انواع عمل آوری بتن با روشهای متفاوت Curing of concrete

انواع عمل آوری بتن با روشهای متفاوت Curing of concrete
عمل آوردن فرايندي است كه طي آن از افت رطوبت بتن جلوگيري شده و دماي بتن در وضعيت رضايتبخشي حفظ مي‌شود. عمل آوردن بتن تأثيري بسزا روي ويژگيهاي بتن سخت شده، از جمله كاهش نفوذپذيري و مقاومت در برابر يخ زدن و آب شدن دارد. عمل آوردن بايد بلافاصله پس از تراكم بتن آغاز شود تا بتن را از گزند عوامل زيانبار محافظت نمايد.
عمل آوردن از مفاهيم سه‌گانه (الف) مراقبت، (ب) محافظت، و (پ) پروراندن، تشكيل يافته است:
الف: مراقبت به مجموعه تدابيري گفته مي‌شود كه باعث شود سيمان موجود در بتن به مدت كافي مرطوب نگه داشته شود، به طوري كه حداكثر ميزان آبگيري آن چه در لايه‌‌هاي سطحي دانه‌ها و چه در حجم آنها صورت پذيرد.
ب:   محافظت به مجموعه تدابيري اطلاق مي‌شود كه مانع اثر نامطلوب عوامل بيروني، مانند شسته شدن به وسيله باران يا آب جاري، سرد شدن سريع يا يخبندان، لرزش، ضربه و مشابه آنها، بر روي بتن جوان مي‌شوند.
پ:   منظور از پروراندن بتن، تسريع گرفتن و سخت شدن آن به كمك حرارت مي‌باشد.
عبور و مرور كارگران بر روي قطعات بتني تازه ريخته شده، حداقل تا 24 ساعت بعد از اتمام بتن‌ريزي، به هيچ وجه مجاز نيست، پيمانكار بايد تدابير لازم را در اين موارد براي عبور و مرور كارگران فراهم نمايد.
تهيه تمامي تجهيزات و لوازم مورد نياز براي عمل آوردن صحيح بتن، طبق مندرجات اين نشريه به عهده پيمانكار است.
عوامل مؤثر در مراقبت از بتن
عواملي نظير سرعت باد، ميزان تبخير سطحي، دماي مخلوط بتن هنگام ريختن، رطوبت محيط و دماي آن، عواملي مي‌باشند كه روي يكديگر اثر متقابل خواهند داشت. چنانچه ميزان تبخير سطحي بيش از 1 كيلوگرم بر متر مربع در ساعت باشد، پيمانكار بايد تدابير لازم را براي جلوگيري از تبخير اتخاذ نمايد. تبخير بيش از ميزان فوق‌الذكر، باعث به وجود آمدن تركهاي خميري در سطح بتن خواهد شد.
سرعت آبگيري

سيمان با تغيير دما تغيير مي‌كند، به طوري كه در 10 درجه سلسيوس، سرعت آبگيري بسيار كند و در 100 درجه سلسيوس، بسيار سريع است و اصولاً در دماي پايين‌تر از 10 درجه سلسيوس، عمل گيرش اوليه دچار اختلال مي‌گردد. در دماي كمتر از 5 خصوصاً حدود صفر درجه سلسيوس، گيرش دچار اختلال شديد شده و سرعت آن بسيار كم مي‌شود. دماي بتن در فاصله زماني گيرش اوليه، تحت تأثير عواملي نظير دماي محيط، گرماي آزاد شده طي فرآيند آبگيري سيمان، و بالاخره دماي اوليه مصالح متشكله بتن مي‌باشد. تبخير آب مخلوط بتن يا آب به كار رفته براي مراقبت از بتن باعث سرد شدن سطح بتن مي‌شود. عدم رعايت نكات مندرج در اين فصل، باعث به وجود آمدن آثار سوء در مقاومت و به وجود آمدن تركهاي سطحي در بتن خواهد بود.
روشهاي مراقبت از بتن
بهترين روش مراقبت با توجه به نوع و مشخصات پروژه، شرايط محل اجرا و مصالح موجود براي عمل آوردن، توسط دستگاه نظارت، تعيين و به پيمانكار ابلاغ مي‌شود.
عمل آوردن بتن معمولاً به يكي از سه روش زير صورت مي‌پذيرد:
ـ عمل آوردن با آب به صورت پيوسته يا متناوب براي مرطوب نگه داشتن سطح بتن.
ـ عمل آوردن با پوشينه‌هاي مراقبت نظير كاغذهاي نفوذناپذير و پوششهاي نايلوني از پلي‌اتيلن يا تركيبات عمل آورنده.
5-8-3-1 عمل آوردن به وسيله آب
در اين روش، نگهداري بتن با كمك مستقيم آب و به شرح روشهاي زير صورت مي‌گيرد:
الف:  روش آب راكد

