیوسته با حداکثر اندازه 38 میلیمتر و همچنین مقدار کافی ریزدانه ضروری است . چنانچه سنگدانه ها حاوی مقدار کافی ریزدانه نباشد ، می توان با افزودن مواد ریز چسبندگی کافی را در بتن ایجاد نمود .
بتنی که پمپ می شود باید تا حدی روان تر باشد تا از مسدود شدن لوله ها جلوگیری شود . به منظور آنکه آب به سیمان از حد مجاز بالاتر نرود باید برای تأمین روانی از مواد افزودنی مناسب نظیر روان کننده ها و فوق روان کننده ها یا مواد افزودنی آب نگهدار استفاده شود .
جز در مواردی که افزودنیهای ویژه مصرف می شود ، باید از سقوط آزاد بتن به داخل آب جلوگیری کرد تا پدیده جداشدگی ذرات رخ ندهد .
بتن ریزی در آب می تواند با روش پیش آکنده نیز با رعایت ضوابط مربوطه انجام شود .


روش اجرا بتن ریزی در زیر آب

الف _ هنگام بتن ریزی باید اختلاف فشار هیدرولیکی داخل و خارج قالب از بین رفته و سطح آب در داخل و خارج قالب در یک تراز باشد .
ب _ در موقع بتن ریزی با ترمی باید همیشه انتهای تحتانی لوله حداقل به طول 1 تا 1.5 متر داخل بتن باشد به طوری که آب نتواند از پایین وارد لوله شود . برای این منظور باید بتدریج با پر شدن لوله آن را بالا کشید .
پ _ باید از ایجاد سطوح افقی که لایه های مختلف بتن را از یکدیگر جدا می کنند اجتناب شود .
ت _ وقتی سطح بتن به حد فوقانی مورد نظر رسید ، باید آن قسمت از بتن که با مواد بیرونی درآمیخته و دانه های شن و ماسه و شیره بتن از هم جدا شده ، جمع آوری و بیرون ریخته شود . این کار باید تا رسیدن به بتن خمیری سالم ادامه یابد .
ث _ استفاده از سایر روش های بتن ریزی در زیر آب بنابر توصیه و تأیید دستگاه نظارت بلامانع است .
جزئیات امر بتن ریزی در زیر آب باید در مشخصات فنی خصوصی درج گردد .


برگرفته از مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ( طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه )

بتن ریزی در دمای منفی 18 درجه

بتن ریزی در دمای منفی 18 درجه

پژوهشگران ایرانی برای اولین بار در جهان به فناوری تولید بتنی دست یافتند که قابلیت استفاده در دمای 18 درجه زیر صفر را دارد.مهندس حسین الزمانی، مدیر پروژه، با اعلام این خبر می افزاید: این فناوری منحصر به فرد که در داخل ثبت شده است، مراحل ثبت جهانی در آمریکا را می گذراند.

با استفاده از این فناوری، بتن در نصف مدت معمول لازم یعنی 14 روز به مقاومتی 5/2 برابر بتن های معمول می رسد. بتن هایی که در حال حاضر استفاده می شود، فقط در دمای بالای 16 درجه سانتی گراد قابل ساخت است و عمل آوری نیز 28 روز به طول می انجامد. عضو مرکز تحقیقات صنایع دفاعی با اشاره به این مسئله که به اذعان کارشناسان داخلی و خارجی، این بتن باعث ایجاد انقلابی در صنعت ساختمان سازی و پروژه های عمرانی مثل ساخت سد و فرودگاه در مناطق سردسیر می شود، می افزاید: دستیابی به این فناوری ،شگفتی ناسا را نیز برانگیخته به طوری که این سازمان فضایی از آن به عنوان گامی در جهت ساخت سازه های فضایی در خارج از جو زمین و کرات دیگر نام برده است. این بتن که از انجمن های تخصصی ایرانی و نیز انجمن بتن آلمان تاییدیه گرفته، توجه مقامات روسی را نیز به خود جلب کرده است چرا که روسیه با تلاش های بسیار توانسته است بتن ریزی را فقط در دمای 4 درجه زیر صفر امکان پذیر سازد.مهندس حسین الزمانی، متخصص بتن و مدیر معاونت پژوهش مرکز ملی مقاوم سازی می گوید: کار روی ساخت بتن منحصر به فردی که در دمای 18 درجه سانتی گراد زیر صفر قابلیت استفاده در پروژه های ساختمانی را دارد، 3 و نیم سال پیش آغاز شد. اکنون کسب این موفقیت یکی از دستاوردهای جنبی پروژه است. نتیجه اصلی پروژه حدود 2 سال دیگر مشخص می شود که مربوط به یک پروژه بزرگ نظامی است.

