عمل آوری یا کیورینگ بتن چیست؟

عمل آوری (کیورینگ)حفظ میزان رطوبت و دمای مناسب بتن در سنین اولیه آن (پس از عملیات بتن ریزی) است،به گونه ای که بتن بتواند به خصوصیات طراحی شده دست پیدا کند. عمل آوری بلافاصله پس از بتن ریزی و پرداخت کاری شروع می گردد به گونه ای باید عمل کرد که بتن بتواند به مقاومت وپایایی مطلوب دست پیدا کند.

بدون فراهم آوردن رطوبت مناسب ، مصالح سیمانی بتن قادر به واکنش دهی مناسب جهت پدید آمدن محصولی با کیفیت نیستند. تبخیر آب یا خشک شدن زود هنگامبتن ممکن است آب مورد نیاز برای انجام واکنش های شیمیایی در بتن را ازبین ببرد (که منظور از واکنش شیمیایی هیدراسیون گفته می شود) ودر نتیجه بتن قادر به رسیدن به خواص مطلوب خود نمی باشد.

با توجه به سرعت هیدراسیون ،دما عامل مهمی در عمل آوری مناسب است، در نتیجه ی پیشرفت در کسب مقاومت در دماهای بالاتر سریع تر اتفاق میافتد. به طور کلیدمای بتن برای دستیابی به سرعت مناسب در کسب مقاومت باید همواره بیش از 10 درجه ی سانتیگراد (50 درجه فارنهایت) باشد.علاوه بر این به هنگام کسب مقاومتدمای مشابهی نیز باید درون بتن فراهم آید تا از پدید آمدن ترکهای حرارتی جلوگیری شود. برای بتن های نمایان، رطوبت اضافی وشرایط وزش باد نیز عوامل مهمی محسوب میشوند. این دو عامل با اثر گذاشتن بر سرعت از دست دادن رطوبت بتن سبب پدید آمدن ترک،کاهش کیفیت سطح بتن ونیز دوام آن میگردند. برای جلوگیری از ترک خوردگی انقباضی خمیری در نظر گرفتن تدابیر احتیاطی جهت کنترل نمودن تبخیر رطوبت از سطح بتن قبل از قرار گیری آن در محل ضروری است .

چرا عمل آوری بتن یا کیورینگ را انجام دهیم ؟

چند دلیل مهم عمل آوری  کیورینگ عبارتند از:

الف: دستیابی به مقاومت از پیش تعین شده

تستهای آزمایشگاهی نشان میدهند که بتن در محیط های خشک بالغ بر نیمی از مقاومت خود را در مقایسه با بتنی که در محیطی مرطوب عمل آوری شده است از دست میدهد. بتنی که در دمای بالا ریخته شده است به سرعت به مقاومت اولیه میرسد اما به مرور زمان ممکن است از مقاومتش کاسته شود. ریختن بتن در هوای سرد بدون تمهیدات لازم موجب میشود که زمان بیشتری طول می کشد تا بتن مقاومت اولیه را کسب کندوهمچنین در معرض یخزدگی قرار خواهد گرفت.

ب: بهبود دوام وپایایی بتن در برابر عوامل محیطی

بتن خوب عمل آوری شده سطحی سخت تر ونیز مقاوم تر در برابر آب سطحی وسایش خواهد داشت.همچنین عمل آوری مناسب وخوب نفوذپذیری بتن را کاهش میدهد که این عمل مانع از ورود رطوبت ومواد شیمیایی مخرب موجود در آب به درون بتن میشود. ودر نتیجه مقاومت – دوام وطول عمر بتن را افزایش میدهد.

چگونه عمل آوری بتن یا کیورینگ را انجام دهیم؟

رطوبت مورد نیاز برای عمل آوری:

از بتن باید در مقابل از دست دادن رطوبت تا زمانیکه اندود کاری نهایی صورت میگیرد با استفاده از روشهای مناسبی مانند مانع باد، اسپری های پرکننده برای جلوگیری از پدید آمدن ترکهای انقباضی خمیری محافظت نمود.پس از تسطیح نهایی، سطح بتن باید حداقل برای مدت چند روز بطور مداوم مرطوب یا پوشیده بماند تا از فرآیند تبخیر جلوگیری شود. برای مثال به جدول زیر توجه کنید:

حداقل زمان مورد نیاز برای عمل آوری بطوریکه به نیمی از مقاومت مشخص شده برسد

سیمان تیپ 1                                  سیمان تیپ 2                                          سیمان تیپ 3

درجه حرارت:10 درجه سانتیگراد

                               6 روز                                                9 روز                                                     3 روز

درجه حرارت:21 درجه سانتیگراد

                               4 روز                                                6 روز                                                    3 روز  

مقادیر ارائه شده در جدول فوق تقریبی بوده وبراساس آزمایش مقاومت سیلندری.

