عمل آوری بتن فرآیند حفظ رطوبت کافی در بتن در محدوده دمایی مناسب به منظور کمک به هیدراتاسیون سیمان در سنین اولیه است.
هیدراتاسیون واکنش شیمیایی بین سیمان و آب است که منجر به تشکیل مواد شیمیایی مختلف می شود که به گیرش و سخت شدن کمک می کند.
برخی از عوامل موثر بر فرآیند هیدراتاسیون عبارتند از: دمای اولیه بتن، دمای هوای محیط، ابعاد بتن و طرح اختلاط. بنابراین، برای موفقیت این فرآیند، بتن درجا باید دارای رطوبت کافی و دمایی باشد که به نفع این واکنش شیمیایی با سرعت سریع و مداوم باشد.
مؤسسه بتن آمریکا (ACI) حداقل دوره پخت مربوط به دستیابی به 70 درصد مقاومت فشاری بتن را توصیه می کند. مشخصات می گوید که این می تواند پس از هفت روز درمان اتفاق بیفتد.
با این حال، زمانی که بتن در دماهای بالاتر عمل می کند یا از مواد افزودنی خاصی در مخلوط بتن استفاده می شود، می توان به سرعت به مقاومت 70% رسید. به طور مشابه، زمانی که بتن یا دمای محیط کمتر است، ممکن است زمان بیشتری برای عمل آوری مورد نیاز باشد.
به طور معمول، دمای عمل آوری ایده آل 20 درجه فارنهایت یا 68 درجه فارنهایت است.
توجه: برای تولید بتن آماده با کیفیت عالی، مواد آن باید بهدرستی و کامل محاسبه شوند که این کار توسط روش دقیق ترکیب بتن وبچینگ بتن امکانپذیر است.
کنترل دقیق رطوبت و دمای بتن در محل شما در حین عمل آوری بخش مهمی از کنترل کیفیت و تضمین کیفیت سازه بتنی شما است. تکنیک های عمل آوری مناسب از خشک شدن، انقباض و/یا ترک خوردن بتن درجا جلوگیری می کند. این در نهایت بر عملکرد ساختار شما، به ویژه در ناحیه پوشش تأثیر می گذارد.
عمل آوری بتن باید به محض قرار گرفتن انجام شود. همچنین ضروری است که نظارت بر شرایط عمل آوری بتن به مدت هفت روز به طور مداوم انجام شود. اگر آب قبل از اینکه به حداکثر مقاومت خود برسد از بتن تبخیر شود، برای هیدراته شدن کامل سیمان و دستیابی به حداکثر مقاومت فشاری بتن، مقدار کافی باقی نخواهد ماند.
این امر به ویژه در شرایط آب و هوایی شدید صادق است زیرا عوامل محیطی مختلف می توانند بر روی دال بتنی تأثیر بگذارند. بنابراین، توسعه مقاومت بتن شما می تواند به خطر بیفتد.
زمان مناسب عمل آوری بتن به عوامل مختلفی بستگی دارد. مانند دما، میزان تبخیر، میزان رطوبت موجود در هوا و غیره.
طبق ACI-308، سه مرحله عمل آوری بتن باید انجام شود.
به این فرآیند خونریزی بتن نیز می گویند.
پس از قرار دادن بتن، آب از بتن شروع به خونریزی کرده و از منافذ آن بالا میآید. پس از بالا آمدن آب، تبخیر صورت می گیرد و آب در اثر تبخیر شروع به ناپدید شدن از سطح می کند.
خونریزی بتن به عوامل زیادی مانند ضخامت، طول، دما و … بستگی دارد. بنابراین برای کاهش هدررفت آب و جلوگیری از انقباض، عمل آوری اولیه بتن مورد نیاز است. برای این فرآیند می توان از کاهش دهنده های تبخیر استفاده کرد.
این فرآیند زمانی انجام می شود که کار تکمیل قبل از گیرش نهایی سیمان به پایان برسد. زیرا آب نقش مهمی در مقاومت بتن دارد.
پس از گیرش نهایی بتن باید عمل آوری شود تا بتوان از هدر رفتن آب بیشتر و افزایش مقاومت بتن جلوگیری کرد.
آب و هوا : دما، رطوبت، بارندگی، و غیره در آب و هوای خشک یا خشک، بتن به شدت مستعد تبخیر و خشک شدن است!
افزودنیهای بتن : کندکنندهها، کاهشدهندههای آب، شتابدهندهها، واردکنندههای هوا، کاهشدهندههای انقباض و فوق روانکنندهها.
