02188218279-86053927

بتن ریزی در سرما و استفاده از ضد یخ بتن به چه صورت است؟

62 بازدید | يكشنبه 17 مرداد 1400 | دسته بندی : مقالات

بتن، حاصل واکنش شیمیایی آب و سیمان پرتلند است. طی این واکنش ابتدا سیمان با آب، یک ترکیب ژله ای ایجاد می کند. این ترکیب، حالت سیال ویسکوزی را به وجود می آورد که سنگدانه ها در آن فضا معلق می شوند و با توسعه واکنش شیمیایی، تدریجا این بخش ژله ای سخت شده و در این راستا سنگدانه ها را به یکدیگر چسبانده و باعث سختی بتن می گردد.

این واکنش به واکنش هیدراتاسیون معروف است.سرعت این واکنش شیمیایی تاثیر بسزائی در کیفیت بتن نهایی دارد. از آنجا که محصول واکنش بتن، دارای ساختار کریستالی است، سرعت واکنش، فرم های مختلفی از ساختار کریستالی را برای بخش سخت شده ژل سیمان ایجاد می کند که در استحکام نهائی بتن، موثر می باشد. هر چه سرعت واکنش هیدراتاسیون پایین تر باشد، کریستال های بتن در بتن ریزی در هوای سرد دیرتر تشکیل می شوند ولی ساختار منظم تر و مستحکم تری دارند و بالعکس با افزایش سرعت واکنش هیدراتاسیون، بتن سریع سخت می گردد ولی ساختار کریستال ها بی نظم شده و به علت شکنندگی این ساختار، نتیجتا بتن نهائی دارای استحکام کمتری است.

بتن ریزی در زمستان یکی از چالش های جدی مهندسین عمران است و یکی از مشکلاتی است که ممکن است برای هر پروژه ی ساخت و سازی پیش بیاید هوای سرد مشکلات زیادی را برای بتن ایجاد می کند.دمای پایین باعث می شود تا سرعت واکنش هیدراسیون در مخلوط آب و سیمان کاهش یابد و همین موضوع می تواند علاوه بر ایجاد مشکل برای مقاومت نهایی بتن، برنامه ریزی پروژه را نیز مختل کند.

همچنین ممکن است که هوا به حدی سرد باشد که آب موجود در بتن دچار یخ زدگی شود و این مسئله فرایند هیدراسیون و گیرش بتن را با مشکلات جدی رو به رو می کند. بتنی که در چنین شرایطی عمل آوری شود، ویژگی هایی که برایش پیش بینی شده و برای آن طراحی شده را نخواهد داشت. اگر آب در قسمت هایی از بتن یخ بزند، واکنش هیدراسیون در آن قسمت ها به طور کلی قطع می شود و در نتیجه بتن در آن جاها دچار ضعف های جدی می شود. بنابراین مجبور هستیم تا در هنگام بتن ریزی در هوای سرد، شرایطی را برای بتن سرد فراهم آوریم که بتن بتواند به صورت طبیعی سخت شود و برای مقاومت و ویژگی های نهایی آن مشکلی به وجود نیاید.

مطابق آیین نامه بتن ایران، بتن ریزی در هوای سرد به وضعیتی گفته می شود که برای سه روز متوالی این شرایط برقرار باشد: دمای متوسط هوا در شبانه روز کمتر از 5 درجه سانتی گراد باشد یا دمای هوا برای بیشتر از نصف روز از 10 درجه سانتی گراد کمتر باشد. لازم است که بتن تازه در برابر آثار ویرانگر یخ زدگی محافظت شود.بتنی که حتی یک بار در سنین اولیه یخ زده باشد در مقایسه با بتنی که یخ نزده باشد در برابر شرایط جوی از مقاومت کمتری برخوردار است و نیز آب بند نخواهد بود.

