افزودنی های بتن در هوای سرد

افزودنی های بتن در هوای سرد موضوعی است که در این مقاله قرار است به آن بپردازیم. افزودنی های بتن مواد خاصی هستند که علاوه بر آب و سنگدانه به بتن اضافه می‌شوند و از این افزودنی ها برای اصلاح و افزایش خواص بتن استفاده می‌شود این افزودنی ها را برای شرایط غیر ایده‌آل معمولاً در هوای سرد استفاده می‌کنند.

اکثرا این مواد به‌صورت مایع هستند و در کارخانه و یا محل کار به بتن ها اضافه می‌شوند. هوای سرد به وضعیتی اطلاق می‌شود که برای ۳ روز متوالی شرایط زیر برقرار باشد. دمای متوسط روزانه هوا در شبانه‌روز کمتر از ۵ درجه سلسیوس باشد. دمای هوا برای بیشتر از نصف روز از ۱۰ درجه بیشتر نباشد.

مراحل تهیه بتن در شرایط آب و هوای سرد

انتخاب مواد و مصالح

سیمان: سیمان نباید به طور مستقیم حرارت داده شود و برای گرمایش بتن فقط آب و سنگدانه گرم می‌شود. در صورت عدم وجود مشکل ترک خوردگی می‌توان از سیمان با مقاومت اولیه زیاد استفاده کرد. استفاده از سیمان های آمیخته به ویژه سیمان های پوزولانی و روباره‌ای در بتن ریزی در هوای سرد توصیه نمی‌شود.

سنگدانه: سنگدانه ها نباید آغشته به یخ و برف باشد و در شرایطی آنها را ذخیره کنیم که امکان یخ زدن و یا ورود یخ در آنها نباشد؛ چون یخ‌ها در آن ذوب نمی‌شوند و در بتن باقی نمی‌مانند.

لازم به ذکر است که در زمانی که بین سنگ‌دانه‌ها برف وجود ندارد لازم نیست آنها گرم شود.

آب: می‌توانیم از آب گرم برای رساندن بتن به دمای مطلوب استفاده کنیم. بهتر است آب و سنگدانه در ابتدا باهم مخلوط شوند تا دمای آنها برابر یا کمتر از ۴۰ درجه شود.

مواد افزودنی: استفاده از مواد حباب ساز هوا و ساخت بتن با حباب هوا برای بتن هایی که در معرض رطوبت و یخ زدن و آب شدن های متوالی قرار می‌گیرند الزامی است.

افزودنی های بتن در هوای سرد مختلف مانند مواد ضدیخ بتن و ملات مواد مقاوم در برابر یخ زدگی تسریع کننده گیرش حباب هواساز می‌توانند برای بتن ریزی در هوای سرد انتخاب شوند. استفاده از مواد کاهنده آب برای کاهش نسبت آب به سیمان برای مقاومت در برابر یخ زدگی می‌تواند مفید باشد.

طرح اختلاط بتن برای بتن ریزی در سرما

برای جلوگیری از آسیب ناشی از یخ زدن اولیه بتن و همچنین کاهش میزان آب انداختن مقدار آب داخل بتن باید تاحدامکان برای حفظ کارایی کاهش یابد برای همین برای حفظ کارایی لازم باید از مواد افزودنی خمیری کننده و روان کننده استفاده نمود. نسبت آب به سیمان نباید بیش تر از ۵۰ درصد باشد؛ بنابراین لازم است قبل از شروع بتن ریزی تدابیر لازم برای کسب مقاومت بتن صورت گیرد.

مواردی که بالاتر به انها اشاره داشتین به عنوان افزودنی های بتن در هوای سرد شاخته می شوند

اجرای بتن در آب و هوای سرد

قبل از بتن ریزی باید میله گردها قالب سطح بتن سخت شده قبلی و حتی زمین از هرگونه یخ‌زدگی زدوده شود و این کار می‌تواند با سپری آب یا بخار روی بدنه قالب و حائل ها انجام شود؛ چون یخ‌زدگی باعث می‌شود دمای بتن به سرعت افت کندو همچنین ممکن است زمین یخ زده ذوب شود بطوری که بتن نشت کند. دمای سطح بتن در تماس با زمین یا قالب نباید ۵ درجه بیشتر و یا ۸ درجه کمتر از توده بتن باشد.

