صرف نظر از اینکه در کارگاه ساختمانی چه سمتی داشته باشید، حداقل یک‌بار اصطلاح عمل آوری بتن را شنیده‌اید؛ علی رغم تأکید بسیار که در مراجع مختلف درباره اهمیت این موضوع صورت گرفته است، اما همچنان توجه چندانی به کیفیت آن در فرآیند ساخت وساز نمی‌شود. شاید مهم‌ترین مرحله در رسیدن به یک‌بتن بادوام بالا، نفوذپذیری پایین و مقاومت مطلوب، همین فرآیند عمل‌آوری باشد.
عمل‌آوری، عملی است که برای حفظ رطوبت و دمای‌‌بتن تازه جهت تداوم واکنش هیدراسیون تا زمان رسیدن به مقاومت و خصوصیات موردنظر در بتن انجام می‌شود. کیفیت عمل‌آوری تاثیر زیادی روی خصوصیات بتن تازه و بتن سخت‌‌شده دارد. ازجمله این خصوصیات می‌توان به مقاومت، میزان نفوذپذیری، شرایط دوام (ازجمله مقاومت دربرابر ذوب، انجماد، سایش و…) اشاره کرد.
عمل آوری بتن چیست؟
با توجه به اهمیت روزافزون عمل آوری برای حصول بتن با کیفیت مناسب، مقاوم و بادوام بالا؛ به صرفه‌جویی در مصرف آب، و در دسترس‌بودن ترکیبات عمل‌آوری در کشور، نیازمندیم. همچنین به دلیل عمل آوری نامناسب در کارگاه‌های ساختمانی که متأسفانه در کشور ما بسیار رایج است، برآن شدیم تا با تحقیق و مطالعه منابع معتبر مختلف، اطلاعات ارزشمندی در مورد عمل‌آوری بتن گرد هم آورده و در اختیار شما عزیزان قرار دهیم. بدین ترتیب شاید بتوانیم با افزایش آگاهی، به افزایش کیفیت ساخت وساز در کشور عزیزمان ایران کمک کنیم.
وجود آب و رطوبت کافی در بتن، لازمه یک فرآیند هیدراتاسیون بدون وقفه است. رطوبت بتن‌تازه بسیار بیشتر از رطوبت نسبی اتمسفر است. بنابراین، تبخیر آب از سطح بتن صورت می‌گیرد. پس برای حفظ رطوبت کافی در بتن، باید اقدامات خاصی انجام شود. به این اقدامات خاص، عمل‌آوری می‌گویند.
عمل‌آوری عبارت است از تأمین و حفظ شرایط محیطی، از نظر دما و رطوبت مناسب در بتن تازه برای تداوم فرآیند هیدراسیون و رسیدن به مقاومت و دوام موردنظر در بتن ریخته و متراکم‌‌شده. بنابراین در عمل‌آوری، مسأله مهم، حفظ رطوبت بتن است تا فرآیند هیدراسیون سیمان متوقف نشود. عمل‌آوری اثر قابل‌توجهی بر خصوصیات بتن‌تازه و بتن سخت‌‌شده دارد. عمل‌آوری نامناسب و ناکافی باعث اتلاف آب بتن می‌شود. همچنین این امر می‌تواند درنهایت منجر به ایجاد ترک، کاهش کیفیت بتن و عمر مفید سازه بتنی شود.
ازچه زمانی بعد از بتن‌ریزی، باید عمل‌آوری را شروع کرد وچه مدت باید عمل‌آوری ادامه یابد؟
اهمیت این پرسش مخصوصا در بتن‌ریزی درهوای گرم آشکار می‌شود. درمناطق گرم و خشک، بتن تازه‌ای که به‌عنوان دال سقف ریخته می‌شود، در مدت زمان بسیار کوتاهی (حدودا دو ساعت) خشک می‌شود. اگر بخواهیم آب‌پاشی را در این‌زمان کوتاه (حدودا دوساعت بعداز بتن‌ریزی) و قبل ازخشک‌شدن بتن انجام دهیم، احتمالا نسبت آب‌به‌سیمان در طرح اختلاط بتن تغییر می کند؛ یعنی خصوصیات بتن تغییر کرده و آسیب زیادی به بتن وارد می‌شود.
