حداکثر و حداقل دمای مجاز و استاندارد بتن ریزی

1 ـ آئيننامه هاي مختلف در دنيا معمولاً حداكثر و حداقل دماي ريختن را مشخص مي كنند . دراستاندارد ملي شماره 6044 ايران براي بتن آماده نيز دماي حداكثر مجاز بتن آماده درهنگام ريختن مطابق آبا يعني 32 درجه سانتي گراد پيش بيني شده است .بديهي استحداكثر دماي بتن كه در كارخانه بتن آماده پس از ساخت بايد به نحوي باشد كه درشرايط آب و هواي موجود و با فاصله زماني حمل بتن ، اين دما از 32 درجه سانتي گرادتجاوز ننمايد . در اغلب موارد دماي ساخت در محدوده 28 تا 30 درجه سانتي گراد قرارمي گيرد.

هر چند درمنابع علمي ، افزايش دما در طول حمل تراكميكسر با توجه به دماي هوا و تابش آفتاب و رنگ بدنه تراك ميكسر مشخص نشده و رابطهتجربي يا رياضي براي محاسبه آن ارائه نگرديده است اما بصورت يك قاعده سرانگشتي باتراك ميكسر براي دماي هواي 36 تا 38 درجه در زير تابش آفتاب و رنگ بدنه سفيد يازرد در طول مدت حمل جمعاً يك ساعته مي توان اين افزايش دما را در حدود 2 درجهسانتي گراد منظور نمود. براي حداقل مجاز بايد هنگام ريختن نيز نسبت به ابعاد دوامحداقل دماي مجاز 5 تا 13 درجه سانتيگراد مي باشد كه براي قطعات نازك تر دماي بيشترمطلوب است.

متاسفانه در دادن پروانه استاندارد و تمديد آن توجه بهدماي ساخت يا ريختن بتن در تابستان و زمستان مورد غفلت قرار گرفته است و اگر قرارباشد از اين نظر نيز بتن هاي آماده مورد كنكاش قرار گيرد اكثر قريب به اتفاقكارخانه ها ي بتن آماده، بتن استاندارد توليد و تحويل نمي نمايند.

لازم به ذكر است كه در هواي سرد نيز به ازاي هر يكساعت حمل با تراك ميكسر و به ازاي هر 8 درجه اختلاف دماي هوا و دماي بتن ريزي بايد2 درجه اتلاف دما درنظر گرفت و عملاً دماي بتن در هنگام ساخت را بايد بالاتر ازدماي ريختن منظور نمود . به همين منوال در هواي گرم دماي بتن ساخته شده بايد كمتر ازدماي مجاز در نظر گرفته شود.

2 ـ در استاندارد شمار6044 ايران حداكثر و حداقل دما در تابستان و زمستان براي سنگدانه ، آب و سيمانمطرح نشده است . بهرحال واضح است كه اگردر هواي گرم براي دستيابي به دماي مورد نظرهنگام ساخت بتن ، دماي مصالحمصرفي بالاتر باشد با اشكال بيشتر مواجه مي شويم . توصيه مي شود دماي سنگدانه هابويژه شن از 50 درجه سانتي گراد بيشتر نشود . هم چنين اكيداً توصيه ميگردد دماي آبو سيمان بيشتر از 60 درجه سانتي گراد نباشد هر چند در آبا و مقررات ملي حداكثردماي مجاز سيمان 75 درجه سانتي گراد قيد شده است اما بايد دانست در برخورد آب وسيمان با يكديگر ، چنانچه يكي از آنها بيش از 60 درجه سانتي گراد باشد ، بعلت گيرشآني و ناگهاني سيمان و هم چنين كلوخه شدن آن ، كيفيت بتن تازه و سخت شده از نظرافت اسلامپ و كاهش مقاومت نهائي و دوام آسيب مي بيند ، حتي اگر دماي مخلوط بتنحاصله نيز كمتر از حدمجاز باشد.

بديهي است هر چه دماي مصالح مصرفي كمتر باشد دستيابيبه دماي كمتر از حد مجاز در هواي گرم آسانتر خواهد بود كه درهواي سرد عكس آن صادقاست با اين شرط كه دماي آب و سيمان بيشتر از 60 درجه سانتي گراد نباشد.

3 ـ براي جلوگيري ازافزايش يا كاهش شديد دماي آب در هنگام انبار كردن بهتر است از مخازن مدفون در زميناستفاده كرد. بدين ترتيب در تابستان و زمستان وضعيتي مطلوب را خواهد داشت . درصورت استفاده از مخازن غير مدفون ، مخازن بتني يا بنائي و يا مخازن فلزي عايق بنديشده توصيه مي شود . اگر مخازن فلزي غير مدفون و بدون عايق  مناسب بكار رود ، داشتن رنگ روشن و ترجيحاً سفيدبا انعكاس نور زياد در برابرتابش آفتاب مي تواند تا حدودي موثر واقع شود . ايجادسايبان براي مخازن غير مدفون نيز كمك مهمي خواهد بود .

