کیورینگ (عمل آوری) بتن چیست و به چند روش انجام می‌شود؟

کیورینگ بتن چیست؟

کیورینگ(عمل آوری) بتن فرایند حفظ رطوبت کافی در بتن در محدوده دمایی مناسب به منظور کمک به هیدراتاسیون سیمان در سنین پایین است. هیدراتاسیون واکنش شیمیایی بین سیمان و آب است که منجر به تشکیل مواد شیمیایی مختلفی می‌شود که در ایجاد و سخت شدن نقش دارند. عمل آوری نقش مهمی در توسعه مقاومت و دوام بتن دارد. عمل آوری بلافاصله پس ازبتن ریزی و پرداخت آن انجام می‌شود و شامل حفظ شرایط رطوبت و دما مطلوب، هم در عمق و هم در نزدیکی سطح، برای مدت زمان طولانی است. استاندارد ASTM C192 / C192M – 19 در ارتباط با مساله کیورینگ و عمل آوری بتن تهیه شده است.

طول زمان کیوررینگ به عوامل زیر بستگی دارد:

• نسبت‌های اختلاط
• مقاومت مشخص شده
• اندازه و شکل عضو بتن
• شرایط آب و هوایی محیط
• شرایط که بتن در آینده در معرض آن‌ها قرار میگیرد

کمیته ی ACI 301  آمریکا حداقل دوره عمل آوری را برای رسیدن به 70 درصد مقاومت فشاری مشخص شده بتن توصیه می‌کند. به طور معمول بتن پس از هفت روز به 70% مقاومت مورد نظر خود می‌رسد. همچنین در دمای بالاتر یا هنگام استفاده از ترکیبات خاص سیمان / مواد افزودنی شیمیایی می‌توان در مدت زمان کمتری به هفتاد درصد مقاومت مورد نظرمان برسیم. به همین ترتیب، ممکن است برای ترکیبات مختلف مواد و یا دمای عمل آوری کمتر به زمان طولانی تری نیاز باشد. به همین دلیل، کمیته ACI 308 حداقل دوره های عمل آوری زیر را توصیه می کند:

7 روز	سیمان نوع I	استاندارد ASTM C 150
10 روز	سیمان نوع II	استاندارد ASTM C 150
3روز	سیمان نوع III	استاندارد ASTM C 150
14 روز	سیمان نوع IV یا V	استاندارد ASTM C 150

 

تأثیر روش‌های مختلف کیورینگ بر تراکم و مقاومت فشاری بتن

در این مطالعه تأثیر روش‌های مختلف عمل آوری بر چگالی و مقاومت فشاری بتن مورد بررسی قرار گرفت.

نمونه‌های مکعب بتنی با نسبت سیمان آب 0/65 تهیه شدند. مکعب‌ها با استفاده از شش روش (عمل آوری با هوا، عمل آوری  به صورت غوطه ور در آب، اسپری کیورینگ، پودر پلی اتیلن، پودر ماسه مرطوب و پوشش آب اشباع (به کمک گونی کنفی) عمل آوری شده اند و مقاومت فشاری و تراکم  آن‌ها در سنین سه، هفت، 14، 21 و 28 روز اندازه گیری شده‌اند. نتایج نشان داد که تراکم نمونه‌ها از 2432.59 Kg/m3 تا 2502.72Kg/m3  است.

همچنین،روش ماسه مرطوب، نمونه‌های بتنی با بالاترین مقاومت فشاری 28 روزه تولید کرد (30.5N /mm 2) و پس از آن عمل آوری پوشش آب اشباع به وسیله گونی کنفی 24.4N /mm 2 را نتیجه داد روش عمل آوری هوا 15٪ کاهش مقاومت پس از 21 روز را نشان داد در نتیجه کمترین مقاومت فشاری 28 روزه به مقدار  17.8 N / mm2 را رقم زد. بین چگالی و مقاومت فشاری بتن رابطه مستقیمی وجود ندارد. تمام بتن‌ها برای اینکه بتوانند هیدراتاسیون سیمان را انجام دهند باید عمل آوری شوند. برای به دست آوردن بتن خوب، بتن باید در یک محیط مناسب عمل آوری شود.(به خصوص در مراحل اولیه سفت شدن).

مطابق گفته Neville (1996)، عمل آوری به روش‌هایی گفته می‌شود که برای تقویت هیدراتاسیون سیمان استفاده شده انجام می‌شود و شامل كنترل دما و حركت رطوبت در بتن است. Price (1991) اشاره دارد عمل آوری به عنوان فرآیند محافظت از بتن برای مدت زمان مشخصی، برای تأمین رطوبت هیدراتاسیون سیمان، ایجاد دمای مناسب و محافظت از بتن در برابر آسیب ناشی از بارگذاری یا اختلال مکانیکی است.

نمونه‌های بتونی با استفاده از شش تکنیک مختلف تا زمانی به مقاومت فشاری منسبی  در سنین سه، هفت، 14، 21 و 28 روز برسند عمل آوری شدند.

