هبلکس (hebelex) یا بتن سبک چیست؟
هبلکس چیست؟
هبلکس نام تجاری است که برای بتن هوادار اتوکلاوی (Autoclaved Aerated Concrete – AAC) تولید شده در اروپا قرارداده اند که همان بتن سبک، بتن گازی سبک یا متخلخل می باشد و در سال ۱۹۲۴ میلادی توسط یک مهندس آرشیتکت سوئدی اختراع و به جامعه مهندسی معرفی گردید.
این بتن هم اکنون در اروپا و آمریکا به نام های تجاری "YTONG" و یا "HEBELEX" ارایه می شود. ساخت این محصول به روش اختلاط و پخت مواد اولیه انجام می گیرد.
حدود ۶۰% وزنی مواد اولیه سنگدانه سیلیسی میکرونیزه شده با خلوص بالای ٨٠% می باشد و این میزان سیلیس غیر قابل جایگزینی با سایر سنگدانه های دیگر می باشد.
مصرف سیمان نیز کمتر از ١٠٠ کیلوگرم در هر مترمکعب می باشد.
پودر اکسید آلومینیوم مورد استفاده با دانه بندی تعریف شده و مخصوصی می باشد.
لازم بذکر است بکارگیری سیلیس از معادن و خردایش (خرد کردن) آنها تا حد زیادی تولید را غیر اقتصادی می نماید، در نتیجه کنترل کیفیت سیلیس در خط تولید نیاز به بررسی بیشتری دارد.
هبلکس مخلوطی از سیلیس، سیمان، آهک و پودر آلومینیوم درحرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد و فشار ۱۲ اتمسفر در اتوکلاوها پخته و به قطعات مورد نیاز ساختمانی بریده می شود.
این محصول امتیازات ویژه ای نیز نسبت به دیگر مصالح دارد از جمله این که عایق مناسب حرارتی و صدا می باشد، در برابر فشار مقاوم است، با ابزار معمولی به آسانی بریده می شود و می توان آن را به هر شکل تراشید، سوراخ کرد و یا تغییر شکل داد.
در موقعیت کنونی بتن سبک یا هبلکس بهترین ماده برای ساخت ساختمان های کوچک و بزرگ مسکونی، خدماتی، صنعتی و کشاورزی بویژه در مناطق زلزله خیز می باشد.
روش تولید هبلکس (HEBELEX)
سیلیس از مهمترین مواد اولیه بتن سبک هبلکس می باشد و از معادن داخل کشور تهیه می شود، آهک نیز بصورت فرآوری شده و پخته شده به داخل کارخانه حمل می گردد.
در خط تولید بتن سبک یا هبلکس ۳ سیلوی نگهداری مواد اولیه وجود دارد که عبارتند از: سیلوی سیلیس، سیلوی آهک و سیلوی سیمان، که مواد اولیه پس از نگهداری در این سیلوها به تدریج وارد خط تولید می شوند. سیلیس، آهک و سیمان بوسیله الواتورهای مخصوص از سطح زیرین سیلوها به داخل آنها منتقل و درمدت زمان مشخص وارد خط تولید می شوند.
در نخستین مرحله از تولید بتن سبک، مواد اولیه شامل سیلیس و آب در آسیاب شماره ۱ بصورت دوغاب یا گل در آورده می شود و در آسیاب شماره ۲ مواد مورد مصرف شامل سیلیس، آهک و سیمان بصورت خشک پس از توزین مخلوط می شوند و در واقع دو آسیاب در این مرحله وجود دارد آسیاب شماره ۱ (آسیاب مواد تر) و آسیاب شماره ۲ (مواد خشک) که پس از مخلوط شدن و فرآوری، مواد به محل قالب ریزی انتقال داده می شوند.
پیش از آنکه مواد به قسمت قالب ریزی انتقال یابند بدقت توزین شده و در میکسرهای مخصوصی در مدت زمان لازم و مشخص مخلوط می شوند. در این بخش ۳ نوع مواد اولیه وجود دارد که توزین نهایی مواد در آنها انجام می شود. هر ۳ نوع مواد شامل آهک، سیمان و سیلیس در این بخش توزین شده و وارد آسیاب های خشک و تر می شوند
مرحله بعدی کار مرحله قالب ریزی مواد است که مواد مخلوط شده در داخل قالب هایی که هر کدام تقریبا ۳ متر معکب گنجایش دارند ریخته می شوند.
مخلوط متناسب از سیلیس، آهک، سیمان و آب که با شیوه ای هماهنگ در میکسرها عمل آوری شده است نیمی از حجم قالب ها را پر می کند. این مواد پس فعل و انفعالات شیمیایی در زمانی مشخص بصورت قالب های مورد نظر در می آیند این زمان حدود ۳.۵ ساعت به درازا می کشد. اینک زمان آن رسیده است تا قالب های تولیدی را به خط ریخته گری انتقال دهند. این قالب ها بوسیله شیفتر به خط ریخته گری کارخانه برده می شوند تا این مرحله از کار انجام شود.
قالب های تولیدی را بامازوت، اندود می کنند تا در مرحله ریخته گری چسبندگی ایجاد نشود.
بدلیل فعل و انفعالات شیمیایی در مرحله قالب ریزی، مواد اولیه حرارتی حدود ۷۰ درجه سانتی گراد تولید می کنند.
میزان حرارت موجود و آمادگی قالب ها برای خط برش بوسیله متخصصان کارخانه اندازه گیری می شود تا پس از اعلام آمادگی قالبها به خط برش منتقل شود.
بعلت تغییراتی که می تواند در مواد اولیه رخ دهد، این مواد پیش از ورود به خط، کنترل شده و آزمایش های شیمیایی روی آنها انجام می شود و پس از ورود به خط نیز بنا به کیفیتی که درون قالب ها دارد، تحت آزمایش و کنترل کیفی قرار می گیرند.
در این بخش از کارخانه سطح خارجی قالب ها برداشته می شود تا یک سطح هموار و مشخصی از تمام قالب ها نمایان گردد در این قسمت دیوارهای جانبی قالب ها جدا و از واگن ها جدا می شوند و آنگاه به بخش برش انتقال می یابند. در این بخش پس از دیواره برداری از قالب ها، ابتدا برش های عرضی به قالبها داده می شود و آنگاه با دستگاههای برش و با دقت و توجه خاص کارکنان و متخصصان کارخانه برش های طولی قالب ها انجام خواهد شد. اندازه برش های طولی و عرضی قالب ها بسته به تقاضای مصرف کنندگان و بازار مصرف آن دارد که قابل تنظیم و تغییر خواهد بود.
پس از مرحله برش، قالب ها بر روی واگن های مخصوصی قرار می گیرند تا به بخش بلوکی که مرحله پخت قالب هاست انتقال یابد.
قالب های هبلکس در مرحله پخت وارد اتو کلاوها می شوند و در حرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد و با فشار ۱۲ اتمسفر پخته و عمل آوری می گردد.
قالب ها در اتوکلاوها و پخت کامل به بخش بار انداز محصولات آماده تحویل انتقال می یابند تا به تدریج به بازار مصرف عرضه شود.
مشخصات فنی بتن سبک اتوکلاوی – هبلکس
وزن مخصوص هبلکس:
هر متر مکعب دارای ۶۵۰ الی ۷۵۰ کیلوگرم می باشد که برابر یک سوم تا یک چهارم وزن بتن می باشد. (بسته به نوع مصالح و مواد اولیه و نوع تجهیزات تولید متفاوت است و هم اکنون توسط دستگاه های جدید و مرغوب تر امکان تهیه با دانیسته کمتر نیز وجود دارد)
مقاومت فشاری هبلکس:
۲۵ تا ۳۵ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشد که امکان افزایش آن بر حسب امکانات تولید کننده و نوع سفارش مشتری و مشخصات فنی مورد نیاز نیز برای تولید کننده امکان پذیر می باشد.
اجرا و نصب هبلکس:
کار کردن با بلوک سبک هبلکس بسیار آسان است، می توان آن را بر اساس نیاز در محل مورد استفاده بوسیله اره برش داد، براحتی میخ در آن کوبید و یا مسیر تاسیسات برقی و تاسیسات مکانیکی را به راحتی در آن ایجاد نمود.
مقاومت حرارتی:
مقاوت بسیار بالای هبلکس از بارزترین مزایای آن می باشد به عبارتی هبلکس در مقابل آتش و شعله های مستقیم ضریب حرارتی برابر ۰.۱۷ W.m2k را دارا می باشد.
ابعاد:
بلوک های بتن سبک هبلکس در ابعاد ۶۰*۲۵*۱۰، ۶۰*۲۵*۱۵، ۶۰*۲۵*۲۰، ۶۰*۲۵*۲۵ و ۶۰*۲۵*۳۰ سانتیمتر ارایه می شوند که این ابعاد بسته به نیاز و سفارش قابل تغییر نیز می باشد.
مزایای فنی بلوک های بتن سبک هبلکس (HEBELEX)
سبکی وزن، عایق حرارات و برودت، عایق صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله و آتش سوزی، حمل و نقل آسان و با صرفه، اجرای سریع از مهمترین و بارزترین مزایای بلوک های هبلکس می باشد.
با توجه به مبحث ۱۸ و ۱۹ آیین نامه مقررات ملی ساختمان به منظور محاسبه ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله، بکارگیری مصالح سبک وزن، مناسبترین و باصرفه ترین شیوه برای افزایش ایمنی ساختمان ها می باشد بطوریکه بلوک های هبلکس تامین کننده این مزیت فنی است.
یک متر مکعب بلوک هبلکس در حدود ۶۰۰ الی ۷۰۰ کیلوگرم وزن دارد که برابر ۸۶۶ عدد آجر به وزن ۱۷۵۰ کیلوگرم می باشد. در صورتیکه سایز متداول و رایج بلوک هبلکس که ابعادی برابر ۶۰*۲۵*۲۰ می باشد مطابق ابعاد با ۲۶ عدد آجر می باشد اما از نظر وزن تنها با ۱۰ عدد آجر برابر بوده و یک کارگر به راحتی می تواند آن را حمل، جابجا و سریع هم نصب نماید.
ملات مصرفی در اجرای بلوک های هبلکس برابر ۲۵% ملات مورد مصرف در دیوار آجری به همان مشخصات می باشد و ملات مصرفی در بلوک های هبلکس از عیار کمتری نسبت به ملات مصرفی آجر برخوردار می باشد. به عنوان مثال برای اجرای یک دیوار با آجر به ۱۰۰ کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار از بلوک هبلکس تنها به ۱۵ کیلوگرم سیمان نیاز دارد.
همچنین بارگیری و حمل بوک های هبلکس که در قالب های ۳.۱۵ متر مکعبی بسته بندی نوار تسمه کشی می شوند با استفاده از جرثقیل فکی و تریلی کفی به راحتی و با هزینه کمتری صورت می پذیرد. یک تریلی ۹ پالت بزرگ هبلکس برابر ۲۸.۳۸ متر مکعب را حمل می نماید.
مزایای اقتصادی بلوک های هبلکس
پروژه های ساختمانی با استفاده از بلوک های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، نیروی اجرایی کمتر و مصرف ملات کمتر و همچنین کاهش زیاد بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوارهای از نوع بتن سبک هبلکس موجب کاهش ابعاد سازه می شود که خود صرفه جویی قابل ملاحظه ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می گردد.
عایق بودن هبلکس در برابر گرما، سرما علاوه بر صرفه جویی چشمگیری که در فضاهای تاسیساتی و سطح حرارتی برودتی موجب کاهش قابل ملاحظه در مصرف انرژی لازم برای سرمایش و گرمایش ساختمان در آینده خواهد شد.
دستورالعمل و توصیه های اجرایی
۱- کادر اجرایی هبلکس:
کارکردن با هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد، با توجه به ابعاد دقیق و سهولت کار با هبلکس، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر و سفال دو الی سه برابر افزایش می یابد.
۲- ملات مورد نیاز:
بلوک هبلکس قابلیت اجرا با انواع ملات ها و چسب های مخصوص را دارد ، جهت عملکرد بهتر بلوک هبلکس توصیه می شود از چسب مخصوص آن استفاده گردد زیرا باعث می گردد سرعت اجرا کار بالا رود ، سطح تمام شده کار مناسب آستر نهایی دیوار خواهد بود ، استفاده از ملات چسب مخصوص هبلکس باعث از بین رفتن پرت حرارتی در محل بندهای بلوک می گردد.
قطعات بلوک می توانند با سه نوع ملات سیمانی با مواد مضاعف ، ملات سیمانی آهکی ( بارتاد ) و چسب های مخصوص و قطعات مسلح با ایجاد شدن فاقه و زبانه توسط تراش با چفت شدن در کنار هم به راحتی اجرا شوند ، وجود ابعاد دقیق در این محصولات موجب کاهش مصرف ملات و چسب می شود.
مراحل اجرایی دیوارچینی با بلوک سبک هبلکس
۱- اجرای ردیف اول:
اجرای ردیف اول (رج اول) از اهمیت بالایی در دیوارچینی برخوردار می باشد ، جهت اجرای ردیف اول توصیه می شود که از ملات سنتی ماسه و سیمان (۱:۶) به عنوان ملات ترازکننده زیرکار استفاده گردد لذا بلوک ها قبل از اجرا باید کاملاً رطوبت دهی شوند، بهتر است از اجرای ردیف های بعدی تا ۴۸ ساعت (بعد از رسیدن مقاومت ملات به حد نهایی) خودداری گردد.
۲- اصول دیوارچینی:
اجرای دیوار هبلکس نیازمند به کارگیری نیروی متخصص نمی باشد و اصول کلی دیوارچینی مطابق مصالح سنتی بوده و مواردی نظیر هشتی گیر کردن دیوارها به هم، عدم امتداد درز عمومی بلوک ها در دو ردیف متوالی بر روی هم و شاقولی اجرا کردن دیوار باید در دیوارچینی رعایت گردد ، در صورت استفاده از ملات های سنتی توصیه می گردد بلوک قبل از اجرا، زنجاب شده و بعد از اجرا نیز تا ۳ روز دیوار مرطوب گردد.
۳- ملات یا چسب هبلکس:
جهت اجرای هبلکس استفاده از ملات های آماده و مخصوص هبلکس که عمدتاً بر دو پایه پلیمری سیمانی هستند توصیه می شود ، این ملات ها با توجه به دستور کارخانه ی سازنده آماده و با کاردک شانه ای به ضخامت حدوداً ۲ میلیمتر بر روی رج های افقی و قائم بلوک استفاده می گردند، در صورت استفاده از چسب پایه سیمانی ، رطوبت دهی بلوک تا زمان گیرش نهایی ملات الزامی است ، بهتر است بعد از اجرای دیوار با همان ملات چسب ، کلیه ی درزهای افقی و عمودی بندکشی گردد.
۴- کلاف کردن بلوک های هبلکس به یکدیگر و سازه:
جهت اتصال فاق و زبانه ی بلوک ها به هم از قطعه فلزی گالوانیزه (که به نام میخ پلاک در بازار موجود است) استفاده می شود، بدین صورت که در محل درز عمودی هر دو بلوک، یک قطعه با چکش داخل دو بلوک کوبیده می شود و بلوک ها به هم کلاف می گردند، جهت کلاف کردن دیوار به سازه از قطعه L شکلی استفاده می گردد که از یک طرف به سازه جوش یا پرچ و از طرف دیگر با دو عدد میخ نجاری به بلوک متصل می گردد، استفاده از قطعه L شکل در هر ۷۵ سانتیمتر از ارتفاع دیوار توصیه می گردد.
۵- اجرای تاسیسات برقی و مکانیکی:
جهت اجرای تاسیسات در دیوارهای هبلکس باید از شیارزن های برقی استفاده کرد و محل لوله های برق و تاسیسات مکانیکی را به دقت با ابزار مناسب ایجاد کرد ، بهتر است از روش های سنتی جهت ایجاد شیار خودداری گردد.
۶- اجرای اندودکاریهبلکس:
به دلیل خاصیت جذب آب هبلکس، دیوار چسبندگی مناسب با هر نوع اندود را دارد ، اندود گچ خاک به راحتی روی دیوار اجرا شده و در صورت رعایت اصول فنی دیوارچینی نیازی به آستر گچ و خاک نمی باشد و مستقیماً می توان آستر نهایی گچ را روی آن اجرا کرد، در صورت استفاده از پلاسترهای سیمانی ، رطوبت دهی بلوک قبل و بعد از اجرا الزامی می باشد.
۷- اجرای نما در هبلکس:
امکان اجرای انواع نماهای سنگی، سیمانی و کامپوزیت روی دیوار هبلکس مقدور می باشد، فقط در صورت استفاده از نماهای سنگی، رطوبت دهی ملات سنگ تا گیرش نهایی ملات الزامی می باشد.
(در صورت استفاده از سنگ نما در روی بلوک، اجرای دوغاب سیمان قبل از اجرای نما روی دیوار پیشنهاد می گردد)
منابع:
۱- گرداوری و تالیف سایت civiltech.ir
۲- www.hebelexbirjand.com
۳- www.zzbs.ir
۴- www.agahi.ir
بلوک هبلکس
عمده خواص بلوک هبلکس به شرح زیر میباشد :
وزن مخصوص : هر متر مکعب بلوک هبلکس حدود ۵۵۰ الی ۶۵۰ کیلوگرم مقاومت فشاری : ۳۰ تا ۳۵ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع با امکان افزایش آن بر حسب سفارش و نیاز مصرف کننده
کارکردن با بلوک هبلکس بسیار آسان است مثلا به راحتی میتوان آنرا اره نموده و یا میخ در آن کوبیده شود و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آن در آن بوجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا میباشد.
با توجه به آیین نامه جدید محاسبه ایمنی ساختمانها در برابر زلزله و مبحث ۱۸ و ۱۹ بکارگیری مصالح سبک وزن راه حل مناسب و با صرفه در جهت افزایش ایمنی ساختمان میباشد و بلوک هبلکس تامین کننده این مزیت فنی است. یک متر مکعب بلوک هبلکس حدود ۵۵۰ الی ۶۵۰ کیلوگرم وزن دارد که برابر ۸۶۶ عدد آجر به وزن ۱۷۵۰ کیلوگرم میباشد.
بعبارت دیگر یک عدد بلوک هبلکس ۲۰*۲۵*۶۰ مطابق با ۲۶ عدد آجر است در حالیکه وزن آن برابر وزن ۱۰ عدد آجر میباشد و یک کارگز براحتی میتواند آنرا حمل نماید و سریعا نیز نصب میگردد. ضمنا ملات مصرفی برابر ۲۵% ملات مورد نیاز برای اجرای همان دیوار با آجر بوده و به درصد سیمان کمتری نیز در ملات نیاز دارد. بعنوان مثال چنانچه برای اجرای یک دیوار با آجر به یکصد کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار در صورت استفاده ۱۵ کیلوگرم سیمان مصرف میکند.
همچنین بارگیری و حمل که در قالبهای ۳/۱۵ متر مکعبی بسته بندی میشود راحتر و سریعتر خواهد بود.
مشخصات فنی بلوک هلبکس:
ابعاد :
10*25*60
20*25*60
30*25*60
15*25*60
25*25*60
بنا به درخواست مصرف کننده
مقاومت فشاری بلوک هبلکس ۳۵-۲۵ kg/cm2
وزن مخصوص بلوک هبلکس ۶۵۰-۵۵۰ kg/cm2
دستور العمل اجرایی بلوک هبلکس :
1. کادر اجرایی : کارکردن با بلوک هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد. با توجه به ابعاد و سهولت کار با بلوک هبلکسسرعت اجرا نیز نسبت به آجر و سفال تا ۲ الی ۳ برابر افزایش می یابد.
2. ملات مورد نیاز : همان ماسه و سیمان میباشد و با توجه به اینکه یک نوع بتن سبک میباشد و همگونی کاملی با ملات ماسه و سیمان دارد میتوان نسبت ترکیب را ۵ یا ۶ به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود. در مواردیکه تیغه بندیهای مورد احرا با آب و رطوبت سر و کاری نداشته باشد (مثل دیوار اتاق خواب ، کار و …) میتوان از ملات کچ و خاک (به لحاظ صرفه حویی اقتصادی) نیز استفاده نمود.
3. جذب آب : با توجه به ابعاد متخلخل بودن ، نم و رطوبت توسط این بلوکها منتقل نمیشود.
نکته مهم : در عین اینکه این بلوکها نم و رطوبت را منتقل نمیکنند ولی در سطح آب بیشتری را نسبت به مصالح مشابه جذب میکنند لذا در زمان استفاده از بلوک هبلکس باید نکات زیر رعایت شود :اولا قبل از اجرا باید کاملا خیس شوند.
دوما ملات مصرفی را نیز باید با دقت بیشتری تهیه نمود.
سوما بعد از اجرا در صورت امکان به دیوارها آب داده شود.
4. اندود گچ و خاک : با توجه به سطح صاف و صیقلی بلوک هبلکس نسبت به سایر مصالح (در صورت اجرای صحیح دیوارها به اندودی بیش از ۱ الی ۲ سانتیمتر نیاز نخواهد بود) یعنی در هر طرف نیم الی یک سانت.
5. از نظر نصب تاسیسات و نماسازی: (اعم از لوله ، کابینت ، سنگ ، سرامیک ، …) مانند سایر مصالح میباشد و چنانچه به صورت صحیح اجرا شود با مشکلی مواجه نخ
6. بتون هبلکس چیست؟ (مقالات بتن)
7. بتن سبک یا بتن متخلخل در سال 1924 میلادی توسط یک آرشیتکت سوئدی اختراع گردید . هم اکنون در اروپا بتن سبک تحت نامهای ( Ytong) و یا ( Hebelex ) عرضه می شود . ساخت این محصول با استفاده از تکنولوژی پیشرفته از طریق اختلاط و پخت مواد اولیه : ماسه سیلیسی، آهک ، سیمان ، پودر آلومینیوم و آب انجام می گیرد .
عمده خواص بتن سبک ( هبلکس ) عبارتست از :
وزن مخصوص : هر متر مکعب حدود 600 کیلوگرم .
مقاومت فشاری : 30 تا 35 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع با امکان افزایش آن بر حساب نیاز مصرف کننده .
کار کردن با بتن سبک ( هبلکس ) بسیار آسان است، مثلاً به راحتی می توان آن را ارّه نموده یا میخ در آن کوبید و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آب را در آن به وجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می باشد.
با توجه به آیین نامه جدید محاسبه ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله ، بکارگیری مصالح سبک وزن راه حل مناسب و با صرفه در جهت افزایش ایمنی ساختمان می باشد و بلوک های بتن سبک ( هبلکس ) تامین کننده این مزیت فنّی است. یک متر مکعب بلوک هبلکس حدود 600 کیلوگرم وزن دارد که برابر 866 عدد آجر به وزن 1750 کیلوگرم می باشد ، به عبارت دیگر یک عدد بلوک 20×25×60 هبلکس مطابق با 46 عدد آجر است، در حالیکه وزن آن برابر وزن 10 عدد آجر بوده و یک کارگر به راحتی می تواند آنرا حمل نماید و سریعاً نیز نصب می گردد .
در ضمن ملات مصرفی برابر 25% ملات مورد نیاز برای اجرای همان دیوار با آجر بوده و به درصد سیمان کمتری نیز دز ملات نیاز دارد. به عنوان مثال چنانچه برای اجرای یک دیوار با آجر به یکصد کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار در صورت استفاده از بلوک های هبلکس 15 کیلوگرم سیمان مصرف می کند.
همچنین بارگیری و حمل بلوک های هبلکس که در قالب های 15/3 متر مکعبی بسته بندی می شوند با استفاده از جرثقیل فکی و تریلی کفی به راحتی و اقتصادی تر انجام میگیرد. یک تریلی 9 پالت بزرگ برابر 35/28 متر مکعب را حمل می نماید.
هبلکس = عایق گرما، سرما، صدا و مقاوم در برابر زلزله و …
هبلکس = صرفه جویی در آهن یا آرماتور، زمان اجرا، ملات مصرفی، دستمزد و …
هبلکس = چسبندگی قابل توجه با ملات سیمان و ماسه و گچ و خاک به موجب گواهی وزارت مسکن و شهر سازی .
مزایای فنّی :
سبکی وزن ، عایق در برابر حرارت، عایق دز برابر برودت، عایق در برابر صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله، آتش سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوک های هبلکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجر های معمولی و آجر های سفال می باشد.
مزایای اجرائی :
با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوک های هبلکس در همه ضخامت ها، سرعت اجرای هبلکس نسبت به سایر مصالح به 3 برابر بالغ می گردد.
مزایای اقتصادی :
پروژه های ساختمانی با استفاده از بلوک های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری احتیاج دارد و همچنین استفاده از هبلکس به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوار ها که موجب کاهش ابعاد سازه می شود، صرفه جویی قابل ملاحظه ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می گردد.
به علاوه در مقایسه میان مصالح سنتی و هبلکس اقلام زیر نیز ارقام توجه ای را تشکیل می دهند :
سرعت زیاد آجر چینی با هبلکس، سرعت زیاد کارهای تاسیساتی، کاهش مقاطع ساختمانی به هنگام محاسبه و صرفه جویی قابل ملاحظه در سازه های فلزی و بتنی. به علاوه استفاده از هبلکس موجب صرفه جویی چشمگیری در انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان بعد از احداث می شود. همچنین ضایعات هبلکس کلّا به عنوان پوکه مورد استفاده قرار می گیرد در حالیکه ضایعات زیاد آجر عملاً بلا استفاده می ماند.
دستورات العمل اجرایی :
1 ) کادر اجرایی :
کارکردن با هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد با توجّه به ابعاد و سهولت کار با هبلکس، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر نیز نسبت به آجر سفال تا دو الی سه برابر افزایش می یابد .
2 ) ملات مورد نیاز :
همان ماسه و سیمان می باشد و با توجه اینکه بلوک های هبلکس یک نوع بتن سبک می باشد و هم گونی کاملی با ملات ماسه سیمان دارد می توان نسبت ترکیب را به پنج یا شش به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود، در مواردی که تیغه بندی های مورد اجرا با آب و رطوبت سر کاری نداشته باشند ( مثل دیوار اتاق خواب، کار، …) می توان از ملات گچ و خاک ( به لحاظ صرفه جویی اقتصادی ) نیز استفاده نمود.
3 ) جذب آب :
با توجه به ابعاد و متخلخل بودن بلوک های هبلکس، نم و رطوبت توسط این بلوک ها منتقل نمی شود . در عین این که این بلوک ها نم و رطوبت را نسبت به مصالح مشابه جذب می کند، لذا در زمان استفاده از این بلوک باید نکات زیر را رعایت نمود :
اولاً : قبل از اجرا بلوک ها باید کاملاً خیس نمود.
ثانیاً : ملات مصرفی را نیز باید با رقّت بیشتری تهیه نمود.
ثالثاً : بعد از اجرا در صورت امکان به دیوارها آب داده شود.
4 ) اندود گچ و خاک :
با توجّه به سطح صاف و صیقلی هبلکس نسبت به سایر مصالح در صورت اجرای صحیح دیوار ها به اندودی بیش از 1 الی 2 سانتیمتر نیاز نخواهد بود ( یعنی در هر طرف نیم الی یک سانتیمتر ) .
5 ) از نظر نصب تاسیسات و روکار :
مانند سایر مصالح می باشد .
1.
علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی
مقدمه:
از آن جا که خوردگی یک پدیده مخرب در ساختمان می باشد در جوامع امروز بیش از پیش مورد توجه مهندسین ومعماران طراح می باشد ودرس خوردگی ساختمان که درسی اختصاصی برای دانشجویان رشته عمران _مرمت است کاملا دانشجویان را با مسائل مخربی ومرمتی ساختمان آگاه ساخته وبسیار مفید است لذا از تلاش های آن استاد گرامی در مراکز آموزش عالی کشور که خود گویای بار علمی غنی در زمینه علم مهندسی عمران می باشد کمال تشکر وقدردانی را می شود وامید که با بهره گیری هر چه بهتر از حضور آن استاد بزرگواردرآینده ای نه چندان دور با داشتنی ایرانی آباد وسربلند در زیر پرچم سه رنگ جمهوری اسلامی گوشه ای هر چند کوچک از زحمات شما استاد عزیز را جبران نمائیم .
بخش اول
خوردگی بتن
1. علل فرسودگی وتخریب سازه های بتنی
(CAUSES OF DETERIORATIONS )
علل مختلفی که باعث فرسودگی وتخریب ساز های بتنی می شود همراه با علائم هشدار دهنده دیگری که کار تعمیرات را الزامی می دارند در نخستین بخش از تحقیق مورد بررسی وتحلیل قرار می گیرند :
1-1 نفوذ نمکها
(INGRESS OF SALTS)
نمکهای ته نشین شده که حاصل تبخیر ویا جریان آبهای دارای املاح می باشند وهمچنین نمکهایی که توسط باد در خلل وفرج وترکها جمع می شوند . هنگام کریستالیزه شدن می توانند فشار مخربی به سازه ها وارد کنند که این عمل علاوه بر تسری وشدید زنگ زدگی وخوردگی آرماتورها به واسطه وجود مکهات . تر وخشک شدن متناوب نیز می تواند تمرکز نمکها را شدت بخشد زیرا آب دارای املاح پس از تبخیر املاح خود را به جا می گذارد .
1-2- اشتباهات طراحی
(SPECIFICATIONERRORORS)
به کارگیری استانداردهای امناسب ومشخصات فنی غلط در رابه با انتخاب مواد روشهای اجرایی وعملکرد خود سازه می تواند ب خرابی بتن منجر شود . به عنوان مثال استفاده از استانداردهای اروپایی وآمریکایی جهت اجرای پروژه هایی در مناطق خلیج فارس ، جایی که آب وهوا ومواد ومصالح ساختمانی ومهارت افراد متفاوت با همه این عوامل در شمال اروپا وآمریکاست، باعث می شود تا دوام وپایایی سازه های بتنی در مناطق یاد شده کاهش یافته ودر بهره برداری از سازه نیز با مسائل بسیار جدی مواجه گردیم .
1-3- اشتباهات اجرایی
(CON STUCTION ERRORS )
کم کاریها آ اشباهات ونقصهایی که به هنگام اجرای پروژه ها رخ می دهد ممکن است باعث گرد تا آسیبهایی چون پدیده ی لانه زنبوری ، حفره های آب انداختگی جداشدگی ، ترکهای جمع شدگی ، فضاهای خالی اضافی یا بتن آلوده شده ، به وجود آید که همگی آنها به مشکلات جدی می انجامند .
این گونه نقصها واشکالات را می توان زاییده ی کارائی در جه ی فشردگی سیستم عمل آوری ،آب مخلوط آلوده ، سنگدانه های آلوده و استفاده غلط از افزودنیها به صورت فردی ویا گروهی دانست .
وجود کلرید آزاد در بتن می تواند به لایه ی حافاظتی غیر فعالی که در اطراف آرماتورها قرار دارد آسیب وارد نموده وآن را از بین ببرد .