روش های پخت را می توان به سه روش اصلی طبقه بندی کرد:
روش اضافه کردن آب
روش نگهداری آب
روش کنترل دما
افزودن آب به عنوان بهترین روش عمل آوری بتن در نظر گرفته می شود زیرا تمام الزامات عمل آوری – جذب گرمای هیدراتاسیون، افزایش هیدراتاسیون و رفع انقباض را برآورده می کند. عمل آوری آب با افزودن آب به سطح بتن برای اطمینان از مرطوب نگه داشتن مداوم آن انجام می شود.
آب مورد استفاده برای این منظور نباید بیش از 5 درجه سانتیگراد خنک تر از سطح بتن باشد. پاشش بتن گرم با آب سرد ممکن است منجر به “شوک حرارتی” شود که ممکن است به ترک خوردگی کمک کند.
عمل آوری با آب می تواند به روش های زیر انجام شود:
سمپاشی یا مه پاشی
حوض اب
پوشش مرطوب
غوطه وری
این روش تقریباً برای همه انواع ساخت و ساز در اکثر شرایط ایده آل است. دیوارهای درازکش عمودی، سطوح گچ بری شده، ستون های بتنی و … با پاشیدن آب خشک می شوند. این شامل پاشش آب با کمک لوله های خانه متصل به خطوط اصلی تامین آب است. اما در سازه های بلند، پاشش آب در سطوح بالا ممکن است کار در طبقات پایین را مختل کند.
حوض یک شکل سریع، ارزان و مؤثر برای پخت زمانی است که مواد خوب (به عنوان مثال خاک رسی)، تامین آب وجود داشته باشد و “حوض” در عملیات بعدی ساختمان تداخل نداشته باشد.
در این روش دال های روسازی، دال های سقف و … با ساخت حوض های کوچک در زیر آب نگهداری می شوند. این روش متداول بعدی برای پخت بتن است که برای سطوح افقی مانند جاده ها، کف ها و دال ها مناسب است.
حوضچه های کوچکی به عمق بیش از 5 سانتی متر بر روی سطح با بالا بردن موانع موقت ساخته می شوند.
این حوضچه ها برای چند روز پر از آب نگه داشته می شوند. در هوای گرم، حمام کردن روش ایده آلی برای پخت بتن است. این مزیت افزوده کمک به حفظ دمای یکنواخت در سطح دال است.
در برخی موارد، پوششهای مرطوب مانند کیسههای تفنگی مرطوب، حصیر جوت و کاه برای مرطوب نگه داشتن بتن روی سطح عمودی پیچیده میشوند.
برای سطوح افقی، خاک اره، خاک یا ماسه به عنوان پوشش مرطوب استفاده می شود تا بتن را برای مدت طولانی تری در شرایط مرطوب نگه دارد.
روش دیگر مناسب برای سطوح مسطح، ستونی و عمودی (پس از برداشتن قالب) پوشاندن سطح با نی، کرفس، هسین یا جوت آغشته به آب است. اینها برای تمام دوره درمان مرطوب نگه داشته می شوند.
پارچه ها به ویژه در سطوح عمودی مفید هستند زیرا به توزیع یکنواخت آب بر روی سطح کمک می کنند و حتی در جاهایی که با آن تماس ندارند، از تبخیر سطح از داخل بتن جلوگیری می کنند و آب اضافی مورد نیاز برای هیدراتاسیون را تامین می کنند.
اقلام بتنی پیش ساخته معمولاً برای مدت معینی در مخازن عمل آوری غوطه ور می شوند.
این ممکن است به طور کلی به عنوان روش شیمیایی پخت بتن توصیف شود.
در این روش چند ترکیب شیمیایی مناسب محلول در حلال ها روی بتن تازه پاشیده می شود تا عمل آوری شود. حلال تبخیر می شود و یک لایه نازک از ترکیب شیمیایی که روی سطح بتن پخش شده است، باقی می گذارد.
بنابراین، اگر در زمان تهیه بتن به اندازه کافی آب اضافه شده باشد، بدون افزودن آب زیاد، به خوبی گیر می کند و سفت می شود. لایه ضخیم ترکیب شیمیایی پس از مدتی (2-4 هفته) شروع به کنده شدن می کند و بتن درست شده را پشت سر می گذارد. اکثر ترکیبات پخت از انواع مختلفی از رزین ها تشکیل شده اند.
عیب عمده این روش این است که بتن ریزی فندانسیون مداوم امکان پذیر نیست. سطح پخت شده با یک لایه جدید محکم نمی شود مگر اینکه ماده شیمیایی به طور کامل از آن جدا شود.
