sunyboy
01-23-2012, 01:52 PM
بتن
سنگ روان در خدمت معماری نوین
بتن که میزان تولید آن بالغ بر 8/3 بیلیون مترمکعب در سال تخمین زده می شود، به علت دارا بودن خواص و ویژگی های ممتاز و نیز در دسترس بودن مصالح آن، پس از آب، پرمصرف ترین ماده روی زمین به شمار می رود. بتن در همه جا موجود است و در یکصد سال اخیر، استفاده از آن در ساخت بناهای مسکونی و اداری، پیاده روها، راه ها و جاده ها و نیز انواع مختلف ساختمان های فنی عملکردی از قبیل کارخانه ها، پارکینگ ها، متروها، فرودگاه ها، پل ها، سدها، سیلوها، سازه های دریایی، رآکتورهای اتمی و سازه های مقاوم در برابر انفجارات و زلزله، مقبولیتی همگانی پیدا کرده است.
چنانچه از عنوان این نوشتار برمی آید، بتن یک ماده متناقض است. بتن با اینکه تداعی کننده مفهوم سختی است، لیکن در ابتدای فرآیند اختلاط مواد تشکیل دهنده اش، نرم و روان است؛ اگرچه بتن، بر اساس تعریفی که از آن سراغ داریم، یک ماده پیوندی و چندرگه است که از اختلاط سیمان، آب، ماسه و مصالح دانه ای معدنی از قبیل شن یا سنگریزه به دست می آید، اما معمولا به عنوان یک ماده یکپارچه و دارای شخصیت مستقل در نظر گرفته می شود. بتن شکل ذاتی و طبیعی بخصوصی ندارد و از این رو باید با استفاده از قالب بندی به شکل معینی درآورده شود؛ یعنی شکل و بافت نهایی بتن را قالبی که بتن به درون آن ریخته می شود، تعیین می کند.
بتن می تواند هر رنگ، بافت و طرحی را به خود بگیرد، از این رو شاید بتوان آن را به یک آفتاب پرست تشبیه کرد. رنگ بتن اغلب خاکستری ست، اما از طریق انتخاب سیمان و مصالح دانه ای مناسب یا با استفاده از رنگدانه های شیمیایی می توان به آسانی آن را در رنگ های سفید، قهوه ای یا حتی قرمز روشن تولید کرد. بتن بسته به قالب مورد استفاده در تولید آن، می تواند صاف و ساده یا دارای طرح های دقیق و پیچیده باشد؛ بتن می تواند همچون شیشه صاف باشد یا همچون صخره زمخت و ناصاف. بتن ممکن است بدون پرداخت رها شده یا همچون یک تندیس به دقت روی آن کار شود. در واقع، بتن، با توجه به ویژگی های خاص سطح آن، یک فرآورده واحد نیست، بلکه طیف گسترده ای از مصالح را دربرمی گیرد که از نظر بافت، رنگ و بیان معمارانه از قابلیت های بی شماری برخوردار است.
ترکیب مقاومت فشاری سنگ و مقاومت کششی فولاد در بتن مسلح، سازه های بتنی را قادر به تحمل وزن بسیار زیاد و پوشش دهانه های بزرگ می سازد. از آنجایی که عناصر تشکیل دهنده سازه بتن مسلح می توانند بصورت یک شبکه پیوسته و یکپارچه، به هم بافته شوند، استفاده از بتن مسلح در طراحی سازه، آن را از قابلیت انعطاف پذیری بی نظیری برخوردار می کند. معماران و مهندسان از این ویژگی برای خلق عناصر ساختمانی مختلف، از صفحات بتنی یکپارچه گرفته تا قاب های سازه ای سه بعدی و کنسول های عظیم و مهیب، بهره می گیرند.
بررسی تاریخی کاربرد بتن در معماری نشان می دهد که بتن توسط معماران رومی و صدر مسیحیت مورد استفاده قرار می گرفت، اما در قرون وسطی و رنسانس اغلب بی استفاده ماند، تا آنکه در نیمه دوم قرن نوزدهم بار دیگر، عمدتا برای مصارف معمولی، مورد توجه قرار گرفت، بویژه در مواردی که ساخت ارزان، قابلیت ایجاد دهانه های عریض و نسوز بودن، ضرورت به کارگیری آن را ایجاب می کرد. مسلح کردن بتن نیز که برای این کار میلگردهای فولادی را به منظور استحکام بیشتر در میان بتن قرار می دادند، به دهه 1870 باز می گردد. معماران قرن نوزدهم بعضا به قابلیت های بتن مسلح خیلی اطمینان نداشتند و نسبت به آن بدگمان بودند. بتن در آن زمان یک ماده خیلی جدید به شمار می رفت و ویژگی های آن برای معماران بخوبی قابل درک نبود، زیرا فاقد یک فرم ذاتی و پایدار بود. جالب آنکه این دقیقا همان خصوصیتی است که بتن را برای بسیاری از معماران امروز به وسیله ای امیدوارکننده جهت تحقق ایده هایشان تبدیل می کند.
پدیده بتن در چند سال آخر قرن نوزدهم که معماران سعی کردند سبکی مبتنی بر این مصالح بیابند، آشکارتر شد. در حالی که یکی از طراحان احتمالا چنین استدلال می کرد که ویژگی انعطاف پذیری بتن آن را به ماده ای مناسب برای بیان گرایی هنری در معماری تبدیل می کند، دیگری ممکن بود بر نقش روش قاب و قاب بندی تکیه کند و مدعی ارزش گذاری بر نمونه های پیشین گوتیک یا حتی شیوه های معماری فولاد و شیشه شود. نظریات مشابه مختلفی نیز با توجه به جنبه بیرونی بتن ابراز می شد، بدین معنا که یک معمار، بتن را ماده ای معمولی و پیش پاافتاده و نیازمند پوشانیده شدن با کاشی ها و روکارهای آجری می دانست و دیگری از زیبایی ذاتی آن دم می زد که به همین دلیل باید نمایان می ماند. استفاده گسترده و فراگیر از بتن مسلح در معماری حدودا به نیمه اول قرن بیستم باز می گردد. این ماده جدید به دلیل برخورداری از قابلیت استفاده در بناهای مختلف و نیز فرم پذیری قابل توجهش، در آن زمان در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار گرفت و با سرعت شگفت آوری تاثیرات خود را در معماری بر جای گذاشت و بین سالهای 1910 و 1920، تقریبا به علامت مشخصه معماری جدید تبدیل شد. شاید از بسیاری جهات بتوان گفت خردگرایی و بتن مسلح دو عنصری بودند که سرانجام در دوره افتخارآمیز معماری مدرن در دهه 1920 در یکدیگر ادغام شدند؛ معماران خردگرای این دهه که بتن را به لحاظ برآورده کردن نیازهای اساسی چون ارزانی، یکسان سازی، نورپردازی کافی، تهویه گسترده و فضاهای داخلی انعطاف پذیر و نامحدود، ماده ای مناسب یافته بودند، در سطح وسیع آن را مورد استفاده قرار دادند.