خوردگی کلریدی آرماتورهایی که درون بتن قرار دارند ، یک عمل الکتروشیمیایی است که بنا به خاصیتش ، جهت انجام این فرایند ، غلظت مورد نیاز یون کلرید ، نواحی آندی وکاتدی ، وجود الکترولیت ورسیدن اکسیژن به مناطق کاتد در سل (CELL) خوردگی را فراهم می کند .
گفته می شود که خوردگی کلریدی وقتی حاصل می شود که مقدار کلرید موجو در بتن بیش از 6/0 کلیوگرم درهرمتر مکعب بتن باشد . ولی این مقدار به کیفیت بتن نیز بستگی دارد .
خوردگی آبله رویی حاصل از کلرید می تواند موضعی وعمیق باشد که این عمل در صورت وجود یک سطح بسیار کوچک آندی ویک سطح بسیار وسیع کاتدی به وقوع می پیوندد که خوردگی آن نیز با شدت بسیار صورت می گیرد از جمله مشخصات (FEATURES) خوردگی کلریدی ، می توان موارد زیر را نام برد :
(الف) هنگامی که کلرید در مراحل میانی ترکیبات (عمل وعکس العمل ) شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته ولی در انتها کلرید مصرف نشده باشد .
(ب) هنگامی که تشکیل همزمان اسید هیدروکلریک ، درجه PH مناطق خورده شده را پایین بیاورد . وجود کلریدها هم می تواند به علت استفاده از افزودنیهای کلرید باشد وهم می تواند ناشی از نفوذ یابی کلرید از هوای اطراف باشد .
فرض بر این است که مقدار نفوذ یونهای کلریی تابعیت از قانون نفوذ FICK دارد . ولی علاوه بر انتشار (DIFFUSION)به نفوذ (PENETRATION)کلرید احتمال دارد به خاطر مکش موئینه (CAPILARY SUCTION) نیز انجام پذیرد .
1-5-حملات سولفاتی
(SULPHATE ATTACK)
محلول نمکهای سولفاتی از قبیل سولفاتهای سدیم ومنیزیم به دو طریق می توانند بتن را مورد حمله وتخریب قرار دهند. در طریق اول یون سولفات ممکن است آلومینات سیمان را مورد حمله قرار داده وضمن ترکیب ، نمکهای دوتایی از قبیل : ETTRINGITE , THAUMASITE تولید نماید که در اب محلول می باشند . وجود این گونه نمکها در حضور هیدروکسید کلسیم ، طبیعت کلوئیدی (COLLOIDL) داشته که می تواند منبسط شده وبا از دیاد حجم ، تخریب بتن را باعث گردد . طریق دومی که محلولهای سولفاتی قادر به اسیب رسانی به بتن هستند عبارتست از : تبدیل هیدروکسید کلسیم به نمکهای محلول در آب مانند گچ (GYPSUM) ومیر ابلیت MIRABILITE که باعث تجزیه و نرم شدن سطوح بتن می شود وعمل LEACHINGیا خل وفرج دار شدن بتن به واسطه یک مایع حلال ، به وقوع می پیوند.
1-6- علل دیگر
(OTHER CAUSES)
علل بسیار دیگری نیز باعث آسیب دیدگی وخرابی بتن می شوند که در سالهای اخیر شناسایی شده اند . بعضی از این عوامل دارای مشخصات خاصی بوده وکاربرد بسیار موضعی دارند . مانند تاثیر مخرب چربیها بر حاصله از عوارض مخرب فاضلابها ومورد استفاده قرار دادن سازه هایی که برای منظورها ومقاصد دیگری ساخته شده باشند ، نه آنچه که مورد بهره برداری است . مانند تبدیل ساختمان معمولی به سردخانه ، محل شستشو ، انباری ، آشپزخانه ، کتابخانه وغیره . با این همه اکثر آنها را می توان در گروههای ذیل طبقه بندی نمود :
(الف) ضربات وبارههای وارده (ناگهانی وغیره ) در صورتی که موقع طراحی سازه برای این گونه بار گذاریها پیش بینیهای لازم صورت نگرفته باشد .
(ب) اثرات جوی ومحیطی
(پ) اثرات نامطلوب مواد شیمیایی مخرب
مقدمه
بتن حجیم : هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از ایجاد ترکهای حرارتی دارد .
درک بتن حجیم کلید کنترل دما و در نهایت حفظ زمن وهزینه های مصرفی می باشد .
مشخصات فنی عموماً محدود کننده دمای بتن حجیم جهت جلوگیری از ترک حوردگ ومشکلات عدیده دوام آن می باشد . این طور که به نظر می رسد دمای بتن حجیم بر اساس تجربه وبه طور دلخواه به صورت C57 به عنوان داکثر دمای مجاز بتن و C19 (F35) به عنوان حداکثر پیمانکار باید تمام مشخصات فنی ونیازمندیهای آنرا بدون چون وچرا رعایت نماید . ولی بدون درک صحیح وکامل از بتن حجیم نگهداری دمای بتن در ان محدوده تعیین شده کاری بسیار دشوار می باشد .
اغلب اوقات در هر پروژه ای مشخصات فنی آن ، به خوبی تمهیدات وسیعی را در جهت کنترل دما وپاسخگویی به نیازهای آن مطرح کرده است . به هر حال ، چنانچه به این موضوع توجه کافی نشود یا به خوبی درک نگردد . معین به مقدار قابل ملاحظه بیشتر است ، شده ومنجر به صدمه دیدن بتن وبه تاخیر افتادن برنامه ساختمانی خواهد شد . به علاوه در روند امروزی ، افزایش اندازه سطح مقطع بتن در نتیجه نیاز به حداقل مقدار سیمان مصرفی زیاد با نسبت آب به مواد سیمانی پایین می باشد وان نیز کنترل دمای بتن را چندین برابر دشوارتر می نماید . درک بتن حجیم کلید کنترل دما ودر نهایت حفظ زمان وهزینه های مصرفی می باشد .
بتن حجیم چیست ؟
سوالی که اغلب اوقات مطرح می شود این است که به طور مشخص بتن حجیم به چه نوع بتنی اطلاق می شو . طبق آئین نامه موسسه بین المللی بتن Acl کمیته R116 Acl تعریف بتن حجیم بدین گونه است هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ باشد که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از ایجاد ترکهای حرارتی که در بتن حجیم بر اثر حرارت زایی حاصل از واکنش شیمیایی هیدراسیون آب با سیمان وپیامد تغییرات حم شکل میگیرد دارد از آنجایکه که این تعریف ازنظر تعدادی سازمانها کافی اطلاق نشده بنابراین تعریف های خود را از بتن حجیم مطرح نموده اند . به طور مثال بعضی ها آنرا بدین گونه تعریف نموده اند هر قطعه بتنی که بعاد آن حداقل بزرگتر از 90 سانتی متر باشد بتن حجیم نامیده می شود .طبق این تعریف یک پی بتنی با بزرگی ضخامت 90 سانتی متر بتن حجیم خوانده نمی شود ، ولی یک پی بتنی با بزرگی ضخامت 1 متر بتن حجیم در نظر گرفته می شود .
در سزمانها ، حداقل ابعاد بکار گرفته در محدوده های 46/0 متر تا 2متررا در نظر می گیرند که بستگی به تجارب کار گاهی گذشته آنان را در نظر می گیرند ک بستگی به تجارب کارگاهی گذشته آنان دارد توجه اینکه هیچ کدام از این تعاریف مقدار مواد سیمانی مصرفی در بتن مورد ملاحظه قرار نداده است .
آن چه با عملکرد بالا یا پایین وزود مقاومت رس در یک آلمان بتنی استفاده دمای این المان بسیار متفاوت تر از بتن مرسوم یک سازه بتنی باشد
کنترل دمای بتن الزامی است ؟
حرارت زایی بتن به علت واکنش شیمیایی هیدراسیون مواد سیمانی می شد بیشترین مقدار حرارت حاصل در روزهای اولیه استقرار بتن می باشد مقاطع بتنی نازک همچون سس روکش کف ها تقریباً به مجرد ایجاد حرارت بتن به همان سرعت نیز درمحیط اطراف پراکنده می شود در مقاطع بتنی ضخیم تر (بتن حجیم ) حرارت بسیار آهسته تر از تولید آن در اطراف پراکنده می شود در مقاطع بتنی ضخیم تر (بتن حجیم ) حرارت بسیار آهسته تر از تولید آن در محیط اطراف پراکنده می شود ودر نتیجه گرم شدن بتن حجیم را باعث می گردد.
مدیریت کنترل دما جهت جلوگیری از صدمات حاصل از ترک خوردگی ، به حداقل رساندن تاخیر برنامه کاری ورعایت مشخصات فنی پروژه الزامی می باشد . به خاطر کمبود تعریف استاندارد متحد هر المانی بتنی را که ابعاد آن برابر 90 سانتی متر یا بزرگتر باشد به عنوان بتن حجیم مورد ملاحظه قرار می دهیم ملاحظات مشابه باید درباره المانهای بتنی که تحت چنین تعریفی قرار نگرفته ولی دارای سیمان تیپ ااا با مواد سیمانی بیش از 355 کیلوگرم در هر متر مکتن می باشد ، اعمال گردد .
در بسیاری مواقع ، در المانهای بتنی غیر حجیم نیز مقدار قابل ملاحظه ای حرارت تولید می شود .
2-1- حداکثر دمای بتن واختلاف دمای آن
اغلب اوقات جهت اطمینان بهتر وبرنامه ریزی مناسب قبل از استقرار بتن حداکثر دمای مجاز بتن واختلاف دمای آن مشخص می شود . در بسیاری مواقع گستره های مشخص شده به طور اتفاقی وخود به خود انتخاب شده ومشخصات فنی پروژه را شامل نمی گردد . برای مثال ، مشخصات فنی خاص از پروژه حداکثر دمای بتن را به C75 (1354(ودمای بتن را به (354) C19 محدود می نماید . محدودیت های دیگر اغلب شامل مواردی مثل محدودیت های حداکثر وحداقل دمای بتن در زمان تحویل باشد .
حداکثر دمای بتن
دمای بتن به دلایل بسیاری محدود شده است . دلیل اصلی آن برای جلوگیری از صدمه دیدن بتن می باشد . مطالعات نشان داده است که چنان چه حداکثر دمای بتن از استقرار آن صورت گیرد وبیش از اندازه محدوده 7تا 68 درجه سانتیگراد 165به 155 باشد دوام طولانی مدت بتن های خاصی مورد سازش قرار می گیرد . مکانیزم صدمه اولیه ، شکل گیری اترینگایت تاخیر افتاده DFF می باشد ، که باعث انبساط داخلی وترک خوردگی بتن می شود که امکان مشاهده آن در سالهای متمادی پس از استقرار بتن موجود می باشد .
از دلایل دیگر محدود کننده حداکثر دمای بتن شامل کاهش زمان خنک کردن ، تاخیرهای مرتبط وبه حداقل رساندن پتانسیل ترک خوردگی مربوط به انقباض وانبساط حرارتی است . درجه حرارت بالای تراز c88 سانتی گراد (F1950 ) می تواند سبب کاهش مقاوم فشاری مورد نظرشود .
حداکثر اختلاف دما
حداکثر اختلاف دمای مجاز بتن اغلب مشخص کننده حداقل پتانسیل ترک خوردگی حرارتی می باشد . این اختلاف دما ، تفاوت بین دمای گرم ترین بخش بتن وسطح آن می باشد . ترک خوردگی حرارتی وفنی که انقباض مربوط به خنک شدن در سطح بتن باعث تنشهای کششی بیش از مقاومت کششی بتن باشد ، ایجاد شود .
حداکثر اختلاف دمای مجاز c 19 سانتی گراد (f35) اغلب اوقات در اسناد پیمانکار مشخص شده است . این اختلاف دما یک راهنمای تجربی بر اساس بتن حجیم غیر مسلحی که در حدود 50 سال پیش در اروپا اجرا شده ، تعیین گردیده است . در بسیاری موارد ، محدودیت اختلاف دمای C19 سانتی گراد( f35) بیش از اندازه محدود شده است وترک خوردگی حرارتی ممکن است حتی در اختلاف دمای بالا تر بوجود نیابد .
حداکثر اختلاف دمای مجاز تابعی از خواص مکانیکی بتن همچون انبساط حرارتی ، مقاومت کششی ، مادول الاستیسیته ونیز اندازه تنش های المانهای بتنی می باشد . کمیته R/2/207/AC مهیا کننده دستور العمل جهت محاسبه حداکثر اختلاف دمای مجاز برای جلوگیری ترک خوردگی حرارتی مبتنی بر خواص بتن برای سازه های مشخص می باشد .
در زمانیکه بتن به مقاومت طراحی شده خود می رسد ، حداکثر اختلاف دمای مجاز محاسبه شده بسیار بیشتر از C19 سانتی گراد (F35) می باشد . کاربرد حداکثر اختلاف دمای مجاز محاسبه شده می تواند سبب کاهش قابل ملاحظه مدت زمان تمهیدا محافظتی ، همچون ایزوله کردن سطوح ونگهداری آن باشد .
2-5- پیش بینی دمای بتن
اغلب اوقات مشخصات فنی مربوط به بتن حجیم به نوع سیمان خاص ، حداقل مقدار سیمان مصرفی وحداکثر مواد سیمانی جایگزین سیمان نیاز دارد به مجرد اینکه این اطلاعات جمع آوری شدند . فرآیند پیش بینی لازم جهت حداکثر دمای بتن وحداکثر اختلاف دمای آن شروع می شود . چندین روش پیش بینی حداکثر دماهای بتن موجود می باشد .
یک روش ساده آن که به طورخلاصه در اسناد موسسه سیمان آمریکا (PCA) یافت می شود از این قرار است
بتن الیافی
تاریخچه :
همان طور که می دانیم گسیختگی مواد که به وسیله سیمان تهیه شده ومی شکنند به علت ترد بودن ان می باشد همان طور که قبلا" توضیح داده شد تقویت بتن توسط الیاف کوتاه به صورت تصادفی ونا منظم می شد وباعث تثبیت ترکها واستحکام کششی بتن می شود.
در دهه ۱۹۵۰برای اولین بار در کشور شو روی وبعد درکشور امریکادر سال۱۹۶۰ تحقیقاتی انجام شده در صورت استفاده از الیاف فولادی در ماتریس شکننده، تمرکز تنش در محل ترکهای بوجود آمده کاهش می یابد.
بتن الیافی که به نام های زیر در جهان موجود است آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP ) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP ) الیاف آرامیدی (Afrp ) والیاف کربنی (CFRP ) در یک رزین چسباننده تشکیل شده انددر دنیا معروف است.
این مواد یکی از پر مصرف ترین مواد در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است که همراه با ان از سنگدانه های هوا ساز نیز استفاده میشودکاربرد صفحات با الیاف کربنی برای این تقویت بیشتر رایج گشته و در چندین پل در ژاپن و در بعضی کشورهای اروپایی از آن استفاده شده است.
به خصوص در ژاپن که به علت مقاومت در بتن الیافی در برابر خوردگی در پل و دیوار های نما از این بتن الیافی خیلی استفاده می کنند. همچنین امروزه علم نانو نیز به کمک بتن الیافی و
صنعت ساختمان امده وامروزه استفاده از انواع پلیمر و الیاف در بتن به وسیله علم نانو رونق گرفته است که تاریخ این علم بر میگردد به دوره ۷۰ معرفی شده اند که از فناوری sol-gel جهت انتشار (Disperse ) دادن ذرات نانو کانی درون ماتریس پلیمر استفاده شده است. یکی از شرکت های که در این علم پیشتاز است شرکت تویوتا ژاپن می باشد تکنولوژی نانو فلز آرتوناید که اخیرا الیاف تجاری نانو آلومینا را تولید کرده است یکی دیگر از موفقیت کشور های پیشرفته می باشد که امروزه در این علم به دست امده امروزه بسیاری از دانشگاه دنیا سعی در اس تفاده از این دانش درصنعت ساختمان می باشد یکی دیگر از اختراعات در ژاپن جلوگیری از یخ زدگی بتن الیافی به وسیله علم نانو می باشد.
مقدمه
تاکنون مشخص شده است که انواع الیافها می توانند ظرفیت کرنش مقاومت دربرابر ضربه میزان جذب انرژی مقاومت سایشی و مقاومت کششی بتن را افزایش دهند. بطور کلی برای کاربرد در سازه الیاف فولادی میتواند نقش مکملی برای میلگرد داشته باشد. الیاف فولادی با پخش ترکها مقابله میکنند و مقاومت بتن را در برابر خستگی، ضربه، جمع شدگی وتنشهای حرارتی افزایش داده و بتن در همه مدهای شکست روی خواص مکانیکی بتن تاثیر مثبت میگذارد.از اهم متغیرهایی که بر خواص بتن با الیاف فولادی اثر میگذراند میتوان به خواص ماتریس بتن بازدهی الیاف و مقدار الیاف اشاره کرد.تکنولوژی بتن پرمقاومت توسعه ای جدید در صنعت ساخت سازه های بتنی محسوب میشود. در بتن سخت شده مقاومت و دوام دو عامل اصلی بوده وهر چه مقاومت فشاری بتن بیشتر می شود بتن تردتر شده ودر نتیجه مقاومت کششی آن به نسبت افزایش مقاومت فشاری افزایش نمی یابد و نیز از تحمل کرنش پایینتر برخوردار است بدین دلیل نیاز به استفاده از الیاف در بتن پرمقاومت کاملا مشهود است جهت افزایش مقاومت کششی و جلوگیری از گسترش ترک و بویژه افزایش نرمی از الیاف در بتن استفاده میشود. مقدار افزایش با تغییر این مقاومت ها بستگی به مقاومت بتن بدون الیاف شکل الیاف ودرصد الیاف داردبتن پرمقاومت شامل الیاف فولادی، ترکیبی است از سیمان، مصالح سنگی، آب، فوق روان کننده، دوده سیلیس وهمچنین درصدی از الیاف فولادی که بطور درهم و کاملا اتفاقی ودر جهات مختلف در مخلوط پراکنده شده است. وجود الیاف فولادی مشخصات مکانیکی بتن را نسبت به حالت بهبود می بخشد. بتن پرمقاومت یک ماده ترد وشکننده است در حالیکه افزودن الیاف فولادی به بتن پرمقاومت سبب بهبود رفتار ترد بتن وتغییرمد شکست آن می گردد. مزایای بتن الیافی در مقایسه با بتن بدون الیاف را می توان بطور خلاصه بشرح ذیل بیان داشت
1. مقاومت در مقابل تورق وسایش
2. مقاومت در مقابل تنش های خستگی
3. مقاومت عالی در مقابل ضربه
4. قابلیت کششی وظرفیت زیاد تغییر شکل نسبی
5. قابلیت باربری بعد از ترک خوردگی
6. افزایش در میزان جذب انرژی
قابلیت انعطافی که بتن الیافی دارد همانند خواص مواد پلاستیکی باعث می شود که بتن الیافی گسیختگی ناگهانی نداشته باشد. از آنجا که الیاف فولادی در جسم بتن در همه جهات پراکنده می شود در صورت تشکیل یک ترک در جهات مختلف الیاف اتصالاتی را بوجود آورده و از گسترش ترک جلوگیری می نماید. بنابراین رشته های الیاف بطور فعال در محدود کردن عرض ترک وارد عمل شده و با تشکیل ریز ترکهای زیاد قابلیت بهره برداری بتن را افزایش می دهند
امزوزه کار برد بتن با نرمی بالاتر که بتواند تغییر شکل های زیاد را بدون شکست تحمل نماید، مورد توجه قرار گرفته است. تحقیقات در خصوص تامین نرمی لازم در بتن با الیاف های مختلف و حتی حذف آرماتور در حال انجام می باشد. هدف از کاربرد الیاف در بتن افزایش مقاومت کششی، کنترل گسترش ترک ها و افزایش طاقت بتن می باشد تا قطعه بتنی بتواند در مقابل بارهای وارده در یک مقطع ترک خورده تغییر شکل های زیادی را پس از نقطه حداکثر تنش تحمل نماید .
بتن با الیاف مختلف در سال های اخیر در سازه های عمده ای چون رو سازی راهها و فرودگاه ها، پی های عظیم با تغییر شکل های زیاد و به ویژه در پوشش بتنی تونل ها به کار رفته است. در ساخت پوشش تونل ها بتن الیافی با پاشیدن بر جداره شکل می پذیرد. اخیراً برای حذف ترک ها در پوشش تونل هایی که به صورت چند تکه پیش ساخته اجرا می شود از بتن بدون آرماتور و تنها الیاف استفاده شده و این نوع بتن سبب حذف ترک ها در حین عمل آوری و حمل و نقل قطعات و نصب آنها برای کامل کردن مقطع تونل های مترو شده است .
در نوع بسیار جدید بتن الیافی که می توان با آن به حداکثر نرمی در بتن رسید از روش ریختن دوغاب روی الیاف استفاده می شود . در این روش ابتدا الیاف ریخته شده و سپس فضای بین آنها با ملات دوغابی پر می شود. میزان الیاف در این بتن حدود 10 در صد می باشد که حدود 10 برابر میزان الیاف در بتن های الیافی متداول است. با این مصالح لایه های محافظی بدون ترک و تقریبا غیر قابل نفوذ می توان ایجاد نمود. به علت نرمی زیاد این قطعات ظرفیت تغییر شکل پذیری این قطعات به میزان ظرفیت دال های فولادی می رسد . مقاومت فشاری این نوع بتن حدود 110-85 مگا پاسکال و مقاومت خمشی حدود N/m 45-35 می باشد. از این قطعات می توان نه تنها به عنوان لایه های محافظ کوچک استفاده نمود بلکه در باندهای فرودگاه در برابر ضربات عملکرد خوبی نشان می دهند. در کارهای تعمیراتی دال ها می توان از آنها به عنوان لایه روی بتن قدیم و بدون درز و در زمان کوتاهی استفاده نمود
انواع الیاف و الیاف فولادی
انواع الیافی که در بتن استفاده می شود و در اشکال و اندازه های مختلفی تولید می شود عبارتند از الیاف شیشه ای ، الیاف پلاستیکی و الیاف فولادی . پارامتر مناسب که یک رشته از الیاف را تعریف می کند نسبت ظاهری می باشد که نسبت طول الیاف به قطر معادل الیاف است. مقدار نسبت های ظاهری (l/d ) معمولاٌ بین 30 تا 100 است . در این تحقیق الیاف فولادی با نسبت(l/d ) برابر 80 و 100 استفاده گردید.
مکانیزم عملکرد الیاف در بتن
بطور کلی برای کاربرد در سازه الیاف فولادی می توانند نقش مکملی برای میلگرد داشته باشند.الیاف فولادی با پخش ترکها مقابله می کنند و مقاومت بتن را در برابر خستگی ضربه جمع شدگی وتنشهای حرارتی افزایش می دهند.
الیاف فولادی می توانند در همه مدهای شکست روی خواص مکانیکی بتن تاثیر بگذارند (1،2،3)
مکانیزم تقویت را می توان بصورت زیر توجیه کرد:
تنشها بوسیله برش محیطی ودر صورتیکه رویه الیاف آجدار باشد بوسیله مقاومت چسبندگی (درون سطحی) از ماتریس به الیاف منتقل می شود. بنابراین مادامی که ماتریس بتن ترک نخورده است،تنش کششی بین الیاف و ماتریس تقسیم می شود. پس از ایجاد ترک، همه تنش به الیاف انتقال می یابد.
مهمترین متغیرهایی که بر خواص بتن با الیاف فولادی اثر می گذارند عبارتند از:خواص ماتریس بتن ، بازدهی الیاف ومقدار الیاف .بازدهی الیاف بوسیله مقاومت الیاف در برابر بیرون کشیده شدن از مخلوط کنترل می شود این مقاومت به چسبندگی بین الیاف و ماتریس بستگی دارد .برای الیاف با مقطع ثابت این مقاومت با افزایش طول ،افزایش می یابد .بنابراین هر قدر طول بیشتر باشد اثر آنها در بهبود خواص ماتریس بیشتر خواهد بود چون مقاومت در برابر بیرون کشیده شدن متناسب با سطح مقطع دو جسم می باشد .
معمولا الیاف با سطح مقطع گرد و قطر کوچک بیشتر از الیاف با سطح مقطع گرد و قطر بزرگتر بازدهی دارند. این امر به این خاطر است که الیاف دسته اول سطح بیشتری در واحد حجم دارا می باشند بنابراین هر چه سطح تماس الیاف بیشتر باشد (و یا به عبارت دیگر قطر آنها کوچکتر باشد) بازده چسبندگی آنها بیشتر خواهد بود بنابراین روشن می شود که نسبت طول به قطر الیاف باید به اندازه ای بزرگ باشد که در هنگام شکست ماتریس ، الیاف به حداکثر مقاومت کشش خود نزدیک باشند، با این وجود در عمل این کار معمولا ممکن نیست .
بسیاری از محققین نشان داده اند (7) در صورتیکه از روشهای عادی اختلاط استفاده شود الیاف با نسبت طول به قطر بیشتر از100 باعث کم شدن کارآیی بتن به مقدار قابل ملاحظه ای می شوند و یا بطور نا همگون در بتن توزیع می گردند .
دالها
بیشترین کاربردهای بتن مسلح به الیاف بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها , عرشه پلها , کف سازی فرودگاهها , پارکینگها و محیطهای در معرفی کاویتاسیون و فرسایش بوده است . در پل سازی مهمترین کاربرد ان در سطوحی بوده که در معرض خوردگی و فرسایش قرار دارند .
دالهای روی بستر
در مورد دالهاى روى بستر , نمونه هایی که خوب بررسی شده باشند اندک هستند. اما در جاهایی که دال بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت تاشیر عبور و مرور اتوبوسهای سنگین قرار دارد , مشخص شده است که این نوع دال , با ضخامتی در محدود 60 تا 75 درصد دالهاى غیرمسلح , عملکردی مشابه آنها دارند با استفاده از این نوع بتن , پوشش باند فرودگاهها را میتوان به نحو قابل ملامحظه اى ( 20 تا 60 درصد) نازکتر از پوششهای بتنی غیر مسلح مشابه اجرا کرد. خستگی خمشی عامل مهمی است که بر عملکرد کفسازى اثر می گذارد , اطلاعات موجود نشان میدهد که الیاف , مقاومت بتن را در برابر خستگی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهند .
دالهای سازه ای سقفها
براى دالهای کوچک , براساس نظریه خط سیلان , یک روش طراحی ارایه شده است که بر نتایج حامل از ازمایش دالهاى دو طرفه بتنى متکى است . ولی برون یابی نتایج کار و اعمال انها بر دالهای بزرگتر , به شدت نهى شده است .
عرشه پلها
استفاده از نمکهای یخ زدا موجب انهدام عرشه پلها می شود. بتن الیافی گرچه نمی تواند مانع از نفوذ این نمکها شود ولی با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض ترکها میتوان از گسترش دامنه این انهدام جلوگیری کرد .
تیرها :
خمش در تیرها
در این زمینه , هم براى تیرهایی که تنها به الیاف مسلح شده اند و هم در مورد تیرهایی که از ترکیب الیاف و آرماتور در آنها استفاده شده , فرمولها و معادلاتی ارائه گردیده است . در مورد تیرهای که فقط به الیاف مسلح باشند , معادلات مذکور ارزش عملی چندانی ندارند و تنها در مورد تیرهای کوچک (10×10×35 سانتیمتری) و اعضای فرعی سازه ها کاربرد دارند . اما در زمینه تیرهای مسلح به ترکیب الیاف و آرماتور معادلات , طرح شده با توجه به استفاده از مقاومت کششی افزایش یافته بتن که به کمک آرماتور کششی می آید , قادرند مدل مناسبی از تیر به دست دهند. از جمله این معادلات , روابط پشنهادی است که مشابه معادلات روش طراحی بر اساس مقاومت نهایی ACI است .
اتصالات تیر – ستون
مطالعات اخیر روی اتصالات تیر- ستون مقاوم در برابر زلزله با استفاده از الیاف فولادی به جای بخشی از میلگردهای حلقوی , حاکی از بهبود قابل ملاحظه مقاومت , نرمی و جذب انرژی اتصال است .
ملاحظات مربوط به خستگی خمشی
تحقیقات اخیر نشان می دهد که افزودن الیاف به تیرهای بتنی مسلح به میلگرد عمر خستگی را و تغییر مکانها و عرض ترکها را کاهش می دهد. بر اساس این تحقیقات نتیجه گرفته می شود که اثر مفید الیاف با افزایش میزان میلگردها کاهش می یابد .
برش در تیرها
داده های آزمایشگاهی زیادی که در دست هستند نشان میدهند که الیاف اساساً ظرفیت برشی (مقاومت کششی قطری) تیرهای بتنی را افزایش می دهند. به کار بردن الیاف به جای خاموتهای قائم یا میل گردهای خم شده یا برای کمک به آنها مزایای چندی را ایجاد می کند که عبارتند از :
الف – الیاف در حجم بتن به طور یکنواخت توزیع شده و خیلی بیشتر از میلگرد های تقویتی برشی به یکدیگر نزدیک هستند .
ب – مقاومت کششی در نخستین ترک و مقاومت کششی نهایی هر دو توسط الیاف افزایش می یابند .
ج – مقاومت برشی اصطکاکی افزایش می یابد .
با استفاده از الیاف دارای انتهای آجدار می توان از انهدام فاجعه آمیز تیرهای بتنی در اثر کشش قطری جلوگیری کرد. برخی از پژوهشگران تحلیل هایی ارائه داده اند که نشان می دهد الیاف می توانند از لحاظ اقتصادی جایگزین خاموتها شوند الیاف دارای انتهای چین خورده می توانند به افزایشی چشمگیر در مقاومت برشی منجر شود . در برخی آزمایشها این افزایش حتی به 100 درصد بالغ گردیده است .
اخیرا بر اساس نتایج آزمایشگاهی روی 7 تیر دارای الیاف که چهار تیر آن خاموت هم داشته اند معادله زیر جهت برآورد Vcf پیشنهاد شده است .
Vcf=2/3Ft(d/a)0.25
Ft مقاومت کششی بتن است که از نتایج کشش مستقیم استوانه هاى 6×12 اینچی (15×30 سانتیمتری) به دست می اید. .
( d/a ) نسبت عمق موثر به دهانه برشی است . اثرات انواع مختلف الیاف از طریق پارامتر Ft در معادله بررسی می شود. روش طراحی پیشنهاد شده همان طریق ACI 318 را در مورد محاسبه سهم خاموت در ظرفیت برشی دنبال می کند که به آن نیروی مقاوم بتن نیز که بر اساس تنش برش معادله بالا محاسبه می شود اضافه میگردد .
برش در دالها
مطالعات اخیر نشان داده اند که با افزودن الیاف فولادی قلابدار به ارماتور در دالهای بتنی مسلح ,مقاومت برشی انها بسته به درصد الیاف تا 42 درصد افزایش یابد .