براي نگهداري و عمل آوردن سطوح تخت سازه‌هاي بتني نظير كفها، پياده‌روها، دالها و روسازي جاده‌ها، مي‌توان از اين روش استفاده نمود. براي حفاظت و نگهداري آب روي سطح تخت، بايد با استفاده از خاك يا روشهاي ديگر، لبه برجسته‌اي با ارتفاع 2 سانتيمتر ايجاد شود. اين لبه‌ها بايد كاملاً آب‌بند بوده و از نفوذ آب به ساير قسمتهاي سازه جلوگيري نمايند. براي جلوگيري از بروز ترك به علت ايجاد تنشهاي سطحي، توصيه مي‌شود دماي آب مصرفي براي نگهداري، كمتر از درجه حرارت بتن اختيار شود. اين اختلاف دما نبايد از 10 درجه سلسيوس تجاوز نمايد.
ب:   آبپاشي
انجام اين روش هنگامي مجاز است كه احتمال يخزدگي وجود نداشته باشد. در اين روش، آب توسط آبفشانهايي، مشابه آنچه در آبياري باراني مورد استفاده است، به طور مستمر به سطح بتن پاشيده مي‌شود. در اين روش بايد دقت نمود كه به علت آبپاشي مداوم، سطح بتن تازه دچار فرسايش نشود.
پ:   نگهداري با پوشينه‌هاي مراقبت
پس از اينكه بتن به اندازه كافي سخت شد، سطح آن را به نحوي كه آسيب نبيند با مصالحي نظير خاك، ماسه، خاك اره، كاه، كرباس، حصير، نمد و يا گوني مي‌پوشانند. خاك، خاك اره و ماسه بايد از مواد مضر براي بتن و دانه‌هاي درشت‌تر از 25 ميليمتر عاري باشد. استفاده از خاك اره چوبهايي نظير چوب بلوط كه داراي مقداري جوهر مازو است، مجاز نيست، ضخامت پوشش با اين روشها حداقل 5 سانتيمتر بوده و اين مواد بايد به طور يكنواخت پخش شده و مرتب خيس شوند.
كاه يا علف خيس و مرطوب، بايد در لايه‌اي به ضخامت حداقل 15 سانتيمتر پخش شده و با وسايلي نظير تور سيمي در برابر وزش باد محافظت شوند. گوني و كرباس و وسايل مشابه، بايد قبلاً خوب شسته شوند تا از ايجاد لك روي سطح بتن جلوگيري شود. گونيهاي مصرفي بايد به حد كافي ضخيم بوده و مرتباً مرطوب شوند.
5-8-3-2 عمل آوردن با ايجاد سطوح عايق
در اين روشها بدون استفاده از آب، با ايجاد يك سطح كاملاً نفوذناپذير و عايق، از تبخير سطحي آب بتن جلوگيري مي‌شود. روشهاي مورد توصيه عبارتند از:
الف:  پوشش با كاغذ نفوذناپذير
پس از آنكه بتن به اندازه كافي سخت شد، سطح آن را به نحوي كه آسيب نبيند، كاملاً مرطوب نموده و با كاغذ نفوذناپذير مطابق استاندارد ASTM-C171 مي‌پوشانند. اين كاغذها از دو لايه كاغذ مخصوص مسلح به رشته‌هاي نازك تقويتي ساخته شده كه به وسيله مواد قيري به يكديگر چسبانده مي‌شوند، اين كاغذها به صورت نواري بر روي سطح بتن تثبيت مي‌شوند و هر نوار بايد حداقل 25 ميليمتر روي نوار مجاور را بپوشاند. در هواي گرم بهتر است از كاغذهاي روشن يا سفيد رنگ استفاده شود. اين كاغذها بايد به يكي از روشهاي مورد تأييد دستگاه نظارت به يكديگر، متصل و چسبانده شوند.
ب:   پوشش نايلوني
اين پوششها مانند ورقهاي نازك پلي‌اتيلن مطابق استاندارد ASTM-C171 به ضخامت حداقل

