مدت زمان خشک شدن بتن یا عمل آوری بتن

استاندارد: آیین نامه بتن ایران (آبا) - جلد دوم، ACI 308R

بتن به‌عنوان یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی، نیازمند فرآیند عمل‌آوری مناسب است تا به مقاومت و دوام موردنظر دست یابد. عمل‌آوری (Curing) فرآیندی است که طی آن رطوبت و دمای بتن در دوره اولیه پس از بتن‌ریزی حفظ می‌شود تا واکنش هیدراتاسیون سیمان به‌خوبی انجام شود. 

دوام، مقاومت و وزن بتن اثراتی هستند که تعیین کننده آن‌ها، واکنش هیدراتاسیون در سیمان است. زمانی که سیمان با آب مخلوط می‌شود این فرایند شروع به انجام شده و به دلیل وجود رطوبت و دمای مناسب، بتن در گذشت زمان خشک می‌شود. یکی از مهمترین نکاتی که برای ساخت سازه‌های بتنی باید به آن توجه داشت، این است که مدت زمان خشک شدن بتن چقدر است و آب دادن به بتن چند ساعت بعد از بتن‌ریزی باید انجام شود که در این مقاله از مجله پی خاک سنگ قصد داریم به‌طور دقیق این موارد را بررسی کنیم. پس با ما همراه باشید.

روش عمل آوری چیست و چگونه می‌توان از طریق آن بتن را مرطوب نگه داشت؟

روش عمل‌آوری و یا کیورینگ (Curing) بتن در واقع همان حفظ رطوبت و دمای مناسب برای بتن تازه است، که  از طریق چند روش می‌توان این کار را انجام داد:

روش اول (غرقاب کردن): محیط اطراف بتن را از طریق ایجاد برکه به‌گونه‌ای تنظیم کنید که آب موجود در اجزای آن در زمان خشک شدن بتن حفظ شود.

روش دوم: می‌توانید سطح بتن را با کاغذ نفوذناپذیر و یا ورقه‌های نایلون بپوشانید تا از کاهش آب موجود در بتن جلوگیری شود.

روش سوم: با استفاده از وسایلی مانند بخار زنده، سیم پیچ‌های گرمازا، حرارت و رطوبت اضافی را برای بتن فراهم کرده تا مدت زمان خشک شدن بتن سرعت پیدا کند.

روش چهارم (پاشیدن آب): مرطوب کردن مداوم سطح با آبپاش در فواصل زمانی مشخص.

روش پنجم (مواد عمل‌آوری شیمیایی): استفاده از ترکیبات خاصی که روی سطح بتن پاشیده می‌شوند و لایه‌ای ضد تبخیر ایجاد می‌کنند.

عمل‌آوری بتن طبق آیین نامه بتن ایران:

طبق آبا عمل آوری بتن به مجموعه ای از اقدامات يا تدابيری گفته می شود كه برای رسيدن به مقاومت و دوام مورد نظر بايد بر روی بتن ريخته شده و متراكم شده، انجام شود. این اقدامات در دو مرحله انجام می شود:

1- مرحله اوليه يا مرحله محافظت

2-مرحله نهايی يا مرحله مراقبت

عمل آوری اوليه مربوط به مرحله ای است كه بتن، سفت نشده است يا مراحل ابتدايی سفت شدن را ميگذراند. در اين مرحله بتن ممكن است تحت اثر آسيبها و اثرات نامطلوب، مانند شسته شدن با جريان آب يا رگبار، خشك شدگی اوليه در اثر وزش باد يا تابش مستقيم آفتاب، یخ زدن سريع در هوای بسيار سرد و لرزش و ضربه ناگهانی قرار گيرد. برای جلوگيری از اين آسيبها بايد تدابير و اقدامات لازم پيشبينی شود.