محافظت از بتن

برای بتن های خیس عمل یخ‌زدگی یک عامل تخریب است؛ چون آب به هنگام یخ زدن حجمش زیاد می‌شود و باعث تولید تنش های درونی مخرب می‌شود و باعث ترک بتن می‌شود. ترک ها و درزهای که نتیجه یخ زدگی و ذوب متناوب هستند باعث می‌شوند سطح بتن پولکی و بر اثر فرسایش خرابی عمق بیشتری پیدا کند؛ بنابراین عمل یخ‌زدگی بتن و میزان تخریب حاصله بستگی به درجه تخلخل و نفوذپذیری بتن دارد.

مهم‌ترین نشانه یخ زدگی بتن نشانه ظاهری آن است که ابتدا پوسته پوسته شدن رویه آن و جمع‌شدن لایه‌های رویی با کمی فشار می‌باشد و عموماً بتنی که یخ زده باشد ترک خورده است و مقاومت آن کاهش‌یافته. در هنگام هوای سرد باید از عمل‌آوری با آب اجتناب و به روش عایقی اکتفا کرد در عمل‌آوری حرارتی نباید خشک شدگی موضعی صورت گیرد و گازهای حاصل از سوزاندن مواد مختلف در تماس با بتن جوان قرار بگیرد. استفاده از بخار آب در عمل‌آوری حرارتی امکان رطوبت رسانی را فراهم می‌آورد.

اثرگذاری این افزودنی ها به عوامل مختلفی از جمله نوع و مقدار سیمان محتوای آب زمان اختلاط دمای بتن اسلامپ و محیط بستگی دارد.

4 عدد از افزودنی های بتن در هوای سرد

۱ـ فوق روان کننده‌ها

این ماده که به عنوان یکی از  افزودنی های بتن در هوای سرد شناخته می شود، کاملا کاهنده آب است. فوق روان کننده‌ها قادر هستند محتوی آب مخلوط بتن را بین ۱۰ تا ۳۰ درصد کاهش دهند.

۲ـ کلرید کلسیم

قدیمی ترین و پرمصرف ترین افزودنی های بتن در هوای سرد است. وزن کلریدکلسیم نباید از ۲درصد وزن سیمان تجاوز کند. این افزودنی های حاوی کلریدکلسیم تسریع کننده هستند و به نوعی می‌توان گفت کاهنده آب هستند. در مواقعی که افزودنی های

کلریدکلسیم ممنوع است از افزودنی های تسریع کننده غیرکلریدی به عنوان تسریع کننده اضافه می‌شود. افزودنی های تسریع کننده غیرکلریدی که محافظ در برابر یخ زدگی است به بتن اجازه می‌دهد تا در دمای زیر یخ زدگی قرار گیرد و ممکن است نیاز به سایر اقدامات حفاظتی مانند پتوهای عایق و محفظه‌های گرم را کاهش داده با از بین ببرد.

۳ـ زودگیر

افزودنی های کلریدکلسیم رایج ترین نوع زودگیرها هستند و به عنوان یکی از افزودنی های بتن در هوای سرد شناخته می شود و برای سرعت بخشیدن به فرایند پخت با افزایش سرعت هیدراتاسیون سیمان استفاده می‌شوند. مقدار اضافه شده به مخلوط سیمان به شرایط محیطی بستگی دارد. این شتاب دهنده ها در زمانی استفاده می‌شوند که استفاده از افزودنی های کلریدکلسیم ممنوع است.

۴ـ عوامل حباب هوا

هوای حباب شده مقاومت بتن را در برابر آسیب ناشی از یخ زدگی و ذوب شدن بهبود می‌بخشد. عوامل جذب‌کننده هوا باعث می‌شود میلیون‌ها حباب ریز را در مخلوط سیمان ایجاد کند و کار اصلی این حباب‌ها مقابله با فشار اضافه‌ای است که در دمای انجماد در خمیر سیمان ایجاد می‌شود.

به‌طورکلی در دماهای پایین مقاومت بتن کاهش می‌یابد و از بتن تازه باید در برابر آثار مخرب یخ‌بندان محافظت شود. درصورتی‌که قبل از خشک‌شدن کامل بتن دچار یخ‌زدگی شود مقاومت آن تا ۵۰ درصد کاهش‌یافته و دچار آسیب دیدگی جدی می‌شود.

• تأثیر هوای سرد بر بتن تازه: افزایش زمان گیرش ، یخ‌زدگی بتن در حالت تازه بودن.

• تأثیر هوای سرد بر بتن سخت شدن: احتمال یخ‌زدن و تأخیر در سخت شدن، کاهش سرعت کسب مقاومت در کوتاه‌مدت و ترک خوردگی بتن.