ميليمتر پس از مرطوب كردن سطح بتن مورد استفاده قرار مي‌گيرند. استفاده از اين روش در بتن‌هاي نمايان توصيه نمي‌شود. در هواي گرم از ورقهاي نايلوني سفيد و در هواي سرد از نوع سياه رنگ آن استفاده مي‌شود. ممكن است يك طرف ورق پلي‌اتيلن با كرباس پوشيده شود، به اين ترتيب پوشش مركبي حاصل مي‌شود كه به نگهداري سطح بتن كمك مي‌نمايد.
پ:   تركيبات عمل آورنده
به كار گرفتن تركيبات عمل آورنده بايد مطابق با دستورالعملهاي كارخانه سازنده اين مواد باشد. مشخصات مواد، تجهيزات و روش اجرا بايد قبلاً به تأييد دستگاه نظارت رسيده باشد. اين مواد عموماً به رنگهاي سفيد، خاكستري و سياه مطابق استاندارد ASTM-C509 ساخته مي‌شوند. براي كسب بهترين نتيجه و بازده، بايد بلافاصله بعد از پرداخت نهايي سطح بتن و نيز پيش از آنكه سطح بتن كاملاً خشك شود، مواد عايق به طور يكنواخت و يكدست روي سطح بتن پاشيده شود تا با ايجاد غشائي (فيلم) نازك و غير قابل نفوذ، از تبخير آب سطح بتن جلوگيري شود. بايد هنگام اجرا دقت كامل مبذول شود تا لبه‌ها، گوشه‌ها و ناهمواريهاي سطوح به خوبي به اين مواد آغشته شود. به كار بردن مواد عمل آورنده با دست يا دستگاههاي اسپري تحت فشار 5 تا 7 اتمسفر انجام مي‌شود. چنانچه به كار بردن اين مواد با دست مجاز شناخته شود، پيمانكار بايد با توجه به سطح كار، تعداد كافي كارگر مجرب آماده نمايد تا وقفه‌اي در امر نگهداري بتن حادث نشود.
در پروژه‌هاي بزرگ توصيه مي‌شود كه از دستگاههاي اسپري چرخدار استفاده شود تا مواد عمل آورنده به صورت يكنواخت پخش گردد. هنگام وزش باد شديد بايد دقت شود تا مواد به هدر نرود. براي هر دست، 2/0 تا 25/0 ليتر ماده غشاساز در مترمربع سطح كفايت مي‌نمايد. در مواردي كه دستگاه نظارت دستور اجراي لايه دوم را صادر نمايد، براي اطمينان از پوشش كامل بايد دست دوم در جهت عمود بر روكش اوليه پخش شود. كارايي و بازده اين مواد بر اساس استاندارد ASTM-C156 توسط دستگاه نظارت كنترل خواهد شد.
اين مواد را مي‌توان بلافاصله روي سطوح بتني تازه بدون قالب يا سطوح با قالب‌بندي پس از برداشت قالب به كار برد. بايد توجه نمود كه به كار بردن اين مواد مي‌تواند از پيوستگي ميان بتن تازه و بتن سخت شده و نيز از پيوستگي ساير مصالح ساختماني نظير كاشي و موزائيك به سطح بتن جلوگيري نمايد. لذا در اين موارد استفاده از اين روش براي عمل آوردن و مراقبت بتن مجاز نمي‌باشد.
ت:   مراقبت با اندود قيري
به‌منظور عايقكاري و مراقبت سطوح بتني در مقابل آبهاي حاوي سولفات، پيمانكار بايد تمام سطوح بتني در تماس با اين گونه آبها را طبق دستور دستگاه نظارت عايقكاري نمايد. نوع و مشخصات قير مصرفي بايد قبلاً به تأييد دستگاه نظارت برسد. پس از اجراي سطوح بتني بايد سطح كار كاملاً صاف، بدون گرد و خاك و حفره باشد و سطح كار با دو دست اندود قيري عايق شود. عايقكاري در هواي باراني و دماي كمتر از 5 درجه سلسيوس، مجاز نيست.
5-8-3-3 عمل آوردن با بخار
در مواردي كه كسب مقاومت اوليه در مدت زمان كم از اهميت زيادي برخوردار بوده يا در هواي سرد كه گرماي بيشتري براي تسريع عمل آبگيري سيمان مورد‌نظر است، براي عمل آوردن بتن از بخار استفاده مي‌شود. دو روش براي عمل آوردن با بخار وجود دارد:
ـ عمل آوردن با بخار در فشار اتمسفر
ـ عمل آوردن با بخار تحت فشار زياد
الف:  عمل آوردن با بخار در فشار اتمسفر
اين روش براي سازه‌هاي بتني واقع در محيطهاي بسته يا اعضا و قطعات پيش‌ساخته به كار گرفته مي‌شود. در اين شيوه عمل آوردن، كليه مراحل بايد قبلاً به تأييد دستگاه نظارت برسد. بسته به مشخصات سازه و شرايط محيط، عمل آوردن با رعايت مراحل زير صورت مي‌گيرد:
ـ مرحله اول: ريختن و تراكم بتن در قالب و حفظ آن در هواي آزاد به مدت 2 الي 5 ساعت
ـ مرحله دوم: افزايش دما در خيمه بخار تا رسيدن به دماي حداكثر طي مدت 5/2 ساعت

