بخشی از مقاله
چکیده:
آبوهوای سرد زمانی اطلاق میگردد که دمای هوا زیر4 درجه سانتی گراد یا در زمان محافظت به زیر این دما سقوط کند. دراین صورت می بایست شرایط بتنریزی در دمای سرد فراهم گردد. با توجه به شرایط آبو هوای سرد کشور و اهمیت بتنریزی جهت جلوگیری از خسارات ثانویهی غیر قابل جبران لازم دیده شد، مطالعهایی در بحث بتنریزی درشرایط آب وهوای سرد صورت گیرد. در بطن این مقاله سعی شدهاست روشهای نوین بتنریزی موجود تاکنون معرفی گردند. با بررسی و آنالیز مجموعه ایی از مطالعات صورت گرفتهشده دراین باب سعی شده است به راهنمایی جامع و قابل اعتماد در انتخاب بهترین راهکار از تمامی لحاظ در بحث بتنریزی درشرایط آب و هوایی سردرسیده شود.
کلمات کلیدی:آب و هوای سرد، بتن ریزی، محفظههای حرارتی،ضدیخها، شتاب دهندهها، عایق کاری ها.
-1مقدمه:
سیمان یکی از پرمصرفترین و پرکاربردترین موادی است که امروزه مورد مصرف قرار میگیرد. بر اساس تحقیقات مصرف سرانهی سیمان در حدود 10 میلیون تن در هر سال و 1 تن به ازای هر نفر میباشد. علاوه براین هزینهی تخمین زده شده جهت محافظت از بتن در شرایط آب و هوای نامساعد در سال 1991 حدود 800 ملیون دلار بوده است. اینرقم امروز به یک ملیارد دلار نزدیک شده است - برنا و همکاران. - 2011 و یا حتی بیشتر! به همین جهت بتنریزی در هوای نامساعد گران قیمت و بسیار پر انرژی است. بتنریزی درشرایط آب و هوای مختلف نیازمند اعمال یکسری تمهیدات جهت دستیابی به یک بتن کارا و قابل اعتماد میباشد. در اینجا شرایط آب و هوای سرد مورد مطالعه قرار میگیرد.
روشهای متعددی جهت کنترل زمان،کیفیت و مقاومت استفاده میشود. با توجه به اینکه دما در بتنریزی بر روی گیرش و مقاومت بتن تاثیر بسیاری دارد و با کاهش دمای بتن از میزان سخت شدن و کسب مقاومت آن کاسته میشود. علاوه بر این در دمای زیر نقطهی انجماد روند شیمیایی سخت شدن بتن متوقف میگردد. بطورکلی در دمای کم آهنگ کسب مقاومت بتن کاهش مییابد. برهمین اساس بتن تازه باید در مقابل آثار مخرب یخبندان محافظت گردد. به جهت اطمینان از صدق بودن مطالب فوق به تحقیقات صورت گرفته همچون: - کلیگر - 1951 نشان میدهد بتنریزی در دمای 4 c نسبت به دمای 21c به میزان %22 کاهش مقاومت 28 روزه از خود نشان داده است و یا - گروردنر - 1990، این مطالعه نیز نشان از %28 کاهش مقاومت 28 روزه میدهد، استناد کرد.
-2 بتن ریزی درآبو هوای سرد:
با توجه به شرایط آبوهواییکشور و اللخصوص مناطق سردسیر قرار گرفته در جوار رشته کوههای البرز و زاگرس لازم است تمهیداتی صورت گیرد تا بتنریزی در شرایط آبوهوای سرد امکان پذیرگردد. روشهای مختلفی جهت بتن ریزی در شرایط آب و هوای سرد به کار گرفته میشود. در این مقاله مروری بر روشهای جدیدی که جهت بتن ریزی در شرایط آب و هوای سرد به کار گرفته میشود، انجام میگیرد. علاوه بر این، مزایا و معایب هر روش توضیح داده میشود. در بتنریزی در این شرایط بر اساس
گزارش جدید همچنین آیین نامه بتن ایران - آبا - از راهکارهای همچون:
-1-2 گرمکردن مصالح
-2-2 استفاده از پوششها و عایقکاریها
-3-2 استفاده از محفظه هایی حرارتی
-4-2 استفاده از حرارت الکتریکی
-5-2 استفاده از سیمان مناسب با نسبت متفاوت
-6-2 عمل آوری بتن
-7-2 استفاده از شتابدهندهها وضدیخها
اشاره کرد.
