بتن‌ریزی در هوای سرد یکی از چالش‌های فنی و مدیریتی پروژه‌های عمرانی است که مستقیماً بر دوام، مقاومت و ایمنی سازه اثر می‌گذارد. قالب فلزی بتن به عنوان یکی از ابزارهای کلیدی کنترل کیفیت و حرارت بتن، نقش غیرقابل‌جایگزینی دارد. طبق آیین‌نامه بتن ایران (آبا) و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، هر زمان که دمای محیط در طول سه شب متوالی به زیر ۵ درجه سانتی‌گراد برسد، باید بتن‌ریزی طبق دستورالعمل ویژه انجام گیرد.
عوامل مؤثر بر عملکرد بتن در هوای سرد
در شرایط اقلیمی ایران، عوامل مختلفی بر کیفیت بتن در سرما تأثیر می‌گذارند که مهندس اجرا باید همه را بشناسد:
- دمای محیط و باد سرد: باعث افزایش سرعت افت حرارت سطح بتن می‌شود.
- رطوبت نسبی پایین: موجب تبخیر سریع آب سطحی و ترک‌های پلاستیکی می‌گردد.
- شدت تابش خورشید در روزهای سرد: سبب انبساط سطحی و انقباض شبانه بتن می‌شود.
- نوع قالب و مصالح قالب‌بندی: در قالب‌های چوبی یا پلاستیکی، کنترل حرارت دشوار است، اما قالب فلزی بتن قابلیت تنظیم دما و جلوگیری از تبخیر را دارد.
نقش قالب فلزی بتن در پایداری حرارتی بتن
۱. تأثیر جرم حرارتی
قالب فلزی بتن، به‌ویژه زمانی که از فولاد کربنی ساخته شده باشد، حرارت بتن تازه را به‌صورت یکنواخت در کل سطح پخش می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود بخش‌هایی از بتن سریع‌تر یا کندتر از بقیه منجمد نشوند.
۲. جلوگیری از انقباض ناهمگن
در شرایطی که از قالب‌های سبک استفاده شود، سرد شدن سطحی باعث جمع‌شدگی سریع و ترک می‌شود. اما قالب فلزی بتن با حفظ حرارت داخلی، از بروز این پدیده جلوگیری می‌کند.
۳. امکان اجرای سیستم‌های حرارتی مکمل
در پروژه‌های خاص (مانند پل‌سازی، شمع‌ریزی یا دیوارهای حجیم)، می‌توان از المنت‌های گرم‌کننده در بدنه قالب فلزی استفاده کرد تا دمای بتن در مراحل اولیه حفظ شود — روشی که در ایران در پروژه‌های سدسازی خوزستان و جاده چالوس به‌کار رفته است.
طراحی و برنامه‌ریزی زمان‌بندی بتن‌ریزی در هوای سرد
یکی از بخش‌های مغفول در پروژه‌های ایران، زمان‌بندی دقیق بتن‌ریزی در اقلیم سرد است.
بر اساس تجربه و آیین‌نامه‌های داخلی:
- بهترین زمان برای بتن‌ریزی در روزهای سرد، بین ساعت ۱۰ تا ۱۵ است.
- پیش‌بینی افت دما در ۴۸ ساعت آینده باید از طریق داده‌های هواشناسی انجام شود.
- قالب فلزی بتن باید پیش از غروب آفتاب با پوشش حرارتی محافظت شود تا از شوک سرمای شبانه جلوگیری شود.
مدیریت حرارت بتن در قالب فلزی بتن
۱. پیش‌گرمایش قالب
پیش از ریختن بتن، دمای قالب فلزی باید حداقل به ۱۰ درجه سانتی‌گراد برسد. این کار می‌تواند با استفاده از بخار، هوای گرم یا چراغ‌های مادون‌قرمز انجام شود.
۲. کنترل نرخ سرمایش
نرخ افت دمای بتن نباید از ۱۰ درجه در ساعت تجاوز کند. اگر قالب فلزی بتن سریع سرد شود، اختلاف حرارتی بین سطح و عمق بتن ترک ایجاد می‌کند.
۳. حفظ حرارت پس از گیرش اولیه
پس از گیرش اولیه، بتن باید حداقل ۷۲ ساعت در دمای بالای ۵ درجه سانتی‌گراد نگه داشته شود. در این زمان قالب فلزی بتن با پوشش نایلونی یا عایق پلی‌اتیلن پوشانده می‌شود تا حرارت داخلی حفظ گردد.
خطاهای رایج در بتن‌ریزی زمستانی در ایران
در پروژه‌های مختلف کشور، چند اشتباه تکراری باعث کاهش عمر بتن در هوای سرد شده است:
- استفاده از قالب چوبی یا پلاستیکی بدون عایق حرارتی.
