به مجموعه اقداماتي كه به پيشرفت جدی هيدراسيون، با بکارگیری رطوبت و دمای مناسب در بتن براي مدت زماني پس از پايان عمليات بتن‌ريزي كمك مي‌كند تا خصوصيات موردنظر ايجاد شود، عمل‌آوري گفته مي‌شود.
مقاومت و دوام بتن تنها در صورتي تأمين مي‌شود كه به خوبی عمل‌آوري شده باشد. براي اين منظور تنها تأمين رطوبت و دماي مناسب لازم است. عمل آوردن متشکل از محافظت، مراقبت و پروراندن مي‌باشد. محافظت، جلوگيري از اثر نامطلوب عوامل خارجي و مراقبت به مجموعه تدابير براي حفظ رطوبت به منظور رسيدن به حداکثر ميزان آبگيري گفته مي‌شود، و پروراندن، سرعت بخشيدن به گرفتن و سخت شدن بتن با افزایش دما مي‌باشد. عمل‌آوري براي توليد بتني كه ويژگي‌هاي مطلوب را داشته باشد امري ضروري است.
عمل‌آوري بر روي خصوصيات بتن سخت‌شده تأثيرگذار است و دوام، آب‌بندي، مقاومت سايشي، پايداري حجمي و مقاومت در برابر ذوب و انجماد را افزايش مي‌دهد.
پس از مخلوط شدن آب و سيمان ، واکنشي به نام هيدراسيون انجام مي‌شود. ميزان پيشرفت اين واکنش بر روي مقاومت و دوام بتن تأثيرگذار است. مقدار آب بتن تازه مخلوط شده معمولاً بيش از حد مورد نياز هيدراسيون سيمان است. اما به دليل هدر رفتن زياد آب در اثر تبخير، هيدراسيون به تأخير افتاده يا به حد کافي انجام نمي‌شود.
روش عمل‌آوري بتن به مصالح مورد استفاده، روش ساخت و مورد استفاده بتن بستگي دارد. در اکثر کارهاي بتني، عمل‌آوري معمولاً شامل به کار بردن مواد عمل‌آوري يا پوشاندن بتن تازه ريخته و پرداخت شده با ورق‌هاي نایلون يا گوني مرطوب است. هر چند مؤثرترین شیوه عمل آوری، رطوبت‌رسانی به بتن می‌باشد.
افزايش مقاومت بتن با گذشت زمان تحت شرايط زير ادامه پيدا مي‌کند:
- وجود سيمان هيدراته نشده
- مرطوب ماندن بتن يا وجود رطوبت نسبي بيش از 80%
- وجود حداقل دماي مطلوب در بتن
- وجود فضاي کافي جهت تشکيل محصولات هيدراسيون
زماني که رطوبت نسبي بتن به زير حدود 80% نزول پيدا مي‌کند، هيدراسيون و افزايش مقاومت به طور نسبی متوقف مي‌شود. چنانچه بتن پس از يک دوره خشک شدن دوباره اشباع شود، هيدراسيون دوباره از سر گرفته مي‌شود و مقاومت مجدداً افزايش مي‌يابد. اگر چه مي‌توان بتن را در آزمايشگاه دوباره اشباع کرد، اما انجام اين کار در محل دشوار است. لذا بهترين کار، عمل‌آوري مرطوب پيوسته بتن از زمان بتن‌ريزي و پرداخت تا کسب مقاومت، نفوذ ناپذيري یا دوام کافي است.
تبخیر آب و قرار گرفتن بتن در معرض تر و خشك شدن پی در پی باعث جمع‌شدگي بتن و در نتيجه ايجاد تنش‌هاي کششي در داخل بتن مي‌شود. چنانچه اين تنش‌ها پيش از کسب مقاومت کششي کافي بتن ايجاد شوند، ترک‌خوردگي سطحي پديد مي‌آيد. بنابراين عمل‌آوري و حفظ رطوبت بتن به محض آنكه به سطح بتن آسيب نرساند بايد آغاز شود.
