انواع روش‌های کیورینگ یا عمل آوری بتن
عمل آوری یا کیورینگ بتن بلافاصله بعد از بتن ریزی آغاز می شود. در عمل کیورینگ بتن، سطح بتن به صورت کنترل شده ای مرطوب می شود و بعد با نگه داشتن دما در یک محدوده معین، عمل متراکم و سخت شدن بتن انجام می شود. در ادامه این مقاله با انواه روش های کیورینگ یا عمل آوری بتن به همراه مدت زمان مورد نیاز آن یاد می گیریم.
متین رستمی منش کیفیت و خصوصیات بتن صرفا به‌عواملی مانند نوع مواد اولیه، نحوه اختلاط و قالب‌گیری بستگی ندارد. از لحظه آغاز فرآیند تولید بتن تا آماده‌سازی آن برای بهره‌برداری، اقدامات گوناگونی انجام می‌شوند که هریک از آنها نقش مهمی در دستیابی به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مد نظر دارد. یکی از این اقدامات مهم، عمل آوری بتن است. از نظر زمانی عمل آوری یا کیورینگ بتن معمولا بعد از بتن‌ریزی آغاز می‌شود. زمان پایان این مرحله کاملا وابسته به شرایط محیطی و خصوصیات مد نظر است. در ادامه هرآنچه باید درباره روش‌های گوناگون عمل آوردن بتن بدانید را بررسی می‌کنیم. دعوت می‌کنیم تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.
سفارش و خرید: قالب فلزی بتن
کیورینگ یا عمل آوری بتن چیست؟
عوامل گوناگونی را می‌توان برشمرد که در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بتن موثر هستند. دما و رطوبت بتن دو مورد از مهم‌ترین فاکتورهایی هستند که باید در این زمینه از آنها یاد کنیم. با کنترل دما و رطوبت قطعات بتنی می‌توان مقاومت و سایر ویژگی‌های آنها را در محدوده مد نظر تنظیم کرد. برای این منظور از فرآیندی تحت عنوان کیورینگ بتن استفاده می‌شود. Curing بلافاصله پس از بتن‌ریزی آغاز می‌شود.
در فرآیند عمل آوری بتن، سطح قطعات بتنی تا حد کنترل شده‌ای مرطوب شده و دمای آنها در محدوده مدنظر حفظ می‌شود. به‌این ترتیب بتن با سرعت مشخصی، متراکم و سخت می‌شود. پایان کیورینگ، زمانی است که خصوصیات مکانیکی مدنظر در بتن حاصل شوند. عمل آوری باعث می‌شود که بتن در برابر عوامل مخرب محیطی مقاومت کند تا به سختی مناسب برسد. به‌طور خلاصه مهم‌ترین اهداف کیورینگ بتن را می‌توان به‌صورت زیر برشمرد:
- جلوگیری از افت رطوبت بتن
- کنترل دمای بتن در محدوده مشخص تا زمان سخت شدن
- تقویت خصوصیات مکانیکی بتن مانند نفوذناپذیری و مقاومت
مطلب مرتبط: روش تولید و ساخت قطعات بتنی پیش ساخته
روش های عمل آوری بتن چیست؟
کیورینگ بتن در روش‌های مختلفی انجام می‌شود. آیین نامه بتن ایران به‌طور مفصل درباره دستورالعمل اجرای هریک از این روش‌ها توضیح داده است. در اینجا به‌معرفی تعدادی از کاربردی‌ترین روش‌های عمل آوری بتن می‌پردازیم.
۱. کیورینگ اولیه
بلافاصله بعد از بتن‌ریزی، فرآیند سخت شدن بتن آغاز می‌شود. باتوجه به شرایط محیطی، بتن از همان ابتدا در معرض آسیب قرار می‌گیرد. از جمله آسیب‌های محیطی که ممکن است در پروژه‌های مختلف حین فرآیند سخت شدن بتن روی دهند، عبارت‌اند از:
- خشک شدن سریع بتن در برابر تابش مستقیم خورشید
- خشک شدن زود هنگام بتن در اثر وزش باد شدید
- یخ زدن بتن در اثر سرمای شدید
- وارد شدن ضربه یا ارتعاش شدید و برهم خوردن ساختار بتن
- شسته شدن بتن در اثر بارش باران
بیشتر بخوانید: بتن پیش تنیده + کاربرد و مزایا
برای جلوگیری از آسیب دیدن بتن، فرآیند عمل آوری اولیه با هدف محافظت از آن انجام می‌گیرد. در کیورینگ اولیه، اقدامات مختلفی انجام می‌شود که از جمله مهم‌ترین آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حفاظت بتن در هوای سرد با مواد عایق‌بندی برای جلوگیری از یخ زدن
- پوشاندن سطح بتن با ورق‌های پلاستیکی برای جلوگیری از تماس با آب باران یا وزش باد
- پوشاندن سطح بتن با مواد پوزولانی مانند دوده سیلیس برای جلوگیری از آب انداختن یا تجمع شیره در سطح بتن
- پاشیدن پرفشار مواد شیمیایی عمل‌آوری غشاساز به سطح بتن برای کاهش تبخیر رطوبت آن و کنترل تاثیر نور خورشید
- مه‌سازی و آب‌پاشی پرفشار در سطح بتن برای حفظ رطوبت آن
- استفاده از دوربند حرارت دیده برای حفاظت از بتن در هوای سرد (پرهزینه)
- بکارگیری افزودنی عمل آوری بتن (محصولی شیمیایی با هدف حفظ رطوبت بتن)
- استفاده از المنت برقی برای کیورینگ بتن به همراه عایق‌بندی حرارتی
- استفاده از بخاری برای حفاظت از بتن در برابر سرما (روش سنتی و قدیمی)
۲. کیورینگ نهایی
وقتی نوبت به عمل آوری نهایی بتن می‌رسد که اصطلاحا بتن گرفته است و دوره سخت شدن را پشت سر می‌گذارد. همان طور که اشاره کردیم، کنترل دما و رطوبت بتن حین سخت شدن، تاثیر زیادی روی خصوصیات نهایی محصول دارد. در این قسمت مجموعه اقداماتی که برای رطوبت رسانی و کنترل دمای سطح بتن انجام می‌شوند را بررسی می‌کنیم.