شات کریت
شات کریت (بتن پاشى) دارای الیاف فولادی در ساختن سازه های گنبدی شکل , پوشش دادن , پایداری سنگریزه ها , تعمیر بتن فرسوده و غیره به کار می رود. طرح سازه ها به همان طریق سازه های مرسوم مورت می گیرد , فقط مشخصات بهبود یافته فشاری , برشی و کششی بتن الیافی در محاسبات وارد میشوند .
فرسایش در اثر کاویتاسیون
بتن مسلح به الیاف فولادی براى تعمیر آبروهای خروجی , حوضچه های ارامش سرریزها و قسمتهای دیگر بعضی از سدها به کار رفته است . در هر مورد از زمان تعمیر تاکنون , با وجود ارتفاع زیاد این سدها و شگرف بودن قدرت آب خروجی بتن الیافی به بهترین نحو پایداری کرده است .
کاربردهای دیگر
بتن مسلح به الیاف و بویژه فولادی در بسیاری از جاهای دیگر نیز به کار رفته که روشهای طراحی خاص و روشنی نداشته اند. به طور مثال این موارد شامل : پیاده روها , حفاظت خاکریزها , پی ماشین الات , پوشش آدم روها , سدها , پوشش نهرها , تانکهای ذخیره مواد و اعضای پیش ساخته نازک می شود. مسلما با گذشت زمان و انجام تحقیقات بیشتر و کاملتر , موارد استفاده از این نوع بتن متنوع تر و کاربرد آن نیز رایج تر خواهد شد .
استفاده و کاربرد بتن الیافی در ایران
بر اساس مطالب یاد شده بتن الیافی با مزایای ویژه خود می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد , لیکن جهت به کار گیری آن در ایران لازم است که دو نکته اساسی در نظر باشد .
مورد اول :
لازم است که حداقل مقاومتی براى بتن در کلیه سازه های بتنی اعمال شود , که این خود در کیفیت بتن , بدون واردکردن هیچ گونه الیافی نقش موثر دارد. بدین معنی که باید اول کیفیت بتن بدون الیاف را ارتقا دهیم .
مورد دوم :
نظر به اینکه باید از پدیده "گلوله شدن" در بتن الیافی جلوگیری به عمل اید , لذا لازم است نحوه صحیح مخلوط کردن الیاف با بتن و همچنین استفاده از روان سازها جهت افزایش کارایى فراهم اید . لازم است به این صنعت نو پا با کاربردهای فراوان , توجه بیشتری معطوف شود و الیاف مختلف اعم از مصنوعی (مانند الیاف پلی پروپیلن) و فولادی , به شکل مطلوب و با کیفیت مناسب ساخته شوند. سرمایه گذاری جهت ساخت الیاف و اینکه صنعت پتروشیمی به ساخت الیاف پلی پروپیلن و صنعت فولاد به ساخت الیاف فولادی مبادرت ورزند, میتواند راه گشا باشد
تکنولوژی بتن الیافی نمونه دیگری از کاربرد کامپوزیت ها به عنوان یک فن آوری نوین در صنعت ساخت و ساز می باشد. بدین منظور مطلب حاضر سعی در معرفی این تکنولوژی خواهد داشت.
از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژه ای در ساخت و ساز به خود اختصاص داده، افزودنی های بتن و الیاف تقویت کننده می باشد. استفاده از افزودنی های بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن، همچون مقاومت آن می گردد و در بعضی موارد با کاهش وزن بتن، مصالح بسیار سبکی را فرا راه مهندسین بنا قرار می دهد. بدون بهره گیری از این افزودنی ها بنای برج بزرگ میلاد در شهر تهران امکان پذیر نمی بود. الیاف تقویت کننده نیز از دیگر مواد عصر حاضر هستند که کاربرد های فراوانی در قسمت های مختلف ساختمان یافته اند. این الیاف که بیشتر شامل الیاف شیشه، پلی پروپیلن و گاه کربن نیز می شود، در ساخت انواع بتن های الیافی کاربرد فراوان دارد. همچنین از الیاف شیشه می توان در تولید آرماتورهای سبک و بسیار مقاوم در برابر خوردگی بهره برد. این الیاف جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازه های صدمه دیده دارند و می توانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی پدید آورند. علاوه بر اینها از ورقه های پارچه ای فایبر گلاس نیز در تقویت انواع قطعات ساخته شده از بتن مسلح می توان استفاده نمود.
بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با بکارگیری الیاف تقویت کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوق العاده افزایش می یابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکل پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم می آورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه ای به راحتی ازهم پاشیده نمی شود. شاهد تاریخی این فن آوری، کاربرد کاهگل در بناهای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه، و سیمان جانشین گل بکار رفته در کاهگل شده است. امروزه با استفاده از الیاف شیشه، پلی پروپیلن، فولاد و بعضاً کربن، تولید انواع بتن های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و بکارگیری آنها در کشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول صنعت ساختمان واقع شده است.
موارد استفاده و محدودیت های کاربرد بتن الیافی
هر فن آوری همواره کاربرد ها و محدویت های خاص خود را دارد. بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکل پذیری بالا، مقاومت فوق العاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارا می باشد که متناسب با آنها می توان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. بطور مثال در ساخت کف سالنهای صنعتی، می توان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست. این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم دربرابر ضربه، همچون سازه پناهگاه ها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار می رود و بناهای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوق العاده ای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاه ها به خوبی می توان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از بکارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانل ها و یا پاشش بتن روی سطح انحنای یک سازه می باشد. علاوه بر موارد یاد شده می توان از مزایایی همچون عایق بودن سازه در باربر صدا و سرعت بالای اجرا نیز بهره مند گردید.
اما از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن، کاملاً تصادفی می باشد، از این بتن معمولاً نمی توان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستونها بهره گرفت و در این نوع سازه ها استفاده از روش سنتی و شبکه بندی فولادی به صرفه تر و مناسب تر می باشد. لازم است به این نکته توجه شود که ناکارآمدی یک تکنولوژی جدید، نباید مانع نادیده گرفتن کاربردهای مناسب و نقاط قوت آن گردد.
توجیه اقتصادی بتن الیافی
باید اعتراف کرد که استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی به صرفه تر نمی باشد. اما بر اساس برآورد هایی که توسط بعضی از متخصصین کشور انجام گرفته است، در جاهایی که سرعـــت اجرای بالا مدنظر است و یا نیاز به پاشــــش بتن (شات کریت) روی سطوح ویژه ای است، استفاده از این نوع بتن توصیه می گردد. محورهای سه گانه زیر را میتوان به عنوان مهمترین فناوریهایی که لازم است مورد توجه دست اندرکاران صنعت ساختمان کشور واقع شود، برشمرد:
الف) روشهای سبکسازی بنا:
کشور ما و بالاخص پایتخت بزرگ آن در منطقهای زلزله خیز قرار دارد. همانطور که میدانید میزان خسارات و خرابیهای وارد بر یک بنا در اثر تکانهای زلزله، با وزن آن بنا رابطه مستقیم دارد. هر چه بنا سنگینتر ساخته شود، در برابر خطر ویرانی زلزله آسیبپذیرتر خواهد بود. بنابراین هر اندازه که با بهرهگیری از فناوری های نوین وزن یک ساختمان را کاهش دهیم، سازه در برابر ویرانی ایمن تر خواهد بود. به طور مثال میتوان ازپانلهای ساندویچی و یا قطعات سبک پیش ساخته در ساخت بنا کمک گرفت. در یک ساختمان، اعضایی مانند دیوارهای تیغهای شکل نازک وجود دارد که وظیفه آنها تنها جدا کردن فضای اتاقها از همدیگر است و مسئله مقاومت و تحمل بار در مورد آنها، در درجه بعدی اهمیت قرار دارد. در ساخت این گونه اعضا میتوان به جای استفاده از مصالح سنگین سنتی، از مصالح سبک جدید همچون سفال یا بتنهای سبک کمک گرفت و یا قطعات سبک پیش ساخته را به خدمت گرفت.
ب) روشهای تولید سریع و اصولی بنا:
امروزه استفاده از سازههای پیش ساخته یکی ازسریعترین و اصولیترین روش های ساخت بنا و پاسخگویی به نیاز بالای افراد جامعه به انبوه سازی مسکن میباشد. از انجا که حجم اصلی بنا به شکل قطعات از پیش ساخته شده در محیط مناسب کارخانه و با استانداردهای صنعت ساختمان تولید میشود، بنای نهایی از کیفیت و یکپارچگی بالایی برخوردار است. از سویی به علت سبکی خاص بنا، ساختار سازهای ویژه آنها و اتصال مناسب اجزای سازه، ساختمان میتواند شکل خود را در تکان های بسیار شدید نیز تا حد زیادی حفظ نماید. استفاده از این تکنولوژی سال ها است که در بسیاری از کشورهای پیشرفته دنیا مورد توجه صنعت عمران واقع شده است و از مهمترین روش های انبوه سازی مسکن به شمار میآید. اما متاسفانه در کشور ما چنان که باید از این فناوری استقبال نشده استو لازم است تا مورد توجه مسئولین، سیاستگذاران و صنعتگران قرار گیرد.
ج- بهرهگیری از مواد جدید
از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژه ای در ساخت وساز بنا به خود اختصاص داده اند، افزودنیهای بتن و الیاف تقویت کننده را میتوان نام برد. استفاده از افزودنیهای بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن همچون مقاومت میگردد و در بعضی موارد با کاهشوزن بتن، مصالح بسیار سبکی را فرا راه مهندسین سازنده بنا قرار میدهد. بدون بهرهگیری از این افزودنیها بنای برج بزرگ میلاد در شهر تهران امکان پذیر نمیبود.
الیاف تقویت کننده نیز از دیگر مواد عصر حاضر هستند که کاربردهای فراوانی در قسمت های مختلف ساختمان یافتهاند. این الیاف که بیشتر شامل الیاف شیشه، پلی پروپیلن و گاه کربن نیز میشود، در ساخت انواع بتن های الیافی کاربرد فراوان دارند. همچنین از الیاف شیشه در تولید آرماتورهای سبک و بسیار مقاوم در برابر خوردگی نیز بهره میگیرند. این الیاف، جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازههای صدمهدیده دارند و میتوانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی را پدید آورند. علاوه بر اینها از ورقههای پارچه فایبرگلاس در تقویت انواع قطعات ساختهشده از بتن مسلح میتوان استفاده نمود.
سوال: در مورد تکنولوژی "بتن الیافی" که اشاره کردید توضیح بیشتری بدهید؟
دکتر خالو:بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویتکننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوق العاده افزایش مییابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکلپذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنارا فراهم میآورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربهای به راحتی از هم پاشیده نمیشود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شده اند .
امروزه با استفاده از انواع الیاف شیشه، پلی پروپیلن، فولاد و بعضاً کربن، تولید انواع بتنهای کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و به کارگیری آنها درکشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است.
سوال: موارد استفاده و محدودیتهای کاربری این نوع ترکیب کامپوزیتی کدام ها هستند؟
دکتر خالو:هر فناوری همواره کاربردها و محدودیتهای خاص خود را دارد.بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکل پذیری بالا، مقاومت فوق العاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارا میباشد که متناسب با آنها میتوان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. به طور مثال در ساخت کف سالن های صنعتی، میتوان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم به ضربه، همچون سازه پناهگاهها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار میرود و بنای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوقالعادهای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاهها به خوبی میتوان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از به کارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانلهای سایبان و یا پاشش بتن روی سطوح انحنا دار همچون تونلها میباشد. به کارگیری این بتن در بنای یک سازه علاوه بر موارد یاد شده از مزایایی همچون عایق بودن سازه در برابر صدا و سرعت بالای اجرا نیز برخوردار است.
اما از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن کاملاً تصادفی میباشد، از این بتن معمولاً نمیتوان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستون ها بهره گرفتو در این نوع سازهها استفاده از روش سنتی و شبکهبندی فولادی به صرفهتر و مناسبتر میباشد. لازم است به این نکته توجه شود که ناکارآمدی یک تکنولوژی جدید در نقاط ضعف خود نباید مانع نادیده گرفتن کاربردهای مناسب آن در نقاط قوت آن و عدم توجه به آن گردد.
سوال: آیا روی آوردن به تکنولوژی بتن الیافی در مقایسه با بتن های سنتی متداول، صرفه اقتصادی دارد؟
دکتر خالو:باید اعتراف کرد که استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی به صرفهتر نمیباشد. اما بر اساس برآوردهایی که توسط بعضی متخصصین کشور انجام گرفته است، در جاهایی که سرعت اجرای بالا مد نظر است و یا نیاز به پاشش بتن (شاتکریت) روی سطوحی است که شبکه بندی های سنتی مشکل و زمان بر بوده یا جواب گوی کار نیست، هزینه استفاده از بتن الیافی نسبت به مشابه سنتی خود کمتر می باشد. این مزیتها، علاوه بر مزیت سادگی و سرعت عمل بالاتر موجود در تکنولوژی بتن الیافی است.
اگر میبینیم که در کشوری همچون ترکیه، به کارگیری بتن الیافی به جای روش های سنتی، مقرون به صرفهتر از کشور ماست، ریشههای آن را در سرمایه گذاری و تلاش سازمان یافته جهت اقتصادی نمودن استفاده از این تکنولوژی جدید میتوان یافت. اما اگر ما از روی آوردن به فناوری جدید به علت ریسک سرمایه گذاری پرهیز کنیم خواهیم دید که تکنولوژی سنتی در غیاب بهرهگیری از فناوری نوین، رقم بسیار بالایی از سرمایههای ما را به هدر خواهد داد. به طور مثال، ریزدانههای تولید شده در کشور ما که به روش های قدیمی غیراستاندارد تولید میشوند، باعث افزایش درصد سیمان به کار رفته در بنا میشود و همین امر موجب ظهور ترک و ضایعات در بتن حاصل نیز میگردد.
سوال: چه راهکارهایی را جهت اقتصادی نمودن استفاده از این تکنولوژی جدید، پیشنهاد میکنید؟
به عنوان راهکار باید سه نکته اساسی را مورد توجه قرار دهیم:
1) نخستآنکه هزینه استفاده از یک تکنولوژی، کاملاً وابسته به سطحی از آن تکنولوژی است که نسبت به کسب و انتقال آن اقدام میشود. کشورهای پیشرفته جهان که تکنولوژی نوین خود را از سطوح اولیه تحقیقاتی کسب کردهاند، چون کاملاً بر تکنیکها و دانش پایهای آن واقف و مسلط هستند، متحمل هزینههای کمتری شده اند. آنها با تکیه بر همین آگاهی و اشراف، با بهبود فرایندها، قیمت نهایی را در طول زمان کاهش خواهند داد. اما اگر ما بخواهیم تمام این تکنولوژی را صرفاً در سطح یک محصول آماده، به کشور وارد کنیم، طبیعی است که متحمل هزینههای سنگینی خواهیم شد و محصول نهایی نیز به صرفه نخواهد بود.
2) دومین مسئلهای که باید در جهت ارزیابی اقتصادی یک تکنولوژی مورد توجه واقع شود، آن است که اکتساب و پرورش یک تکنولوژی از سطوح نخست تحقیقات، نیاز به یک سرمایهگذاری اولیه دارد.دستیابی به نحوه اجرای مناسب، تکنولوژی ساخت و آموزش و گسترش آن در جامعه، نیازمند صرف بودجه لازم توسط دست اندرکاران و خصوصاً دولت میباشد. این هزینهها بعداً در طول عمر تکنولوژی و ارایه محصول به بازار جبران خواهد شد و نهایتاً به سوددهی منجر میگردد. عدم پرداختن به تحقیق و توسعه و بهرهگیری از تکنولوژی نوین، علاوه بر آن که نمیتواند پاسخگوی نیاز روز صنعت ساختمان باشد، در درازمدت، هزینه بسیار بالایی نیز به ما تحمیل میکند.
3) آخرین نکته مورد توجه آن است که سیاستگذاری اصولی برای ایجاد یک شبکه کاری تکنولوژی جهت کارکرد مناسب و نیل به بهرهوری اقتصادی، نقش حیاتی در اکتساب صحیح یک تکنولوژی دارد. عدم وجود این سیاستها باعث میگردد تا حتی اگر یک مجموعه یا کارخانه بخواهد خود به سمت فناوری نوین روی آورد، متحمل هزینه مضاعف گزافی شود که از توان آن مجموعه خارجباشد. برای آنکه کارخانهها و صنعتگران بتوانند به عنوان یک جزء شبکه تکنولوژی در این مسیر گام بردارند، باید سایر نهادها و اجزای لازم نیز در شبکه حضور داشته و هماهنگ عمل کنند. ایجاد چنین شبکه منسجم، جز به اهتمام سیاست گذاران و فرهنگ سازی میسر نخواهد بود.
سوال: در زمینه تکنولوژی بتن الیافی چه اقداماتی در کشور صورت گرفته است؟
اگرچه در کشور ما تحقیقات تئوری و فعالیتهای تجربی نسبتاً مناسبی در زمینه گسترش و کاربرد تکنولوژیهای بتن الیافی صورت گرفته است، اما حقیقت آن است که گسترش این فناوری بیش از همه وابسته به اعلام نیاز از سوی صنعت و مقرون به صرفه نمودن کاربری آن از سوی محققان کشور میباشد. چند سال پیش کنفرانسی در زمینه تکنولوژی بتن الیافی با هدف شناساندن فناوری مذکور، در دانشگاه صنعتی شریف برگزار گردید. در این کنفرانس، محققان و سخنرانان از مراکز مختلفی به ایراد سخنرانی و ارایه مقاله پرداختند. به طور مثال در یک نمونه از کارهای ارائه شده، مسئله به صرفه بودن استفاده از این نوع بتن مورد بررسی و مطالعه کارشناسی قرار گرفته بود. حاصل این بررسی موید آن بود که در بعضی پروژههای صنعتی، به کارگیری بتن الیافی نسبت به روش های متداول استفاده از شبکهبندی فولادی، بسیار اقتصادیتر، سریعتر و آسانتر میباشد.
برگزاری این کنفرانس اثرات مثبت زیادی در شناسایی و توسعه این فناوری داشت. پس از آن، بخشهایی از صنعت و دانشگاه به بررسی امکان تولید الیاف گوناگون بالاخص الیاف شیشه و فولاد پرداختند. همچنین به تدریج بتن الیافی با الیاف تقویت کننده پلیپروپیلن به بازار مصرف راه یافت و در انجام پروژههایی به کار گرفته شد. در مجموع قدمهای مثبتی در این جهت برداشته شده است اما سرعت این حرکت نسبتاً کند بوده است .:
همان طور که می دانیم گسیختگی مواد که به وسیله سیمان تهیه شده ومی شکنند به علت ترد بودن ان می باشد همان طور که قبلا" توضیح داده شد تقویت بتن توسط الیاف کوتاه به صورت تصادفی ونا منظم می شد وباعث تثبیت ترکها واستحکام کششی بتن می شود.
در دهه ۱۹۵۰برای اولین بار در کشور شو روی وبعد درکشور امریکادر سال۱۹۶۰ تحقیقاتی انجام شده در صورت استفاده از الیاف فولادی در ماتریس شکننده، تمرکز تنش در محل ترکهای بوجود آمده کاهش می یابد.
بتن الیافی که به نام های زیر در جهان موجود است آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP ) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP ) الیاف آرامیدی (Afrp ) والیاف کربنی (CFRP ) در یک رزین چسباننده تشکیل شده انددر دنیا معروف است.
این مواد یکی از پر مصرف ترین مواد در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است که همراه با ان از سنگدانه های هوا ساز نیز استفاده میشودکاربرد صفحات با الیاف کربنی برای این تقویت بیشتر رایج گشته و در چندین پل در ژاپن و در بعضی کشورهای اروپایی از آن استفاده شده است.
به خصوص در ژاپن که به علت مقاومت در بتن الیافی در برابر خوردگی در پل و دیوار های نما از این بتن الیافی خیلی استفاده می کنند. همچنین امروزه علم نانو نیز به کمک بتن الیافی و
صنعت ساختمان امده وامروزه استفاده از انواع پلیمر و الیاف در بتن به وسیله علم نانو رونق گرفته است که تاریخ این علم بر میگردد به دوره ۷۰ معرفی شده اند که از فناوری sol-gel جهت انتشار (Disperse ) دادن ذرات نانو کانی درون ماتریس پلیمر استفاده شده است. یکی از شرکت های که در این علم پیشتاز است شرکت تویوتا ژاپن می باشد تکنولوژی نانو فلز آرتوناید که اخیرا الیاف تجاری نانو آلومینا را تولید کرده است یکی دیگر از موفقیت کشور های پیشرفته می باشد که امروزه در این علم به دست امده امروزه بسیاری از دانشگاه دنیا سعی در اس تفاده از این دانش درصنعت ساختمان می باشد یکی دیگر از اختراعات در ژاپن جلوگیری از یخ زدگی بتن الیافی به وسیله علم نانو می باشد.
مقدمه
تاکنون مشخص شده است که انواع الیافها می توانند ظرفیت کرنش مقاومت دربرابر ضربه میزان جذب انرژی مقاومت سایشی و مقاومت کششی بتن را افزایش دهند. بطور کلی برای کاربرد در سازه الیاف فولادی میتواند نقش مکملی برای میلگرد داشته باشد. الیاف فولادی با پخش ترکها مقابله میکنند و مقاومت بتن را در برابر خستگی، ضربه، جمع شدگی وتنشهای حرارتی افزایش داده و بتن در همه مدهای شکست روی خواص مکانیکی بتن تاثیر مثبت میگذارد.از اهم متغیرهایی که بر خواص بتن با الیاف فولادی اثر میگذراند میتوان به خواص ماتریس بتن بازدهی الیاف و مقدار الیاف اشاره کرد.تکنولوژی بتن پرمقاومت توسعه ای جدید در صنعت ساخت سازه های بتنی محسوب میشود. در بتن سخت شده مقاومت و دوام دو عامل اصلی بوده وهر چه مقاومت فشاری بتن بیشتر می شود بتن تردتر شده ودر نتیجه مقاومت کششی آن به نسبت افزایش مقاومت فشاری افزایش نمی یابد و نیز از تحمل کرنش پایینتر برخوردار است بدین دلیل نیاز به استفاده از الیاف در بتن پرمقاومت کاملا مشهود است جهت افزایش مقاومت کششی و جلوگیری از گسترش ترک و بویژه افزایش نرمی از الیاف در بتن استفاده میشود. مقدار افزایش با تغییر این مقاومت ها بستگی به مقاومت بتن بدون الیاف شکل الیاف ودرصد الیاف داردبتن پرمقاومت شامل الیاف فولادی، ترکیبی است از سیمان، مصالح سنگی، آب، فوق روان کننده، دوده سیلیس وهمچنین درصدی از الیاف فولادی که بطور درهم و کاملا اتفاقی ودر جهات مختلف در مخلوط پراکنده شده است. وجود الیاف فولادی مشخصات مکانیکی بتن را نسبت به حالت بهبود می بخشد. بتن پرمقاومت یک ماده ترد وشکننده است در حالیکه افزودن الیاف فولادی به بتن پرمقاومت سبب بهبود رفتار ترد بتن وتغییرمد شکست آن می گردد. مزایای بتن الیافی در مقایسه با بتن بدون الیاف را می توان بطور خلاصه بشرح ذیل بیان داشت
1. مقاومت در مقابل تورق وسایش
2. مقاومت در مقابل تنش های خستگی
3. مقاومت عالی در مقابل ضربه
4. قابلیت کششی وظرفیت زیاد تغییر شکل نسبی
5. قابلیت باربری بعد از ترک خوردگی
6. افزایش در میزان جذب انرژی
قابلیت انعطافی که بتن الیافی دارد همانند خواص مواد پلاستیکی باعث می شود که بتن الیافی گسیختگی ناگهانی نداشته باشد. از آنجا که الیاف فولادی در جسم بتن در همه جهات پراکنده می شود در صورت تشکیل یک ترک در جهات مختلف الیاف اتصالاتی را بوجود آورده و از گسترش ترک جلوگیری می نماید. بنابراین رشته های الیاف بطور فعال در محدود کردن عرض ترک وارد عمل شده و با تشکیل ریز ترکهای زیاد قابلیت بهره برداری بتن را افزایش می دهند
امزوزه کار برد بتن با نرمی بالاتر که بتواند تغییر شکل های زیاد را بدون شکست تحمل نماید، مورد توجه قرار گرفته است. تحقیقات در خصوص تامین نرمی لازم در بتن با الیاف های مختلف و حتی حذف آرماتور در حال انجام می باشد. هدف از کاربرد الیاف در بتن افزایش مقاومت کششی، کنترل گسترش ترک ها و افزایش طاقت بتن می باشد تا قطعه بتنی بتواند در مقابل بارهای وارده در یک مقطع ترک خورده تغییر شکل های زیادی را پس از نقطه حداکثر تنش تحمل نماید .
بتن با الیاف مختلف در سال های اخیر در سازه های عمده ای چون رو سازی راهها و فرودگاه ها، پی های عظیم با تغییر شکل های زیاد و به ویژه در پوشش بتنی تونل ها به کار رفته است. در ساخت پوشش تونل ها بتن الیافی با پاشیدن بر جداره شکل می پذیرد. اخیراً برای حذف ترک ها در پوشش تونل هایی که به صورت چند تکه پیش ساخته اجرا می شود از بتن بدون آرماتور و تنها الیاف استفاده شده و این نوع بتن سبب حذف ترک ها در حین عمل آوری و حمل و نقل قطعات و نصب آنها برای کامل کردن مقطع تونل های مترو شده است .
در نوع بسیار جدید بتن الیافی که می توان با آن به حداکثر نرمی در بتن رسید از روش ریختن دوغاب روی الیاف استفاده می شود . در این روش ابتدا الیاف ریخته شده و سپس فضای بین آنها با ملات دوغابی پر می شود. میزان الیاف در این بتن حدود 10 در صد می باشد که حدود 10 برابر میزان الیاف در بتن های الیافی متداول است. با این مصالح لایه های محافظی بدون ترک و تقریبا غیر قابل نفوذ می توان ایجاد نمود. به علت نرمی زیاد این قطعات ظرفیت تغییر شکل پذیری این قطعات به میزان ظرفیت دال های فولادی می رسد . مقاومت فشاری این نوع بتن حدود 110-85 مگا پاسکال و مقاومت خمشی حدود N/m 45-35 می باشد. از این قطعات می توان نه تنها به عنوان لایه های محافظ کوچک استفاده نمود بلکه در باندهای فرودگاه در برابر ضربات عملکرد خوبی نشان می دهند. در کارهای تعمیراتی دال ها می توان از آنها به عنوان لایه روی بتن قدیم و بدون درز و در زمان کوتاهی استفاده نمود
انواع الیاف و الیاف فولادی
انواع الیافی که در بتن استفاده می شود و در اشکال و اندازه های مختلفی تولید می شود عبارتند از الیاف شیشه ای ، الیاف پلاستیکی و الیاف فولادی . پارامتر مناسب که یک رشته از الیاف را تعریف می کند نسبت ظاهری می باشد که نسبت طول الیاف به قطر معادل الیاف است. مقدار نسبت های ظاهری (l/d ) معمولاٌ بین 30 تا 100 است . در این تحقیق الیاف فولادی با نسبت(l/d ) برابر 80 و 100 استفاده گردید.
مکانیزم عملکرد الیاف در بتن
بطور کلی برای کاربرد در سازه الیاف فولادی می توانند نقش مکملی برای میلگرد داشته باشند.الیاف فولادی با پخش ترکها مقابله می کنند و مقاومت بتن را در برابر خستگی ضربه جمع شدگی وتنشهای حرارتی افزایش می دهند.
الیاف فولادی می توانند در همه مدهای شکست روی خواص مکانیکی بتن تاثیر بگذارند (1،2،3)
مکانیزم تقویت را می توان بصورت زیر توجیه کرد:
تنشها بوسیله برش محیطی ودر صورتیکه رویه الیاف آجدار باشد بوسیله مقاومت چسبندگی (درون سطحی) از ماتریس به الیاف منتقل می شود. بنابراین مادامی که ماتریس بتن ترک نخورده است،تنش کششی بین الیاف و ماتریس تقسیم می شود. پس از ایجاد ترک، همه تنش به الیاف انتقال می یابد.
مهمترین متغیرهایی که بر خواص بتن با الیاف فولادی اثر می گذارند عبارتند از:خواص ماتریس بتن ، بازدهی الیاف ومقدار الیاف .بازدهی الیاف بوسیله مقاومت الیاف در برابر بیرون کشیده شدن از مخلوط کنترل می شود این مقاومت به چسبندگی بین الیاف و ماتریس بستگی دارد .برای الیاف با مقطع ثابت این مقاومت با افزایش طول ،افزایش می یابد .بنابراین هر قدر طول بیشتر باشد اثر آنها در بهبود خواص ماتریس بیشتر خواهد بود چون مقاومت در برابر بیرون کشیده شدن متناسب با سطح مقطع دو جسم می باشد .
معمولا الیاف با سطح مقطع گرد و قطر کوچک بیشتر از الیاف با سطح مقطع گرد و قطر بزرگتر بازدهی دارند. این امر به این خاطر است که الیاف دسته اول سطح بیشتری در واحد حجم دارا می باشند بنابراین هر چه سطح تماس الیاف بیشتر باشد (و یا به عبارت دیگر قطر آنها کوچکتر باشد) بازده چسبندگی آنها بیشتر خواهد بود بنابراین روشن می شود که نسبت طول به قطر الیاف باید به اندازه ای بزرگ باشد که در هنگام شکست ماتریس ، الیاف به حداکثر مقاومت کشش خود نزدیک باشند، با این وجود در عمل این کار معمولا ممکن نیست .
بسیاری از محققین نشان داده اند (7) در صورتیکه از روشهای عادی اختلاط استفاده شود الیاف با نسبت طول به قطر بیشتر از100 باعث کم شدن کارآیی بتن به مقدار قابل ملاحظه ای می شوند و یا بطور نا همگون در بتن توزیع می گردند .
دالها
بیشترین کاربردهای بتن مسلح به الیاف بویژه الیاف فولادی تاکنون در دالها , عرشه پلها , کف سازی فرودگاهها , پارکینگها و محیطهای در معرفی کاویتاسیون و فرسایش بوده است . در پل سازی مهمترین کاربرد ان در سطوحی بوده که در معرض خوردگی و فرسایش قرار دارند .
دالهای روی بستر
در مورد دالهاى روى بستر , نمونه هایی که خوب بررسی شده باشند اندک هستند. اما در جاهایی که دال بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت تاشیر عبور و مرور اتوبوسهای سنگین قرار دارد , مشخص شده است که این نوع دال , با ضخامتی در محدود 60 تا 75 درصد دالهاى غیرمسلح , عملکردی مشابه آنها دارند با استفاده از این نوع بتن , پوشش باند فرودگاهها را میتوان به نحو قابل ملامحظه اى ( 20 تا 60 درصد) نازکتر از پوششهای بتنی غیر مسلح مشابه اجرا کرد. خستگی خمشی عامل مهمی است که بر عملکرد کفسازى اثر می گذارد , اطلاعات موجود نشان میدهد که الیاف , مقاومت بتن را در برابر خستگی به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهند .
