به مجموعه اقداماتی كه به پیشرفت جدی هیدراسیون، با بکارگیری رطوبت و دمای مناسب در بتن برای مدت زمانی پس از پایان عملیات بتن‌ریزی كمك می‌كند تا خصوصیات موردنظر ایجاد شود، عمل‌آوری گفته می‌شود.
مقاومت و دوام بتن تنها در صورتی تأمین می‌شود كه به خوبی عمل‌آوری شده باشد. برای این منظور تنها تأمین رطوبت و دمای مناسب لازم است. عمل آوردن متشکل از محافظت, مراقبت و پروراندن می‌باشد. محافظت, جلوگیری از اثر نامطلوب عوامل خارجی و مراقبت به مجموعه تدابیر برای حفظ رطوبت به منظور رسیدن به حداکثر میزان آبگیری گفته می‌شود، و پروراندن, سرعت بخشیدن به گرفتن و سخت شدن بتن با افزایش دما می‌باشد. عمل‌آوری برای تولید بتنی كه ویژگی‌های مطلوب را داشته باشد امری ضروری است.
عمل‌آوری بر روی خصوصیات بتن سخت‌شده تأثیرگذار است و دوام، آب‌بندی، مقاومت سایشی، پایداری حجمی و مقاومت در برابر ذوب و انجماد را افزایش می‌دهد.
پس از مخلوط شدن آب و سیمان ، واکنشی به نام هیدراسیون انجام می‌شود. میزان پیشرفت این واکنش بر روی مقاومت و دوام بتن تأثیرگذار است. مقدار آب بتن تازه مخلوط شده معمولاً بیش از حد موردنیاز هیدراسیون سیمان است. اما به دلیل هدر رفتن زیاد آب در اثر تبخیر، هیدراسیون به تأخیر افتاده یا به حد کافی انجام نمی‌شود.
روش عمل‌آوری بتن به مصالح مورد استفاده، روش ساخت و مورد استفاده بتن بستگی دارد. در اکثر کارهای بتنی، عمل‌آوری معمولاً شامل به کار بردن مواد عمل‌آوری یا پوشاندن بتن تازه ریخته و پرداخت شده با ورق‌های نایلون یا گونی مرطوب است. هر چند مؤثرترین شیوه عمل آوری، رطوبت‌رسانی به بتن می‌باشد.
افزایش مقاومت بتن با گذشت زمان تحت شرایط زیر ادامه پیدا می‌کند:
1- وجود سیمان هیدراته نشده
2- مرطوب ماندن بتن یا وجود رطوبت نسبی بیش از 80%
3- وجود حداقل دمای مطلوب در بتن
4- وجود فضای کافی جهت تشکیل محصولات هیدراسیون
زمانی که رطوبت نسبی بتن به زیر حدود 80% نزول پیدا می‌کند، هیدراسیون و افزایش مقاومت به طور نسبی متوقف می‌شود. چنانچه بتن پس از یک دوره خشک شدن دوباره اشباع شود، هیدراسیون دوباره از سر گرفته می‌شود و مقاومت مجدداً افزایش می‌یابد. اگر چه میتوان بتن را در آزمایشگاه دوباره اشباع کرد، اما انجام این کار در محل دشوار است. لذا بهترین کار، عمل‌آوری مرطوب پیوسته بتن از زمان بتن‌ریزی و پرداخت تا کسب مقاومت، نفوذ ناپذیری یا دوام کافی است.
تبخیر آب و قرار گرفتن بتن در معرض تر و خشك شدن پی در پی باعث جمع‌شدگی بتن و در نتیجه ایجاد تنش‌های کششی در داخل بتن می‌شود. چنانچه این تنش‌ها پیش از کسب مقاومت کششی کافی بتن ایجاد شوند، ترک‌خوردگی سطحی پدید می‌آید. بنابراین عمل‌آوری و حفظ رطوبت بتن به محض آنكه به سطح بتن آسیب نرساند باید آغاز شود. در صورت پایین بودن دمای بتن، هیدراسیون با سرعت بسیار کمتری ادامه پیدا می‌کند. برای رشد مقاومت اولیه دمای کمتر از 10 درجه سانتی‌گراد نامطلوب است و در دمای کمتر از 4 درجه سانتی‌گراد رشد مقاومت اولیه به مقدار زیادی به تأخیر می‌افتد و در دمای انجماد یا کمتر تا حد 10- درجه سانتی‌گراد رشد مقاومت متوقف شده یا ناچیز خواهد بود.
روش‌های عمل‌آوری
بتن را می‌توا ن به صورتهای زیر مرطوب نگه داشت:
- روش‌های رطوبت رسانی مستقیم: از جمله این روش‌ها میتوان به غرقاب کردن، آب بتن روی بتن آب فشانی یا مه‌سازی و یا بخاردادن اشاره کرد. در این روش‌ها به دلیل تبخیر آب مقداری خنک سازی نیز صورت می‌گیرد که در هوای گرم سودمند است.
