شرایط با آب و هوای سرد برای ساخت و ساز به عنوان دوره ای تعریف می شود که بیش از 3 روز متوالی است، و شرایط زیر وجود دارد: میانگین هوای روزانه کمتر از (40 درجه فارنهایت) است و دمای هوا 10 درجه سانتی گراد (50 درجه فارنهایت) برای مدت 12 ساعت.
گیرش بتن- بتن ریزی در هوای سرد
تحت این شرایط زمان گیرش بتن و سرعت مقاومت کسب شده بتن به اندازه قابل ملاحظه ای تأخیر می یابد، به علاوه بسته به یکنواختی اختلاط بتن، سرعت کاهنده هیدراتاسیون منجر به ورود آب کمتر به ذرات سیمان، ارتقاء آب انداختگی و جدایش می شود. زمان گیرش بتن تقریباً یک سوم برای هر 6 درجه سانتی گراد است. افت دما ( با فرض اینکه دمای محیط و بتن یکسان باشند) به 4 درجه سانتی گراد افزایش می یابد. کندی گیرش بتن پتانسیل برای یخ زدگی بتن قبل از گیرش اولیه را افزایش می دهد. وقتی که دمای بتن به 2- درجه سانتی گراد سقوط می کند، آب آزاد در حفرات همانند، شروع به بلورین شدن می کنند. یخ بستن حجم را تا 9% افزایش می بخشد که تولید تنش هایی می کند که موجب آسیب دیدگی در بتن می شود. چون کندی گیرش بتن منجر به رشد کم مقاومت می شود، تأخیری در برداشتن قالب ها، شمع ها بوجود می آید. این امر در نهایت موجب عدم توانایی برای سازگار شدن با جداول برنامه ریزی ساخت و ساز می شود.
روش های سنتی بتن ریزی در هوای سرد
روش های سنتی استفاده شده برای بتن ریزی در هوای سرد، شامل حرارت دهی به آب و سنگدانه ها، محصور کردن و حرارت دادن ناحیه است که در آن بتن باید بتن ریزی شود. کاربرد عایق حفاظتی، میزان سیمان بالاتر یا تیپ III بیشتر (مقاومت اولیه بالا) و کاربرد افزودنی های شیمیایی بتن برای تسریع سرعت هیدراتاسیون، کاهش زمان گیرش بتن و افزایش توسعه مقاومت سنین اولیه بتن می باشد، اطمینان از توسعه مقاومت کافی بتن برای برداشتن با امنیت قالب ها و شمع گذاری ها، کاهش پتانسیل برای ترک خوردگی حرارتی، و تأمین عمل آوری و محافظت برای تضمین مقاومت و کارایی بتن برای خدمت پذیری مورد نظر سازه در بتن ریزی در هوای سرد اتخاذ می شود.
افزودنی های مناسب بتن ریزی در هوای سرد
در بتن ریزی در هوای سرد انتخاب یک گزینه یا گزینه های خاص توسط زمان گیرش مطلوب و نرخ توسعه مقاومت بتن تعیین می شود. هنگام بتن ریزی در هوای سرد زمان تسریع یافته گیرش بتن معمولاً با افزایش حرارت هیدراتاسیون مخلوط بتن حاصل می شود. انتخاب افزودنی های شیمیایی مناسب تولید مخلوط های بتنی برای بتن ریزی در هوای سرد را با گیرش تسریع یافته و خصوصیات توسعه مقاومت در سنین اولیه، مشابه با آنچه در مخلوط بتنی ساده در دمای محیطی معمولی بتن (22 درجه سلسیوس) ممکن می سازد. نسبت های مخلوط بتن در بتن ریزی در هوای سرد معمولاً همان هایی هستند که در طی دیگر زمان های سال استفاده می شود، با تغییراتی که عمدتاً در انواع و دزهای مصرفی افزودنی های شیمیایی بتن انجام می شود. بسته به نوع افزودنی بتن مورد استفاده در هنگام بتن ریزی در هوای سرد در مخلوط های بتنی، ساخت و ساز سالانه با صرفه جویی های هزینه ای چشمگیری برای مالکان و پیمانکاران می تواند حاصل شود.
