انواع عمل آوری بتن با روشهای متفاوت Curing of concrete

انواع عمل آوری بتن با روشهای متفاوت Curing of concrete

انواع عمل آوری بتن با روشهای متفاوت Curing of concrete
عمل آوردن فرایندی است که طی آن از افت رطوبت بتن جلوگیری شده و دمای بتن در وضعیت رضایتبخشی حفظ می‌شود. عمل آوردن بتن تأثیری بسزا روی ویژگیهای بتن سخت شده، از جمله کاهش نفوذپذیری و مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن دارد. عمل آوردن باید بلافاصله پس از تراکم بتن آغاز شود تا بتن را از گزند عوامل زیانبار محافظت نماید.
عمل آوردن از مفاهیم سه‌گانه (الف) مراقبت، (ب) محافظت، و (پ) پروراندن، تشکیل یافته است:
الف: مراقبت به مجموعه تدابیری گفته می‌شود که باعث شود سیمان موجود در بتن به مدت کافی مرطوب نگه داشته شود، به طوری که حداکثر میزان آبگیری آن چه در لایه‌‌های سطحی دانه‌ها و چه در حجم آنها صورت پذیرد.
ب:   محافظت به مجموعه تدابیری اطلاق می‌شود که مانع اثر نامطلوب عوامل بیرونی، مانند شسته شدن به وسیله باران یا آب جاری، سرد شدن سریع یا یخبندان، لرزش، ضربه و مشابه آنها، بر روی بتن جوان می‌شوند.
پ:   منظور از پروراندن بتن، تسریع گرفتن و سخت شدن آن به کمک حرارت می‌باشد.
عبور و مرور کارگران بر روی قطعات بتنی تازه ریخته شده، حداقل تا 24 ساعت بعد از اتمام بتن‌ریزی، به هیچ وجه مجاز نیست، پیمانکار باید تدابیر لازم را در این موارد برای عبور و مرور کارگران فراهم نماید.
تهیه تمامی تجهیزات و لوازم مورد نیاز برای عمل آوردن صحیح بتن، طبق مندرجات این نشریه به عهده پیمانکار است.
عوامل مؤثر در مراقبت از بتن
عواملی نظیر سرعت باد، میزان تبخیر سطحی، دمای مخلوط بتن هنگام ریختن، رطوبت محیط و دمای آن، عواملی می‌باشند که روی یکدیگر اثر متقابل خواهند داشت. چنانچه میزان تبخیر سطحی بیش از 1 کیلوگرم بر متر مربع در ساعت باشد، پیمانکار باید تدابیر لازم را برای جلوگیری از تبخیر اتخاذ نماید. تبخیر بیش از میزان فوق‌الذکر، باعث به وجود آمدن ترکهای خمیری در سطح بتن خواهد شد.
سرعت آبگیری

سیمان با تغییر دما تغییر می‌کند، به طوری که در 10 درجه سلسیوس، سرعت آبگیری بسیار کند و در 100 درجه سلسیوس، بسیار سریع است و اصولاً در دمای پایین‌تر از 10 درجه سلسیوس، عمل گیرش اولیه دچار اختلال می‌گردد. در دمای کمتر از 5 خصوصاً حدود صفر درجه سلسیوس، گیرش دچار اختلال شدید شده و سرعت آن بسیار کم می‌شود. دمای بتن در فاصله زمانی گیرش اولیه، تحت تأثیر عواملی نظیر دمای محیط، گرمای آزاد شده طی فرآیند آبگیری سیمان، و بالاخره دمای اولیه مصالح متشکله بتن می‌باشد. تبخیر آب مخلوط بتن یا آب به کار رفته برای مراقبت از بتن باعث سرد شدن سطح بتن می‌شود. عدم رعایت نکات مندرج در این فصل، باعث به وجود آمدن آثار سوء در مقاومت و به وجود آمدن ترکهای سطحی در بتن خواهد بود.
روشهای مراقبت از بتن
بهترین روش مراقبت با توجه به نوع و مشخصات پروژه، شرایط محل اجرا و مصالح موجود برای عمل آوردن، توسط دستگاه نظارت، تعیین و به پیمانکار ابلاغ می‌شود.
عمل آوردن بتن معمولاً به یکی از سه روش زیر صورت می‌پذیرد:
ـ عمل آوردن با آب به صورت پیوسته یا متناوب برای مرطوب نگه داشتن سطح بتن.
ـ عمل آوردن با پوشینه‌های مراقبت نظیر کاغذهای نفوذناپذیر و پوششهای نایلونی از پلی‌اتیلن یا ترکیبات عمل آورنده.
5-8-3-1 عمل آوردن به وسیله آب
در این روش، نگهداری بتن با کمک مستقیم آب و به شرح روشهای زیر صورت می‌گیرد:
الف:  روش آب راکد

