دستورالعمل در هوای سرد و یخبندان
 
چنانچه هوا سرد و دمای بتن کم شود ، سرعت واکنش سيمان با آب کند می گردد و زمان گيرش طولانی می شود و در نتيجه مقاومت چندانی در ساعات و روزهای اوليه حاصل نمی گردد. زمان قالب برداری طولانی خواهد شد و ممکن است در طول اين مدت به واسطه لرزش و ضربه آسيبی به بتن وارد گردد. چنانچه در هنگام گيرش و يا پس از آن ، زمانی که مقاومت بتن چندان زياد نيست يخبندان در بتن حاصل شود ، بتن به واسطه انبساط ناشی از يخ زدن آب در حفرات ، در اثر تنشهای کششی حاصله ، ترک می خورد و از بين می رود در اين دستور العمل سعی می شود تا از بروز اين خسارت ها جلوگيری بعمل آيد. 
 
 

 
شرايط حصول هوای سرد (تعريف )

طبق تعريف جديد آيين نامه بتن ايران ، هوای سرد درحالی حاصل می گردد که در سه روز متوالی شرايط زير برقرار باشد:
الف : دمای متوسط هوا در شبانه روز کمتر از 5+ باشد ( دمای متوسط روزانه ، ميانگين حداکثر و حداقل دمای هوا در شبانه روز است و دمای هوا با دماسنج حداقل و حداکثر که در جعبه چوبی استاندارد قرار دارد اندازه گيری می شود )
ب : دمای هوا برای بيش از نصف شبانه روز از C ⁰ 10 بيشتر نباشد.
در تعريف قبلی آبا هوای سرد وقتی حاصل می گشت که دمای هوا در هنگام  بتن ريزی کمتر از C ⁰ 2 بوده و يا زمين کارگاه در هنگام بتن ريزی يخ زده باشد. بهتر است حتی الامکان از تعريف قديمی نيز استفاده شود و لازم است بدون رعايت تدابير خاص در اين شرايط از بتن ريزی خودداری گردد تاخساراتی به بتن وارد نيايد.
 
تدابير خاص الزامی در هوای سرد
قالب و ميلگردها نبايد يخ زده باشد و از ريختن بتن بر روی زمين يخ زده بايد خودداری شود.
 

 
تدابير احتياطی هوای سرد

با رعايت تدابير الزامی برای اطمينان از عدم بروز مشکل بهتر است تدابير احتياطی زير مد نظر قرار گيرد :

الف : حداقل دمای بتن در هنگام ريختن و عمل آوریC ⁰ 10 + باشى ( بويژه براي قطعات تا حداقل بعد كمتر از 90 سانتي متر )
ب : عمل آوري تا رسيدن به 70 درصد مقاومت مشخصه بتن ادامه يابد.
ج : دمای ساخت ، بالاتر از دمای بتن ريزی باشد. اين مقدار طبق دستورالعمل بايد محاسبه شود.
د : اسلامپ بتن تا حد امکان ، کمتر اختيار شود ، هر چند آئين نامه بتن ايران آن را به 50 ميلی متر محدود کرده است اما با توجه به شرايط اجرايی هر پروژه ممکن است مقادير بالاتر نيز در صورت توجه به تدابير الزامی و احتياطی ، مشکلی را بوجود نياورد.
هـ : بهتر است نسبت آب به سيمان از 0.5 تجاوز نکند. بهرحال علی رغم ذکر اين محدوديت در آئين نامه بتن ايران ، نمی توان آن را اجباری تلقی کرد.
و : دمای بتن در هنگام ريختن نبايد بيش از C ⁰ 10 بالاتر از حداقل توصيه شده باشد.
ز : دمای بتن در هنگام ساخت ( اختلاط ) نبايد بيش از C ⁰ 10 بالاتر از حداقل دمای محاسباتی ساخت بتن باشد.
ح : حمل و ريختن بتن بايد حتی الامکان در اسرع وقت انجام شود و در طول حمل از افت شديد دما جلوگيری گردد.
ط : نبايد پس از خاتمه عمل آوری اجازه داد تا بتن سريعا” سرد شود و شوک حرارتی به آن وارد گردد.
ی : نبايد برای شروع عمل آوری ، دمای بتن سريع بالا رود و شوک حرارتی به آن وارد گردد
ک : استفاده از سيمان‌هايی که با سرعت واکنش بيشتر توصيه می شود و مصرف سيمان‌های آميخته مطلوب نيست.
ل : مصرف مواد افزودنی زودگير کننده ( ضد يخ ) اختياری بوده و در شرايطی که بخواهيم طول مدت عمل آوری را کم نموده و احتمال خسارت را بشدت پائين آوريم ، می توانيم از اين مواد استفاده نماييم به شرطی که اين مواد استاندارد بوده و برای دوام بتن و ميلگرد ضرری نداشته باشد.
م : مصرف مواد افزودنی حباب زا معمولا” در اين بتن ها توصيه می شود. اين مواد معمولا” طول مدت محافظت از بتن را برای جلوگيری از وارد شدن خسارت در اثر يخبندان کاهش می دهند و برای شرايط بهره برداری در محيط  سرد و يخبندان مناسب است.
ن : بهتر است از يخ زدن سنگدانه ها برای تأمين شرايط مورد نظر جلوگيری گردد و ساخت بتن در دمای مطلوب ، آسان‌تر خواهد بود.
س : استفاده از مواد روان کننده برای کاهش آب و نسبت آب به سيمان و به حداقل رساندن آب انداختن توصيه می شود ، هرچند می توان از افزايش عيار سيمان نيز استفاده نمود. مصرف اضافی سيمان می تواند طول مدت حفاظت را برای جلوگيری از وارد شدن خسارت ناشی از يخ بندان کاهش دهد ( مانند بند ک ، ل ، م ).
 
