عمل‌آوری روندی است که جهت حفظ رطوبت و حرارت بتن در مدت زمان معین بلافاصله پس از جاگذاری و پرداخت بتن انجام می‌گردد. عمل‌آوردن در خصوصیات بتن سخت شده، مانند: مقاومت فشاری، دوام، مقاومت سایشی و مقاومت در مقابل یخبندان تأثیر قابل ملاحظه‌ای دارد. عمل‌آوری به سه شکل: محافظت، مراقبت (عمل‌آوری) و پروراندن (عمل‌آوری حرارتی) برای بتن ریخته شده در قالب ضروری است.

هنگامی که سیمان پرتلند با آب مخلوط می‌شود، فعل و انفعال شیمیایی که به آن هیدراتاسیون می‌گویند، آغاز می‌گردد. پیشرفت و وسعت این واکنش شیمیایی در دوام، مقاومت و وزن مخصوص بتن اثر می‌گذارد. معمولاً مقدار آب موجود در مخلوط‌های بتن، بیش از آب مورد نیاز برای تکمیل هیدراتاسیون است، اما به هر حال کاهش آب به علت تبخیر، باعث تأخیر و یا توقف فرآیند هیدراتاسیون می‌گردد.

در چند روز اول، پس از جاگذاری بتن، در درجه حرارت مناسب، هیدراتاسیون نسبتاً سریع است. بنابراین حفظ آب بتن، درطول این زمان بسیار با اهمیت است. هنگامی که عمل‌آوردن متوقف شود، کسب مقاومت بتن برای مدت کوتاهی ادامه می‌یابد، ولی پس از آنکه درجه اشباع حفره‌های مویینه داخل بتن به 80 درصد می‌رسد، کسب مقاومت بتن متوقف می‌گردد.

روش‌های مختلف عمل‌آوری رطوبتی (مراقبت) به شرح زیر است:

• عمل‌آوری با آب
• عمل‌آوری عایقی

در این بخش روش‌های عمل‌آوری شرح داده شده است.

1-12- عمل‌آوری با آب

روشی است که سبب افزایش رطوبت بتن می‌گردد و همچنین از افت رطوبت بتن جلوگیری می‌کند. آب مصرفی باید دارای مواد زاید و مضر در حد مجاز استاندارد و آیین‌نامه‌های موجود باشد تا در کیفیت بتن اثر نامطلوب باقی نگذارد. همچنین استفاده از آب بسیار سرد و یا گرم، که سبب شوک حرارتی در بتن شده و سطح بتن ترک می‌خورد باید اجتناب نمود. روش‌های مختلف عمل‌آوری با آب به شرح زیر است:

1-1-12- ایجاد حوضچه و غوطه‌ورسازی: ایجاد حوضچه برای سطوح افقی، مانند دال‌ها مناسب است. در پیرامون دال، لبه‌هایی ساخته می‌شود و در درون این حوضچه آب قرار می‌گیرد. آب درون حوضچه نباید بیش از 12^oC سردتر از بتن باشد. همچنین می‌توان (قطعات پیش‌ساخته) را درون آب غوطه‌ور کرد، که در این حالت، ضوابط دمای آب باید رعایت شود.

2-1-12- افشاندن آب: در دمای بیش از 5^oC+ روش افشاندن آب برای عمل آوردن بتن بسیار مناسب است. روند افشاندن آب باید پیوسته باشد، در صورتی که افشاندن با وقفه انجام پذیرد، باعث تروخشک شدن می‌گردد و در نتیجه عارضه پوسته شدن در سطح بتن بروز می‌کند. آب افشانی معمول در برخی از کارگاه‌های کشور ما، علاوه بر ایجاد تر و خشک شدن، باعث شوک حرارتی نیز می‌گردد، زیرا با خشک شدن سطح در زیر آفتاب، دمای سطح بتن بالارفته و با پاشیدن آب خنک، مشکل ترک‌خوردگی وجود خواهد داشت.

