ملاتی که سه دقیقه پس از ساختن سفت شده، بیشتر وقت‌ها خراب نیست؛ گیرش کاذب کرده است. اگر دو سه دقیقهٔ دیگر بی افزودن یک قطره آب هم زده شود، دوباره روان میشود و مقاومتش هم آسیبی نمی‌بیند. اشتباه گران این‌جاست که بنّا برای شکستن همین سفتی آب اضافه می‌کند؛ آن آب در ملات می‌ماند و مقاومت را برای همیشه پایین می‌آورد.
گیرش کاذب سیمان چیست؟
گیرش کاذب سفت شدن زودرس خمیر، ملات یا بتن تازه است که با هم زدن بیشتر برطرف میشود. مؤسسهٔ بتن آمریکا (ACI) در فرهنگ اصطلاحاتش آن را چنین تعریف کرده است: «the rapid development of rigidity in a freshly mixed portland-cement paste, mortar, or concrete without the evolution of much heat, which rigidity can be dispelled and plasticity regained by further mixing without addition of water.» یعنی سفتی سریع بی گرمای چشمگیر، که با هم زدن دوباره و بی آب اضافه از بین میرود.
زمانش هم مشخص است. همان مؤسسه در پاسخ پرسشهای رایجش میگوید این سفتی یک تا پنج دقیقه پس از اختلاط پیدا میشود. در بتن آماده که در راه هم زده میشود، گیرش کاذب اغلب اصلاً دیده نمی‌شود؛ بیشتر در ملات دستی و بتونیر کوچک کارگاه خودش را نشان میدهد.
چرا سیمان گیرش کاذب می‌کند؟
علت اصلی گچ نیم‌آبه است. کارخانه برای تنظیم زمان گیرش، سنگ گچ را با کلینکر آسیاب می‌کند. ACI میگوید اگر دمای آسیاب خیلی بالا برود، این گچ بخشی از آبش را از دست میدهد و به گچ نیم‌آبه، همان گچ ساختمانی، تبدیل میشود. وقتی آب اختلاط می‌رسد، این گچ فوراً دوباره آب می‌گیرد و شبکهٔ شکننده‌ای می‌سازد که ملات را سفت نشان میدهد.
یک پژوهش دانشگاهی منتشرشده در مجلهٔ Cerâmica (۲۰۲۰) همین را روی سیمان پرتلند سنجیده است. در آن پژوهش آب‌دهی گچ از حدود ۱۰۶ درجهٔ سلسیوس شروع میشود و نگه داشتن سیمان در دمای بیش از ۱۱۰ درجه برای بیش از ۶۰ دقیقه شرایط گیرش کاذب را فراهم کرده است. این دماها مال آسیاب و سیلوی کارخانه‌اند، نه پاکتی که در کارگاه زیر دست بنّاست.
گیرش کاذب با گیرش آنی چه فرقی دارد؟
گیرش کاذب برگشت‌پذیر است و گیرش آنی نه. فرهنگ اصطلاحات ACI گیرش آنی را سفت شدن سریعی تعریف می‌کند که معمولاً «با آزاد شدن گرمای قابل توجه» همراه است و سفتی‌اش با هم زدن بیشتر و بی افزودن آب از بین نمی‌رود. این سه حالت را در کارگاه این‌طور از هم جدا کن:
- گیرش کاذب: سفتی در چند دقیقهٔ اول، مخلوط گرم نمی‌شود، با هم زدن دوباره روان برمی‌گردد
- گیرش آنی: سفتی ناگهانی همراه با گرم شدن محسوس مخلوط، با هم زدن برنمی‌گردد
- کلوخه شدن سیمان: تکه‌های سفت داخل پاکت پیش از افزودن آب، از رطوبت انبار یا فشار چیدن پاکت‌ها
برای مقایسه، جدول ۵-۷-۲ مبحث پنجم مقررات ملی ساختمان (ویرایش ۱۳۹۲) کمترین گیرش اولیهٔ سیمان پرتلند را با روش ویکات ۴۵ دقیقه گذاشته است. پس ملاتی که در سه دقیقه سفت میشود، یا گیرش کاذب دارد یا گیرش آنی؛ گیرش عادی سیمانی که استاندارد را پاس کرده، این‌قدر زود نیست.
سیمان داغ از کجا می‌آید و خطرناک است؟
سیمان داغ سیمانی است که تازه از آسیاب آمده و فرصت خنک شدن در سیلو را نداشته است. گرمای پاکت به‌تنهایی نشانهٔ خرابی یا تقلب نیست؛ نشانهٔ تازگی است. ولی گیرش کاذب از آسیابی می‌آید که داغ کار کرده، و محموله‌ای که داغ می‌رسد دست‌کم این احتمال را بالا می‌برد. برای همین بار داغ را با آزمون ساده‌ای که پایین‌تر آمده بسنج، نه با دست.
