بتن ریزی از مهم‌ترین مراحل ساخت‌وساز است که در پروسه ساخت انواع ساختمان‌ها به‌کاربرده می‌شود. این قسمت از فرایند ساختمان‌سازی، خود نکات متعددی دارد که باید از آن‌ها آگاه باشیم. در این مقاله آذر ایستا با روش‌ها و مراحل عملیات بتن ریزی در سازه آشنا می‌شویم.
عناوین اصلی این مطلب
بتن چیست؟
بتن کلمه‌ای است که به مخلوط بدست آمده از ترکیب سیمان، آب، شن و ماسه گفته می‌شود. بتن به معنای امروزی که می شناسیم، اولین بار در قرن هجدهم ساخته و مورد استفاده قرار گرفت. بشر فهمید که ترکیبی از آهک و خاک رس بعد از پختن و آسیاب کردن، می‌تواند نوعی سیمان را بسازد که مقاومت و سفتی بالایی در حد سنگ خواهد داشت. سپس شروع به استفاده از آن در ساختمان‌سازی کرد. از آن موقع تا امروز، تحقیقات و آزمایشات زیادی راجع به بتن‌ها انجام شده است. تا جایی که امروزه انواع نسبت ترکیب بتن و تجهیزات مختلفی برای ساخت، انتقال و استفاده از آن ساخته شده است. بتن ریزی امروزی، طبق قواعد و اصول ویژه‌ای انجام می‌شود و رعایت برخی موارد در آن الزامی است تا بتواند بیشترین استحکام ممکن را داشته باشد.
معرفی مراحل بتن ریزی در سازه
بتن ریزی معمولا در طول 7 مرحله انجام می‌شود که باید با دقت و رعایت استانداردهای تصویب شده انجام شوند. در ادامه این مراحل را مختصرا معرفی می‌کنیم.
1- قالب بندی و آماده سازی
مرحله‌ی اول که باید قبل از شروع بتن ریزی آماده شود، قالب‌بندی سازه‌های مختلف ساختمان است. در قالب‌بندی، یک بستر برای خالی کردن بتن ساخته می‌شود و سپس در مراحل بعدی، ماده خمیری ساخته شده درون آن ریخته می‌شود. هر یک از اجزای ساختمان مانند ستون، تیر، دال، دیوار و… دارای قالب‌بندی خاصی هستند که انجام می‌شود تا بستر مناسب بتن ریزی در سازه به وجود آید.
2- اختلاط و ساخت بتن
بعد از قالب‌بندی، باید با مخلوط کردن مواد اولیه‌ی مورد نیاز از جمله سیمان، سنگدانه (شن و ماسه) و آب، یک ملات یا خمیر سیمانی را تولید کرد. نسبت ترکیبات این مخلوط، باید با دقت انتخاب شود. برای مثال اگر از آب بیشتر از حد مورد نیاز یا کمتر از آن استفاده شود، مشکلاتی را به‌وجود می‌آورد. مخلوط کردن این مواد می‌تواند به‌طور دستی و توسط کارگران یا با کمک انواع دستگاه‌های میکسر در همان محل بتن‌ریزی انجام شود. همچنین می‌توان از مخلوط‌های آماده برای این منظور استفاده کرد که توسط ماشین‌های خاصی (تراک میکسر) به محل اجزای پروژه حمل می‌شوند.
3- انتقال بتن
بعد از ساخت ملات مورد نیاز برای بتن ریزی در سازه، با کمک تجهیزات ساده یا پیشرفته‌ای آن را به محل مورد نیاز منتقل می‌کنند. این عمل باید به سرعت انجام شود تا از خشک و سفت شدن مواد بتن، جلوگیری شود. اگر مخلوط بتن در فاصله بین ساخت تا بتن‌ریزی سفت شده یا یکنواختی آن از دست برود، احتمال کاهش اسلامپ و جداشدگی یا تشکیل درز سرد در لایه‌های قبلی بتن ریخته شده وجود دارد. بنابراین باید زمان و مسیر انقال بتن تا حد ممکن کم باشد. برای انتقال بتن از محل ساخت یا دستگاه میکسر به سمت سازه، از روش‌ها و ابزار مختلفی استفاده می‌شود؛ از جمله تشت ملات، فرغون یا چرخ دستی، شوت، نوار نقاله، تراک میکسر، پمپ، ترمی، بیل مکانیکی و… .
