مقدمه

هوازدن بتن فرآیندی است که با استفاده از افزودنی‌های هوازا (Air-Entraining Admixtures – AEAs) یا روش‌های مکانیکی، حباب‌های هوای ریز، یکنواخت و پایدار در بتن ایجاد می‌کند. این حباب‌ها با ایجاد مسیرهای ریز برای انبساط آب یخ‌زده، باعث افزایش مقاومت بتن در برابر چرخه‌های یخ‌زدگی-ذوب و کاهش خسارت ناشی از فشار هیدرولیکی می‌شوند. علاوه بر این، وجود هوا می‌تواند کارپذیری بتن را بهبود بخشد و کاهش آب اختلاط را امکان‌پذیر کند. با این حال، صرف داشتن درصد مشخص هوا کافی نیست و کیفیت سیستم حباب (اندازه، توزیع و فاصله بین حباب‌ها) نقش اساسی در دوام دارد [1][2].

1. عوامل مؤثر بر عملکرد هوازا

 1.1 نوع و مقدار ماده هوازا (AEA):

ترکیب شیمیایی و دوزدهی AEAs باید متناسب با نوع سیمان، افزودنی‌های شیمیایی و شرایط محیطی انتخاب شود. برخی سیمان‌ها یا پوزولان‌ها (مثل خاکستر بادی با کربن فعال بالا) می‌توانند باعث کاهش کارایی هوازا شوند و نیاز به دوز بیشتر باشد [3].

2.1 طرح اختلاط و مصالح:

نسبت آب به سیمان، شکل و بافت سنگدانه‌ها و میزان مواد ریزدانه بر اندازه و پایداری حباب‌ها تأثیر گذارند. سنگدانه‌های زبر یا با سطح بالا می‌توانند موجب شکست حباب‌ها شوند [4].

3.1 دمای بتن تازه:

دمای بالا سرعت حباب‌زدایی (air loss) را افزایش می‌دهد، در حالی که دمای پایین می‌تواند واکنش AEAs را کندتر کرده و میزان هوا را کاهش دهد [5].

4.1 فرآیند اختلاط، حمل و ریختن:

اختلاط ناکافی باعث توزیع غیر یکنواخت هوا و اختلاط بیش‌ازحد یا پمپاژ طولانی باعث کاهش محتوای هوا می‌شود. عملیات متراکم‌سازی شدید (ویبره بیش‌ازحد) نیز می‌تواند سیستم هوا را تخریب کند [6].

5.1 تفاوت هواهای Entrained و Entrapped:

هوای Entrained (عمدی) دارای اندازه و توزیع مناسب برای دوام است، اما هوای Entrapped (به دام افتاده) معمولاً بزرگ‌تر و نامنظم بوده و در دوام نقش چندانی ندارد. تشخیص این دو فقط با آزمون بتن سخت‌شده (ASTM C457) ممکن است [1][2].

2. زمان و روش صحیح اندازه‌گیری

زمان نمونه‌گیری

طبق ASTM C172 و C231، نمونه ترکیبی بتن باید بلافاصله پس از برداشت، آزمایش شود و حداکثر ۱۵ دقیقه بین نمونه‌گیری و شروع تست فاصله باشد تا تغییرات ناشی از نشست و تبخیر هوا بر نتایج اثر نگذارد [9].

روش‌های متداول اندازه‌گیری هوا در بتن تازه

 1. روش فشاری (ASTM C231):

متداول‌ترین روش برای بتن با سنگدانه معمولی؛ بر اساس تغییر فشار در یک حجم مشخص کار می‌کند و سریع و دقیق است [1].

 2. روش حجمی (ASTM C173):

برای بتن با هر نوع سنگدانه (به‌ویژه سبک‌وزن) مناسب است. تغییر حجم آب و الکل نشان‌دهنده مقدار هواست [10].

 3. روش گراویمتریک (ASTM C138):

بر اساس اختلاف وزن واحد حجم بتن تازه و چگالی اجزای مخلوط است و معمولاً برای تأیید یا مقایسه استفاده می‌شود [1].

3.نکات اجرایی مهم

 • پرکردن دستگاه در سه لایه و میله‌زدن طبق استاندارد، تسطیح دقیق سطح و جلوگیری از هدر رفت هوا ضروری است [9].

 • نتایج بتن تازه معمولاً کمی بیشتر از مقدار هوا در بتن سخت‌شده است، زیرا بخشی از حباب‌ها در حین گیرش از بین می‌رود [1].

 • در پروژه‌های حساس به یخ‌زدگی، علاوه بر تست بتن تازه، بررسی سیستم حباب در بتن سخت‌شده (ASTM C457) توصیه می‌شود [7].

4.نتیجه‌گیری

عملکرد هوازای بتن حاصل تعامل پیچیده بین نوع و مقدار AEAs، ویژگی‌های مصالح، شرایط دمایی، و عملیات اجرایی است. برای تضمین دوام، اندازه‌گیری به‌موقع و دقیق محتوای هوا با روش مناسب و در صورت لزوم تحلیل سیستم حباب در بتن سخت‌شده ضروری است. این رویکرد، ریسک کاهش مقاومت یخ‌زدگی-ذوب را به حداقل می‌رساند و عمر سازه را افزایش می‌دهد.

5.مراجع

1. Wisconsin DOT / FHWA. Comparison of Fresh Concrete Air Content Test Methods.

2. FHWA Tech Brief. Air Void System and Freeze-Thaw Resistance.

 3. ASTM / FHWA. Air-Entraining Admixtures: Mechanisms and Effects.

 4. Experimental Study on Air Void Stability (ASTM C173).

 5. ASTM C231 Guide – Effect of Temperature.

 6. Air Entrainment: Field Challenges and Pumping Effects.

 7. ASTM C457 – Air Void Analysis for Freeze-Thaw Durability.

 8. ASTM C172 & C231 – Sampling and Testing Timing.

 9. FHWA Tech Brief – Volumetric Method for Air Content.