تکنیک های جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم و جمع شدن

 تکنیک های جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم

1-انتخاب سیمان

استفاده از سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون کم، ممکن است تا حدودی سبب تخفیف اشکالات مربوط به از دیاد درجه حرارت بتن شود. ولی باید درنظر داشت که مصرف سیمانهای مذکور پیشگیری های لازم را غیر ضروری نمی سازد. گر چه در درجه حرارتهای معمولی، سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون کم، آهسته تر از سیمانهای معمولی هیدراته می شوند ولی ....

 تکنیک های جلوگیری از ازدیاد درجه حرارت بتن در هوای گرم

1-انتخاب سیمان

استفاده از سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون کم، ممکن است تا حدودی سبب تخفیف اشکالات مربوط به از دیاد درجه حرارت بتن شود. ولی باید درنظر داشت که مصرف سیمانهای مذکور پیشگیری های لازم را غیر ضروری نمی سازد. گر چه در درجه حرارتهای معمولی، سیمانهای با حرارت هیدراتاسیون کم، آهسته تر از سیمانهای معمولی هیدراته می شوند ولی میزان هیدراتاسیون آنها با زیاد شدن درجه حرارت افزایش می یابد. هرنوع سیمانی که مصرف شود وقتی بتن گرم می شود قابلیت کاربردخودرا سریعتر از موقعی که سرد باشد از دست می دهد به علاوه گر چه وقتی سیمان با حرارت زائی کم به کار رود درجه حرارت بتن ممکن است تا حدودی در تمام مراحل پائین تر باشد، ولی در شرایط خشک کننده، تبخیر آب در مراحل اختلاط، حمل، جادادن و عمل آوردن، تسریع خواهد شد. اگر بخواهیم عیوبی نظیر ترک خوردگی خمیری یا به عبارتی ترک خوردگی ناشی از باد رخ ندهد، لازم است برای به حداقل رساندن این تبخیر تدابیری اتخاذ گردد.

2-انبار کردن مصالح سنگی

اقدامات انجام شده در جهت محدود کردن درجه حرارت دانه های سنگی انبار شده بیشترین تأثیر در به حداقل رساندن درجه حرارت بتن تازه را به وجود می اورد. به نظر می رسد سایه انداختن و آب پاشی توده دانه های سنگی انبار شده در اغلب اوقات صرفاً بخاطرحجم مصالح غیر عملی باشد. معهذا مشکلات را ممکن است در بسیاری از مواردبتوان با محدود کردن مقادیر سنگی به ابعاد عملی کاهش داد. به این معنی که مقادیر به اندازه مصرف در بتن ریزی روز بعد مورد نیاز است می توان در زیر سایه قرار داد و خنک کرد.

3-آب

بعضی اوقات پیشنهاد اینست که آب مورد نیاز برای اختلاط را سرد نمائیم ،در حالیکه به لحاظ نظری این موضوع مطلوب است ولی در عمل برای بتن ریزی های زیاد، مقادیر یخ مورد تقاضا به ندرت در مدت کوتاه و با نرخ مناسب در دسترس می باشد. در مواردیکه آب مصرفی از مخازن ذخیره آب استفاده می شود بایستی مخازن مذکور را پوشانیدویا از طریق قراردادن آنها در سایه و رنگ آمیزی با رنگهای منعکس کننده در مقابل تششع خورشیدی محافظت نمود.

چنانچه آب مصرفی از لوله آب رسانی و یا شیلنگ های طویل متصل به لوله اصلی شهر بدست می آید، بایستی جذب حرارتی آنها را از طریق گذاردن روپوش و یا کپه کردن خاک روی آنها ودرصورت امکان از طریق دفن لوله به حداقل رسانید.

4-انبار کردن سیمان

در مواقعی که هوا معمولی است و آب مورد اختلاط و دانه های سنگی سرد هستند، سهم گرمائی که بوسیله سیمان گرم در بتن تازه وارد می شود جزئی است معهذا در شرایط واقعاً گرم، استعمال سیمان گرم قدری بیشتر گرمای ناخواسته به بتن تازه داخل می کند. لذا در حد مقدورات و امکان بایستی از مصرف سیمان گرم اجتناب نمود. از آنجاکه سرد کردن سیمان به طریق مصنوعی قبل از حمل، غیر ممکن می باشد لذا تدارکات سیمان باید قبلاً انجام شودبه طوری که امکان سرد شدن آن در کارگاه و قبل از مصرف وجود داشته باشد .در هر صورت نحوه صحیح انبارداری و جلوگیری از تشعشع مستقیم خورشید به کیسه های سیمان و یا سیلوهای نگهداری سیمان و محافظت صحیح آنها ضروری می باشد که بایستی مد نظر قرار گیرد.

