چگونه از ترک خوردن و کاهش مقاومت بتن جلوگیری کنیم؟

1) تعریف شرایط هوای گرم و تاثیر آن بر بتن تازه و سخت‌شده

تعریف شرایط هوای گرم

بر اساس آیین‌نامه بتن ایران (ویرایش سال 1400) و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (ویرایش 1399)، شرایط هوای گرم زمانی حاکم است که دمای بتن در زمان بتن‌ریزی بیشتر از 32 درجه سانتی‌گراد باشد که باید از آن با ایجاد تمهیداتی اجتناب کرد. همچنین اگر عوامل محیطی دیگری نیز منجر به ترک‌خوردگی شوند (مانند تبخیر شدید)، می‌تواند زیرمجموعه این تعریف یا عوامل تشدید آن قرار گیرند.

مورد دیگری که می‌تواند در هوای گرم اتفاق افتد (اما در هوای سرد و سایر شرایط نیز اتفاق می‌افتد)، پدیده ایجاد بتن حجیم و تنش‌های حرارتی ناشی از آن می‌باشد که نیاز به بررسی جداگانه دارد.

تاثیر شرایط هوای گرم بر بتن تازه و سخت‌شده

عدم رعایت نکات مربوط به بتن‌ریزی در شرایط هوای گرم یا قرارگیری در این شرایط، اثرات و خطراتی دارد که به برخی از آنها اشاره می‌شود:

افت روانی (اسلامپ) بیشتر و در نتیجه نیاز به افزودنی بیشتر یا افزودنی ویژه، یا خطر افزودن آب در کارگاه به بتن

کاهش زمان گیرش بتن و خطر ایجاد درز سرد (درز ناخواسته بین دو لایه بتن ریزی بدون ایجاد پیوستگی لازم)

افزایش خطر ترک خوردگی ناشی از جمع‌شدگی خمیری

افزایش خطر ترک خوردگی ناشی از خشک‌شدن

افزایش خطر کاهش مقاومت و دوام

2) راهکارها و اقدامات لازم برای کنترل و کاهش اثرات هوای گرم

اقدام اول: کنترل دمای بتن تازه قبل از بتن‌ریزی

به این منظور، قبل از ساخت بتن و بتن‌ریزی باید اقداماتی انجام داد. با استفاده از روابط محاسبه دمای بتن (رابطه ت-7-3 آیین‌نامه بتن ایران)، می‌توان دمای ساخت بتن قبل و بعد از انجام اقدامات را تخمین زد و بهترین اقدام یا اقدامات را انتخاب نمود.

2-1-1- نگهداری وسائل ساخت بتن در سایه و یا خنک‌سازی آنها با پاشش آب

2-1-2- جلوگیری از افزایش شدید دمای مصالح (سنگدانه و سیمان) و حتی خنک‌سازی آنها در موارد خاص

برای نگهداری سیمان در سیلو، توصیه می‌شود از سیلو با رنگ‌های روشن (مانند سفید) استفاده شود. سیمان داغ تحویلی بلافاصله استفاده نشود و تمهیدات لازم برای تاخیر در استفاده و خنک شدن آن به مرور زمان (تا دمای کمتر از 75 و ترجیحا 60 درجه سانتی‌گراد) درنظر گرفته شود. این کار را می توان با افزایش تعداد سیلوها و افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی انجام داد.

برای نگهداری سنگدانه‌ها (شن و ماسه) استفاده از سایه‌بان، انبار سرپوشیده یا پوشش مناسب در هوای گرم توصیه می‌شود. برای خنک‌سازی سنگدانه‌های درشت و خشک در مناطق گرم و خشک می‌توان از پاشش آب و تبخیر استفاده نمود.

2-1-3- خنک‌سازی آب و در صورت نیاز استفاده از یخ

منابع و مخازن آب و لوله‌های آنها ترجیحا در سایه باشد یا با مواد عایق پوشانده شود. استفاده از مخازن مدفون در زمین بهترین گزینه می‌باشد.

استفاده از آب سرد در بتن می‌تواند تا حدی موثر باشد (معمولا تا حدود 4 درجه سانتی‌گراد، دمای بتن را کاهش می‌دهد). در صورت نیاز به کاهش بیشتر دمای بتن، استفاده مستقیم از یخ داخل مخلوط بتن بجای آب، می‌تواند تا حدود 10 درجه سانتی‌گراد نیز دمای بتن را کاهش دهد. در هر صورت، مقدار آب و یخ و دمای مناسب آنها برای دستیابی به دمای لازم بتن، از طریق رابطه محاسبه دمای بتن، که اشاره شد، قابل تخمین است.

اقدام دوم: کنترل روانی و زمان گیرش با استفاده از افزودنی‌های ویژه

با کنترل دمای بتن، باز هم هر چه دمای بتن در محدود مجاز، بیشتر می‌شود، افت روانی و اسلامپ بتن افزایش یافته و زمان گیرش آن کاهش می‌یابد. این امر باعث می‌شود که احتمال ایجاد درز سرد افزایش یابد. برای کاهش احتمال ایجاد درز سرد راهکارهایی مانند افزایش ظرفیت بتن‌ریزی (از قبیل ساخت و حمل و اجرای بتن)، خنک‌سازی وسیله حمل بتن (مانند تراک میکسر)، افزایش حفظ روانی یا اسلامپ و افزایش زمان گیرش استفاده می‌شود.