- روش‌های رطوبت رسانی غیرمستقیم (با واسطه جاذب): استفاده از گونی مرطوب یا حصیر و گلیم، پوشال، خاک اره و ماسه مرطوب از جمله این روش‌ها به حساب می‌آید. در این روش‌ها نیز سطح بتن می‌تواند خنک شود.
- روش‌های کاهش اتلاف آب مخلوط از سطح بتن: با پوشاندن بتن با کاغذ نفوذ ناپذیر یا ورق‌های پلاستیک و یا استفاده از مواد شیمیایی غشاء ساز عمل آوری میتوان جلوی تبخیر از سطح را گرفت.
روش انتخابی یا ترکیب روش‌های فوق به عواملی همچون در دسترس بودن مواد عمل‌آوری، اندازه، شکل و سن بتن، امکانات تولید، زیبایی ظاهری و امکان انجام آن صرفه اقتصادی بستگی دارد.
غرقاب کردن و غوطه ور کردن
سطوح صافی مثل کف بتنی را میتوان به روش غرقابی عمل‌آوری کرد. غرقاب کردن روشی ایده‌آل در جلوگیری از تلف شدن رطوبت موجود در بتن است. همچنین این روش برای حفظ دمای یکنواخت در بتن مؤثر است. برای جلوگیری از تنش‌های حرارتی که باعث ترک‌خوردگی می‌شود، دمای آب عمل‌آوری نباید بیش از حدود 12 درجه سانتی‌گراد از دمای بتن خنک تر باشد. روش غرقابی مستلزم کار و نظارت قابل توجهی است، در مواردی که ظاهر بتن دارای اهمیت است، آب مورد استفاده برای عمل‌آوری باید عاری از موادی باشد که باعث لک شدگی یا تغییر رنگ بتن می‌شود. کامل ترین روش عمل‌آوری با آب، غوطه ورکردن کل عضو بتنی است. از این روش برای عمل‌آوری نمونه‌های بتنی در آزمایشگاه و یا قطعات پیش ساخته استفاده می‌شود.
مه‌سازی و آب‌پاشی
در مواردی که دمای محیط کاملاً بالای حد انجماد بوده و رطوبت پایین است، مه‌سازی و آب‌پاشی بهترین روش عمل‌آوری محسوب می‌شود. مه ریزدانه اغلب از طریق سیستمی از افشانک‌ها یا افشانه‌ها ایجاد می‌شود که رطوبت نسبی هوا را افزایش می‌دهد و بدین ترتیب تبخیر آب از سطح بتن کند می‌شود. آب پاشی می‌تواند عملیاتی پرهزینه باشد. این روش مستلزم مصرف مقدار زیادی آب و نظارت دقیق است. چنانچه آب پاشی به صورت متناوب انجام شود، باید با استفاده از گونی یا مواد مشابه از خشک شدن بتن در فواصل زمانی آب پاشی جلوگیری کرد. در غیر این صورت چرخه‌های پی در پی تر و خشک شدن بتن باعث ترک‌خوردگی و ترک‌های ریز سطحی می‌شود. رطوبت لازم نیز در اختیار بتن قرار می‌گیرد. دمای آب در آب پاشی نباید بیش از 12 درجه سانتی‌گراد کمتر از دمای سطح بتن باشد.
پوشش‌های مرطوب
از پوشش‌های الیافی اشباع شده با آب مانند گونی، زیر انداز کتانی، پتو یا دیگر الیاف نم گیر مانند حصیر طبیعی به شکل معمول برای عمل‌آوری بتن استفاده می‌شود. گونی باید عاری از موادی باشد که برای بتن زیان‌بخش بوده یا باعث تغییر رنگ می‌شوند. گونی و کرباس و وسایل مشابه، باید قبلاً خوب شسته شوند تا از ایجاد لک روی سطح بتن جلوگیری شود. گونی‌های مصرفی باید به حد کافی ضخیم بوده و مرتباً مرطوب شوند.
پوششی از خاک، ماسه یا خاک اره مرطوب نیز روش عمل‌آوری مؤثری است و اغلب برای کارهای کوچک مفید است. خاک، خاک اره و ماسه باید از مواد مضر برای بتن و دانه‌های درشت‌تر از 25 میلی‌متر عاری باشد. ضخامت این نوع پوشش‌ها باید حداقل 50 میلی‌متر باشد و تمامی سطح بتن را بپوشاند و به طور مداوم خیس نگاه داشته شود. نقطه ضعف اصلی پوشش خاک، ماسه، خاک اره، علف یا کاه مرطوب احتمال تغییر رنگ بتن است. از کاه یا علف خیس و مرطوب نیز میتوان برای عمل‌آوری سطوح تخت استفاده کرد. این مواد باید در لایه‌ای به ضخامت حداقل 10 سانتی‌متر پخش و با وسایلی نظیر تور سیمی در برابر وزش باد محافظت شوند.