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

ـ مرحله چهارم: كاهش تدريجي دما از دماي حداكثر به دماي مورد‌نظر در فاصله زماني حدوداً 2 ساعت

مدت زمان و دماي هريك از مراحل چهارگانه فوق‌الذكر با توجه به نوع سازه، نوع بتن و شرايط محيطي، قبل از اجرا بايد به تأييد دستگاه نظارت برسد. دماي مرحله سوم نبايد از 80 درجه سلسيوس و سرعت ازدياد يا كاهش دما در مراحل دوم و چهارم نبايد از 20 درجه سلسيوس در ساعت تجاوز نمايد.
ب:   عمل آوردن در اتوكلاو
براي عمل آوردن سريع بتن و رسيدن به مقاومتهاي مورد‌نظر و قالب‌برداري فوري، استفاده از اين روش معمول بوده و توصيه مي‌شود. درجه حرارت عمل آوردن بين 165 تا 190 درجه سلسيوس و فشار كار در سيستم بخاردهي 5/5 تا 7/11 مگاپاسكال مي‌باشد. از اين روش در ساخت لوله‌هاي بتني و بعضي اعضا و قطعات ساختماني سبك استفاده مي‌شود.
5-8-3-4 مدت مراقبت
مدت مراقبت به عواملي نظير نوع سيمان، مقاومت مورد‌نظر، نسبت سطوح نمايان به حجم، شرايط آب و هوايي به هنگام ساخت و ريختن بتن و نهايتاً شرايط رويارويي بستگي دارد.
نگهداري بتن در محيطي كه باران نبارد، رطوبت زياد نباشد، درجه حرارت كم باشد و بتن در تماس با خاك مرطوب قرار نگيرد، ”نگهداري معمولي“ تلقي مي‌شود. در شرايط معمولي و هنگامي كه دماي محيط كمتر از 10 درجه سلسيوس باشد، براي رسيدن به مقاومتهاي خواسته شده و دوام مطلوب، با توجه به نوع سيمان مصرفي بايد زمان عمل آوردن، حداقل برابر با ارقام زير باشد:
ـ سيمان نوع 1 (سيمان معمولي) 7 روز
ـ سيمان نوع 2                    14 روز
ـ سيمان نوع 3                     3 روز
نوع سازه نيز در تعيين مدت مراقبت دخالت دارد. ارقام زير به عنوان راهنماي اجرا، مورد توصيه مي‌باشد:
الف:

