Published in:

• مقالات

بتن ریزی در هوای سرد

Author site_admin

Published on: 14/12/2017

بتن ریزی در هوای سرد
ارائه:
مهدی نعمتی، عضو هیات علمی بخش فناوری بتن
فهرست مطالب
تعریف هوای سرد برای بتن
تاثیر هوای سرد بر مشخصات بتن تازه
تاثیر هوای سرد بر مشخصات بتن سخت شده
ملاحظات و اقدامات لازم برای بتن ریزی در هوای سرد (مصالح، طرح اختلاط، روش ها (گرم
کردن مواد، گرم کردن هوای محیط، عایق کردن )، دماهای ساخت، محافظت، عمل آوری و
قال ببرداری)
جمع بندی
تعریف هوای سرد برای بتن
: طبق گزارش کمیته ۳۰۶ انجمن بتن آمریکا در سال ۲۰۱۰
زمانی هوا سرد است که:
۴) باشد. C) 40F -1 دمای هوا، کمتر از
یا
۴) شود. C) 40F -2 انتظار رود در طول دوره محافظت، کمتر از
تعریف هوای سرد برای بتن
: طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در سال ۱۳۹۲
زمانی هوا سرد است که طی سه روز متوالی:
۵ باشد. C -1 متوسط روزانه دمای هوا در شبانه روز، کمتر از
و
۱۰ بیشتر نباشد. C -2 دمای هوا برای بیشتر از نصف روز از
تاثیر هوای سرد بر بتن تازه
– افزایش زمان گیرش
– یخ زدگی بتن در حالت تازه بودن
تاثیر هوای سرد بر بتن تازه
تاثیر هوای سرد بر بتن سخت شده
– احتمال یخ زدن و تاخیر در سخت شدن
– کاهش سرعت کسب مقاومت در کوتاه مدت
– ترک خوردگی بتن
تاثیر هوای سرد بر بتن سخت شده
برای بتن ریزی در هوای سرد چه باید کرد؟
-۱ محافظت در برابر یخ زدن
-۲ کسب مقاومت اولیه بعد از دوره محافظت
-۳ استفاده از شرایط عمل آوری مناسب برای کسب مقاومت با سرعت نرمال
-۴ تحمل سیکل ذوب و یخ بعد از دوره عمل آوری
-۵ جلوگیری از ترک خوردگی بتن
-۶ کسب مقاومت لازم برای قالب برداری ایمن
-۷ کسب مقاومت کافی برای تحمل بارگذاری در دوره اجرا
برای بتن ریزی در هوای سرد چه باید کرد؟
-۱ محافظت در برابر یخ زدن
الف- مواد و مصالح
ب- طرح اختلاط بتن
پ- تولید
ت- حمل
ث- اجرا
ج- محافظت بعد از اجرا
مواد و مصالح
سیمان:
.(JSCE) استفاده نمود (B – می توان از سیمان پرتلند استاندارد یا سیمان آمیخته (نوع
– از سیمان نوع ۳ یا سیمان با مقاومت اولیه زیاد استفاده شود (مقررات ملی).
– استفاده از سیمان های آمیخته، به ویژه سیمان پوزولانی، در بتن ریزی در هوای سرد توصیه
نمی شود (مقررات ملی).
– در صورت عدم وجود مشکل ترک خوردگی، می توان از سیمان با مقاومت اولیه زیاد استفاده کرد.
.(JSCE) – سیمان نباید بطور مستقیم حرارت داده شود
مواد و مصالح
سنگدانه:
.(JSCE) – سنگدانه های حاوی یخ یا سنگدان ههای یخ زده در بتن استفاده نشود
– توده یخ زده بزرگتر از ۷۵ میلیمتر، اغلب در زمان اختلاط و حمل بتن، ذوب نم ی شوند و در بتن
باقی می مانند.
– سنگدانه ها بهتر است در شرایطی ذخیره شوند که امکان یخ زدن یا ورود یخ در آنها نباشد.
– زمانیکه برف و تود ههای یخ زده در سنگدانه وجود ندارد و هوای محیط معتدل است، لازم نیست
مصالح سنگی گرم شوند.