3-1-12- پوشش‌های خیس: در صورتی که نتوان به طور مداوم با افشاندن آب، سطح بتن را مرطوب نگه داشت، استفاده از پوشش‌های جاذب آب از قبیل چتایی، گونی، گلیم و حصیر برای عمل آوردن بتن توصیه می‌شود. چتایی نو باید قبل از مصرف کاملاً شسته شود تا مواد قابل حل آن پاک شده و قابلیت جذب آن بیشتر گردد. همچنین در صورت استفاده از گونی، که قبلاً حاوی مواد شیمیایی یا شکر و غیره بوده، لازم است قبل از مصرف، گونی کاملاً شسته شود، زیرا برخی از مواد شیمیایی می‌توانند همراه آب عمل‌آوری، در بتن جوان نفوذ نموده و ضمن اختلال در گیرش بتن، مقاومت و دوام آن را کاهش دهند. با افزایش وزن چتایی یا سایر پوشش‌های جاذب، امکان نگهداری آب توسط آن بیشتر می‌شود و نیاز به مرطوب کردن متوالی آن کمتر می‌گردد. در غیراین صورت، بهتر است از دو لایه چتایی استفاده شود. چنانچه ورق پلاستیک بر روی چتایی قرار داده شود، از تبخیر آب چتایی جلوگیری می‌گردد که مشابه عمل‌آوری عایقی خواهد بود. این نوع پوشش‌ها باید به نحوی روی سطح بتن قرار گیرند که لبه آنها حدود 100 میلی‌متر روی هم قرار داده شوند، و بلافاصله پس از آنکه بتن به اندازه کافی سخت شد، بر روی سطح قرار داده شوند. اگر زمانی که بتن در حالت خمیری است، پوشش روی آن قرار داده شود، سطح بتن آسیب می‌بیند. پوشش باید تمام سطح بتن را بپوشاند و به طور مداوم خیس نگاه داشته شود.

برای مقاطع کوچک بتن، عمل آوردن بتن با استفاده از خاک، ماسه، خاک اره، کاه و پوشال خیس مناسب است. ضخامت این نوع پوشش‌ها باید حداقل 50 میلی‌متر باشد و تمام سطح بتن پوشانده شود و به طور مداوم خیس نگاه داشته شود. ضخامت لایه کاه، 100 میلی‌متر و پوشال باید حداقل 150 میلی‌متر باشد و در صورت وزش باد با شبکه سیمی و یا چتایی روی آنها پوشانده شود تا وزش باد سبب پراکنده شدن کاه و یا پوشال نگردد. به طور کلی این نوع پوشش‌ها ممکن است باعث تغییر رنگ سطح بتن شوند و در همه موارد، مانند سطوح قائم امکان به کار گیری از آنها وجود ندارد. شکل 1، روش عمل‌آوری با پارچه چتایی را نشان می‌دهد.

توصیه می‌شود، پس از اتمام مدت عمل‌آوری رطوبتی، اجازه دهیم پوشش موجود خشک و سپس از روی سطح بتن برداشته شود تا مشکل ایجاد نگردد. این عمل برای مناطقی که باد خیز هستند ضرورت دارد.

2-12- عمل‌آوری عایقی

جلوگیری از تبخیر آب، روش دیگری جهت عمل‌آوردن بتن است و به این دلیل مزیت دارد که نیاز به خیس کردن مداوم پوشش ندارد. این روش برای مناطقی که امکان فراهم کردن آب مناسب جهت عمل‌آوری با مشکلاتی همراه است قابل به کارگیری خواهد بود. مصالح و روش‌های مختلف جلوگیری از تبخیر آب از سطح بتن به شرح زیر است:

شکل 1- عمل‌آوری با پارچه چتایی و خیس کردن متوالی آن

ورق پلاستیک یا نایلون: ورق پلاستیک وزن بسیار سبکی دارد و در رنگ‌های مختلف، مانند سفید و سیاه موجود است. رنگ سفید برای هوای گرم مناسب است، زیرا نور را منعکس می‌کند و رنگ سیاه برای هوای سرد مطلوب است، زیرا نور را جذب می‌کند. ورق پلاستیک معمولاً از نوع پلی اتیلن است. ورق پلاستیک باید کاملاً سطح بتن را بپوشاند و لبه بالای آن 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. احتمال دارد که ورق پلاستیک باعث تغییر رنگ و ظاهر سطح بتن گردد به خصوص اگر ورق چروکیده باشد. در این صورت اگر یکنواختی رنگ و ظاهر سطح بتن اهمیت دارد، باید از روش‌های دیگری استفاده کرد. تعریق و چکه کردن آب ناشی از تبخیر سطح بتن می‌تواند به ظاهر بتن آسیب رساند.