برای نگهداری و عمل آوردن سطوح تخت سازه‌های بتنی نظیر کفها، پیاده‌روها، دالها و روسازی جاده‌ها، می‌توان از این روش استفاده نمود. برای حفاظت و نگهداری آب روی سطح تخت، باید با استفاده از خاک یا روشهای دیگر، لبه برجسته‌ای با ارتفاع 2 سانتیمتر ایجاد شود. این لبه‌ها باید کاملاً آب‌بند بوده و از نفوذ آب به سایر قسمتهای سازه جلوگیری نمایند. برای جلوگیری از بروز ترک به علت ایجاد تنشهای سطحی، توصیه می‌شود دمای آب مصرفی برای نگهداری، کمتر از درجه حرارت بتن اختیار شود. این اختلاف دما نباید از 10 درجه سلسیوس تجاوز نماید.
ب:   آبپاشی
انجام این روش هنگامی مجاز است که احتمال یخزدگی وجود نداشته باشد. در این روش، آب توسط آبفشانهایی، مشابه آنچه در آبیاری بارانی مورد استفاده است، به طور مستمر به سطح بتن پاشیده می‌شود. در این روش باید دقت نمود که به علت آبپاشی مداوم، سطح بتن تازه دچار فرسایش نشود.
پ:   نگهداری با پوشینه‌های مراقبت
پس از اینکه بتن به اندازه کافی سخت شد، سطح آن را به نحوی که آسیب نبیند با مصالحی نظیر خاک، ماسه، خاک اره، کاه، کرباس، حصیر، نمد و یا گونی می‌پوشانند. خاک، خاک اره و ماسه باید از مواد مضر برای بتن و دانه‌های درشت‌تر از 25 میلیمتر عاری باشد. استفاده از خاک اره چوبهایی نظیر چوب بلوط که دارای مقداری جوهر مازو است، مجاز نیست، ضخامت پوشش با این روشها حداقل 5 سانتیمتر بوده و این مواد باید به طور یکنواخت پخش شده و مرتب خیس شوند.
کاه یا علف خیس و مرطوب، باید در لایه‌ای به ضخامت حداقل 15 سانتیمتر پخش شده و با وسایلی نظیر تور سیمی در برابر وزش باد محافظت شوند. گونی و کرباس و وسایل مشابه، باید قبلاً خوب شسته شوند تا از ایجاد لک روی سطح بتن جلوگیری شود. گونیهای مصرفی باید به حد کافی ضخیم بوده و مرتباً مرطوب شوند.
5-8-3-2 عمل آوردن با ایجاد سطوح عایق
در این روشها بدون استفاده از آب، با ایجاد یک سطح کاملاً نفوذناپذیر و عایق، از تبخیر سطحی آب بتن جلوگیری می‌شود. روشهای مورد توصیه عبارتند از:
الف:  پوشش با کاغذ نفوذناپذیر
پس از آنکه بتن به اندازه کافی سخت شد، سطح آن را به نحوی که آسیب نبیند، کاملاً مرطوب نموده و با کاغذ نفوذناپذیر مطابق استاندارد ASTM-C171 می‌پوشانند. این کاغذها از دو لایه کاغذ مخصوص مسلح به رشته‌های نازک تقویتی ساخته شده که به وسیله مواد قیری به یکدیگر چسبانده می‌شوند، این کاغذها به صورت نواری بر روی سطح بتن تثبیت می‌شوند و هر نوار باید حداقل 25 میلیمتر روی نوار مجاور را بپوشاند. در هوای گرم بهتر است از کاغذهای روشن یا سفید رنگ استفاده شود. این کاغذها باید به یکی از روشهای مورد تأیید دستگاه نظارت به یکدیگر، متصل و چسبانده شوند.
ب:   پوشش نایلونی
این پوششها مانند ورقهای نازک پلی‌اتیلن مطابق استاندارد ASTM-C171 به ضخامت حداقل