دالهای سازه ای سقفها
براى دالهای کوچک , براساس نظریه خط سیلان , یک روش طراحی ارایه شده است که بر نتایج حامل از ازمایش دالهاى دو طرفه بتنى متکى است . ولی برون یابی نتایج کار و اعمال انها بر دالهای بزرگتر , به شدت نهى شده است .
عرشه پلها
استفاده از نمکهای یخ زدا موجب انهدام عرشه پلها می شود. بتن الیافی گرچه نمی تواند مانع از نفوذ این نمکها شود ولی با محدود نگاه داشتن تعداد و عرض ترکها میتوان از گسترش دامنه این انهدام جلوگیری کرد .
تیرها :
خمش در تیرها
در این زمینه , هم براى تیرهایی که تنها به الیاف مسلح شده اند و هم در مورد تیرهایی که از ترکیب الیاف و آرماتور در آنها استفاده شده , فرمولها و معادلاتی ارائه گردیده است . در مورد تیرهای که فقط به الیاف مسلح باشند , معادلات مذکور ارزش عملی چندانی ندارند و تنها در مورد تیرهای کوچک (10×10×35 سانتیمتری) و اعضای فرعی سازه ها کاربرد دارند . اما در زمینه تیرهای مسلح به ترکیب الیاف و آرماتور معادلات , طرح شده با توجه به استفاده از مقاومت کششی افزایش یافته بتن که به کمک آرماتور کششی می آید , قادرند مدل مناسبی از تیر به دست دهند. از جمله این معادلات , روابط پشنهادی است که مشابه معادلات روش طراحی بر اساس مقاومت نهایی ACI است .
اتصالات تیر – ستون
مطالعات اخیر روی اتصالات تیر- ستون مقاوم در برابر زلزله با استفاده از الیاف فولادی به جای بخشی از میلگردهای حلقوی , حاکی از بهبود قابل ملاحظه مقاومت , نرمی و جذب انرژی اتصال است .
ملاحظات مربوط به خستگی خمشی
تحقیقات اخیر نشان می دهد که افزودن الیاف به تیرهای بتنی مسلح به میلگرد عمر خستگی را و تغییر مکانها و عرض ترکها را کاهش می دهد. بر اساس این تحقیقات نتیجه گرفته می شود که اثر مفید الیاف با افزایش میزان میلگردها کاهش می یابد .
برش در تیرها
داده های آزمایشگاهی زیادی که در دست هستند نشان میدهند که الیاف اساساً ظرفیت برشی (مقاومت کششی قطری) تیرهای بتنی را افزایش می دهند. به کار بردن الیاف به جای خاموتهای قائم یا میل گردهای خم شده یا برای کمک به آنها مزایای چندی را ایجاد می کند که عبارتند از :
الف – الیاف در حجم بتن به طور یکنواخت توزیع شده و خیلی بیشتر از میلگرد های تقویتی برشی به یکدیگر نزدیک هستند .
ب – مقاومت کششی در نخستین ترک و مقاومت کششی نهایی هر دو توسط الیاف افزایش می یابند .
ج – مقاومت برشی اصطکاکی افزایش می یابد .
با استفاده از الیاف دارای انتهای آجدار می توان از انهدام فاجعه آمیز تیرهای بتنی در اثر کشش قطری جلوگیری کرد. برخی از پژوهشگران تحلیل هایی ارائه داده اند که نشان می دهد الیاف می توانند از لحاظ اقتصادی جایگزین خاموتها شوند الیاف دارای انتهای چین خورده می توانند به افزایشی چشمگیر در مقاومت برشی منجر شود . در برخی آزمایشها این افزایش حتی به 100 درصد بالغ گردیده است .
اخیرا بر اساس نتایج آزمایشگاهی روی 7 تیر دارای الیاف که چهار تیر آن خاموت هم داشته اند معادله زیر جهت برآورد Vcf پیشنهاد شده است .
Vcf=2/3Ft(d/a)0.25
Ft مقاومت کششی بتن است که از نتایج کشش مستقیم استوانه هاى 6×12 اینچی (15×30 سانتیمتری) به دست می اید. .
( d/a ) نسبت عمق موثر به دهانه برشی است . اثرات انواع مختلف الیاف از طریق پارامتر Ft در معادله بررسی می شود. روش طراحی پیشنهاد شده همان طریق ACI 318 را در مورد محاسبه سهم خاموت در ظرفیت برشی دنبال می کند که به آن نیروی مقاوم بتن نیز که بر اساس تنش برش معادله بالا محاسبه می شود اضافه میگردد .
برش در دالها
مطالعات اخیر نشان داده اند که با افزودن الیاف فولادی قلابدار به ارماتور در دالهای بتنی مسلح ,مقاومت برشی انها بسته به درصد الیاف تا 42 درصد افزایش یابد .
شات کریت
شات کریت (بتن پاشى) دارای الیاف فولادی در ساختن سازه های گنبدی شکل , پوشش دادن , پایداری سنگریزه ها , تعمیر بتن فرسوده و غیره به کار می رود. طرح سازه ها به همان طریق سازه های مرسوم مورت می گیرد , فقط مشخصات بهبود یافته فشاری , برشی و کششی بتن الیافی در محاسبات وارد میشوند .
فرسایش در اثر کاویتاسیون
بتن مسلح به الیاف فولادی براى تعمیر آبروهای خروجی , حوضچه های ارامش سرریزها و قسمتهای دیگر بعضی از سدها به کار رفته است . در هر مورد از زمان تعمیر تاکنون , با وجود ارتفاع زیاد این سدها و شگرف بودن قدرت آب خروجی بتن الیافی به بهترین نحو پایداری کرده است .
کاربردهای دیگر
بتن مسلح به الیاف و بویژه فولادی در بسیاری از جاهای دیگر نیز به کار رفته که روشهای طراحی خاص و روشنی نداشته اند. به طور مثال این موارد شامل : پیاده روها , حفاظت خاکریزها , پی ماشین الات , پوشش آدم روها , سدها , پوشش نهرها , تانکهای ذخیره مواد و اعضای پیش ساخته نازک می شود. مسلما با گذشت زمان و انجام تحقیقات بیشتر و کاملتر , موارد استفاده از این نوع بتن متنوع تر و کاربرد آن نیز رایج تر خواهد شد .
استفاده و کاربرد بتن الیافی در ایران
بر اساس مطالب یاد شده بتن الیافی با مزایای ویژه خود می تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد , لیکن جهت به کار گیری آن در ایران لازم است که دو نکته اساسی در نظر باشد .
مورد اول :
لازم است که حداقل مقاومتی براى بتن در کلیه سازه های بتنی اعمال شود , که این خود در کیفیت بتن , بدون واردکردن هیچ گونه الیافی نقش موثر دارد. بدین معنی که باید اول کیفیت بتن بدون الیاف را ارتقا دهیم .
مورد دوم :
نظر به اینکه باید از پدیده "گلوله شدن" در بتن الیافی جلوگیری به عمل اید , لذا لازم است نحوه صحیح مخلوط کردن الیاف با بتن و همچنین استفاده از روان سازها جهت افزایش کارایى فراهم اید . لازم است به این صنعت نو پا با کاربردهای فراوان , توجه بیشتری معطوف شود و الیاف مختلف اعم از مصنوعی (مانند الیاف پلی پروپیلن) و فولادی , به شکل مطلوب و با کیفیت مناسب ساخته شوند. سرمایه گذاری جهت ساخت الیاف و اینکه صنعت پتروشیمی به ساخت الیاف پلی پروپیلن و صنعت فولاد به ساخت الیاف فولادی مبادرت ورزند, میتواند راه گشا باشد
تکنولوژی بتن الیافی نمونه دیگری از کاربرد کامپوزیت ها به عنوان یک فن آوری نوین در صنعت ساخت و ساز می باشد. بدین منظور مطلب حاضر سعی در معرفی این تکنولوژی خواهد داشت.
از جمله مواد جدیدی که جایگاه ویژه ای در ساخت و ساز به خود اختصاص داده، افزودنی های بتن و الیاف تقویت کننده می باشد. استفاده از افزودنی های بتن باعث بهبود خواص مطلوب بتن، همچون مقاومت آن می گردد و در بعضی موارد با کاهش وزن بتن، مصالح بسیار سبکی را فرا راه مهندسین بنا قرار می دهد. بدون بهره گیری از این افزودنی ها بنای برج بزرگ میلاد در شهر تهران امکان پذیر نمی بود. الیاف تقویت کننده نیز از دیگر مواد عصر حاضر هستند که کاربرد های فراوانی در قسمت های مختلف ساختمان یافته اند. این الیاف که بیشتر شامل الیاف شیشه، پلی پروپیلن و گاه کربن نیز می شود، در ساخت انواع بتن های الیافی کاربرد فراوان دارد. همچنین از الیاف شیشه می توان در تولید آرماتورهای سبک و بسیار مقاوم در برابر خوردگی بهره برد. این الیاف جایگاه نسبتاً مناسبی در تعمیر بناها و تقویت سازه های صدمه دیده دارند و می توانند مقاومت پیچشی و برشی مناسبی پدید آورند. علاوه بر اینها از ورقه های پارچه ای فایبر گلاس نیز در تقویت انواع قطعات ساخته شده از بتن مسلح می توان استفاده نمود.
بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با بکارگیری الیاف تقویت کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوق العاده افزایش می یابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به عنوان یک ماده شکل پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنا را فراهم می آورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه ای به راحتی ازهم پاشیده نمی شود. شاهد تاریخی این فن آوری، کاربرد کاهگل در بناهای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی می باشد که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه، و سیمان جانشین گل بکار رفته در کاهگل شده است. امروزه با استفاده از الیاف شیشه، پلی پروپیلن، فولاد و بعضاً کربن، تولید انواع بتن های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و بکارگیری آنها در کشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول صنعت ساختمان واقع شده است.
موارد استفاده و محدودیت های کاربرد بتن الیافی
هر فن آوری همواره کاربرد ها و محدویت های خاص خود را دارد. بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکل پذیری بالا، مقاومت فوق العاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارا می باشد که متناسب با آنها می توان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. بطور مثال در ساخت کف سالنهای صنعتی، می توان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست. این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم دربرابر ضربه، همچون سازه پناهگاه ها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار می رود و بناهای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوق العاده ای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاه ها به خوبی می توان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از بکارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانل ها و یا پاشش بتن روی سطح انحنای یک سازه می باشد. علاوه بر موارد یاد شده می توان از مزایایی همچون عایق بودن سازه در باربر صدا و سرعت بالای اجرا نیز بهره مند گردید.
اما از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن، کاملاً تصادفی می باشد، از این بتن معمولاً نمی توان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستونها بهره گرفت و در این نوع سازه ها استفاده از روش سنتی و شبکه بندی فولادی به صرفه تر و مناسب تر می باشد. لازم است به این نکته توجه شود که ناکارآمدی یک تکنولوژی جدید، نباید مانع نادیده گرفتن کاربردهای مناسب و نقاط قوت آن گردد.
توجیه اقتصادی بتن الیافی
باید اعتراف کرد که استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی به صرفه تر نمی باشد. اما بر اساس برآورد هایی که توسط بعضی از متخصصین کشور انجام گرفته است، در جاهایی که سرعـــت اجرای بالا مدنظر است و یا نیاز به پاشــــش بتن (شات کریت) روی سطوح ویژه ای است، استفاده از این نوع بتن توصیه می گردد.
امروزه با استفاده از انواع الیاف شیشه، پلی پروپیلن، فولاد و بعضاً کربن، تولید انواع بتنهای کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و به کارگیری آنها درکشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است.
سوال: موارد استفاده و محدودیتهای کاربری این نوع ترکیب کامپوزیتی کدام ها هستند؟
هر فناوری همواره کاربردها و محدودیتهای خاص خود را دارد.بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکل پذیری بالا، مقاومت فوق العاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارا میباشد که متناسب با آنها میتوان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. به طور مثال در ساخت کف سالن های صنعتی، میتوان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست این نوع بتن از بهترین مصالح مورد استفاده در ساخت بناهای مقاوم به ضربه، همچون سازه پناهگاهها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار میرود و بنای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوقالعادهای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاهها به خوبی میتوان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از به کارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانلهای سایبان و یا پاشش بتن روی سطوح انحنا دار همچون تونلها میباشد. به کارگیری این بتن در بنای یک سازه علاوه بر موارد یاد شده از مزایایی همچون عایق بودن سازه در برابر صدا و سرعت بالای اجرا نیز برخوردار است.
اما از آنجا که نحوه قرار گرفتن الیاف داخل بتن کاملاً تصادفی میباشد، از این بتن معمولاً نمیتوان به نحو مطلوبی در ساخت تیرها و ستون ها بهره گرفتو در این نوع سازهها استفاده از روش سنتی و شبکهبندی فولادی به صرفهتر و مناسبتر میباشد. لازم است به این نکته توجه شود که ناکارآمدی یک تکنولوژی جدید در نقاط ضعف خود نباید مانع نادیده گرفتن کاربردهای مناسب آن در نقاط قوت آن و عدم توجه به آن گردد.
سوال: آیا روی آوردن به تکنولوژی بتن الیافی در مقایسه با بتن های سنتی متداول، صرفه اقتصادی دارد؟
باید اعتراف کرد که استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی به صرفهتر نمیباشد. اما بر اساس برآوردهایی که توسط بعضی متخصصین کشور انجام گرفته است، در جاهایی که سرعت اجرای بالا مد نظر است و یا نیاز به پاشش بتن (شاتکریت) روی سطوحی است که شبکه بندی های سنتی مشکل و زمان بر بوده یا جواب گوی کار نیست، هزینه استفاده از بتن الیافی نسبت به مشابه سنتی خود کمتر می باشد. این مزیتها، علاوه بر مزیت سادگی و سرعت عمل بالاتر موجود در تکنولوژی بتن الیافی است.
اگر میبینیم که در کشوری همچون ترکیه، به کارگیری بتن الیافی به جای روش های سنتی، مقرون به صرفهتر از کشور ماست، ریشههای آن را در سرمایه گذاری و تلاش سازمان یافته جهت اقتصادی نمودن استفاده از این تکنولوژی جدید میتوان یافت. اما اگر ما از روی آوردن به فناوری جدید به علت ریسک سرمایه گذاری پرهیز کنیم خواهیم دید که تکنولوژی سنتی در غیاب بهرهگیری از فناوری نوین، رقم بسیار بالایی از سرمایههای ما را به هدر خواهد داد. به طور مثال، ریزدانههای تولید شده در کشور ما که به روش های قدیمی غیراستاندارد تولید میشوند، باعث افزایش درصد سیمان به کار رفته در بنا میشود و همین امر موجب ظهور ترک و ضایعات در بتن حاصل نیز میگردد.
سوال: چه راهکارهایی را جهت اقتصادی نمودن استفاده از این تکنولوژی جدید، پیشنهاد میکنید؟
به عنوان راهکار باید سه نکته اساسی را مورد توجه قرار دهیم:
1) نخستآنکه هزینه استفاده از یک تکنولوژی، کاملاً وابسته به سطحی از آن تکنولوژی است که نسبت به کسب و انتقال آن اقدام میشود. کشورهای پیشرفته جهان که تکنولوژی نوین خود را از سطوح اولیه تحقیقاتی کسب کردهاند، چون کاملاً بر تکنیکها و دانش پایهای آن واقف و مسلط هستند، متحمل هزینههای کمتری شده اند. آنها با تکیه بر همین آگاهی و اشراف، با بهبود فرایندها، قیمت نهایی را در طول زمان کاهش خواهند داد. اما اگر ما بخواهیم تمام این تکنولوژی را صرفاً در سطح یک محصول آماده، به کشور وارد کنیم، طبیعی است که متحمل هزینههای سنگینی خواهیم شد و محصول نهایی نیز به صرفه نخواهد بود.
2) دومین مسئلهای که باید در جهت ارزیابی اقتصادی یک تکنولوژی مورد توجه واقع شود، آن است که اکتساب و پرورش یک تکنولوژی از سطوح نخست تحقیقات، نیاز به یک سرمایهگذاری اولیه دارد.دستیابی به نحوه اجرای مناسب، تکنولوژی ساخت و آموزش و گسترش آن در جامعه، نیازمند صرف بودجه لازم توسط دست اندرکاران و خصوصاً دولت میباشد. این هزینهها بعداً در طول عمر تکنولوژی و ارایه محصول به بازار جبران خواهد شد و نهایتاً به سوددهی منجر میگردد. عدم پرداختن به تحقیق و توسعه و بهرهگیری از تکنولوژی نوین، علاوه بر آن که نمیتواند پاسخگوی نیاز روز صنعت ساختمان باشد، در درازمدت، هزینه بسیار بالایی نیز به ما تحمیل میکند.
3) آخرین نکته مورد توجه آن است که سیاستگذاری اصولی برای ایجاد یک شبکه کاری تکنولوژی جهت کارکرد مناسب و نیل به بهرهوری اقتصادی، نقش حیاتی در اکتساب صحیح یک تکنولوژی دارد. عدم وجود این سیاستها باعث میگردد تا حتی اگر یک مجموعه یا کارخانه بخواهد خود به سمت فناوری نوین روی آورد، متحمل هزینه مضاعف گزافی شود که از توان آن مجموعه خارجباشد. برای آنکه کارخانهها و صنعتگران بتوانند به عنوان یک جزء شبکه تکنولوژی در این مسیر گام بردارند، باید سایر نهادها و اجزای لازم نیز در شبکه حضور داشته و هماهنگ عمل کنند. ایجاد چنین شبکه منسجم، جز به اهتمام سیاست گذاران و فرهنگ سازی میسر نخواهد بود.
سوال: در زمینه تکنولوژی بتن الیافی چه اقداماتی در کشور صورت گرفته است؟
اگرچه در کشور ما تحقیقات تئوری و فعالیتهای تجربی نسبتاً مناسبی در زمینه گسترش و کاربرد تکنولوژیهای بتن الیافی صورت گرفته است، اما حقیقت آن است که گسترش این فناوری بیش از همه وابسته به اعلام نیاز از سوی صنعت و مقرون به صرفه نمودن کاربری آن از سوی محققان کشور میباشد. چند سال پیش کنفرانسی در زمینه تکنولوژی بتن الیافی با هدف شناساندن فناوری مذکور، در دانشگاه صنعتی شریف برگزار گردید. در این کنفرانس، محققان و سخنرانان از مراکز مختلفی به ایراد سخنرانی و ارایه مقاله پرداختند. به طور مثال در یک نمونه از کارهای ارائه شده، مسئله به صرفه بودن استفاده از این نوع بتن مورد بررسی و مطالعه کارشناسی قرار گرفته بود. حاصل این بررسی موید آن بود که در بعضی پروژههای صنعتی، به کارگیری بتن الیافی نسبت به روش های متداول استفاده از شبکهبندی فولادی، بسیار اقتصادیتر، سریعتر و آسانتر میباشد.
برگزاری این کنفرانس اثرات مثبت زیادی در شناسایی و توسعه این فناوری داشت. پس از آن، بخشهایی از صنعت و دانشگاه به بررسی امکان تولید الیاف گوناگون بالاخص الیاف شیشه و فولاد پرداختند. همچنین به تدریج بتن الیافی با الیاف تقویت کننده پلیپروپیلن به بازار مصرف راه یافت و در انجام پروژههایی به کار گرفته شد. در مجموع قدمهای مثبتی در این جهت برداشته شده است اما سرعت این حرکت نسبتاً کند بوده است .
خصوصیات بتن سبک
بتن سبک ماده ای است با ترکیبات جدید و فوق العاده سبک و مقاوم .
مواد تشکیل دهنده بتن سبک عبارت است از ورموکولیت، پرلیت، سنگ بازالت و سیمان تیپ 2 و …
در این بتن همانند بتنهای عادی ، از ماسه استفاده نمی شود.
عدم وجود ماسه باعث سبک و همگن شدن ساختار بتن گردیده و باعث می شود که مواد تشکیل دهنده که تقریبا" از یک خانواده می باشند و بهتر همدیگر را جذب کنند .
ساختمان این بتن متخلخل بوده و این مسئله پارامتر بسیار موثری است. چون تخلخل موجود در بتن باعث مقاوم شدن در برابر زلزله و عایق شدن در برابر صدا ، گرما و سرما می گردد .
ترکیبات این بتن به گونه ای عمل می کند که حالت ضد رطوبت به خود گرفته و به مانند بتن معمولی که جذب آب دارد عمل نکرده و آب را از خود دفع می کند .
این بتن تحت فشار مستقیم (پرس) ساخته می شود .
بدلیل شکل گیری بتن در فشار، ساختار آن دارا ی یکپارچگی قابل قبولی است .
بتن سبک در قالبهای طراحی شده توسط متخصصین ، بصورت یکپارچه ریخته می شود .
بدلیل یکپارچگی در نوع ساختمان بتن ، قطعه تولیدی از استحکام بالایی برخوردار شده و مقاومت بالایی نیز در برابر زلزله از خود نشان خواهد داد .
برای تقویت این بتن از یک یا چند لایه شبکه فلزی در داخل بتن استفاده شده که این حالت همانند مسلح کردن بتن معمولی بوسیله میلگرد می باشد .
هزینه تولید این نوع بتن از دیگر مواد ساختمانی به نسبت ویژگی آن پایینتر است.
زمان بسیار کمتری جهت تولید دیوار های بتنی سبک یا قطعات دیگر لازم است .
پرت مواد اولیه جهت تولید بتن سبک بسیار کمتر از بتن معمولی است. چون تمام مراحل تولید در محل مشخصی صورت گرفته و جهت تولید پروسه ای طراحی گردیده است .
بدلیل طراحی کلیه مراحل تولید و وجود نظارت بر تمامی این مراحل ماده تولیدی دارای استاندارد خاصی تعریف شده است . (مهندسی ساز)
خرید مصالح بطور عمده صورت می گیرد و هزینه کمتری برای سازنده در بر خواهد داشت و در نهایت خانه پیش ساخته با قیمت پائین تری عرضه می گردد .
قطعات تولیدی در کارخانه از آزمایشات کنترل کیفیت گذر کرده و در صورت تائید به بازار مصرف
عرضه می گردد .
بتن سبک مسطح بوده که می توان با یک ماستیک کاری ساده بر روی آن رنگ آمیزی کرد.
8. نکات مهم در بتن ریزی
تعریف aci306از هوای سرد:
چنانچه به مدت 3 شبانه روز متوالی،متوسط دمای هوا 5 درجه سانتیگراد باشد این شرایط را شرایط سرما می گویند، مشرط بر اینکه به مدت 12ساعت متوالی ،دمای هوا بالاتر از 10درجه سانتیگراد نشود .
پیشنهاد می شود عیار سیمان از 350 کمتر نشود .
از افزودنی های سرباره ،خاکستر بادی و میکروسیلیس استفاده نشود .
حد اکثر اسلامپ بتن 15 سانتیمتر باشد ودر محل بتن ریزی آب اضافه نشود .لذا لازم است که اسلامپ بتن در کارگاه به مقدار لازم بالاتر ازمیزان مورد نیاز هنگام بتن ریزی تنظیم شود.
سطح بتن باید از رطوبت حفظ شود .این کار با مواد عمل آورنده انجام می گیرد .
از بروز باد سرد بادمای کمتر از 10-درجه سانتیگراد بر سطح بتن به مدت 24 ساعت جلوگیری شود.
ضخامت مقطع بتن از 10سانتیمتر کمتر نشود.
دمای محیط تا قبل از رسیدن به گیرش اولیه وعمل آوری نباید کمتر از 7-درجه سانتیگراد شود.
سطح بتن باید به روش مناسب ازبادهای شدید محافظت شود تا دمای هیدراتاسیون افت نکند واز تبخیر رطوبت سطحی جلوگیری شود.
سطح بتن باید از هر گونه رطوبت اضافی مثل برف وباران یا شبنم در هنگام بتن ریزی همگام عمل آوری محافظت شود.
بتن ریزی نباید بر روی سطوح و قالبهای یخ زده انجام گیرد.
بارگذاری حداقل تا 7 روز بر روی سازه های بتنی انجام نشود.
کل زمان ریزش بتن آماده از کامیون نباید بیش از 30 دقیقه طول بکشد .
زمان تخلیه بتن پس از بار گیری کامیون نباید بیش از یک ساعت طول بکشد .
دمای هوا جهت برآورد میزان مصرف ضد یخ ،دمای پیش بینی شده 8ساعت پس از بتن ریزی است .
پیشنهاد می شود چنانچه دمای هوا کمتر از 7- درجه سانتیگراد بود ،بتن ریزی انجام نشود .
چنانچه حجم بتن ریزی کم باشد ،پیشنهاد می شود آب بتن وماسه قبل از اختلاط به مقدار مناسب گرم شود تا بتن دارای دمای مناسب در هنگام بتن ریزی شود.
دمای بتن نباید بالاتر از 24 درجه سانتیگراد برود چون افت اسلامپ سرعت می گیرد.
چنانچه اسلامپ بتن کمتر از 5 سانتیمتر است دمای بتن نباید بیش از 17 درجه سانتیگراد شود واز میزان ضد یخ به مقدار لازم باید کاسته شود.
9. آماده سازی سطوح بتونی وسیمانی به منظور رنگ آمیزی
مقدمه
بتن می تواند به روشهای مشابه فولاد،پاکسازی شود.البته دقت لازم برای عدم آسیب نرساندن به ساختار بتنی ،ضروری است. ساختار بتنی را می توان با :جت آب ،دستگاهها وابزار های قدرتی مکانیکی ودستی ،بخار وحلال قلیایی ،مواد شیمیایی ویا پاشش ذرات ساینده ،پاکسازی نمود.استانداردهای مشترک sspCsp13/NACENo.6 روشهای آماده سازی سطوح بتنی را بطور مفصل تشریح نموده اند. شیوههای آماده ساری سطح بتن در سه بخش آماده سازی مکانیکی ،شیمیایی و حرارتی ،دسته بندی شده اند. این روشهای آماده سازی برای سطوح کف بتنی ودیواره بتونی ،قطعات قالبی بتن ،دیواره های سنگ کاری شده وسطوح بتن پاشی شده مناسب هستند.
مشخصه های ویژه پایه بتن وتاثیر آن در آماده سازی
یک سطح قابل قبول برای بتن به منظور رنگ آمیزی ،سطح است که عاری از آلاینده های خارجی ،شیر آهک یا دو غابه سیمان ،بتن گسیخته شده با چسبندگی کم وغبار باشد ویک پایه نسبتاًیکنواخت وصاف را برای رنگ آمیزی ،فراهم آورد.
بتن از مخلوط سیمان ،مصالح پرکننده مثل:سنگ وشن وماسه-که خنثی هستند-به همراه آب با نسبتی خاص ،تهیه می شود. بتن در صورت اختلاط بهینه وقالب گیری خوب وخشک شدن کامل ،مقاومتهای مناسب راپیدا می کند.در مستندات علمی ،نسبت وزنی مناسب اجزای بتن به ترتیب سیمان ،1؛ماسه ومصالح ریز ،2؛مصالح درشت ،4؛است وبرای مقدار آب ریالدرصد وزنی 20-30 مناسب بیان شده است .پخت بتن ،زمانی در حدود دو هفته لازم دارد.اما خروج رطوبت وآب مازاد از بستر به بیرون ،حدود 28 روز طول می کشد. لذا حداقل زمان پس از قالب گیری ،برای شروع به آماده سازی سطح ،28 روز است . پدیده شکفتگی ،خاصیتی است که به هنگام تبلور در یک کریستال،روی می دهد. گاهی کریستال در مجاورت هوا ،آب خود را از دست داده وبه گرد تبدیل می شود.این پدیده در بتن ،منجر به تشکیل پودر سفید ی می شودکه روی بتن می نشیند.شگفتگی در بتن ،در نتیجه بیرون آمدن ترکیبات آهک وهیدرواکسید کلسیم به همراه آب ترشح شده از بستر بتن وسپس واکنش با co2 , آلاینده های محیطی ،حاصل می شود.این کریستالها ،باعث ضعف پوشش می گردندو باید قبل از اعمال ،بطور کامل از سطح ،زدوده شوند. بهتر است که سطح را قبل ازآماده سازی برای رنگ آمیزی ،صاف ،هم طراز وفشرده کنیم. این عمل ب عملیات نهایی یا تمام کاری ،معروف است.
گاهی به دلیل ماله کشی زیاد ،یک لایه نازک ، ضعیف و شکننده از سیمان بر روی بتن تشکیل می شود . این لایه به شیر آهک یا دو غابه ، معروف است تشکیل این لایه ، به دو نوع و مقدار تر کیبات مخلوط بتن ، درجه کارکردن روی آن ومقدار آب در سیمان وبتن ،بستگی دارد.به دلیل شکنندگی این لایه ،باید حین عملیات آماده سازی سطح بتن ،شگفتیها وشیر آهکها ،برداشته شوند.
بر روی سطح بتن ،ناهمواریهای مختلفی دارد. هر چه ناهمواری ،بزرگتر باشد،امکان عدم یکنواختی در پوشش وعدم پیوستگی آن ،بیشتر می شود. گاهی شکافهای کوچک منظم یا منظمی که غالباًدارای قطر کمتر از 15 سانتیمتر هستند.در اثر چیدمان نامنظم مصالح ویا عدم فشردگی مناسب بتن ، در آن ایجاد شده اند، مشاهده می گردند. این شکافها به سوراخ کیفی معروفند. تجمیع هوا در این سوراخها ی کیفی ، باعث تخریب پوشش می گردد؛بنابراین انها باید بطور مناسب از مصالح بتنی ،پر شوند.سوراخهایی نیز برا ثر تخریب سیمان ،قب وحین آماده سازی به وجود می آیندکه ب لانه زنبوری معروفند.تخلخل ،منافذ کوچکتری هستند که اجازه نفوذ سیال به مواد بتن را فراهم می آورندوتوسعه بیرون زدگی مصالح وذرات درشت از بیستر بتن نیز ممکن است در اثر فشار زیاد افزایش حجم ،تخریب بتن به شکل فرسایش و…به وجود آیدواین بیرون زدگیها ،بهتراشه معروف هستند .به منظور دستیابی به پایه مناسب پوشش ،باید یک سطح بی نقص به دست آورد.
برخی از عوارض دیگر بتن باید قبل از اعمال رنگ ،اصلاح شوند.ضروری است که تتخلخلها وناهمواری های تراشه ها را زدود وتا حد معینی ،کاهش داردوامکان ایجاد چسبندگی مناسب پوشش را فراهم اورد. بدین منظور در صورت نیاز از مصالح تعمیرات طبیعی سیمان وبتن ویا از یکسری مواد پلیمری قابل اعمال وتزریق روی بتن ،به نام نشت بند،استفاده می شودوالبته در آماده سازی سطح ،تخلخل نسبی کمی ،برای سطح در نظر گرفته می شود که باید به روشهای مختلفی آن را ایجادنمود.