وی که در مرکز تحقیقات وزارت دفاع نیز پروژه های عظیم دیگری را در دست اجرا دارد، می افزاید: در این پروژه، سیمانی با نرمی بالا و پودری تولید شده است که آن را با مواد و عناصری مانند سیلیس فعال و غنی سازی کرده ایم که این امر باعث شده است بتن در 18 درجه سانتی گراد هم قابل عمل آوری با حفظ تمامی خواص باشد چون بتن های معمولی فقط در دمای بالای 16 درجه سانتی گراد فعال است و در پایین تر از این دما مهندسان ناظر اجازه بتن ریزی نمی دهند، چون چسبندگی آن کم می شود. بتن برای سخت شدن نیاز به دمایی به نام هیدراتاسیون دارد که در این دما فعل و انفعالات شیمیایی باعث سخت شدن آن می شود. بعد که قالب ها از بتن باز شود، مدت 28 روز طول می کشد تا بتن به طور کامل سفت و سخت شود که به این مرحله عمل آوری بتن می گویند. در طول این مدت برای ایجاد حرارت و واکنش های لازم آب به بتن اضافه می شود بعد از این 28 روز بتن، سختی لازم را برای انجام کارهای دیگر ساختمان سازی پیدا کرده است. برای عمل آوری بتن مدت زمان لازم و استاندارد برای ساختمان سازی 28 روز است. چرا که در کمتر از این مدت و همچنین پایین تر از دمای 16 درجه سانتی گراد بتن مقاومت لازم را که 240 کیلوگرم بر سانتی مترمربع است، پیدا نمی کند. 30 تا 40 درصد مقاومت بتن بستگی به دمای مناسب آن یعنی بالاتر از 16 درجه سانتی گراد دارد. اما بتن جدید ابداعی محققان ایرانی علاوه بر این که در دمای 18 درجه سانتی گراد زیر صفر قابلیت عمل آوری را دارد، در مدت 14 روز به سختی و مقاومت لازم می رسد.

در مناطق سردسیر و یخ بندان هزینه بتن ریزی بسیار بالا می رود، چون باید از امکانات و ابزار لازم برای فراهم کردن دمای هیدراتاسیون بتن استفاده کرد. در حالی که ما برای نخستین بار در جهان با ساخت یک سیمان غنی شده، دمای بتن ریزی را تا 18 درجه سانتی گراد زیر صفر کاهش داده ایم و اهمیت این دستاورد به حدی بود که فیلمی از مراحل مختلف پروژه در شبکه 2 روسیه پخش شد. همچنین زمانی که مستندات پروژه را به موسسه بتن آلمان ارسال کردیم، این موسسه پس از تایید آن، به من به عنوان مدیر پروژه، دکترای افتخاری در این زمینه اعطا کرد.

مهندس الزمانی می افزاید: مرکز تحقیقات ملی مقاوم سازی ایران پس از 2 ماه با انجام آزمایش هایی، پروژه را مورد تایید قرار داد. این پروژه به دلیل اهمیت بالا و منحصر به فرد بودن، در حال حاضر مراحل ثبت جهانی را در آمریکا می گذراند. البته ناگفته نماند که اختراع مذکور ثبت داخل شده است.

الزمانی که دارای جایگاه اول تالیف در کشور در زمینه بتن نیز می باشد، در خصوص پروژه اش می گوید: این پروژه یک بار با شکست کامل مواجه شد ولی دوباره آن را با کمک متخصصانی در رشته شیمی، معدن و هسته ای آغاز کردم و با وجود مخالفت های بسیار ادامه دادم و بالاخره به نتیجه رسیدم.در حال حاضر به دلیل سردی هوا در غرب و شمال غرب کشور، بسیاری از پروژه های ساختمانی می خوابد. حتی در برخی از مناطق فقط 2 ماه از سال امکان کار وجود دارد ولی با استفاده از این سیمان در 12 ماه سال می توان پروژه های عمرانی را با موفقیت اجرایی کرد.

به گفته الزمانی، برای اولین بار در جهان با تولید این سیمان غنی شده توانسته ایم بتن سازی را در دمای 18 درجه سانتی گراد زیر صفر امکان پذیر کنیم. البته با اضافه کردن موادی به این بتن مثل ضدیخ، امکان فعال سازی آن در دما های پایین تر از 18- درجه سانتی گراد هم امکان پذیر است.

با سیمان پودری ابداعی می توان طی حداکثر 14 روز (نه 28 روز) مقاومت بتن را به حد مناسب رساند. با استفاده از یک سری افزودنی ها و اضافه کردن آن ها به این سیمان پودری در این درجه حرارت پایین، واکنش ها به قدری گرمازا می شود که دمای لازم برای هیدراتاسیون بتن فراهم می شود. از سوی دیگر استفاده از این سیمان در بتن ریزی مقاومت آن را2.5 برابر افزایش و میزان سایش بتن را در برابر عوامل فیزیکی و شیمیایی کاهش می دهد. بنابراین مشکلاتی که هم اکنون در دریچه های سد، سازه های نظامی و باندهای فرودگاه ها، در اثر سایش بتن به وجود می آید، بسیار کم می شود.

عضو مرکز تحقیقات صنایع دفاعی می گوید: ناسا از این طرح پژوهشی به عنوان گامی در جهت تحقق ساخت سازه های فضایی در خارج از جو زمین یاد و تقاضای ارسال مستنداتی از آ ن برای انتشار در سایت ناسا کرده است.

منبع : http://gatch.blogfa.com/post/653