عمل آوری بتن در شرایط محیطی گرم

شرایط و اقدامات لازم برای عمل آوری بتن (کیورینگ) در شرایط محیطی گرم

عمل آوری بتن (کیورینگ بتن) مرحله  بسیار مهمی و به شدت وابسته به شرایط اقلیمی شهر یا استان است، بتن ریزی در شرایط آب و هوایی گرم و خشک یکی از معدود ترین دغدغه های مهندسین و مدیران در خصوص رسیدن به اهداف اجرایی از قبیل کارایی و دوام و قطعا مقاومت مورد نظر می باشد. به همین دلیل درآیین نامه های اجرایی بین المللی و همچنین کشورهای مختلف استانداردهایی جهت تامین حداقل شرایط لازم برای عمل آوردن بتن که شامل مراقبت، محافظت و پروراندن میباشد دیده شده است .عمل آوری بتن به نوعی از عملیاتی گفته می شود که بلافاصله بعد از عملیات بتن ریزی برای حفظ رطوبت و دمای بتن انجام می شود، وجود دمای زیاد بتن و عواملی که باعث تبخیر آب از سطح آن می شود می تواند خسارت بار باشد.

دمای زیاد بتن به تنهایی نیز می تواند به بروز این مشکلات کمک زیادی کند . معمولا وقتی دمای بتن از 32 درجه سانتی گراد در هنگام بتن ریزی بیشتر میشود یا شرایط هوای گرم حاصل می شود . در اینجاست که می توان به اهمیت عمل آوری (کیورینگ کردن) صحیح پی برد و بدین وسیله از افت کیفیت بتن جلوگیری شود. هدف از انجام این مقاله بررسی روشهای مدرن عمل آوری بتن و نگهداری بتن در شرایط آب و هوایی گرم می باشد.

از گذشته بحث عمل آوری بتن (کیورینگ بتن) یکی از مواردی بوده که ذهن سازندگان و طراحان را به خود معطوف داشته و در این زمینه مطالعات و پژوهش های فراوانی نیز در این مورد انجام شده است. هنگام بتن ریزی در هوای گرم مسائل خاصی مطرح می گردد که عمدتا ناشی از تبخیر سریع آب بتن می باشد . تبخیر سریع سریع و شدید آب باعث کاهش کارائی و مقاومت بتن و ایجاد ترک های سطحی در بتن می گردد. هم بتن تازه و هم بتن سخت شده در محیط های اقلیمی گرم و در درجه حرارت بالا بخشی از عملکرد مطلوب و پایایی خود را از دست می دهند، نیاز به آب بیشتر،گیرش سریع و کاهش اسلامپ و کارائی ، افزایش امکان ترک خوردگی ، تبخیر سریع آب سطحی بتن و نیاز به عمل آوری (کیورینگ بتن) سریع از مشکلات بتن تازه در اقلیم گرم است. بدین سبب است که توجه به موضوع عمل آوری بتن تازه برای جلوگیری از بروز خسارات بیشتر در هوای گرم از اهمیت ویژه ای برخوردار است . از طرفی دیگر شرایط محیطی کارگاه و درجه حرارت ورطوبت منطقه ، در نوع عمل آوری بتن (کیورینگ بتن) بسیار تاثیرگذار است.

پس لازم است ضمن اتخاذ تمهیدات ویژه در پروسه کیورینگ بتن  در این مناطق، استفاده از روش های نوین کیورینگ بتن نیز مد نظر قرار گیرد.  کیورینگ بتن در بخش هایی از بتن که در معرض تابش مستقیم نور آفتاب و یا وزش باد است از حساسیت بیشتری برخوردار است، چرا که بعد از بتن ریزی، بر اساس عمومی بتن بخشی از آب بتن ،خود را به سطح خارجی آن رسانده و در آنجا جمع می شود. اگر به علت عمل آوری ناکافی، این مقدار آب از سطح بتن تبخیر شود نسبت آب به سیمان کاهش یافته و این موضوع باعث جمع شدگی بتن و پدیدارشدن ترک در بتن میگردد، این ترک ها به صورت پیوسته در تمام سطح بتن قابل رویت می باشد. در بعضی مواقع عرض ترک ها به چندین میلیمتر رسیده و دارای عمقی نزدیک به ضخامت بتن می باشند که این مساله موجب کاهش مقاومت ،دوام و افت مقاومت در برابرتنش های کششی بتن می گردد. این اتفاق در چند روز اولیه بتن ریزی مشهود تر بوده و از حساسیت بیشتری برخوردار است.