5-کیل کردن، اختلاط و حمل

حتی در شرایط مطلوب، نباید تأخیری بی مورد بین ساختن بتن و جادادن آن وجود داشته باشد. در هوای خشک، به حداقل رساندن تأخیرات مهمترین اقدام می باشد. از آنجائیکه در اثر درجه حرارت های زیاد ترکیب دو عامل تبخیر آب و سفت شدگی باعث تسریع در کاهش قابلیت کاربرد بتن می شود و چون هیچ کدام از این عوامل را نمی توان متوقف کرد، لذا بهترین و تنها راه مبارزه با آنها، جادادن بتن بلافاصله پس از اختلاط است.

اگر اجازه دهیم کاهش قابلیت کاربرد رخ دهد، به ندرت ممکن است کار خوبی بدون آثار نامطلوب داشته باشیم. برای مثال بتنی که مدت طولانی در یک مخلوط کن با دیگ دوار رها شده باشد، محتمل است به همان اندازه که از منبع خارجی نظیر تابش خورشید گرما میگیرد، از اصطحکاک داخلی نیز حرارت جذب کند. به همچنین آب خود را بر اثر تبخیر از دست بدهد. گر چه هر گونه کاهش قابلیت کاربرد را ممکن است با افزودن آب بیشتر قبل از خالی کردن آن از دستگاه تصحیح کرد، ولی افزایش نسبت آب به سیمان ممکن است آثار غیر قابل قبولی بر روی انقباض ناشی از خشک شدن، مقاومت فشاری، مقاومت در مقابل سایش و دوام ایجاد کند. هم چنین اگر به منظور بازیابی کاهش قابلیت کاربرد که بر اثرسفت شدگی حین حمل ایجاد شده، چنانچه سعی شود بتن با آب اضافی در محل جادادن دوباره خمیر گردد، خواص مذکور ممکن است به طریق مشابه فوق آسیب ببیند.

6-جادادن و پرداخت سطوح بتنی

وجود شرایط خشک کننده، احتیاج عادی به جادادن سریع و متراکم کردن مؤثر ( ویبره ) را تاکید می نماید.

همواره خارج گردن هوای محبوس از یک توده بتنی جاداده شده مشکل می باشدمطلوب آنست که بتن چنان جاداده شود که در آخرین مرحله جاگرفتن در قالب سریعاً ویبره شود. در شرایط خشک کننده که بتن سریعتر از معمول تمایل به سفت شدگی دارد، توجه به این موضوع مهمتر است. به محض متراکم شدن بتن در محل خود، تبخیر آب فقط از سطح آزاد آن صورت می گیرد. لذا در صورت عدم تدابیر مناسب، وجود شرایط خشک کننده ممکن است میزان تبخیر را به حدی زیاد کند که آب موجود در عمق بیشتر در داخل بتن، نتواند به سرعت کافی به سطح بتن نقل مکان نموده و بنابر این کاهش آب به اندازه زیاد صورت گیرد. در این شرایط سطح بتن منقبض شده و چون بتن خمیری نمی تواند در مقابل تنش مقاومت نماید، لذا ترک ها، بلافاصله پس از جادادن بتن می توانند تشکیل شوند.

هر چند این ترک ها ندرتاً در بتن مسلح از اهمیت سازه ای برخوردار هستند اما این ترک ها گاهی به عمق نفوذ کرده و در اینصورت ممکن است در محل مجاورت با آرماتورها، باعث خوردگی آنها و نهایتاً ضعف پنهانی سازه شود.

لذا توصیه اکید می شود پس از جادادن بتن فوراً تدابیری اتخاذ شود که تبخیر به صورت مثبتی کاهش داده شود. روشهای پیشنهاد شده عبارتند از ایجاد بادشکن های موقت در سمت وزش باد – آب فشانی ریزمه مانندی جهت بالا بردن میزان رطوبت هوائی که در تماس با بتن است – پیش بینی روکشهایی که می توانند فوراً پس از جادادن بتن نصب شوند.