بازرسی سطح بتن ،قبل از آماده سازی
به منظور تعیین وضعیت سطح وانتخاب شیوه های متوالی لازم برای آماده سازی مناسب بتن، بازرسی دقیق سطح قیل از آماده سازی ،ضروری است .
توجه به افقی ی عمودی بودن بتن آمماده پوشش ،اهمیت دارد.غالباً وجود شکافهای کیفی ،شانه عسلی ،ناهمواریهای بزرگ در کف افقی ،کمتر پذیرفته می شودوسطح کف باید نسبت به دیواره ها ،نقص کمتری داشته باشد. گاهی ترجیح داده می شودکه ناهمواری در سطوح عمودی،بیشتر از حد معمول باشد.
تمام نشانه های عوارض تخریب بتن،باید بررسی شوند وعلت تخریبهای فیزیکی موجود ،تخریبهای شیمیایی ،آلودگیهای موجود در سطح ،بخار وآب ورطوبت ،بازدید وگزارش شوند.
تمام بتنها باید مطابق استاندارد ACI308 ،خشک شده باشند.در صورت خیس بودن سطح یا پخت نشدن کامل آن ،آماده سازی سطح ممکن است باعث ایجاد تخلخل بسیار زیادتر از حد مطلوب یا شکافهای عمیق در بتن شود.
تخریبهای سطح مثل شانه عسلی ،شکاف کیفی ومواردمشابه ،باید مطابق دستور العملهای ارئه شده در استانداردهای NACERP 0390 ,ACI 301, ICRI 03730 تعمیر شوندوبه اندازه کافی ومناسب ،صاف گردند.
اگر بتن ،حین سرویس دهی ،تحت تنشها ونیروهای فیزیکی مثل :ضربه ،سایش یا خوردگی قرار گیرد،باید دستورالعملهای دقیق تر NACE RP 03390 رعایت شود.
ترکیبات مختلف که بتن را مورد حمله شیمیایی قرار می دهند ،بطور کامل در استانداردACI515IR لیست شده اند. اگر سطح بتن ،حین سرویس دهی در تماس بااین مواد قرار می گیرد،باید گزارش ودستورالعملهای ارئه شده در استاندارد فوق ،رعایت شود.
معمولاًکلیه موادی که باعث کاهش چسبندگی پوشش به سطح می شوند،از جمله :مواد آلی ،روغن ،گریس ،مواد شیمیایی ،پوشش قبلی غیر قابل امتزاج وغبار را به عنوان آلودگی سطح می شناسندوباید از سطح پاک شوند.
گاهی علاوه بر بررسی آلودگیهای سطح،بازرسی مشاهداتی ،اندازه گیری قطره آب (زاویه تماس)تعیین PH ،ترجیح داده می شودکه یک نمونه Core یا ستون عمقی از بتن ،برداشته شود.در صد ترکیبات در طول عمق بتن ،تعیین گردد.بدین طریق میزان نفوذ ذرات درون بتن ،تعیین می شود.
گاهی اگر پوشش قبلی روی بتن ،استحکام وچسبنگی مناسبی داشت ،از زدودن آن صر فنظر می کنند .در این صورت نیاز است که چسبندگی پوشش قبلی به بتن تعیین گرددوسپس امتزاج پذیری پوششها با رویه جدید ،بررسی شود.
عملیات قبل از آماده سازی سطح
قبل از آماده سازی سطح ،توجه به نکات زیر واصلاح معایب ،ضروری است :
تمام لبه های تیز وگوشه های با زاویه کم را با شیب ملایم ،تغییر شکل می دهیم.
تمام سوراخها ،شکافها ومنافذ در سطح بتن را اگر بزرگ بودند ،با نشت بند ،مناسب پر می نماییم واگر کم عمق بودند ،تمیزمی کنیم وحتی المقدور از آلودگیها ،پاک می سازیم.
تمام سطوح که به دلیل تماس با مواد شیمیایی ،تضعیف شده اند را می ریزیم واصلاح می کنیم.
تمام بخشهایی که به دلیل مختلف مکانیکی ،ضعیف شده اند راریخته ومجدداً بازسازی می کنیم.
روشهای متداول پاکسازی وآماده سازی سطوح بتونی
پاکسازی پاششی
پاشش ساینده یکی از روشهای مکانیکی پاکسازی سطح بتن است .ساینده های خشک یا مرطوب ،به روش پاشش به همراه هوا،یا به روش سانتریفوژی ،به سطح پرتاب می شوند تا بخشهای ضعیف سطح وآلودگیهای روی سطح را بزدایند. گاهی برای جمع آوری ساینده وغبار همراه با پاشش ساینده ،از خلاء(به صورت کمکی )استفاده می شود . زدودن آلاینده های سطح ، شیر آهک سیمان ،بتنهای ضعیف ،همچنین باز کردن منافذ سطح ،وایجاد سطح بی نقص بتنی ،با نا همواری مناسب برای پوشش ،به روش های پاششی در استاندارد ASTMD4459 ذکر شده است .
استفاده از پاشش آب با فشار زیاد ،یک روش دیگر پاکسازی مکانیکی سطح بتن است . قبلاً شیوه پاکسازی فولاد با استفاده از جت آب بیان گردید؛البته زودون دو غابه ها ،بتنهای ضعیف و ایجاد ناهمواری یکنواخت ویکدست در روی سطح بتن را نیز با مکانیزمی مشابه انجام می دهند.
با توجه به ضعف مکانیکی سازه های بتنی ،بهتر است به احتمال تخریب نواحی ضعیف آن حین استفاده از جت آب ،توجه شود.
ابزار های قدرتی
ابزارهای قدرتی ضربه ای نیز از روشهای مکانیکی هستند که برای زدودن پوششهای قبلی ،دوغابه ها وبخشهای ضعیف سازه بتنی ،استفاده می شوند. ابزارهای شامل (Scrafying )،رنده ، زخمه زنه فتقه زنه برای این کاربرد در روش استانداردASTMD-42559 بیان شده اند. ابزارهای قدرتی ضربه ای ، ممکن است باایجاد تخریبهایی در سیمان ،باعث بروز ترکهای ریز شوندودر اینصورت لازم است که پس از استفاده ازآنها ،به وسیله ساینده وهوا یا جت آب،پاکسازی اانجام گیرد تا ضمن ایجاد ناهمواری یکدست ،سطح صاف ویکنواخت وبی نقصی ،به وجود آید.
ابزارهای قدرتی چرخشی مثل :خراش زدن وسنگ ،سنباده ،برس ،می توانند مطابق استاندارد ASTMD-4259 برای پاکسازی پوششهای کهنه ،دو غابه ها ،بتنهای ضعیف در بتن استفاده شوند.اگر چه با استفاده از این ابزار ،ترک ریز در بتن به وجود نمی آیدولی مشکل صاف شدن بیش از اندازه سطح وعدم تخلخل لازم پیش می آید. به منظور ایجاد تخلخل می توان از پاشش ساینده ویا جت آب استفاده کرد.
آماده سازی شیمیایی سطح
اچ کردن اسیدی بتن ،در استاندارد های ASTMD-4260, NACE RP0892 بیان شده است که می تواندبرای زدودن آلودگیها ی سطح ،دوغابه ها ،بتن ضعیف وهمچنین برای ناهمواری در سطوح بتونی وافقی ،به کار می رود. لازمه این روش ،زدودن کامل کلی محصولات واکنش ،تست PH واطمینان از خنثی سازی اسید می باشد . اچ کردن اسید برای سطوح عمودی پیشنهاد نمی شود وفقط در جاهایی که امکان جابجایی ،جمع آوری ودفع اصولی مواد خطرناک وجود دارد،به کار می رود . اچ کردنبا اسید هیدروکلریک هم در جائیکه احتمال خوردگی فلز درون بتن وجود دارد،مجاز نیست .
پاکسازی سطح بتن با شعله
شعله گاز پرویان یا منایع حرارتی دیگر ،می توانند برای خارج کردن آلاینده های آنی و بخار از سطح بتن ،استفاده شوند. در این شیوه ،آلاینده ها از منافذ خارج شده می شوند ولی روی سطح می نشینند ولازم است به روشهای کمکی از سطح بتن ،پاک شوند.استفاده از شعله اکسیژن _استیلن هم برای زدودن پوششهای قدیمی ،آلاینده های داخل منافذ ودوغابه ها ،موسوم است ؛وبرای ایجاد ناهمواری نیز به کار می رود. نوع تجهیزات ،تنظیم میزان شعله ،فاصله شعله از سطح بتن ؛اهمیت داردودر شرایط بهینه می توان سطحی یکنواخت وهمگن وبا تخلخل مناسب را به دست آورد . باید توجه داشت که دمای خیلی زیاد ،قدرت واستحکام بتن را تضعیف میکند. لذا سطوح پاکسازی شده با شعله ،باید در برابر صافی سطح وقدرت مکانیکی سطح ،مطابق آنچه متعاقباً بیان می شود، تست شوند.
پس از آماده ساز ی وپاکسازی سطح بتن به یکی از شیوه های فوق الذکر ،بررسی تمیزی سطح ضروری است تا در صورت باقیماندن آلاینده روی سطح ،مجدداً پاکسازی به روش های دیگر ،تکرار شود.میزان رطوبت بتن نیز بررسی می شود.
اصلاح ضایعات وتخریب بتن
گاهی سطح بتن به دلیل مختلف تخریب شده است ؛برا ی مثال گاهی حین آماده سازی سطح ،بخشی از بتن در نواحی مشخص،تخریب می شود.در هر صورت اصلاح این عوارض با استفاده از مواد مشابه بتن ویا مواد پلیمری مخصوص ضروری است . تعیین شیوه اصلاح ضایعات وتخریب سازه بتنی در استاندارد های ICRI03730 یا NACERP 0390 آمده است وقبل از آماده سازی ،ملزوم به اصلاح هستیم .آماده سازی سطح باید پس از پخت کامل وخروج بخار آب اضافی از بتن انجام شود. غالباً 28 روز را برای این منظور ،ذکر می نمایند.
بازرسی سطوح آماده سازی شده بتنی
استحکام تنشی سطح بتن
تعیین استحکام سازه بتنی خصوصاً در سطح آن ،پس از پاکسازی سطح وقبل از اعمال رنگ ،ضروری است . بدین منظور استاندارد های SSPCsp13/NACE No.6 ،یک روش ابداعی برا ی تعیین استحکام بتن ،ارئه نموده اند . نظر به اینکه در دیگر استانداردها،روش مشخصی به منظور تعیین استحکام سطحی بتن برای پوشش ،ذکر نشده است،در اینجا به شیوه ابداعی فوق می پردازیم. معمولاًاستفاده از دستگاه چسبندگی عمودی (PULL off ) برای تعیین چسبندگی پوشش به سطوح فلزی .غیر فلزی به کار می رود.
شیوه عملکرد به گونه ای است که در محل مورد نظر روی پوشش ،وزنه ای مخصوص با چسبی بسیار قوی چسبانده می شود.وزنه دارای ابعاد مشخص .غالباً استوانه ای با قطر 2 سانتیمتر می باشد .
به منظور اعمال نیرو که صرفاً برای سطح وزنه به کار می رود ،گرداگرد وزنه را باابزار خاصی بریده واز مابقی پوشش جدا می کنند .سپس با دستگاه بخصوصی که امکان اندازه گیری نیروی عمودی لازم برای جدا کردن پوشش رادارد ،وزنه رااز سطح جدا می کنند.نیروی لازم با توجه به سطح وزنه ، به فشار عمودی برای کنده شدن پوشش ، تبدیل واحد شده .به عنوان معیار چسبندگی پوشش به کار میرود.این روش تعیین چسبندگی پوشش در استاندارد ASTM 4541 بطور کامل بیان شده است .در تعیین استحکام سطحی بتن از همین دستگاه استفاده می شود.ابتدا به وسیله ابزاری خاص ،گراگرد وزنه ودرون بتن تا عمق 13 میلیمتر یا بیشتر ،برش داده می شود. برش استوانه ای با قطر2 سانتیمتر وبه شکل (soring=Core Drilling )است .در نتیجه وزنه به جای پوشش ،بر روی خود بتن چسبانده می شود .بادستگاه اندازه گیری نیرو یا فشار ،سعی در جدا کردن بخش برش خورده با نیروی عمودی بر سطح بتن می نمائیم. ستون بتن از ضعیف ترین قسمت خود تخریب می شود. غالباً وقتی سرویس دهی معمولی سازه بتنی ،مد نظر است ،قبل از اعمال پوشش ،باید استحکام تنشی به دست آمده ازسطح به این شیوه بیش از 4/1 مگاپاسگال (200psi )باشداما برای سرویس دهی در شرایط سخت ،باید استحکام تنشی سطح ،بیش از 1/2 مگاپاسگال (300psi )باشد.
تخلخل سطح آماده شده بتن
معمولاً برا ی دستیابی به پوشش مناسب ،ایجاد تخلخل در سطح بتن ،تا درجه معین بسیار مفید است .اندازه گیری تخلخل سطح بتن پس از آماده سازی سطوح ،ضروری است .از متداول ترین شیوه های تعیین میزان تخلخل سطح ،مقایسه آن با نمونه های استاندارد وشاهد است . گاهی میزان تخلخل رابرای سهولت دسترسی با میزان ناهمواری در سطح کاغذ سمباده درجه بندی شده ،مقایسه می کنند .در استاندارد ANSIB 74 /18 این شیوه استفاده شده وبرای سرویس دهی معمولی ،میزان ناهمواریسطح بتن معادل کاغذ سمباده نرم (150) مناسب ،در نظر گرفته شده است . البته برای سرویس دهی پوشش بتن در شرایط سخت ، ناهمواری بتن معادل کاغذ سمباده (60) ،مناسب گزارش شده است .استاندارد های دیگر همچون CRI نمونه ها به صورت سطح مقایسه ای بتنی ،مشابه دیسکهای مقایسه ای فولادی هستند .
تمیزی سطح آماده شده بتن
پس از آماده سازی وپاکسازی بتن وخشک شدن آن وقبل از اعمال پوشش ، اطمینان از تمیزی سطح بتنی الزامی است . برای تعیین تمیزی سطح ،شیوه های مختلفی ارائه شده است که ساده ترین آنها در استاندارد sspc sp 13/NACENo.6 بیان شده است . مطابق این استاندارد از یک پارچه تمیز با رنگ تیره ، استفاده می شود. با مالش پارچه بر سطح نهایی ومشاهده چشمی آن ، از عدم آلودگی ،مطئن می شویم .در این روش نباید هیچ اثری از غبار ،مواد خارجی ویا نمک روی پارچه وجود داشته باشد .
PH سطح بتن
در بسیاری مواقع شرکتهای سازنده رنگ ،برای پوشش پیشنهادی خود ،PH خاصی را مطلوب می دانند .در این صورت باید PH سطح بتن ،تعیین شده وبا گفته سازنده ،مطابقت داشته باشد وبرای کلیه سطوح بتنی که بااسید ،اتچ شده باشند ،تعیین PH ،پس از استاندارد ASTMD 4262 استفاده کرد . بدین منظور ابتدا PH آب را که برای شستشو استفاده می شود،اندازه می گیرند،سپس بتن را با روش مشخص شستشو می دهند وآب را جمع آوری می نمایند. PH آب را مجدداً با یک PH متر ، اندازه می گیرند. مطابق معیارها ، میزان PH آب نسبت به مقدار اولیه حین این شیوه استاندارد ،باید دردامنه (+2تا 1-) تغییر کند وتغییر خارج از این دامنه ،قابل قبول نیست .
میزان رطوبت بتن
لازم است که پس از پاکسازی نهایی وقبل از اعمال رنگ ،رطوبت سطح بتن ،اندازه شود.در صورت بالا بودن آن نسبت به حد مجاز ، خشک نمودن بتن به روش پاشش هوای گرم وخشک پیشنهاد می شود تا خروج بخار آب را تشدید کند . اگر رطوبت در بتن باقی بماند ،پس از اعمال پوشش ،فشار بخار آب باعث ایجاد تاول در پوشش می شود. بطور معمول ،بتن زودتر از 28 روز ،نباید رنگ آمیزی شود.ولی پس از این زمان هم ، تعیین رطوبت آن الزامی است . خشک شدن بتن ،تابعی از دما ،ضخامت ،منافذ ،آب بیشتر از حد مطلوب در اغاز بتن ریزی ،سرعت باد وخشکی هوا بیرون ، می باشد . یکی از روشهای تعیین رطوبت سطح بتن ،تست ورقه پلاستیکی مطابق استاندارد ASTMD -4263 است . آزمایشهای هیگروترم مطابق Bs 5325 وتست هدایت الکتریکی مطابق Bs 5325 نیز ، معیار های تعیین رطوبت به صورت غیر مستقیم هستند .برخی مراجع ،روشهای دیگری همچون :روش کلسیم کاربید ، روش کلسیم کلراید ،روش تعیین ظرفیت با ایمپدانس را نیز ذکرنموده اند. در صورت اندازه گیری میزان آب بتن به روش ASTMD 4263 ، باید مقدار آب کمتر از درصد باشد .اگر رطوبت بتن با استفاده از هیگروترم تعیین شد ،باید کمتر از 80 درصد رطوبت در بتن وجود داشته باشد واگر به روش تست کلسیم کلراید ،میزان عبور بخار آب تعیین شد . حداکثر بخار عبوری ،معادل 15 گرم بخار آب در طی 24 ساعت ،از یک متر مربع ،قابل قبول است . از ویژگیهای روش پلاستیکی ،روش کلراید کلسیم وروش تعیین ظرفیت توسط ایمپدانس ،این است که این روشها ، غیر مخرب هستند .اما در روشهایی چون هیگروترم ،چون باید رطوبت داخل بتن را تعیین نمائیم ، ابتدا یک Core از بتن به وجود آورده وسپس اندازه گیری را مطابق دستورالعملهای دستگاهی ،انجام می دهیم ؛لذا این تستها در برخی مراجع ،مخرب هستند. نقش جدول های بتنی در مبلمان شهری
مدخل:
هر ساله در کل کشور وبخصوص در تهران بزرگ هزینه های هنگفت صرف بازسازی ,تعمیر وجایگزینی مبلمان شهری می شودکه در این امر علاوه بر صرف وقت وهزینه ,استفاده بهینه اعتبارات در توسعه شهری جلوگیری می نماید . در راستای سیاستهای کلان شهرداری تهران در خصوص هدفمند کردن اعتبارات عمرانی واصلاح الگوی مصرف با انتخاب کف فرش وجداول استاندارد ,این مهم بخوبی کفایت شده است . شرح مختصری از اقدامات انجام شده توسط معاونت فنی وعمرانی ,تاکنون که به نظر راقم می رسد به شرح ذیل می باشد که به منظور تقدیر وتشکر تحریر می گردد.
توسعه علمی :
بخش علمی همکار با معاونت عمرانی ضمن برقراری ارتیاط فنی وپژوهشی با شهرداری وبازدید های مکرر از مبادی تولید قطعات بتنی وانتخاب بهینه روش های تولید وارائه راهنمائی های لازم به تولید کنندگان وبرقراری ارتیاط صحیح بین پیمانکاران شهرداری وبخش نظارت در ارتقاء سطح کیفی اجرا ،نقش بسیار مهمی داشته است . بدلیل عدم وجود الزامات تولد واستاندارد های لازم با پیگیری فراوان اقدام به چاپ ونشر کتاب "مشخصات فنی ،راهنمای تولید وپذیرش جداول بتنی پیش ساخته "نموده است که از ضروریات این بخش بوده است و این مهم بخوبی با نشر این مجموعه کفایت گردیده است .
توسعه ارتباط بخش تولید با مبادی خرید قطعات بتنی :
ارتباط صحیح علمی بخش صنعت ودانشگاه ومبادی خرید همراه باید های مستحکم بهینه سازی الگوی مصرف بوده ومی باشد . نظارت نه در هنگام خرید قطعات که در زمان تولید وبازبینی نحوه تولید وانتخاب بهترین نحوه تولید را می توان عاقلانه ترین بینش در زمینه کیفی محصولات دانست که بخش علمی توانسته است این امر راتوسعه داده وهدفمند نماید که به اختصار به به روش های تولید به ترتیب از ضعیف ترین به بهترین روش می پردازیم:
(1) روش سنتی تولید دستی قطعات جداول بتنی :
در این روش پیمانکار با تهیه قالبهای فلزی در پای کار با یتن ریزی وویبره معمول اقدام به ساخت قطعات می نماید. حداکثر توان پیمانکاران ،استفاده از قالبهای سالم ویا بتن آماده ونحوه درست ویبره زنی می باشد . در این روش نسبت آب به سیمان را نمی توان بخوبی کنترل کرد چرا که در نسبت صحیح , به علت عدم شکل پذیری راحت وآسان بتن نمی توان به ظاهر مطلوب دستیابی پیدا کرد ,البته تامین شاخصهای کنترل کیفی نیز در این روش تولید بسیار با مشکلات زیاد همراه است .
(2) تولید کارخانه ای به روش پرس خشک :
در این روش ابتدا ملات ماسه وسیمان (در اکثر اوقات بدون شن) به صورت نیمه تر در می آید (اسلامپ صفر)وسپس در قالب ریخته وتوسط ماشین پرس ویبره می گردد.اگر چه این روش تولید نسبت به "بند ا "ارجحیت دارد اما به دلیل عدم ئیدراته شدن مطلوب سیمان وتخلخل بالای قطعه از مطلوبیت لازم برخوردار نمی باشد .
(3)تولید کارخانه ای به روش پرس تر:
دراین روش ابتدا ملات با اسلامپ بالا ساخته می شودتا ئیدراتاسیون سیمان بخوبی انجام گیرد . سپس بتن در قالب ریخته توسط ماشین آلات تمام اتوماتیک تحت پرس 400 تن هیدرولیک قرار می گیرد. دراین حین توسط *****اسیون خاص آب اضافه ملات با وکیوم کشیده می شود . ———- مانع از عبور ذرات سیمان .به اصطلاح معروف شیره بتن گردیده وظرفیت جک وپرس هیدرولیک تحت زمان خاص باعث می شود که تخلخل به حداقل برسد ووزن مخصوص بتن خشک "غیر مسلح " به 2400 کیلو گرم در متر مکعب برسد . این روش به دو روش قبل ارجحیت تمام دارد ومعایب عمده روش پرس ویبره خشک را رفع نموده است . بعلت اسلامپ بالای ملات اولیه ئیدارتاسیون بخوبی انجام گرفته است وبه علت پرس مطلوب ووکیوم آب اضافه تخلخل حداقل شده وقطعه در خصوص نفوذ آب ویا حمله املاح معدنی مقاوم گردیده است .
الزامات خواسته شده :
شهرداری تهران با هماهنگی با مبادی تولید به سمتی می رود تا الزاماتی را در زمینه اجباری نماید که مختصراًبه شرح آن می پردازیم:
1-کنترل کیفی سنگ دانه ها که مصالح اولیه بتن وجداول را تشکیل می دهد.
2-کنترل کیفی آب مصرفی در بتن
3-ایجاد آزمایشگاه مستمر ودائم جهت کنترل کیفی مصالح وقطعات .
دراین خصوص شهرداری تهران اقدام به آزمایش ونمونه برداری مستمر ودقیق از قطعات می نماید که لزوماً این نمونه برداری از ملات اولیه نبوده بلکه محصول تولیدی نهائی را هدف گرفته وآزمایش وبررسی می نماید.
4-استاندارد سازی انواع آزمایشات لازم که اهم آن به شرح ذیل می باشد:
الف )کنترل شاخصه مقاومت فشاری که در خصوص جداول لازم بوده نمی باشد .در طول سالیان قبل فقط این شاخصه به عنوان کنترل کیفی جداول جداول بوده است .
ب)آزمایشات سیکل یخبندان:از آنجا که فرسایش در مقابل عوامل جوی از اهم لطمات جداول بتنی وکف فرشهای مورد استفاده در معابر شهر می باشد,این آزمایشات از اهمیت بسزائی برخوردار است .
ج)آزمایش عمق نفوذ آب :طبیعی است که هر چه تخلخل بالاتر باشد حجم نفوذ آب در زمستان بالاتر بوده ودر یخبندان می تواند بیشترین لطمات راایجاد نماید.با توجه به اینکه در یخبندانها وهوای برفی شهرداری اقدام به نمک پاشی می نماید آزمایشای سیکل یخبندان وعمق نفوذ آب می تواند از مواردی باشدکه کنترل کیفی محصولات کیفی محصولات تولیدی را بخوبی به انجام برساند.
د)آزمایش خمش وسایش نیز از آزمایشات دیگر لازم در بررسی نمونه های تولیدی بوده که در شهرداری انجام می گیرد .این آزمایشات به نسبت موارد فوق الذکر ،از اهمیت کمتری برخوردار است اما برخوردار است اما نمی توان اثرات آن را نادیده انگاشت .شهرداری بابررسی دقیق از عملکرد کارخانجات تولیدی جداول اقدام به عقد قرارداد می نماید وکلیه الزامات فوق را همواره مد نظر داشته است .
زیبائیهای ظاهری :
معاونت عمرانی ,زیبا سازی شهرداری تهران در خصوص نحوه اجرا وترکیب قطعات با یکدیگر وکنترل کیفی رنگهای مصرفی (که بایستی حتماً از نوع پیمگنت های طبیعی سازگار با بتن باشد )اقدام به طراحی معابر شهری نموده است که زیبائی منظر شهری رابدنبال دارد.
1.
2. ترمیم ترک سازه ها
افت پی بر اثر عواملی همچون رطوبت وفشارهای وارده از طبقات ،مقاومتی خاک و عملکرد های آن پیش می آید . همچنین نوع مصالح مصرفی و اجرای غیر فنی سبب نشست های پی می شود. در مجموع بر اثر حرکات زمین ، اسکلت بنا حرکت می کند و شکست های مختلف که شامل ترک های عمیق و یا معمولی ودر مواردی به شکل مویی است ، نمایان می شود.
موقعیت ترک
ترکهای عمیق: این ترکها گاهی به طور دائمی به وجود می آیند ودلیل آن نشست مرتب پی است که در این صورت، سکونت در ساختمان خطر ناک است.
ترکهای ثابت : معمولاً پس از نشست پی ، تحرک ساختمان کم می شود . این پدیده بر اثر قطع رطوبت و فشرده شدن سطح زیر پیش می آید. در نتیجه ، شکست و افت دیوارها و اسکلت بنا نیز متوقف ، و حالت ترک ثابت می شود.
موی ترک های معمولی: این ترکها در اثر افت های کوچک در اسکلت بنا و به واسطه نیروها ودر مواردی به علت نوع مصالح اندود به وجود می آیند . رطوبت وانقباض وانبساط حاصله در مقابل خشک شدن سطوح مرطوب باعث ایجاد ترکهای مویی می شود .
حالت های ترک
ترک را به شکل های مختلف می توان آزمایش کرد .نوع خطرناک و بدون خطر آنها را به شکل های زیر می توان شناسایی کرد :
الف) بند دو قسمت دیوار را که بر اثر ترکهای عمیق از یکدیگر جداشده اند ،با گچ دستی طوری کف کش می کنیم که ملات فقط دو قسمت جدا شده را پوشش دهد ؛یعنی در ترکها نفوذ نکند . پس از خود گیری و خشک شدن ملات گچ ،چنانچه از دیوار جدا شود ،اسکلت در حال نشست و افت کامل است که باید در مورد آن با احتیاط رفتار کرد.
ب)در موارد ذکر شده ، می توان روی ترک دو قسمت جدا شده دیوار را نوار کاغذی از جنس کاهی نازک به ابعاد 30×3 سانتیمتر با پونز نصب کرد . چنانچه کاغذ پاره شود ، شکست و نشست در ساختمان بسیار خطرناک می باشد . در این صورت ، ساختمان باید از سکنه خالی شود .
ج) در نشست های خطرناک ، کلاف پنجره بر اثر نیروی فشار ، اهرم تغییر شکل می دهد . به علت بالا بودن ضریب شکنندگی ، شیشه پنجره ها ترک می خورند و می شکنند.
د ) در افت های مداوم پی و مواقع سکوت ، صداهای " تک تک که حاصل ترک مصالح و بویژه آجرکاری است ، شنیده می شود .
روش تعمیر ترک ها
همان طور که گفتیم ،بر اثر نشست ،ترکهایی به وجود می آید که برخی از آنها مویی وریز هستند . با خالی کردن اطراف آنها و با "کشته کشی و کشیدن پنبه آب روی سطوح ترک های مویین آنها گرفته و آماده نقاشی می شوند"
ترک های نیمه عمیق
براثر حرکت پذیری سقف توفال که از انقباض و انبساط رطوبت و حرارت حاصل می شوند ، ترک هایی به وجود می آید. این ترکها رابا نوک کاردک و ماله خالی می کنیم و پس از "آماده کشی "و پرداخت کشته و پنبه زنی ، ترک ها را می گیریم و آماده نقاشی می کنیم .
ترک های عمیق
اطراف ترک رابا تیشه می تراشیم و سپس درز آن را کاملاً خال می کنیم . با به کار بردن گچ دستی و کف کش کردن ، درون ترک را پر و سطح آن را با گچ آماده صاف می کنیم ، .سپس با گچ کشته و پنبه آب ، سطح آن را کاملاً پرداخت و آماده نقاشی می کنیم .
چون سطح کشته کشی در بعد بیشتری انجام می شود تا خطر کپ کردن به وجود نیاید ، باید اصولی رابه کار برد تا سطح ترک از اطراف به شکل پخ از گچکاری و اندود برداشته شود تا عمق ترک در سطحی عریض پیوند شود . به این عمل اصطلاحاً "پرداخت کردن" می گویند.
ترک در تقاطع دیوار
دیوار ها بر اثر نداشتن پیوند با هشت گیر ترک می خورند . در مواقع نشست و شکست دیوار ها ترک ها کاملاً باز و رویت می شوند . در بعضی موارد ، این ترک ها بسیار عمیق هستند به طوری که می توان دست را در درون آنها حرکت داد . دراین حالت ، چنین عمل می کنیم :
1- سطح ترک را از دو طرف کاملاًبا تیشه می تراشیم ، و پس از جارو ، سطوح آن را کاملاً مرطوب می کنیم.
2- چنانچه لازم باشد ، کناره های ترک راباقلم و چکش چند سانتیمتر باز تر می کنیم تا نشست گچ با عمق بیشتری انجام شود .
3- ملات گچ تیزون شلاقی در درون ترک می کوبیم تا سطح ترک کاملاً پر شود.
4- پس از پر کردن ترک به شکل سر تا سری و کف کش کردن گچ تیزون ، اندود گچ و خاک را اجرامی کنیم .