4- بتن ریزی در سازه
در مرحله‌ی بتن‌ریزی، خمیر سیمانی ساخته شده با کمک ابزار و تجهیزات لازم، در داخل قالب اجزای مختلف سازه ریخته می‌شود. در این مرحله به نکات خاصی باید توجه شود تا بتن در نهایت استحکام و دوام لازم را داشته باشد. برای مثال ارتفاع و الگوی ریختن بتن در قالب‌ها اهمیت دارد. همچنین باید این کار بطور مداوم انجام شود تا درز سرد تشکیل نشود. از طرفی دمای محیط بر روی کیفیت بتن‌ریزی تاثیر دارد و باید در نظر گرفته شود.
5- متراکم کردن بتن
یک مرحله‌ی مهم بعد از ریختن بتن در قالب‌بندی، استفاده از روش‌هایی برای متراکم و محکم کردن بتن است. برای این کار، از دستگاه‌های ویبراتور استفاده می‌شود که با ایجاد ارتعاشاتی، باعث متراکم‌ترشدن ساختار بتن می‌شوند. ویبراتورها انواع مختلفی دارند؛ ویبراتورهای داخلی، خارجی، سطحی و مانند آن برای این منظور استفاده می‌شوند.
6- عملیات پرداخت
بعد از بتن ریزی در سازه و متراکم کردن آن، نوبت به پرداخت بتن می‌شود. پرداخت بتن به معنای استفاده از برخی ابزارها برای صاف و تراز کردن سطح بتن است. پرداخت می‌تواند با روش دستی با استفاده از تیغه ماله دستی یا دسته بلند انجام شود. همچنین می‌توان آن را با ماله موتوری (پروانه‌ای) و شمشه انجام داد.
7- عمل آوری
آخرین مرحله، مربوط به عمل‌آوری بتن ریخته شده است. در این مرحله، با کنترل دما و رطوبت، به انجام واکنش‌هایی برای رسیدن به بتن نهایی باکیفیت‌تر و مقاوم‌تر کمک می‌شود. روش‌های مختلفی برای عمل‌آوری بتن وجود دارد که شامل 2 دسته کلی آبرسانی و عایق‌بندی می‌شوند. در این روش‌ها یا سطحی از رطوبت با بتن در تماس است و یا با کمک یک عایق، از تبخیر سریع آب موجود در بتن جلوگیری می‌شود. استفاده از این روش‌ها باعث می‌شود بتن بعد از خشک شدن، محکم‌تر و با کمترین نفوذپذیری و ترک خوردگی باشد.
بتن ریزی در فصول مختلف سال چه تفاوت‌هایی دارد؟
تفاوت دما در فصل‌های مختلف سال، باعث تصمیم‌گیری برای انجام تغییراتی در مراحل بتن‌ریزی می‌شود. این تغییرات کمک می‌کنند با توجه به شرایط محیطی و دمایی، بتن ریزی در سازه به‌طور بهینه و صحیح انجام شده و یک ساختار باکیفیت بدست آید.
بتن ریزی در هوای گرم
دمای محیط می‌تواند بر روی گیرش اولیه‌ی بتن تاثیر داشته باشد. دمای بالا می‌تواند باعث شود گیرش اولیه‌ی بتن که در شرایط معمولی 45 تا 60 دقیقه بعد از بتن‌ریزی آغاز می‌شود، سریع‌تر اتفاق بیفتد. چون تبخیر آب از سطح بتن سریع‌تر از حالت نرمال اتفاق می‌افتد. دماهای بسیار بالا باعث می‌شوند بتن نهایی، مقاومت مطلوب را نداشته باشد، یکنواخت نباشد و ترک بخورد. بنابراین ساخت، انتقال بتن و بتن‌ریزی باید سریع‌تر انجام شود. استاندارد اروپایی ENV 206 اعلام می‌کند که دمای بیشینه‌ی محیط برای بتن‌ریزی، تا 30 درجه سانتیگراد مجاز است. همچنین در هوای گرم راهکارهایی برای جلوگیری از مشکلات بالا، ارائه شده است.