ما نباید اجازه دهیم که آب بتن سریع تبخیر شود. بتن‌هایی که احتمال خشک‌شدن سریع آن‌ها وجود دارد، باید توسط گونی‌های مرطوب به خوبی پوشانده شوند؛ به‌گونه‌ای‌که قطرات آب از گونی روی بتن نچکد و از طرف دیگر، ازخشک‌شدن بتن جلوگیری‌شود. این‌وضعیت باید برای مدت حداقل 24 ساعت ادامه یابد. تا اینکه سیمان به گیرش نهایی خود رسیده و بتن نیز حجم نهایی خود را پیدا کند. اگر بعد از این مدت، آب روی بتن پاشیده‌شود، این‌آب دیگر نسبت آب‌به‌سیمان بتن را مختل نمی‌کند و آن را تغییر نمی‌دهد. بنابراین، بهترین کار این است که بتن را به مدت حداقل 24 ساعت توسط گونی‌های مرطوب پوشانده، و بعد ازتداوم این وضعیت در 24 ساعت پس از بتن ریزی، سپس شروع به عمل‌آوری مرطوب بتن نماییم.
بدیهی است چنانچه بلافاصله بعد از بتن ریزی و هنگام خیس و تازه بودن بتن، از ترکیبات عمل‌آوری استفاده نماییم، حتی اگر آب بتن هم تبخیر‌شود، دیگر نگرانی بابت زمان شروع‌عمل‌آوری نخواهیم‌داشت.
برای زمان عمل‌آوری، تعیین یک چهارچوب دشوار به نظر می‌رسد. مسلما هرچه بیشتر عمل‌آوری را ادامه دهیم بهتر است. اما به‌طور کلی، توصیه می‌شود تا زمانی که بتن حداقل به 70 درصد مقاومت مشخصه خود برسد، عمل‌آوری ادامه یابد.
در دماهای پایین، و نیز در بتن‌های دارای سیمان‌های دیرگیر، زمان عمل‌آوری باید افزایش یابد. همچنین برای بتن‌های متشکل از سیمان‌های پوزولانی یا مخلوط شده با ترکیبات مبتنی برپوزولان، زمان عمل‌آوری باید طولانی‌تر باشد.
در بتن‌ریزی‌های حجیم، پاشنه‌ها و پی دیوارها، عمل‌آوری باید حداقل 2 هفته تداوم یابد.
پیش از بررسی زمان مناسب برای عمل آوری بتن از شما دعوت می کنیم به مقاله کارایی بتن هم سر بزنید.
انتخاب زمان مناسب عمل‌آوری، به عوامل زیر بستگی دارد:
- نوع و کیفیت سیمان یا ماده چسباننده سیمانی
- نسبت اختلاط مواد تشکیل‌دهنده بتن
- مقاومت مورد نیاز
- ابعاد، اندازه و شکل عضو بتنی
- شرایط محیطی، دمایی و جوی
دوره عمل‌آوری می‌تواند در بتن‌ریزی های حجیم که در آن‌ها از بتن‌های کم‌عیار استفاده می‌شود (مانند سدها) حداقل 3 هفته باشد؛ و یا این که در بتن‌های با عیار بالا یا بتن‌های دارای سیمان نوع 3 یا هرنوع سیمان دیگر با مقاومت زود رس، این‌دوره می‌تواند فقط به چند روز محدود شود. دوره عمل‌آوری با بخار بسیار کوتاه‌تر است و می‌تواند به چند ساعت تا نهایتا 3 روز محدود شود؛ اما در این‌روش معمولا طول مدت عمل آوری 24 ساعت تداوم می‌یابد.