دالها

در دالهاي بتني به علت زياد بودن سطح نسبت به حجم بتن، تبخير سطحي هنگام گيرش اوليه بسيار زياد است. در صورت عدم رعايت اصول صحيح نگهداري، تركهاي ناشي از جمع‌شدگي پلاستيك در سطح بتن ايجاد مي‌شود. هنگامي كه بتن روي بستر خاكي ريخته مي‌شود، براي جلوگيري از جذب آب بتن بايد سطح زير دال قبلاً كوبيده، آماده و آبپاشي شود. مراقبت از بتن بايد مطابق روشهاي مندرج در اين ماده و زير نظر دستگاه نظارت صورت پذيرد.

حداقل زمان مراقبت و عمل آوردن دالها چنانچه متوسط دماي روزانه بالاتر از 5 درجه سانتيگراد باشد، كمترين دو مقدار زير است:

ـ هفت روز

ـ زمان لازم براي كسب (70%) مقاومت فشاري يا خمشي خواسته شده، در حالي كه متوسط دماي روزانه كمتر از 5 درجه سلسيوس باشد، بايد مطابق مندرجات زير بند ”بتن‌ريزي در هواي سرد“، تدابير لازم اتخاذ گردد.
ب:   اعضا و قطعات سازه‌

انواع عمل آوری بتن با روشهای متفاوت
مراقبت و عمل آوردن قطعات سازه‌اي كه به روش درجا ريخته مي‌شوند، مانند ديوارها، ستونها، دالها و تيرها، به جز دالهايي كه روي زمين ريخته مي‌شوند و در قسمت ”الف“ به آنها اشاره شد، با توجه به روشهاي مندرج در اين بخش و زير نظر دستگاه نظارت صورت مي‌پذيرد. براي سطوح قائم يا ساير سطوح قالب‌بندي شده با تأييد قبلي دستگاه نظارت، در صورت نياز، پس از شل نمودن بستهاي قالب و قبل از باز كردن آن مي‌توان سطوح بتن را خيس نمود. در صورتي كه متوسط دماي محيط بالاي 5 درجه سلسيوس باشد، حداقل زمان مراقبت. كمترين دو مقدار زير است:
ـ هفت روز
ـ زمان لازم براي كسب 70 درصد مقاومت فشاري يا خمشي تعيين شده
در صورتي كه دماي محيط كمتر از 5 درجه سلسيوس باشد، بايد نكات مندرج در قسمت ”بتن‌ريزي در هواي سرد“ ملاك عمل قرار گيرد. براي بعضي از سازه‌هاي بتني نظير ستونها كه مقاومت 40 مگاپاسكال يا بيشتر مورد‌نظر مي‌باشد، بايد مراقبت را تا 28 روز يا بيشتر ادامه داد.
پ:   بتن‌هاي پيش‌ساخته
منظور از قطعات پيش‌ساخته، قطعاتي نظير لوله، بلوك، آجر، تير با مقاطع TT,T,U ، ستون، ديوار، پانل و نظاير آن مي‌باشد. در عمل آوردن اين قطعات براي باز كردن سريع قالبها و تخليه كارگاه ساخت، غالباً از روشهاي عمل آوردن تسريع شده استفاده مي‌شود. روش عمل آوردن با توجه به نوع سازه توسط پيمانكار، پيشنهاد و به تصويب دستگاه نظارت مي‌رسد. بعضي از قطعات پيش‌ساخته نظير بلوكهاي سيماني، آجرهاي سيماني و لوله‌ها، بلافاصله بعد از ريختن از قالب جدا مي‌شوند و عمل آوردن آنها در هوا يا استخرهاي آب، بسته به شرايط ادامه مي‌يابد. در بعضي موارد براي قطعات پيش‌ساخته نظير لوله‌ها يا پانلها، قالب‌برداري 12 تا 24 ساعت بعد از بتن‌ريزي انجام مي‌شود.
عمل آوردن اعضاي پيش‌ساخته با بخار تحت فشار جو در دماي 50 تا 85 درجه سلسيوس و در مدت زماني بين 12 تا 72 ساعت صورت مي‌گيرد. چنانچه عمل آوردن با بخار و تحت فشار صورت گيرد، درجه حرارت 165 تا 190 درجه سلسيوس و مدت مراقبت حسب مورد 5 تا 36 ساعت خواهد بود.
ت:   قالبهاي لغزنده قائم

