<br /> بتن ریزی در زمستان و هوای سرد

تأثیر هوای سرد بر بتن تازه
در هوای سرد سه حالت برای بتن تازه ریخته شده ممکن است رخ دهد:
1- یخ زدن بتن تازه در حالیکه هنوز وارد مرحله گیرش اولیه نشده است.
در این حالت به دلیل عدم تشکیل ژل سیمان (یا پیشرفت هیدراسیون)، بتن بدون چسبندگی باقیمانده و در صورت آب شدن یخ و تراکم مجدد و محافظت دقیق تقریباً افت مقاومتی مشاهده نخواهد شد.
2- یخ زدن پس از گیرش اولیه و قبل از کسب مقاومت لازم (به صورت تجربی حداقل 5 مگاپاسکال).
در این حالت افت مقاومت بتن بسیار شدید بوده و حتی احتمال فروپاشی آن نیز وجود دارد.
3- رسیدن بتن به مقاومت لازم و سپس یخ زدن.
به شرط عدم تکرار یخ زدن و ذوب شدن، مقاومت بتن اندکی (به صورت تجربی حدود 2 تا 5 مگاپاسکال) افت می‌کند.
 
به هوایی سرد گفته میشود که:
1- متوسط دما در سه شبانه روز متوالی کمتر از 5° Cباشد.
2- دمای هوا برای بیشتر از نصف روز از 10° Cبیشتر نباشد.
* فرآیند گیرش سیمان در دمای پایین کند و در دمایی پایین تر از -10 درجه سانتی گراد به طور کلی متو قف میشود.
* دمای بتن در سه روز اول پس از بتن ریزی اهمیت خاصی دارد. زیرا در دمای پایین امکان:
1- یخ زدن آب بتن
2- کاهش یا توقف فرآیند گیرش سیمان و کسب مقاومت
3- کاهش عمر مفید سازه ها وجود دارد

راه حلهای متفاوت ومختلفی را می توان برای حل مشکلات دمایی بتن پیشنهاد نمود اما تصمیم گیری نهایی در مورد استفاده از یک یا چند مورد از آنها منوط به بررسیهای دقیقتر و آنالیز اقتصادی هر یک از موارد می باشد. یکی از اولین و بدیهی ترین راههایی که جهت بالا بردن دمای بتن به نظر می رسد گرم کردن آب مورد استفاده می باشد. همچنین محفوظ نگه داشتن منبع آب از یخ زدن، با استفاده از عایق حرارتی نظیر پشم شیشه مفید می باشد. استفاده از آب گرم معمولا برای دماهای پائین تر از ٧درجه سانتی گراد معمول و مرسوم می باشد. دمای سیمان به هنگام تخلیه از بونکر به سیلو، طبق اندازه گیریهای انجام شده در کارگاه، به حدود ٨٣درجه سانتی گراد می رسد و اگر برنامه بتن ریزی به صورتی تنظیم شود که بتن از سیمان تازه تخلیه شده که حرارت بالایی دارد استفاده گردد، بتن با دمای بالاتری حاصل خواهد شد.
هنگام بتن ریزی در هوای سرد توجه به نکات زیر مفیداست:
1- سطح قالبها و آرماتورها را ازآب و برف و یخ بزدایید.
2- در صورت امکان آنها راگرم نمائید تا دمای آنها به بیش از 5 درجه سانتیگراد برسد.
3- دمای بتن از محدوده 6درجه سانتیگراد کاهش پیدا نکند.
4- درصورت امکان با پوشش مناسب درجه حرارت بتن را حفظ نمائید.
5- هنگام ساخت بتن بهتر است ضد یخ بتن با آب مصرفی مخلوط و سپس به اجزاء خشک اضافه شود.
6- در صورت استفاده از بتن آماده ضد یخ مصرفی را به داخل تراک میکسرریخته و پس از اختلاط کامل بتن ریزی آغاز شود.
7- در صورت لزوم می توان مصالح به ویژه آب مصرفی راگرم نمود وبااستفاده از پوشش مناسب از اتلاف دمای بتن تازه ریخته شده جلوگیری به عمل آورد.
 
