در زمستان مسئله دیگر مقاومت ۲۸ روزه نیست؛ مسئله این است که بتن پیش از نخستین یخبندان شب به چه مقاومتی رسیده باشد. آب داخل بتنی که هنوز نگرفته، یخ می‌زند، حجیم میشود و بافت تازه را از درون می‌شکند. انتخاب سیمان یکی از اهرم‌هاست؛ گرم نگه داشتن بتن اهرم بزرگ‌تر است.
هوای سرد برای بتن‌ریزی از چه دمایی شروع میشود؟
هوای سرد در بند ۹-۸-۴-۱ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (ویرایش ۱۳۹۲) با سه روز پیاپی تعریف شده است، نه با یک شب سرد. متن مبحث می‌گوید «هوای سرد به وضعیتی اطلاق می‌گردد که برای سه روز متوالی، هردوی شرایط (الف) و (ب) برقرار باشد»؛ شرط الف، دمای متوسط روزانهٔ کمتر از ۵ درجهٔ سلسیوس، و شرط ب، اینکه دمای هوا بیش از نصف روز از ۱۰ درجه بالاتر نرود.
پس یک صبح یخ‌زده میان روزهای آفتابی ۱۵ درجه هوای سرد آیین‌نامه‌ای نیست، ولی همان یک شب برای بتن تازه خطرناک است. پیش‌بینی ساعتی دمای سه شب بعد از بتن‌ریزی را ببینید، نه فقط دمای روز ریختن.
ویرایش جاری (۱۳۹۹) تعریف را ساده‌تر نوشته است. بند ۹-۲۲-۵-۴-۱ (ص ۴۶۶ کتاب): «بتن ریزی در هوای سرد به مواردی اطلاق میشود که بتن در دمای محیطی کمتر از ۵ درجه‌ی سلسیوس ریخته و نگه داری میشود»؛ ضوابط تفصیلی هم به آیین‌نامهٔ بتن ایران (آبا) ارجاع شده است (بند ۹-۲۲-۵-۴-۲). تعریف سه‌روزهٔ بالا و عددهای جدول‌ها مال ویرایش ۱۳۹۲ هستند.
مبحث نهم برای بتن‌ریزی در هوای سرد چه سیمانی را مجاز می‌داند؟
مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲، بند ۹-۸-۴-۳) برای هوای سرد سیمان زودسخت‌شونده را مجاز و سیمان آمیخته را نامناسب دانسته است. متن دو جملهٔ اصلی این است؛ «می‌توان از سیمان زود سخت‌شونده (پرتلند نوع سه) به جای سیمان معمولی برای اطمینان از سرعت بیشتر کسب مقاومت بتن استفاده نمود» و «استفاده از سیمان‌های آمیخته، به ویژه سیمان پوزولانی، در بتن‌ریزی در هوای سرد توصیه نمی‌گردد».
در بازار ایران کدام سیمان را برای زمستان بخریم؟
در بازار ایران سیمان مناسب هوای سرد تیپ ۱-۴۲۵ یا ۱-۵۲۵ است، چون تیپ ۳ در بورس کالا معامله نمی‌شود. طبق جدول ۹-۱۰-۳ مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲)، تیپ ۱-۵۲۵ باید در دو روز به ۲۰ و تیپ ۱-۴۲۵ به ۱۰ مگاپاسکال برسد، در حالی که از تیپ ۲ در سه روز ۱۰ مگاپاسکال خواسته شده است.
در دسترس بودنشان هم فرق دارد. در بازهٔ ۲۸ شهریور تا ۱۱ مهر ۱۴۰۵، تیپ ۱-۴۲۵ از ۲۰ کارخانه در بورس کالا معامله شد و تیپ ۱-۵۲۵ فقط از سه کارخانه؛ مارگون، بجنورد و مدلل (سامان غرب). نرخ هر کدام را در قیمت‌های تفکیکی ببینید و فاصلهٔ کارخانه‌های سیمان تا کارگاه را حساب کنید؛ در زمستان جادهٔ کوهستانی و تأخیر حمل هم هزینه است.
تیپ ۲ هم در زمستان مصرف میشود، ولی چون کندتر مقاومت می‌گیرد، مدت محافظت و گرم نگه داشتن بتن طولانی‌تر میشود. ردهٔ مقاومتی روی همان کیسه چاپ میشود؛ در سفارش، تیپ و رده را با هم بنویسید تا بار دیگری به اسم درخواستی تحویل نشود.