- بتن‌ریزی روی سطح یخ‌زده یا مرطوب.
- حذف مرحله پیش‌گرمایش قالب فلزی بتن.
- استفاده از آب داغ بدون کنترل دمای نهایی بتن.
- باز کردن زودهنگام قالب فلزی قبل از رسیدن بتن به مقاومت لازم.
هر یک از این خطاها می‌تواند باعث افت مقاومت فشاری تا ۳۰٪ یا ترک خوردگی سطحی شود.
راهکارهای عملی برای افزایش دوام بتن در هوای سرد
۱. افزایش حرارت داخلی با سیمان تیپ ۳ یا زودگیر: باعث تولید حرارت بیشتر در واکنش هیدراسیون می‌شود.
۲. افزودنی‌های غیرکلریدی بر پایه نیترات یا فورمات: سرعت گیرش را افزایش می‌دهند.
۳. پوشش کامل قالب فلزی بتن با پتوهای حرارتی: از اتلاف گرما جلوگیری می‌کند.
۴. عدم قطع ناگهانی گرمایش: افزایش یا کاهش دما باید تدریجی باشد تا شوک حرارتی به بتن وارد نشود.
۵. استفاده از قالب فلزی بتن دارای جداره دوپوسته: که بین پوسته‌ها هوای گرم در گردش است (در پروژه‌های صنعتی).
کنترل کیفیت بتن در شرایط اقلیمی سرد ایران
کنترل کیفیت بتن‌ریزی در هوای سرد باید مطابق با استاندارد ملی ایران ۶۰۴۸ و نشریه ۳۲۷ انجام شود. در این کنترل‌ها، سه شاخص حیاتی باید پایش شوند:
- دمای بتن در زمان ریختن و پس از ۲۴ ساعت
- مقاومت فشاری در سنین اولیه (۳ و ۷ روزه)
- دمای قالب فلزی بتن و محیط پیرامون در طول عمل‌آوری
مهندس ناظر موظف است تمامی داده‌ها را در فرم ثبت دمای روزانه وارد کند تا در صورت بروز ترک یا ضعف مقاومت، علت به‌صورت دقیق مشخص شود.
مقایسه عملکرد قالب فلزی بتن با سایر قالب‌ها در هوای سرد
- در برابر قالب چوبی: قالب فلزی تغییر ابعاد ندارد و دمای بتن را بهتر حفظ می‌کند.
- در برابر قالب فایبرگلاس: انتقال حرارت متعادل‌تر دارد و امکان گرم‌کاری فراهم است.
- در برابر قالب پلاستیکی: دوام، استحکام و مقاومت حرارتی بسیار بالاتری دارد.
درواقع، انتخاب قالب فلزی بتن در پروژه‌های سردسیری ایران نه‌تنها یک انتخاب فنی بلکه یک الزام آیین‌نامه‌ای و اقتصادی است.
تکنیک‌های نوین عایق‌کاری قالب فلزی بتن در ایران
در پروژه‌های جدید عمرانی کشور، روش‌های نوینی برای جلوگیری از یخ‌زدگی بتن استفاده می‌شود:
۱. پوشش نایلونی دوجداره با دمنده هوای گرم بین لایه‌ها.
۲. استفاده از عایق‌های فوم‌دار روی سطح بیرونی قالب فلزی بتن.
۳. بکارگیری حسگرهای حرارتی دیجیتال برای کنترل دمای بتن درون قالب.
۴. سیستم‌های اتوماسیون گرمایش قالب در کارگاه‌های پیش‌ساخته.
این روش‌ها باعث شده بتن‌ریزی در دمای زیر صفر نیز در پروژه‌های بزرگ، از جمله مناطق سرد شمال غرب ایران، با موفقیت اجرا شود.
نتیجه‌گیری
بتن‌ریزی در هوای سرد بر اساس استانداردهای ایران، مجموعه‌ای از اقدامات هماهنگ بین طرح اختلاط، آماده‌سازی قالب، برنامه‌ریزی حرارتی و عمل‌آوری کنترل‌شده است. در این میان، قالب فلزی بتن به‌عنوان مهم‌ترین عامل فیزیکی در کنترل حرارت و شکل‌دهی سازه، نقشی حیاتی دارد.
برای خرید و دریافت مشاوره تخصصی در زمینه انتخاب قالب فلزی بتن متناسب با شرایط اقلیمی پروژه‌های عمرانی در ایران، توصیه می‌شود به سایت قالب علیخانی مراجعه کنید؛ مرجع تخصصی تولید و عرضه قالب‌های فلزی بتن استاندارد، مقاوم و منطبق با ضوابط آیین‌نامه