تعریف هوای گرم و شرایط نامطلوب محیطی

گرما سبب تبخیر آب موجود در بتن وتغییر نسبت آب به سیمان در طرح اختلاط می شود که این امر منجر به تسریع درگیرش بتن ،تمایل به جمع شدگی (خزش) و در نهایت کاهش مقاومت و در اصطالح سوختن بتن (نبود رطوبت جهت تکمیل واکنش هیدراسیون) می شود. در این بین مواردی همچون دمای بتن، رطوبت نسبی هوا، سرعت وزش باد، محل اجرای بتن ریزی (در معرض تابش مستقیم آفتاب)، شرایط حمل بتن و شیوه های بتن ریزی عالوه بر هوای گرم می تواند منجر به نامطلوب شدن شرایط محیطی وتشدید خسارت های وارده به بتن گردد، به همین علت در آیین نامه های مختلف استانداردهایی جهت حداکثر دما و موارد دیگر قید شده است در ایران طبق آیین نامه بتن ایران (آبا) دمای محیط هنگام بتن ریزی نباید از38 درجه سیلسیوس بیشتر باشد و برای رسیدن به بتن خوب و پایا عملیات بتن ریزی در دمای 24 تا 38 درجه سلسیوس انجام شود و همچنین هنگام بتن ریزی دمای هیچ قسمت بتن نباید از 3 درجه سلسیوس در بتن معمولی و 15 درجه در بتن حجیم بیشتر باشد.

تاثیر محیط گرم بر بتن

دمای زیاد از لحظه تولید، حمل و اجرای بتن و بعد از آن در سنین مختلف اثرات نامطلوب خود را بر روی بتن خواهدداشت، واکنش هیدراسیون سیمان تقریبا در تمام طول عمر قطعه بتنی به شرط وجود رطوبت انجام خواهد شد گرچه با افزایش سن بتن از سرعت این واکنش نیز کاسته می شود. در اقلیم گرم به دلیل کاهش کارایی در اثر تبخیر در کارگاه ها وتولیدکنندگان با
افزایش مقدار آب نسبت به افزایش این کارایی اقدام می کنند که به شدت در مقاومت نهایی بتن تاثیر منفی دارد،این اثر را به دو شکل میتوان تعریف کرد.

اثرات نامطلوب گرما بر بتن تازه  خمیری:

1. نياز به افزایش W/C ( نسبت آب به سیمان) در طرح اختلاط که منجر به کاهش مقاومت می شود.
2. افزایش سرعت گیرش، عملیات ریختن، تراکم، پرداخت سطح بتن در فاصله زمانی بین تخلیه میکسرهای حمل بتن به دلیل بالا بودن سرعت گیرش زمان کافی نداشته واصطلاحا درز سرد ایجاد می شود که پیوستگی بتن را از بین می برد.
3. افزایش امکان ترک خوردگی خمیری به دلیل تبخیر زیاد و جمع شدگی بیش از حد در اثر تبخیر
4. کاهش مقاومت به دلیل عدم تشکیل یکنواخت ژلH-S-C
5. افزایش نفوذپذیری و کاهش پایایی
6. ایجاد اشکال در روند عملکرد مواد حباب زا و ضرورت افزایش مقدار مصرفی به نحوی که حباب های هوا بزرگ شده و با گذشت زمان می ترکند و اعمال تاثیر مثبت خود را در بتن سخت شده از دست می دهند.
7. ظاهر نامطلوب بتن و عدم امکان پرداخت سطح

اثرات نامطلوب گرما بر بتن سخت شده

1. افزایش تمایل به جمع شدگی و ایجاد ترک های حرارتی
2. کاهش دوام بتن در برابر شرایط محیطی نامناسب مثل حمله سولفات ها و حمله یون کلر وسایش وفرسایش
3. ایجاد خوردگی سریعتر میلگردها به دلیل افزایش نفوذپذیری بتن و یا ایجاد درز سرد
4. ظاهر نامطلوب به دلیل تغییر رنگ به علت تفاوت در آهنگ آبگیری
5. کاهش مقاومت نهایی به دلیل مشکالت اجرایی (افزایش بی دلیل نسبت آب به سیمان) و همچنین ترک خوردن بتن در اثر تبخیر آب ، به طور کلی بتن در شرایط گرم در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما در مقاومت 23 روزه به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن در شرایط عادی خواهد داشت.

