کیورینگ بتن در هوای سرد چگونه انجام می شود؟

شاید تاکنون شنیده‌اید که در هوای خیلی سرد و یخبندان نباید اقدام به بتن‌ریزی کرد؛ اما دلیل این توصیه چیست و هوای سرد چه آسیب‌هایی به بتن وارد می‌کند؟ آیا اقداماتی وجود دارد که بتواند از این آسیب‌ها پیشگیری نماید؟ حقیقت این است که بتن فونداسیون، وظیفه حمل بارهای وارد بر ساختمان را بر عهده دارد و حتی ایرادهای جزئی نیز می‌تواند باعث خسارت‌های سنگین و خطرناک در آینده شود.به همین دلیل قصد داریم در این مقاله، آسیب‌های ناشی از سرمای هوا و تکنیک‌های کیورینگ بتن در هوای سرد را بررسی کنیم و نکات لازم برای افزایش استحکام بتن در این شرایط را معرفی کنیم.

کیورینگ بتن در هوای سرد به چه معنا است؟

هوای سرد می‌تواند باعث یخ زدن آب موجود در بتن شود؛ از آنجا که سفت و محکم شدن بتن ناشی از واکنش بین آب و سیمان است، یخ زدگی می‌تواند این فرایند را با اختلال مواجه کند و باعث افت کیفیت و ترک خوردگی بتن شود. کیورینگ بتن در هوای سرد، به معنای مراقبت از بتن در روزهای ابتدایی اجرای آن، برای پیشگیری از یخ زدگی و در عین حال، حفظ رطوبت و دمای بتن است.

حفظ آب و پیشگیری از یخ زدگی باعث می‌شود که واکنش شیمیایی به آرامی انجام شده و بتن به بالاترین کیفیت خود برسد. این روش می‌تواند به کمک استفاده از دوربند، بخاری، مواد عایق و… انجام شود که در ادامه به بررسی بیشتر آن‌ها می‌پردازیم.

هوای سرد به چه معناست؟

بر اساس تعریف جدید آیین نامه بتن ایران، هوای سرد شرایطی است که در آن، به مدت سه روز متوالی دو شرط زیر برقرار باشد:

•  دمای متوسط هوا در شبانه روز کمتر از ۵+ درجه سانتیگراد باشد. (دمای متوسط روزانه، از میانگین حداکثر و حداقل دمای هوا در طول شبانه روز محاسبه می‌شود. این دما با استفاده از دماسنج حداقل و حداکثر که در جعبه چوبی استاندارد قرار دارد، اندازه‌گیری می‌گردد.)
•  دمای هوا برای بیش از نصف شبانه روز از ۱۰ درجه سانتیگراد بیشتر نباشد.

در تعریف قدیمی، هوای سرد شرایطی بود که دمای هوا در هنگام بتن‌ریزی کمتر از ۲ درجه سانتیگراد باشد یا زمین در زمان بتن‌ریزی یخ‌زده باشد. با این حال، بهتر است حتی‌الامکان از تعریف قدیمی و جدید در کنار هم استفاده شود و در چنین شرایطی، بدون رعایت تدابیر خاص از بتن‌ریزی خودداری گردد تا خسارتی به بتن وارد نشود.

این تعریف‌ها به منظور جلوگیری از تاثیرات منفی هوای سرد بر بتن، مانند یخ زدگی و کاهش کیفیت بتن، تعیین گردیده است. دقت به این شرایط و استفاده از روش‌های کیورینگ بتن در هوای سرد، برای حفظ مقاومت و دوام بتن بسیار مهم است.

روش های کیورینگ بتن در هوای سرد

عمل آوری بتن در هوای سرد به روش‌ها و دستورالعمل‌های خاصی نیاز دارد تا بتن را از یخ زدگی و کاهش کیفیت محفوظ دارد. برخی از روش های رایج برای کیورینگ در هوای سرد شامل موارد زیر است:

۱- استفاده از دوربند
دوربند ابزاری است که از چوب، برزنت یا ورق پلی اتیلن ساخته می‌شود و برای محافظت از بتن در برابر هوای سرد استفاده می‌شود. ارتفاع دوربند بر اساس دمای محیط، دمای بتن‌ریزی و رطوبت قابل تنظیم است. این روش به ویژه برای جلوگیری از یخ زدگی بتن بسیار مفید است.