در صورت پايين بودن دماي بتن، هيدراسيون با سرعت بسيار کمتري ادامه پيدا مي‌کند. براي رشد مقاومت اوليه دماي کمتر از 10 درجه سانتي‌گراد نامطلوب است و در دماي کمتر از 4 درجه سانتي‌گراد رشد مقاومت اوليه به مقدار زيادي به تأخير مي‌افتد و در دماي انجماد يا کمتر تا حد 10- درجه سانتي‌گراد رشد مقاومت متوقف شده يا ناچيز خواهد بود.
روش‌هاي عمل‌آوري
بتن را مي‌توا ن به صورتهای زیر مرطوب نگه داشت:
- روش‌هاي رطوبت رسانی مستقیم: از جمله اين روش‌ها مي‌توان به غرقاب کردن، آب بتن روی بتن آب فشاني يا مه‌سازي و یا بخاردادن اشاره کرد. در اين روش‌ها به دليل تبخير آب مقداري خنک سازي نيز صورت مي‌گيرد که در هواي گرم سودمند است.
- روش‌هاي 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.
- روش‌هاي کاهش اتلاف آب مخلوط از سطح بتن: با پوشاندن بتن با کاغذ نفوذ ناپذير يا ورق‌هاي پلاستيک و یا استفاده از مواد شیمیایی غشاء ساز عمل آوری میتوان جلوی تبخیر از سطح را گرفت.
روش انتخابی يا ترکيب روش‌هاي فوق به عواملي همچون در دسترس بودن مواد عمل‌آوري، اندازه، شکل و سن بتن، امکانات توليد، زيبايي ظاهري و امکان انجام آن صرفه اقتصادي بستگي دارد.
- غرقاب کردن و غوطه ور کردن
سطوح صافي مثل کف بتنی را مي‌توان به روش غرقابي عمل‌آوري کرد. غرقاب کردن روشي ايده‌آل در جلوگيري از تلف شدن رطوبت موجود در بتن است. همچنين اين روش براي حفظ دماي يکنواخت در بتن مؤثر است. براي جلوگيري از تنش‌هاي حرارتي که باعث ترک‌خوردگي مي‌شود، دماي آب عمل‌آوري نبايد بيش از حدود 12 درجه سانتي‌گراد از دماي بتن خنک تر باشد. روش غرقابي مستلزم کار و نظارت قابل توجهي است، در مواردي که ظاهر بتن داراي اهميت است، آب مورد استفاده براي عمل‌آوري بايد عاري از موادي باشد که باعث لک شدگي يا تغيير رنگ بتن مي‌شود.
کامل ترين روش عمل‌آوري با آب، غوطه ورکردن کل عضو بتني است. از اين روش براي عمل‌آوري نمونه‌هاي بتني در آزمايشگاه و یا قطعات پیش ساخته استفاده مي‌شود.
- مه‌سازي و آب‌پاشي
در مواردي که دماي محيط کاملاً بالاي حد انجماد بوده و رطوبت پايين است، مه‌سازي و آب‌پاشي بهترين روش عمل‌آوري محسوب مي‌شود. مه ريزدانه اغلب از طريق سيستمي از افشانک‌ها يا افشانه‌ها ايجاد مي‌شود که رطوبت نسبي هوا را افزايش می‌دهد و بدين ترتيب تبخير آب از سطح بتن کند مي‌شود.
آب پاشي مي‌تواند عملياتي پرهزينه باشد. اين روش مستلزم مصرف مقدار زيادي آب و نظارت دقيق است. چنانچه آب پاشي به صورت متناوب انجام شود، بايد با استفاده از گوني يا مواد مشابه از خشک شدن بتن در فواصل زماني آب پاشي جلوگيري کرد. در غير اين صورت چرخه‌هاي پي در پي تر و خشک شدن بتن باعث ترک‌خوردگي و ترک‌هاي ريز سطحي مي‌شود. رطوبت لازم نیز در اختیار بتن قرار می‌گیرد. دمای آب در آب پاشی نباید بیش از 12 درجه سانتي‌گراد کمتر از دمای سطح بتن باشد.
