طبق تعریف استانداردهای معتبر مانند ACI، هنگامی که دمای هوا به محدودهای برسد که احتمال یخزدگی بتن تازه یا اختلال در گیرش وجود داشته باشد، عملیات باید با طرحی دقیق و مجموعهای از اقدامات کنترلی انجام شود. در این شرایط، یخزدگی بتن تازه، کاهش مقاومت نهایی، تأخیر در گیرش و اختلالهای ساختاری مهمترین ریسکهایی هستند که مهندسان و تیمهای اجرایی با آن مواجه میشوند. علاوه بر این، مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان نیز برای بتنریزی زمستانی الزامات مشخصی تعیین کرده است تا کیفیت و پایداری سازه تضمین شود. به همین دلیل، بتنریزی در فصل سرما تنها زمانی قابل اعتماد است که با برنامهریزی دقیق، تجهیزات مناسب، کنترل دائمی دما و نظارت جدی مهندسی انجام شود؛ در غیر این صورت نمیتوان به کیفیت نهایی بتن اطمینان داشت.
شرایط هوای سرد و چالشهای بتنریزی در دماهای پایین
طبق استانداردهای بینالمللی، «هوای سرد» زمانی تعریف میشود که میانگین دماسنجی شبانهروزی به کمتر از ۵ درجه سانتیگراد برسد یا دمای بتن در لحظه بتنریزی زیر ۱۰ درجه باشد. هنگامی که دما به زیر صفر میرسد، رفتار بتن دستخوش تغییرهای جدی میشود. آب موجود در مخلوط پیش از آغاز کامل هیدراسیون منجمد میشود و این یخزدگی اولیه سبب افزایش حجم و ایجاد فشار داخلی در خمیر سیمان خواهد شد. پیامد این فرایند، کاهش یکپارچگی، افت پیوستگی بین سنگدانهها و کندشدن کسب مقاومت است. از سوی دیگر، گیرش اولیه که باید در ساعات نخست اتفاق بیفتد، در دماهای پایین بهشدت کند میشود و زمان قالببرداری، بارگذاری یا حتی امکان استفاده از عضو سازهای را به تأخیر میاندازد. در این میان، اهمیت کنترل همزمان دمای محیط و دمای بتن بسیار برجسته است؛ زیرا بتن ممکن است در محیطی نسبتاً سرد ریخته شود اما دمای داخلی مخلوط هنوز مطلوب باشد یا برعکس، محیط نسبتاً گرم بهنظر برسد اما دمای بتن به علت سردی سنگدانهها کمتر از حد استاندارد باشد.
اقدامات ضروری پیش از شروع بتنریزی در هوای سرد
نخستین اقدام ضروری پیش از شروع، گرمکردن نسبی آب یا سنگدانهها است؛ البته نه تا حدی که دمای بتن بیشازحد افزایش یابد، بلکه تنها برای جلوگیری از یخزدگی اجزای مخلوط. علاوه بر این، تمام قالبها، بستر اجرای بتن و میلگردها باید از برف، رطوبت و یخ پاک شوند؛ چراکه تماس بتن با سطوح سرد توان انتقال حرارت را مختل و فرایند گیرش را کند خواهد کرد. در بسیاری از پروژهها، پیشگرمایش قالبها با استفاده از پوششهای موقت یا هیترهای غیرمستقیم انجام میشود تا از شوک حرارتی جلوگیری شود. نکته مهم دیگر، جلوگیری از تماس بتن تازه با سطحهایی است که دمای پایین دارند؛ زیرا این اختلاف حرارتی میتواند سبب افت مقاومت یا ایجاد ترکهای ریز شود. همچنین باید مسیر حمل بتن طوری برنامهریزی شود که فاصله زمانی بین خروج از تراک میکسر تا ریختن در قالب کمترین حد ممکن باشد. اجرای بتن در ساعات آغازین شب یا بامداد که بیشترین افت دما رخ میدهد، معمولاً توصیه نمیشود.
اصول صحیح اجرای بتنریزی در دمای پایین
زمانی که شرایط برای شروع عملیات مهیا شد، رعایت اصول اجرای صحیح، تضمینکننده کیفیت نهایی بتن است. استفاده از بتن گرم یا مواد افزودنی ضدیخ استاندارد، ازجمله اقداماتی است که سرعت هیدراسیون را در دماهای پایین حفظ میکند. این مواد باید تأییدشده باشند و استفاده از نمک یا مواد ناشناخته بهطور کامل ممنوع است؛ زیرا به میلگردها و ساختار بتن آسیب میزند. در حین حمل، دمای بتن باید با پوششهای مناسب یا روکشهای حرارتی کنترل شود تا سرمای محیط دمای مخلوط را کاهش ندهد. سرعت در تخلیه، پخش و ویبره ضروری است؛ چراکه رکود بتن در دمای پایین سبب کاهش یکنواختی و افزایش احتمال کرموشدگی میشود. ویبره صحیح نیز به حذف هوای محبوس و تکمیل چسبندگی اجزای بتن کمک میکند. همچنین اندازهگیری دمای بتن هنگام ورود به قالب یک الزام مهم اجرایی است. استفاده از آب بیشازحد گرم یا قالبهای بسیار داغ ممنوع است؛ زیرا اختلاف شدید حرارتی میتواند ترکهای ناگهانی یا کاهش مقاومت ایجاد کند.