مطابق‌با ACI301، در اعضای بتن‌آرمه برای شرایط دمایی بالای 5درجه سانتیگراد، دوره عمل‌آوری باید حداقل 7 روز به‌طول انجامد. برای بتن‌های با مقاومت زودرس (مثلا دارای سیمان نوع3) دوره عمل‌آوری را می‌توان به 3 روز کاهش داد.
باتوجه به نمودار زیر، هرچه دمای عمل‌آوری بیشتر باشد، باعث افزایش مقاومت زودرس در بتن می‌شود؛ اما می‌تواند مقاومت 28 روزه بتن را کاهش دهد.
روش های عمل‌آوری بتن
روش‌های عمل‌آوری را می‌توان به دسته‌های زیرتقسیم کرد:
- تأمین رطوبت اضافی
- آب‌بندی و حفظ رطوبت
- عمل‌آوری تسریع‌‌شده
انتخاب یک‌روش یا ترکیبی از آن‌ها به‌عوامل مختلفی ازجمله در دسترس بودن مواد مورد نیاز برای‌روش عمل‌آوری موردنظر؛ اندازه، شکل، هندسه و عمر عضو بتنی؛ تجهیزات ساخت وتولید (در کارگاه یا کارخانه)، مسائل زیبایی‌شناسی و اقتصادی بستگی دارد.
پیشنهاد آموزشی: دوره جامع آموزش اجرای ساختمان بتنی
پیشنهاد مطالعاتی: بتن ریزی در هوای سرد
بررسی روش های مبتنی بر تأمین رطوبت اضافی
ایجاد برکه آب
در سطوح افقی مانند کف‌ها، عمل آوری را می‌توان ازطریق ایجاد حوض یا برکه آب انجام‌داد. در این‌روش، در طول دوره مراقبت، یک لایه آب به ضخامت حداقل 5 الی10 سانتی‌متر روی بتن باقی می‌ماند. روش برکه آب، یک روش ایده‌آل برای جلوگیری از اتلاف رطوبت بتن، و حفظ دمای یکنواخت در بتن است. جهت جلوگیری از ایجاد تنش‌های‌حرارتی که باعث ترک‌خوردگی در بتن می‌شوند، آب مورد استفاده برای عمل‌آوری، نباید بیشتر از10درجه از بتن سردتر باشد.
از آن‌جاکه این روش، نیاز به نظارت مستمر دارد، معمولا فقط در پروژه‌های کوچک و عرف استفاده می‌شود. کنترل کیفیت و رسیدن به بتن با کیفیت مناسب در این‌روش، کمی‌دشوار است.
آب پاشی و ایجاد مه
در شرایطی که دما بالا و رطوبت پایین باشد، آب‌پاشی و ایجاد مه، یکی از روش‌های عالی برای عمل‌آوری سطوح افقی و عمودی است. برای عمل‌آوری سطوح قائم بتنی با این روش، باید از شلنگ‌هایی با سوراخ‌های مناسب استفاده شود. استفاده از روش آب‌پاشی و مه‌پاشی در مواقعی توصیه می‌شود که از نظر میزان مصرف آب، محدودیتی وجود نداشته باشد. این‌روش نیاز به تأمین منبع آب کافی و نظارت دقیق بر اجرا دارد. اگر آب‌پاشی یا مه‌پاشی با فواصل زمانی معین انجام‌شود، باید بین دفعات استفاده از آب یا مه، با استفاده از گونی یامواد مشابه، ازخشک‌شدن بتن جلوگیری‌کرد؛ در غیر این‌صورت، چرخه‌های متناوب خیس و خشک‌شدن بتن می‌تواند باعث ترک‌خوردگی یا ترک‌های سطحی پوست ماری شود.