میلیمتر پس از مرطوب کردن سطح بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از این روش در بتن‌های نمایان توصیه نمی‌شود. در هوای گرم از ورقهای نایلونی سفید و در هوای سرد از نوع سیاه رنگ آن استفاده می‌شود. ممکن است یک طرف ورق پلی‌اتیلن با کرباس پوشیده شود، به این ترتیب پوشش مرکبی حاصل می‌شود که به نگهداری سطح بتن کمک می‌نماید.
پ:   ترکیبات عمل آورنده
به کار گرفتن ترکیبات عمل آورنده باید مطابق با دستورالعملهای کارخانه سازنده این مواد باشد. مشخصات مواد، تجهیزات و روش اجرا باید قبلاً به تأیید دستگاه نظارت رسیده باشد. این مواد عموماً به رنگهای سفید، خاکستری و سیاه مطابق استاندارد ASTM-C509 ساخته می‌شوند. برای کسب بهترین نتیجه و بازده، باید بلافاصله بعد از پرداخت نهایی سطح بتن و نیز پیش از آنکه سطح بتن کاملاً خشک شود، مواد عایق به طور یکنواخت و یکدست روی سطح بتن پاشیده شود تا با ایجاد غشائی (فیلم) نازک و غیر قابل نفوذ، از تبخیر آب سطح بتن جلوگیری شود. باید هنگام اجرا دقت کامل مبذول شود تا لبه‌ها، گوشه‌ها و ناهمواریهای سطوح به خوبی به این مواد آغشته شود. به کار بردن مواد عمل آورنده با دست یا دستگاههای اسپری تحت فشار 5 تا 7 اتمسفر انجام می‌شود. چنانچه به کار بردن این مواد با دست مجاز شناخته شود، پیمانکار باید با توجه به سطح کار، تعداد کافی کارگر مجرب آماده نماید تا وقفه‌ای در امر نگهداری بتن حادث نشود.
در پروژه‌های بزرگ توصیه می‌شود که از دستگاههای اسپری چرخدار استفاده شود تا مواد عمل آورنده به صورت یکنواخت پخش گردد. هنگام وزش باد شدید باید دقت شود تا مواد به هدر نرود. برای هر دست، 2/0 تا 25/0 لیتر ماده غشاساز در مترمربع سطح کفایت می‌نماید. در مواردی که دستگاه نظارت دستور اجرای لایه دوم را صادر نماید، برای اطمینان از پوشش کامل باید دست دوم در جهت عمود بر روکش اولیه پخش شود. کارایی و بازده این مواد بر اساس استاندارد ASTM-C156 توسط دستگاه نظارت کنترل خواهد شد.
این مواد را می‌توان بلافاصله روی سطوح بتنی تازه بدون قالب یا سطوح با قالب‌بندی پس از برداشت قالب به کار برد. باید توجه نمود که به کار بردن این مواد می‌تواند از پیوستگی میان بتن تازه و بتن سخت شده و نیز از پیوستگی سایر مصالح ساختمانی نظیر کاشی و موزائیک به سطح بتن جلوگیری نماید. لذا در این موارد استفاده از این روش برای عمل آوردن و مراقبت بتن مجاز نمی‌باشد.
ت:   مراقبت با اندود قیری
به‌منظور عایقکاری و مراقبت سطوح بتنی در مقابل آبهای حاوی سولفات، پیمانکار باید تمام سطوح بتنی در تماس با این گونه آبها را طبق دستور دستگاه نظارت عایقکاری نماید. نوع و مشخصات قیر مصرفی باید قبلاً به تأیید دستگاه نظارت برسد. پس از اجرای سطوح بتنی باید سطح کار کاملاً صاف، بدون گرد و خاک و حفره باشد و سطح کار با دو دست اندود قیری عایق شود. عایقکاری در هوای بارانی و دمای کمتر از 5 درجه سلسیوس، مجاز نیست.
5-8-3-3 عمل آوردن با بخار
در مواردی که کسب مقاومت اولیه در مدت زمان کم از اهمیت زیادی برخوردار بوده یا در هوای سرد که گرمای بیشتری برای تسریع عمل آبگیری سیمان مورد‌نظر است، برای عمل آوردن بتن از بخار استفاده می‌شود. دو روش برای عمل آوردن با بخار وجود دارد:
ـ عمل آوردن با بخار در فشار اتمسفر
ـ عمل آوردن با بخار تحت فشار زیاد
الف:  عمل آوردن با بخار در فشار اتمسفر
این روش برای سازه‌های بتنی واقع در محیطهای بسته یا اعضا و قطعات پیش‌ساخته به کار گرفته می‌شود. در این شیوه عمل آوردن، کلیه مراحل باید قبلاً به تأیید دستگاه نظارت برسد. بسته به مشخصات سازه و شرایط محیط، عمل آوردن با رعایت مراحل زیر صورت می‌گیرد:
ـ مرحله اول: ریختن و تراکم بتن در قالب و حفظ آن در هوای آزاد به مدت 2 الی 5 ساعت
ـ مرحله دوم: افزایش دما در خیمه بخار تا رسیدن به دمای حداکثر طی مدت 5/2 ساعت