 ملاحظات مربوط به مصالح مصرفی (بتن‌ریزی در هوای سرد)
استفاده از سیمان زود سخت‌شونده (پرتلند نوع 3) به منظور حصول اطمینان از سرعت بیشتر کسب مقاومت بتن
عدم استفاده از سیمان‌های پوزولانی
استفاده از آب گرم برای رساندن دمای بتن به دمای مناسب (عدم تماس مستقیم آب 40 درجه سانتیگراد با سیمان)
عدم آغشته بودن سنگدانه‌ها به یخ و برف
استفاده از مواد شیمیایی تسریع کننده
استفاده از سیمان بیشتر
گرم کردن سنگدانه‌ها

<br /> تمهیدات بتن ریزی در هوای سرد

بتن ریزی در هوای سرد
مشکلات بتن ریزی در هوای سرد به مسالۀ یخ زدن بتن تازه مربوط می شود، که بعداً به آن  بیشتر پرداخته می شود. اگر بتنی که هنوز کاملاً سخت نشده است یخ ببندد، آب اختلاط یخ  بسته و حجم کلی بتن افزایش می یابد، در این حالت چون آب برای فعل و انفعال شیمیایی وجود ندارد، گرفتن و سخت شدن بتن به تاخیر می افتد و ممکن است مقدار کم خمیر سیمان به علت تشکیل یخ شکسته شود. هنگامی که در مرحله بعدی یخ آب می شود، بتن گرفته و در وضعیت منبسط شده سخت می گردد و بنابراین دارای حفره های زیاد و مقاومت کمی خواهد شد. ممکن است بتوان بتن را هنگامی که یخ آب می شود، مجدداً لرزانده و متراکم نموده، ولی چنین عملی عموماً توصیه نمی شود، زیرا تعیین دقیق زمان شروع گیرش در بتن ، مشکل است.
 
اگر یخ زدن بتن پس از گیرش آن و قبل از رسیدن به مقاومت کافی و مناسب اتفاق بیفتد،انبساط حاصل به همراه تشکیل یخ سبب افت قابل توجه مقاومت می شود اما اگر بتن قبل از یخ زدن مقاومت کافی را دارا باشد، می تواند درمقابل فشار داخلی تولید شده در اثرتشکیل یخ ، (از بقیه آب مخلوط)، مقاومت نماید، در این حالت آب کمی باقیمانده، زیرا قسمتی از آب مخلوط برای هیداتاسیون سیمان مصرف شده، و قسمتی در حفره های
کوچک ژلی قرار گرفته که قادر به یخ زدن نیست، متاسفانه تعیین سن بتن که در آن سن، بتن آنقدر مقاوم باشد که در مقابل یخ زدگی پایدار باشد، کار مشکلی می باشد. اگر چه پاره ای قوانین سرانگشتی موجود است. بطور کلی هیدراتاسیون بیشتر  سیمان و مقاومت بالاتر آسیب پذیری بتن را کاهش می دهد.
علاوه بر حفاظت بتن در مقابل یخ زدگی در سنین اولیه، بتن باید سیکلهای بعدی یخ زدن و آب شدن را در صورت وقوع تحمل نماید، برای بتن های ساخته شده در دمای معمولی، این مساله در فصل پانزدهم آورده شده است. در اینجا به نحوۀ جلوگیری از یخ زدن بتن تازه و حفاظت بتن در طول هیدراتاسیون اولیه، اشاره می شود . برای دستیابی به این مورد باید  مطمئن بود که دمای ریختن بتن به اندازۀ کافی بالاست، طوری که از یخ زدن آب بتن  جلوگیری می شود و خود بتن نیز از نظر حرارتی برای زمان کافی و تا رسیدن به مقاومت مناسب، محافظت می گردد. حداقل دمای قابل تحمل بتن در موقع ریختن و نگاهداری، برای قطعات بزرگتر به علت افت حرارت کمتر، پایین تر می باشد، دمای هوای زیر 5 درجه سانتیگراد (F °40) بتن باید در دمای بالاتری مخلوط  حمل و نقل و ریخته شود. علاوه بر این باید مطمئن بود که بتن تازه در محل و سطح یخ زده ریخته نشود.
باید توجه داشت که سنگدانه های سبک، حرارت بیشتری را نگه می دارند و لذا حداقل درجه حرارت ریختن و نگاهداری می تواند کمتر انتخاب شود . در مواردی که پدیده یخ زدن و  آب شدن در حالت بهره برداری، رخ خواهد داد، باید بتن با حباب هوا مصرف شود. در غیر اینصورت در بتن معمولی، زمان حفاظت باید حداقل دو برابر گردد؛ زیرا جنین بتنی، بخصوص  در شرایط اشباع در مقابل یخ زدگی ، کاملا آسیب پذیر است.
دوران حفاظت به نوع و مقدار سیمان، استفاده از تسریع کننده ها و شرایط بهره برداری  بستگی دارد.