7-عمل آوردن ( مراقبت )

هدفهای عمل آوردن اینست که آب در میان بتن محبوس شود که بتواند با سیمان ترکیب گردیده و بتن را در درجه حرارتی نگه دارد که عمل ترکیب به میزان قابل قبولی پیشرفت نماید. پوشش سطح بتن با ورقه های نفوذ ناپذیر نظیر پولی تن که ترجیحاً برای انعکاس تابش خورشید، رنگی آن توصیه شده است چنانچه به درستی مورد استفاده واقع شود می تواند مانع مؤثری در مقابل تبخیر باشد. بهتر است در همان حال که تکمیل بتن پیشرفت می کند، ورقه های مذکور نصب شود به طوری که هم سطح بتن تازه خراب نگردد و هم لبه های پوشش طوری محکم شود که از وزش باد زیر آن ها جلوگیری به عمل آید.

چنانچه باد زیر ورقه ها بوزد، تبخیر افزایش یافته و موضوع عمل آمدن به مخاطره خواهد افتاد. در اینصورت یک ورقه شل ممکن است از نبودنش باعث ایجاد ترک خوردگی خمیری شود.

بعضی روشهای عمل آوردن مانند آب گرفتن، پوشش با ماسه نم دار یا خاک اره نمدار با گونی خیس بهتر است تا موقعی که سطح بتن به اندازه کافی سخت نشده و استحکام کافی در مقابل آسیب پیدا نکرده است بکار نروند در صورت کاربرد آنها، مراقبت دائمی برای محافظت در مقابل خشک شدن لایه های محافظت فرضی و جلوگیری از بی فایده شدن آنها لازم است. چنانچه لایه های ماسه، خاک اره و گونی خشک شوند، نبودنشان بهتر از وجودشان می باشد زیرا در این حالت مانند فتیله ای رطوبت را از بتن کشیده و تبخیر آن را در هوا تسریع می کند .

در صورت کاربرد آب، درجه حرارت آن باید نظر درجه حرارت خود بتن باشد و باید از یک آب فشان با سوراخ ریز نظیر مه خارج شود.

مه مصنوعی که بدین شکل ایجاد می شود ممکن است به علت وزش باد از بتن دور شود. لذا لازم است بادشکن های موقت در جهت وزش باد به سمت سطح بتنی که باید عمل آید، تعبیه شود.

در اکثر موارد، منطقی ترین راه برای رسیدن به نتیجه مطلوب، به حداقل رساندن ضریب زاویه منحنی افزایش درجه حرارت است تا کوشش برای کنترل سطح درجه حرارت بدین معنی که افت حرارت از قسمت خارجی توده توده بتن باید محدود شود. به قسمتی که حرارتی که از سیمان آزاد می شود، قادر باشد درجه حرارت تمام توده بتنی که در حال عمل آمدن است بصورت یکنواختی بالا ببرد. بدیهی است بتنی که بدین طریق به عمل آمده است نیز باید حتی الامکان بصورت یکنواختی سرد شود. در غیر اینصورت، در حالی که قسمت خارجی بتن خیلی سریعتر از داخل آن سرد می شود، تنش کشش ممکن است توسعه یابد. در صورت امکان ساده ترین روش عملی اینست که قالب عایق شده یا چوبی به کار برده شود و نه تنها تا هنگامی که بتن در حین سخت شدن وگرم آن است بلید بار شد بلکه تا هنگامی که درجه حرارت آن به حد محیط اطرافش تنزل پیدا کند، لازم است قالب در محل خود بماند .

جمع شدن یا افت بتن

بتن در اثر تبخیر , رطوبت خود را از دست داده و جمع می شود . چون خروج رطوبت در سرتاسر عضو یکسان نیست , تغییر رطوبت متفاوت , جمع شدن مقاومت را به همراه دارد و پیامد آن به وجود آمدن تنش های داخلی است . این تنش ها بسیار حائز اهمیت و دلیلی برای عمل آوردن بتن در شرایط مرطوب هستند
در یک عضو ساخته شده از بتن ساده و آزاد در برابر انقباض , جمع شدگی یکنواخت , هیچ تنشی به وجود نمی آورد . هر چند در عمل , رسیدن به این شرایط ممکن نیست . ( در یک عضو بتن مسلح , حتی از جمع شدگی یکنواخت , تنش هایی به وجود می آید که در فولاد از نوع فشاری و در بتن از نوع کششی است .
کیفیت بتن و شرایط محیط , در جمع شدن بتن موثرند . در یک بتن با ترکیب نا مناسب , زمانی که ریز دانه ها فضای بین درشت دانه ها را پر نمی کنند , خمیر سیمان متشکل از سیمان , آب و حباب هوا جایگزین می گردد . افزایش خمیر سیمان , با جمع شدگی زیادی همراه است و در ساعات اولیه ی بتن ریزی که بتن هنوز تازه و خمیری است , ترک های خمیری ظاهر می شوند . با زیاد شدن مقدار سیمان و بخصوص نسبت آب به سیمان , جمع شدگی افزایش می یابد . بتن ریزی در هوای گرم و خشک و نیز وزش باد شدید بر سطح بتن , سبب افزایش ترک ها می شود .
کرنش بتن در اثر جمع شدن را با ضریب جمع شدگی Smm/mm  نشان می دهند .
این ضریب بسیار معتبر و معمولا بین 0.0002 تا 0.0006 است , که گاهی اوقات به 0.0010 نیز می رسد . جمع شدگی پدیده ای برگشت پذیز است . به این ترتیب که اگر بتن پس از جمع شدن مجددا در داخل آب قرار گیرد , تقریبا به حجم اولیه باز می گردد .
جمع شدگی از جمله ی عواملی است که به مرور زمان , انحنا و خیز اعضای خمشی را افزایش می دهد و تنها راه حل آن , اجرای فولاد گذاری به صورت متقارن است .