مواد و مصالح
سنگدانه:
.(JSCE) – برای گرمایش بتن، تنها آب و سنگدانه گرم شود
– سنگدانه باید بصورت یکنواخت و به گون های گرم شود که این فرایند باعث خش کشدن آنها نشود
.(JSCE)
– اگر دمای هوا زیر ۴- درجه سانتی گراد باشد و دمای آب تا ۶۰ درجه سانتی گراد گرم شود، معمولا
لازم است که مصالح سنگی تا دمای ۱۵ درجه سانتی گراد گرم شوند.
مواد و مصالح
آب:
– دمای آب گرم شده باید کنترل شده و در تماس مستقیم با سیمان قرار نگیرد . باید از تماس
مستقیم آب گرم با دمای بیش از ۴۰ درجه سانتی گراد و سیمان جلوگیری شود.
– بهتر است آب و سنگدانه در ابتدا مخلوط شوند بطوریکه دمای مخلوط آنها برابر یا کمتر از ۴۰
درجه سانتی گراد شود.
مواد و مصالح
مواد افزودنی:
– موادی مانند مواد ضد یخ و مواد مقاوم در برابر سرما که مشخصات آنها در استاندارد موجود نیست،
در صورتی قابل استفاده است که کیفیت آنها بطور کامل مورد بررسی و تایید قرار گرفته باشد
.(JSCE)
– استفاده از مواد کاهنده آب برای کاهش نسبت آب به سیمان برای مقاومت در برابر یخ زدن می تواند
.(JSCE) مفید باشد
– مواد افزودنی مختلف مانند مواد ضد یخ، مواد مقاوم در برابر یخ زدگی ، تسریع کننده گیرش،
.(JSCE) حبابساز، مواد کاهنده آب می توانند برای بتن ریزی در هوای سرد استفاده شوند
مواد و مصالح
مواد افزودنی:
– مواد افزودنی شیمیایی باید به گون های استفاده شوند که کیفیت مناسب برای بتن، بتواند بدست آید
.(JSCE)
– استفاده از مواد حبابساز و ساخت بتن با حباب هوا برای بتن هایی که در معرض رطوبت و
.(ACI) چرخه های ذوب و یخ در دوره ساخت قرار می گیرند، ممکن است لازم باشد
– تماس مواد حبابساز با آب گرم باعث کاهش کارایی آن می شود.
مواد و مصالح
مواد افزودنی تسریع کننده:
– کلرید کلسیم
– زودگیری که بخشی از آن، کلرید کلسیم است
۰ درصد) / – زودگیر غیر کلرایدی (کلراید کمتر از ۰۵
– زودگیر غیر کلرایدی برای ساخت بتن با دمای زیر صفر (تا ۵- درجه سانتی گراد ) مانند نیترات
کلسیم، تیوسیونات سدیم، کربنات پتاسیم، فرمات کلسیم
طرح اختلاط بتن
– برای جلوگیری از آسیب ناشی از یخ زدن اولیه، مقدار آب بتن باید تا حد امکان (برای حفظ کارایی)
.(ACI و JSCE) کاهش یابد
.(ACI) – از سیمان بیشتر استفاده شود
۰ بیشتر نشود (مقررات ملی). / – نسبت آب به سیمان از ۵
تولید بتن
– دمای بتن درست بعد از اختلاط باید به حدی باشد که دمای مورد نیاز برای بتن ریزی را با توجه به
شرایط و زمان حمل تامین نماید.
– دمای مصالح گرم شده باید به اندازه ای باشد که باعث گیرش سریع سیمان نشود. برای این منظور،
می توان ترتیب اضافه کردن مصالح شامل اول سه چهارم آب گرم، سپس سنگدانه درشت، سنگدانه
ریز، سیمان، و در آخر یک چهارم مابقی آب گرم باشد.
– دمای بتن در زمان اختلاط باید طوری کنترل شود که تغییرات دما از هر بچ به بچ دیگر به حداقل
برسد.
حمل بتن
– بتن باید به گونه ای حمل و ریخته شود که افت دمای آن به حداقل برسد . این کار می تواند با
کاهش زمان حمل و ریختن انجام شود.
حمل بتن
– افت دما برای تراک میکسر:
T=0.25(tr-ta)
– افت دما برای کامیون حمل بتن با پوشش:
T=0.10(tr-ta)
– افت دما برای کامیون حمل بتن روباز:
T=0.20(tr-ta)
اجرای بتن
– در مواردی که بتن روی زمین ریخته می شود، اگر زمین یخ زده باشد، دمای بتن به سرعت افت
می کند. همچنین ممکن است زمین یخ زده ذوب شود، بطوریکه بتن نشست کند.