آگوست پره مهندس معمار فرانسوی، نخستین کسی ست که بتن مسلح را به عنوان وسیله ای برای بیان مقاصد معماری شناخت و به کار برد. آپارتمان های مسکونی که او با استفاده از قابلیت های هنری بتن مسلح ساخت، منزلت بتن را در عالم معماری افزایش داد. فرانک لویدرایت نیز یکی از معماران برجسته آمریکایی است که در پروژه هایش از قابلیت های این ماده جدید استفاده فراوانی کرده است. ارزانی بتن و قابلیت ایجاد دهانه های عریض با استفاده از آن، باعث روی آوردن او به این ماده شد. علاوه بر این، او با بتن براحتی می توانست به ایده های فضایی خود جامه عمل بپوشاند. رایت به خاطر تاکید هنری و حرفه ای اش بر ماهیت مصالح، سطح بتن را در اغلب کارهایش عاری از پوشش باقی می گذاشت. پتانسیل تقریبا نامحدود بتن جهت خلق فرم ها و سطوح انتزاعی، برخورداری از قابلیت تطابق با شرایط و کارکردهای مختلف و نیز داشتن استحکام بالا، بتن را در حال حاضر به یکی از مصالح پرطرفدار و مورد توجه در میان بسیاری از معماران و مهندسان تبدیل کرده است. بتن به خاطر داشتن خاصیت انعطاف پذیری بالا، آزادی عمل قابل توجهی در اختیار طراحان و معماران قرار می دهد. بتن، همانند خاک رس در دستان یک تندیس گر، برای معماران امکان خلق ساختمان هایی را فراهم می کند که به طور منحصر به فردی گیرا، جالب توجه و از نظر هندسی متهورانه است. فرم ها و ترکیباتی که ساختن آنها پیش از ابداع بتن مسلح، با استفاده از سایر مصالح متداول دشوار یا غیرممکن بود، با استفاده از بتن مسلح اغلب به آسانی قابل دستیابی هستند. به جرات می توان گفت که بدون استفاده از بتن، اجرای برخی از زیباترین و نوآورانه ترین آثار معماری معاصر جهان هرگز قابل تصور و تحقق نبود.
امروزه بتن با گذشت سالها از پیدایش و کاربرد آن به صورت کنونی، دستخوش تحولات و پیشرفت های شگرفی شده است. از زمان شروع استفاده گسترده از بتن مسلح در ساخت وسازها (در بیش از یک قرن قبل)، برخی انگاره های بنیادی درباره خواص این ماده و محدودیت های آن تاکنون با چالش و تردید جدی مواجه نشده بودند، اما در سالهای اخیر، با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی، تحقیقات متعددی روی خواص بتن صورت گرفته و در حال حاضر طیف متنوعی از فرآورده های آن ابداع و به بازار عرضه شده اند که این قبیل انگاره ها را به چالش کشیده و آزادی بیشتری جهت تجربه و ابداع در اختیار معماران و مهندسان قرار داده اند. بر این اساس است که در سالهای اخیر، معماران مختلف در پروژه هایشان برخی از انگاره های غالب درباره فرم معماری و فناوری بتن را به چالش کشیده و رویکرد های جدیدی را در هر دو زمینه ارائه کرده اند. بسیاری از معماران نیز با کاربرد هوشمندانه بتن، از آن به عنوان ابزاری جهت خلق زیبایی در آثارشان بهره جسته اند. البته با توجه به پیشرفت های سریع و روزافزون صنعت بتن در سالهای اخیر، به نظر می رسد در سالهای آینده شاهد استفاده گسترده تری از قابلیت های بتن در عرصه معماری خواهیم بود
فوق روان کننده و کاهش دهنده شدید آب بتن
فوق روان کننده بر اساس الزامات استاندارد ASTM-C494 Types A& F ساخته می شوند این مواد را بعنوان روانسازهای بتن و فوق روانسازهای بتن مصرف کنند و براساس استاندارد 2930 ایران ساخته می شوند.
گفتنی است این مواد ممکن است توسط تولید کنندگان بتن آماده و قطعات پیش ساخته بتنی برای تولید کار آمد و مقرون به صرفه زمانی که شکل پذیری زیاد بتن و افزایش مقاومت اولیه و نهایی مد نظر است ، مورداستفاده قرار گیرند .
باید اشاره کرد این محصولات در کاهش آب بسیار موثر بوده تا جایی که وقتی به عنوان یک کاهش آب دهنده شدید آب بتن مورد استفاده قرار می گیرند در مقادیر متعارف می تواند به سادگی بین 20%-18% کاهش در میزان آب مصرفی ایجاد نماید ودر مواردی در بتنهای خاص و با استفاده از مقادیر متعارف، کاهش آب تا حداکثر 40% نیز ممکن شده است .
همچنین خاصیت روان کنندگی زیاد این مواد سبب می شود بتنی با اسلامپ زیاد، روان و خود تراز شونده حاصل گردد . کارآیی این بتن نسبت به بتن معمولی بسیار شگرف و قابل تمایز است . بطوریکه بتن با حداقل عملیات و ویبره کردن یا حتی به خودی خود ، در حالیکه مصرف آب آن به حداقل رسیده در قالب جای می گیرد .
شایان ذکر است از ترکیب خواص فوق روان کنندگی و کاهش دهندگی شدید آب بتن مزایای زیر حاصل می گردد :
مقاومت اولیه زیاد امکان تسریع در عملیات بازکردن قالبها و باعث استفاده مقرون به صرفه تر از قالبهامی شود، مقاومت اولیه و نهایی زیاد برای بتن پر مقاومت و مقرون به صرفه، افزایش کار آیی باعث کاهش هزینه های استهلاک و سختی کار می گردد و افزایش اسلامپ ،امکان تولید بتنی خود تراز شونده رابوجودمی آورد، مقاومت نهایی بالاتر به مهندسین محاسب قدرت انعطاف بیشتری را در ارائه یک طرح بهینه اقتصادی ارائه می دهد .
خاصیت فوق العاده روان کنندگی باعث تسهیل در پمپ نمودن و کاهش نیاز به ویبره کردن بتن می گردد .
نسبت آب به سیمان کاهش یافته ، دوام و تراکم بیشتر بتن را با کاهش نفوذپذیری بتن باعث می شود
آرماتورهای غیر فولادی در بتن
در سال های اخیر استفاده محدودی از آرماتورهای غیر فلزی آغاز گشته است هر چند تحقیقات بر روی کاربرد وسیعتر آنها و عملکرد دراز مدت این نوع آرماتورها ادامه دارد این 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 اند.
خاصیت عمده این آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگی آنهاست که می تواند در محیط های بسیار خورنده دوام دراز مدتی داشته باشند. علاوه بر این مقاومت بالا، مقاومت به خستگی بالا، ظرفیت بالای تغییر شکل ارتجاعی، مقاومت الکتریکی زیاد و هدایت مغناطیسی پایین و کم این مواد از مزایای آنها شمرده می شود. البته این مواد معایبی چون کرنش گسیختگی کم و شکننده بودن و خزش زیاد و تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط حرارتی آنها در مقایسه با بتن را به همراه دارند.
