چه زمانی میتوان محافظت از بتن در هوای سرد را برداشت؟
یک قانون کلی برای مدت زمان محافظت از بتن در شرایط هوای سرد وجود دارد.
- اگر بتن اشباع باشد: اگر بتن اشباع باشد باید مقاومت بتن تا ۲۵ مگاپاسکال برسد تا بتوان محافظت را از روی بتن برداشت. یعنی محافظت از بتن در برابر سرما باید تا زمانی ادامه پیدا کند که مقاومت بتن به ۲۵ مگاپاسکال رسیده باشد و بعد از آن می توان محافظت را از روی بتن برداشت چراکه دیگر در دغدغهای برای کاهش مقاومت بتن وجود ندارد و بتن میتواند خود را در برابر سرما حفظ کند.
- اگر درجه اشباع بتن زیر درجه اشباع بحرانی (حدود ۸۰ درصد) باشد: اگر درجه اشباع بتن زیر ۸۰ درصد باشد محافظت از بتن در دمای سرد باید تا زمانی ادامه پیدا کند که مقاومت بتن ۵ مگاپاسکال رسیده باشد و بعد از کسب مقاومت بتن به اندازه ۵ مگاپاسکال دیگر دغدغهای بابت کاهش مقاومت بتن و آسیب دیدن بتن در هوای سرد وجود نخواهد داشت.
نکته: چرا ۵ مگاپاسکال؟ زیرا وقتی بتن به مقاومت پنج مگاپاسکال میرسد بخشی از رطوبت صرف هیدراتاسیون میشود و این باعث میشود به درجه اشباع بتن زیر درجه اشباع بحرانی (۸۰ درصد) برسد پس خطر یخزدگی بتن کاهش پیدا میکند. معمولا در پروژهها چون بتن اشباع نیست و رطوبت خارجی به بتن اضافه نمیشود (نباید اضافه شود)، هنگامی که بتن به ۵ مگاپاسکال برسد به این معنی است که درصد رطوبت بتن به زیر ۸۰ درصد رسیده است و میتوان محافظت را از روی بتن برداشت.
۴ راهی که میتوان تشخیص داد بتن در سازه به ۵ مگاپاسکال رسیده است یا نه؟
- از نظر تجربی معمولاً بتن در کارگاه بعد از گذشت ۴۸ ساعت به ۵ مگاپاسکال میرسد، البته این را آیین نامهها و استانداردهای معتبر دنیا نیز تایید می کنند.
- روش دوم تست آزمونههای کارگاهی (آزمونههای آگاهی) است در این روش همزمان با بتن ریزی نمونههای مکعبی بتن پر شده و در همان شرایط محیطی در کنار بتن سازه نگهداری میشود؛ مثلاً میتوان بعد از گذشت ۴۸ ساعت آزمونههای آگاهی را مورد آزمایش قرار داد. اگر آزمونهها به مقاومت ۵ مگا پاسکال رسیده بود، میتوان نتیجه گرفت که بتن سازه نیز به مقاومت ۵ مگا پاسکال رسیده است و میتوان محافظت را از روی بتن برداشت.
- سومین روش برای تخمین مقاومت بتن در سازه استفاده از روشهای غیر مخرب است. آزمایش چکش برجهندگی یا همان چکش اشمیت و آزمایش فراصوت یا التراسونیک آزمایشهای رایج در این زمینه هستند.
- چهارمین روش، روش پژوهشی-آماری است که باید رابطهای بین نمونه استوانهای در کارگاه و در شرایط استاندارد به دست آورد. این کار نیازمند کار پژوهشی قبلی بوده تا رابطه مناسبی برای پروژه مد نظر به دست آید و قابل استفاده باشد
۴ عامل کاهش مقاومت بتن در زمستان
۱) یخ زدن آب
یخ زدن آب در بتن باعث میشود دو اتفاق در بتن رخ دهد تا کاهش مقاومت را در بتن شاهد باشیم:
- آب کافی مورد نیاز برای هیدراتاسیون بتن را از بتن میگیرد و از هیدراتاسیون سیمان جلوگیری می کند که این باعث کاهش مقاومت در بتن می گردد.
- افزایش حجم آب زیر دمای ۴ درجه باعث انبساط پیشرونده ماتریس خمیر سیمان می گردد که این امر نیز باعث پوک شدن بتن از درون شده و کاهش مقاومت را نتیجه میدهد.
نکته: حشرات در زمستان دو کار میکنند که باعث میشود یخ نزنند:
- عامل یخ زدن در زمستان آب است حشرات در فصل سرما آب بدن خود را کاهش داده و به این وسیله خطر یخ زدگی خود را کاهش میدهند
- خداوند در در خون حشرات ضدیخ طبیعی قرار داده است که باعث میشود در فصل سرما یخ نزنند.
دو عامل بالا باعث میشود که حشرات بتوانند در زمستان جان سالم به در ببرند وگرنه حشرات با این ابعاد کوچک حتماً در زمستان یخ میزدند.
۲) کاهش دمای هوا و محیط
کاهش دمای هوا و محیط باعث میشود که رشد مقاومت بتن کم شود. این کاهش مقاومت در سنین اولیه خود را بیشتر نشان میدهد اما در نهایت مقاومت ۲۸ روزه بتن مشابه در فصل زمستان کمتر از مقاومت ۲۸ روزه همان بتن در فصل تابستان است.