– در شرایطی که زمین قبلا یخ زده باشد، باید قبل از بتن ریزی، یخ ها ذوب شود.
– باید اطمینان حاصل شود که برف/یخ به میلگردها و قالب در زمان اجرا نچسبیده است.
– دمای سطح بتن در تماس با زمین یا قالب، نباید ۵ درجه سانتی گراد بیشتر یا ۸ درجه سانتی گراد
.(ACI) کمتر از توده بتن باشد
اجرای بتن
– با توجه به اینکه دمای پایین بتن باعث افزایش فشار جانبی قالب می شود، لازم است توجه کافی در
سرعت بتن ریزی و ارتفاع بتن صورت پذیرد.
– اسپری کردن آب یا بخار گرم روی بدنه قالب و حائل ها باعث ذوب شدن برف/یخ می شود.
اجرای بتن
– دمای بتن در هنگام ساخت باید بین ۷تا ۲۱ درجه سانتی گراد بسته به ابعاد مقطع بتن ریزی و
شرایط محیطی و در هنگام ریختن باید بین ۵ تا ۱۳ درجه سانت یگراد بسته به ابعاد مقطع بتن ریزی
.(ACI) باشد
اجرای بتن
آیین نامه آبا
و مقررات ملی:
اجرای بتن
دما
مقاومت زمان
اجرای بتن
نکات مهم:
– روش و مدت حفاظت باید با توجه به عوامل مختلف مانند دمای هوای محیط، طرح اختلاط بتن،
نوع و اندازه سازه تعیین شود.
– در اصل، دوره حفاظت باید بوسیله آزمایش تعیین شود، زیرا نوع سیمان، طرح اختلاط و دمای
شرایط حفاظت، دوره حفاظت مورد نیاز برای کسب مقاومت فشاری اولیه را تحت تاثیر قرار می دهد.
اجرای بتن
نکات مهم:
– علاوه بر این، در طی زمان ساخت، دمای بتن و محیط اتمسفر باید بطور دور ه ای (دو بار
شبانه روز) اندازه گیری شود و برنامه ساخت با توجه به آنها تنظیم شود. همچنین لازم است
تا موثر بودن روش محافظت ارزیابی شود. تاریخ و زمان اندازه گیری، همچنین حداقل و
حداکثر دما نیز باید توسط پرسنل بازرسی ثبت شود.
محافظت بعد از اجرای بتن
تعریف محافظت
مجموعه اقداماتی است که برای حفظ بتن از یخ زدگی و کسب مقاومت اولیه لازم، صورت می پذیرد .
به عبارت دیگر محافظت بتن بعد از اجرا، در بخش اولیه عم لآوری صورت می گیرد تا بتن بتواند به
مقاومت اولیه مورد نیاز دست یابد.
محافظت بعد از اجرای بتن
انواع محافظت
– محافظت با روش عایق سازی بتن برای جلوگیری از اتلاف حرارت و افت دما (عایق سازی)
– محافظت با روش پوشاندن بتن برای جلوگیری از وزش باد و بارش برف (پوشاندن)
– تولید حرارت اطراف محیط بتن برای افزایش و حفظ دمای محیط مجاور بتن یا افزایش دمای بتن
(حرارتی)
– محبوس کردن
– ترکیبی از روش های فوق
محافظت بعد از اجرای بتن
انواع محافظت – حرارتی
– بخاری با حرارت مستقیم
– بخاری با حرارت غیر مستقیم
– سیستم های گرمایشی هیدرونیک
محافظت بعد از اجرای بتن
نکته مهم در محافظت حرارتی
– دمای بتن در معرض هوای سرد باید بالاتر از ۵ درجه سانتی گراد نگه داشته شود تا مقاومت اولیه
مورد نیاز بدست آید. همچنین برای جلوگیری از سرد شدن سریع سطح بتن، دمای بتن برای دو روز
بعد از دوره محافظت بالاتر از صفر نگه داشته شود.
– در دوره محافظت، سطح بتن نباید در معرض هوای گرم با دمای بیشتر از ۱۱ درجه سانت ی گراد
بالاتر از حداقل دمای بتن ریزی قرار گیرد.