اخیراً از الیاف مختلف شبکه هایی بافته شده و به صورت یک شبکه آرماتور در سطح بتن برای کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنین در دیوارهای نمای بتنی ازآن استفاده می کنند. تحقیقات روی کاربرد صفحات الیافی به جای صفحات فولادی برای تقویت قطعات خمشی و تیرها و دال ها به ویژه در پل ها ادامه دارد. این صفحات با رزین های اپوکسی به نواحی کششی از خارج اتصال داده می شود. کاربرد 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.
بتن ایران ، یک پنجاهم استاندارد
بگفته رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در کشور ما عمر قطعات بتن از 5 تا 10 سال تجاوز نمی کند. در حالی که این قطعات در دنیا بیش از 500 تا هزار سال دوام دارند بتن از جمله مصالح ساختمانی است که در چند سال اخیر به دلیل میزان بالای اهمیت آن در فرآیند ساخت و ساز مشمول استاندارد اجباری شده است. اما اینکه این استاندارد تا چه حد اجرا میشود به اعتقاد بسیاری از دست‌اندرکاران این حوزه رضایت‌بخش نیست.
دکتر قاسم حیدری‌نژاد رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در خصوص وضعیت بتن در کشور گفت: بتن به عنوان پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در کشور به صورت گسترده‌ای استفاده میشود و به همین دلیل حضور دستگاه‌های نظارتی باید در آن جدی‌تر باشد.
وی افزود: البته موسسه استاندارد برای اعمال این استاندارد تلاش می‌کند اما به دلیل گسترده بودن حوزه توزیع و استفاده از بتن این نظارت پررنگ و محسوس نیست.
حیدری‌نژاد با بیان اینکه در کشور ما سالانه حدود 80 میلیون مترمکعب بتن مصرف میشود، گفت: تولید سیمان در رابطه با تهیه بتن کافی است و در حوزه تولید سیمان تقریبا به مرز خودکفایی رسیده ایم. گر چه این موضوع در مواقعی که اندکی افزایش و کاهش این محصول به وجود می‌آید، منجر به شکل گرفتن بازار سیاه سیمان میشود.
رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با بیان اینکه تولید سیمان به دلیل استفاده فراوان از انرژی و آلوده کردن محیط‌زیست، گران تمام میشود، گفت: متاسفانه سیمان در کشور ما به شکل نامناسب مصرف میشود و مردم گاه برای کارهای بی‌ارزش از سیمان استفاده می کنند.
وی افزود: با استفاده از پوزولان ها یا افزودنی‌های پرحجم که تا میزان 70 درصد می‌توان به بتن اضافه کرد باید مصرف سیمان را پایین آورد.
حیدری‌نژاد گفت: در کشور ما عرف است که با مصرف سیمان بیشتر در بتن سعی در مقاوم کردن محصول دارند. در حالی که در دنیا برای این منظور از نسبت‌های استاندارد بهره می‌گیرند.
وی با اشاره به اینکه امروز در دنیا علاوه بر مقاومت بر دوام بتن هم بسیار تاکید دارند، گفت: به طور مثال جداول بتنی کنار خیابان را در نظر بگیرید. در کشور ما به دلیل عمر کوتاه این جدول ها، دایم در حال تعویض آن هستند. عمرقطعات بتنی در کشور ما حدود 5 تا 10 سال است، در حالی که عمر مفید یک سازه بتنی در دنیا بین 500 تا هزار سال است.
حیدری‌نژاد، با بیان اینکه 2 تا 3 مشکل فرعی بتن در حال حاضر در کشور ما تبدیل به مشکل اصلی شده است، گفت: تهیه بتن در کارخانه‌ای باید صورت گیرد که امکانات و نیروی کار ماهر در اختیار داشته باشد. ضمن اینکه استفاده از سیمان تیپ‌های مختلف در آماده کردن بتن هم از جمله آن موارد فرعی است که به دلیل رعایت نشدن محصول غیراستاندارد میشود.
حمل بتن آماده از مراکز تولید به پای کار هم از مشکلات عمده این صنعت محسوب میشود. از آنجایی که کارخانه‌های فراوری بتن دور از شهر قرار می‌گیرند سیستم حمل و نقل بتن و رعایت استاندارد در ماشین‌آلات حمل و نقل از اهمیت فوق‌العاده‌‌ای برخوردار است.
حیدری نژاد در این خصوص می گوید: اما متاسفانه به همین دلایل بتن بعد از رسیدن به مقصد از حالت استاندارد خارج می شود و کمی سفت‌تر میشود. در این مواقع کارگران ساختمانی به بتن آب اضافه می کنند که این کار از نظر ظاهری بتن را به شکل اولیه‌اش برمی‌گرداند، اما بتن از حالت استاندارد خارج می شود و کیفیت خود را از دست می دهد.
رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با اشاره به تاثیر نیروی کار ماهر در صنعت بتن در توصیف وضعیت کشور به لحاظ رعایت موازین و استانداردهای علمی در تولید بتن آماده گفت: در رابطه با صنعت بتن آماده در مرحله گذار قرار داریم. یعنی از خواب بیدار شده‌ایم اما کاملا هوشیار نیستیم.به همین دلیل هیچ آمار و ارقامی در مورد میزان تولید و استفاده استاندارد و غیراستاندارد هم در این صنعت در دست ما نیست.
وی با بیان اینکه مسولان از وضع موجود صنعت بتن در کشور راضی و خشنود نیستند، گفت: فکر می‌کنم ظرف یک دوره 3 تا 5 ساله وضعیت بتن بهتر از حال حاضر شود. چون حرکت‌های مثبتی در این زمینه شکل گرفته است.
وی برگزاری روز بتن را یکی از حرکت‌های مثبت در این خصوص دانست و گفت: این همایش در راستای آماده‌سازی نیروهای جوان متخصص و تشویق شرکتهای موفق در تولید بتن می‌تواند در درازمدت تاثیرگذار باشد.
تولید بتن سبک از پسمانده های هسته ای برای کاهش تشعشعات
محققان و پژوهشگران ایرانی موفق شدند از پسمانده های هسته ای بتن سبک تولید کنند.
طبق گزارش دبیرخانه نخستین همایش سبک سازی ساختمان به نقل از حمیدرضا وثوقی فر ، عضو انجمن مهندسان عمران امریکا ، با توجه به حرکت کشورهای جهان برای دستیابی به تکنولوژی صلح آمیز هسته ای برای تولید انرژی مفید، پسمانده های هسته ای حاصل از فعالیت های هسته ای نیز افزایش می یابد.
وی افزود: محققان و پژوهشگران ایرانی تحقیقات خودشان را بر روی کاهش اثرات منفی پسمانده های هسته ای متمرکز کرده و موفق شدند با همکاری یکی از دانشگاه های صنعتی انگلستان بتن های سبک را از پسماند ه های هسته ای تولید کنند.
وی اظهار داشت: گروه محققان ایرانی با کاربرد پسمانده های هسته ای در ساخت بتن خاص با مقاومت های مناسب دریافتند ترکیبات هیدراتاسیون وسایر واکنش های شیمیایی بتن تا حدود قابل توجهی از تشعشعات این مواد می کاهد و راهکار بسیار مناسبی برای استفاده مجدد از پسمانده های هسته ای است.