ـ مرحله سوم: حفظ مجموعه در دمای ثابت به مدت 6 تا 12 ساعت

ـ مرحله چهارم: کاهش تدریجی دما از دمای حداکثر به دمای مورد‌نظر در فاصله زمانی حدوداً 2 ساعت

مدت زمان و دمای هریک از مراحل چهارگانه فوق‌الذکر با توجه به نوع سازه، نوع بتن و شرایط محیطی، قبل از اجرا باید به تأیید دستگاه نظارت برسد. دمای مرحله سوم نباید از 80 درجه سلسیوس و سرعت ازدیاد یا کاهش دما در مراحل دوم و چهارم نباید از 20 درجه سلسیوس در ساعت تجاوز نماید.
ب:   عمل آوردن در اتوکلاو
برای عمل آوردن سریع بتن و رسیدن به مقاومتهای مورد‌نظر و قالب‌برداری فوری، استفاده از این روش معمول بوده و توصیه می‌شود. درجه حرارت عمل آوردن بین 165 تا 190 درجه سلسیوس و فشار کار در سیستم بخاردهی 5/5 تا 7/11 مگاپاسکال می‌باشد. از این روش در ساخت لوله‌های بتنی و بعضی اعضا و قطعات ساختمانی سبک استفاده می‌شود.
5-8-3-4 مدت مراقبت
مدت مراقبت به عواملی نظیر نوع سیمان، مقاومت مورد‌نظر، نسبت سطوح نمایان به حجم، شرایط آب و هوایی به هنگام ساخت و ریختن بتن و نهایتاً شرایط رویارویی بستگی دارد.
نگهداری بتن در محیطی که باران نبارد، رطوبت زیاد نباشد، درجه حرارت کم باشد و بتن در تماس با خاک مرطوب قرار نگیرد، ”نگهداری معمولی“ تلقی می‌شود. در شرایط معمولی و هنگامی که دمای محیط کمتر از 10 درجه سلسیوس باشد، برای رسیدن به مقاومتهای خواسته شده و دوام مطلوب، با توجه به نوع سیمان مصرفی باید زمان عمل آوردن، حداقل برابر با ارقام زیر باشد:
ـ سیمان نوع 1 (سیمان معمولی) 7 روز
ـ سیمان نوع 2                    14 روز
ـ سیمان نوع 3                     3 روز
نوع سازه نیز در تعیین مدت مراقبت دخالت دارد. ارقام زیر به عنوان راهنمای اجرا، مورد توصیه می‌باشد:
الف:

دالها

در دالهای بتنی به علت زیاد بودن سطح نسبت به حجم بتن، تبخیر سطحی هنگام گیرش اولیه بسیار زیاد است. در صورت عدم رعایت اصول صحیح نگهداری، ترکهای ناشی از جمع‌شدگی پلاستیک در سطح بتن ایجاد می‌شود. هنگامی که بتن روی بستر خاکی ریخته می‌شود، برای جلوگیری از جذب آب بتن باید سطح زیر دال قبلاً کوبیده، آماده و آبپاشی شود. مراقبت از بتن باید مطابق روشهای مندرج در این ماده و زیر نظر دستگاه نظارت صورت پذیرد.

حداقل زمان مراقبت و عمل آوردن دالها چنانچه متوسط دمای روزانه بالاتر از 5 درجه سانتیگراد باشد، کمترین دو مقدار زیر است:

ـ هفت روز

ـ زمان لازم برای کسب (70%) مقاومت فشاری یا خمشی خواسته شده، در حالی که متوسط دمای روزانه کمتر از 5 درجه سلسیوس باشد، باید مطابق مندرجات زیر بند ”بتن‌ریزی در هوای سرد“، تدابیر لازم اتخاذ گردد.
ب:   اعضا و قطعات سازه‌