سازه‌هايي نظير سيلوها، بونكرها، منابع و مخازن آب و چاههاي آسانسور با قالبهاي لغزنده قائم ساخته مي‌شوند. عمل آوردن اين سازه‌ها مانند عضوهاي قائم ساختماني و بر اساس مندرجات اين بخش انجام مي‌شود. براي مراقبت از بتن تازه در بيرون سيلو از برزنتهايي كه مرتباً آبپاشي مي‌شود و همراه با سكوي كار حركت مي‌كند، استفاده مي‌شود، چنانچه اين تدابير براي مراقبت از بتن كفايت ننمايد، مي‌توان از چتايي استفاده نمود. استفاده از تركيبات عمل آورنده با تأييد قبلي دستگاه نظارت، پس از عمل‌آوري توسط برزنت، به شرطي كه در رنگ سيلو تغييري حاصل نشود، بلامانع است. با توجه به مسائلي نظير آتش‌سوزي و سمي بودن گازها، استفاده از تركيبات عمل آورنده در داخل سيلو مجاز نمي‌باشد. دماي داخل سيلو در هواي سرد، همواره بايد بيش از 15 درجه سلسيوس باشد. با توجه به روشهاي ساخت سيلو، پيمانكار موظف است براي جلوگيري از بالا رفتن دما، نسبت به تهويه داخل سيلو اقدام نمايد.
ث:   سقفهاي پوسته‌اي

سقفهاي پوسته‌اي نازك بايد با دقت كامل عمل آورده شوند. به علت شرايط خاص اين نوع سازه‌ها و به علت عدم رعايت دستورالعملهاي فني مراقبت از بتن در مراحل اوليه گيرش، امكان بروز تركهاي سطحي در اثر جمع‌شدگي بسيار است. در آب و هواي گرم براي مراقبت و عمل آوردن، روش آبياري باراني و پس از آن پوشاندن سازه با كرباس يا گوني خيس و آبياري مداوم توصيه مي‌شود. در هواي سرد براي جلوگيري از يخ زدن، دستگاه نظارت دستورالعملهاي لازم براي مراقبت از بتن را صادر خواهد نمود. در شرايط آب و هوايي معمولي، 5 تا 20 درجه سلسيوس، عمل آوردن بتن به طور معمول و بر اساس مندرجات اين دستورالعملها انجام مي‌پذيرد.

ادامه مطلب و دانلود انجمن مهندسین ایران عمران