چرا سیمان پوزولانی و سرباره‌ای برای زمستان مناسب نیست؟
سیمان پوزولانی و سرباره‌ای برای زمستان مناسب نیست چون بخشی از واکنششان کند است و به گرما نیاز دارد. در تابستان همین کندی مزیت است، چون گرمای آبگیری را پخش می‌کند؛ در سرما دقیقاً همان چیزی است که نمی‌خواهید. جدول حداقل مدت عمل‌آوری مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲، جدول ۹-۷-۲) هم برای بتن حاوی سرباره و دیگر افزودنی‌های معدنی مدت بیشتری از بتن معمولی خواسته است.
بتن در سرما تا چه مقاومتی باید محافظت شود؟
بتن تازه در هوای سرد باید دست‌کم تا رسیدن به ۵ مگاپاسکال عمل‌آوری و از یخ‌زدگی محافظت شود؛ این شرط بند ۹-۸-۴-۷ مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲) است. بند ۹-۸-۴-۸ یک قدم جلوتر می‌رود؛ بتن اشباعی که مقاومتش به ۱۴ مگاپاسکال نرسیده، نباید یخ بزند. یعنی دال نم‌داری که پس از برداشتن پوشش زیر برف می‌ماند، تا ۱۴ مگاپاسکال در خطر است.
برای دانستن اینکه بتن به این مقاومت رسیده یا نه، مبحث نهم نمونهٔ کارگاهی یا آزمایش غیرمخرب استاندارد را خواسته است. نمونه‌های مکعبی را کنار همان قطعه و زیر همان پوشش نگه دارید، نه در اتاق گرم نگهبانی؛ وگرنه عددی که می‌دهند از بتن واقعی بیشتر است.
حداقل دمای بتن هنگام ریختن در هوای سرد چند درجه است؟
حداقل دمای بتن هنگام ریختن و نگهداری در جدول ۹-۸-۲ مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲) به ضخامت قطعه بستگی دارد؛ قطعهٔ نازک‌تر زودتر سرد میشود و دمای بالاتری می‌خواهد:
- قطعهٔ کمتر از ۳۰ سانتی‌متر، مثل دال سقف و دیوار نازک؛ ۱۳ درجهٔ سلسیوس
- قطعهٔ ۳۰ تا ۹۰ سانتی‌متر؛ ۱۰ درجه
- قطعهٔ ۹۰ تا ۱۸۰ سانتی‌متر؛ ۷ درجه
- قطعهٔ بیش از ۱۸۰ سانتی‌متر؛ ۵ درجه
همان جدول افت تدریجی دمای بتن در ۲۴ ساعت پس از پایان عمل‌آوری را هم برای قطعهٔ نازک به ۲۸ درجه و برای قطعهٔ بیش از ۱۸۰ سانتی‌متر به ۱۱ درجه محدود کرده؛ پس پوشش عایق را یک‌باره برندارید. طبق همین بند، اگر تدبیر ویژه‌ای برای اختلاط و ریختن فراهم نشود، بتن‌ریزی در ۲۰ درجه زیر صفر و سردتر ممنوع است.
آب گرم چقدر دمای بتن را بالا می‌برد؟
آب گرم مؤثرترین راه بالا بردن دمای بتن است، چون در رابطهٔ دمای مخلوط مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲، رابطهٔ ۹-۸-۱) هر کیلوگرم آب حدود چهار و نیم برابر هر کیلوگرم شن یا سیمان اثر دارد. مثال برای یک متر مکعب بتن عیار ۳۵۰؛ ۱۹۰۰ کیلوگرم شن و ماسه با دمای ۲ درجه و ۳۸ کیلوگرم رطوبت همراهش، ۳۵۰ کیلوگرم سیمان با دمای ۵ درجه و ۱۷۵ کیلوگرم آب:
- آب ۱۰ درجه؛ دمای بتن حدود ۴٫۳ درجه، زیر کمینهٔ همهٔ قطعه‌ها
- آب ۴۰ درجه؛ حدود ۱۱٫۷ درجه، کافی برای قطعهٔ ۳۰ تا ۹۰ سانتی‌متر ولی نه برای دال
- آب ۶۰ درجه که اول با شن و ماسه مخلوط شود؛ حدود ۱۶٫۷ درجه، کافی برای دال
مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲، بند ۹-۸-۴-۳) می‌گوید آب گرم‌تر از ۴۰ درجه نباید مستقیم با سیمان تماس پیدا کند؛ برای همین در مثال سوم، آب داغ اول روی شن و ماسه ریخته میشود و سیمان آخر می‌آید. سنگدانه هم نباید یخ یا برف داشته باشد؛ ماسه معمولاً از شن مرطوب‌تر است و بیشتر یخ می‌بندد، پس اغلب گرم کردن ماسه لازم میشود. سیمان یا سنگدانه را هرگز مستقیم با شعله گرم نکنید.