برای شرایط دیگر بهره برداری و بتن های نوع دیگر، زمان حفاظت باید از ارتباط بین مقاومت پیش تعیین شده و رسیدگی بتن تخمین زده شود. برای  داشتن میزان حرارت بالا (و بنابراین بالا رفتن سریع دمای اولیه) باید سیمان زود سفت شونده (نوع 3) یا مواد افزودنی تسریع کننده مصرف شود و ترجیحاً مخلوط بر عیار با آب به سیمان پایین استفاده گردد.
حداقل دمای لازم در بتن، به هنگام ریختن آن بین 7 و 21 درجه سانتیگراد ( F °70-45 ) می  باشد، تجاوز از حداکثر این دما ممکن است اثر معکوسی در مقاومت دراز مدت باقی بگذارد.
دمای بتن به هنگام ریختن تابعی از دمای اجزاء تشکیل دهنده می دهد در صورت لزوم می توان بعضی از مصالح را گرم نمود. حرارت دادن آب آسانتر و با صرفه تر  است. لیکن توصیه می شود دمای آب از 80-60 درجه سانتیگراد ( F °180-140 ) فراتر  نرود، زیرا ممکن است گیرش آنی ایجاد نماید؛ و این در ارتباط با اختلاف دمای سیمان و آب  می باشد. همچنین باید از تماس مستقیم سیمان و آب گرم جلوگیری کرد تا سیمان به  صورت گلوله در نیاید. لذا لازم است نحوه ریختن اجزا مخلوط در مخلوط کن به طریق مناسب منظم گردد.
دمای اجزاء تشکیل دهنده می باشد. در صورت لزوم می توان بعضی از مصالح را گرم نمود . حرارت دادن آب آسانتر و با صرفه تر است. لیکن توصیه می شود دمای آب از 80-60  درجه سانتیگرد (F °180-140) فراتر نرود. زیرا ممکن است گیرش آنی ایجاد نماید. و این در  ارتباط با اختلاف دمای سیمان و آب می باشد. همچنین باید از تماس مستقیم سیمان و آب گرم جلوگیری کرد تا سیمان به صورت گلوله در نیاید. لذا لازم است  نحوه ریختن اجزا  مخلوط در مخلوط کن به طریق مناسب منظم گردد.
پس از بتن ریزی، جهت حفظ دمای مناسب بتن، باید بتن از محیط عایق گردد و در صورت لزوم ساختمان پوشیده شود، و با یک منبع حرارتی گرم گردد. نحوه حرارت دادن بایستی طوری باشد که هیچ قسمتی از بتن سریعاً خشک نشده و زیاد حرارت نبیند، همچنین گاز کربنیک زیاد ( ) ( که ممکنست بتن را کربناته کند)  نباید در قسمتی متمرکز گردد. به دلایل فوق ؛ بخار یک منبع مناسب گرمایی می باشد. قالبهای فولادی به صورت ژاکت با سیکل  آب گرم نیز در پاره ای موارد بکار می رود.
 
در سازه های مهم دمای بتن باید ثبت گردد. در انتخاب محل قرار دادن ترمومترها و یا ترموکوپل ها باید توجه داشت که گوشه ها و سطوح، از بقیه نقاط، در مقابل یخ زدن آسیب  پذیرترند. ثبت زمانی دمای بتن، کمک می کند تا نحوه عایق کاری و حرارت دادن را بتوان با زمان نتظیم نمود، و در مقابل تغییرات هوا، مثلاً زمان وزش باد ناگهانی، که باعث پایین آوردن دما می شود و به یخ زدن کمک می کند، بتن را محافظت نمود. از طرف دیگر برف، شبیه یک عایق عمل کرده و یک حفاظت طبیعی برای بتن ایجاد می کند.