- پوشش‌هاي مرطوب
از پوشش‌هاي اليافي اشباع شده با آب مانند گوني، زير انداز کتاني، پتو يا ديگر الياف نم گير مانند حصیر طبیعی به شکل معمول براي عمل‌آوري بتن استفاده مي‌شود. گوني بايد عاري از موادي باشد که براي بتن زيان‌بخش بوده يا باعث تغيير رنگ مي‌شوند. گوني و کرباس و وسايل مشابه، بايد قبلاً خوب شسته شوند تا از ايجاد لک روي سطح بتن جلوگيري شود. گوني‌هاي مصرفي بايد به حد کافي ضخيم بوده و مرتباً مرطوب شوند.
پوششي از خاک، ماسه يا خاک اره مرطوب نيز روش عمل‌آوري مؤثري است و اغلب براي کارهاي کوچک مفيد است. خاک، خاک اره و ماسه بايد از مواد مضر براي بتن و دانه‌هاي درشت‌تر از 25 ميلي‌متر عاري باشد. ضخامت اين نوع پوشش‌ها بايد حداقل 50 ميلي‌متر باشد و تمامي سطح بتن را بپوشاند و به طور مداوم خيس نگاه داشته شود. نقطه ضعف اصلي پوشش خاک، ماسه، خاک اره، علف يا کاه مرطوب احتمال تغيير رنگ بتن است. از کاه يا علف خيس و مرطوب نيز مي‌توان براي عمل‌آوري سطوح تخت استفاده کرد. اين مواد بايد در لايه‌اي به ضخامت حداقل 10 سانتي‌متر پخش و با وسايلي نظير تور سيمي در برابر وزش باد محافظت شوند.
- کاغذ نفوذ ناپذير
اين کاغذها از دو لايه کاغذ مخصوص مسلح به رشته‌هاي نازک تقويتي ساخته که به وسيله مواد قيري به يکديگر چسبانده مي‌شوند. اين کاغذ امکان عمل‌آوري سطوح افقي و بتن‌سازه‌اي با اشکال نسبتاً ساده را فراهم مي‌کند. يک مزيت مهم اين روش آن است که نيازي به پاشيدن دوره‌اي آب وجود ندارد. در عمل‌آوري با کاغذ نفوذ ناپذير علاوه بر عمل‌آوري تا حدودي از بتن در برابر آسيب‌ديدگي ناشي از فعاليت‌هاي ساختماني بعدي و همين طور نور مستقيم خورشيد محفاظت مي‌شود. در هواي گرم بهتر است از کاغذهاي روشن يا سفيد که جذب گرماي کمتري 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.
- ورق‌هاي پلاستيکي
اين پوشش‌ها مانند ورق‌هاي نازک پلي اتيلن به ضخامت حداقل 1/0 ميلي‌متر پس از مرطوب‌کردن سطح بتن مورد استفاده قرار مي‌گيرند. ورق پلاستيک بايد کاملاً سطح بتن را بپوشاند و با همپوشانی حدود 100 ميلي‌متر روي هم قرار گيرد و قطعات چوب بر روي 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 يک طرف ورق پلي اتيلن با کرباس پوشيده شود، به اين ترتيب پوشش مرکبي حاصل مي‌شود که به نگهداري سطح بتن کمک مي نمايد. مزيت اين روش اين است که مي‌توان آن را بر روي سطوح با اشکال پيچيده به سادگي به کار برد. اجراي ورق‌هاي نازک پلاستيکي بر روي ستون‌ها و پوشاندن آنها پس از قالب‌برداري به راحتي امکان پذیر است و رطوبت موجود را حفظ مي‌کند. 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 مي‌باشد. ورق نایلون را مي‌توان همراه با گونی خیس به کار برد.
-
مواد شیمیایی عمل‌آوري غشاساز
از مواد مايع شیمیایی غشاساز شامل موم‌ها، رزين‌ها، یا روغن بزرک جوشانده شده و ديگر مواد مي‌توان براي کند کردن يا کاهش تبخير از سطح بتن استفاده کرد. در زمان به کار بردن اين اندود، سطح بتن بايد مرطوب باشد. براي کسب بهترين نتيجه و بازده، بايد بلافاصله بعد از پرداخت نهايي سطح بتن و نيز پيش از آنکه سطح بتن کاملاً خشک شود، مواد عايق به طور يکنواخت روي سطح بتن به صورت دو لایه عمود بر هم پاشيده شود تا با ايجاد غشائي نازک و غير قابل نفوذ، از تبخير آب از سطح بتن جلوگيري کند.