طرح مخلوط بتن زمستانی چه فرقی با بتن معمولی دارد؟
طرح مخلوط بتن زمستانی آب کمتری دارد؛ طبق بند ۹-۸-۴-۴ مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲)، نسبت آب به سیمان در هوای سرد نباید از ۰٫۵ بیشتر باشد و آب اختلاط باید کمترین مقدار ممکن باشد تا آب یخ‌زدنی و آب‌انداختگی کم شود. برای کارایی، روان‌کننده به کار می‌رود؛ بی روان‌کننده، اسلامپ نباید از ۵۰ میلی‌متر بیشتر شود. بنّایی که برای راحتی کار آب اضافه می‌کند، در زمستان دو بار ضرر می‌زند.
افزودنی ضد یخ بتن مشکل سرما را حل می‌کند؟
افزودنی ضد یخ جای گرم نگه داشتن بتن را نمی‌گیرد؛ شرط‌های مبحث نهم، یعنی کمینهٔ دمای بتن و رسیدن به ۵ مگاپاسکال پیش از یخ‌زدگی، با هر افزودنی‌ای برقرار است. برای بتن مسلح هم فقط افزودنی بدون کلرید بخرید؛ مبحث نهم سقف یون کلرید بتن سخت‌شده را برای حفاظت میلگرد در برابر خوردگی محدود کرده و کلرید افزودنی مستقیم به همین سقف اضافه میشود.
عمل‌آوری بتن در زمستان چه فرقی با تابستان دارد؟
عمل‌آوری بتن در زمستان یعنی نگه داشتن گرما، نه رساندن آب. مبحث نهم (ویرایش ۱۳۹۲، بند ۹-۸-۴-۷) دو روش اصلی آورده؛ پوشش عایق و گرم کردن بتن و محیط اطرافش. بتن تازه را از باد هم حفظ کنید، به‌ویژه پس از برداشتن پوشش، و اگر با بخاری یا مشعل گرم می‌کنید، دود احتراق نباید مستقیم روی سطح بتن بنشیند؛ مبحث نهم دربارهٔ تبخیر زیاد و کربناته شدن سطح بر اثر سوخت همین را هشدار داده است.
طبق بند ۹-۸-۴-۲ همان مبحث (ویرایش ۱۳۹۲)، دمای بتن در طول بتن‌ریزی و عمل‌آوری باید دست‌کم دو بار در شبانه‌روز در نقاط مختلف ثبت شود و گوشه‌ها و لبهها، که زودتر یخ می‌زنند، با دقت بیشتری کنترل شوند. قالب، میلگرد و بتن قبلی هم پیش از ریختن باید از یخ پاک شده باشند.
پیش از بتن‌ریزی زمستانی چه چیزهایی را وارسی کنیم؟
- پیش‌بینی ساعتی دمای روز ریختن و سه شب بعد را دیده‌اید
- در سفارش، تیپ ۱-۴۲۵ یا ۱-۵۲۵ با رده نوشته شده، نه سیمان پوزولانی
- آب گرم آماده است و ترتیب ریختن مصالح در میکسر طوری است که آب داغ اول به شن و ماسه برسد
- شن و ماسه بی یخ و برف است
- قالب، میلگرد و بستر از یخ پاک شده است
- پوشش عایق، نایلون و گونی برای کل سطح و لبهها کنار کار است
- دماسنج برای ثبت دو بار در روز دمای بتن آماده است
- مقدار سیمان را با محاسبه‌گر سیمان گرفته‌اید تا وسط کار کم نیاید