کاغذ نفوذ ناپذیر
این کاغذها از دو لایه کاغذ مخصوص مسلح به رشته‌های نازک تقویتی ساخته که به وسیله مواد قیری به یکدیگر چسبانده می‌شوند. این کاغذ امکان عمل‌آوری سطوح افقی و بتن‌سازه‌ای با اشکال نسبتاً ساده را فراهم می‌کند. یک مزیت مهم این روش آن است که نیازی به پاشیدن دوره‌ای آب وجود ندارد. در عمل‌آوری با کاغذ نفوذ ناپذیر علاوه بر عمل‌آوری تا حدودی از بتن در برابر آسیب‌دیدگی ناشی از فعالیت‌های ساختمانی بعدی و همین طور نور مستقیم خورشید محفاظت می‌شود. در هوای گرم بهتر است از کاغذهای روشن یا سفید که جذب گرمای کمتری دارند استفاده شود. این کاغذها سنگین هستند و بر سطح بتن متکی می‌شوند و دراثر باد سریعاً از سطح جدا نمی‌شوند. همپوشانی 100 میلی‌متری در استفاده از آنها ضروری است و تعمیر آنها براحتی امکان‌پذیر است. تعریق در زیر آنها مشکلی بوجود نمی‌آورد.
ورق‌های پلاستیکی
این پوشش‌ها مانند ورق‌های نازک پلی اتیلن به ضخامت حداقل 1/0 میلی‌متر پس از مرطوب‌کردن سطح بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند. ورق پلاستیک باید کاملاً سطح بتن را بپوشاند و با همپوشانی حدود 100 میلی‌متر روی هم قرار گیرد و قطعات چوب بر روی آن قرار داده شود تا ورق کاملاً در تماس با سطح بتن باشد و وزش باد سبب بلند کردن و حرکت آن نگردد. ممکن است یک طرف ورق پلی اتیلن با کرباس پوشیده شود، به این ترتیب پوشش مرکبی حاصل می‌شود که به نگهداری سطح بتن کمک می نماید. مزیت این روش این است که میتوان آن را بر روی سطوح با اشکال پیچیده به سادگی به کار برد. اجرای ورق‌های نازک پلاستیکی بر روی ستون‌ها و پوشاندن آنها پس از قالب‌برداری به راحتی امکان پذیر است و رطوبت موجود را حفظ می‌کند. به راحتی سوراخ یا پاره می‌شود در حالیکه ترمیم آنها معمولاً مشکل می‌باشد. تعریق در زیر نایلون و لطمه زدن به زیبایی سطوح افقی از مشکلات آن می‌باشد. ورق نایلون را میتوان همراه با گونی خیس به کار برد.
مواد شیمیایی عمل‌آوری غشاساز
از مواد مایع شیمیایی غشاساز شامل موم‌ها، رزین‌ها، یا روغن بزرک جوشانده شده و دیگر مواد میتوان برای کند کردن یا کاهش تبخیر از سطح بتن استفاده کرد. در زمان به کار بردن این اندود، سطح بتن باید مرطوب باشد. برای کسب بهترین نتیجه و بازده، باید بلافاصله بعد از پرداخت نهایی سطح بتن و نیز پیش از آنکه سطح بتن کاملاً خشک شود، مواد عایق به طور یکنواخت روی سطح بتن به صورت دو لایه عمود بر هم پاشیده شود تا با ایجاد غشائی نازک و غیر قابل نفوذ، از تبخیر آب از سطح بتن جلوگیری کند.
در پروژه‌های بزرگ توصیه می‌شود که از دستگاه‌های رنگ پاش(پیستوله) استفاده شود تا مواد عمل آورنده به صورت یکنواخت پخش گردد. لازم است در بیشتر موارد این مواد در پایان عمل آوری از سطح بتن زدوده شود و به کارگیری نوع محلول در آب ارجحیت دارد. مقدار مصرف این مواد بسته به صافی سطح معادل 25/0 تا4/0لیتر در متر‌مربع است. این مواد نباید قبل از اتمام دوره عمل آوری، ترک بخورد یا طبله و پوسته نماید.