دبیر اولین همایش زلزله وسبک سازی ساختمان گفت: نتایج تحقیقات موید این مطلب است که این مطلب می تواند تشعشعات را تا حدود 60 درصد کاهش دهد که برآیند این تحقیق می توان در ارتباط با کاهش خطر آفرینی پسماند ه های دیگر حاصل از فعالیت های شیمیایی مواد وغیره استفاده کرد.
وی کاربرد بتن سبک تولیدی از پسمانده های هسته ای را با توجه به ویژگی های خاص آن در ساخت دیوارهای برثی و تیرهای فرعی در بخش های مختلف سازه های عمرانی عنوان کرد.
مهندس وثوقی فر اشاره کرد: با این حال با وجود محقق شدن تمامی تحقیقات صورت گرفته در این زمینه می توان امیدوار بود که محیط زیستی عاری از هر نوع آلودگی هسته ای را در کنار توسعه این صنایع داشته باشیم
به گفته وی، این نوع بتن در کارگاه تخصصی اولین همایش زلزله و سبک سازی ساختمان و با حضور متخصصان ایرانی و خارجی تولید می شود.
شایان ذکر است این همایش در روز ششم و هفتم مهر ماه سال جاری در دانشگاه قم برگزار می شود .
مقابله با خوردگی بتن
مساله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده کشورهای مختلف حهان است.
این مساله در کشورهای در حال توسعه و در کشورهای حاشیه خلیج فارس بسیار شدید تر می باشد.سازه های بتنی زیادی دچار خوردگی و فرسودگی زودرس گردیده اند. مهندس محمد ذوالقدر گفت: اگر از بتنی با مشخصات فنی این مناطق انتخاب و در اجرا و عمل آوری بتن از افراد کاردان استفاده شود بسیاری از مشکلات و معضلات بتن بر طرف خواهد شد.
وی افزود برای پیشگیری از این موضوع در سال های اخیر روش ها و موادی توصیه و بکار گرفته شده است که تا حدی جوابگوی مسئله بوده است.
وی خاطر نشان کرد استفاده از آرماتورهای ضد زنگ و نیز آرماتورهای با الیاف پلاستیکی FRP یکی از این روش هاست که به علت گرانی آن هنوز توسعه نیافته است.
همچنین وی اشاره کرد از روش های دیگر ، کاربرد حفاظت کاتدی در بتن می باشد که این روش نیاز به مراقبت دائم دارد و نسبتا پر خرج است ولی روش مطمئنی است .
وی افزود برای حفاظت آرماتور چند سالی است که ار آرماتور با پوشش اپوکسی استفاده می شود . به هر حال اگر از پوشش سالم استفاده شود می توان 10 تا 15 سال خوردگی را عقب انداخت.وی در ادامه گفت: برای محافظت آرماتور و کم کردن نفوذ پذیری ، پوشش های سطحی نیز روی بتن آزمایش شده است .که این پوشش ها اغلب پایه سیمانی یا رزینی دارند که با دقت روی سطح بتن اعمال می گردند.لازم به ذکر است عملکرد دوام این پوشش به شرایط محیطی وابسته بوده و در بعضی محیط ها عمر کوتاهی دارد .
وی اضافه کرد ، روی هم رفته پوشش های پایه سیمانی هم ارزانتر بوده و هم به علت سازگاری با بتن پایه، پیوستگی و دوام بهتری در محیط های خورنده و گرم از خود نشان می دهد.
برای نخستین بار در کشور بتن غلطکی RCCP با موفقیت اجرا شد
یک شرکت تحقیقاتی بتن توانست بتن غلطکی RCCP که جایگزین مناسبی برای آسفالت می باشد را در شهرستان هشتگردبرای اولین بار با موفقیت اجرا کنند.
کارشناسان این مرکز درباره نقش و جایگاه بتنهای غلطکی RCCP معتقدند که با توجه به مسائل زیست محیطی ناشی از آسفالت در کنار دوام اندک آسفالت در برابر تغییرات جوی، ضربه پذیری و سایش، موضوع بتن RCCP از دهه های گذشته در کشورهای توسعه یافته مورد توجه قرار گرفت به نحوی که در حال حاضر بیش از 80 درصد معابر سواره رو در اغلب کشورهای توسعه یافته با استفاده از بتن غلطکی اجرا شده است
مدیر این مرکز تحقیقاتی در ادامه افزود،تکنیک ساخت معابر سواره رو در دنیا دستخوش تغییرات وسیعی شده است و بخاطر واکنش‌های مختلفی که در مواد نفتی به مرور زمان بوجود می آید، موضوع تغییر بافت خیابان‌ها و اتوبان‌ها جایگزینی RCCP را پیش روی کشور های توسعه یافته قرار داده است و وضعیت امروزی خیابان‌ها در کشورهای در حال توسعه در وضعیتی است که ناشی از بی توجهی به فن آوری های جدید است لذا باید مدیران و صاحبان صنایع برای وارد کردن فناوری های جدید به هماهنگی برسند؛ در غیر اینصورت وضعیت نادرست موجود در بخش‌های مختلف ادامه خواهد داشت....
وی همچنین درباره دلایل توجه به بتن غلطکی میگوید: «همه ساله صدها میلیارد تومان در کشور ما برای تأمین روکش آسفالت خیابان‌ها هزینه می شود که پس از گذشت یک تا 5 سال این آسفالت مجدداً بایستی تعویض شود، این مسئله باعث شکل گیری نارضایتی های وسیعی در بین همه اقشار جامعه شده است.و البته ابعاد فقدان کیفیت آسفالت خیابان ها در همین جا به پایان نمی رسد بلکه باعث آبروریزی ملی و بین المللی برای صنعت و جامعه مهندسی نیز شده است
به گفته این محققان ، پیچیدگی‌های بتن غلطکی به مرحله اجرا و دانش فنی تولید منتهی می شود و به نظر می رسد با تجربیاتی که بدست آمده می توان امروزه گفت که تکنولوژی ساخت خیابان و اتوبان‌های با دوره دوام بالا نیز در کشور ما بومی شده است، لیکن بایستی ببینیم که مسئولین تا چه حد از این دست آورد استقبال می‌کنند.
خواص کامپوزیت های FRP
بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه های آمریکا هنگام بررسی پلها از نظر سازه ای به دلیل پوشش کم بتن ، طراحی ضیعف ، عدم مهارت کافی هنگام اجرا و سایر عوامل همانند شرایط آب و هوایی سبب ایجاد ترک در بتن و خوردگی آرماتور های فولادی شده است.
پس از سالها مطالعه بر روی خوردگی ، FRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتن پیشنهاد شده اند.
سه نوع میلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاری آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند.
از این مواد به جای آرماتور های فولادی یا کابلهای پیش تنیده در سازه های بتنی پیش تنیده و یا غیر پیش تنیده استفاده می شود. مواد FRP موادی غیر فلزی و مقاوم در برابر خوردگی است که در کنار خواص مهم دیگری همانند مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور مناسب می کند.
از آنجایی که FRP ها مصالحی ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبرورزین مورد استفاده ، سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد.