اگرچه به علت شرایط هوای بسیار سرد که طی زمستان مستولی می شود، فعالیت ساختمانی در کانادا، آمریکا و اسکاندیناوی به 9-8 ماه در سال محدود می شود، عدم رکورد استفاده افزودنی های ضد یخ بتن کاربرد آنها را محدود ساخته است. کشورهایی همچون روسیه تجربه سه دهه ای در استفاده از این افزودنی های بتن و تولید بتن در سراسر سال را دارند. افزودنی های تسریع کننده غیر کلریدی که محافظت علیه یخ زدگی در حالت شکل پذیر در دماهای محیطی پایین همچون 7- درجه سلسیوس را تأمین می کنند هم اکنون جایگزینی اقتصادی برای بتن ریزی در هوای سرد در مقابل روش های حرارت دهی سنتی می باشند. در صفحات بعد، کاربرد افزودنی اختصاصی هوای سرد (CWA) در بازه دماهای فوق انجماد و زیر انجماد ارائه می گردد. بازدهی این افزودنی ها در پروژه های بتن ریزی در هوای سرد از کاربرد این افزودنی تسریع کننده بتن حمایت می نماید.
به منظور مقاومت در برابر آسیبی که تحت شرایط هوای سرد و هنگام بتن ریزی در هوای سرد ناشی می شود، بتن باید به یک مقاومت فشاری 5 MPa را قبل از قرار گیری در شرایط انجماد و 20/7 MPa را پیش از قرار گیری در معرض چرخه های ذوب انجماد به دست بیاورد. بتنی که در موقع خدمت دهی در معرض چرخ ذوب انجماد است باید هوا داده گردد. در حالی که این هوادادگی حفاظت برای بتن سخت شده را تأمین می نماید، ضروری است که بتن شکل پذیر از یخ زدگی ممانعت کند. بنابراین توسعه مقاومت کافی و خصوصیات دوام بتن تضمین می شود. در اینباره، افزودنی تسریع کننده بتن می تواند به اندازه محسوسی سرعت هیدراتاسیون بتن با سیمان پرتلند را افزایش دهد، بنابراین نیاز برای برخی دیگر تدابیر هوای سرد هنگام بتن ریزی در هوای سرد را کم کند. افزودنی های بتن مربوط به بتن ریزی در هوای سرد کنونی اغلب در دماهای یخ زدگی به پایین استفاده می شود و انتظار می رود که سه نقش را برآورده کنند: نقطه انجماد آب در اختلاط را کم می کند؛ سرعت هیدراتاسیون را افزایش می دهد تا پایین آمدن واکنش هیدراتاسیون را همزمان با اینکه دمای عمل آوری به زیر 10 درجه سانتی گراد می رسد را جبران کند و میزان آب قابل انجماد موجود را با فراهم کردن کاهش آب مناسب کاهش می دهد، در نتیجه آسیب یخ زدگی را به حداقل می رساند.
افزودنی تسریع کننده بتن در بتن ریزی در هوای سرد
افزودنی های اصلی تسریع کننده غیر کلریدی، غیر خورنده که در بازار در دسترس هستند دو نوع می باشند:
1) افزودنی های تسریع کننده برای استفاده در هنگام بتن ریزی در هوای سرد دماهای محیطی زیر انجماد را پایین نمی آورد؛
2) افزودنی های تسریع کننده برای استفاده در هنگام بتن ریزی در هوای سرد دماهای محیطی زیر انجماد که نقطه انجماد آب را پایین می آورد.
مورد نخست حاوی نمک های فرمیت، نیترات ها و نیتریت ها می باشند و برای تسریع گیرش بتن و توسعه مقاومت بتن مؤثر هستند. با این وجود، بازدهی آنها وابسته به دمای محیطی در زمان بتن ریزی در هوای سرد است. مورد دوم حاوی مؤلفه هایی است که نقطه انجماد آب و اجزاء تسریع کننده را پایین می آورد و متعلق به گروه افزودنی هایی است که به نام افزودنی های ضد یخ نامیده می شود. مواد شیمیایی مورد استفاده به عنوان افزودنی های ضدیخ شامل سدیم و کلسیم کلرید، پتائس، سدیم نیتریت، کلسیم نیتریت، اوره و سیستم های دوگانه همچون کلسیم نیتریت نیترات و کلسیم کلرید نیتریت نیترات می شود. با این وجود تنها ظاهراً کلسیم نیتریت نیترات و کلسیم کلرید نیتریت نیترات به خصوص برای استفاده به عنوان افزودنی های ضد یخ تشکیل شده اند. این مواد ساخت و ساز سالانه را تأمین می کنند و بیشتر فواید برای بتن ریزی در هوای سرد را ارائه می دهند. اگر چه کاربرد آنها در اغلب کشورهای غربی صنعتی اخیراً بیشتر شده، آنها به مدت 40 سال در روسیه در بتن حرارت ندیده در هوای محیطی یا دماهای زمینی کمتر از 5 درجه سلسیوس استفاده شده و در دماهای روزانه حداقل زیر صفر و با پایین تر از 30- هم استفاده شده است.
برای آشنایی با خرید ضد یخ روی لینک کلیک کنید .
منبع : کتاب مواد افزودنی شیمیایی بتن