بنابراین توصیه می‌شود، در چنین شرایطی نایلون و یا پوشش دقیقاً بر سطح بتن قرار داده شود و یا از روش‌های دیگری استفاده شود. مشکل استفاده از ورق نایلون پاره و یا سوراخ شدن آن در کارگاه این است که امکان تعمیر آن وجود ندارد و در صورت عدم توجه به وجود سوراخ یا پارگی مشکلاتی برای عمل‌آوری، به وجود می‌آورد. برای محکم کردن ورق‌ها در اطراف تیرها و ستون‌ها، باید از طناب یا نوار استفاده گردد. شکل 2، استفاده از ورق پلاستیک و شکل 3، عمل‌آوری با استفاده از پوشش‌های مرکب (مواد عایق، ترکیبی از پلاستیک و چتایی) را نشان می‌دهند.

3-12- ترکیبات عمل‌آوری

ترکیبات عمل‌آوری به صورت مایع است که بر روی سطح بتن پاشیده یا مالیده می‌شود و با ایجاد یک غشاء از تبخیر آب بتن جلوگیری می‌کند. این محلول‌ها از اختلاط رزین‌های مصنوعی و طبیعی با حلال تشکیل شده است. پس از اعمال ترکیبات عمل‌آوری بر سطح بتن، حلال تبخیر شده و رزین بر سطح باقی می‌ماند. غشای رزین برای مدت حدود یک تا چهار هفته باقی مانده و بر اثر هوازدگی و نور آفتاب، ترد و شکننده می‌گردد و از سطح بتن جدا می‌شود.

شکل 2- عمل‌آوری با پلاستیک

شکل 3- عمل‌آوری عایقی (پوشش‌های مرکب)

معمولاً در این نوع ترکیبات از رنگدانه‌های مختلف، مانند ذرات آلومینیوم بهره گرفته می‌شود. استفاده از رنگدانه‌ها در ترکیبات به دو دلیل انجام می‌پذیرد. رنگدانه‌های خاص سبب انعکاس نور شده و در نتیجه دمای بتن شدیداً افزایش نمی‌یابد و همچنین سبب رؤیت ترکیب بر روی سطح بتن می‌شود و بنابراین امکان ارزیابی کفایت و یکنواختی ترکیب در سطح بتن فراهم می‌گردد. برای حصول اطمینان از پیوستگی غشای عمل‌آوری، بهتر است آن را در دو لایه عمود بر یکدیگر اعمال نمود. اگر فقط یک لایه اعمال شود، باید از یکنواختی و پوشش غشاء اطمینان حاصل گردد.

ترکیبات عمل‌آوری باید بر روی سطح بتن مرطوب اعمال و از پاشیدن یا اعمال آن بر سطح خشک بتن اجتناب گردد. ترکیبات عمل‌آوری از تبخیر آب بتن جلوگیری کرده و در نتیجه سطح بتن خنک نمی‌شود. بنابراین توصیه می‌شود، در مناطقی که تابش شدید آفتاب وجود دارد، بر روی سطح بتن، سایبان ایجاد گردد. در صورتی که از ترکیبات عمل‌آوری غیرمحلول در آب استفاده می‌شود، لازم است این ترکیبات پس از تبخیر آب رو زده، به کار روند.

اگر قرار است که بر روی سطح بتن، یک لایه دیگر بتن ریخته شود، یا کاشی و موزائیک بر روی سطح بتن نصب گردد، بهتر است که از ترکیبات عمل‌آورنده استفاده نشود، زیرا این ترکیبات پیوستگی را کاهش می‌دهند. هر چند بعضی از انواع ترکیبات، پیوستگی را کاهش نمی‌دهند و یا امکان پاک کردن غشاء وجود دارد. همچنین در برخی از منابع و مخازن نگهداری مواد بهداشتی، غذایی و آب باید قبل از بهره‌برداری این مواد کاملاً تمیز گردند.

در مواردی که دوام بتن در برابر عوامل مضر و یا خوردگی میلگردها حایز اهمیت است و یا هنگامی که نسبت آب به سیمان پایین است، بهتر است از روش‌های عمل‌آوری با آب (ایجاد حوضچه، غوطه‌وری، افشاندن آب و پوشش‌های خیس) استفاده کرد، و در صورت اضطرار از عمل‌آوری عایقی بهره بگیریم. شکل 4، روش عمل‌آوری با ماده شیمیایی عمل‌آوری را نشان می‌دهد.