اول این که در میکسرهای ساخت بتن، از روان کننده‌ها و دیرگیرکننده‌ها استفاده شود. در ثانی عملیات ساخت و ریختن بتن با سرعت هرچه بیشتر انجام شود تا از ترک خوردگی و جمع شدگی بتن جلوگیری شود. از طرفی لازم است مراحل بتن ریزی در سازه در یک زمان‌بندی مناسب که در آن دمای هوا مناسب‌تر است، انجام شود. روش‌هایی نیز برای پایین نگهداشتن دمای ملات سیمانی وجود دارد؛ مثل نگهداری مواد اولیه در سایه، استفاده از آب خنک، خنک نگهداشتن تجهیزات بتن‌ریزی و ساخت یا حمل بتن، عایق‌بندی و پاشیدن آب سرد به تجهیزات و… . همچنین نباید از سیمانی که در حین مخلوط کردن دمای آن بالاتر از 75 درجه است، استفاده شود.
بتن ریزی در هوای سرد
از طرفی دمای پایین محیط، باعث می‌شود سفت و خشک شدن ملات سیمانی بتن، بسیار دیرتر انجام شود. برای جلوگیری از این مشکل، از نوع سوم سیمان پرتلند و آب گرم استفاده می‌شود. در دمای بسیار پایین (مانند دمای کمتر از 5 درجه) و در روزهای بسیار سرد زمستان، واکنش هیدراتاسیون بتن (بین آب و سیمان) بسیار کند صورت می‌گیرد یا حتی متوقف می‌شود. بنابراین گیرش سیمان آهسته انجام شده و دوام و استقامت بتن کمتر می‌شود.
دمای پایین همچنین می‌تواند باعث یخ‌زدن آب درون مخلوط بتن شود. یخ زدن آب موجب کاهش چسبندگی بین اجزای ملات سیمانی می‌شود و استحکام بتن را کاهش می‌دهد. برای رفع این مشکل، از آب گرم یا محلول کلر-نیترات برای پیشگیری از یخ‌زدن آب استفاده می‌کنند. همچنین تا حد امکان عملیات بتن ریزی در سازه را در دمای پایین انجام نمی‌دهند. به‌خصوص در سه روز اول، دمای هوا در بیشتر از نیمی از روز نباید زیر 10 درجه باشد. یک راهکار دیگر برای جلوگیری از بروز مشکلات بتن ریزی در هوای سرد، استفاده از تجهیزاتی برای افزایش دمای بتن است. مثلا می‌توان از پشم شیشه برای گرم کردن سطح بتن استفاده کرد. همچنین کمک گرفتن از جت فن و روشن کردن آتش می‌توانند دمای هوای اطراف بتن را بالاتر برده و به سطح عادی برسانند.
تاثیر دما در انتخاب روش عمل آوری
دما در انتخاب روش عمل‌آوری بتن هم دخیل است. برای بتن‌های معمولی با نسبت آب به سیمان 0.43 یا بیشتر، در دمای معمولی و در گرما از روش‌های آبرسانی و عایقی استفاده می‌شود. اما در دمای پایین و هوای سرد، صرفا روش‌های عایقی توصیه می‌شود. برای بتن‌های با نسبت کمتر از 0.43، در دمای نرمال و بالا از روش آبرسانی استفاده می‌شود. در حالی که در هوای سرد، برای بتن با نسبت آب به سیمان بین 0.4 تا 0.43 روش عمل‌آوری عایقی مناسب است. اما تولید بتنی با نسبت کمتر از 0.4 یا در همین حد در هوای سرد مجاز نیست.
