گیرش بتن | برسی چگونگی رخداد این عمل

بتن یکی از مصالح پرکاربرد و مفید در صنعت ساختمان سازی است که عمل گیرش آن از مهم‌ترین خواص بتن به شمار می‌رود که تاثیر زیادی بر رفتار آن در طولانی مدت دارد. این فرآیند حیاتی در دو مرحله‌ی اولیه و نهایی انجام می‌شود و عوامل گوناگونی همجون آب و هوا، دما، … بر روی سرعت و استحکام آن تاثیر گذار است. این فرآیند بدین معناست که چقدر طول می‌کشد تا بتن سخت شود؟ برای پاسخ به این سوال و برسی کامل گیرش بتن با ما همراه باشید. شما می‌توانید جهت خرید و استعلام قیمت بتن به سیوان لند مراجعه کنید.

مراحل گیرش بتن

در رابطه با گیرش بتن در ابتدا باید گفت که بتن از سه جزء اساسی آب، سنگدانه (ماسه و شن) و سیمان تشکیل شده است و سیمان وآب، تشکیل یک ماده چسبنده می­دهند که باعث می­شود سنگدانه و ماسه به یکدیگر بچسبند. با کاهش رطوبت بتن در طول زمان تا خشک و سفت شدن بتن، گیرش اولیه بتن رخ می­دهد و زمان گیرش بتن ثابت نیست و حداکثر و حداقل زمان گیرش بتن به موارد مختلفی بستگی دارد.
سرعت گیرش بتن و سرعت سخت شدن آن کاملا از هم مستقل اند و با ترکیب شیمیایی آب وسیمان، مقاوت بتن افزایش می‌یابد که این واکنش باعث گیرش بتن می‌شود. گیرش بتن به عنوان مرز شناسایی بتن تازه و سخت شده قلمداد می شود. زمان گیرش اولیه، تعیین کننده محدوده زمانی جا به جا کردن بتن و زمان گیرش نهایی، تعیین کننده شروع توسعه مقاومت مکانیکی می باشد.

گیرش اولیه

این مرحله زمانی اتفاق می‌افتد که مخلوط بتن شروع به از دست دادن انعطاف پذیری خود می‌کند. به عبارت دیگر، مخلوط مایع شروع به جامد شدن کرده و کار با آن را سخت‌تر می‌کند. اگر بتن قبل از گذراندن زمان گیرش اولیه، به سرعت سفت شود، نشان دهنده‌ی غیرعادی بودن این فرآیند است. گیرش غیرعادی بتن به دلایل گواگون همچون گیرش کاذب رخ می‌دهد. در گیرش کاذب، بتن انعطاف پذیری خود را از دست داده و به سرعت سفت می‌شود و پس از اختلاط مجدد، بتن سیالیت را بازیابی کرده و به سرعت سفت می‌شود. این عمل به دلیل ماهیت تولید سیمان رخ می‌دهد.

گیرش نهایی

این مرحله زمانی رخ می‌ده که مخلوط بتن به حالت جامد در می‌آید. در این زمان بتن می‌تواند شکل نهایی خود را حفظ کرده و تلاش برای اصلاح آن به توسعه‌ی مقاومت آن آسیب نخواهد رساند.

تاثیر گیرش بتن بر روی بتن

• استحکام
• قدرت
• نفوذپذیری
• مقاومت در برابر سایش
• ثبات حجم
• تمایل به ترک خودگی
• مقاومت در برابر یخ زدگی
• ذوب شدن
• یخ زدایی مواد شیمیایی

مرطوب نگه داشتن بتن

بتن را عموما با سه روش می­توان مرطوب نگه داشت و زمان گیرش بتن را بالا برد.

• ایجاد برکه یا غوطه ور کردن، آبپاشی و پوشش های خیس اشباع شده، روش ­هایی هستند که با اشباع کردن اطرف بتن، رطوبت را در بتن حفظ کرده و گیرش بتن را بالا می­برد.
• پوشاندن بتن با کاغذ نفوذ پذیر یا ورق­ های نایلون، روشی برای بالا بردن گیرش بتن است که اصطلاحا با اندود کردن بتن از کاهش رطوبت آن جلوگیری به عمل می آید.
• بخارزنده، سیم پیچ­های گرمازا، قالب­ ها یا بالشتک‌هایی که با برق گرم می­شوند، روش هایی برای تامین رطوبت اضافی بتن به حساب می­ آیند که مقاومت بتن و در نتیجه گیرش بتن را افزایش می­دهد.