عمل آوری با استفاده از بخار
این روش به دو دسته عمل آوری با بخارکم فشار (فشار متعارف، فشار اتمسفر) و عمل آوری با بخار پر فشار تقسیم می‌شود. این‌روش زمانی به‌کار میآید که به‌دست آوردن سریع مقاومت در بتن برای ما مهم باشد؛ یا اینکه حرارت اضافی برای انجام واکنش هیدراسیون موردنیاز باشد (مانند بتن‌ریزی و عمل‌آوری درهوای سرد). از آن‌جا که افزایش دمای‌‌عمل‌آوری، باعث تسریع در افزایش مقاومت اولیه می‌شود، می‌توانیم با عمل‌آوری با استفاده از بخار، در زمان کمتر، به مقاومت اولیه موردنظر دست یابیم.
هدف اصلی عمل‌آوری با بخار، تأمین مقاومت اولیه بالا در زمان کوتاه تر است، تا بتوانیم در فاصله کمی بعد از بتن‌ریزی، از بتن مورد نظر استفاده‌کنیم. یعنی نسبت به عمل‌آوری مرطوب معمولی، می‌توانیم قالب‌ها را زودتر باز‌کنیم؛ بنابراین‌فضای کم‌تری در اثر عمل‌آوری به‌این‌روش اشغال‌‌می‌شود. تمام این‌موارد مذکور، نشان‌دهنده مزیت اقتصادی این‌روش است. باتوجه به توضیحات فوق و به علت ماهیت این‌روش، عمل‌آوری با بخار عمدتا برای اعضای بتنی پیش‌ساخته کاربرد دارد.
عمل‌آوری با بخار متشکل ازمراحل زیر است:
- دوره تأخیر
- دوره افزایش دما
- دوره بخاردهی در حداکثر دما
- دوره عمل‌آوری مرطوب
- دوره خنک سازی
می‌توان با تاخیر انداختن تقریباً طولانی مدت عمل‌آوری با بخار (که در طی این زمان تأخیر، مقاومت کششی بتن افزایش می‌یابد) یاکاهش نرخ افزایش دما، آثار مخرب انبساط حباب‌های‌هوا را کاهش داد. بنابراین، اثر نامطلوب عمل‌آوری با بخار برمقاومت طولانی‌مدت بتن، ناشی از تغییرات تخلخل و اندازه حفرات و منافذ در خمیر سیمان هیدراته شده به‌علت انبساط حفرات هوا است. بنابراین، عمل‌آوری با بخار، روی دوام بتن اثر منفی می‌گذارد.
از آن‌جا که دما در زمان گیرش، تاثیر مستقیمی روی مقاومت بتن در سنین بالاتر دارد، تأخیر در عمل‌آوری با بخار می‌تواند سودمند باشد. این زمان تأخیر را می‌توان دو تا شش ساعت در نظر گرفت. اما در واقع، زمان تأخیر مناسب به اندازه و شکل هندسی اعضای بتنی و نیز به نوع سیمان بستگی دارد. هرچه سیمان دیرگیرتر و نرخ گیرش آن کندتر باشد، تأخیر نیز باید طولانی‌تر باشد.
بعد از دوره عمل‌آوری با بخار در حداکثر دما، نوبت به خنک‌سازی می‌رسد. در پروژه‌های با حجم کم، این‌مرحله را می‌توان بلافاصله یا با فاصله کمی‌انجام‌داد؛ اما در پروژه‌های حجیم و بزرگ، ممکن است منجر به ترک‌خوردگی سطوح گردد.
عمل‌آوری مرطوب که یک مرحله مکمل در روش عمل‌آوری با بخار شناخته می‌شود، در جلوگیری ازخشک‌شدن سریع و افزایش مقاومت بتن به ما کمک می‌کند. عمل‌آوری با بخار، تاثیر خیلی بهتری روی بتن با نسبت آب‌به‌سیمان کم، در مقایسه‌با بتن با نسبت آب به سیمان بالا دارد.