5- در صورت نیاز ، ترک را شمشه گیری می کنیم تا در سطح گچکاری یکنواختی به وجود آید.
استفاده از باکتری ها برای بتن های خود ترمیم
زمانیکه ویلیام ملک رونا (William MCDonough) ودیگر پیشگامان نهضت های معماری پایدار اولین تصورات خود را در مورد مفهوم ساختمانهای جاندار بیان کردند بهتر است بگویم که احتمالاً ساختاری از زندگی واقعی و باکتری های زنده را در سر نداشتند . اما این موضوع را هنک جنکر (Hank jon ker) از دانشگاه دلفت در هلند نگفتند چیزی که هنک وهمکارانش گسترش دادند هیبریدی از باکتری بتن خود ترمیم کننده بود که ممکن است حرکت بسوی معماری پایدار را در مسیری که مک دونا آرزوی آن را داشت آغاز کند .در حالی که شاید این موضوع بی سابقه به نظر می رسید دانشمندان چندین سال است که از جای دادن باکتری برای ترمیم ساختمان استفاده می کنند. استفاده از محصولات باکتری معدنی در موارد کاربردی گوناگونی نظیر سخت سازی ماسه و ترمیم ترک های سیمان مورد استفاده قرار می گیرند. اما دو شکل اصلی در این روش وجود دارد:
1-واکنش این گونه باکتری به برخی مواد و ایجاد آمونیم که ماده ای سمی است.
2-از آنجایی که باکتریها باید به صورت دستی به کار برده شوند ،لذا یک کارگر ویا تیمی از کارگر ها مجبورند تا چند هفته برای تعمیر و اصلاح هر ترک کوچک در هر تخت بتنی به بازدید صفحات بتنی بپردازند .
اما راه حل جنکر جستجوی باکتری متفاوت با خصوصیات خاصی بود که می تواند در بتن برای مدت طولانی دوام داشته باشد وبه راحتی زندگی کند.از آنجا که باکتری ها از همان ابتدا باید درون بتن مخلوط شوند به سرعت می توانند هر گونه ترک کوچکی را قبل از اینکه در معرض آب و فرسودگی ناشی از آن قرار بگیرد ترمیم کنند .
محققان گزینه های مناسبی را در این مورد یافتند :دستهای از هاگ های پرطاقت به شکل باکتری که متعلق به گروه باسیل هابوده باعث قابلیت زیست به مدت طولانی در دریاچه های دارای خاصیت قلیایی در روسیه ومصر شده اند .جنکر و همکارانش با قرار دادن این هاگ ها و منبع تغذیه آنها در گلوله های کوچک از جنس سرامیک از فعال سازی نابهنگام توسط بتن خیس مخلوط جلوگیری کردند .
هاگ ها تا زمان شکل گیری یک ترک که اجازه حرکت نهانی را به داخل بتن می دهد به حالت کمون باقی می ماند وپس از این حالت است که فعال شده وبه کار می افتند . زمانی که آنها شروع به تغذیه می کنند آب و استر را حریصانه می بلعند وبه مقدار فراوانی سنگ آهک بلورین تولید می کنند که به سرعت باعث پر شدن منافذ و سوراخها می شود.
1. بتن سبک یا بتن متخلخل در سال 1924 میلادی توسط یک آرشیتکت سوئدی اختراع گردید . هم اکنون در اروپا بتن سبک تحت نامهای ( Ytong) و یا ( Hebelex ) عرضه می شود . ساخت این محصول با استفاده از تکنولوژی پیشرفته از طریق اختلاط و پخت مواد اولیه : ماسه سیلیسی، آهک ، سیمان ، پودر آلومینیوم و آب انجام می گیرد .
عمده خواص بتن سبک ( هبلکس ) عبارتست از :
وزن مخصوص : هر متر مکعب حدود 600 کیلوگرم .
مقاومت فشاری : 30 تا 35 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع با امکان افزایش آن بر حساب نیاز مصرف کننده .
کار کردن با بتن سبک ( هبلکس ) بسیار آسان است، مثلاً به راحتی می توان آن را ارّه نموده یا میخ در آن کوبید و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آب را در آن به وجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می باشد.
با توجه به آیین نامه جدید محاسبه ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله ، بکارگیری مصالح سبک وزن راه حل مناسب و با صرفه در جهت افزایش ایمنی ساختمان می باشد و بلوک های بتن سبک ( هبلکس ) تامین کننده این مزیت فنّی است. یک متر مکعب بلوک هبلکس حدود 600 کیلوگرم وزن دارد که برابر 866 عدد آجر به وزن 1750 کیلوگرم می باشد ، به عبارت دیگر یک عدد بلوک 20×25×60 هبلکس مطابق با 46 عدد آجر است، در حالیکه وزن آن برابر وزن 10 عدد آجر بوده و یک کارگر به راحتی می تواند آنرا حمل نماید و سریعاً نیز نصب می گردد .
در ضمن ملات مصرفی برابر 25% ملات مورد نیاز برای اجرای همان دیوار با آجر بوده و به درصد سیمان کمتری نیز دز ملات نیاز دارد. به عنوان مثال چنانچه برای اجرای یک دیوار با آجر به یکصد کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار در صورت استفاده از بلوک های هبلکس 15 کیلوگرم سیمان مصرف می کند.
همچنین بارگیری و حمل بلوک های هبلکس که در قالب های 15/3 متر مکعبی بسته بندی می شوند با استفاده از جرثقیل فکی و تریلی کفی به راحتی و اقتصادی تر انجام میگیرد. یک تریلی 9 پالت بزرگ برابر 35/28 متر مکعب را حمل می نماید.
هبلکس = عایق گرما، سرما، صدا و مقاوم در برابر زلزله و …
هبلکس = صرفه جویی در آهن یا آرماتور، زمان اجرا، ملات مصرفی، دستمزد و …
هبلکس = چسبندگی قابل توجه با ملات سیمان و ماسه و گچ و خاک به موجب گواهی وزارت مسکن و شهر سازی .
مزایای فنّی :
سبکی وزن ، عایق در برابر حرارت، عایق دز برابر برودت، عایق در برابر صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله، آتش سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوک های هبلکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجر های معمولی و آجر های سفال می باشد.
مزایای اجرائی :
با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوک های هبلکس در همه ضخامت ها، سرعت اجرای هبلکس نسبت به سایر مصالح به 3 برابر بالغ می گردد.
مزایای اقتصادی :
پروژه های ساختمانی با استفاده از بلوک های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری احتیاج دارد و همچنین استفاده از هبلکس به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوار ها که موجب کاهش ابعاد سازه می شود، صرفه جویی قابل ملاحظه ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می گردد.
به علاوه در مقایسه میان مصالح سنتی و هبلکس اقلام زیر نیز ارقام توجه ای را تشکیل می دهند :
سرعت زیاد آجر چینی با هبلکس، سرعت زیاد کارهای تاسیساتی، کاهش مقاطع ساختمانی به هنگام محاسبه و صرفه جویی قابل ملاحظه در سازه های فلزی و بتنی. به علاوه استفاده از هبلکس موجب صرفه جویی چشمگیری در انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان بعد از احداث می شود. همچنین ضایعات هبلکس کلّا به عنوان پوکه مورد استفاده قرار می گیرد در حالیکه ضایعات زیاد آجر عملاً بلا استفاده می ماند.
دستورات العمل اجرایی :
1 ) کادر اجرایی :
کارکردن با هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد با توجّه به ابعاد و سهولت کار با هبلکس، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر نیز نسبت به آجر سفال تا دو الی سه برابر افزایش می یابد .
2 ) ملات مورد نیاز :
همان ماسه و سیمان می باشد و با توجه اینکه بلوک های هبلکس یک نوع بتن سبک می باشد و هم گونی کاملی با ملات ماسه سیمان دارد می توان نسبت ترکیب را به پنج یا شش به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود، در مواردی که تیغه بندی های مورد اجرا با آب و رطوبت سر کاری نداشته باشند ( مثل دیوار اتاق خواب، کار، …) می توان از ملات گچ و خاک ( به لحاظ صرفه جویی اقتصادی ) نیز استفاده نمود.
3 ) جذب آب :
با توجه به ابعاد و متخلخل بودن بلوک های هبلکس، نم و رطوبت توسط این بلوک ها منتقل نمی شود . در عین این که این بلوک ها نم و رطوبت را نسبت به مصالح مشابه جذب می کند، لذا در زمان استفاده از این بلوک باید نکات زیر را رعایت نمود :
اولاً : قبل از اجرا بلوک ها باید کاملاً خیس نمود.
ثانیاً : ملات مصرفی را نیز باید با رقّت بیشتری تهیه نمود.
ثالثاً : بعد از اجرا در صورت امکان به دیوارها آب داده شود.
4 ) اندود گچ و خاک :
با توجّه به سطح صاف و صیقلی هبلکس نسبت به سایر مصالح در صورت اجرای صحیح دیوار ها به اندودی بیش از 1 الی 2 سانتیمتر نیاز نخواهد بود ( یعنی در هر طرف نیم الی یک سانتیمتر ) .
5 ) از نظر نصب تاسیسات و روکار :
مانند سایر مصالح می باشد نقاط قوت سیستم:
سهولت شکل دهی به پانل ها برای انطباق آن با طرح های معماری
ضخامت نسبتاً کمتر دیوارهای خارجی در مقایسه با دیوارهای خارجی متداول. البته در صورتی که برای جوابگویی به انتظارات صرفه جویی در مصرف انرژی، ضخامت عایق حرارتی افزایش یابد، ضخامت ها تقریباً یکسان خواهد بود.
در حالت سیستم کامل، ایفای نقش جداکننده و عضو سازه ای به صورت همزمان
پیوستگی بین کلیه دیوارها و سقف ساختمان و در نتیجه بازپخش و توزیع مطلوب نیروها در اعضای مختلف سازه
در حالت سیستم کامل، ایجاد اتصالات خطی در محل تلاقی پانل های سقفی به پانل های دیواری (به جای اتصالات گروهی)، در نتیجه توزیع یکنواخت تر نیروهای اعمال شده در اعضای دیواری، و نظارت بیشتر و بهتر بر حسن اجرای اتصالات
سهولت و سرعت نصب و آماده سازی پانل ها برای بتن پاششی، به دلیل سبکی و محدودیت اقدامات اجرایی
عدم نیاز به امکانات سنگین نصب
قابلیت انطباق با شیوه های طراحی مدولار
عدم وجود محدودیت خاص در مورد پرداخت نهایی سطوح و تنوع در نما. البته بهترین توجیه اقتصادی در حالت نمای ساده با رنگ یا خود رنگ است
سهولت تامین مصالح و تجهیزات مورد نیاز در داخل کشور
وابستگی اندک به فناوری های خارجی
امکان موازی کردن اقدامات اجرایی، با توجه به عدم نیاز به قالب و قالب بندی
امکان کاربرد قطعات چندکاره و تیپ و محدود بودن مصالح و قطعات مورد نیاز
هوابندی نسبتاً مناسب دیوارهای خارجی ساختمان
وجود دانش فنی قابل قبول و ضوابط طراحی (سازه، ایمنی در برابر آتش) در مورد ساختمان های کوتاه مرتبه
عدم وجود محدودیت شعاع حمل و مصرف اقتصادی
اندک بودن احتمال آسیب دیدگی قطعات در حمل و نقل
نقاط ضعف سیستم:
در حالت سازه کامل 3d، محدودیت ارتفاع ساختمان و دهانه های سقف های آن
دیوار خارجی تمام شده نیز، برخلاف جداکننده های متداول (تیغه گچی یا سفالی) در گروه دیوارهای سنگین قرار می گیرد
ضخامت بالای دیوارهای داخلی در مقایسه با دیگر تیغه های متداول
محدودیت ابعاد بازشوها در حالت سیستم کامل 3d (طبق ضوابط طراحی سقف ها و دیوارهای بتن مسلح)
عدم امکان بازیافت مصالح و استفاده مجدد
لازمه ارائه آموزش های تخصصی لازم برای اجرای بخش های مختلف
نقش تعیین کننده عوامل اجرا در دقت و کیفیت اجرا، به ویژه در مورد بتن پاششی
تعدد نسبی ابزارهای کمکی اجرا (دستگاه شات کریت، دوخت میلگردها و …)
لزوم فراوری مواد و مصالح در کارگاه
سختی و در بسیاری از موارد (در در شرایط اقلیمی حاد) عدم امکان کنترل رواداری ها و شرایط عمل آوری لایه های بتن پاشیده شده
وجود محدودیت های جدی فصلی در اجرا
سختی کنترل کیفیت، خصوصاً در مورد تعیین ضخامت پوشش های بتن روی میلگردها
لازمه انجام بازدیدهای ادواری برای حصول اطمینان از عدم وجود مشکلات خوردگی در پوشش خارجی دیوار
سختی و در بعضی موارد عدم وجود امکان ایجاد تغییرات در زمان ساخت و در دوره بهره برداری
سختی و در بعضی موارد عدم وجود امکان دسترسی به تاسیسات مکانیکی و برقی در حالت اجرای توکار مدارها
عدم امکان تعمیر یا جایگزینی قطعات
لزوم در نظرگرفتن تمهیدات اضافی برای جواب گویی به انتظارات در زمینه صدابندی
لزوم در نظر گرفتن تمهیدات اضافی برای جوابگویی به انتظارات در زمینه صرفه جویی در مصرف انرژی
عدم وجود امکان حذف پل های حرارتی به دلیل عملی نبودن پیوستگی لایه عایق حرارتی
وجود خطر جذب آب و یخ بندان لایه بتنی خارجی (در مناطق سردسیر)
عملکرد ضعیف در محیط های مهاجم و خورنده
عملکرد ضعیف در مناطقی که تغییرات دمای روزانه و فصلی قابل ملاحظه است، به خصوص زمانی که ضخامت لایه بتنی خارجی اندک است
میزان بالای اتلاف و ضایعات بتن (خصوصاً در حالت پاشش تحت فشار با دستگاه در زیر سقف
1. سیستم دیوارهای پیش ساخته سه بعدی 3D Panel
معرفی سیستم:
به کارگیری بتن، به عنوان یک ماده اصلی ساختمانی، نیاز به قالب بندی، داربست و اختصاص زمان برای گیرش، عمل آوری و مقاوم شدن آن دارد. از این رو، از مدت ها قبل، ساخت قطعات بتنی پیش ساخته مورد توجه قرار گرفت و پیشرفت های چشمگیری به لحاظ ارائه انواع سیستم های پیش ساخته حاصل شد.
ایراد اصلی استفاده از قطعات پیش ساخته بتن مسلح، در درجه اول، نحوه اتصال قطعات است که یک مشکل سازه ای است، و در درجه دوم، حمل قطعات از کارخانه به محل نصب است که یک مشکل اقتصادی محسوب می شود. مشکل دوم از آنجا ناشی می شود که قطعات بزرگ معمولاً سنگین و حجیم هستند، لذا هزینه و زمان حمل آن ها قابل ملاحظه است. به همین دلیل، سعی شده است تا حجم یا وزن و یا زمان حمل قطعات تا حد امکان کاهش یابد.
سیستم ساختمانی، که در اینجا مورد بررسی قرار می گیرد، در دهه ی هشتاد میلادی تحت عنوان "پانل های ساندویچی(3D Sandwich Panel) به روش بتن پاشی در پای کار (Shot Crete)" به بازار جهانی معرفی شد و در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار گرفت. لازم به توضیح است اولین نسل این سیستم در سال های قبل از انقلاب اسلامی در ایران تولید شد و مورد استفاده قرار گرفت. کشور های ارائه کننده این سیستم درابتدا اتریش و ایتالیا بودند. لازم به توضیح است این سیستم، با توجه به ضوابط حاکم در کشورهای نام برده، کاربرد چندانی ندارد و محدود به ساخت و ساز معدود ویلایی در خارج از شهرها می شود. در سال های بعد، ساخت و فروش آن در کشورهایی مانند چین، افغانستان، عراق، ترکیه، برزیل، آرژانتین، کلمبیا و ایران گسترش یافت.
در سیستم پانل ساندویچی، صفحات متشکل از پانل عایق حرارتی (پلی استایرن منبسط یا پلی یورتان)، همراه با دو شبکه فلزی در طرفین عایق، که به وسیله ی مفتول های فولادی مورب به یکدیگر متصل شده اند، یک شبکه فلزی سه بعدی را تشکیل می دهد.
این قطعات پس از انتقال به محل احداث ساختمان، به یکدیگر متصل و از دو طرف به آن ها بتن پاشیده می شود. از تلفیق پانل و بتن، سازه ساختمان حاصل می شود.
در تولیدات متداول در ایران، لایه عایق حرارتی از ورق های پلی استایرن با ضخامت های متفاوت تشکیل می شود. در ضمن، در برخی محصولات، عایق حرارتی در دو طرف رویه موج دار است.
بر اساس بررسی های انجام شده، قابلیت احداث ساختمان تا دو طبقه، با استفاده از قطعات متداول این سیستم، و با رعایت اصولی وجود دارد.
برای طبقات بیشتر، این قطعات صرفاً می توانند نقش جداکننده عمودی داشته باشند، و نقش سازه ای نخواهند داشت. در نتیجه، لازم است با استفاده از اسکلت های بتنی و فولادی، ایستایی بخش های مختلف ساختمان تامین شود.
ابعاد قطعات تولید شده متفاوت است، اما معمولاً به ابعاد 1*3 متر تولید می شوند. این قطعات بسته به میزان بار پیش بینی شده و نحوه استفاده، در انواع متفاوتی توسط کارخانه های مختلف تولید می شوند. تفاوت مشخصات قطعات تولیدی، غالباً در نوع و قطر فولاد مصرفی برای شبکه ها، اندازه چشمه های شبکه، ضخامت دیوار و نحوه قرارگیری و اتصال میلگردهای مورب است.
سقف ها را می توان از پانل های این سیستم و با استفاده از قطعات خاص سقفی اجرا کرد. لازم به توضیح است اجرای سقف با این سیستم با پیچیدگی هایی از جمله سختی پاشیدن بتن به سطح زیرین، زیاد بودن ضایعات بتن و خیز سقف هنگام اجرا، رو به رو است. به همین علت، در بسیاری موارد، سقف های ساختمان، به روش های دیگری، مانند تیرچه و بلوک، اجرا می شود. در این سیستم ها کلاف بندی مناسب در انتهای فوقانی دیوارها ضروری است.
بتن مورد استفاده برای پاشیدن در طرفین قطعات، باید از نوع ریزدانه و با روانی در حد مجاز باشد، تا علاوه بر امکان پاشیده شدن به وسیله پمپ، مقاومت لازم را نیز داشته باشد. ضخامت بتن پاشیده شده در شرایط متعارف، در هر طرف دیوار در حدود پنج سانی متر است که حدود دو و نیم سانی متر پوشش بر روی شبکه فولادی ایجاد می کند.
بررسی نقاط قوت و ضعف سیستم صفحات ساندویچی با بتن پاششی (تری دی پانل)
نقاط قوت سیستم:
سهولت شکل دهی به پانل ها برای انطباق آن با طرح های معماری
ضخامت نسبتاً کمتر دیوارهای خارجی در مقایسه با دیوارهای خارجی متداول. البته در صورتی که برای جوابگویی به انتظارات صرفه جویی در مصرف انرژی، ضخامت عایق حرارتی افزایش یابد، ضخامت ها تقریباً یکسان خواهد بود.
در حالت سیستم کامل، ایفای نقش جداکننده و عضو سازه ای به صورت همزمان
پیوستگی بین کلیه دیوارها و سقف ساختمان و در نتیجه بازپخش و توزیع مطلوب نیروها در اعضای مختلف سازه
در حالت سیستم کامل، ایجاد اتصالات خطی در محل تلاقی پانل های سقفی به پانل های دیواری (به جای اتصالات گروهی)، در نتیجه توزیع یکنواخت تر نیروهای اعمال شده در اعضای دیواری، و نظارت بیشتر و بهتر بر حسن اجرای اتصالات
سهولت و سرعت نصب و آماده سازی پانل ها برای بتن پاششی، به دلیل سبکی و محدودیت اقدامات اجرایی
عدم نیاز به امکانات سنگین نصب
قابلیت انطباق با شیوه های طراحی مدولار
عدم وجود محدودیت خاص در مورد پرداخت نهایی سطوح و تنوع در نما. البته بهترین توجیه اقتصادی در حالت نمای ساده با رنگ یا خود رنگ است
سهولت تامین مصالح و تجهیزات مورد نیاز در داخل کشور
وابستگی اندک به فناوری های خارجی
امکان موازی کردن اقدامات اجرایی، با توجه به عدم نیاز به قالب و قالب بندی
امکان کاربرد قطعات چندکاره و تیپ و محدود بودن مصالح و قطعات مورد نیاز
هوابندی نسبتاً مناسب دیوارهای خارجی ساختمان
وجود دانش فنی قابل قبول و ضوابط طراحی (سازه، ایمنی در برابر آتش) در مورد ساختمان های کوتاه مرتبه
عدم وجود محدودیت شعاع حمل و مصرف اقتصادی
اندک بودن احتمال آسیب دیدگی قطعات در حمل و نقل
نقاط ضعف سیستم:
در حالت سازه کامل 3D، محدودیت ارتفاع ساختمان و دهانه های سقف های آن
دیوار خارجی تمام شده نیز، برخلاف جداکننده های متداول (تیغه گچی یا سفالی) در گروه دیوارهای سنگین قرار می گیرد
ضخامت بالای دیوارهای داخلی در مقایسه با دیگر تیغه های متداول
محدودیت ابعاد بازشوها در حالت سیستم کامل 3D (طبق ضوابط طراحی سقف ها و دیوارهای بتن مسلح)
عدم امکان بازیافت مصالح و استفاده مجدد
لازمه ارائه آموزش های تخصصی لازم برای اجرای بخش های مختلف
نقش تعیین کننده عوامل اجرا در دقت و کیفیت اجرا، به ویژه در مورد بتن پاششی
تعدد نسبی ابزارهای کمکی اجرا (دستگاه شات کریت، دوخت میلگردها و …)
لزوم فراوری مواد و مصالح در کارگاه
سختی و در بسیاری از موارد (در در شرایط اقلیمی حاد) عدم امکان کنترل رواداری ها و شرایط عمل آوری لایه های بتن پاشیده شده
وجود محدودیت های جدی فصلی در اجرا
سختی کنترل کیفیت، خصوصاً در مورد تعیین ضخامت پوشش های بتن روی میلگردها
لازمه انجام بازدیدهای ادواری برای حصول اطمینان از عدم وجود مشکلات خوردگی در پوشش خارجی دیوار
سختی و در بعضی موارد عدم وجود امکان ایجاد تغییرات در زمان ساخت و در دوره بهره برداری
سختی و در بعضی موارد عدم وجود امکان دسترسی به تاسیسات مکانیکی و برقی در حالت اجرای توکار مدارها
عدم امکان تعمیر یا جایگزینی قطعات
لزوم در نظرگرفتن تمهیدات اضافی برای جواب گویی به انتظارات در زمینه صدابندی
لزوم در نظر گرفتن تمهیدات اضافی برای جوابگویی به انتظارات در زمینه صرفه جویی در مصرف انرژی
عدم وجود امکان حذف پل های حرارتی به دلیل عملی نبودن پیوستگی لایه عایق حرارتی
وجود خطر جذب آب و یخ بندان لایه بتنی خارجی (در مناطق سردسیر)
عملکرد ضعیف در محیط های مهاجم و خورنده
عملکرد ضعیف در مناطقی که تغییرات دمای روزانه و فصلی قابل ملاحظه است، به خصوص زمانی که ضخامت لایه بتنی خارجی اندک است
میزان بالای اتلاف و ضایعات بتن (خصوصاً در حالت پاشش تحت فشار با دستگاه در زیر سقف) شاتکریت چیست؟
شاتکریت را می توان به عنوان بتن یا ملاتی که از طریق شیلنگهای لاستیکی حمل شده و با استفاده از هوای فشرده با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می شود، تعریف کرد.
اولین کاربرد شاتکریت به سال 1909 میلادی بر می گردد که در آن زمان تحت عنوان گونیت نامیده می شد و به کمک دستگاهی موسوم به تفنگ سیمان به کار می رفت.
در سال 1914 برای اولین بار شاتکریت در یک معدن آزمایشی در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفت . پس از آن این سیستم برای پوشش سطوح سنگها و حفاظت آنها در برابر هوازدگی و گاه نیز به عنوان سیستم نگهداری موقتی به کار رفت . از آنجا که شاتکریت به صورت ورقه هایی از سنگ زیرین جدا می شد ، لذا به عنوان یک سیستم نگهداری اصلی چندان مورد توجه واقع نشد. از جمله امتیازات شاتکریت آن است که سطوح ناهموار حفریات زیرزمینی را می پو شانند و به شکل یک سطح نسبتا صاف در می آورد. البته شاتکریت همراه با پیچ سنگ ، به عنوان سیستم نگهداری بسیاری از تونلها به کار رفته است.
در سالهای اخیر کاربرد شاتکریت در معادن زیرزمینی ، نگهداری حفریات دائمی از قبیل جاده های مورب ، راهروهای اصلی حمل و نقل ، ایستگاههای چاه و حجره های زیرزمینی سنگ شکن است . بازسازی پیچ سنگها و توری های متداول در سیستم نگهداری ممکن است مشکل ساز و گران باشد. تعداد حفریات زیرزمینی که بلافاصله بعد از حفاری شاتکریت می شوند روبه فزونی است. مسلح ساختن شاتکریت با الیاف فولادی یکی از مهمترین عوامل در گسترش کاربرد شاتکریت است زیرا کار طاقت فرسای نصب توری را کاهش می دهد.
آزمایشات و تجربیات اخیر نشان داده است که شاتکریت در شرایط ترکش سنگ ملایم بسیار موثر است . اگر چه نتایج این مطالعات برای نتیجه گیری قطعی در این زمینه هنوز زود است ولی علائم موجود بیانگر آن است که در آینده در مورد کاربرد شاتکریت توجه جدی تری خواهد شد.
به طور کلی شاتکریت نوعی بتن مرکب از سیمان ، ماسه و خرده سنگ است که به کمک هوای فشرده اجرا خواهد شد و در اثر سرعت زیاد به صورت دینامیکی فشرده می شود .
-برگرفته از کتاب تونلسازی جلد چهارم نوشته حسن مدنی)
از جمله خواص شاتکریت :
خواص شاتکریت در اکثر موارد بر بتن رجحان دارد از جمله می توان به دانسیته بیشتر، چسبندگی عالی، نفوذ پذیری کم، مقاومت سایش بیشتر و بالاخره افزایش مقاومت یخ زدگی اشاره کرد. بطور کلی مواد و مصالحی که کیفیت بتن را افزایش می دهد برای شاتکریت نیز مناسب است و استانداردهای مورد استفاده برای سیمان و سنگدانه های بتن در رابطه با آن معتبر است. مسلح کردن شاتکریت با افزودن انواع الیاف بصورت می گیرد بیشترین کاربرد شاتکریت پوشش تونلها می باشد ولی از دیرگ کاربردهای آن می توان، حفاظت شیب خاکبرداریهای روباز، تقویت سازه های فلزی و بتنی، تعمیر خرابیها و نشتی سدها و ….. را نامبرد. سیستم قالب بندى ساختمان هاى بتن مسلح با استفاده از میز پرنده
سرعت و سهولت قالب بندى، یکى از عوامل مهم در بهبود سرعت اجراى سازه هاى بتن مسلح به شمار مى رود. سیستم قالب بندى با استفاده از میزسیستم قالب بندى ساختمان هاى بتن مسلح با استفاده از میز پرنده
سرعت و سهولت قالب بندى، یکى از عوامل مهم در بهبود سرعت اجراى سازه هاى بتن مسلح به شمار مى رود. سیستم قالب بندى با استفاده از میز پرنده، علاوه بر سرعت بخشیدن به قالب بندى، امکان قالب بندى همزمان و موازى را در کل پروژه ایجاد مى نماید.
در این سیستم بتنى درجا، قالب بندى دیوارها به صورت معمول و با استفاده از قالب هاى دیوارى انجام مى شود. اما براى قالب بندى سقف، پس از اجراى دیوارها، از میزهاى پرنده استفاده شده و دال بتن مسلح سقف اجرا خواهد شد. این میزها پس از قالب بردارى توسط جرثقیل، از محل بازشوها، از سازه خارج مى شوند.
سازه هاى حاصل از این روش اجرایى، از نوع دیوارهاى باربر بتن مسلح بوده و جزء سیستم هاى شناخته شده، و منطبق بر آئین نامه ها و استاندارد ملى یا بین ا لمللى محسوب مى شود. به علاوه سیستم مذکور داراى عملکرد مطلوب لرزه ا ى است و مى توان آن را در پهنه هاى مختلف لرزه خیزى کشور اجرا نمود.
با توجه به این که این روش اجرایى مذکور، سیستمى مشابه سیستم تونلى در دو جهت متعامد اصلى ساختمان ایجاد مى نماید، لذا لازم است به منظور عملکرد بهتر باربرى جانبى، دیوارهاى برشى در هر دو جهت اصلى به میزان لازم تامین شود. قطعاً چنین نحوه توزیع دیوارهاى بتن مسلح در پلان سازه، معمارى خاصى را بر سیستم حاکم خواهد نمود. سقف هاى بتن مسلح در این سیستم نیز مى تواند به صورت دال تخت یا تیرچه و بلوک، طراحى و اجرا گردد.
در این سیستم، امکان تعبیه و پیش بینى مسیرهاى توزیع تاسیسات مکانیکى و برقى در زمان میلگردگذارى و پیش از بتن ریزى سازه وجود دارد
پرنده، علاوه بر سرعت بخشیدن به قالب بندى، امکان قالب بندى همزمان و موازى را در کل پروژه ایجاد مى نماید.
در این سیستم بتنى درجا، قالب بندى دیوارها به صورت معمول و با استفاده از قالب هاى دیوارى انجام مى شود. اما براى قالب بندى سقف، پس از اجراى دیوارها، از میزهاى پرنده استفاده شده و دال بتن مسلح سقف اجرا خواهد شد. این میزها پس از قالب بردارى توسط جرثقیل، از محل بازشوها، از سازه خارج مى شوند.
سازه هاى حاصل از این روش اجرایى، از نوع دیوارهاى باربر بتن مسلح بوده و جزء سیستم هاى شناخته شده، و منطبق بر آئین نامه ها و استاندارد ملى یا بین ا لمللى محسوب مى شود. به علاوه سیستم مذکور داراى عملکرد مطلوب لرزه ا ى است و مى توان آن را در پهنه هاى مختلف لرزه خیزى کشور اجرا نمود.
با توجه به این که این روش اجرایى مذکور، سیستمى مشابه سیستم تونلى در دو جهت متعامد اصلى ساختمان ایجاد مى نماید، لذا لازم است به منظور عملکرد بهتر باربرى جانبى، دیوارهاى برشى در هر دو جهت اصلى به میزان لازم تامین شود. قطعاً چنین نحوه توزیع دیوارهاى بتن مسلح در پلان سازه، معمارى خاصى را بر سیستم حاکم خواهد نمود. سقف هاى بتن مسلح در این سیستم نیز مى تواند به صورت دال تخت یا تیرچه و بلوک، طراحى و اجرا گردد.