عمل آوری بتن

پس از ريختن بتن، آب موجود در مخلوط بر اثر تبخير از سطح كاهش مي‌يابد و زمانی‌که رطوبت نسبي در بتن كمتر از 80  درصد گردد، هيدراتاسيون سيمان بسيار كند و تقريباً متوقف مي‌شود و مقاومت ادامه نمي‌يابد. عمل‌آوري بتن به منظور رسيدن به ويژگی­ هاي مورد نظر بتن سخت شده، بسيار امری مهم و ضروری به شمار آمده و اين موضوع در مواردي كه نسبت آب به سيمان كم است، در هوای بسیار گرم و یا در صورتی که در هنگام اختلاط بتن از انواع مواد مكمل سيمان مانند روباره يا پوزولان‌ها استفاده شود، اهميت بيشتري مي‌يابد.
جهت عمل آوری بتن یا سفت شدن بتن رعایت نکات زیر الزامی است:

• عملیات عمل­آوری صحیح و مناسب، فورا پس از پخش بتن انجام شود.
• برای عمل­آوری صحیح بتن رطوبت نیاز است.
• رطوبت دائم برای بتن، امری ضروری است زیرا که تر وخشک شدن، موجب ترک در بتن می شود.
• درجه حرارت ایده آل برای عمل آوری بتن، 23 درجه سانتی گراد است.
• عمل آوری بتن عموما به مدت 7 روز ادامه داده می­شود.

زمان گیرش بتن

همانطور که عنوان شد سرعت گیرش بتن و سخت شدن آن کاملا مستقل از یکدیگر می‌­باشند، به­عنوان مثال؛ زمان­های گیرش تجویز شده سیمان زودسخت شونده با زمان­های گیرش سیمان پرتلند معمولی تفاوتی ندارد، گرچه روند سخت شدن این دو سیمان با یکدیگر متفاوت است. بسیاری از کارشناسان بر اساس یافته و آزمایشات علمی عقیده بیان کرده و می توان زمان گیرش بتن را نیز تعیین نمود، اما این مشخصه با زمان گیرش سیمان تفاوت دارد. آیین نامه ASTM C 403-92 روشی را برای سنجش زمان گیرش بتن، مشخص نموده است که در آن روش نفوذ سنبه Proctor به داخل ملاتی که از الک کردن بتن معینی حاصل شده است، تعیین می گردد.
تعریف این زمان، دلخواه بوده زیرا در عمل هیچگونه اتفاق مشخصی در هنگام گیرش بتن رخ نمی دهد و متخصصین روسی کوشش نموده اند که زمان گیرش بتن را برحسب حداقل مقاومت الکتریکی سنجیده شده بین دو الکترود فلزی مدفون در بتن که جریان برق با فرکانس زیاد از میان آنها عبور می کند را تعیین نمایند. زمان ­های گیرش بتن را با استفاده از دستگاه ویکات و با سوزن یا سنبه­‌های نفوذی مختلف نیز اندازه می­گیرند که این روش آزمایش، در آیین نامه EN 196-3:7987 عنوان شده است.

ارزیابی زمان گیرش بتن

گیرش بتن و سخت شدن آن، يكي از جنبه­های بسیار مهم بتن تازه است که بر خواص بتن در درازمدت تاثير می­گذارد. اهمیت شناخت بتن تازه چه از جنبه فنی و چه از جنبه­های اقتصادی، بسيار قابل توجه و مهم است چرا که گیرش بتن، سخت شدن و کسب مقاومت در بتن یک پروسه تدریجی است و تجزیه و تحلیل این مراحل، نیاز به ارزیابی پیوسته با ساختار میکروسکوپی دارد. در اجراي سازه­ های بتن آرمه، لازم است که مقاومت بتن درکوتاه مدت تخمین زده شود تا با توجه به شرایط بدست آمده، درصورت نیاز بتوان با تغییرات لازم به موقع عمل نمود و مانع پیشامد مشکلات و هزینه ­های اضافی شد.
به كارگيري روش سرعت امواج التراسونیک، يكي از مهمترين روش ­هاي غير مخرب در ارزيابي بتن مي­باشد که مي ­تواند در ارزیابی زمان گیرش بتن بسیار مفید واقع شود. دلیل موفقیت این آزمایش این است كه با استفاده از این روش، امکان تعیین زمان گیرش بتن و ارزیابی مقاومت فشاری آن وجود دارد. اندازه گیری سرعت امواج التراسونیک در طی مراحل گيرش بتن و سخت شدن، انجام می­ شود.
همچنین به منظور برقراري ارتباط بين نتايج مراحل گيرش بتن و سخت شدن نمونه ­هاي ساخته شده با نسبت هاي مختلف آب به سيمان در سنین 1، 3، 5 و 7 روز تحت آزمایش التراسونیک و مقاومت فشاری قرار می­گیرد. رابطه بین سرعت امواج و نسبت آب به سيمان و سن بتن در مرحله گيرش بتن و نيز رابطه بین سرعت امواج و نسبت آب به سیمان و مقاومت فشاری در مرحله سخت شدن در سنین اولیه مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
نتایج به دست آمده نشان می ­دهد که عموما منحنی سرعت و زمان در هنگام سخت شدن بتن به شکل s بوده و نقطه عطف منحنی مطابق با زمان گیرش اولیه بتن است، همچنين به نظرمی­رسد بیشترین روند کسب مقاومت بتن در سنین 3 و5 روز اتفاق خواهد افتاد.