شکل 4- روش عمل‌آوری با ماده شیمیایی غشایی

4-12- عمل‌آوردن بتن به وسیله قالب‌ها

قالب‌ها خود محافظ مناسبی هستند و از خروج آب از بتن جلوگیری می‌کنند. البته در چنین مواردی، سطح افقی بتن باید مرطوب نگاه داشته شود. قالب‌های چوبی باید با آب افشانی مرطوب شوند، به خصوص در هوای گرم و خشک این عمل حایز اهمیت است. اگرمرطوب نگاه داشتن قالب‌های چوبی امکان‌پذیر نیست، باید بلافاصله قالب‌برداری شده و روش دیگری جهت عمل آوردن بتن به کار گرفته شود. در صورتی که امکان برداشتن سریع قالب‌ها بویژه در سطوح و یا دیوار و یا تیرها وجود ندارد، توصیه می‌شود با شل کردن قالب‌ها، امکان عمل‌آوری با ریختن آب در درزهای موجود فراهم شود. شکل 5، یک نمونه از قالب‌های مخصوص را که از مواد مختلف تشکیل شده است نشان می‌دهد.

شکل 5- استفاده از قالب‌های چند لایه برای عمل‌آوری در هوای سرد

5-12- عمل‌آوری حفاظتی (محافظت)

لازم است در طول عمل‌آوری بتن جوان و پس از ریختن بتن، از بتن به خوبی محافظت شود تا آسیب نبیند. بارش باران و تگرگ، لرزش‌های شدید ماشین‌آلات ثابت و متحرک موجود، یخبندان، اعمال ضربه به قالب می‌تواند به بتن جوان و نارس آسیب برساند و به ظاهر بتن و مقاومت و دوام آن لطمه بزند.

6-12- عمل‌آوری حرارتی (پروراندن)

برای افزایش مقاومت بتن در روزهای اول و محفاظت آن، در هوای سرد و جلوگیری از یخ زدن آن می‌توان دمای بتن داخل قطعه را بالا برد. بهترین روش برای این کار، به کارگیری بخار آب است. دمای محیط و بتن بهتر است از حدود 65^oC بیشتر نشود و عمل بخاردهی پس از گیرش بتن آغاز گردد. روش‌های حرارت رسانی خشک با سوزاندن مواد سوختی، نیروی برق و غیره، امکان‌پذیر است (شکل 6). ولی به طور کلی باید نکات زیر در آن رعایت شود تا مقاومت و دوام مورد نظر حاصل گردد:

الف - قبل از گیرش بتن گرمادهی انجام نشود.

ب - گازهای ناشی از سوختن در مجاورت بتن تازه و یا جوان قرار نگیرد.

پ – خشک‌شدگی در قطعه بتنی به وجود نیاید و گرمارسانی به صورت یکنواخت و غیرمتمرکز انجام گردد.

ت - افزایش دمای بتن، در هر ساعت به 20^oC و کاهش آن نیز در هر ساعت به 20^oC محدود شود و از بروز شوک حرارتی به بتن جلوگیری گردد. در قطعات حجیم کاهش دمای بتن در هر ساعت به 10^oC محدود می‌شود.

ج - حداکثر دمای بتن به 65^oC محدود شود.

چ - با ایجاد عایق حرارتی در سطح بتن می‌توان از افت دمای آن جلوگیری نمود و حتی دمای آن را افزایش داد. قالب چوبی، پشم شیشه، و عایق‌های پلی یورتان و یونولیت، کاه و پوشال و غیره به ضخامت کافی می‌تواند عمل عایق‌بندی را به انجام برساند. باید از به کار بردن مواد عایق یا گرمازا در سطح بتن که دارای مواد مضر باشد، جلوگیری نمود.

شکل 6- یک نمونه از دستگاه‌های ایجاد حرارت برای عمل‌آوری حرارتی بتن

7-12- مدت زمان مراقبت (عمل‌آوری)

مدت مراقبت به عواملی نظیر نوع سیمان، مقاومت مورد نظر، نسبت سطوح نمایان به حجم، شرایط آب و هوایی در هنگام ساختن با نسبت آب به سیمان و ریختن بتن بستگی دارد.

مدت زمان عمل‌آوری مطابق با شرایط خصوصی پیمان و نظر مشاور و دستگاه است. در صورتی که زمان خاصی برای عمل‌آوری پیش‌بینی نشده باشد، حداقل زمان عمل آوردن بتن از مندرجات جدول 1، محاسبه می‌شود. با توجه به شرایطی که ممکن است در کارگاه‌های کوچک حاکم باشد و عمل‌آوری مطابق روش‌های ارائه شده، کاملاً صحیح انجام نگردد و یا در مناطقی که مسایل دوام و خوردگی میلگردها حایز اهمیت است توصیه می‌شود، زمان عمل‌آوری بیش از حداقل ارقام موجود در جدول اختیار گردد.

جدول 1- حداقل زمان عمل‌آوری بتن