برای افزایش حفظ اسلامپ بتن، مانند شرایط مسافت حمل طولانی، می‌توان از افزودن تدریجی فوق‌روان‌کننده در طول زمان به بتن یا استفاده از افزودنی‌های ویژه با خاصیت حفظ اسلامپ مناسب (محصولات فوق‌روان‌کننده خانواده ARAMix) استفاده نمود. در صورت نیاز به افزایش زمان گیرش، از افزودنی‌های دیرگیرکننده و کندگیرکننده (محصولات خانواده ARAMix RS) استفاده می‌شود.

اقدام سوم: اقدامات پس از بتن‌ریزی و عمل‌آوری بتن

بلافاصله پس از اتمام عملیات اجرای بتن، در صورتی‌که شرایط محیطی منجر به تبخیر زیاد از سطح بتن می‌شود (مانند تابش مستقیم خورشید، وزش باد و رطوبت کم)، باید با تمهیداتی مانند استفاده از پوشش نایلونی (ARASpare CSH)، مواد غشاساز جلوگیری کننده از تبخیر (مواد عمل‌آوری ARASpare TOPCure یا ARASpare HiCure)، ایجاد مه بر روی سطح بتن و نظایر آن، تبخیر از سطح بتن را کاهش داد، در غیر این صورت، احتمال ایجاد ترک ناشی از جمع‌شدگی خمیری افزایش می‌یابد. با استفاده از انواع الیاف در بتن (مانند ARAMix GF10، ARAMix PF10، ARAMix FMP یا ARAMix STF)، می‌توان این نوع جمع‌شدگی را به شدت کاهش داد.

برای عمل‌آوری بتن بویژه در شرایط محیطی خشک، توصیه می‌شود در صورت امکان از روش‌های عمل‌آوری رطوبتی که بطور دائم و بدون تر و خشک شدن، سطح بتن را رطوبت‌رسانی می‌کنند، به مدت لازم طبق آیین‌نامه بتن ایران استفاده شود. در صورت عدم امکان فراهم کردن این شرایط، توصیه می‌شود از پوشش نایلونی (ARASpare CSH) یا مواد غشاساز جلوگیری کننده از تبخیر (مواد عمل‌آوری ARASpare TOPCure یا ARASpare HiCure) استفاده شود.

3) سوالات متداول (FAQ)

حداکثر دمای مجاز ساخت بتن و بتن‌ریزی چقدر است؟

طبق آیین‌نامه بتن ایران، حداکثر دمای بتن حین بتن‌ریزی به 32 درجه سانتی‌گراد محدود شده است. با توجه به اینکه در فصول گرم که معمولا دمای هوا بیش از 30 درجه سانتی‌کراد می‌باشد، عملیات حمل و ریختن بتن منجر به افزایش دمای بتن می‌شود. بنابراین دمای ساخت بتن باید کمتر از 32 درجه درنظر گرفته شود تا دمای آن حین بتن‌ریزی از مقدار مجاز فراتر نرود.

در برخی پروژه‌ها و شرایط ویژه (مانند شرایط بتن‌ریزی حجیم)، ممکن است حداکثر دمای مجاز بتن‌ریزی و ساخت بتن به مقادیر کمتری محدود شود.

آیا افزودنی کندگیرکننده یا دیرگیرکننده بر مقاومت نهایی بتن تاثیر منفی دارد؟

طبق استاندارد افزودنی‌های بتن، استفاده از افزودنی‌های کندگیرکننده و دیرگیرکننده در سن 28 روز نباید بیش از 10 درصد و در سن 7 روز بیش از 20 درصد بر مقاومت بتن تاثیر منفی داشته باشند. بطور معمول کندگیرکننده‌ها در طولانی مدت حتی باعث افزایش مقاومت بتن می‌شوند اما به علت ایجاد تاخیر در واکنش‌ها، مقاومت‌های اولیه را تا حدودی کاهش می‌دهند.

بهترین روش عمل‌آوری در هوای گرم کدام است؟

در هر شرایطی و بویژه در شرایط هوای گرم، بهترین روش عمل‌آوری، استفاده از روش عمل‌آوری رطوبتی و نوع مستقیم آن می‌باشد بطوری که بتن بطور دائم در طول مدت عمل‌آوری مرطوب باشد. در هر صورت، به علت سختی در تامین آب مناسب عمل‌آوری در بسیاری از مناطق و پروژه‌ها، استفاده از عمل‌آوری رطوبتی همزمان با استفاده از پوشش نایلونی برای جلوگیری از تبخیر، روش پیشنهادی می‌باشد. در صورت عدم امکان ایجاد این شرایط (مانند پروژه‌های خطی در طول یا ارتفاع)، استفاده از پوشش نایلونی (ARASpare CSH) یا مواد غشاساز جلوگیری کننده از تبخیر (مواد عمل‌آوری ARASpare TOPCure یا ARASpare HiCure) بهترین راهکار می‌باشد.