– عمل آوری باید به گون های باشد که دمای سطح بتن از ۲۰ درجه سانتی گراد بیشتر نشود.
محافظت بعد از اجرای بتن
نکته مهم در محافظت حرارتی
– در روش حفاظت حرارتی، مهم است تا از حرار تدهی موضعی اجتناب شود زیرا ممکن است
احتمال ترک خوردگی ناشی از گرادیان حرارتی افزایش یابد.
– زمانیکه از حفاظت حرارتی استفاده می شود، لازم است از خش کشدن سریع بتن اجتناب شود و
حرارت دادن باید بطور یکنواخت در سرتاسر بتن صورت پذیرد.
– اگر دمای سطح بتن بعد از ۶ ساعت از قطع محافظت، به اندازه مقادیر بیان شده برای حداکثر افت
حرارتی در طی ۲۴ ساعت منهای ۸ درجه سانتی گراد بود، دوره محافظت باید ۴۸ ساعت دیگر ادامه
یابد.
محافظت بعد از اجرای بتن
انواع محافظت
– محافظت با روش عایق سازی بتن برای جلوگیری از اتلاف حرارت و افت دما (عایق سازی)
– محافظت با روش پوشاندن بتن برای جلوگیری از وزش باد و بارش برف (پوشاندن)
– تولید حرارت اطراف محیط بتن برای افزایش و حفظ دمای محیط مجاور بتن یا افزایش دمای بتن
(حرارتی)
– محبوس کردن
– ترکیبی از روش های فوق
محافظت بعد از اجرای بتن
توصیه ها:
– توصیه م یشود از ترکیب عمل آوری حرارتی با عمل آوری عایقی با استفاده از پوشش های مناسب
برای بهینه کردن اثرات عمل آوری استفاده شود.
– بتن ریخته شده در هوای سرد بعد از عمل آوری عایقی با حرارتی در معرض هوای سرد قرار
می گیرد و دستیابی به مقاومت مورد نیاز، کند می شود. بنابراین به جز مواردی که زمان بارگذاری به
طور قابل ملاحظه ای دیر است، توصیه می شود که عمل آوری تا بعد از کسب مقاومتی که بتن را برابر
یخ زدن اولیه محاظت می کند، ادامه یابد تا سازه بتنی بتواند بار مورد نظر را تحمل کند.
کسب مقاومت اولیه بعد از دوره محافظت
(ACI 306‐ و ۱۰ ACI 306‐ مقاومت اولیه مورد نیاز ( ۸۸
۳/۵ ادامه یابد (در صورت وجود یک چرخه ذوب و یخ). MPa دوره محافظت باید تا کسب مقاومت
(CSA) مقاومت اولیه مورد نیاز
۷ ادامه یابد. MPa دوره محافظت باید تا کسب مقاومت
( مقاومت اولیه مورد نیاز (مبحث نهم مقررات ملی ۱۳۹۲
۵ ادامه یابد. MPa دوره محافظت باید تا کسب مقاومت
مقاومت اولیه مورد نیاز (آیین نامه آبا)
۵ ادامه یابد. MPa دوره محافظت باید تا حداقل تا زمان ۲۴ ساعت بعد از بتن ریزی و کسب مقاومت
کسب مقاومت اولیه بعد از دوره محافظت
(ACI) زمان لازم برای دوره محافظت
عمل آوری بعد از دوره محافظت
زمان لازم برای دوره
(ACI عمل آوری ( ۳۰۸
عمل آوری بعد از دوره محافظت
زمان لازم برای دوره
عمل آوری (مقررات ملی)
عمل آوری بعد از دوره محافظت
روش مجاز عم ل آوری
(مقررات ملی)
عمل آوری بعد از دوره محافظت
نکات مهم:
– اگر زمان مشخص و یا ویژگی مشخصی برای بتن ذکر نگردد، معمولا زمان رسیدن به ۷۰ درصد
مقاومت فشاری ۲۸ روزه، زمانی است که باید عمل آوری تا رسیدن به آن، انجام شود.
– بعد از اتمام عمل آوری با روش عایق سازی یا حرارتی، بتن نباید به سرعت سرد شود.