یک دیدگاه برای “عمل آوری بتن چگونه باید انجام شود؟ بررسی جامع مراحل”
دیدگاهتان را بنویسید
سبد خرید
این مقاله با وجود تلاش برای ارائه‌ی اطلاعات فنی درباره عمل‌آوری بتن، چندین ایراد اساسی دارد که باعث می‌شود به هدفش در ارائه‌ی دانش مفید و عملی به مخاطب نرسد.
زبان و سبک نگارش نامناسب: نویسنده تلاش کرده که متن فنی و علمی باشد، اما استفاده از زبان پیچیده و غیرشفاف باعث شده که مخاطب کمتر با متن ارتباط برقرار کند. به‌خصوص در مطالب فنی، ساده‌سازی و توضیح دقیق مفاهیم خیلی اهمیت داره. اینجا جای زیادی برای بهبود هست، چون نویسنده بعضی جاها بیش از حد فنی صحبت کرده، بدون اینکه نیازهای واقعی مخاطب رو در نظر بگیره.
ارائه اطلاعات کلی و بدون عمق: مقاله بیشتر به تکرار اطلاعات عمومی و غیر تخصصی پرداخته که برای کسی که دنبال اطلاعات عملی و علمی دقیق در زمینه عمل‌آوری بتن است، چندان مفید نیست. مثلاً، تعریف‌هایی که برای عمل‌آوری و مراحل اون داده شده، فقط به مسائل کلی اشاره کرده و توضیحی در مورد چگونگی اجرای این فرآیند در پروژه‌های واقعی نداده.
فقدان منابع معتبر و به‌روز: در یک مقاله فنی، استفاده از منابع معتبر و به‌روز خیلی مهمه. اینجا حتی یک منبع معتبر مثل استانداردهای بین‌المللی یا مرجع علمی ذکر نشده. اشاره به منابعی مثل ACI در حداقل موارد انجام شده، ولی بدون هیچگونه ارجاع دقیق به نسخه‌های خاص یا اطلاعات جزئی‌تر.
فقدان توضیحات عملی و کارگاهی: از این مقاله انتظار می‌ره که به جای تکرار کلیات، به راهکارهای عملی و واقعی در محیط‌های کارگاهی بپردازه. مثلاً در قسمت آب‌پاشی و مه‌پاشی، می‌تونست به روش‌های کارآمدتر و ابزارهای مورد نیاز اشاره کنه تا یک کارفرما یا مجری پروژه بتونه به‌راحتی اون رو پیاده‌سازی کنه.
مشکلات فنی در بیان علمی فرآیندها: در بخش‌های مختلفی از مقاله، توضیحات علمی به‌طور ناقص و گاهاً با اشتباهات مفهومی بیان شده. برای مثال، در توضیح “عمل‌آوری با بخار”، هیچ اشاره‌ای به مشکلات احتمالی یا دقت‌های مورد نیاز برای جلوگیری از تخریب سازه به دلیل ترک‌خوردگی ناشی از تغییرات دما نشده.
نبود نمونه‌های عملی و داده‌های واقعی: مقاله بیشتر به جنبه‌های نظری و تئوریک پرداخته، اما هیچ مثال عملی یا داده‌های واقعی برای اثبات یا تبیین مطالبش ارائه نکرده. این باعث می‌شه که متن خیلی دور از واقعیت پروژه‌های ساختمانی به نظر بیاد و اعتماد خواننده رو نسبت به کارایی مطالب کاهش بده.
به‌طور کلی، مقاله با اینکه به مسائل مهمی مثل عمل‌آوری بتن اشاره کرده، اما به دلیل نداشتن تحلیل دقیق، مثال‌های عملی و ارجاع به منابع معتبر، نمی‌تونه به عنوان یک مرجع فنی مفید تلقی بشه.