نکات اجرايی برای اعمال تدابير الزامی و احتياطی

با انداختن نايلون يا برزنت بر روی سنگدانه ها به ويژه در هنگام شب و بارندگی از خيس شدن آن ها جلوگيری گردد. اگر می توان لحاف پشم شيشه تهيه نمود که رويه آن ضد نفوذ آب باشد بسيار مطلوب است زيرا می توان دمای کسب شده از تابش آفتاب يا بالا رفتن دما در طول روز را تا حدودی در طول شب حفظ نمود.
     –    در صورتی که بنا به هر دليلی بخش های فوقانی توده سنگدانه يخ زده باشد ، لازم است لايه رويی کنار زده شود. اين کار دو حسن در بر دارد. اولا” مصالح يخ زده وارد ديگ اختلاط نمی گردد ، ثانيا” جلوی دريچه تخليه مصالح به باکت انتقال سنگدانه به ديگ اختلاط را مسدود نمی کند.
وجود سنگدانه يخ زده باعث می شود دمای مخلوط بتن به شدت افت کند و تأمين دمای مناسب بتن را با مشکل مواجه نمايد. لذا توصيه می شود به هر ترتيب سعی شود از مصرف سنگدانه يخ زده پرهيز گردد.
–    با گرم کردن آب و رسيدن به دمای مورد نظر معمولا” می توان دمای مطلوب بتن را بدست آورد مشروط بر اينکه سنگدانه يخ زده مصرف نگردد.
–    بهتر است دمای آب از C ⁰ 60 تجاوز نکند. در صورت نياز به دمای بالاتر برای دستيابی به دمای مطلوب در بتن ، می توان آب را تا C ⁰ 90 گرم نمود ، در اين حالت بايد ابتدا آب را با سنگدانه مخلوط نمود و سپس سيمان را اضافه کرد. به هر حال نبايد سيمان را با آب داغ مواجه ساخت زيرا سيمان دچار گيرش آنی و کلوخه شدن می گردد و کيفيت مقاومتی و دوام بتن آسيب می بيند.
–    برای پرهيز از کاهش دمای بتن ، بهتر است طول مدت اختلاط پس از ريختن آخرين جزء از بتن از 2 دقيقه تجاوز نکند. بديهی است حداقل زمان اختلاط ، حصول يکنواختی در بتن تأمين می کند.
–    بهتر است تراک ميکسر بيش از 5/3 متر مکعب و کمتر از 5/2 متر مکعب بارگيری نکند. بايد در طول حمل تراک ميکسر از چرخاندن ديگ بتن خودداری نمود و صرفا” در حد اختلاط مجدد و دستيابی به يکنواختی ، ديگ تراک ميکسر چرخانده شود.
–    سعی گردد از معطلی های مختلف در طول حمل با برنامه ريزی صحيح خودداری شود تا از اتلاف دمای مطلوب بتن جلوگيری شود.
–    حمل با پمپ بواسطه اصطکاک موجود معمولا” موجب کاهش دمای بتن نمی گردد و در هوای سرد حمل با پمپ مطلوب تلقی می شود.
–    در ريختن بتن بايد تسريع بعمل آيد. اگر ريختن بتن در لايه های مختلف صورت می گيرد بهتر است حتی الامکان ضخامت لايه ها را زياد گرفت. توصيه می شود لايه های 40 تا 50 سانتی متری بکار گرفته شود.
–    بلافاصله پس از ريختن بايد سعی شود دمای محيط را در حداقل مورد نياز تأمين نمود. استفاده از عايق بندی ( بويژه برای قطعات حجيم و نيمه حجيم ) می تواند گرمای ناشی از ترکيب سيمان با آب را حفظ کند و دمای بتن را بالا برده يا دست کم در حد مطلوب نگاه دارد.
–    استفاده از عايق پشم شيشه ، يونوليت ، کاه و پوشال ، ماسه يا خاک و غيره می تواند گرمای ناشی از واکنش های سيمان را تا حد زيادی حفظ کند.
–    استفاده از پوشش برزنتی و بکارگيری يک يا چند بخاری ( ترجيحا” بخاری برقی  )
می تواند به حفظ يا بالا بردن دما کمک نمايد.
–    در صورت استفاده از بخاری هايی که يک ماده سوختنی را می سوزاند بايد دود و گازهای ناشی از سوختن ، در تماس با بتن جوان قرار نگيرد.
–    چنانچه از يک وسيله گرمايش استفاده می شود بايد دقت کرد که بتن خشک نگردد و در صورت حصول اطمينان از عدم يخ زدن بتن لازم است بتن را مرطوب نمود.
–    بهترين وسيله برای ايجاد دمای مناسب ، استغاده از بخار آب می باشد. توصيه می شود دمای محيط نگهداری از C ⁰ 55 و دمای بخار آب از C ⁰ 65 تجاوز نکند.
–         می توان از لامپ های مادون قرمز برای ايجاد گرما با کارآيی خوب استفاده نمود.
–         بهترين مصالح برای قالب بندی چوب می باشد ، به هر حال جنس قالب بر اساس امکانات پروژه انتخاب می گردد.
 