در این سیستم، امکان تعبیه و پیش بینى مسیرهاى توزیع تاسیسات مکانیکى و برقى در زمان میلگردگذارى و پیش از بتن ریزى سازه وجود دارد
انلهای پلی استایرن
درکشورهای پیشرفته سالهاست که مسائل مربوط به دوام مصالح، سرعت اجرا، کاهش پرت مصالح، جلوگیری از اتلاف انرژی و مقاوم بودن ساختمانها در برابر سوانح طبیعی مورد توجه و تحقیق دائم قرار گرفته که منجر به نوآوریها و تکنیکهای مدرن در زمینه صنعت ساختمان شده است.از جدیدترین سیستمهای فوق الذکر، استفاده از ترکیب بتن آرمه به عنوان عضو باربر و پانلهای پلی استایرن (EPS) به عنوان قالب بتن و عایق حرارتی است که با نام سیستمهای بتنی (ICF) Reinforced Insulating Concrete Formwork معروف شدهاند.
سیستمSuper panel که توسط این شرکت تولید و به بازار عرضه خواهد شد از جدیدترین و کاملترین نوع سیستمهای فوق الذکر است که کمبودها و اشکالات روشهای قدیمیتر در آن برطرف شده است. این سیستم توسط کمپانی PLASTEDIL سوئیس ابداع و تولید آن در ایران تحت لیسانس شرکت مذکور انجام خواهد شد.
از این روش تا کنون در بسیاری از کشورهای دنیا از جمله آلمان، ایتالیا، ترکیه، کانادا، آمریکا، امارات متحده، بحرین ، عربستان سعودی، روسیه ، ایرلند استفاده شده است.
اساس این سیستم همانطور که قبلاً اشاره شد استفاده از سازه بتنآرمه باربر در سقف و دیوار ساختمان و پارتیشنهای پلی استایرن مسلح سبک، در تیغههای غیر باربر است. دیوارها در داخل قالبی از پانلهای مسلح پلی استایرن بتنریزی می شوند و قالب سقفها نیز از پلی استایرن مسلح به صورت مجوف و شبیه به سقفهای اسپایرول بتنی ساخته میشوند. به عبارت دیگر ساختمان در دو لایه از پلی استایرن پیچیده میشود که از لحاظ عایق بندی بیشترین بازدهی را دارد. کل قطعات دیواری و سقفی و پارتیشن پلی استایرن مسلح در کارخانه آماده و جهت نصب به محل اجرا حمل میشود.
عناصر سیستم شامل موارد زیر است:
پانل سقفیُ دیوار باربرُ دیوارپارتیشن
مزایای عمده سیستم ****پانل عبارتند از:
– سرعت نصب
– صرفه جویی در مصرف انرژی
– افزایش دوام و محافظت سازه ساختمان در برابر محیط
– استحکام و قدرت باربری
– قابلیت عبور لوله های تاسیساتی
– کاهش مصرف مصالح نازک کاری
– قابلیت نصب تخته گچی کناف
– کاهش وزن ساختمان
– کاهش پرت مصالح
– عدم محدودیت در طراحی معماری
– عایق صدا
– صرفه جویی در هزینه حمل
– برگشت سریعتر سرمایه ساخت
تحلیل و بررسی این سیستمها :
– عملکردهای معماری
– پایداری سازه ای
– نحوه مواجهه موضوع با بحث اتلاف انرژی
– تاسیسات و اجزای مکانیکی ساختمان
– پایدار بودن
– قابلیت بازیافت
– مسائل اجرایی و اقتصادی طرح ها
پرسشهای مطرح شده
1- در این سیستم می توان طبقات مختلف و پلان های معماری متنوع داشت؟
" این سیستم کارایی خیلی زیادی در پلان های مختلف دارد و میتوان آن را به صورت تلفیقی با سایر سیستمهای سازهای استفاده کرد. بهترین طرح برای سیستم **** پانل، این است که در طبقات تکرار طراحی داشته باشیم."
2- ضریب رفتار در این سیستم به چه صورت است؟
" در مورد ضریب رفتار چیزی که در این سیستم به آن رجوع می کنیم آیین نامه 2800 ، بند اول، سیستم های دیوار بتن آرمه است. در استفاده از این سیستم در سازه باربر به صورت دیوار برشی و المان باربر قائم طبق آیین نامه تا 50 متر و 15 طبقه محدود هستیم. در مورد سقف هم در رده بندی دیگری از این آیین نامه مراجعه می کنیم. در 15 طبقه سیستم شامل ضرایب سختی 6و7و8 می شود."
3- آیا سیستم از نظر نظام مهندسی و شهرداری دارای مجوز است؟
" در حال حاضر این سیستم برای صدور تاییدیه توسط سازمان تحقیقات و مسکن در حال بررسی است. مجوزهای کنونی مجوزهای موردی است مثلاً مجوزی که قرار است سازمان ملی زمین و مسکن برای یک مجموعه بلوک از زمین های واگذاری طرح استیجاری دولت صادر کند. "
4- هزینه هر مترمربع ساخت چه مقدار است؟
" هزینه هر مترمربع بستگی به نحوه طراحی دارد. در صورتی که طراحی مطابق با فرم سازهای ساختمان باشد، هزینه سفت کاری در حد ساختمان های سنتی در می آید. در نازک کاری با توجه به ویژگی های خاص این سیستم هزینه های عمومی کاهش می یابد. (عدم وجود پرت مصالح ساختمانی و عایق بودن از نظر حرارتی) هزینه کار تمام شده چیزی حدود 300 تا 350 هزار تومان در مترمربع است که
بستگی به طرح معماری دارد. "
5- اجرا را خود **** پانل انجام می دهد یا خریدار؟
" هر قالب بندی با یک بار مشاهده سیستم می تواند آن را اجرا کند یا آموزش دو سه ساعته ببیند و برای او گواهینامه صادر گردد. خود **** پانل هم با توجه به سابقه ساختمان سازی حاضر است یا به صورت نمونه و یا کل پروژه در صورت امکان این کار را انجام دهد. "
6- نمونه اجرا شده در تهران وجود دارد یا خیر؟
ساختمان هایی در قزوین و قشم و گنبد در حال اجرا است که با توجه به جدید بودن سیستم، بیشتر جنبه آزمایشی و نمایشی دارد.
7- حداکثر طول قطعات سقف بدون ستون در چه اندازه ای قابل اجرا است؟
طول قطعات سقف معادل طول قطعات بتنی متعارف بتنی است. با توجه به کم بودن بار ساختمان به خاطر پارتیشن ها و مصالح سبک و قابل تنظیم بودن ارتفاع تیرچه ها دهانه ها خیلی محدودیت ندارند و 7،8،9 متر قابل اجرا هستند.
8- حفظ ارزش های پایدار معماری یا به عبارتی توجیه معماری سیستم به چه صورت است؟
از نظر طراحی این سیستم دارای هیچ محدودیتی نیست. در ضمن همه چیز قابل اتصال به این سیستم از داخل یا خارج بنا هست. بهتر است دانشجویان و اساتید محترم با این سیستم آشنایی پیدا بکنند و رسانهها هم میتوانند در جهت آشنایی بیشتر مردم با این سیستم کمک کنند. این سیتم هیچ محدودیتی به صورت سنتی یا صنعتی ندارد و این بستگی به قدرت طراح دارد.
9- دمای بتن ریزی و تعداد طبقات در این سیستم به چه صورت است؟
حداقل گرمای مخلوط بتن بالای 4-5 درجه است. در صورتی که در دمای زیر صفر بتن ریزی انجام شود، عملیات سخت شدن بتن با همان حرارت ناشی از گیرش اولیه ادامه می یابد. در مورد بتن ریزی در هوای گرم، قالب پلی استایرن اجازه خروج آب بتن را به صورت تبخیر از مخلوط بتن نمی دهد و این رطوبت تا سخت شدن کامل بتن باقی می ماند.
10- در مورد چرخه سبز و قابلیت بازیافت سیستم به چه صورت عمل می کند؟
سازه اصلی سیستم جدای از یک سیستم بتن آرمه نیست، تمام ملاحظاتی که باید در سیستم بتن آرمه رعایت شود در این جا نیز وجود دارد. مصالحی که به عنوان قالب استفاده می شوند کاملاً قابلیت بازیافت دارند. از جمله پلی استایرن و مصرف مجدد آن و ورق های گالوانیزه که به عنوان ضایعات آهن امکان استفاده مجدد دارد.
11- در مورد نصب وسایل خانه مانند تابلو چه کار باید کرد؟
چیز های سبک مانند تابلو روی همان رویه 5/1 سانتیمتری ( گچ برگ یا ملات) نصب می شوند و مشکلی ندارد. عناصر سنگین تر مانند کابینت آشپزخانه در سیستم پارتیشن چون در هر 30 سانتیمتر یک استاد داریم، می توان محل پیچ کردن را روی استادها انجام داد.
12- ظرفیت تولید سیستم در طول یک سال چه مقدار است؟
کارخانه یک میلیون متر مربع سطح در سال تولید می کند. و طبق الگوی مصرف حدود 4000 تا 4500 واحد مسکونی می شود.
13-آیا فوم قالب گیری بعد از عملیات خواهد ماند؟
این فوم ها بعد از بتن ریزی باقی می مانند. فوم ها هنگام بتن ریزی کار قالب را انجام می دهند و بعد از آن کار عایق را می کنند.
14- عکس العمل سیستم در برابر آتش به چه صورت است؟
چیزی که در این محصولات رعایت می شود این است که در اثر رسیدن شعله به هر نقطه از جسم عمل انتشار شعله از طریق سوختن خود جسم ادامه پیدا نمی کند. اگر ما شعله ای را به این قطعات نزدیک کنیم در همان نقطه مشتعل می شود، ذوب می شود و اگر شعله را عقب ببریم تمام می شود و بقیه پلی استایرن دچار حریق نمی شود و شعله ادامه پیدا نمی کند. طبق آیین نامه باید حداقل یک پوشش محافظ روی اینها باشد تا زمانی که ساکنین در صورت خاموش نشدن آتش فرصت کافی برای تخلیه ساختمان را داشته باشند. در استانداردهای آتش نشانی این ها به صورت یک عدد f و یک عددی که بعد از آن به صورت دقیقه بیانگر زمان آن است مطرح می شوند. 60f، 90f، 120f که به تعداد طبقات ساختمان، اهمیت بنا و زمان تخلیه بر می گردد. در این سیستم ها حدود 5/1 سانتیمتر پوشش های معدنی وجود دارد و برای آن مقاومت 120f را حاصل می کند.
گازی که بر اثر سوختن متصاعد می شود، گاز کشنده به مفهوم سیانور نیست. گاز2co و هایت گازco . ولی چون از نظر جرم، جرم یک متر مکعب قالب سازه 20-25 کیلو گرم است مقدار گاز هم آنچنان زیاد نیست که فرد را در ساختمان محبوس کند و یا آن را وادار به فرار کند.
15- آیا این سیستم قابلیت استفاده در ساختمان های اسکلت فلزی را دارد؟
می توان آن را به صورت دیوار برشی در بین ستون ها و یا المان های سقفی و برای پوشش کف ها استفاده کرد. پارتیشن ها را می توان با تمهیداتی در روی نمای ساختمان ها استفاده کرد، که هم مسئله عایق صدا و هم عایق حرارت و اتصال به عناصر نما را جوابگو باشد.
16- قابلیت های سیستم در سطوح منحنی به چه صورت است؟
المان های دیوار باربر قابلیت ایجاد در مدول های کمتر از 20/1 را دارد وسطوح منحنی در حد قوس دور پله شدنی است.
17- آیا شرایط بتن مورد استفاده ویژه است؟
با توجه به این که پوشش دور آرماتور در حدود 5/2 سانتیمتر است توصیه می شود اندازه دانه درشت زیر 20 میلیمتر و حدود 16 در حد شن های نخودی باشد. در ضمن در بتن استفاده از روان کننده توصیه می شود. با ایجاد این تدابیر از پر شدن قالب توسط بتن اطمینان حاصل می کنیم.
18- ویبره کردن بتن در این روش به چه صورت است؟
ویبره بدنه شدنی است. به شرطی که لوله ای دور قالب بگردانیم که با ایجاد ویبره حرکت به طول 4-5 متر منتقل شود. ویبره به صورت موضعی هم با توجه به اینکه فضایی حدود 15-16 سانتیمتر در وسط داریم، شدنی است. البته استفاده از بتن روان و بتن خودتراز شونده که مقاومت های سازه ای هم می دهد مناسب ترین راه ها است.
19- گردش ماشین در پارکینگ اجرا شده با این سیستم به چه صورت است؟
با توجه به این که در سقف قابلیت اجرای تیر موجود است، می توان طراحی پلان را طوری انجام داد که حجره های پارکینگ در جهت طولی دیوار باشد و دهانه لازم را برای گردش ماشین فراهم کرد. در صورتی که این راه ها جواب نداد می توان در چند نقطه از ستون استفاده کرد.
20- وزن تمام شده ساختمان چه مقدار است؟
وزن بار مرده طبقات بین 450-475 کیلوگرم بر سانتیمترمربع است. با توجه به این که سیستم قابلیت عبور لوله ها را از داخل سقف دارد، احتیاج به بردن لوله ها در کف و پوشاندن آن با پوکه نیست. عدد گفته شده بدون پوکه ریزی به علاوه وزن خود سازه و دیوارها، باری است که به فونداسیون وارد می شود. ضخامت دیوار در ساختمان های 4-5 طبقه 15 یا بسته به طرح معماری 20 سانتیمتر است و در بقیه طبق آیین نامه ایران 15 سانتیمتر می باشد و تعداد طبقات 4-5 طبقه مناسب ترین تعداد است.
21- پلی استایرن در حرارت بالا ذوب می شود. این برای دیوار مانعی ندارد چون شره نمی کند ولی برای سقف چون سقف در اثر حرارت ترک می خورد این مواد مذاب پایین میریزند و خطرناک می شود، در این سیستم چه تدابیری اندیشیده شده است؟
پلی استایرن در دمای 110 درجه ذوب می شود. ریزش پلی استایرن ذوب شده وقتی اتفاق می افتد که لایه معدنی رویه آن از بین رفته باشد و تا آن زمان ساکنین ساختمان از آن جا خارج شده اند و حدود 100 دقیقه گچ از ریزش پلی استایرن جلوگیری می کند.
یکی از مهمترین و متداولترین مصالح ساختمانی "بتن" (Concrete) است که به علت دارا بودن خواصی از جمله شکل خمیری قبل از گیرش، مقاومت خوب در برابر آتش سوزی، دسترسی آسان به مصالح و مقاومت فشاری خوب آن استفاده از آن را با مقبولیت عمومی روبرو کرده است.
بتن مصالحی شبیه به سنگ است که از مخلوط کردن مقدار متناسبی از سیمان، شن، ماسه، آب و افزودنی های دیگر بدست می آید. توده اصلی بتن، سنگ دانه های درشت و ریز (شن و ماسه) است و فعل و انفعال شیمیایی بین آب و سیمان که به صورت شیره ای اطراف سنگدانه ها را پوشانده است، باعث یکپارچه شدن و چسبیدن سنگدانه ها به یکدیگر می شود. این سنگدانه ها اسکلت اصلی بتن را تشکیل داده و نیروی وارد بر بتن را تحمل می کنند، آب نیز در این مخلوط موجب ایجاد واکنش شیمیایی در سیمان می شود که سخت شدن مخلوط بتن را پس از طی دوره حدود بیست و هشت روز و رسیدن به مقاومت نهایی بتن به همراه دارد. شن و ماسه حدود 65 درصد مخلوط بتن و مابقی را خمیر سیمان و درصد بسیار کمی هوا تشکیل می دهد.
در نیمه دوم قرن نوزدهم برای غلبه بر این محدودیت مقاومت کششی بتن، اقدام به استفاده از میلگردهای فولادی که دارای مقاومت کششی بالایی هستند در قسمت های تحت کشش در بتن شد؛ چسبندگی عالی فولاد به بتن در این ترکیب یکی دیگر از مهم ترین عوامل استفاده از فولاد در بتن است. ترکیب بدست آمده "بتن مسلح" خوانده می شود که اغلب مزایای خوب دو ماده مختلف را به تنهایی داراست و همین مشخصه مطلوب، استفاده بتن مسلح را در انواع مختلف سازه ها نظیر، ساختمان ها، پل ها، سدها و… امکان پذیر می کند. اما در سازه هایی نظیر پل های قوسی، پوشش گنبدی، پوشش های پلیسه ای و مخازن استوانه ای به علت دخیل بودن عامل خمش در سازه از نوع دیگری از بتن با نام "بتن پیش تنیده" استفاده می شود. در این روش فولاد که بصورت مفتول یا کابل است تا نزدیکی حد جاری شدن کشیده می شود، پس از بتن ریزی و گرفتن بتن و در نتیجه ایجاد چسبندگی لازم بین فولاد و بتن، عامل کشش در فولاد حذف شده و کلیه نیروی کششی فولاد به صورت فشاری در بتن وارد می شود که قابلیت باربری سازه را در برابر نیرو های ناشی از خمش زیاد می کند.
در فرایند استفاده از بتن دو عامل نقش اساسی دارند که در رسیدن بتن به مقاومت نهایی آن که مهندسین طراح سازه طبق آیین نامه های موجود برای سازه های مختلف و با در نظر گرفتن پارامترهای طراحی اعلام می دارند بسیار موثرند. 1)ساخت بتن 2)بتن ریزی.
در فرایند ساخت بتن طراح با استفاده از آیین نامه های موجود و در نظر گرفتن مقاومت نهایی لازم، درصد هر یک از مواد تشکیل دهنده بتن را اعلام و شرکت سازنده نیز بوسیله این دستورالعمل اقدام به ساخت بتن می کند. در مرحله دوم نیز مجری طرح با رعایت کامل ضوابط آیین نامه های اجرایی بتن ریزی اقدام به بتن ریزی و نگهداری از آن تا رسیدن به مقاومت نهایی آن می کند. عدم رعایت هر یک از این ضوابط موجب می شود تا بتن در هنگام بارگذاری و مواقع بحرانی دچار آسیب شده و خسارات جبران ناپذیری را موجب شود. لذا باید مبادی ذیربط با نظارت کامل نسبت به اجرای صحیح ضوابط موجود توسط طراحان، شرکت های سازنده بتن و پیمانکاران و بازرسی های منظم و آزمایشات مقاومت بتن در تمامی مراحل ساخت و اجرا از بروز خسارات ناشی از اجرای ناصحیح این ضوابط جلوگیری کنند.
بتن سبک و اثر میکروسیلیس ها در افزایش مقاومت آن
مقدمه :
تولید سیمان که ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال 1756 میلادی در کشور انگلستان توسط "John smeaton " که مسئولیت ساخت پایه برج دریایی "Eddystone " را بر عهده داشت آغاز شد و درنهایت سیمان پرتلند در سال 1824 میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط "Joseph Aspdin " به ثبت رسید . مردم کشور ما نیز از سال 1312 با احداث کارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع کشور ، امروزه در حدود 26 الی 30 میلیون تن سیمان در سال تولید می گردد . با آگاهی مهندسان از نحوه استفاده سیمان در کارهای عمرانی ، این ماده جایگاه خودش را در کشورمان پیدا کرد .
یکی از روشهای ساختمان سازی که امروزه در جهان به سرعت توسعه می یابد ساختمانهای بتنی است . بعد از انقلاب اسلامی به علت کمبود تیر آهن در نتیجه تحریمها و نیز گسترش ساخت و سازهای عمرانی در کشور ، کاربرد بتن بسیار رشد نمود . علاوه بر این موضوع ساختمانهای بتنی نسبت به ساختمانهای فولادی دارای مزایایی از قبیل مقاومت بیشتر در مقابل آتش سوزی و عوامل جوی ( خورندگی ) آسان بودن امکان تهیه بتن به علت فراوانی مواد متشکله بتون و عایق بودن در مقابل حرارت و صوت می باشند که توسعه روز افزون این نوع ساختمانها را فراهم می سازد .
یکی از معایب مهم ساختمانهای بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می باشد که با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد . اگر بتوانیم تیغه های جدا کننده و پانل ها را از بتن سبک بسازیم وزن ساختمان و در نتیجه آن تخریب ساختمان توسط زلزله مقدار زیادی کاهش می یابد . ولی کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است . استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن سبک سبب شده است که مقاومت بتن سبک بالا رود و این محدودیت کاهش یابد . در این تحقیق ضمن توضیحاتی در مورد بتن و تاثیر آب بر روی مقاومت بتن ، بیشتر در باره بتن سبک و روشهای افزایش مقاومت آن با استفاده از میکروسیلس ، خواص مکانیکی و همچنین موارد کاربرد آن بحث می شود .
1- سیمان
– سیمان تولید شده در کشور ما با سیمان تولید شده در کشورهای صنعتی متفاوت است که لازم است تفاوت آن تا حد ممکن بررسی شود .
– طبقه بندی سیمانها شناسایی شود .
– عدم تنوع در کیفیت سیمان نشانه ضعفهایی از سیستم ساخت و ساز می باشد .
– عدم استفاده از سیمان با کیفیت بالا از عوامل اولیه عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .
2 – شن و ماسه
– معیارها و آئین نامه های تولید کلان شن و ماسه بررسی شود .
– تولید کلان شن و ماسه در کشور ما از نظر معیار و رعایت آئین نامه های تولید بررسی شود .
– معایب شن و ماسه تولیدی در کشور در حد کلان بدلائل زیر آنرا در درجه دوم و یا سوم کیفیت قرار می دهد .
الف : وجود گرد و غبار
ب : عدم شستشو
ج : دانه بندی نا صحیح
د : استفاده از شن و ماسه رودخانه ای بجای شن و ماسه شکسته .
– استفاده از شن و ماسه درجه 2 و یا 3 از عوامل ثانوی عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح می باشد .
افزایش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندرکاران صنعت تولید بتن می باشد .
ساختار بتن :
– بتن دارای چهار رکن اصلی می باشد که به صورت مناسبی مخلوط شده اند ، این چهار رکن عبارتند از :
الف : شن
ب : ماسه
ج : سیمان
د : آب
– در برخی شرایط برای رسیدن به هدفی خاص مواد مضاف به آن اضافه می شود که جزﺀ ارکان اصلی بتن به شمار نمی آید .
– توده اصلی بتن مصالح سنگی درشت و ریز ( شن و ماسه ) می باشد .
– فعل و انفعال شیمیایی بین سیمان و آب موجب می شود شیرابه ای بوجود آید و اطراف مصالح سنگی را بپوشاند و مصالح سنگی را بصورت یکپارچه بهم بچسباند .
– استفاده از آب برای ایجاد واکنش شیمیایی است .
– برای ایجاد کار پذیری لازم بتن مقداری آب اضافی استفاده می شود تا بتن با پر کردن کامل زوایای قالب بتواند دور کلیه میلگرد های مسلح کننده را بگیرد .
– جایگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هیدراتاسیون دارای حساسیت بسیار زیادی است .
ویژگیهای آب مصرفی بتن :
آب های مناسب برای ساختن بتن
1- آب باران
2- آب چاه
3- آب برکه
4- آب رودخانه در صورتی که به پسابهای شیمیایی کارخانجات آلوده نباشد و غیره …
بطور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب باشد برای بتن نیز مناسب است باستثناﺀ مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد .
آبهای نا مناسب برای ساختن بتن
1- آبهای دارای کلر ( موجب زنگ زدگی آرماتور می شود )
2- آبهایی که بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند .
3- وجود باقیمانده نباتات در آب .
4- آب گل آلود ( موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود )
5- آب باتلاقها و مردابها
6- آبهای دارای رنگ تیره و بدبو
7- آبهای گازدار مانند2 co و…
8- آبهای دارای گچ و سولفات و یا کلرید موجب اثر گذاری نا مطلوب روی بتن می شوند .
نکته : 1- آبی که مثلا شکر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست .
نکته : 2- مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد .
نکته : 3- ناخالصیهای موجود در آب چنانچه از حد معین بیشتر گردد ممکن است بشدت روی زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پایداری حجمی آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگی فولاد شود .
نکته : 4- استفاده از آب مغناطیسی بعنوان یکی از چهار رکن اصلی مخلوط بتن می تواند بعنوان تاثیرگذار بر روی یارامترهای مقاومت بتن انتخاب گردد .
تمایز بتن از نظر چگالی :
الف : بتن معمولی : چگالی بتن معمولی در دامنه باریک 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زیرا اکثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندکی دارند ( ادامه این مبحث از بحث ما خارج است )
ب : بتن سنگین : از این بتنها در ساختمان محافظهای بیولوژیکی بیشتر استفاده می شود مانند ساختار ، آکتورهای هسته ای و پناهگاههای ضد هسته ای که مورد بحث ما نمی باشد که چگالی آن معمولا بیشتر از 2200 تا 2600 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد .
ج : بتن سبک : مصرف بتن سبک اصولا تابعی از ملاحظات اقتصادی است ضمن اینکه استفاده از این بتن بعنوان مصالح ساختمانی دارای اهمیت بسیار زیادی است این بتن دارای چگالی کمتر از 2200 تا 2600 کیلوگرم در متر مکعب می باشد . بدلیل اینکه دارای چگالی کمتر از بتن سنگین است دارای امتیاز قابل توجهی از نظر ایجاد بار وارده بر سازه می باشد چگالی بتن سبک تقریبا بین 300 و 1850 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد یکی از امتیازات مهم امکان استفاده از مقاطع کوچکتر و کاهش مربوطه در اندازه پی ها می باشد ضمن اینکه قالبها فشار کمتری را از حالت بتن معمولی تحمل می کنند و همچنین در کاهش جابجایی کل وزن مصالح بدلیل افزایش تولید جایگاه ویژه ای دارد .
روش های کلی تولید بتن سبک :
– روش اول : از مصالح متخلخل سبک با وزن مخصوص ظاهری کم بجای سنگدانه معمولی که تقریبا دارای چگالی 6/2 می باشد استفاده می کنند .
– روش دوم : بتن سبک تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می باشد که این منافذ باید به وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد که بنام بتن اسفنجی ، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می شناسند .
– روش سوم : در این روش تولید ، سنگدانه ها ی ریز از مخلوط بتن حذف می شوند . بطوریکه منافذ متعددی بین ذرات بوجود می آید و عموما از سنگدانه های درشت با وزن معمولی استفاده می شود . این نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ریز می نامند .
نکته : کاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه و جود منافذ یا در مصالح یا در ملات و یا در فضای بین ذرات درشت موجب کاهش مقاومت بتن می شود .
طبقه بندی بتن های سبک بر حسب نوع کاربرد آنها :
– بتن سبک بار بر ساختمان
– بتن مصرفی در دیوارهای غیر بار بر
– بتن عایق حرارتی
نکته 1- طبقه بندی بتن سبک بار بر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد .
مثال : طبق استاندارد 77 – 330 ASTM C در بتن سبک —- مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد از شده پس از 28 روز نباید کمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نباید از 1850 کیلوگرم بر متر مکعب ***** نماید که معمولا بین 1400 او 1800 کیلوگرم بر متر مکعب است .
نکته : 2- بتن مخصوص عایق کاری معمولا دارای وزن مخصوص کمتر از 800 کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت بین 7/0 و Mpa 7 می باشد .
انواع سبک دانه هایی که به عنوان مصالح در ساختار بتن سبک استفاده می شود :
الف – سبک دانه های طبیعی : مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوکه سنگ ، خاکستر ، توف که بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشاﺀ آتشفشانی دارند .
نکته :1- این نوع سبک دانه ها معمولا بدلیل اینکه فقط در بعضی از جاها یافت می شوند به میزان زیاد مصرف نمی شوند ، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می شود .
نکته : 2- از انواعی پوکه معدنی سنگی که ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص 700 تا 1400 کیلو گرم بر متر مکعب تولید می شود که خاصیت عایق بودن آن خوب می باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است . سنگ پا نیز دارای خاصیت مشابه است .
ب – سبک دانه های مصنوعی : این سبک دانه ها به چهار گروه تقسیم می شوند .
– گروه اول : که با حرارت دادن و منبسط شدن خاک رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین، ورمیکولیت بدست می آیند .
– گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره کوره آهن گدازی به طریقی مخصوص بدست می آید .
– گروه سوم : جوشهای صنعتی ( سبکدانه های کلینکری) می باشند .
– گروه چهارم : مخلوطی از خاک رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در کوره تبدیل به سبک دانه شود ولی این روش هنوز به صورت تولید منظم در نیامده است .
الزامات سبکدانه ها بتن سازه ای :
الزامات سبکدانه ها در آیین نامه های ASTM C330-89 ( مشخصات سبکدانه ها برای بتن سازه ای در آمریکا ) و BS 3797:1990 ( مشخصات سبکدانه ها برای قطعات بنایی و بتن سازه ای در بریتانیا ) داده شده اند . در استاندارد بریتانیایی مشخصات واحدهای بنایی نیز مورد بحث قرار گرفته است . این آیین نامه ها محدودیتهایی برای افت حرارتی ( 5% درASTM و4% در BS)و همچنین در BS برای مقدار سولفات 1% 3 so (به صورت جرمی ) را مشخص نموده اند . برخی الزامات دانه بندی این آیین نامه ها در جداول 2 ، 3 و 4 نشان داده شده اند .
ذکر این نکات برای فهم بهتر این جداول مفید است :
1- آیین نامه BS 1047:7983 مشخصات دوباره در هوای سرد شده ، که منبسط نشده است را در بر می گیرد .
2- سبکدانه های به کار رفته در بتن سازه ای ، صرفنظر از منشا آنها تولیداتی مصنوعی می باشند و در نتیجه معمولا یکنواخت تر از سبکدانه طبیعی می باشند . بنابراین سبکدانه را می توان برای تولید بتن سازه ای با کیفیت ثابت مورد استفاده قرار داد .
نکته : سبکدانه ها دارای خصوصیت ویژه ای هستند که سنگدانه های معمولی فاقد آن می باشند و در رابطه با انتخاب نسبتهای مخلوط و خواص مربوط به بتن حاصل دارای اهمیت ویژه ای می باشند .این ویژگی عبارتست از توانایی سبکدانه ها در جذب مقادیر زیاد آب و همچنین امکان نفوذ مقداری از خمیر تازه سیمان به درون منافذ باز ( سطحی ) ذرات سبکدانه (مخصوصا ذرات درشت تر ) در نتیجه این جذب آب توسط سبکدانه ، وزن مخصوص آنها زیادتر از وزن مخصوص ذراتی می شود که در گرمچال خشک شده اند .