با این حال، در سطوح صاف با ضخامت واحد، روش غشایی به طور گسترده استفاده می شود.
توسعه مقاومت بتن نه تنها تابع زمان بلکه تابع دما نیز می باشد.
هنگامی که بتن در معرض دمای بالاتر قرار می گیرد، فرآیند هیدراتاسیون را تسریع می کند که منجر به توسعه سریعتر مقاومت می شود.
قرار گرفتن بتن در معرض دمای بالاتر به روش های زیر انجام می شود:
1. پخت با بخار در دمای معمولی
2. پخت با بخار در دمای بالا
3. پخت توسط اشعه مادون قرمز
4. پخت الکتریکی
این روش بیشتر برای عناصر بتنی پیش ساخته استفاده می شود. استفاده از بخار در ساخت و ساز کار دشواری خواهد بود. برای عمل آوری با بخار، عناصر بتنی در یک محفظه ذخیره می شوند. محفظه باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند یک روز تولید را نگه دارد.
در محفظه بسته است و بخار به طور مداوم یا متناوب وارد می شود. هیدراتاسیون تسریع شده در این دمای بالاتر صورت می گیرد و بتن در حدود 3 روز به مقاومت 28 روزه می رسد.
در کارخانجات بزرگ پیش ساخته دارای ترتیبات پخت تونل هستند. با این حال، بتن در معرض دمای بالاتر در دوره اولیه هیدراتاسیون، در مراحل بعدی مقداری از مقاومت خود را از دست می دهد.
بتن بسیار تازه نباید به طور ناگهانی در معرض دمای بالا قرار گیرد. یک دوره تاخیر مشخص پس از ریخته گری بتن مطلوب است.
بر خلاف پخت معمولی با بخار، این عمل آوری در یک محفظه بسته انجام می شود. بخار فوق گرم در دمای بالا و فشار بالا به بتن اعمال می شود. به این فرآیند “اتوکلاوینگ” نیز می گویند.
مزایای زیر از این فرآیند ناشی می شود:
آ. در یک روز یا کمتر، بتن استحکامی را ایجاد می کند که معمولاً بتن پخته شده را در بیست و هشت روز به دست می آورد. همچنین در مراحل بعدی قدرت خود را از دست نمی دهد.
ب. این بتن در برابر حمله سولفات، عمل انجماد و ذوب و عمل شیمیایی مقاومت بالاتری از خود نشان می دهد.
ج. بتن عمل آوری شده با بخار فشار بالا انقباض خشک شدن و حرکت رطوبت کمتری را نشان می دهد.
عمل آوری بتن توسط اشعه مادون قرمز در مناطق آب و هوایی بسیار سرد روسیه انجام شده است.
روش دیگر عمل آوری بتن که بیشتر در مناطق آب و هوایی بسیار سرد کاربرد دارد، استفاده از برق است. این روش به دلایل اقتصادی احتمالاً در دماهای معمولی کاربرد زیادی پیدا نمی کند.
دوام بتن به عنوان توانایی مقاومت در برابر عوامل هوازدگی (شیمیایی یا فیزیکی)، حمله شیمیایی، سایش یا هر فرآیند دیگر فرسودگی تعریف می شود.
• دوام ظرفیت تحمل سایش و پارگی قابل توجه برای مدت زمان طولانی است.
• این توانایی عملکرد رضایت بخش در هر شرایط مواجهه ای است که در یک دوره زمانی طولانی در معرض آن قرار می گیرد.
• عواملی مانند مواد تشکیل دهنده بتن، تناسب مخلوط بتن، و روش های قرار دادن و عمل آوری، همگی بر دوام نهایی و طول عمر سازه بتنی تأثیر می گذارند.
هرچه ساختار دوام بیشتری داشته باشد، ماندگاری بیشتری خواهد داشت. بنابراین، هر کس دارایی خود را دوست دارد و می خواهد تا زمانی که ممکن است بماند. در مورد ساختمان باید ایمن و همچنین با توجه به دوام ساختمان مقرون به صرفه باشد.
عوامل موثر بر دوام بتن
1. مخلوط همگن
2. فشرده سازی
3. پخت
4. نسبت آب سیمان
5. نسبت مخلوط
6. استفاده از آب شیرین
7. اندازه سنگدانه
8. کیفیت سیمان
بتن باید کاملاً مخلوط شود تا یک مخلوط همگن تشکیل شود. اگر کاملاً مخلوط نشود، تمام مواد مخلوط مانند سیمان، ماسه و سنگدانه نمی توانند با هم تماس داشته باشند و استحکام لازم را به دست نمی آورند.