تسریع کننده گیرش بتن

تسریع کننده گیرش بتن به موادی اطلاق می­شود که باعث افزایش سرعت آب گیری در بتن شده و سبب می­شود، بتن زودتر به مقاومت لازم ‌برسد. زودگیر کننده بتن باعث افزایش سرعت گیرش بتن می‌شود اما در شرایطی که به علت دمای کم، امکان یخ بستن آب بتن تازه وجود دارد، زودگیر کننده بتن به عنوان افزودنی ضدیخ بتن به کار می‌روند، همچنین از زودگیر بتن در محل‌هایی که به دلیل کم بودن تعداد قالب، نیاز به باز کردن سریع قالب داشته باشند، استفاده می‌شوند. زودگیر کننده بتن در بتن‌های پاششی یا همان بتن شاتکریت از ریزش مصالح جلوگیری به عمل ‌آورده و باعث گیرش سریع بتن می‌شود.

عوامل موثر بر گیرش بتن

علاوه بر شرایط آب و هوایی، طرح اختلاط بتن، رطوبت و باد عوامل دیگری بر روی زمان این فرآیند تاثیرگذارند که در ادامه به برسی آن‌ها خواهیم پرداخت.

نسبت آب به سیمان

یکی از عوامل تاثیر گذار بر زمان گیرش بتن، نسبت آب به سیمان است. زمان گیرش در مخلوط‌های بتنی با نسبت آب به سیمان کمتر، معمولا سریع‌تر است و زودتر سفت می‌شوند. معمولا کار کردن با این مخلوط‌ها سخت‌تر است چون مخلوط خیلی سریع شروع به سفت شدن می‌کند. در مقابل، مخلوط‌های بتنی که مقدار آب بیشتری دارند، دیر تر سفت شده و زمان گیرش بیشتری دارند. البته باید دقت داشته باشید که آب بیش از حد علاوه بر افزایش زمان گیرش بتن فونداسیون، سبب کاهش مقاومت بتن و سازه بتنی خواهد شد.
شما می‌توانید جهت اطلاعات بیشتر درمورد این نسبت به مقاله‌ی نسبت آب به سیمان چیست؟ مراجعه کنید.

درجه حرارت

از دیگر عوامل تاثیر گذار بر زمان گیرش می‌توان به دما اشاره کرد. در واقع دما از طریق کاهش سرعت واکنش‌های هیدراتاسیون، این مدت زمان را تغییر می‌دهد. به طوری که دمای بالا سبب افزایش سرعت گیرش، و دمای کم این سرعت را کاهش می‌دهد.

مواد افزودنی

مواد افزودنی بر گیرش اولیه و نهایی بتن تاثیر گذارند. این مواد جهت تغییر ویژگی‌های بتن به مخلوط آن اضافه می‌شود. این مواد انواع گوناگونی دارند که تا حدودی به تنظیم و تعیین زمان گیرش بتن کمک می‌کنند. مواد افزودنی زودگیر کننده زمان گیرش را کاهش و کندگیر کننده‌ها این مدت زمان را افزایش می‌دهند.

انواع مواد افزودنی تسریع کننده گیرش بتن

• ضدیخ بتن
• ضدیخ بتن مسلح
• ضدیخ ویژه بتن
• ضدیخ بدون کلراید
• ضدیخ ملات
• ضدیخ بتن پودری
• ضدیخ بتن مایع
• روان کننده ضدیخ
• زودگیربتن
• ژل ضدیخ بتن

اگر به دنبال بهبود خواص و رفتار بتن مورداستفاده‌ی خود هستید ما به شما محصولات سیوان لند را معرفی می‌کنیم. شما می‌توانید جهت خرید و استعلام قیمت افزودنی‌های بتن به سیوان لند مراجعه کنید.

کلام آخر

بخش مهمی از توسعه زیرساخت­های امروزی با بتن و مصالح ساختمانی درگیر است. خواص بتن کاملا مربوط به ترکیب اجزای آن می­باشد و اختلاط ، حمل و نگهداری و گیرش بتن و همچنین سخت­شدگی آن و البته هرگونه خرابی و آسیبی که اتفاق می­‌افتد احتمالا با صرف هزینه زیاد جبران پذیر خواهد بود. بتن در مدت زمان کوتاه بلافاصله بعد از گیرش اولیه بسیار آسیب پذیر است، بخصوص اینکه بتن در حین ساخت ممکن است در معرض بارهای شدید قرار گیرد و بی توجهی به این موضوع می­تواند منجر به خرابی بتن شود و مشکلاتی نظیر؛ خیز زیاد کف­‌ها یا تغییر شکل­ها در دراز مدت را بوجود آورد.
استفاده از روش­هایی که بتواند رفتار بتن تازه را در مراحل گیرش بتن توصیف کند بسیار مقید و موثر خواهد بود چرا که می­تواند مدت زمانی را که بتن هنوز کارایی لازم دارد را تعیین نموده و از صرف هزینه­های هنگفت مالی و هدر رفتن انرژی نیروی انسانی، جلوگیری به عمل آورد.