– در مواردی که بتن نسبت به یخ زدگی تحت شرایط هوای سرد بعد از عمل آوری، آسیب پذیر است،
۱۲ ساعت ،CSA آب دادن به بتن درست قبل از اتمام عمل آوری نباید انجام شود. این مدت، توسط
اعلام شده است.
عمل آوری بعد از دوره محافظت
نکات مهم:
– بتن در معرض هوای سرد تمایل به خشک شدن دارد. به عبارت دیگر اگر بتن با دمای بیشتر از ۱۶
درجه سانتی گراد در معرض هوای سردتر از ۱۰ درجه سانتی گراد قرار گیرد، اقداماتی برای جلوگیری
از خشک شدن بتن باید صورت پذیرد.
– گرم کردن حرارتی با بخار گرم، م یتواند از خشک شدن سطح بتن جلوگیری نماید. درصد رطوبت
نسبی هوای گرم باید بالاتر از ۴۰ درصد باشد.
– در صورت استفاده از گرم کردن محیط به روش خشک، لازم است روی بتن پوششی برای
.(ASTM C و ۱۷۱ ASTM C جلوگیری از افت رطوبت سطح بتن انداخته شود ( ۳۰۹
قالب برداری
نکات مهم
حداکثر مجاز افت دما در مدت ۲۴ ساعت بعد از اتمام دوره عمل آوری، ۲۲ تا ،JSCE – در استاندارد
۲۸ درجه سانت یگراد برای مقاطع نازک و ۱۷ درجه سانت یگراد برای مقاطع ضخیم است.
قالب برداری
نکات مهم
– قالب برداری باید به روشی انجام شود که دمای بتن به سرعت افت نکند.
– قالب باید بتواند حرارت درون بتن را به نحو مناسبی حفظ نماید.
– در مقایسه با قالب های فلزی، قالب های چوبی هدایت حرارتی کمتری دارند و بنابراین حرارت را
بهتر حفظ می نمایند.
– در اثر طولانی تر شدن زمان گیرش، قالب برداری معمولا با تاخیر انجام می شود.
– پای هها باید بطور محکم روی زمین بدون تغییر شکل ناشی از یخ زدن و ذوب شدن زمین جایگذاری
شود.
قالب برداری
نکات مهم
– بعد از قال ببرداری، بتن باید برای زمان توصیه شده با پوش شهای عایق حرارتی پوشانده شود یا در
معرض هوای گرم قرار گیرد.
– بتن باید به آرامی سرد شود تا خطر ترک خوردگی در اثر گرادیان تنش بین قسمت داخلی و خارجی
بتن کاهش یابد.
– شل کردن اولیه قالب از بتن و پوشاندن بتن با ورقه های پلی اتیلن برای گردش هوا می تواند مشکل را
کم کند.
– حداقل زمان قالب برداری می تواند با روش تجربی تعیین شود.
– مقاومت بتن قبل از قالب برداری باید تعیین شود.
قالب برداری
تعیین مقاومت بتن قبل از قالب برداری
– با استفاده از آزمونه های نگهداری شده در سایت (شرایط محیطی)
(ASTM C900) Pull out – آزمایش
(ASTM C – آزمایش مقاومت نفوذ ( ۸۰۳
(ASTM C – اندازه گیری سرعت پالس ( ۵۹۷
(ASTM C – آزمایش چکش اشمیت ( ۸۰۵
– روش بلوغ سنجی
کسب مقاومت لازم برای جلوگیری از یخ زدن
(ACI) مقاومت لازم
۲۴ از یخ زدگی محافظت شود. MPa بتن باید تا کسب مقاومت
مقاومت لازم (مقررات ملی)
۱۴ از یخ زدگی محافظت شود. MPa بتن باید تا کسب مقاومت
مقاومت لازم (آبا)
۲۴ از یخ زدگی محافظت شود. MPa بتن باید تا کسب مقاومت
جمع بندی
اجرا
تمهیدات اولیه
دمای مصالح
دمای بتن
محافظت
نوع محافظت
دمای محافظت
مدت محافظت
مقاومت اولیه
عمل آوری
نوع عمل آوری
مدت عم لآوری
مقاومت لازم
قالب برداری
مقاومت لازم
نیاز به
محافظت
بارگذاری
مقاومت لازم
انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران
Construction Materials Institute (CMI)