سیستم هایی که بتن را مرطوب نگه میدارند عبارتند از:

الف: گونی و یا حصیرهایی کتانی ویا آبپاش.بایستی دقت شود تا به پوشش هایی که اشاره شد اجازه ی جذب آب وخشک نمودن بتن داده نشود. لبه ها ی بتن نیز باید پوشانده شوند

ب: زمین مرطوب،ماسه،یا خاک اره را میتوان برای عمل آوری محل کار بکار برد،مخصوصا کف ها. بایستی دقت شود تا هیچگونه تجمع زنگ آهن و مواد آلی در مصالح بکار رفته دیده نشود.

ج: آب پاشیدن مداوم سبب میشود تا دمای هوا بالای نقطه انجماد قرار بگیرد. نباید به بتن مابین خیس شدن ها اجازه ی خشک شدن داد.زیرا خیس و خشک شدن متناوب در هنگام عمل آوری قابل قبول نیست.

کنترل دما:

در هوای سرد در 24 ساعت اولیه نباید به بتن اجازه داد تا با سرعتی بیش از 3 درجه ی سانتیگراد در هر ساعت سرد شود. بتن تا زمانیکه به مقاومت فشاری مناسبی (حداقل 3٫5 مگاپاسکال) برسد باید در مقابل یخبندان توسط مصالح عایق محافظت شود. روشهای عمل آوری بتن که رطوبت را حفظ میکنند در زمانیکه احتمال یخبندان وجود دارد به جای عمل آوری خیس استفاده میشوند.

در هوای گرم، دمای اولیه ی عمل آوری بالاتر منجربه دستیابی سریعتر به مقاومت میشود و مقاومت نهایی را کاهش میدهد. در تابستان عمل آوری با آب میتواند منجر به دمای پایین تری جهت عمل آوری بتن شود.تغییرات دمای شب وروز که بیشتراز 3 درجه ی سانتیگراد درهر ساعت باشد، در 24 ساعت اولیه مجاز نمی باشد.

یکی از قسمتهای مهم در عملیات بتن ، عمل آوری بتن است . عمل آوری (کیورینگ)، یعنی نگه داشتن مقدار رطوبت و دمای بتن در حدی رضایت بخش در طی دوره ای مشخص ، که بلافاصله پس از بتن ریزی و اتمام عملیات پرداخت آغاز میشود ، چنانکه بتن بتواند به خواص مورد نظر برسد بعبارت دیگر فرایندی که از افت رطوبت بتن جلوگیری کرده و دمای بتن در حد رضایت بخش حفظ شود ، را عمل آوری بتن گویند .

عمل آوری بتن برخواص بتن سخت شده مانند دوام ، مقاومت ، آب بندی ، مقاومت سایشی ، ثبات حجمی ، مقاومت در برا بر یخ زدن و آب شدن ، نمکهای یخ زدا ، تاثیر بسزایی می گذارد .

اهداف عمل آوری :

1- جلوگیری از کاهش رطوبت یا تامین رطوبت از دست رفته

2- حفظ دمای بتن در حدی مطلوب به مدت زمانی معین

3- توسعه مقاومت بتن با تکمیل عملیات هیدراسیون سیمان

مدت عمل آوری

مدت زمانی که بتن باید از نظر کاهش رطوبت محافظت شود ، به نوع سیمان ، نسبت اجزای مخلوط ، مقاومت مورد نیاز ، اندازه و شکل عضو بتنی ، هوای محیط و به شرایط بعدی که بتن در معرض آن قرار خواهد گرفت ، یستگی دارد . در این مقاله همه شرایط یکسان فرض شده و فقط نوع سیمان مصرفی ( سیمان پرتلند دو – سیمان پرتلند پوزولانی ) که اکثرا” در سازه های بتنی مورد استفاده قرار میگیرد ، بررسی و نتیجه گیری میشود .

تاثیر عمل آوری در رطوبت بر مقاومت را می توان بصورت نمودار زیر که برای بتن با نسبت آب یه سیمان 50/0 بدست آمده است ، مشاهده کرد .