باقی گذاشتن قالب‌ها در جای خود
چنانچه سطوح بالایی نمایان بتن مرطوب نگه داشته شوند، قالب‌ها حفاظت رضایت بخشی در مقابل اتلاف رطوبت ایجاد می‌کنند. در این حالت باید قالب‌ها را تا حد امکان به مدت طولانی‌تری در جای خود باقی گذاشت. قالب‌های چوبی باز نکرده را به ویژه در هوای گرم و خشک باید با آب پاشی مرطوب نگه داشت. چنانچه انجام این کار ممکن نیست، آنها را باید هر چه سریع‌تر باز کرد و بدون درنگ از روش عمل‌آوری دیگری استفاده نمود.میتوان با شل کردن قالب‌های قائم چوبی یا فولادی، آب را به سطوح جانبی بتن رسانید بدون اینکه قالب ها را بطور کامل باز نمود.
عمل‌آوری با بخار
عمل‌آوری با بخار روشی برای عمل‌آوری سریع بتن است که در مواردی همچون اهمیت داشتن کسب مقاومت سریع یا ضروری بودن گرما برای انجام هیدراسیون در شرایطی همچون هوای سرد مفید است. دو روش عمل‌آوری با بخار عبارتند از: بخار در فشار جو و بخار فشار بالا در اتوکلاو.
عمل آوردن با بخار در فشار اتمسفر
این روش برای سازه‌های بتنی واقع در محیط‌های بسته یا اعضا و قطعات پیش ساخته به کار گرفته می‌شود. عمل‌آوری با بخار در فشار جو معمولاً در فضای محصور انجام می‌شود تا اتلاف رطوبت و گرما به حداقل برسد. برای ایجاد فضای محصور اغلب از برزنت استفاده می‌شود. اعمال بخار در فضای محصور را باید تا انجام گیرش اولیه یا حداقل 3 ساعت پس از بتن‌ریزی نهایی به تأخیر انداخت تا فرصت سخت شدن جزیی بتن فراهم شود.
دمای بخار موجود در فضای محصور را باید تا ایجاد مقاومت موردنظر در بتن، در حدود 60 درجه سانتی‌گراد ثابت نگه داشت. از دمای عمل‌آوری بالای70 درجه سانتی‌گراد باید پرهیز کرد، زیرا غیر اقتصادی می‌باشد و احتمال آسیب‌دیدگی وجود دارد. عمل‌آوری بتن در دمای حدود 60 درجه سانتی‌گراد علاوه بر کسب مقاومت سریع، مزایای دیگری نیز در بردارد. برای مثال جمع‌شدگی ناشی از خشک شدن و خزش در مقایسه با بتن عمل آمده 28 روزه در دمای 23 کاهش پیدا می‌کند.
نرخ افزایش دما در قطعات نازک باید کمتر از 30درجه سانتی‌گراد در هر ساعت و برای قطعات ضخیم کمتر از 10درجه سانتی‌گراد در هر سرعت باشد. نرخ کاهش دما در پایان عمل آوری نیز در همین حدود یا کمتر از آن می‌باشد. مدت عمل آوری در بخار با احتساب زمان تأخیر اولیه و افزایش دما، حفظ دما و کاهش آن بهتر است از 24 ساعت فراتر نرود زیرا علاوه بر غیر اقتصادی بودن ممکن است لطماتی را نیز به وجود آورد.
عمل آوردن در اتوکلاو
برای عمل آوردن سریع بتن و رسیدن به مقاومت‌های موردنظر و قالب‌برداری فوری قطعات پیش‌ساخته، استفاده از این روش معمول می‌باشد و توصیه می‌شود، اما در ساخت درجا کاربردی ندارد. دمای عمل آوردی بین 120 تا 180 درجه سانتی‌گراد و فشار کار در سیستم بخاردهی 4 تا 12 مگاپاسکال می‌باشد. از این روش در ساخت لوله‌های بتنی و بعضی اعضا و قطعات ساختمانی پیش ساخته و به ویژه سبک استفاده می‌شود. در صورت استفاده از این روش برای جلوگیری از کاهش مقاومت درازمدت و دوام بهتر است از مواد سیلیسی فعال (روباره و پوزولان‌ها) استفاده نمود.
پوشش عایق حرارت
در مواردی که دما به کمتر از صفر کاهش پیدا می‌کند، از لایه‌ای عایق برای جلوگیری از کاهش دمای بتن همچون کاه خاک اره یا علف میتوان برای عایق بندی بتن در برابر یخ زدن استفاده کرد. این روش در بتن‌ریزی در هوای سرد کاربرد دارد. استفاه از خاک یا ماسه، بکارگیری پتوی عایق پشم شیشه یا فوم پلی‌استایرن (یونولیت) امکان‌پذیر است. به هر حال هدایت یا انتقال حرارت مواد مختلف یکسان نیست و نیاز به ضخامت‌های مختلفی وجود دارد.
برگرفته از بخش عمل آوری بتن تهیه شده توسط دکتر محسن تدین