نگهداری و عملآوری استاندارد بتن در شرایط سرد
عملآوری، بخش تعیینکننده کیفیت بتن در هوای سرد است. بلافاصله پس از اتمام بتنریزی، باید سطح بتن با گونی، برزنت، پشمشیشه یا نایلون مناسب پوشانده شود تا حرارت حاصل از واکنش هیدراسیون در محدوده مطلوب باقی بماند. در صورت نیاز، استفاده از هیترهای غیرمستقیم فاقد تولید CO₂ ضروری است؛ زیرا ورود این گاز به محیط بتن سبب کربناتی شدن زودرس و ضعف ساختاری خواهد شد. یکی از چالشهای رایج، کنترل رطوبت است؛ اگر بتن بیشازحد گرم شود، تبخیر آب افزایش مییابد و ترکهای ناشی از خشکشدن سریع ایجاد میشود؛ در مقابل، اگر رطوبت بیشازحد محدود شود، هیدراسیون ناقص خواهد ماند. بنابراین رطوبتدهی باید بهصورت کنترلشده انجام شود. زمان لازم برای عملآوری در هوای سرد همیشه از شرایط عادی طولانیتر است و همین موضوع اهمیت مدیریت دما را دوچندان میکند.
نکات مهم قالببندی بتن در هوای سرد
قالببندی مناسب در دمای پایین نقشی حیاتی در حفظ حرارت بتن و جلوگیری از اتلاف انرژی هیدراسیون دارد. استفاده از لایههای عایقی مانند پشمشیشه، فوم یا پوششهای PVC روی قالب، از مؤثرترین روشها برای کاهش تبادل حرارتی با محیط سرد است. علاوه بر این، آببندی کامل تمام درزها ضرورت دارد؛ زیرا کوچکترین نفوذ هوای سرد میتواند دمای بتن را کاهش داده و روند گیرش را مختل کند. در هوای سرد، قالبهای فلزی دچار انقباض میشوند و اگر پیش از بتنریزی مهاربندی، قیدها و اتصالات بررسی نشوند، احتمال بازشدگی یا جابهجایی قالب افزایش مییابد. انتخاب نوع قالب نیز باید با توجه به شرایط پروژه انجام گیرد؛ قالب فلزی دقت ابعادی بالایی دارد، اما برای حفظ دمای داخلی بتن، قالبهای چوبی یا سیستمهای ICF عملکرد عایقی بهتری ارائه میدهند. درک اینکه قالب بندی بتن چیست و چگونه طراحی و عایقکاری میشود، بخش مهمی از کنترل کیفیت در عملیات بتنریزی زمستانی به شمار میآید.
زمان مناسب قالببرداری در زمستان و معیارهای ایمنی
یکی از حساسترین تصمیمهای اجرایی در پروژههای زمستانی، تعیین زمان قالببرداری است. بهطور کلی، در دماهای پایین، بتن زمان بیشتری برای رسیدن به مقاومت لازم نیاز دارد؛ بنابراین نمیتوان دورههای معمول قالببرداری فصلهای گرم را برای زمستان در نظر گرفت. معیار اصلی، مقاومت واقعی بتن است، نه صرفاً گذشت زمان. زمان جداکردن قالبها در دیوارها با ستونها تفاوت دارد و دالها و تیرها نیز شرایط خاص خود را دارند؛ زیرا ضخامت، نوع بارگذاری و سطح تماس با قالب در هر عضو متفاوت است. قالببرداری زودهنگام خطراتی مانند پوکی، ترکخوردگی، ریزش موضعی یا حتی تخریب کامل عضو سازه را بههمراه دارد. بر اساس آییننامهها، بتن باید به مقاومت حداقلی مشخصشده برسد تا بتوان قالب را برداشت و عملیات بعدی را ادامه داد.
جمعبندی دستور کار بتنریزی در هوای سرد
بتنریزی در هوای سرد مرحلهای حساس از اجرای سازه است که کوچکترین غفلت در آن میتواند کیفیت نهایی عضو بتنی را تحتتأثیر قرار دهد. آنچه در این شرایط اهمیت دارد، شناخت رفتار بتن در دماهای پایین و مدیریت عوامل مؤثر بر گیرش، مقاومت و عملآوری است. از آمادهسازی اولیه تا انتخاب نوع قالب، کنترل دما، نگهداری و زمان مناسب قالببرداری، هر مرحله نقشی مستقیم در پایداری سازه دارد. زمانی میتوان انتظار عملکرد مطلوب داشت که این مجموعه اصول بهصورت یکپارچه رعایت شود و تیم اجرایی بداند اولویت اصلی، ایجاد شرایطی پایدار برای تداوم هیدراسیون و جلوگیری از یخزدگی است.