4 ـ در انبار كردن سيمانفله اي در سيلوهاي فلزي در هواي گرم آفتابي مي توان از سيلوهائي با رنگ روشن ياسفيد استفاده نمود. در برخي كشورها از سيلوهاي دوجداره و داراي عايق بهره ميگيرنداما در ايران اين نوع سيلو كاربردي ندارد و معمولاً توصيه نمي شود زيرا در بيشتر اوقات‌سيمانهاي داغ در كارخانه ها بارگيري مي شود و سيمان ورودي به كارگاه داراي دماي 50تا 75 درجه مي باشد و با انبار كردن آن در چنين سيلوهائي عملاً امكان خنك شدن ازسيمان داغ سلب ميگردد. اصولاً اقدام به بارگيري سيمان داغ در كارخانه ها كاري غيراصولي و مذموم است و باعث بروز مشكلات زيادي دركارگاهها مي شود بويژه آنكه سيلويسيمان كارگاه خالي باشد و كارگاه نياز به سيمان براي ساخت بتن داشته باشد ،كارخانه ها بايد سيمان داغ خروجي از آسياب كلينكر را در سيلوهاي خود انبار كنند واز سيمانهاي خنك شده براي بارگيري استفاده نمايند .مصرف سيمان داغ در هواي سرد نيزتوصيه نمي شود. استفاده از سيلوهائي با قطر كمتر براي انبار كردن سيمان در چنينمواردي ارجح است تا عمل خنك شدن سيمان تسريع گردد.

5 ـ براي خنك نگهداشتنسنگدانه ها در هواي گرم آفتابي نياز به مسقف كردن محل نگهداري و ايجاد سايباناحساس مي شود بويژه در يك كارخانه بتن آماده و قطعات پيش ساخته لازم است از ابتدابراي ساخت بتن در هواي گرم پيش بيني هاي لازم صورت گيرد.

معمولاً ماسه هاي خيس در زير آفتاب ، رطوبت خود را بهتدريج از دست مي دهند و عملاً بدليل تبخير ،دماي آنها در زير آفتاب چندان افزايشنمي يابد . شن هاي خشك در زير آفتاب به شدت گرم مي شوند و مسلماً با افزايش دمايهوا نيز شن ها مي توانند گرم شوند اما دماي آنها از دماي محيط بيشتر نمي شوند مگراينكه در معرض تابش مستقيم آفتاب واقع شوند . دماي شن ها در برخي مناطق در زيرآفتاب مستقيم و تند تابستاني با توجه به رنگ تيره آنها ممكن است به 70 تا 90 درجهسانتي گراد برسد.

6 ـ بهرحال در صورتي كهدماي آب ، سيمان و سنگدانه در حدي باشد كه پيش بيني شود دماي بتن  ساخته شده بالاتر از حد مورد نظر است لازم استبا خنك كردن آنها و يا برخي روشهاي ديگر بتن خنك تري را ساخت.

خنك كردن آب با ريختن يخ در آن مي تواند انجام شود .استفاده از دستگاههاي خنك كننده آب (چيلر) روش ديگري است كه در كارخانه هاي بتنآماده بكارگرفته مي شود.

معمولاً خنك كردن سيمان امري رايج نيست و مشكلات فنيرا در بردارد و پرهزينه است . بنابراين كاربردي در پروژه هاي عادي و ساخت بتنآماده ندارد. راه حل ديگر خنك كردن سنگدانه ها بويژه سنگدانه درشت گرم      مي باشد. . يكي از راههاي ساده و كم هزينهبراي خنك كردن سنگدانه هاي درشت بويژه در پشت بچينگ پارتيشن دار، پاشيدن آب واسپري كردن آن برسطح سنگدانه گرم يا داغ درشت و خشك است .اين امر باعث      ميشود پس از چند دقيقه تبخير از سطح سنگدانه ،‌دماي آن به مقدار قابل توجهي كاهشيابد . بهرحال روش مزبور درمناطق گرم و خشك و داراي باد موثرتر مي باشد و در هوايگرم و شرجي ابداً مناسب نيست و فقط      ميتواند مشكلات بيشتري مانند افزايش رطوبت سنگدانه ها را بدنبال داشته باشد.تجربه هانشان مي دهد با يكبار آب پاشي و اجازه دادن به سنگدانه براي خشك شدن آن پس ازتبخير ، دماي سنگدانه مي تواند بيش از 20 درجه سانتي گراد كاهش يابد .روشهاي ديگرينيز براي كاهش دماي شن و ماسه در كارگاههاي خاص مانند سدسازي بتني وجود دارد كه دركارگاههاي معمولي و كارخانه هاي بتن آماده كاربردي ندارد .