تعریف عمل آوری (کیورینگ بتن)

عمل آوری فرایندی است که طی آن از افت رطوبت بتن جلوگیری و دمای بتن در وضعیت رضایت بخشی بر طبق آیین نامه ها حفظ شود، کیورینگ بتن باید بلافاصله پس از تراکم بتن آغاز شود تا بتن را گزند عوامل زیان بار محافظت نماید. عمل آوردن از مفاهیم سه گانه زیر حاصل می شود. 
مراقبت به مجموعه عواملی که باعث می شود سیمان موجود در بتن به مدت کافی مرطوب نگه داشته شود به طوری که حداکثر میزان آبگیری آن چه در لایه های سطحی دانه ها و چه در حجم آنها صورت پذیرد. 
محافظت به مجموعه عواملی که مانع اثر نامطلوب بیرونی مثل لرزش و ضربه بر روی بتن جوان شود.
پروراندن ،تسریع در گرفتن و سخت شدن آن به کمک حرارت.
 به طور کلی بعد عملیات بتن ریزی به کلیه عملیاتی که در جهت ممانعت و یا کاهش اثرات نامطلوب باشد را عمل آوری (کیورینگ بتن) می گویند.

کیورینگ و نگهداری و لزوم حفظ آب بتن

عمل آوردن در خصوصیات بتن سخت شده مانند مقاومت فشاری، دوام، مقاومت سایشی و مقاومت در برابر یخبندان تاثیر قابل ملاحظه ای دارد. در چند روز اول پس از بتن ریزی، هیدراتاسیون نسبتا سریع است. بنابراین حفظ آب بتن در طول این زمان بسیار با اهمیت است. هنگامی که عمل آوردن متوقف شود، کسب مقاومت بتن برای مدت کوتاهی ادامه می یابد ولی پس از انکه درجه اشباع حفره های مویینه داخل بتن به 80 درصد می رسد ،کسب مقاومت بتن متوقف می گردد.

ضوابط و مقررات کنترل کیفی و حداقل مدت زمان عمل آوری

در مورد ضوابط ومدت زمان عمل آوری بتن نیز در آیین نامه های مختلف کشورها استانداردهایی تعریف شده است که روش های مختلف عمل آوری در استاندارد ACI308 و 306 RACI اشاره شده است و به عنوان یک مرجع بین المللی مورد استفاده قرار می گیرد. در ایران در فصل هفتم آیین نامه بتن ایران به کلیات عمل آوری اشاره شده است. در ایران مدت زمان عمل آوری در شرایط نگه داری معمولی در شرایطی که باران نبارد و رطوبت زیاد نباشد در بتن ریزی های عادی جهت سیمان تیپ7،1روز،سیمان تیپ 14،2روز و سیمان تیپ3،3روز می باشد. البته در قطعات خاص سازه ای مثل دال ها و اعضا و قطعات سازه ای کمترین مقدار بین7روز و یا زمان الزم برای کسب70 %مقاومت فشاری یا خمشی تعیین شده باشد. 

روش های کیورینگ بتن در مناطق گرمسیری ایران :

روش غرقاب کردن که روی بتن به ضخامت 2 سانتی متر از آب پوشیده می شود.

روش آب پاشی روی سطح بتن

روش آب پاشی و نگهداری با پوشینه های مراقبت نظیر ماسه، اره، کاه، حصیر یا گونی

عمل آوری با ایجاد سطوح عایق و مواد شیمیایی :

پوشش یا کاغذ نفوذ ناپذیر: باید الزامات استاندارد c171 Astm رعایت شود، که این کاغذها از دو الیه کاغذ مخصوص مسلح که با رشته های نازک تقویتی ساخته شده و به وسیله مواد قیری به هم چسبانده شده اند و به صورت نواری روی سطح بتن قرار می گیرند و باید همپوشانی حداقل 21 میلیمتر رعایت شود.

پوشش نایلونی: پوشش نازک پلی اتیلن که طبق استانداردc171 Astm می باشد و ضخامت آن حداقل 1.0 میلیمتر باشد .