استفاده از ضدیخ بتن در فصل سرما

معمولا اولین راهی که در هنگام مواجه با مشکل بتن ریزی در هوای سرد مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از مواد ضدیخ یا مواد شتاب دهنده است. این مواد که به شکل های مختلف از جمله پودری و مایع موجود می باشند، واکنش هیدراسیون در بتن را تسریع می کنند.به دلیل آنکه این واکنش گرماده است، تسریع آن باعث می شود تا در زمان کوتاه تری گرمای بیشتری تولید شود و دمای مناسب بتن ریزی به این وسیله بالا نگه داشته می شود.

همچنین تسریع واکنش هیدراسیون باعث خواهد شد تا بتن زودتر سخت شود. در این ضدیخ ها معمولا از نمک های مختلفی نیز استفاده می شود.این نمک ها با حل شدن در آب، نقطه انجماد آن را نیز کاهش می دهند. بنابراین ضدیخ های بتن از دو طریق از یخ زدن بتن جلوگیری می کنند. اول با تولید گرمای بیشتر دمای بتن را بالا نگه می دارند. دوم اینکه نقطه انجماد آب را کاهش می دهند تا ضدیخ های پودری برای استفاده در بتن های مسلح مناسب نباشند. چرا که یون های کلرید می توانند باعث خوردگی آرماتورهای موجود در بتن مسلح گردند. 

گرم نگه داشتن بتن در سرما

روش دیگری که از آن در هنگام بتن ریزی در هوای سرد استفاده می شود، گرم نگه داشتن بتن است. این کار نیز به چندین صورت می تواند انجام بپذیرد اول اینکه ما می توانیم از آب داغ در مخلوط بتن استفاده کنیم. البته این روش تقریبا منسوخ شده و از آن استفاده نمی شود، چرا که انرژی زیادی در آن صرف می شود و بازده کمی نیز دارد.همچنین در مواردی در هنگام عمل آوری و کیورینگ بتن، از پوشش های مختلفی برای بالا نگه داشتن دمای بتن استفاده می شود. اولین راه حل گرم کردن مصالح و خصوصا آب مصرفی در بتن است. البته این روش تقریبا ناکارآمد بوده و صرفا نیروی زیادی را می طلبد.

برای دومین راه حل می توان استفاده از مواد تسریع کننده را در نظر گرفت.این مواد موجب افزایش سرعت هیدراتاسیون و بالا رفتن دمای حاصل از هیدراتاسیون می شود. مقاومت بتن در سنین اولیه نیز افزایش می یابد.

سومین راه حل و بهترین آن استفاده از ضدیخ بتن می باشد. زیرا یک ضدیخ بتن خوب با تسریع در روند هیدراتاسیون، سرعت گیرش اولیه بتن را بالا برده و در نتیجه میزان آب اشباع در بتن را کاهش می دهد، از طرفی نقطه انجماد آب موجود در بتن را پایین آورده و به همین علت شرایط بند 2 را نیز برآورده می کند و بهترین راه برای آن استفاده از ضدیخ بتن می باشد.

بتنی که در هوای سرد ریخته می شود تنها در صورتی دارای مقاومت و دوام لازم برای رعایت الزامات سرویس مدنظر می باشد، که به صورت مناسبی تولید، ریخته و محافظت شود.

با وجود اینکه آن زمان شناخته می شود ولی در طول 24 ساعت اولیه برای جلوگیری از یخ زدگی حفاظت در بهار و پاییز نیز لازم است. وقتی بتن یخ می زند چه اتفاقی می افتد؟ آب داخل منافذ در بتن در حدود 1 درجه سانتی گراد (30 درجه فارنهایت) شروع به یخ زدگی می کنند.

هنگامی که مقداری آب یخ می زند غلظت یون داخل آب یخ نزده بالا می رود.علاوه بر این، نقطه انجماد نیز بالا می رود. در حدود 3- تا 4- درجه سانتی گراد (25 تا 27 درجه فارنهایت)، منافذی که به اندازه کافی داخل آن آب است یخ می زند، در نتیجه هیدراتاسیون کاملا متوقف می شود و بنابراین استحکام بتن، نیروهایی که به وسیله انبساط یخ تولید می شوند (حجم یخ اشغالی حدود 9% بیشتر از آب) ممکن است در یکپارچگی طولانی مدت بتن زیان آور باشد.