 

افزودنی های مناسب بتن ریزی در هوای سرد

در بتن ریزی در هوای سرد انتخاب یک گزینه یا گزینه های خاص توسط زمان گیرش مطلوب و نرخ توسعه مقاومت بتن تعیین می شود. هنگام بتن ریزی در هوای سرد زمان تسریع یافته گیرش بتن معمولاً با افزایش حرارت هیدراتاسیون مخلوط بتن حاصل می شود. انتخاب افزودنی های شیمیایی مناسب تولید مخلوط های بتنی برای بتن ریزی در هوای سرد را با گیرش تسریع یافته و خصوصیات توسعه مقاومت در سنین اولیه، مشابه با آنچه در مخلوط بتنی ساده در دمای محیطی معمولی بتن (22 درجه سلسیوس) ممکن می سازد. نسبت های مخلوط بتن در بتن ریزی در هوای سرد معمولاً همان هایی هستند که در طی دیگر زمان های سال استفاده می شود، با تغییراتی که عمدتاً در انواع و دزهای مصرفی افزودنی های شیمیایی بتن انجام می شود. بسته به نوع افزودنی بتن مورد استفاده در هنگام بتن ریزی در هوای سرد در مخلوط های بتنی، ساخت و ساز سالانه با صرفه جویی های هزینه ای چشمگیری برای مالکان و پیمانکاران می تواند حاصل شود.
اگرچه به علت شرایط هوای بسیار سرد که طی زمستان مستولی می شود، فعالیت ساختمانی در کانادا، آمریکا و اسکاندیناوی به 9-8 ماه در سال محدود می شود، عدم رکورد استفاده افزودنی های ضد یخ  بتن کاربرد آنها را محدود ساخته است. کشورهایی همچون روسیه تجربه سه دهه ای در استفاده از این افزودنی های بتن و تولید بتن در سراسر سال را دارند. افزودنی های تسریع کننده غیر کلریدی که محافظت علیه یخ زدگی در حالت شکل پذیر در دماهای محیطی پایین همچون 7- درجه سلسیوس را تأمین می کنند هم اکنون جایگزینی اقتصادی برای بتن ریزی در هوای سرد در مقابل روش های حرارت دهی سنتی می باشند. در صفحات بعد، کاربرد افزودنی اختصاصی هوای سرد (CWA) در بازه دماهای فوق انجماد و زیر انجماد ارائه می گردد. بازدهی این افزودنی ها در پروژه های بتن ریزی در هوای سرد از کاربرد این افزودنی تسریع کننده  بتن حمایت می نماید.
به منظور مقاومت در برابر آسیبی که تحت شرایط هوای سرد و هنگام بتن ریزی در هوای سرد ناشی می شود، بتن باید به یک مقاومت فشاری 5 MPa را قبل از قرار گیری در شرایط انجماد و 20/7 MPa را پیش از قرار گیری در معرض چرخه های ذوب انجماد به دست بیاورد. بتنی که در موقع خدمت دهی در معرض چرخ ذوب انجماد است باید هوا داده گردد. در حالی که این هوادادگی حفاظت برای بتن سخت شده را تأمین می نماید، ضروری است که بتن شکل پذیر از یخ زدگی ممانعت کند. بنابراین توسعه مقاومت کافی و خصوصیات دوام بتن تضمین می شود. در اینباره، افزودنی تسریع کننده بتن می تواند به اندازه محسوسی سرعت هیدراتاسیون بتن با سیمان پرتلند را افزایش دهد، بنابراین نیاز برای برخی دیگر تدابیر هوای سرد هنگام بتن ریزی در هوای سرد را کم کند. افزودنی های بتن مربوط به بتن ریزی در هوای سرد کنونی اغلب در دماهای یخ زدگی به پایین استفاده می شود و انتظار می رود که سه نقش را برآورده کنند: نقطه انجماد آب در اختلاط را کم می کند؛ سرعت هیدراتاسیون را افزایش می دهد تا پایین آمدن واکنش هیدراتاسیون را همزمان با اینکه دمای عمل آوری به زیر 10 درجه سانتی گراد می رسد را جبران کند و میزان آب قابل انجماد موجود را با فراهم کردن کاهش آب مناسب کاهش می دهد، در نتیجه آسیب یخ زدگی را به حداقل می رساند