۳) تغییرات دمایی در المان بتنی
در هوای سرد سطح بیرونی بتن در معرض سرما قرار دارد و درون بتن در معرض گرمای ناشی از هیدراتاسیون قرار میگیرد این اختلاف دما بین سطح بیرونی و داخل بتن باعث کاهش مقاومت کلیه بتن در سازه میگردد.
۴) یخ زدن آب سطح بتن، بعد از پرداخت
وقتی پرداخت روی بتن انجام میشود بالازدگی آب به وجود میآید، آب روی سطح بتن در معرض یخزدگی قرار دارد. با یخ زدن آب روی بتن مقاومت سایشی بتن به شدت کاهش پیدا میکند. این برای بتنهای کفسازی خیلی مهم است و حتی در سایر بتنها نیز ممکن است موجب پوستهپوستهشدن سطح بتن گردد. تمام چهار عامل فوق علاوه بر کاهش مقاومت بتن در زمستان با عکس کاهش دوام بتن نیز در فصل سرما می گردد.
انواع بخاری برای گرم کردن بتن در زمستان و هوای سرد
1) بخاری گازی معمولی
استفاده از این نوع بخاریها به شرطی میتواند در زمستان مناسب گرم کردن بتن در هوای سرد باشد که دی اکسید کربن و دود این نوع بخاریها به وسیله دودکش به بیرون هدایت شود.2) بخاریهای سمندری
استفاده از این نوع بخاری به طور کل برای گرم کردن بتن مناسب نیست؛ زیرا گاز دیاکسید کربن را با فشار وارد محیط میکند.3) بخاری نفتی معمولی
این نوع بخاری نیز مانند بخاریهای گازی در صورتی که با استفاده از دودکش گاز دی اکسید کربن را به بیرون هدایت کنند، میتواند برای گرمایش بتن مناسب باشد.نکته: بخاری یا هیترهایی که گاز دی اکسید کربن تولید میکنند علاوه بر ضرر برای بتن ممکن است برای کارگران هم خطرناک باشند.4) هیترهای غیر مستقیم
این نوع هیترها در فضاهای خیلی بزرگ کاربرد دارد یکی از انواع هیترهای غیر مستقیم هیدرونیک هیترز است در این سیستم گرمایشی آب گرم را با استفاده از لوله روی سقف میچرخانند و روی آن را با عایق میپوشانند همچنین میتوان در لوله آب گرم از ماده پروپیلن گلایکول یا همان ضدیخ ماشین نیز استفاده کرد تا خطر یخزدگی آب درون لوله کاهش یابد.5) لامپهای حرارتی یا بخاریهای برقی
گرمایش سقف و ستون میتوان با استفاده از لامپهای حرارتی و پلاستیک روی سقف و ستون نیز انجام داد.6) گرمایش داخلی بتن
در روشی جالب میتوان بتن را از داخل نیز گرم کرد به عنوان مثال ما میتوانیم قبل از بتنریزی داخل المان بتنی را لولههای آب گرم عبور دهیم و بعد از بتنریزی آب گرم را از داخل بتن با استفاده از لولههایی که از قبل در بتن جایگذاری شده است عبور دهیم تا بتن از داخل گرم شود. در این روش همچنین میتوان با استفاده از سیم پیچ عایقبندی شده بتن را از داخل گرم کرد. برای این کار باید سیم پیچ را از قبل داخل قالب جایگذاری کرده و بعد از بتنریزی با عبور ولتاژ کم گرمایش را از داخل به بتن اعمال نمود.7) بخاری بخاری
در این روش میتوان از دستگاههای بخور گرم برای گرم کردن بتن و همچنین تامین رطوبت و بتن استفاده نمود نکتهای که در این روش باید به آن توجه نمود این است که باید پوشش عایق روی بتن را به تدریج از روی آن برداشت تا بتن به آرامی از حالت اشباع خارج شده و خطر یخزدگی بتن اشباع کاهش یابد.دمای بتن در زمستان چقدر باید باشد؟
هر چه حداقل بعد قطع بتن بزرگتر باشد با سرعت کمتری گرمای خود را از دست میدهد و در نتیجه افزایش دمای بیشتری در بتن ناشی از گرمازایی آن رخ میدهد؛ بنابراین در شرایط بتنریزی در هوای سرد میتوان برای مقاطع بزرگتر حداقل دمای کمتری را برای بتنریزی در نظر گرفت. حداقل دمای مخلوط بتن پس از تولید آن و عوامل مختلفی از جمله مدت هم معطلی و نوع وسیله حمل ارتباط دارد در این جدول فرض شده است که از کامیون مخلوطکن برای حمل بتن به مدت یک ساعت استفاده میگردد. پرواضح است که اولویت با رعایت حداقل دمای بتن در هنگام بتنریزی خواهد بود. اگر دمای بتن به میزان قابل توجهی بیشتر از مقادیر ردیف اول جدول ۷-۷ شد لزوماً منجر به حفاظت طولانیتر در مقابل یخ زدگی نمیشود، زیرا افت حرارت در اختلاف دمای بیشتر افزایش مییابد منظور از اختلاف دما تفاوت دمای هوا و بتن است.