Tejkalimi  i sfidave të betonimit në kushte dimërore

Temperaturat e ulëta sjellin një sërë sfidash të rëndësishme të cilat ndikojnë drejtpërdrejt në proceset kimike dhe fizike gjatë fortifikimit të betonit. Injorimi i këtyre faktorëve mund të çojë në devijime serioze në cilësinë dhe qëndrueshmërinë e realizimit të punimeve.

Fatmirësisht, me planifikim të duhur, zgjedhje të saktë të materialeve përbërëse dhe zbatimin e teknologjisë së përshtatshme, këto sfida mund të tejkalohen me sukses. Qëllimi është i qartë: të realizohen konstruksione betoni cilësore dhe të qëndrueshme, të cilat, për nga performanca, nuk do të jenë më të dobëta se ato të kryera në kushte ideale.

 Pse temperaturat e ulëta janë kritike për betonin?

Dy standardet botërore për betonin, Norma Evropiane EN 206 dhe Standardi Amerikan ACI 306R-16, kanë përkufizime të ngjashme për atë se çfarë përbëjnë “kushtet dimërore”. Sipas tyre, “kushtet dimërore” përcaktohen si periudha prej më shumë se tre ditësh të njëpasnjëshme, në të cilat temperatura mesatare ditore e ajrit është nën 4°C, ndërsa temperatura nuk e kalon 10°C për më shumë se gjysmën e çdo periudhe 24-orëshe.

Në këto kushte, është e mundur shfaqja e disa mekanizmave kryesorë të dëmtimit të betonit:

Hidratimi i ngadalësuar: Temperaturat e ulëta e ngadalësojnë ndjeshëm reaksionin kimik ndërmjet çimentos dhe ujit, i njohur si hidratim. Ky proces, i cili është përgjegjës për lidhjen dhe fortësimin e betonit, praktikisht ndalon kur temperatura e betonit bie nën 5°C.

Dëmtimi nga ngrirja e hershme: Rreziku më i madh për betonin e freskët është ngrirja e ujit në beton para se ai të arrijë një rezistencë minimale në shtypje prej 3.5 MPa. Kur uji në poret e betonit  ngrihet, ai zgjërohet dhe formon kristale akulli. Ky zgjërim shkakton tensione të brendshme, të cilat rezultojnë me shfaqjen e çarjeve  mikro dhe ulje të përhershme të rezistencës përfundimtare të betonit.

Shok termik dhe çarje: Diferencat e mëdha të temperaturës ndërmjet brendësisë së elementit të betonit (e cila nxehet për shkak të hidratimit) dhe ajrit të ftohtë ambiental mund të shkaktojnë tensione termike. Kjo është veçanërisht e theksuar gjatë heqjes së menjëhershme të mbulesave mbrojtëse ose kallëpeve, gjë që çon në ftohje të shpejtë të sipërfaqes dhe shfaqje të çarjeve.

Parimet bazë për betonimin në kushte dimërore

Për të eliminuar rreziqet e përmendura më parë, zakonisht vendosen katër parime bazë për betonimin në kushte dimërore.

Parandalimi i ngrirjes së betonit në fazën e hershme

Qëllimi kryesor është të mbrohet betoni i freskët nga ngrirja, deri sa të zhvillojë një rezistencë të mjaftueshme në shtypje për t’u përballur me tensionet e brendshme të shkaktuara nga formimi i akullit.

Sigurimi i zhvillimit  adekuat  të  karakteristikave të fortësimit

Pasi temperaturat e ulëta ngadalësojnë hidratimin, është e nevojshme të sigurohet një mjedis i përshtatshëm që të mundësojë zhvillimin e karakteristikave të fortësimit. Rekomandimi i ACI është që temperatura e betonit të mbahet në ose mbi 10°C gjatë 48 orëve të para pas  aplikimit.

Minimimizimi i shokut termik dhe i çarjeve

Kontrolli i shpejtësisë së ndryshimeve të temperaturës është kyç për të parandaluar shfaqjen e çarjeve të shkaktuara nga tensionet termike. Kjo  masë lidhet drejtpërdrejt me shfaqjen e “shokut termik dhe çarjeve” gjatë kalimit nga një mjedis i ngrohët në ajrin e ftohtë përreth, ku temperatura duhet të ulet gradualisht.