به طور کلی مزایای آن به صورت زیر دسته بندی می شود:
1-مقاومت کششی بیشتر از فولاد
2- یک چهارم وزن آرماتور فولادی
3- عدم تاثیر در میدانهای مغناطیسی و فرکانس های رادیویی ، برای مثال تاثیر روط دستگاه های بیمارستانی
4- عدم هدایت الکتریکی و حرارتی
لذا به دلیل مزایای بالا به عنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتورهای فولادی در سازه های دریایی ، سازه پارکیمگ ها ، عرشه های پل ها، ساخت بزرگراه هایی که بطور زیادی تحت تاثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدانهای مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد می کند.
بررسی اثر دوده سیلیسی بر سازه های بتنی
اثر دوده سیلیس بر مقاومت و نفوذ پذیری مخلوط های بتن غلتکی سد سازی با خمیر سیمان کم یا متوسط یکی از موضوعاتی است که آقایان مهندس علیرضا باقری و مهندس مجتبی محمودیان ، مورد بررسی و پژوهش قرار داده اند.
به گفته ایشان عدم تولید خاکستر بادی در کشور و ابهامات موجود در خصوص فعالیت و یکنواختی پوزولان های طبیعی ایران، موانعی در دسرسی به مخلوط های بتن غلتکی می باشد.
به عقیده این محققان جایگزین دیگری که به عنوان ماده افزودنی معدنی می تواند مد نظر قرار گیرد ، سوپر پوزولانی به نام دوده سیلیسی است که به صورت محصول جانبی صنایع فروسیلیسیم در کشور تولید می شود.
گفتنی است، نتایح تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده برای ارزیابی اثر کاربرد درصدهای مختلف دوده سیلیسی در ارتقاء کیفیت بتن غلتکی با مواد سیمانی کم یا متوسط ، نشانگر تاثیر قابل ملاحظه ای در افزایش مقاومت فشاری و کشش مخلوط های بتن غلتکی می باشد
ایشان در ادامه می افزایند: بهبود مقاومت بین 25 تا 60 درصد جایگزینی اثر دوده سیلیس به میزان 5 تا 15 درصد مواد سیمانی صورت گرفت. همچنین آزمایشات نفوذ پذیری انجام شده روی نمونه ها ، نشانگر کاهش قابل ملاحظه نفوذ پذیری در اثر کاربرد اثر دوده سیلیسی می باشد.
شایان ذکر است مهندس اسماعیل گنجیان و مهندس همایون صادقی پویا معتقدند استفاده از دوده سیلیسی در ساخت سازه های بتنی دریایی نظیر اسکله ها و بنادر با هدف افزایش دوام در دهه اخیر افزایش چشمگیری داشته است.
همچنین ایشان به بررسی دوام نمونه های خمیر سیمان و بتن با کاربرد سیمان نوع 2 همراه با 7 و 10 درصد اثر دوده سیلیس به عنوان جایگزین سیمان در شرایط عمل آوری در آب معمولی ، در ساحل دریا و در مخزن شبیه سازی تر وخشک در مقاومت فشاری و جذب موئینه آب پرداخته اند.
گفتنی است نمونه های حاوی دوده سیلیسی در شرایط تر و خشک افت مقاومت شدیدتری در طی زمان 180 روز پس از ساخت ، نسبت به نمونه های عمل آوری شده در آب معمولی نشان داده اند.
همچنین باید اشاره کرد با افزایش میزان اثر دوده سیلیس ، میزان جذب آب نمونه ها در شرایط مخرب ساحل دریا و شرایط جذر و مد متناوب و مخزن شبیه سازی تر و خشک ، افزوده شده است.
بلوک های بتنی بدون ملات
مهندس محمد هادی زنجانی در مقاله ای به بررسی ویژگی های بلوک بتنی بدون ملات پرداخته اند.
وی در این مقاله می نویسد: سیستم همبندی بلوک ها ( Intralock System ) یک نوع سیستم بلوک های ساختمانی بدون ملات است که شامل شش نوع ترکیب مختلف از بلوک ها می باشد.وی در ادامه می افزاید ، هر بلوک به سه قسمت توخالی جدا از هم با جداره هایی با صخامت کم تقسیم شده است.گفتنی است این نوع بلوک های بدون ملات روی هم قرار می گیرند و قسمت توخالی مرکزی آن با دوغاب سیمان پر می شوند وبه صورت صلب بتنی در می آیند.
مهندس زنجانی در ادامه خاطر نشان کرد دوغاب سیمان در میان و اطراف بلوک ها جریان یافته سبب پیوند بلوک به بلوک های کناری می گردد و همه بلوک ها و دیوارها بدون استفاده از ملات در اتصالات شبکه ای همانند شبکه تیر هاو ستونها تشکیل می دهند.
شایان ذکر است دو فضای تو خالی دیگر بلوک با ایجاد کانال های هوای داخلی و خارجی در امتداد قائم و افقی سبب عایق بندی و ایجاد خاصیت ضد صدا و ضد آتش بلوک ها می گردد.
همچنین وی اشاره کرد می توان لوله ها وسیم کشی درون ساختمان را از آنها عبور داد و نیز سیستم های اعلام خطر را در این بلوک ها تعبیه کرد.
گفتنی است این بلوک دارای مزایای منحصر به فردی است ، از جمله می توان به سرعت ساخت ، دیوار های محکمتر و کاربرد های متنوع تر آن اشاره کرد.به دلیل اینکه در این سیستم نیازی به ریختن ملات در میان بلوک ها نیست سرعت ساخت افزایش یافته و کیفیت کار به آسانی کنترل می شود.
مهندس زنجانی در ادامه افزود، فضای تو خالی میانی که به وسیله سیمان پر می شود دیوارهای سخت همانند دیوارهای بتنی ایجاد می کند. همچنین در نوعی از آنها پروفیل های فولادی را نیز می توان در فضای خالی بلوک ها جای داد و اطراف آن را با دوغاب سیمان همانند دفن فولاد بتن پر کرد.
بتن سبک(LightWeight Concrete)
تهیه کننده: مهندس محمّد علیدوستی
با گسترش استفاده از بتن سبک در سراسر دنیا بویژه در کشورهای پیشرفته و شکل گیری آیین نامه های اجرایی آنها، متاسفانه این نوع بتن که دارای قابلیت های منحصر به فردی می باشد در کشورمان هنوز شناخته شده نیست؛ در این مقاله سعی برآن شده تا با معرفی انواع این بتن کارا، جامعه ساختمانی بیش از پیش با بتن سبک و موارد کاربرد آن آشنا شوند.
لغات کلیدی: بتن، بتن سبک،بارمرده، بتن سبک سازه ای، بتن کفی ،
Cellular Lightweight Concrete(CLC)، Autoclaved Aerated Concrete(AAC)،Autoclaved Cellular Concrete (ACC) ، Leca
مقدمه:
بی شک، بشر زمانی پیشرفت و تمدن را تجربه کرد که برای مدتی طولانی، در محل مشخصی سکونت یافت؛ دیگر توان بشر صرف مهاجرت های طولانی نمی شد و برای برطرف کردن مشکلات به راه حلهای تازه و افکار تازه ای روی آورد. برای ماندگار شدن در مکانی ثابت، بدون شک، داشتن خانه ی مناسب دقدقه اصلی آنها بوده، خانه ای که آنها را در برابر بلایای طبیعی، حمله وحوش و حتی بیگانگان محافظت کند؛ پیشینیان با توجه به این که امکانات حمل و نقل محدودی داشتند، برای این منظور از مصالح در دسترس استفاده می کردند: چوب، سنگ، گل، پوست احشام و...