7 ـ روش ديگري براي كاهشدماي بتن در هنگام ساخت، استفاده از يخ خرد شده يا يخ پودري و پولكي در هنگاماختلاط مي باشد. در اين روش ، يخ بايد به ديگ اختلاط اضافه شود و يا درست قبل ازاختلاط به سنگدانه يا آب اضافه گردد و بلافاصله به داخل ديگ ريخته شود تا از گرماينهان ذوب يخ بهره مناسب گرفته شود .اين يك روش موثر و كارآمد در بسياري از مواردبراي كاهش موثر دماي بتن مي باشد . بهرحال اينكار مي تواند همراه با بكارگيري ازآب خنك و شن و ماسه نسبتاً خنك استفاده شود و يا به تنهائي مورد استفاده قرار گيرد. بديهي است يخ مصرفي بايد بعنوان بخشي از آب مصرفي بكار رود و گرنه نسبت آب بهسيمان افزايش مي يابد .

8 ـ براي پيش بيني دمايبتن مخلوط شده مي توان از روابط موجود در علم فيزيك بهره گرفت و با دانستن دماي اجزايبتن و مقدار آنها و گرماي ويژه هر يك ، دماي مخلوط را پيش بيني كرد . هم چنين وقتياز يخ استفاده   مي شود ايجاد تغييراتي دراين روابط ضروري خواهد بود. براي پيش بيني دماي بتن مخلوط شده مي توانيد به منابعزير مراجعه نمائيد.

الف : دستورالعمل بتن ريزيدر هواي گرم ACI305

ب : كتاب خواص بتنترجمه  فاميلي

ج : كتاب دستنامه اجرايبتن ترجمه رمضانيانپور ، شاپور طاحوني و حسن پيدايش

د : كتاب طراحي و كنترلمخلوط هاي بتني  ترجمه اطيابي

ه :‌كتاب دستورالعمل ساختبتن در كارگاهها نشريه 327 سازمان مديريت و برنامه ريزي

با استفاده از روابط موجود در اين منابع (كه گاه دقيقهم نيست و داراي اشكالات جزئي مي باشد) با صرفنظر كردن از دما و ظرفيت گرمائي وجرم وسيله اختلاط و تبادل گرمائي در حين ساخت مي توان دماي بتن مخلوط شده رابلافاصله پس از اختلاط حدس زد و پيش بيني نمود كه آب با چه دمائي لازم است تا بهدماي مطلوب برسيم و يا چه ميزان يخ بجاي بخشي از آب مصرفي بكار برد و يا به چهميزان لازم است دماي سنگدانه را كاهش داد.

9 ـ در برخي كارگاهها دردنيا ، در صورتيكه دماي مطلوب بدست نيايد ، با تزريق ازت (نيتروژن) مايع به ديگاختلاط يا تراك ميكسر ، دماي بتن را كاهش مي دهند . هزينه اينكار نسبتاً زياد استاما گاه تنها راه چاره محسوب مي شود .

اين ترفند در ايران بكار برده نشده است و در دنيا دركارگاههاي ساخت سدهاي بتني استفاده شده است اما به تدريج در برخي كارگاههاي ديگر وكارخانه هاي بتن آماده نيز در دنيا بكار گرفته مي شود.

10 ـ دركارگاههاي اجرائيتوصيه مي شود وقتي بتن در فصل گرم ساخته شود كه دماي اجزاي بتن در حداقل ميزان ممكندر طول شبانه روز باشد. كمترين دما تقريباً در اوائل صبح وجود دارد . بنابراينساخت بتن از سحر تا ظهر تابستان توجيه دارد. بهرحال در كارخانه هاي بتن آماده ممكناست نتوان در زمان دلخواه بتن ساخت و زمان ساخت تابع تقاضاي خريدار مي باشد .بدترين زمان براي ساخت بتن در نزديكي غروب و تا نيمه شب مي باشد كه متاسفانه ساختبتن در اين اوقات طرفدار دارد . لازم به ذكر است كه در حدود 5 ساعت پس از ظهرحداكثر دما در سيمان ، آب و سنگدانه حاصل مي شود و دماي بتن به بالاترين ميزان خودمي رسد.

بهرحال ممكن است اوائل شب ، نيمه شب از نظر بتن ريزيمناسب باشد اما در مجموع مي توان ساخت بتن و  بتن ريزي را به پس از نيمه شب ياتا پيش از ظهر موكول نمود كه داراي مشكلات كمتري است .