افزودنی تسریع کننده بتن در بتن ریزی در هوای سرد

افزودنی های اصلی تسریع کننده غیر کلریدی، غیر خورنده که در بازار در دسترس هستند دو نوع می باشند:
1) افزودنی های تسریع کننده برای استفاده در هنگام بتن ریزی در هوای سرد دماهای محیطی زیر انجماد را پایین نمی آورد؛
2) افزودنی های تسریع کننده برای استفاده در هنگام بتن ریزی در هوای سرد دماهای محیطی زیر انجماد که نقطه انجماد آب را پایین می آورد.
مورد نخست حاوی نمک های فرمیت، نیترات ها و نیتریت ها می باشند و برای تسریع گیرش بتن و توسعه مقاومت بتن مؤثر هستند. با این وجود، بازدهی آنها وابسته به دمای محیطی در زمان بتن ریزی در هوای سرد است. مورد دوم حاوی مؤلفه هایی است که نقطه انجماد آب و اجزاء تسریع کننده را پایین می آورد و متعلق به گروه افزودنی هایی است که به نام افزودنی های ضد یخ نامیده می شود. مواد شیمیایی مورد استفاده به عنوان افزودنی های ضدیخ شامل سدیم و کلسیم کلرید، پتائس، سدیم نیتریت، کلسیم نیتریت، اوره و سیستم های دوگانه همچون کلسیم نیتریت نیترات و کلسیم کلرید نیتریت نیترات می شود. با این وجود تنها ظاهراً کلسیم نیتریت نیترات و کلسیم کلرید نیتریت نیترات به خصوص برای استفاده به عنوان افزودنی های ضد یخ تشکیل شده اند. این مواد ساخت و ساز سالانه را تأمین می کنند و بیشتر فواید برای بتن ریزی در هوای سرد را ارائه می دهند. اگر چه کاربرد آنها در اغلب کشورهای غربی صنعتی اخیراً بیشتر شده، آنها به مدت 40 سال در روسیه در بتن حرارت ندیده در هوای محیطی یا دماهای زمینی کمتر از 5 درجه سلسیوس استفاده شده و در دماهای روزانه حداقل زیر صفر و با پایین تر از 30- هم استفاده شده است.
ویژگیهای یک ضد یخ مناسب برای بتن:
ضد یخی برای بتن مناسب می باشد که علاوه بر کاهش نقطه انجماد آب اضافی داخل بتن به عنوان یک تسزیع کننده در گیرش و رشد مقاومت سنین اولیه بتن عمل نماید.حال باید توجه نمود در پروژه هایی که در زمان بهره برداری امکان خوردگی وجود دارد و یا بتن هایی که پیش تنیده هستند و یا در آنها از آلومینیوم و گالوانیزه استفاده شده است و یا بتن هایی که در تماس با آب یا خاک سولفاته هستند و یا بتن هایی که سنگدانه های آنها مستعد واکنش قلیایی هستند به هیچ وحه از ضد یخ های کلر دار استفاده نکنید. بلکه از ضد یخ هایی استفاده نمایید که بر پایه دیگر مواد(نیترات) ساخته شده باشد