نمودار فوق نشان می دهد که بتن ساخته شده با سیمان پرتلند و نگهداری شده در محیط کارگاهی ، و بدون عمل آوری و مراقبت تقریبا” 52 درصد مقاومت مورد نیاز را کسب می کند و پس از سه روز ، هفت روز ، حالت مرطوب کامل به ترتیب 78 درصد و 90 درصد و 125 درصد افزایش می یابد .

بتن ساخته شده با سیمان پرتلند پوزولانی به علت پایین بودن میزان حرارت هیدراتاسیون این نوع سیمان نسبت به سیمانهای دیگر و ماهیت دیرگیر بودن آن تا 90 روزه ، درصد کمتری نسبت که سیمان پرتلند دارد و نگهداری بیشتری را می طلبد .

دمای محیط و تاثیر آن بر بتن

دما محیط فاکتور مهمی در عمل آوری بتن می باشد ، بی شک افزایش درجه حرارت عمل آوری باعث تسریع واکنش های شیمیایی هیدراسیون میگردد ، ولی اثرات نامساعد درجه حرارت زیاد بر مقاومت بعدی در عمر بتن متفاوت است . در روزهای اول عمر بتن که رطوبت مورد نیاز عمل هیدراسیون در داخل بتن وجود دارد ، افزایش درجه حرارت روند کسب مقاومت بتن را افزایش می دهد . اما بعد از 28 روز که عملیات هیدراسیون نسبتا” تکمیل شده است ، افزایش درجه حرارت موجب کاهش رطوبت بتن میشود و روند کسب مقاومت بتن کاهش می یابد .

حداقل نسبت آب به سیمان برای هیدراسیون کامل سیمان تقربیا” 22/0 تا 25/0است .مادام که سیمان هیدرات نشده موجود باشد ، افزایش مقاومت بتن نسبت به زمان ادامه می یابد ، مشروط براینکه بتن مرطوب باقی بماند یا رطوبت نسبی داخل بتن بیش از 80 درصد بوده و دمای بتن نیز مناسب و مطلوب باشد .

سیمان پرتلند پوزولانی با توجه به مواد جانشین سیمان ، خیلی بکندی مقاومت کسب می نماید ، بنابراین احتیاج به یک زمان عمل آوری نسبتا” طولانی نسبت به سیمان پرتلند معمولی دارد و براین اساس توصیه میشود که برای سیمان پرتلند پوزولانی در دمای کمتر از شش درجه حتما” از مواد افزودنی استفاده شود .

روش ها و مواد عمل آوری

بتن را می توان به کمک سه روش عمل آوری ، مرطوب نگه داشت :

1- روش هایی که با اشباع کردن محیط پیرامون بتن ، حضور آب اختلاط در بتن را در دوره سخت شدن اولیه حفظ می کنند . این روش ها شامل ایجاد برکه یا غوطه ور کردن ، آبپاشی و پوشش های خیس اشباع شده مانند گونی خیس می باشد .

2- روش هایی که از طریق اندود کردن سطح ، از کاهش آب اختلاط بتن جلوگیری می کنند . این کار را می توان از طریق پوشاندن بتن با کاغذ نفوذ پذیر یا ورقهای نایلونانجام داد .

3- روشهایی که با تامین حرارت و رطوبت اضافی برای بتن ، رشد مقاومت آن را تسریع می کنند . این کار معمولا” با بخار زنده ، سیم پیچ های گرما زا ، قالبها یا بالشتک هایی که با برق گرم می شوند ، انجام میگیرد .

نتیجه گیری :

1- نظر براینکه روند توسعه مقاومت سیمان پرتلند پوزولانی به درجه فعال بودن پوزولان و نسبت سیمان پرتلند در مخلوط بستگی دارد ، لذا کارخانه های تولید کنندهسیمان پرتلند پوزولانی بایستی مشخصات کامل سیمان و درجه فعال بودن پوزولان را بصورت کامل به اطلاع مصرف کنندگان برسانند .

2- زمان لازم برای عمل آوردن را نمی توان بسادگی توصیه نمود و لیکن معمولا” حداقل مدت هفت روز را برای بتن ساختن شده با سیمان پرتلند معمولی توصیه می نمایند و حداقل مدت ده روز را برای بتن ساختن شده با سیمان پرتلند پوزولانی معمولی توصیه میشود .

3- با توجه با اندازه و شکل سازه ، مدت زمان عمل آوری سازه ها متفاوت می باشد و در این راستا دالها و سقف های تیرچه بلوک که دارای ضخامت کمتر و سطح بیشتر هستند ، نسبت به تیرها و ستونها و فونداسیون ساختمان ، نیازمند مدت زمان عمل آوری بیشتر و مناسب تر می باشد .