بدون تردید، ماندگارترین این نوع مصالح که از تخت جمشید ایران تا اهرام مصر سالیان سال پایدار مانده سنگ است؛ اما سنگ به صورت اولیه؛ با توجه به شکل پذیری کم و حمل و نقل دشوار نمی تواند به عنوان مصالح اصلی در ساختمانهای امروزی کاربرد داشته باشد و این امر باعث شد که نوعی سنگ مصنوعی توسط بشر خلق گردد، که علاوه بر داشتن خواص سنگ مانند ماندگاری بالا و سازگاری با محیط اطراف، دارای قابلیتهایی مانند شکل پذیری مناسب وحمل آسان نیز باشد؛ امروزه این نوع مصالح را به نام بتن می شناسیم.
در دنیای پیشرفته امروزی و با توجه به پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه های مختلف علمی، صنعت بتن نیزدچار تحول گردیده، تولید بتن سبک نیز حاصل همین پیشرفتها می باشد؛ بتنی که علاوه بر کاهش بار مرده ساختمان از نیروی وارد به سازه در اثر شتاب زلزله می کاهد و در صورت تخریب، وزن آوار حاصل نیز کاهش می یابد و امروزه آنرا به عنوان بتن قرن می نامند. بتن سبک با توجه به ویژه گیهای خاصی که دارد دارای کاربردهای مختلف می باشد، که برحسب وزن مخصوص ومقاومت فشاری آن تفکیک می گردد.
مزایای کاربرد بتن سبک:
- با کاهش بار وارد بر روی فونداسیون، موجب کوچکتر شدن ابعاد آن، کمتر شدن تعداد و کوچکتر شدن شمعها و کاهش مقدار آرماتورهای و به طبع آن اجرای سریع تر و آسان تر فونداسیون می گردد.
- کاهش بار مرده سبب کوچک تر شدن اعضا نگهدار می شود.
- کاهش بار مرده بزور مستقیم باعث کاهش نیروهای لرزه ای وارد بر سازه می گردد.
- در گسترش پلها می توان با استفاده از مواد سبک مانند بتن سبک می توان عرشه پل را جهت تحمل ترافیک بیشتر بزرگ ترنمود بدون اینکه تغییری در سازه و یا فونداسیون پل ایجاد کنیم.
- با توجه به مقاومت مطلوب بتن سبکدانه در برابر آتش سوزی می توان از حداقل توصیه شده ضخامت بتن در کفها کاست(بیان شده در ACI-216) .
- حمل و نقل قطعات پیش ساخته با بتن سبک بسیار راحت تر بوده و هزینه کمتری در بر دارد.
بتن سبک سازه ای(Structural Lightweight concrete):
آیین نامه های موجود در زمینه تولید بتن سبک تعاریف مختلفی در رابطه با بتن سبک سازه ای ارایه داده اند و بهترین تعریفی که اکثر آنها را پوشش بدهدبه قرار ذیل می باشد:
به بتنِ سبکی، سازه ای گفته می شود که دارای وزن مخصوصی بین1440 تا 1840 کیلوگرم برمتر مکعب و مقاومت فشاری بالای 17 Mpa و یا 2500 Psi باشد و از آنجایی که هر چقدر بتن سبکتر گردد شکل پذیری آن نیز کاهش می یابد، برای بتن سبک سازه ای مقدار حداقل وزن مخصوص در نظر گرفته می شود.
مقاومت نمونه های بتنی سبک سازه ای با وزن مخصوص رابطه ای تقریباً لگاریتمی دارد و باتوجه به نوع بتن سبک دارای طیف مقاومتی متفاوتی میباشد.
سنگ روان در خدمت معماری نوین
بتن که میزان تولید آن بالغ بر 8/3 بیلیون مترمکعب در سال تخمین زده می شود، به علت دارا بودن خواص و ویژگی های ممتاز و نیز در دسترس بودن مصالح آن، پس از آب، پرمصرف ترین ماده روی زمین به شمار می رود. بتن در همه جا موجود است و در یکصد سال اخیر، استفاده از آن در ساخت بناهای مسکونی و اداری، پیاده روها، راه ها و جاده ها و نیز انواع مختلف ساختمان های فنی عملکردی از قبیل کارخانه ها، پارکینگ ها، متروها، فرودگاه ها، پل ها، سدها، سیلوها، سازه های دریایی، رآکتورهای اتمی و سازه های مقاوم در برابر انفجارات و زلزله، مقبولیتی همگانی پیدا کرده است.
چنانچه از عنوان این نوشتار برمی آید، بتن یک ماده متناقض است. بتن با اینکه تداعی کننده مفهوم سختی است، لیکن در ابتدای فرآیند اختلاط مواد تشکیل دهنده اش، نرم و روان است؛ اگرچه بتن، بر اساس تعریفی که از آن سراغ داریم، یک ماده پیوندی و چندرگه است که از اختلاط سیمان، آب، ماسه و مصالح دانه ای معدنی از قبیل شن یا سنگریزه به دست می آید، اما معمولا به عنوان یک ماده یکپارچه و دارای شخصیت مستقل در نظر گرفته می شود. بتن شکل ذاتی و طبیعی بخصوصی ندارد و از این رو باید با استفاده از قالب بندی به شکل معینی درآورده شود؛ یعنی شکل و بافت نهایی بتن را قالبی که بتن به درون آن ریخته می شود، تعیین می کند.
بتن می تواند هر رنگ، بافت و طرحی را به خود بگیرد، از این رو شاید بتوان آن را به یک آفتاب پرست تشبیه کرد. رنگ بتن اغلب خاکستری ست، اما از طریق انتخاب سیمان و مصالح دانه ای مناسب یا با استفاده از رنگدانه های شیمیایی می توان به آسانی آن را در رنگ های سفید، قهوه ای یا حتی قرمز روشن تولید کرد. بتن بسته به قالب مورد استفاده در تولید آن، می تواند صاف و ساده یا دارای طرح های دقیق و پیچیده باشد؛ بتن می تواند همچون شیشه صاف باشد یا همچون صخره زمخت و ناصاف. بتن ممکن است بدون پرداخت رها شده یا همچون یک تندیس به دقت روی آن کار شود. در واقع، بتن، با توجه به ویژگی های خاص سطح آن، یک فرآورده واحد نیست، بلکه طیف گسترده ای از مصالح را دربرمی گیرد که از نظر بافت، رنگ و بیان معمارانه از قابلیت های بی شماری برخوردار است.
ترکیب مقاومت فشاری سنگ و مقاومت کششی فولاد در بتن مسلح، سازه های بتنی را قادر به تحمل وزن بسیار زیاد و پوشش دهانه های بزرگ می سازد. از آنجایی که عناصر تشکیل دهنده سازه بتن مسلح می توانند بصورت یک شبکه پیوسته و یکپارچه، به هم بافته شوند، استفاده از بتن مسلح در طراحی سازه، آن را از قابلیت انعطاف پذیری بی نظیری برخوردار می کند. معماران و مهندسان از این ویژگی برای خلق عناصر ساختمانی مختلف، از صفحات بتنی یکپارچه گرفته تا قاب های سازه ای سه بعدی و کنسول های عظیم و مهیب، بهره می گیرند.