در پروژه‌هاي بزرگ توصيه مي‌شود که از دستگاه‌هاي رنگ پاش(پیستوله) استفاده شود تا مواد عمل آورنده به صورت يکنواخت 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.
-
باقي گذاشتن قالب‌ها در جاي خود
چنانچه سطوح بالايي نمايان بتن مرطوب نگه داشته شوند، قالب‌ها حفاظت رضايت بخشي در مقابل اتلاف رطوبت ايجاد مي‌کنند. در اين حالت بايد قالب‌ها را تا حد امکان به مدت طولاني‌تري در جاي خود باقي گذاشت. قالب‌هاي چوبي باز نکرده را به ويژه در هواي گرم و خشک بايد با آب پاشي مرطوب نگه داشت. چنانچه انجام اين کار ممکن نيست، آنها را بايد هر چه سريع‌تر باز کرد و بدون درنگ از روش عمل‌آوري ديگري 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.
-
عمل‌آوري با بخار
عمل‌آوري با بخار روشي براي عمل‌آوري سريع بتن است که در مواردي همچون اهميت داشتن کسب مقاومت سريع يا ضروري بودن گرما براي انجام هيدراسيون در شرايطي همچون هواي سرد مفيد است. دو روش عمل‌آوري با بخار عبارتند از: بخار در فشار جو و بخار فشار بالا در اتوکلاو.
-
عمل آوردن با بخار در فشار اتمسفر
اين روش براي سازه‌هاي بتني واقع در محيط‌هاي بسته يا اعضا و قطعات پيش ساخته به کار گرفته مي‌شود. عمل‌آوري با بخار در فشار جو معمولاً در فضاي محصور انجام مي‌شود تا اتلاف رطوبت و گرما به حداقل برسد. براي ايجاد فضاي محصور اغلب از برزنت استفاده مي‌شود. اعمال بخار در فضاي محصور را بايد تا انجام گيرش اوليه يا حداقل 3 ساعت پس از بتن‌ريزي نهايي به تأخير انداخت تا فرصت سخت شدن جزيي بتن فراهم شود.
دماي بخار موجود در فضاي محصور را بايد تا ايجاد مقاومت موردنظر در بتن، در حدود 60 درجه سانتي‌گراد ثابت نگه داشت. از دماي عمل‌آوري بالاي70 درجه سانتي‌گراد بايد پرهيز کرد، زيرا غير اقتصادي مي‌باشد و احتمال آسيب‌ديدگي وجود دارد. عمل‌آوري بتن در دماي حدود 60 درجه سانتي‌گراد علاوه بر کسب مقاومت سريع، مزاياي ديگري نيز در بردارد. براي مثال جمع‌شدگي ناشي از خشک شدن و خزش در مقايسه با بتن عمل آمده 28 روزه در دماي 23 کاهش پيدا مي‌کند.
نرخ افزایش دما در قطعات نازک باید کمتر از 30درجه سانتي‌گراد در هر ساعت و برای قطعات ضخیم کمتر از 10درجه سانتي‌گراد 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 تأخير 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
براي عمل آوردن سريع بتن و رسيدن به مقاومت‌هاي موردنظر و قالب‌برداري فوري قطعات پیش‌ساخته، استفاده از اين روش معمول می‌باشد و توصيه مي‌شود، اما در ساخت درجا کاربردی ندارد. دمای عمل آوردی بين 120 تا 180 درجه سانتي‌گراد و فشار کار در سيستم بخاردهي 4 تا 12 مگاپاسکال مي‌باشد. از اين روش در ساخت لوله‌هاي بتني و بعضي اعضا و قطعات ساختماني پیش ساخته و به ويژه سبک استفاده مي‌شود 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 عايق حرارت
در مواردي که دما به کمتر از صفر کاهش پيدا مي‌کند، از لايه‌اي عایق برای جلوگیری از کاهش دمای بتن همچون کاه خاک اره يا علف مي‌توان براي عايق بندي بتن در برابر یخ زدن استفاده کرد. اين روش در بتن‌ريزي در هواي 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