مواد افزودنی شیمیایی عمل آورنده به صورت غشا نفوذ ناپذیر، این افزودنی ها معموال به صورت مایع می باشد و باید الزامات استاندارد Astm C309 و  Aashto148-9 را تامین نماید و زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که بتن هنوز به گیرش نهایی خود نرسیده (سنین اولیه) و نمی توان به طور مستقیم از آب استفاده کرد و همچنین استفاده از روکش پلاستیکی باعث آسیب دیدن سطح بتن می شود. این مایع به صورت غشا بر سطح بتن اسپری می شود و می تواند تا 80 % رطوبت نسبی بتن را بعد از 7 روز حفظ کند البته جهت عمل آوری بهتر می توان بعد از اجرای غشا با یک الیه گونی خیس نیز مراقبت شود.

چگونگی عملكرد ماده کیورینگ بتن

ماده کیورینگ پس از اجرا یا تشکیل فیلم بسیار نازکی روی سطح بتن عالوه بر انعکاس بخش عمده ای از تابش نور خورشید و جلوگیری از باالرفتن دمای سطح ،از تبخیر آب بتن جلوگیری نموده و با حفظ رطوبت داخلی بتن، واکنش هیدراتاسیون در شرایط خوبی پیشرفت می نماید. باید توجه داشته باشیم ماده کیورینگ بلافاصله پس از اتمام بتن ریزی و تسطیح یا پس از بازنمودن قالب ها روی مقاطع بتنی اجرا شود و در صورتیکه این کار به واسطه احجام عملیات اجرایی انجام نگرددالزم است ابتدا مقاطع را با استفاده از آب شیرین مرطوب نموده ،سپس ماده کیورینگ را روی سطح اجرا نماییم. در صورتیکه سازه بتنی در شرایط محیطی گرم یا در معرض تابش شدید نور خورشید یا وزش باد قرار گیرد الزم است ماده کیورینگ در دو الیه و برای ایجاد فیلمی مقام تر و ضخیم تر اجرا شود تا در اثر تبخیر آب در مغزه بتن و رسیدن آن به سطح، مقاومت فیلم کیورینگ برای حفظ این آب در بتن زیادتر گردد.

موارد کاربرد ماده کیورینگ مایع:

• بتن ریزی در سطح وسیع 
• کانال های بتنی آب و منابع آب 
• بتن ریزی دربرابر آفتاب ، باد ، هوای گرم و مناطق خشک 
• انواع عملیات بتنی پیش ساخته و درجا 
• رویه سازی بتنی باند فرودگاه و راهها 
• اجرای بتن در مناطقی که امکان آب پاشی و مرطوب نگه داشتن بتن محدود می باشد

نكات اجرایی در خصوص کیورینگ بتن با مواد کیورینگ مایع

این ماده را می توان در تمام بتن ریزی های وسیع مانند کانال های آب ،محوطه و کف سالن ها به کار برد . استفاده از آن در محل هایی که بتن در معرض تابش آفتاب یا باد قرار دارد و باعث تبخیر سریع آب بتن می گردد به خصوص مناطق گرمسیر ایران توصیه می گردد عمل آورنده بتن در سطوح متخلخل بهتر است در دو مرحله پاشیده شود. بعد از اسپری نمودن این ماده عمل آورنده روی سطح بتن هیچ تمهیدات دیگری مثل استفاده از گونی خیس و یا آب پاشی و کار دیگری لازم نیست و باید از هر نوع عملیاتی که باعث آسیب دیدگی بتن می گردد مثل راه رفتن روی بتن تا خشک شدن کامل سطح بتن اسپری شده جلوگیری شود.

در مناطق گرمسیر یا بتن ریزی های حجیم لازم است ضخامت فیلم ماده کیورینگ روی سطح برای مقاومت در برابر فشار تبخیر آب بتن بیشتر باشد لذا پاشش کیورینگ روی سطح طی دو مرحله و با فواصل حدود نیم ساعت الی یک ساعت انجام می پذیرد.