بررسی تاریخی کاربرد بتن در معماری نشان می دهد که بتن توسط معماران رومی و صدر مسیحیت مورد استفاده قرار می گرفت، اما در قرون وسطی و رنسانس اغلب بی استفاده ماند، تا آنکه در نیمه دوم قرن نوزدهم بار دیگر، عمدتا برای مصارف معمولی، مورد توجه قرار گرفت، بویژه در مواردی که ساخت ارزان، قابلیت ایجاد دهانه های عریض و نسوز بودن، ضرورت به کارگیری آن را ایجاب می کرد. مسلح کردن بتن نیز که برای این کار میلگردهای فولادی را به منظور استحکام بیشتر در میان بتن قرار می دادند، به دهه 1870 باز می گردد. معماران قرن نوزدهم بعضا به قابلیت های بتن مسلح خیلی اطمینان نداشتند و نسبت به آن بدگمان بودند. بتن در آن زمان یک ماده خیلی جدید به شمار می رفت و ویژگی های آن برای معماران بخوبی قابل درک نبود، زیرا فاقد یک فرم ذاتی و پایدار بود. جالب آنکه این دقیقا همان خصوصیتی است که بتن را برای بسیاری از معماران امروز به وسیله ای امیدوارکننده جهت تحقق ایده هایشان تبدیل می کند.
پدیده بتن در چند سال آخر قرن نوزدهم که معماران سعی کردند سبکی مبتنی بر این مصالح بیابند، آشکارتر شد. در حالی که یکی از طراحان احتمالا چنین استدلال می کرد که ویژگی انعطاف پذیری بتن آن را به ماده ای مناسب برای بیان گرایی هنری در معماری تبدیل می کند، دیگری ممکن بود بر نقش روش قاب و قاب بندی تکیه کند و مدعی ارزش گذاری بر نمونه های پیشین گوتیک یا حتی شیوه های معماری فولاد و شیشه شود. نظریات مشابه مختلفی نیز با توجه به جنبه بیرونی بتن ابراز می شد، بدین معنا که یک معمار، بتن را ماده ای معمولی و پیش پاافتاده و نیازمند پوشانیده شدن با کاشی ها و روکارهای آجری می دانست و دیگری از زیبایی ذاتی آن دم می زد که به همین دلیل باید نمایان می ماند. استفاده گسترده و فراگیر از بتن مسلح در معماری حدودا به نیمه اول قرن بیستم باز می گردد. این ماده جدید به دلیل برخورداری از قابلیت استفاده در بناهای مختلف و نیز فرم پذیری قابل توجهش، در آن زمان در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار گرفت و با سرعت شگفت آوری تاثیرات خود را در معماری بر جای گذاشت و بین سالهای 1910 و 1920، تقریبا به علامت مشخصه معماری جدید تبدیل شد. شاید از بسیاری جهات بتوان گفت خردگرایی و بتن مسلح دو عنصری بودند که سرانجام در دوره افتخارآمیز معماری مدرن در دهه 1920 در یکدیگر ادغام شدند؛ معماران خردگرای این دهه که بتن را به لحاظ برآورده کردن نیازهای اساسی چون ارزانی، یکسان سازی، نورپردازی کافی، تهویه گسترده و فضاهای داخلی انعطاف پذیر و نامحدود، ماده ای مناسب یافته بودند، در سطح وسیع آن را مورد استفاده قرار دادند.
آگوست پره مهندس معمار فرانسوی، نخستین کسی ست که بتن مسلح را به عنوان وسیله ای برای بیان مقاصد معماری شناخت و به کار برد. آپارتمان های مسکونی که او با استفاده از قابلیت های هنری بتن مسلح ساخت، منزلت بتن را در عالم معماری افزایش داد. فرانک لویدرایت نیز یکی از معماران برجسته آمریکایی است که در پروژه هایش از قابلیت های این ماده جدید استفاده فراوانی کرده است. ارزانی بتن و قابلیت ایجاد دهانه های عریض با استفاده از آن، باعث روی آوردن او به این ماده شد. علاوه بر این، او با بتن براحتی می توانست به ایده های فضایی خود جامه عمل بپوشاند. رایت به خاطر تاکید هنری و حرفه ای اش بر ماهیت مصالح، سطح بتن را در اغلب کارهایش عاری از پوشش باقی می گذاشت. پتانسیل تقریبا نامحدود بتن جهت خلق فرم ها و سطوح انتزاعی، برخورداری از قابلیت تطابق با شرایط و کارکردهای مختلف و نیز داشتن استحکام بالا، بتن را در حال حاضر به یکی از مصالح پرطرفدار و مورد توجه در میان بسیاری از معماران و مهندسان تبدیل کرده است. بتن به خاطر داشتن خاصیت انعطاف پذیری بالا، آزادی عمل قابل توجهی در اختیار طراحان و معماران قرار می دهد. بتن، همانند خاک رس در دستان یک تندیس گر، برای معماران امکان خلق ساختمان هایی را فراهم می کند که به طور منحصر به فردی گیرا، جالب توجه و از نظر هندسی متهورانه است. فرم ها و ترکیباتی که ساختن آنها پیش از ابداع بتن مسلح، با استفاده از سایر مصالح متداول دشوار یا غیرممکن بود، با استفاده از بتن مسلح اغلب به آسانی قابل دستیابی هستند. به جرات می توان گفت که بدون استفاده از بتن، اجرای برخی از زیباترین و نوآورانه ترین آثار معماری معاصر جهان هرگز قابل تصور و تحقق نبود.
امروزه بتن با گذشت سالها از پیدایش و کاربرد آن به صورت کنونی، دستخوش تحولات و پیشرفت های شگرفی شده است. از زمان شروع استفاده گسترده از بتن مسلح در ساخت وسازها (در بیش از یک قرن قبل)، برخی انگاره های بنیادی درباره خواص این ماده و محدودیت های آن تاکنون با چالش و تردید جدی مواجه نشده بودند، اما در سالهای اخیر، با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی، تحقیقات متعددی روی خواص بتن صورت گرفته و در حال حاضر طیف متنوعی از فرآورده های آن ابداع و به بازار عرضه شده اند که این قبیل انگاره ها را به چالش کشیده و آزادی بیشتری جهت تجربه و ابداع در اختیار معماران و مهندسان قرار داده اند. بر این اساس است که در سالهای اخیر، معماران مختلف در پروژه هایشان برخی از انگاره های غالب درباره فرم معماری و فناوری بتن را به چالش کشیده و رویکرد های جدیدی را در هر دو زمینه ارائه کرده اند. بسیاری از معماران نیز با کاربرد هوشمندانه بتن، از آن به عنوان ابزاری جهت خلق زیبایی در آثارشان بهره جسته اند. البته با توجه به پیشرفت های سریع و روزافزون صنعت بتن در سالهای اخیر، به نظر می رسد در سالهای آینده شاهد استفاده گسترده تری از قابلیت های بتن در عرصه معماری خواهیم بود
فوق روان کننده و کاهش دهنده شدید آب بتن
فوق روان کننده بر اساس الزامات استاندارد ASTM-C494 Types A& F ساخته می شوند این مواد را بعنوان روانسازهای بتن و فوق روانسازهای بتن مصرف کنند و براساس استاندارد 2930 ایران ساخته می شوند.