روش‌های رطوبت رسانی سطح بتن
هرچند اقدامات این دسته تحت عنوان رطوبت‌رسانی شناخته می‌شوند؛ اما بهتر است از عبارت کنترل رطوبت برای این منظور استفاده کنیم. چراکه گاهی اوقات لازم است جلوی افزایش بیش از حد رطوبت بتن را نیز گرفت. روش‌های مختلفی برای این منظور وجود دارند که با توجه به شرایط پروژه می‌توان از آنها برای عمل آوری بتن استفاده کرد.
رطوبت رسانی مستقیم با استفاده از آب به‌صورت بخار یا مایع انجام می‌شود. دمای آب در این روش حداکثر می‌تواند تا ۱۲ درجه کمتر از دمای سطح بتن باشد. اقدامات مختلفی که برای رطوبت‌رسانی مستقیم انجام می‌شوند، عبارت‌اند از:
- غرقاب کردن و غوطه‌ور کردن بتن در آب (مناسب برای قطعات بتنی پیش ساخته)
- ایجاد حوضچه آب روی سطح بتن و زمان دادن برای فرونشست آب درون ساختار آن
- مه‌پاشی پرفشار ذرات آب
- عمل‌آوری با بخار آب (در ادامه بیشتر در این زمینه توضیح می‌دهیم)
سفارش و خرید: جک سقفی
رطوبت رسانی غیرمستقیم نیز در بسیاری از پروژه‌ها برای کیورینگ بتن انتخاب می‌شود. در این روش به زبان ساده از یک ماده واسطه برای کنترل رطوبت سطح بتن استفاده می‌شود. هرچند رطوبت‌رسانی غیرمستقیم راحت‌تر است؛ اما معمولا به دلیل هزینه بالاتر، تنها زمانی به‌سراغ این روش می‌روند که امکان استفاده از راهکارهای مستقیم وجود نداشته باشد. از جمله اقدامات رطوبت‌رسانی غیر مستقیم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پوشاندن سطح بتن با پارچه کنفی خیس (پارچه باید در تمام مدت عمل آوری، خیس باشد و به سطح بتن بچسبد)
- پوشاندن سطح بتن با حصیر طبیعی خیس
- پوشاندن سطح بتن با کاه یا پوشال با ضخامت حداقل ۷۵ میلی متر
- پوشاندن سطح بتن با خاک یا ماسه خیس با ضخامت حداقل ۱۰۰ میلی متر
روش‌های حفظ رطوبت بتن با عایق‌بندی
در کنار رطوبت رسانی حین عمل آوری بتن، جلوگیری از کاهش سطح رطوبت بتن نیز باید در دستور کار قرار بگیرد. دربسیاری از پروژه‌ها، ترکیبی از این دو روش برای کیورینگ بتن استفاده می‌شود. روش‌های رطوبت‌رسانی، برای بتن‌هایی مناسب است که نسبت آب به سیمان در آنها کمتر از ۴۲ درصد است. در شرایطی که نسبت آب به سیمان بالاتر از این عدد است، نیاز به رطوبت رسانی کاهش پیدا می‌کند. بلکه بیشتر جلوگیری از کاهش رطوبت بتن اهمیت دارد. در این حالت نیز مانند کیورینگ اولیه بتن، از اقدامات زیر استفاده می‌شود:
- پوشاندن سطح بتن با ورق‌های نایلونی با پلی اتیلن با ضخامت حداقل ۰.۱ میلی متر
- پوشاندن سطح بتن با مواد شیمیایی غشاساز برای جلوگیری از تبخیر رطوبت و تاثیر منفی نور خورشید
عمل آوری بتن با بخار
اشاره کردیم که در رطوبت‌رسانی مستقیم، می‌توان از روش عمل آوری بتن با بخار استفاده کرد. معمولا دو روش برای این منظور وجود دارند که عبارت‌اند از:
۱. عمل آوردن با بخار در فشار اتمسفر
در این روش از بخار آب در دمای ۶۰ درجه سلسیوس استفاده می‌شود. عملیات کیورینگ بتن با بخار در فشار اتمسفر، صرفا در محیط‌های بسته قابل اجراست. به همین دلیل معمولا عمل آوری قطعات بتنی پیش ساخته به‌سراغ این روش می‌روند. معمولا در بعد از گذشت ۳ ساعت از بتن‌ریزی، عمل‌آوری آغاز می‌شود و تا ۲۴ ساعت ادامه پیدا می‌کند.