Mbajtja e një temperature të njëtrajtshme të betonit

Konsistenca e temperaturës në të gjithë vëllimin e elementit të betonit është kyçe për të shmangur tensionet e brendshme, tkurrjen dhe fortësimin e pabarabartë. Pjesët e jashtme të seksionit ftohen më shpejt se brendësia, gjë që mund të shkaktojë çarje. Prandaj, janë të nevojshme masat  si izolimi i kallëpit për të siguruar kujdes të njëtrajtshëm të betonit.

Planifikimi strategjik dhe projektimi i përzierjes së betonit

Planifikimi dhe zgjedhja e kujdesshme e materialeve janë mjetet më të rëndësishme për betonimin e duhur në kushte dimërore.

Optimizimi i përzierjes së betonit për betonim  në kushte dimërore

Lloji dhe sasia e çimentos: Përdoren çimento me zhvillim më të shpejtë për fortësimin  fillestar, si CEM I 52.5R ose CEM II 42.5R (ose ASTM Type III). Këto lloje çimentosh  mundësojnë një reaksion më të shpejtë me ujin dhe çlirimin më intensiv të nxehtësisë nga hidratimi, duke krijuar një burim të brendshëm të nxehtësisë që mbron betonin. Rritja e sasisë së çimentos forcon edhe më tej këtë efekt.

Faktori ujë/çimento (W/C): Faktori ujë/çimento duhet të jetë në nivelin më të ulët të mundshëm. Kjo ka rëndësi kyçe sepse zvogëlon sasinë e ujit që mund të ngrijë dhe të dëmtojë strukturën, ndërsa njëkohësisht përshpejton zhvillimin e forcimit. Për të ruajtur përpunimet e nevojshme , është e detyrueshme përdorimi i aditivëve nga grupi i superplastifikatorëve (p.sh. Superfluid 21M1M).

Roli i aditivëve  për betonim dimëror: Inkorporimi i Hidrozim T

Përdorimi i aditivëve kimikë, veçanërisht përshpejtuesve të lidhjes, ka një rol të rëndësishëm gjatë betonimit dimëror.

Hidrozim T është aditiv për përshpejtimin e lidhjes dhe parandalimin e ngrirjes së betonit, në përputhje me standardin EN 934-2: T6. Në kombinim me masa të tjera mbrojtëse, ai mundëson vendosjen e duhur të betonit edhe në temperatura nën -10°C.

Për të arritur rezultate optimale, rekomandohet përdorimi i Hidrozim T në kombinim me plastifikues ose superplastikues.

Përgatitja e bazave të betonit për kushte dimërore

Fazë kyçe pas projektimit të përzierjes së betonit është edhe prodhimi i saj në bazën e betonit. Këtu zbatohet një nga strategjitë më themelore: të sigurohet që përzierja e freskët e betonit të ketë temperaturën fillestare të nevojshme në momentin e përzierjes dhe gjatë transportit në terren.

Standardi EN 206 kërkon që kjo temperaturë të jetë të paktën +5°C, sepse nën këtë kufi procesi i hidratimit ngadalësohet ndjeshëm, pothuajse ndalon. Për këtë qëllim, në repartin e prodhimit të betonit është e nevojshme të kontrollohen aktivisht, dhe shpesh edhe të ngrohen  disa nga komponentët para përzierjes së vetë betonit.

Ngrohja e ujit

Ngrohja e ujit për përgatitjen e betonit është padyshim metoda më efektive dhe më ekonomike për të rritur temperaturën e betonit të freskët. Megjithatë, ekziston një kufizim kyç: temperatura e ujit nuk duhet të jetë shumë e lartë (zakonisht jo mbi 60–70°C). Nëse uji i valuar vjen në kontakt të drejtpërdrejtë me çimenton, bëhet e pamundur përzierja dhe aplikimi i  duhur i betonit.