تغییر شکل حرارتی بتن

تغییر حجم بتن در اثر درجه حرارت را تغییر شکل حرارتی می نامند . آزمایش ها نشان می دهند که نسبت آب به سیمان , سن و درجه ی حرارت عمل آوردن بتن , بر روی ضریب انبساط حرارتی تاثیر ناچیزی دارند . در طراحی , برای دمای بین صفر تا 100 درجه سانتیگراد , ضریب انبساط حرارتی بتن و فولاد برابر 10*1 با توان منفی 5 بر درجه سانتیگراد انتخاب می شود .

خزیدن بتن

اگر تنش وارد بر بتن کوچک باشند ، در شروع بارگذاری , کرنش های اولیه بتن تقریبا کشسان است . با این وجود , حتی اگر بار ثابت باقی بماند ، کرنش ها به مرور زمان افزایش خواهند یافت . بنا به تعریف : تغییر شکل خمیری بتن در اثر بار و یا تنش ثابت را _در طی یک دوره طولانی از بارگذاری_ خزیدن بتن می گویند این پدیده مستقیما به تنش های وارده بستگی دارد , به نحوی که با هر افزایش در میزان تنش , خزیدن نیز افزایش خواهد یافت .
تعریف فوق تلویحا نشان می دهد که عامل اصلی خزیدن بتن , بارگذاری است . با این حال عوامل جنبی دیگری می توانند در افزایش خزش موثر واقع شوند . از جمله ی این عوامل : بارگذاری در سنین کم , یعنی در روزهای اولیه بعد از بتن ریزی است. عوامل دیگر عبارتند از بالا بودن نسبت آب به سیمان و نیز رها کردن بتن تا مرحله خشک شدن . در این مورد هر چه رطوبت محیط بیشتر باشد , خزش بتن کمتر خواهد بود . هم چنین خزیدن بتن در شرایطی که کاملا خشک یا کاملا مرطوب باشد , کم است .
در بتن ساده برای تنش های کم و حداکثر تا تنش بارهای بهره برداری , خزیدن مستقیما متناسب با تنش خواهد بود . ضمن اینکه با گذشت زمان , سرعت آن سریعا کاهش می یابد . برای بارهای بیشتر از بهره برداری , این تناسب دیگر وجود نخواهد داشت .
در بتن مسلح , وجود فولاد با ضریب کشسانی ثابت , باعث می شود تا آهنگ سریع خزش در روزهای اولیه ی بارگذاری و نیز کند شدن سریع آن در روزهای بعد , تعدیل گردد.
خیز تیرهای بتن مسلح به مرور زمان افزایش می یابد و یکی از دلایل اصلی آن خزیدن بتن است . در این اعضا , در بالای تار خنثی , بتن ناحیه ی فشاری دستخوش خزش می گردد که نتیجتا جمع شدگی تارهای فوقانی و افزایش خیز را سبب می شود . در تیری که فاقد فولاد در منطقه ی فشاری است , خیز نهایی می تواند 2.5 تا 3 برابر خیز اولیه گردد.
خزش بتن در اعضای فشاری و ستون های بتن مسلح , کاهش تدریجی طول عضو را به همراه دارد . این کاهش با

مقاومت میلگردها روبرو می شود و در نتیجه با گذشت زمان , تنش در بتن کاهش و در میلگرد ها افزایش می یابد .