عمل آوری نهائی مربوط به زمان پس از گيرش بتن و در مرحله سفت شدن است، كه در آن بايد رطوبت سطحی و حداقل دمای لازم برای هيدراته شدن سيمان فراهم شود. این مرحله می تواند به سه روش انجام شود:

1- رطوبت رسانی

2- حفظ رطوبت (عايق رطوبت)

3- ترکیبی از رطوبت رسانی و حفظ رطوبت 

مدت عمل آوری نهائی يا مراقبت بتن به عواملی از جمله نوع مواد سيمانی، آهنگ كسب مقاومت، دمای سطح بتن و هوای مجاور، شرايط محيطی پس از پايان دوره عمل آوری و همچنين اهميت بتن و سازه، به ويژه از نقطه نظر دوام بستگی دارد. نسبت آب به مواد سيمانی، مقدار مواد سيمانی و رده مقاومت مورد نياز بتن از جمله عوامل ديگری است كه می تواند مورد توجه قرار گيرد. حداقل مدت عمل آوری در حالت عادی (تسريع نشده) بايد طبق جدول 7-6 آیین نامه بتن ایران تعيين شود. در مواردی كه دمای سطح بتن در طی اين مدت از  5+ درجه سلسيوس كمتر شود، معادل آن را بايد به مدت عمل آوری افزود.

كفايت عمل آوری وقتی حاصل می شود، كه نسبت ميانگين مقاومت آزمونه های عمل آوری شده در شرايط واقعی كارگاهی در سن مقاومت مشخصه، حداقل 85 درصد  مقاومت ميانگين آزمونه های عمل آوری شده در شرايط استاندارد در همان سن باشد. در مواردی كه اين شرایط برآورده نشود، اگر ميانگين مقاومت آزمونه های عمل آوری شده در شرايط واقعی كارگاهی، حداقل به ميزان 10 درصد بيش از مقاومت مشخصه بتن، در همان سن باشد، مدت و شيوه عمل آوری تأييد می شود.

عوامل اصلی مؤثر بر مدت زمان خشک شدن بتن

• نوع سیمان
• مقاومت
• شرایط آب و هوایی در هنگام ساخت سازه
• نسبت آب به سیمان
• مدت زمان مناسب برای خشک شدن بتن

مهم ترین عامل موثر بر زمان خشک شدن بتن، شرایط آب و هوایی است. دمایی که در زمان عمل آوری برای مقاومت بیشتر بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد از دمایی که در زمان بتن‌ریزی وجود دارد مهم‌تر است. به همین دلیل بتن‌هایی که در هوای گرم و مناطق گرمسیر عمل آوری می‌شوند در ابتدا مقاومت بالایی داشته اما پس از طی شدن زمان خشک شدن بتن، مقاومت آن کاهش پیدا می‌کند؛ در صورتی که بتن‌های عمل آوری شده در هوای سرد از مقاومت بالایی برخوردار هستند. در بتن‌های پیش ساخته نیز از بخار برای سرعت بخشیدن به مقاومت بتن استفاده می‌شود. این بتن‌ها در مقایسه با بتن‌هایی که در دمای معمول آزمایش های بتن ساخته می‌شوند مقاومت پایین‌تری دارند.

به طور کلی مقاومت بتن تاثیر مستقیمی از دما می‌گیرد. به طوری که اگر بتن ریزی در دمای کمتر از ۷ درجه سانتیگراد انجام شود باعث می‌شود که زمان خشک شدن بتن طولانی‌تر شده و اگر در دمای زیر صفر بتن ریزی انجام شود باعث منجمد شدن بتن می‌‌شود. و دماهای بالای ۲۹ درجه باعث زود خشک شدن بتن می‌شوند.

نکته: برخی از معماران در فصل زمستان برای آنکه به زمان خشک شدن بتن سرعت ببخشند از کلرید کلسیم استفاده می‌کنند؛ زیرا باعث ایجاد گرما در داخل بتن می‌شود. در فصل تابستان نیز برای کاهش سرعت خشک شدن بتن، از کندگیر استفاده می‌شود.