Ngrohja e agregatëve

Në rast se temperaturat ambientale janë shumë të ulëta dhe agregatët janë të magazinuar jashtë dhe janë të ngrirë, uji i ngrohur nuk mjafton për të arritur temperaturën e kërkuar të përzierjes së betonit. Agregatet (i imët dhe i trashë) përbëjnë pjesën më të madhe të masës së betonit (rreth 70–80%). Nëse ato janë të ngrira, ato do të absorbojnë  gjithë nxehtësinë nga uji, dhe temperatura përfundimtare e betonit do të jetë përsëri më e ulët se sa e nevojshme. 

Në këto kushte ekstreme  të ftohta , bazat e  betonit duhet të zbatojnë edhe metoda për ngrohjen e agregatëve. Ky është një proces më kompleks dhe më i kushtueshëm, që mund të përfshijë aplikimin e ajrit të ngrohtë mbi grumbujt e agregateve ose përdorimin e tubacioneve me avull në siloset e magazinimit. Qëllimi kryesor është që agregatet të jenë mbi 0°C, pra të mos jenë të ngrira. Prania e akullit në agregate është një problem kritik, sepse gjatë shkrirjes ai shton ujë të tepërt dhe të pakontrolluar në përzierje, duke cënuar drejtpërdrejt faktorin ujë/çimento të projektuar dhe duke ulur fortësinë përfundimtare.

Praktikat për  aplikimin  dhe mbrojtjen e betonit të freskët në kushte dimërore

Përgaditja e kallopëve

Para fillimit të betonimit, të gjitha sipërfaqet që do të vijnë në kontakt me betonin – duke përfshirë bazën, kallopet  dhe armaturën – duhet të jenë plotësisht të pastruara nga bora dhe akulli.

Aplikimi i duhur

Betoni duhet të aplikohet dhe të vibrohet sa më shpejt pas dorëzimit në terren, për të minimizuar humbjen e nxehtësisë. Aplikimi i shpejtë  siguron që nxehtësia e brendshme në përzierjen e betonit të ruhet, duke ndihmuar në mbajtjen e temperaturës së nevojshme për lidhje dhe për zhvillimin e procesit të hidratimit.

Metodat për mbrojtjen dhe kujdesin e betonit të freskët

Menjëherë pas  aplikimit dhe përfundimit të punimeve të gjitha sipërfaqet e reja të betonit duhet të mbrohen dhe për ta duhet  të kujdesemi. Ky është një hap kritik për të parandaluar ngrirjen dhe për të siguruar kujdesin e duhur. Masat për mbrojtje dhe kujdes përfshijnë përdorimin e mbulesave izoluese, krijimin e hapësirave të përkohshme të mbyllura me ngrohje indirekte dhe përdorimin e kallëpeve të izoluara.

Monitorimi dhe kontrolli i temperaturës së betonit të freskët

Gjatë lidhjes së betonit, është e nevojshme të monitorohet rregullisht temperatura ambientale e ajrit  dhe temperatura e brendshme e betonit. Kjo lejon të konfirmohet se betoni mbetet brenda kufijve të rekomanduar të temperaturës gjatë periudhës kritike të fortësimit. Për këtë qëllim, është e dëshirueshme të përdoren instrumente si sensorë temperaturash të vendosur brenda betonit, pajisje për regjistrimin e të dhënave (data loggers) ose metoda për ndjekjen e forcës së betonit në kohë reale (maturity methods).

Heqja e kallëpit

Koha për heqjen e kallëpit duhet të zgjatet krahasuar me kushtet normale. Kallëpi duhet të hiqet vetëm pasi të konfirmohet se betoni ka arritur forcën e nevojshme. Ky  konfirmim duhet të bazohet në metoda si llogaritjet e forcës së betonit për një temperaturë të caktuar saktësisht ose testimi i mostrave të kujdesura në terren, nën të njëjtat kushte si dhe konstruksioni. Mbështetja në mostra standarde  laboratorike të kujdesura është e zakonshme, por një gabim kritik, sepse ato nuk pasqyrojnë kushtet reale në kantier gjatë dimrit.

Përfundim

Betonimi i suksesshëm në kushte dimërore nuk është rastësi. Me planifikim dhe  zbatimin e  duhur, është e mundur të realizohen konstruksione betoni me cilësi të lartë edhe në kushtet më të pafavorshme të motit.