می توان آن را با کمک مخلوطی از حدود 15 تا 25 چرخش مخلوط با ظرفیت محدود گلدان های مخلوط انجام داد. اگر بتن به صورت دستی با دست مخلوط می شود، باید با هم زدن تمام گرادیان به بالا و پایین برای بیش از 10 بار مخلوط شود.
فشرده سازی بتن برای جلوگیری از جدا شدن آن بسیار ضروری است. جداسازی فرآیند جداسازی اجزای بتن از یکدیگر است.باید در نظر داشت که بتن باید طبق طرح به کمک دستگاه متراکم یا ویبره لایه به لایه متراکم شود.
فشردگی بیش از حد بتن ممکن است باعث شود که موادی مانند سنگدانه در قسمت بالایی سازه ته نشین شود. این باعث ضعیف شدن بتن در مناطق مختلف می شود.
بنابراین بتن باید به درستی متراکم شود تا از ضعیف شدن آن جلوگیری شود.
مهمترین عامل برای دوام بتن، عمل آوری مناسب سازه بتنی است. فرآیند پخش آب بر روی سازه پس از چند ساعت و در طول دوره هیدراتاسیون به عنوان پخت شناخته می شود.
در طول دوره هیدراتاسیون، بتن استحکام خود را بدست می آورد. بدون عمل آوری، هیچ شانسی وجود ندارد که بتن استحکام کامل خود را بدست آورد.
عمل آوری سیمان دوره زمانی متفاوتی دارد. OPC حداقل به 7 روز برای پخت نیاز دارد در حالی که PPC به حدود 10 روز برای پخت نیاز دارد.
به هوای گرم هم بستگی دارد. اگر هوا گرم باشد، ممکن است زمان عمل آوری بیشتر از نیاز واقعی بتن برای عمل آوری باشد. بنابراین، عمل آوری کافی بتن برای توسعه مقاومت کامل آن مورد نیاز است.
نسبت آب به سیمان نسبت آبی است که در هنگام تهیه سازه بتنی به سیمان اضافه می شود.
باید بسیار عاقلانه نگهداری شود زیرا آب بیشتر باعث خونریزی در بتن می شود و آب کمتر ممکن است باعث جدایی شود. و هر دوی آنها مقاومت بتن را کاهش می دهند.
بنابراین نسبت آب به سیمان با توجه به معیارهای مقاومت و کارایی باید مناسب باشد .
نسبت اختلاط برای تامین مواد تشکیل دهنده سیمان بتن مانند، ماسه و سنگدانه به نسبت ثابت بر اساس معیارهای طراحی است. هر گونه اختلال در نسبت مواد تشکیل دهنده ممکن است دوام مورد نیاز سازه بتنی را کاهش دهد.
بنابراین مخلوط بتن باید به درستی طراحی شود و تمام مواد تشکیل دهنده به نسبت مناسب داشته باشد.
آب مورد استفاده برای اختلاط باید عاری از هرگونه مواد آلی مضر باشد.
وجود مواد آلی ممکن است در داخل با بتن واکنش داده و به مواد مانند فولاد، کیفیت سیمان و غیره آسیب برساند.
سنگدانه شامل بیش از 50 درصد بخش سازه بتنی است. این بدان معنا نیست که برای بتن با مقاومت بالاتر، باید اندازه بزرگتری از سنگدانه تهیه کنیم.
برای به دست آوردن استحکام مناسب و دوام بهتر، سنگدانه باید سخت، بادوام و به درستی درجه بندی شود. برای اکثر کارهای RCC، اندازه 20 میلی متر سنگدانه برای ساخت بتن مناسب است.
مهمترین عنصر سیمان است. سیمان ماده اتصال سازه است بنابراین هیچ سازه ای بدون سیمان نمی توان ساخت.
سیمان مورد استفاده برای کار RCC باید کیفیت خوبی داشته باشد و فقط با وزن اندازه گیری شود و نه حجم.
• بتن مواجهه با آب و هوای بسیار گرم یا سرد ممکن است دوام بتن را کاهش دهد.
• بتن در معرض چندین ضربه یا بارهای ناگهانی ممکن است بر دوام سازه تأثیر بگذارد.
• بتن روبهروی بارهای پیوسته و دورهای مانند پل یا آبچکان ممکن است دوام را کاهش دهد.
• سازه نزدیک منابع آب ممکن است دوام آنها را کاهش دهد.
• کیفیت میله فولادی به کار رفته در آن.
• کیفیت مواد به کار رفته در سازه بتنی.
• شکل سازه بتنی.
• پوشش بتنی در سازه بتنی ارائه می شود.