۲- مواد عایق
استفاده از عایق‌های مقاوم در برابر رطوبت مانند حصیر، پتوهای پشم‌شیشه، لاستیک اسفنجی، پلی استایرن اسفنجی، فوم وینیل، پشم سنگ یا الیاف سلولز از روش‌های کیورینگ بتن در هوای سرد است و می‌تواند از یخ زدن بتن جلوگیری کند. برای افزایش اثربخشی، می‌توان چند عایق را با هم استفاده کرد. به عنوان مثال، پوشاندن سطح بتن با لایه‌ای از پلی‌اتیلن و سپس حصیر مناسب است.

۳- بخاری
بخاری‌های ساده مانند بخاری نفتی یا گازی می‌توانند به حفظ دمای مناسب بتن کمک کنند؛ اما باید مراقب بود که بدنه داغ بخاری خیلی به بتن نزدیک نشود؛ زیرا ممکن است باعث خشک شدن موضعی و حتی آتش‌سوزی شود.

۴- بخاری فن دار
این بخاری‌ها می‌توانند شرایط کیورینگ بتن در هوای سرد را مساعدتر نمایند؛ اما به دودکش نیاز دارند؛ زیرا گاز CO2 زیادی تولید می‌کنند که می‌تواند با آهک روی سطح بتن ترکیب شده و در فرآیند هیدراسیون اختلال ایجاد نماید.

۵- سیستم گرمایش آبی یا بخار و روغن داغ
این روش با انتقال گرما از طریق آب گرم، بخار یا روغن داغ کار می‌کند و از ایجاد ترک و تابیدگی ناشی از گرادیان دما جلوگیری می‌کند. این روش برای دال‌های بتنی، دیوارها و ستون‌ها مناسب است و می‌تواند یخ را ذوب کرده و بتن را گرم کند.

۶- استفاده از جریان برق
گرم کردن قالب‌های فلزی، میلگردها یا بتن با استفاده از جریان برق نیز یکی از روش‌های مناسب است. پتوهای برقی مجهز به ترموستات برای کیورینگ بتن در هوای سرد بسیار کاربردی هستند. این روش گاز کربن دی اکسید نیز تولید نمی‌کند و گزینه‌ای ایمن و کاربردی‌تر است.

۷- بخار آب
بخار آب هم گرما تولید می‌کند و هم رطوبت مورد نیاز بتن را تامین می‌نماید. دمای بتن در این روش نباید از ۶۵ درجه سانتی‌گراد تجاوز کند؛ زیرا بتن خود نیز در فرآیند هیدراسیون گرما تولید می‌کند. این روش حتی در دمای زیر ۵- درجه سانتی‌گراد نیز قابل اجرا است.

حداقل دمای مجاز بتن در فصل زمستان

برای کیورینگ بتن در هوای سرد زمستان، رعایت حداقل دمای مجاز از مرحله ساخت بتن تا پایان عمل آوری بسیار مهم است. آیین نامه بتن ایران و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، استانداردهای مشخصی را برای این منظور تعیین کرده‌اند. در طول فرآیند بتن‌ریزی و عمل‌آوری، اندازه‌گیری و ثبت دمای سطح بتن باید به طور منظم انجام شود تا از رعایت این استانداردها اطمینان حاصل گردد.
عمل آوری بتن در هوای سرد تا زمانی ادامه می‌یابد که بتن به ۷۰ درصد مقاومت ۲۸ روزه خود برسد.

حداقل دمای مجاز بتن در طول این فرآیند، بسته به ابعاد قطعه‌های بتنی، به صورت زیر تعیین می‌شود:

•  قطعات بتنی با حداقل بعد کمتر از ۳۰ سانتی‌متر: دمای بتن نباید از ۱۳ درجه سانتی‌گراد کمتر باشد.
•   قطعات بتنی با حداقل بعد بین ۳۰ تا ۹۰ سانتی‌متر: دمای بتن باید حداقل ۱۰ درجه سانتی‌گراد باشد.
•   قطعات بتنی با حداقل بعد بین ۹۰ تا ۱۸۰ سانتی‌متر: دمای بتن نباید کمتر از ۷ درجه سانتی‌گراد باشد.
•   قطعات بتنی با حداقل بعد بیش از ۱۸۰ سانتی‌متر: دمای بتن باید حداقل ۵ درجه سانتی‌گراد باشد.

افزودنی بتن در هوای سرد

همان‌طور که گفتیم، یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در هوای سرد جلوگیری از یخ زدن بتن است؛ زیرا یخ زدن آب درون بتن می‌تواند باعث کاهش مقاومت و دوام بتن شود. برای حل این مشکل، روش‌های مختلفی وجود دارد که یکی از آن‌ها استفاده از افزودنی‌های بتن است.