انواع عمل آوری بتن با روشهای متفاوت
مراقبت و عمل آوردن قطعات سازه‌ای که به روش درجا ریخته می‌شوند، مانند دیوارها، ستونها، دالها و تیرها، به جز دالهایی که روی زمین ریخته می‌شوند و در قسمت ”الف“ به آنها اشاره شد، با توجه به روشهای مندرج در این بخش و زیر نظر دستگاه نظارت صورت می‌پذیرد. برای سطوح قائم یا سایر سطوح قالب‌بندی شده با تأیید قبلی دستگاه نظارت، در صورت نیاز، پس از شل نمودن بستهای قالب و قبل از باز کردن آن می‌توان سطوح بتن را خیس نمود. در صورتی که متوسط دمای محیط بالای 5 درجه سلسیوس باشد، حداقل زمان مراقبت. کمترین دو مقدار زیر است:
ـ هفت روز
ـ زمان لازم برای کسب 70 درصد مقاومت فشاری یا خمشی تعیین شده
در صورتی که دمای محیط کمتر از 5 درجه سلسیوس باشد، باید نکات مندرج در قسمت ”بتن‌ریزی در هوای سرد“ ملاک عمل قرار گیرد. برای بعضی از سازه‌های بتنی نظیر ستونها که مقاومت 40 مگاپاسکال یا بیشتر مورد‌نظر می‌باشد، باید مراقبت را تا 28 روز یا بیشتر ادامه داد.
پ:   بتن‌های پیش‌ساخته
منظور از قطعات پیش‌ساخته، قطعاتی نظیر لوله، بلوک، آجر، تیر با مقاطع TT,T,U ، ستون، دیوار، پانل و نظایر آن می‌باشد. در عمل آوردن این قطعات برای باز کردن سریع قالبها و تخلیه کارگاه ساخت، غالباً از روشهای عمل آوردن تسریع شده استفاده می‌شود. روش عمل آوردن با توجه به نوع سازه توسط پیمانکار، پیشنهاد و به تصویب دستگاه نظارت می‌رسد. بعضی از قطعات پیش‌ساخته نظیر بلوکهای سیمانی، آجرهای سیمانی و لوله‌ها، بلافاصله بعد از ریختن از قالب جدا می‌شوند و عمل آوردن آنها در هوا یا استخرهای آب، بسته به شرایط ادامه می‌یابد. در بعضی موارد برای قطعات پیش‌ساخته نظیر لوله‌ها یا پانلها، قالب‌برداری 12 تا 24 ساعت بعد از بتن‌ریزی انجام می‌شود.
عمل آوردن اعضای پیش‌ساخته با بخار تحت فشار جو در دمای 50 تا 85 درجه سلسیوس و در مدت زمانی بین 12 تا 72 ساعت صورت می‌گیرد. چنانچه عمل آوردن با بخار و تحت فشار صورت گیرد، درجه حرارت 165 تا 190 درجه سلسیوس و مدت مراقبت حسب مورد 5 تا 36 ساعت خواهد بود.
ت:   قالبهای لغزنده قائم

سازه‌هایی نظیر سیلوها، بونکرها، منابع و مخازن آب و چاههای آسانسور با قالبهای لغزنده قائم ساخته می‌شوند. عمل آوردن این سازه‌ها مانند عضوهای قائم ساختمانی و بر اساس مندرجات این بخش انجام می‌شود. برای مراقبت از بتن تازه در بیرون سیلو از برزنتهایی که مرتباً آبپاشی می‌شود و همراه با سکوی کار حرکت می‌کند، استفاده می‌شود، چنانچه این تدابیر برای مراقبت از بتن کفایت ننماید، می‌توان از چتایی استفاده نمود. استفاده از ترکیبات عمل آورنده با تأیید قبلی دستگاه نظارت، پس از عمل‌آوری توسط برزنت، به شرطی که در رنگ سیلو تغییری حاصل نشود، بلامانع است. با توجه به مسائلی نظیر آتش‌سوزی و سمی بودن گازها، استفاده از ترکیبات عمل آورنده در داخل سیلو مجاز نمی‌باشد. دمای داخل سیلو در هوای سرد، همواره باید بیش از 15 درجه سلسیوس باشد. با توجه به روشهای ساخت سیلو، پیمانکار موظف است برای جلوگیری از بالا رفتن دما، نسبت به تهویه داخل سیلو اقدام نماید.
ث:   سقفهای پوسته‌ای

سقفهای پوسته‌ای نازک باید با دقت کامل عمل آورده شوند. به علت شرایط خاص این نوع سازه‌ها و به علت عدم رعایت دستورالعملهای فنی مراقبت از بتن در مراحل اولیه گیرش، امکان بروز ترکهای سطحی در اثر جمع‌شدگی بسیار است. در آب و هوای گرم برای مراقبت و عمل آوردن، روش آبیاری بارانی و پس از آن پوشاندن سازه با کرباس یا گونی خیس و آبیاری مداوم توصیه می‌شود. در هوای سرد برای جلوگیری از یخ زدن، دستگاه نظارت دستورالعملهای لازم برای مراقبت از بتن را صادر خواهد نمود. در شرایط آب و هوایی معمولی، 5 تا 20 درجه سلسیوس، عمل آوردن بتن به طور معمول و بر اساس مندرجات این دستورالعملها انجام می‌پذیر