خطر دوم سیمان داغ دمای بتن است، به‌خصوص در هوای گرم. مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲) در بند ۹-۸-۲-۳-۱ برای پایین نگه داشتن دمای مخلوط، رنگ سفید یا عایق برای سیلوی سیمان و نگهداری پاکت‌ها در انبار سرپوشیده را از تمهیدات لازم شمرده است.
سیمان داغ دمای بتن را چقدر بالا می‌برد؟
کمتر از آن‌چه به نظر می‌آید، ولی گاهی همین کم از سقف عبور می‌کند. مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲) در رابطهٔ ۹-۸-۱ دمای مخلوط بتن را از دما و وزن سیمان، سنگدانه و آب حساب می‌کند و گرمای ویژهٔ سیمان و سنگدانه را ۰٫۲۲ گرمای ویژهٔ آب می‌گیرد. شن و ماسه با بیشترین وزن بیشترین سهم را در دمای مخلوط دارد و سیمان، با وزن کمتر، سهم کوچک‌تری؛ آب در این میان ساده‌ترین جزء برای خنک کردن است.
یک مثال با سنگدانهٔ خشک: هر متر مکعب ۳۵۰ کیلوگرم سیمان، ۱۸۵۰ کیلوگرم شن و ماسه با دمای ۳۰ درجه و ۱۷۵ لیتر آب با دمای ۲۵ درجه دارد. اگر سیمان ۳۰ درجه باشد، دمای مخلوط طبق همین رابطه حدود ۲۸٫۷ درجه میشود. اگر سیمان ۷۰ درجه باشد، حدود ۳۳٫۳ درجه؛ یعنی بالاتر از سقف ۳۲ درجه‌ای که بند ۹-۸-۲-۴-۱ مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲) برای بتن معمولی گذاشته است.
حالا همان سیمان ۷۰ درجه را با آب ۱۰ درجه مخلوط کن؛ دمای مخلوط به حدود ۲۹٫۴ درجه برمی‌گردد. یعنی ۱۵ درجه خنک کردن آب تقریباً همهٔ اثر ۴۰ درجه گرمای اضافهٔ سیمان را خنثی کرد. به همین دلیل مبحث نهم میگوید برای کاهش دما اول آب سرد شود، «زیرا سرد کردن آب آسان‌تر از دیگر مصالح است.» راهکارهای بیشتر در مطلب بتن‌ریزی در هوای گرم آمده است.
با ملاتی که زود سفت شده چه کنیم؟
- بی افزودن آب، دو تا سه دقیقهٔ دیگر هم بزن؛ اگر گیرش کاذب باشد روانی برمی‌گردد
- دست روی مخلوط بگذار؛ اگر محسوس گرم شده، احتمال گیرش آنی است
- اگر با هم زدن برنگشت، مصرفش نکن؛ بند ۹-۷-۴-۴ مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲) میگوید بتنی که «گیرش آن شروع شده» نباید در قطعات سازه‌ای به کار رود
- برای دیگ‌های بعدی همان سیمان، زمان هم زدن را از اول کمی بیشتر بگیر تا گچ نیم‌آبه پیش از ریختن ملات کارش را کرده باشد
- اگر سیمان داغ است و هوا گرم، آب اختلاط را خنک کن و دپوی شن و ماسه را زیر سایه ببر
پیش از مصرف یک محمولهٔ مشکوک چه آزمونی بکنیم؟
یک آزمون سه‌دقیقه‌ای کارگاهی کافی است. یک سطل کوچک ملات با همان سیمان و همان آب همیشگی بساز و ساعت بگیر. اگر تا پنج دقیقه سفت شد، دو دقیقهٔ دیگر بی آب هم بزن. اگر روان شد و گرم نبود، گیرش کاذب است و با هم زدن بیشتر در کار اصلی حل میشود. اگر سفت ماند یا گرم شد، بار را کنار بگذار و به فروشنده خبر بده.
برای سنجش دقیق، آزمایشگاه دو روش استاندارد دارد؛ ASTM C451 روی خمیر سیمان و ASTM C359 روی ملات، که هر دو سفت‌شدگی زودرس را اندازه می‌گیرند. اگر چند محموله از یک کارخانه پشت سر هم این رفتار را داشت، نتیجهٔ آزمایش مدرک خوبی برای شکایت است. برای مقایسهٔ کارخانه‌ها با همان تیپ و ردهٔ مقاومتی، فهرست کارخانه‌های سیمان و قیمت روز سیمان را کنار هم ببین.