تکنیک‌های برای عمل آوری استفاده شده است:

• کیورینگ بتن غوطه وری درآب(Water Submerged Curing (WSC)): این روش شامل غوطه وری نمونه‌های مکعب بتونی در آب است.

• عمل آوری بتن اسپری (Spray Curing (SC)): این شامل پاشش آب روی نمونه‌های مکعب بتونی دو بار در روز است.

• عمل آوری بتن با پلی اتیلن(Polythene Curing (PC)): نمونه‌ها با حداقل دو لایه غشا پلی اتیلن پوشانده شدند تا از حرکت رطوبت از نمونه‌های بتن جلوگیری کنند.

• کیورینگ بتن با پوشش آب اشباع (Burlap Curing (BC)): این روش شامل پوشاندن نمونه‌های مکعب بتونی در زیر آفتاب بود که به صورت دوره ای مرطوب نگه داشته شود.

• عمل آوری بتن ماسه مرطوب (Moist Sand Curing (MSC)): این شامل دفن کل نمونه‌های مکعب بتنی در ماسه مرطوب است با خیس کردن با آب به صورت روزانه مرطوب نگه داشته شد.
• عمل آوری با هوا (Air Curing (AC)) این به عنوان کنترل عمل می‌کند و عمل آوری انجام نمی‌دهد و فقط نمونه را درمعرض هوای آزمایشگاه قرار می‌دهد.

تمام روش‌های عمل آوری، به جز ماسه مرطوب، در محیط آزمایشگاهی در شرایط دمای 27 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 75 درصد انجام شد اما عمل آوری شن و ماسه مرطوب در خارج از آزمایشگاه انجام شده است و در معرض شرایط مختلف محیطی قرار دارد.

رابطه ی روش‌های کیورینگ و چگالی

بررسی تاثیر روش های بالا روی مقاومت نمونه‌های بتنی آزمایش

• تاثیرات روش غوطه وری درآب (WSC)برروی مقاومت فشاری نمونه‌های بتنی

از شکل مشاهده می‌شود که متوسط ​​مقاومت فشاری 16.6، 17.3، 19.0، 20.3 و 23.6  N / mm2 پس از 3 ، 7 ، 14 ، 21 و 28 روز از عمل آوری بهبود یافته است. نمونه‌ها 70٪ ازمقاومت 28 روزه خود را درست پس از 3 روز از عمل آوری ثبت کردند و نتیجه 100٪ رطوبت نسبی را تضمین می‌کند.

• تاثیرات روش استفاده از ورق‌های پلی اتیلن (PC)  بر روی مقاومت فشاری نمونه‌ها

<pاین رقم نشان می دهد که میانگین مقاومت فشاری نمونه‌ها در سه، هفت، 14، 21 و 28 روز عمل آوی است 15.0، 16.1، 18.5، 19.3 و 23.0 N / mm2 است. نمونه به 70% از مقاومت خود بعد از هفت روز رسیده است.

• تاثیرات روش ماسه مرطوب (MSC) برروی مقاومت فشاری نمونه‌های بتنی

مقاومت فشاری متوسط به ترتیب ​​18.1، 18.2، 19.6، 22.5 و 30.5N /mm²  است در سه، هفت، 14 ، 21 و 28 روز است.

این روش تنها روشی بود که در خارج از آزمایشگاه اجرا شد و مستعد ابتلا به محیط‌های مختلف بود شرایط مقاومت فشاری بالا را که در روز 28 ام ثبت شده است می‌توان به آب و هوای مناسب نسبت داد، شرایط (میانگین دمای محیط روزانه 32 درجه سانتیگراد که بالاتر از آزمایشگاه 27 درجه سانتیگراد بود).در این روش سطح نمونه ی بتنی با رنگ دانه‌های ماسه مخدوش می‌شود و این تغییر رنگ باعث می‌شود که این روش برای عمل آوردن بتن‌های از پیش ساخته شده مناسب نباشد.

• تاثیرات آب اشباع (BC)برروی مقاومت فشاری نمونه‌های بتنی

نمونه‌ها سه روز بعد از عمل آوری مقاومت فشاری به طور متوسط 14.5N /mm² را ثبت کردند و در روز هفتم مقاومت 15.7N /mm²، در روز14 مقاومت 17.3N /mm²، روز 21 مقاومت 18.7N /mm² و روز 28 مقاومت  24.4N /mm²   است.

• تاثیرات آب اشباع (AC) برروی مقاومت فشاری نمونه‌های بتنی

مقاومت 28 روزه نسبت به مقاومت 21 روزه 15٪ کاهش قدرت را ثبت کرد.

• تاثیرات اسپری (SC)برروی مقاومت فشاری نمونه‌های بتنی پوشش

مقاومت فشاری به طور متوسط ​​13.6، 15.0، 17.2، 19.7 و  23.6   N/mm2 به ترتیب پس از سه، هفت، 14 ، 21 و 28 روز از عمل آوری ثبت شد.

عمل آوری هوا با مقاومت فشاری  17.8 کمترین مقاومت را دارد در حالی که عمل آوری ماسه مرطوب بالاترین مقاومت 30.5 N / mm را ثبت کرد.