افزودنی‌ها با تسریع گیرش بتن، واکنش بین آب و سیمان را سریع‌تر می‌کنند تا پیش از یخ زدگی، واکنش لازم انجام شده باشد. اگرچه این روش به کیورینگ بتن در هوای سرد کمک می‌کند، با این حال، یکی از چالش‌های استفاده از این افزودنی‌ها، کاهش کارایی بتن و سفت‌شدن سریع آن است. برخی شرکت‌ها این موضوع را به طور دقیق روی محصولات خود ذکر می‌کنند.

در برخی موارد، از افزودنی‌های هواساز یا حباب‌ساز نیز استفاده می‌شود. این افزودنی‌ها با ایجاد حباب‌های ریز در بتن، فضای خالی برای تحمل فشار ناشی از یخ‌زدن آب و افزایش حجم آن ایجاد می‌کنند.  با این حال، برخی افراد به دلیل نگرانی از کاهش نفوذپذیری یا مقاومت بتن، تمایلی به استفاده از این افزودنی‌ها ندارند.

نکات مهم برای کیورینگ بتن در هوای سرد

همان‌طور که گفتیم، بتن‌ریزی در هوای سرد نیاز به رعایت ضوابط خاصی دارد تا از یخ زدگی بتن جلوگیری شود و مقاومت آن حفظ گردد. علاوه بر روش‌هایی که در بالا معرفی کردیم، باید به نکات زیر نیز توجه کنید تا بتن شما بالاترین کیفیت را به دست آورد:

•    سنگدانه‌ها نباید رطوبت داشته یا یخ‌زده باشند. برای جلوگیری از یخ‌زدگی یا رطوبت، سنگدانه‌ها باید با ورق‌های پلاستیکی پوشانده شوند. گرم‌کردن سنگدانه‌ها، به ویژه ماسه اهمیت زیادی دارد.
•    برای افزایش دمای بتن، می‌توان از آب با دمای بیش از ۴۰ درجه سانتی‌گراد استفاده کرد؛ اما آب نباید مستقیما با سیمان تماس داشته باشد.
•    دمای بتن باید حداقل دو بار در شبانه‌روز بررسی شود. لبه‌های بتن که بیشتر در معرض یخ زدگی هستند، نیاز به کنترل دقیق‌تری دارند.
•    در هنگام ریختن بتن، حداقل دمای بتن باید ۱۰+ درجه سانتی‌گراد باشد (به ویژه برای قطعات با حداقل بعد کمتر از ۹۰ سانتی‌متر).
•    کیورینگ بتن در هوای سرد باید تا رسیدن بتن به ۷۰ درصد مقاومت ادامه یابد.
•    اسلامپ بتن باید تا حد امکان کم باشد. آیین نامه بتن ایران آن را به ۵۰ میلی‌متر محدود کرده است؛ اما با توجه به شرایط پروژه، مقدار بالاتر نیز قابل قبول است.
•    بهتر است نسبت آب به سیمان از ۰.۵ تجاوز نکند؛ اگرچه این محدودیت اجباری نیست.
•    پس از پایان کیورینگ، نباید اجازه داد بتن به سرعت سرد شود و شوک حرارتی به آن وارد گردد.
•    استفاده از مواد افزودنی حباب‌زا توصیه می‌شود؛ زیرا مدت زمان محافظت از بتن در برابر یخ زدن را کاهش می‌دهند.

جمع بندی

هوای سرد می‌تواند باعث یخ زدگی آب در بتن شود که موجب اختلال در عمل آوری آن می‌گردد. زیرا از واکنش بین سیمان و آب جلوگیری کرده و منجر به افت کیفیت و مقاومت آن خواهد شد. بنابراین توصیه می‌شود اگر ضرورتی نیست در هوای بسیار سرد از بتن‌ریزی خودداری کرده یا با رعایت دقیق دستورالعمل‌های کیورینگ بتن در هوای سرد از یخ زدن آب پیشگیری نمایید.
برای کیورینگ در هوای سرد می‌توانید از دور بند، مواد عایق گرما، بخاری، بخار فن دار، جریان برق و… استفاده نمایید. همچنین استفاده از افزودنی‌های گیرش بتن در هوای سرد می‌تواند به واکنش سریع‌تر آب و بتن پیش از یخ زدن کمک کند.

در صورتی که به مشاوره و راهنمایی بیشتری نیاز دارید، می‌توانید با شماره 54613000-021 تماس بگیرید تا کارشناسان شرکت NSG شما را راهنمایی کنند.