روشهای افزایش مقاومت بتن سبک :
کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است برای بدست آوردن بتن سبک با مقاومت زیاد روشهای زیادی مورد توجه قرار گرفته است .
نکته : عامل موثر و مشترک در کلیه این پژوهشها مصرف میکروسیلیس در بتن می باشد . در اینجا اجمالا به چند روش اشاره می گردد :
1- تحقیقات مشترک V.Novokshchenov و W.Whitcomb جهت افزایش مقاومت بتن سبک و بهبود دیگر خواص آن با استفاده از سبکدانه های سیلیسی منبسط شده ، به اعتقاد آنان مقاومت بتن سبک تابعی از مقاومت سبکدانه ها و ملات است که این رابطه به صورت ذیل ارائه گردید .
fc = fm (vm)+fa (1-vm)
fc = مقاومت بتن fa = مقاومت سبکدانه
fm = مقاومت ملات vm = حجم نسبی ملات
بدین ترتیب مشاهده می شود که می توان با افزایش مقاومت سبکدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبک را افزایش داد
بتن پیش تنیده:
استفاده از بتن پیش تنیده در ایجاد پلها و ساختمان ها و تمام سازه ها از حدود 50 سال پیش تا کنون در سطح وسیع متداول شده است. با توجه به عیوب مختلف فولاد( نا پایداری الاستیک نیمرخ های فلزی، خوردگی و زنگ زدگی، فزونی بهای تولید…) امروزه اغلب پلهای بزرگ از بتن پیش تنیده ساخته می شوند، اما برخلاف حالت بتن مسلح مصالح مصرفی جهت این پلها باید از کیفیت بسیار خوبی برخوردار باشند .
در بتن پیش تنیده نیز مانند بتن مسلح از بتن که دارای مقاومت بسیار خوب فشاری است و فولاد استفاد می شود اما بتن مسلح ترکیبی از بتن و فولاد است که در آن بتن در مقابل فشار و فولاد در مقابل کشش مقاومت می کند در حالی که در بتن پیش تنیده با انجام یک عمل مکانیکی بتن به تنهایی تنشهای کششی و فشاری ایجاد شده را تحمل می نماید. برای طرح محاسبه قطعات پیش تنیده روش و ترتیب اجرای سازه باید دقیقا مشخص باشد زیرا مقادیر تنش های ایجاد شده در قطعات در حین اجرای سازه بسیار مهم و گاهی تعیین کننده می باشند. همچنین برخلاف حالت بتن مسلح بعد از بررسی پایداری سازه تغییر شکلهای کوتاه مدت و دراز مدت بتن و فولاد نیز باید به دقت مورد مطالعه قرار گیرند. مصالح مصرفی در سازه های بتن پیش تنیده باید از کیفیت عالی برخوردار بوده و با دقت نیز مورد استفاده قرار گیرند با توجه به این که بتن در سن کم که مقاومت نسبتاً ضعیفی داشته و قابل تغییر شکل نیز می باشد تحت فشار فوق العاده زیادی قرار می گیرد باید کیفیت آن به مراتب از کیفیت بتن مصرفی در سازه های بتن مسلح بالاتر باشد همچنین فولاد نیز با توجه به اینکه تحت کشش فوق العاده زیادی قرار می گیرد (100تا 180 کیلو گرم بر میلی متر مربع ) باید مقاومت مناسبی داشته باشد بنابر این در زمان اجرای سازه مصالح مصرفی در بتن پیش تنیده تحت تنش های فوق العاده مهمی قرار می گیرند که عمل تنیدن آزمایش مناسبی برای کنترل کیفیت مصالح به کار رفته است.
یونو پانل
یونو پانل سیستمی سازه ای مرکب از پانلهای پلی استایرن سه بعدی است که دو طرف آن با شبکه فولادی و پوسته بتن پوشانده شده است و میتوان از آن برای ساختارهایی که بار و فشار را تحمل میکنند در بسیاری از ساختمانها استفاده کرد .
سیستم یونو پانل یک ساختار ساختمانی باربر میباشد که استحکام سازه ای خود را توما از ترکیب فولاد و بتن بدست می آورد و بسان یک قطعه بتن آرمه عمل میکند و نقش لایه پلی استایرن داخلی ،به عنوان قالب و عایق حرارت وصوت میباشد . واز آن میتوان به عنوان دیوارهای بیرونی و پار تیشن در اسکلتهای قولادی و بتنی ، دیوارهای حائل ، استخرها ،موانع عبور صدا و ساختمانهای صنعتی و اداری استفاده کرد .
پس از نصب یک لایه بتن مخصوص به قطر 50-35 میلیمتر بهرطرفین پانل پاشیده میشود ، که در نتیجه ساختار و ترکیب بتنی بسیار محکمی را تشکیل میدهد که روی این لایه بتنی متوان در پایان کار عملیات نازک کاری اجرا کرد.
این پانلها موجب پایداری در برابر زلزله سهولت در اجرا ، مقاومت در برابر نفوذ حشرات و صرفه جویی درمصرف آهن ، بتن و انرزی میشوند . ضمنا غیر قابل اشتعال بودن ، عایق حرارتی ، برودتی و صوتی بودن و نیازنداشتن به ساخت تیرچه بتنی را میتوان از دیگر مزایای آنها نام برد.
مزایای دیگر این پانلها
ابتدا آرماتورهای انتظار مطابق پلان معماری ساختمان در کف بتنی که قبلا بر اساس پلان فونداسیون ایجاد شده کار گذاشته میشود و کار ایزولاسیون رطوبتی انجام میشود .
برش پانل طبق پلان معماری و جدول برش انجام میشود،پانلها به آسانی به اشکال مورد نیازبرش داده میشوند.
نصب پانلها از گوشه ساختمان شروع میشوند تا استحکام و سختی لازم را به ساختمان در حال احداث دهد پانلها با اتصالات شبکه ای ازدو طرف به هم بسته میشوند.
پانل ها درمحل قرارگیری خود، بسته به شرایط محل احداث ساختمان باچوب بست یا ابزار مشابه نگهداری میشوند.این چوب بست یا ابزار مشابه نگهداری میشوند . این جوب بستها در سمتی که عمیات بتن پاشی آخر اجرا میشود ، کار گذاشته میشود .
محل قرار گیری درها و پنجره ها طبق پلان معماری ساختمان ، قبل از بتن پاشی بریده میشود . سپس گوشه پنجره یا درتوسط اتصالات شبکه همانند شکل مقابل تقویت میشوند .
این پانلها را میتوان بااستفاده از اتصال بسیار ساده برای نیم طبقه ها یا سقف بکار برد . اجرای این نوع سقف در دیگر سیستمهای ساختمانی مانند آجری و اسکلت بسیار آسان میباشد .
قبل از بتن پاشی ، کلیه کارهای تاسیساتی از قبیل برقی و مکانیکی انجام میگیرد، سپس عملیات بتن پاشی انجام گرفته وسطح دیوارها تا ضخامت مورد نیاز پوشانده میشوند .
برای پرداخت نهایی سطوح بتن پاشی شده ، میتوان از مصالح مختلفی استفاده کرد ، مثلا برای سطوح داخلی انواع گچ ، کاغذ دیواری کاشی و غیره و برای سطوح خارجی انواع مختلف مصالح نماسازی و انواع رنگهای آکریلیکی .
انواع ترکهای سطوح بتنی:
بتن، مانند دیگر مصالح ساختمانی با تغییرات موجود در مقدار رطوبت و درجه حرات، انقباض و انبساط می یابد و با توجه به بار وارده و شرایط نگاهداری، تغییر شکل می دهد. زمانی که تمهیداتی برای این حرکات در طراحی و اجرا فراهم نشود، آنگاه ترکها ایجاد می شود. برخی از انواع ترکهای معمولی عبارتند از :
ترکیدگی ناشی از جمع شدگی پلاستیک
ترکهای ناشی از اتصال ناصحیح
ترکهای ناشی از قیود خارجی پیوسته (مثلاً دیوار درجا ریخته شده مقید در امتداد لبه تحتانی بر روی پی نواری(.
ترکهای کف زیرزمین
ترکهای موازی لبه قطعات صفحه ای (D-Cracking) ناشی شده از انجماد و آب شدگی.
ترکهای پوست ماری
ترکهای ناشی از نشست
ترک ها به ندرت سلامت سازه ای را تحت تاثیر قرار می دهند. بیشتر ترکهای تصادفی انفرادی بدنما هستند و اگرچه آنها به آب اجازه ورود می دهند ولی به خرابی پیشرونده منتهی نمی شوند و فقط آنها بدمنظره می باشند.
ترکهای نقشه دار (پوست ماری) با فاصله نزدیک، و یا ترکهای موازی لبه قطعات ناشی شده از انجماد و آب شدگی از این قضیه مستثنی هستند و ممکن است به خرابی نهایی منتهی شوند.
چرا سطوح بتنی ترک برمی دارند؟
اکثـر ترکهای بتنی معمولاً به علت طراحی نـادرست و روشهای اجرائی نـامناسب ماننـد موارد زیر حاصل می شوند :
الف) حذف درزهای جداساز کننده و کنترلی و روشهای ناصحیح اجرای اتصالات و درزها.
ب) آماده سازی زیربنایی (بستر زیرکار) به روش غلط.
ج) استفاده از بتن با اسلامپ بالا و افزودن آب اضافی در کارگاه به آن.
د) پرداخت کاری ناصحیح.
هـ) عدم عمل آوری و یا عمل آوری ناکافی و نامناسب.
چگونگی جلوگیری و یا کاهش ترک خوردگی
تمام بتن ها برای ترک خوردگی تمایل نشان می دهند و تولید مداوم بتن کاملاً عاری از ترک خوردگی امکان پذیر نیست.
بهرحال، ترک خوردگی می تواند در صورتی کاهش یافته و کنترل شود که محافظت های اساسی زیرین رعایت شوند :
الف) بستر زیرکار و قالب بندی : تمام خاک روئی (خاک دستی) و نقاط نرم باید برداشته شوند. صرفنظر از نوع خاک، زیر قطعه بتنی باید فشرده شده و یا کرسی چینی شده و یا بوسیله غلتک کاری، ویبره کاری و یا کوبیدن کاملاً فشرده شده باشد. دال بتنی و بستر زیرکار باید جهت زهکشی شیب مناسبی داشته باشد. بستر زیرکار صاف، هموار و ترازبندی شده بـه جلوگیری از ترک خوردگی کمک می کنند. قالب ها باید بطوری ساخته و مهار شده باشند که بتواند در مقابل فشار بتن، بدون حرکت و جابجائی مقاوم و استوار باشد.
ورق های پلی اتیلنی (Poly Ethylen) مانع تبخیر آب شده، آب آوری تراوش (Bleeding) را افزایش می دهد و بطور فوق العاده ترک خوردگی بتن با اسلامپ بالا را افزایش می دهند.
برای کاهش ترواش و آب آوری روی ورق های پلی اتیلن را با 1 تا 2 اینچ (5/2 تا 5 سانتیمتر) از ماسه مرطوب بپوشانید. بلافاصله قبل از استقرار بتن، بستر زیرکار، قالب ها و آرماتور را مرطوب سازید.
ب) بتن : بطور کلی از بتن با اسلامپ متوسط که مقدار آن بیشتر از 5 اینچ (5/12 سانتیمتر) نباشد استفاده نمائید. از آب زدن مجدد به مخلوط بتن خودداری نمائید. اگر بتنی با اسلامپ بالاتر یعنی تا حدود 7 اینچ (5/12 سانتیمتر) الزاماً بکار برده شود، نسبت ها ناچاراً تغییر خواهند یافت و برای جلوگیری از آب آوری زیاد، جداشدگی و کاهش مقاومت مخلوط های خاصی طراحی خواهد شد. برای دال های رو باز و برای مکانهائی که در معرض هوای منجمد کننده قرار دارند بتن حباب هوادهی شده اختصاص دهید.
ج) پراخت کاری : کارهای پرداختی را با آب موجود روی سطح انجام ندهید. شمشه کشی اولیه باید بلافاصله بوسیله تخته ماله کشی (Bull Floating) انجام گیرد. برای ایجاد اصطکاک بهتر در روی سطوح خارجی از پرداخت جاروئی استفاده نمائید. اگر تبخیر آب بیش از حد باشد، آنرا بوسیله وسائلی برای جلوگیری از ترکیدگی ناشی از جمع شدگی پلاستیک کاهش دهید. در صورتی که شرایط جوی شدید باشد، بتن را با گونی خیس و با ورقه های پلی اتیلن در بین عملیات پرداخت بپوشانید.
د) عمل آوردن : حتی المقدور هرچه زودتر عمل آوری را شروع نمائید. سطح را با ترکیب عمل آورنده غشاء مایعی (مایع کیورینگ) اسپری نمائید و یا آن را با گونی خیس پوشانیده و حداقل آن را به مدت 3 روز مرطوب نگاهدارید. یک کاربرد ثانوی از مواد عمل آورنده در روز بعد، باعث افزایش یک مرحله تضمین کیفیت خوب می باشد.
هـ) اتصالات (درزها و ژوئن ها) : باید با درزهای کنترلی به عمق یک چهارم ضخامت دال که بوسیله اره کردن و یا فشار دادن در فواصلی کمتر از 30 برابر ضخامت دال ایجاد می شود، تمهیداتی جهت حرکات انقباضی یا انبساطی ناشی شده از تغییرات دما و رطوبت اتخاذ نمود.
اغلب جهت سطوح وسیع با ضخامت کم، کمتر کردن فواصل درزهای کنترلی لازم به نظر می رسد.
سطح موردنظر نباید حدوداً م***** از 5/1 برابر پهنای آن باشد. درزهای جداکننده باید هر موقع که محدودسازی آزادی در حرکت عمودی یا افقی پیش بینی شده باشد، فراهم شود، مانند جائی که کف ها با دیواره ها، ستونها و یا پی های سطحی بهم می رسند. این درزها کاملاً عمیق بوده و با قراردادن برخی از انواع مواد مانند استایروفوم برای جلوگیری از اتصال بین دال و دیگر اجزاء ساختمانی ساخته می شوند.
و) پوشش روی آرماتورها : ترکهای موجود در بتن حاصل از انبساط، زنگ زدگی روی آرماتورهای فولادی، باید بوسیله ایجاد پوشش بتنی کافی به میزان حداقل 2 اینچ (5 سانتیمتر) برای جلوگیری از تماس نمک و رطوبت با فولاد ممانعت شود.
برای کاهش ترک خوردگی از این دستورات پیروی نمائید.
1) اعضاء را برای تحمل تمام بارهای پیش بینی شده طراحی کنید.
2) درزهای کنترلی و جداکننده مناسب تهیه نمائید.
3) در عملیات دالهای روی زمین، بستر زیرکار پایدار و استوار تدارک ببینید.
4) بر طبق دستورهای وضع شده بتن را مستقر ساخته و پرداخت نمائید.
5) بتن را به روش صحیح و مناسب، حفاظت و عمل آوری نمائید.
10. عمده خواص بتن سبک ( هبلکس ) عبارتست از:
11. وزن مخصوص : هر متر مکعب حدود 600 کیلوگرم .
12. • مقاومت فشاری : 30 تا 35 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع با امکان افزایش آن بر حساب نیاز مصرف کننده .
13. کار کردن با بتن سبک ( هبلکس ) بسیار آسان است، مثلاً به راحتی می توان آن را ارّه نموده یا میخ در آن کوبید و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آب را در آن به وجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می باشد.
14. با توجه به آیین نامه جدید محاسبه ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله ، بکارگیری مصالح سبک وزن راه حل مناسب و با صرفه در جهت افزایش ایمنی ساختمان می باشد و بلوک های بتن سبک ( هبلکس ) تامین کننده این مزیت فنّی است. یک متر مکعب بلوک هبلکس حدود 600 کیلوگرم وزن دارد که برابر 866 عدد آجر به وزن 1750 کیلوگرم می باشد ، به عبارت دیگر یک عدد بلوک 20×25×60 هبلکس مطابق با 46 عدد آجر است، در حالیکه وزن آن برابر وزن 10 عدد آجر بوده و یک کارگر به راحتی می تواند آنرا حمل نماید و سریعاً نیز نصب می گردد .
15. در ضمن ملات مصرفی برابر 25% ملات مورد نیاز برای اجرای همان دیوار با آجر بوده و به درصد سیمان کمتری نیز دز ملات نیاز دارد. به عنوان مثال چنانچه برای اجرای یک دیوار با آجر به یکصد کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار در صورت استفاده از بلوک های هبلکس 15 کیلوگرم سیمان مصرف می کند.
16. همچنین بارگیری و حمل بلوک های هبلکس که در قالب های 15/3 متر مکعبی بسته بندی می شوند با استفاده از جرثقیل فکی و تریلی کفی به راحتی و اقتصادی تر انجام میگیرد. یک تریلی 9 پالت بزرگ برابر 35/28 متر مکعب را حمل می نماید.
17. هبلکس = عایق گرما، سرما، صدا و مقاوم در برابر زلزله و …
18. هبلکس = صرفه جویی در آهن یا آرماتور، زمان اجرا، ملات مصرفی، دستمزد و …
19. هبلکس = چسبندگی قابل توجه با ملات سیمان و ماسه و گچ و خاک به موجب گواهی وزارت مسکن و شهر سازی .
20. مزایای فنّی :
21. سبکی وزن ، عایق در برابر حرارت، عایق دز برابر برودت، عایق در برابر صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله، آتش سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوک های هبلکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجر های معمولی و آجر های سفال می باشد.
22. مزایای اجرائی :
23. با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوک های هبلکس در همه ضخامت ها، سرعت اجرای بتون هبلکس نسبت به سایر مصالح به 3 برابر بالغ می گردد.
24. مزایای اقتصادی :
25. پروژه های ساختمانی با استفاده از بلوک های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری احتیاج دارد و همچنین استفاده از هبلکس به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوار ها که موجب کاهش ابعاد سازه می شود، صرفه جویی قابل ملاحظه ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می گردد.
26. به علاوه در مقایسه میان مصالح سنتی و هبلکس اقلام زیر نیز ارقام توجه ای را تشکیل می دهند :
27. سرعت زیاد آجر چینی با هبلکس، سرعت زیاد کارهای تاسیساتی، کاهش مقاطع ساختمانی به هنگام محاسبه و صرفه جویی قابل ملاحظه در سازه های فلزی و بتنی. به علاوه استفاده از هبلکس موجب صرفه جویی چشمگیری در انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان بعد از احداث می شود. همچنین ضایعات هبلکس کلّا به عنوان پوکه مورد استفاده قرار می گیرد در حالیکه ضایعات زیاد آجر عملاً بلا استفاده می ماند.
28. دستورات العمل اجرایی :
29. 1- کادر اجرایی :
30. کارکردن با هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد با توجّه به ابعاد و سهولت کار با هبلکس، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر نیز نسبت به آجر سفال تا دو الی سه برابر افزایش می یابد .
31. 2-ملات مورد نیاز :
32. همان ماسه و سیمان می باشد و با توجه اینکه بلوک های هبلکس یک نوع بتن سبک می باشد و هم گونی کاملی با ملات ماسه سیمان دارد می توان نسبت ترکیب را به پنج یا شش به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود، در مواردی که تیغه بندی های مورد اجرا با آب و رطوبت سر کاری نداشته باشند ( مثل دیوار اتاق خواب، کار، …) می توان از ملات گچ و خاک ( به لحاظ صرفه جویی اقتصادی ) نیز استفاده نمود.
33. 3-جذب آب :
34. با توجه به ابعاد و متخلخل بودن بلوک های هبلکس، نم و رطوبت توسط این بلوک ها منتقل نمی شود . در عین این که این بلوک ها نم و رطوبت را نسبت به مصالح مشابه جذب می کند، لذا در زمان استفاده از این بلوک باید نکات زیر را رعایت نمود :
35. اولاً : قبل از اجرا بلوک ها باید کاملاً خیس نمود.
36. ثانیاً : ملات مصرفی را نیز باید با رقّت بیشتری تهیه نمود.
37. ثالثاً : بعد از اجرا در صورت امکان به دیوارها آب داده شود.
38. 4-اندود گچ و خاک :
39. با توجّه به سطح صاف و صیقلی هبلکس نسبت به سایر مصالح در صورت اجرای صحیح دیوار ها به اندودی بیش از 1 الی 2 سانتیمتر نیاز نخواهد بود ( یعنی در هر طرف نیم الی یک سانتیمتر.)
40. 5-از نظر نصب تاسیسات و روکار :
41. مانند سایر مصالح می باشد.
42. چه تفاوتهای عمده ای بین لیکا و هبلکس وجود دارد ؟
43. لیکا امکان اجرای ملات قائم را دارد و در واقع تنها محصولی است که این امکان را فراهم می آورد در حالی که در هبلکس امکان اجرای ملات قائم مطابق با روش استاندارد وجود ندارد . دوم اینکه بلوکهای لیکا دارای اندازه های بسیار متنوعی است در حالی که بلوکهای هبلکس بایستی با اره بریده شود و این سبب پرت زمان در دیوار چینی می شود . سوم اینکه ضریب جمع شدگی ناشی از خشک شدن لیکا بسیار پائین است و احتمال ترک در نتیجه مصالح وجود ندارد ولی هبلکس دارای ضریب جمع شدگی ناشی از خشک شدن بالا می باشد . چهارم اینکه جهت دیوارهای لیکا به غیر از برخی ماههای بسیار گرم نیازی به زنجاب کردن نیست ولی در هبلکس با توجه به جذب آب بالا در مرحله دیوار چینی و گچ و خاک نیاز به زنجاب کردن دارد که باز مستلزم صرف وقت بیشتری نسبت به لیکا می باشد . پنجم اینکه جهت اجرای گچ و خاک در دیوارهای لیکا نیازی به استفاده از توری مرغی نمی باشد ولی استفاده از گچ و خاک مصرفی در هبلکس با توری مرغی توصیه شده است . ششم مبحث ایستایی تجهیزات نصب شده مانند کا نیست یا اقلام سنگین روی دیوار است که در هبلکس پس از مدتی با مشکل لق شدگی مواجه خواهیم بود و این مسئله در لیکا به هیچ وجه وجود ندارد . هفتم اینکه به دلیل پایه مواد سیلیسی و آهکی که در تولید محصولات از گروه A.A.C ( Ariated Air Concrete ) استفاده می شود احتمال خوردگی شیمیایی وجود دارد ولی چونPH لیکا تقریبا" برابر 7 می باشد این مشکل مطلقا"وجود ندارد . هشتم اینکه میزان افت صوتی بدست آمده در دیوارهای لیکا بالاتر از بلوکهای هبلکس می باشد .
این بلوک را به نام های بلوک هبلکس aac , clc و naac می شناسند که تفاوت آن ها در نحوه تولید و فراوری می باشد ولی به لحاظ مشخصات نزدیک به هم می باشند
بلوک سبک نوعی بلوک متخلخل می باشد که از ترکیب سیمان، ماسه ی ریزدانه و حباب های هوا با اندازه های مختلف تولید می گردد
این محصول حاصل تزریق حباب هوا به بتن متشکل از ماسه ریزدانه و سیمان است که محصول نهایی آن به صورت بلوک های سبک به عنوان جایگزین اجر ( خشت) با مزیت های بالا و عمدتاً برای دیوارهای غیر باربر و همچنین به عنوان پرکننده در کف سازی و شیب بندی ساختمان ها قابل استفاده است
تکنولوژی بتن سبک یکی از تکنولوژی های جدید در تولید مصالح ساختمانی است که دارای مزیت های فراوانی در جهت افزایش بهره وری در فرایند احداث بناهای مدرن به نسبت مصالح سنتی است
امروزه دیگر به جد می توان به این نکته اذعان داشت که بتن سبک، باصرفه ترین واصلی ترین مصالح ساختمانی است و اینک تجربیات موفق ثبت شده هاکی از آن است که ساختمان ها به طور مستقیم( سبکی نوع بتن) و به طور غیرمستقیم باصرفه جویی در مصرف انرژی (کاهش میزان مصرف انرژی در اثر عایق بودن در مقابل سرما و گرما) متاثر از استفاده از بتن سبک در ساخت می باشد
عکس
کاربردها و موارد استفاده :
به صورت بلوک های i هبلکس CLC و NAAC در ابعاد مختلف به جای آجر یا اجر سفال (خشت) در دیوارچینی ساختمان ها و پروژه ها
– به صورت فوم بتن در کف سازی ساختمان ها بجای پوکه ریزی و شیب بندی ساختمان ها که موارد مصرف گسترده ای دارد
مزیت های و مشخصات بلوک سبک چیست؟
عایق حرارت و صدا:
بر اساس نتایج به دست آمده از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، ضریب هدایت حرارتی بلوک سبک برابر w/m°k 2/0 می باشد. به طوری که عایق بندی حرارتی با بلوک سبک به ضخامت 10 سانتی متر برابر 30 سانتی متر بلوک سفال می باشد. بلوک clc تامین کننده الزامات 19 مقررات ملی ساختمان بدون نیاز به عایق دیگر می باشد و نیز با داشتن بافت متخلخل و اسفنجی، این نوع بتن دارای جذب صوت مناسب می باشد و از آن می توان جهت احداث اماکن مسکونی، بیمارستان ها و نیز مراکز آموزشی و پرورشی استفاده کرد.
مطابق با آخرین تست مراکز تحقیقات و مسکن دارای افت صوتی 49 دسی بل در ضخامت 15 سانتی متر می باشد.
مقاومت در برابر زلزله:
بلوک های سبک هبلکس ,naac,clc به نسبت در مقایسه با آجر و بتن، سبک تر هستند، سبکی مصالح ، مقاومت مصالح در مواجهه با زلزله را افزایش می دهد و به همان نسبت شانس کمتری را برای وقوع تلفات و آسیب به زندگی انسان پدید می آورد واضح است که توانایى مصالح جهت مقاومت در برابر آتش به توانایى مقاومت در برابر انتقال حرارت بستگى دارد – زمان مطلوب طبق استاندارهاى مجاز 4 ساعت می باشد – این محصول به دلیل استفاده از مواد اولیه مناسب حرارت را به کندی انتقال می دهد . لذا با مقاومتى بیش از 5 ساعت به عنوان یک دیوار ضد آتش در ساختمان های مهم همچون کتابخانه ها ، بیمارستان ها ، انبارها و برج های مسکونى واداری جهت جلوگیرى از گسترش آتش استفاده می گردد.
وزن مخصوص کم و دوام زیاد
بلوک سبک وزنی معادل ⅓ سایر محصولات بتنی رادار است.یعنی بین 600 تا 700 کیلوگرم بر سانتی متر مربع .وزن کم موجب کاهش بار مرده و مقاومت بیشتر ساختمان در برابر زلزله و همچنین کاهش هزینه های سازه ای می گردد
افزایش سرعت اجرا، سهولت در حمل ونقل ،قابل برش و شکل پذیر
دیوارچینی با بلوک سبک به دلیل بزرگ بودن قطعات به اسرعت بیشتری انجام می شود
بلوک سبک را به راحتی می توان برش داد و به دلیل توپر بودن و خراش پذیری آن، لوله کشی برق و نصب تجهیزات برقی بر دیوارهای ساخته شده از آن سریع،تمیز و به سهولت انجام می شود لذا موجب کاهش هزینه اجرا می گردد.
مقاومت در برابر نفوذ و رطوبت آب
نظر به اینکه فوم بتن در قشرهای سطحی دارای تخلخل فراوان می باشد درنتیجه شکاف های مویین و درزهای کمتری در سطح ایجاد می شود اگر پوشش فوم بتن باضخامت کافی مورداستفاده قرار گیرد در مقابل نفوذ باران و رطوبت مقاومت مطلوبی خواهد داشت.
همخوانی با دیگر مصالح ساختمانی
سازگاربامحیط زیست
مقاومت در برابر آتش:
این نوع بلوک به دلیل استفاده از مواد اولیه سیلیسی، نسوز بوده و حرارت به کندی انتقال می دهد.
ضخامت دیوار
مقاومت در برابر آتش
10 سانتی متر
4 ساعت
15 سانتی متر
6 ساعت
20 سانتی متر
8 ساعت
مشخصات فنی بلوک سبک:
جذب آب حجمی (%)
مقاومت فشاری(kg/cm2)
ضریب هدایت حرارت(w/m°k)
وزن مخصوص خشک(kg/cm3)
20- 15
25-20
2/0
650-600
چرا بلوک سبک تولید کنیم
دلایل متعددی را می توان ذکر کرد که تولید بلوک سبک هم به لحاظ سوددهی و هم مزیت و هم آینده روشنی که دارد می تواند گزینه بسیار مناسبی برای سرمایه گذاری و تولید باشد
در ذیل اشاره کلی از مزیت های این محصول و جمع بندی کلی آورده شده است
مزیت ها :
– عایق حرارتی و کاهش مصرف انرژی در ساختمان
– مقاومت در مقابل رطوبت و صدا به جهت مصرف فوم
– مقاوم در مقابل زلزله
– کاهش چشمگیر وزن سازه
– سازگاری با محیط زیست
– مقاومت فشاری بالا
– عدم استفاده از سوخت های فسیلی در فرآیند تولید
– ایجاد مزیت نسبی برای ساختمان های ساخته شده با این محصول
مزیت های اقتصادی برای مصرف کننده :
– قابل رقابت با مصالح سنتی
– کاهش هزینه دستمزد اجرایی به دلیل سرعت نصب بسیار بالا
– سهولت در نصب چارچوب های در و پنجره
– سهولت در اجرای عملیات برقی و تاسیساتی
– کاهش هزینه حمل ونقل و پرت بسیار کم در زمان جابجایی و اجرا
– عدم نیاز به گچ وخاک در صورت اجرای مناسب
مزیت های بلوک برای تولیدکننده
مجاب و راضی کردن آسان مشتری به دلیل مزیت های فراوان محصول
سود قطعی 30 درصد به بالا
عدم نیاز به سوخت در پروسه تولید
بازگشت سریع سرمایه اولیه
آینده روشن و قطعی رو به رشد این محصول و فراگیر شدن آن ( در کشورهای توسعه یافته هیچ محصول دیگری نتوانسته جایگزین این محصول شود )
سرمایه گذاری پایین حداقل 70 میلیون تومان الی 350 میلیون تومان که حدود 25 هزار دلار الی 100 هزار دلار می باشد
مقدار مصالح موردنیاز برای تولید یک مترمکعب بلوک
مواد اولیه:
1.
1. سیمان 250 – 300 کیلوگرم در هر مترمکعب
2. ماسه بادی (ریگ) یا میکرو سیلیس ٣٠٠ کیلوگرم در هر مترمکعب
3. ماده حجم دهنده در هر مترمکعب برای بلوک CLC مبلغ فوم 2500 تومان و برای naac پودر آلومینیوم مبلغ 10 هزار تومان
4. هزینه نیروی کار گری برای هر مترمکعب 6000 تومان است ( در نظر داشته باشید که هرچه میزان تولید در یک نوبت یعنی 8 ساعت بیشتر باشد هزینه های تولید پایین تر خواهد امد)