-1-2گرم کردن مصالح:
یکی از ابتداییترین راهکارهای بتنریزی در آبوهوای سرد، گرمکردن مصالح بهویژه آب مصرفی میباشد. دراین روش سنگدانهها و مواد مورد استفاده درطرح را با استفاده از عبور لولههای آب گرم مورد گرما قرار میدهند . اما با توجه به محافظت بتن بعد از بتنریزی، استفاده از این روش توصیه نمیشود. عامل دیگری که این روش را با مشکل مواجه می کند، بحث نیروی انسانی میباشد که استفاده از این راهکار را ناکارامد کردهاست.
1 -1- 2گرم کردن مواد قبل از بتن ریزی
نصیف و پترو - 2013 - اثر دمای پایین را در حین بتن ریزی و عمل آوری بر روی سختی و ترکهای ریز بتن بررسی کردند. آنها 25 دال بتنی به ابعاد 75×75×300 میلیمتر را در شرایط مختلف عمل آوری در دمای -5 F تا 20 F مورد آزمایش قرار دادند. میزان افت سختی و ترکهای ریز با استفاده از آزمایش مخرب سختی - SDT - انجام شد. علاوه بر آزمایش SDT روشهای فراصوت، دینامیکی و گرافیکی برای آزمایش نمونه ها بکار برده شدند. بتن ریزی در شرایط آب و هوایی سرد باعث کاهش سختی 28 روزه بتن در حدود 20 درصد گردید، همچنین شاخص تخریب طبق آزمایش SDT برابر با 5 معین شد. عمل آوری در شرایط آب و هوایی سرد باعث ایجاد ترکهای بسیار ریز در بتن گردید. همچنین آنها عنوان کردند که ذخیره مواد تشکیل دهنده بتن نزدیک دمای یخ زدن قبل از بتن ریزی، سختی بتن را تحت تأثیر قرار می دهد. جذب آب بتن نیز در عمل آوری در شرایط آب و هوایی سرد کاهش می یابد. کاهش سختی بتن تحت اثر عمل آوری در شرایط دمای پایین با استفاده از سنگدانه های سخت نظیر گرانیت یا افزایش میزان سیمان جبران نمی شود.
در مطالعه ایشان سه نمونه از بتن مورد بحث قرار گرفتند که C30، C40 و C50 نامگذاری شدند. که دانه بندی این اعضا در جدول - 1 - نشان داده شده است.یکی از راهکارهای جلوگیری از کاهش سختی و تنش نهایی بتن ذخیره مصالح در یک دمای بالا قبل از بتن ریزی است. نمودار - 1 - مقایسه بین دو نمونه بتن را نشان می دهد، تنها تفاوت دو نمونه این است که مصالح یکی از نمونه ها قبل از بتن ریزی در دمای 20 درجه سانتیگراد ذخیره شده و مصالح نمونه دیگر در دمای صفر درجه سانتیگراد. آب با دمای یکسان برای هر دو دال استفاده شد و دو نمونه در اتاقی با دمای صفر درجه بعد از 28 روز نگه داری شدند، سپس از نمونه ها مغزه گیری شد و نتایج آن در شکل نشان داده شده است. واضح است که ذخیره مصالح قبل از بتن ریزی در دمای بیست درجه باعث افزایش سختی و تنش نهایی برابر با %30 و %18 می گردد.