مطلب مرتبط: همه چیز در مورد بتن اتوکلاو
۲. عمل آوردن در اتوکلاو
اتوکلاو نام یک دستگاه بخاردهی است. این دستگاه می‌تواند بخار با دما و فشار بسیار بالا تولید کند تا در زمانی کوتاه عملیات بخاردهی برای رطوبت‌رسانی به سطح بتن صورت بگیرد. طولانی بودن زمان بخاردهی، باعث آسیب دیدن قطعات بتنی می‌شود. این دستگاه بخار با حداکثر دمای ۱۸۰ درجه سلسیوس و فشار ۱۲ مگاپاسکال تولید می‌کند. به‌این ترتیب در عرض چند ساعت، فرآیند رطوبت‌رسانی با بخار در محیط بسته انجام می‌پذیرد.
حداقل زمان عمل آوری بتن چقدر است؟
تعیین حداقل زمان عمل آوری بتن کار ساده‌ای نیست. نوع سیمان، شرایط محیطی و دمای کیورینگ، در مدت زمان عمل آوری تاثیرگذار هستند. مطابق استاندارد موسسه بتن آمریکا (ACI)، کیورینگ بتن باید تا زمان دستیابی به ۷۰ درصد مقاومت فشاری اسمی مد نظر در بتن ادامه پیدا کند.
در این زمینه شرایط محیطی در محل عمل آوری را به سه دسته اصلی تقسیم می‌کنند:
- خوب: رطوبت نسبی بیش از ۸۰ درصد و محیط محافظت شده در برابر آفتاب و باد مستقیم
- ضعیف: رطوبت نسبی کمتر از ۵۰ درصد و محیط محافظت شده در برابر آفتاب و باد مستقیم
- متوسط: شرایط بین وضعیت خوب و ضعیف
البته خیلی به‌ندرت پیش می‌آید که شرایط خوب در یک پروژه برقرار باشد. در حالت استاندارد دمای عمل آوری بتن را باید با اندازه‌گیری دمای سطح بتن انجام داد؛ اما در برخی پروژه‌ها نیز با کمی اختلاف دمای سطح بتن را معادل دمای هوا در نظر می‌گیرند. مدت زمان کیورینگ را با توجه به نکاتی که تا اینجا ذکر کردیم، می‌توانید در جدول زیر مشاهده کنید.
| نوع سیمان | شرایط محیطی | دمای سطح بتن ۵ تا ۱۰ درجه سلسیوس | دمای سطح بتن ۱۱ تا ۲۰ درجه سلسیوس | دمای سطح بتن بیش از ۲۰ درجه سلسیوس |
| نوع ۱، ۲، ۳ و ۵ | متوسط | ۴ روز | ۳ روز | ۲ روز |
| ضعیف | ۶ روز | ۴ روز | ۳ روز | |
| سیمان‌های به جز نوع ۱، ۲، ۳ و ۵ سیمان‌های حاوی مواد پوزولانی و روباره‌ای | متوسط | ۶ روز | ۴ روز | ۳ روز |
| ضعیف | ۱۰ روز | ۷ روز | ۵ روز | |
| همه سیمان‌ها | خوب | بدون نیاز به عمل آوری | ||
اگر دمای سطح بتن در مدت زمان عمل آوری به کمتر از ۵ درجه سلسیوس برسد، باید معادل تعداد روزهای ذکر شده در جدول به زمان کیورینگ اضافه کنید. همچنین در شرایطی که دمای سطح بتن بالاتر از ۳۰ درجه سلسیوس باشد، می‌توان مدت زمان عمل آوری را کاهش داد.
کلام پایانی
در این مطلب روش‌های مختلف عمل آوری بتن را بررسی کردیم. انجام دقیق کیورینگ بتن باعث می‌شود که قطعات بتنی به خصوصیات مکانیکی مد نظر دست پیدا کنند. ضمن اینکه دوام بتن در شرایط محیطی مختلف تا حد زیادی ارتقا پیدا می‌کند. جالب است بدانید که آزمایش‌ها نشان می‌دهند بتن عمل آوری شده چیزی در حدود ۵۰ درصد مقاومت بیشتری در برابر بارهای وارده از خود نشان می‌دهد. البته مشروط بر آنکه تمام نکات فنی و دستورالعمل‌ها در این فرآیند به‌دقت رعایت شوند.