مزایای استفاده از کیورینگ شیمیایی:

• ایجاد فیلم غیر چرب روی سطح بتن 
• جلوگیری از تبخیر سریع و زودهنگام آب بتن 
• دم نیاز به آب پاشی مداوم و مرطوب نگه اشتن بتن 
• محبوس نمودن آب اختلاط بتن برای پیشرفت واکنش هیدراتاسیون 
• جلوگیری از انقباض و ترک های ناشی از تبخیر سریع بتن 
• کاهش نفوذپذیری سطحی بتن 
• صرفه جویی در هزینه با توجه به کاهش عملیات مراقبت و نگهداری مستمر بتن و کاهش وسایل پوششی
•  صرفه جویی در مصرف آب

عمل آوری با بخار در فشار اتمسفر

این روش معمولا جهت قطعات پیش ساخته اجرا می شود، به این صورت که قطعات در زیر خیمه غیر قابل نفوذی قرار می گیرند و با افزایش دما و تولید بخار دمای خیمه حفظ می شود و پس از آن به صورت تدریجی دما پایین می آید . همچنین عمل آوری با بخار تحت فشار زیاد برای عمل آوری سریع بتن و رسیدن به مقاومت های مورد نظر و قالب برداری فوری مورد استفاده قرار می گیرد.

مقایسه اجرای عمل آوری سنتی و مدرن : در ارزیابی اجرایی انجام شده و تحقیقات میدانی چنین به نظر می رسد در خصوص عمل آوری سطح صاف مانند سقف، انجام عمل آوری به روش شیمیایی نسبت به روش کیورینگ سنتی بهتر بوده و نیاز به نیروی اجرایی و وسایل خاصی نمی باشد. اما عمل آوری در بعضی موارد خاص مثل کانال آبیاری به روش مدرن از نظر اجرایی بسیار مناسب تر خواهد بود زیرا بدنه کانال که دارای سطح مایل می باشد به روش سنتی روش درستی نبوده و عمل آوری به شکل درستی انجام نمی پذیرد و عمل آوری به روش مدرن (کیورینگ شیمیایی) مناسب تر است.

نتیجه گیری : عمل آوری در مناطق گرمسیری از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است و الزم است که با اشاعه و آموزش این کار با استفاده از مواد عمل آورنده ،روش های سنتی همچون استفاده از آب و روش گونی خیس و .. به مرور کمرنگ شود . شرایط امروز مناطق گرمسیر و کمبود شدید آب می طلبد که استفاده از روش های شیمیایی در عمل آوری بتن پر رنگ تر گردد. همچنین با توجه به اینکه سازه های بتنی در کشور ما یکی از سازه های پرکاربرد در زمینه های مختلف عمران می باشد ،لذا اهمیت به بحث اجرای صحیح و به خصوص عمل آوری بتن(کیورینگ بتن آرپوم) که یکی از از مراحل پر اهمیت در شکل گیری و به وجود آمدن یک سازه بتنی مقاوم می باشد بسیار الزم و ضروری است.

اما این در حالی است که در بسیاری از کارگاه ها عمل آوری به شکل اصولی و مدرن انجام نمی گیرد که می بایست با دیدی کارشناسی، توجه سازندگان و تولید کنندگان را به بهترین و اقتصادی ترین روش عمل آوری جلب کرد. با عنایت به اینکه قیمت تمام شده جهت یکبار عمل آوری به روش آبپاشی سنتی کمترین مقدار ریالی را دارد ولی نیاز به تکرار بیشتر درطول مدت عمل آوری باعث می شود که هزینه تمام شده باال برود، لذا استفاده از عمل آوری با مواد افزودنی نوین می تواند هم از لحاظ مشکلات اجرایی نسبت به روشهای سنتی و هم از لحاظ اقتصادی منافع زیادی را حفظ نماید، حال آن که این روش در سطوح شیبدار و اسکلت ها که بعضی از روش های عمل آوری کارایی خود را از دست می دهند، می تواند بهترین عملکرد را داشته باشد.

آراسته پوشش مهیا

شرکت آراسته پوشش مهیا (بتن آرپوم) شامل گروه بازرگانی و تولیدی می باشدکه سالها مطابق با تکنولوژی روز دنیا در تولید کلیه افزودنی های شیمیایی بتن  و ساختمان توانسته است گامی در جهت ارتقاء و پیش روی این صنعت بر دارد.
افتخار دارد که با توجه به انجام پروژه های مشابه به صورت مطلوب ، امکانی مناسب جهت همکاری و مشاوره فی مابین را فراهم سازد. امید است که شما  پس از مطالعه این مقاله ما را از نظریات خود مطلع ساخته تا در بستری از مفاهمه فنی فرصت برای همکاری مشترک بوجود آید.
شرکت بتن آرپوم با ارائه محصولات با کیفیت و با کارشناسان فنی و خبره خود می تواند شما را در تمامی مراحل پروژه یاری برساند.برای مشاوره رایگان با کارشناسان ما تماس بگیرید.