گفتنی است این مواد ممکن است توسط تولید کنندگان بتن آماده و قطعات پیش ساخته بتنی برای تولید کار آمد و مقرون به صرفه زمانی که شکل پذیری زیاد بتن و افزایش مقاومت اولیه و نهایی مد نظر است ، مورداستفاده قرار گیرند .
باید اشاره کرد این محصولات در کاهش آب بسیار موثر بوده تا جایی که وقتی به عنوان یک کاهش آب دهنده شدید آب بتن مورد استفاده قرار می گیرند در مقادیر متعارف می تواند به سادگی بین 20%-18% کاهش در میزان آب مصرفی ایجاد نماید ودر مواردی در بتنهای خاص و با استفاده از مقادیر متعارف، کاهش آب تا حداکثر 40% نیز ممکن شده است .
همچنین خاصیت روان کنندگی زیاد این مواد سبب می شود بتنی با اسلامپ زیاد، روان و خود تراز شونده حاصل گردد . کارآیی این بتن نسبت به بتن معمولی بسیار شگرف و قابل تمایز است . بطوریکه بتن با حداقل عملیات و ویبره کردن یا حتی به خودی خود ، در حالیکه مصرف آب آن به حداقل رسیده در قالب جای می گیرد .
شایان ذکر است از ترکیب خواص فوق روان کنندگی و کاهش دهندگی شدید آب بتن مزایای زیر حاصل می گردد :
مقاومت اولیه زیاد امکان تسریع در عملیات بازکردن قالبها و باعث استفاده مقرون به صرفه تر از قالبهامی شود، مقاومت اولیه و نهایی زیاد برای بتن پر مقاومت و مقرون به صرفه، افزایش کار آیی باعث کاهش هزینه های استهلاک و سختی کار می گردد و افزایش اسلامپ ،امکان تولید بتنی خود تراز شونده رابوجودمی آورد، مقاومت نهایی بالاتر به مهندسین محاسب قدرت انعطاف بیشتری را در ارائه یک طرح بهینه اقتصادی ارائه می دهد .
خاصیت فوق العاده روان کنندگی باعث تسهیل در پمپ نمودن و کاهش نیاز به ویبره کردن بتن می گردد .
نسبت آب به سیمان کاهش یافته ، دوام و تراکم بیشتر بتن را با کاهش نفوذپذیری بتن باعث می شود
آرماتورهای غیر فولادی در بتن
در سال های اخیر استفاده محدودی از آرماتورهای غیر فلزی آغاز گشته است هر چند تحقیقات بر روی کاربرد وسیعتر آنها و عملکرد دراز مدت این نوع آرماتورها ادامه دارد این 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 اند.
خاصیت عمده این آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگی آنهاست که می تواند در محیط های بسیار خورنده دوام دراز مدتی داشته باشند. علاوه بر این مقاومت بالا، مقاومت به خستگی بالا، ظرفیت بالای تغییر شکل ارتجاعی، مقاومت الکتریکی زیاد و هدایت مغناطیسی پایین و کم این مواد از مزایای آنها شمرده می شود. البته این مواد معایبی چون کرنش گسیختگی کم و شکننده بودن و خزش زیاد و تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط حرارتی آنها در مقایسه با بتن را به همراه دارند.
اخیراً از الیاف مختلف شبکه هایی بافته شده و به صورت یک شبکه آرماتور در سطح بتن برای کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنین در دیوارهای نمای بتنی ازآن استفاده می کنند. تحقیقات روی کاربرد صفحات الیافی به جای صفحات فولادی برای تقویت قطعات خمشی و تیرها و دال ها به ویژه در پل ها ادامه دارد. این صفحات با رزین های اپوکسی به نواحی کششی از خارج اتصال داده می شود. کاربرد 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.
بتن ایران ، یک پنجاهم استاندارد
بگفته رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در کشور ما عمر قطعات بتن از 5 تا 10 سال تجاوز نمی کند. در حالی که این قطعات در دنیا بیش از 500 تا هزار سال دوام دارند بتن از جمله مصالح ساختمانی است که در چند سال اخیر به دلیل میزان بالای اهمیت آن در فرآیند ساخت و ساز مشمول استاندارد اجباری شده است. اما اینکه این استاندارد تا چه حد اجرا میشود به اعتقاد بسیاری از دست‌اندرکاران این حوزه رضایت‌بخش نیست.
دکتر قاسم حیدری‌نژاد رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در خصوص وضعیت بتن در کشور گفت: بتن به عنوان پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در کشور به صورت گسترده‌ای استفاده میشود و به همین دلیل حضور دستگاه‌های نظارتی باید در آن جدی‌تر باشد.
وی افزود: البته موسسه استاندارد برای اعمال این استاندارد تلاش می‌کند اما به دلیل گسترده بودن حوزه توزیع و استفاده از بتن این نظارت پررنگ و محسوس نیست.
حیدری‌نژاد با بیان اینکه در کشور ما سالانه حدود 80 میلیون مترمکعب بتن مصرف میشود، گفت: تولید سیمان در رابطه با تهیه بتن کافی است و در حوزه تولید سیمان تقریبا به مرز خودکفایی رسیده ایم. گر چه این موضوع در مواقعی که اندکی افزایش و کاهش این محصول به وجود می‌آید، منجر به شکل گرفتن بازار سیاه سیمان میشود.
رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با بیان اینکه تولید سیمان به دلیل استفاده فراوان از انرژی و آلوده کردن محیط‌زیست، گران تمام میشود، گفت: متاسفانه سیمان در کشور ما به شکل نامناسب مصرف میشود و مردم گاه برای کارهای بی‌ارزش از سیمان استفاده می کنند.
وی افزود: با استفاده از پوزولان ها یا افزودنی‌های پرحجم که تا میزان 70 درصد می‌توان به بتن اضافه کرد باید مصرف سیمان را پایین آورد.
حیدری‌نژاد گفت: در کشور ما عرف است که با مصرف سیمان بیشتر در بتن سعی در مقاوم کردن محصول دارند. در حالی که در دنیا برای این منظور از نسبت‌های استاندارد بهره می‌گیرند.
وی با اشاره به اینکه امروز در دنیا علاوه بر مقاومت بر دوام بتن هم بسیار تاکید دارند، گفت: به طور مثال جداول بتنی کنار خیابان را در نظر بگیرید. در کشور ما به دلیل عمر کوتاه این جدول ها، دایم در حال تعویض آن هستند. عمرقطعات بتنی در کشور ما حدود 5 تا 10 سال است، در حالی که عمر مفید یک سازه بتنی در دنیا بین 500 تا هزار سال است.
حیدری‌نژاد، با بیان اینکه 2 تا 3 مشکل فرعی بتن در حال حاضر در کشور ما تبدیل به مشکل اصلی شده است، گفت: تهیه بتن در کارخانه‌ای باید صورت گیرد که امکانات و نیروی کار ماهر در اختیار داشته باشد. ضمن اینکه استفاده از سیمان تیپ‌های مختلف در آماده کردن بتن هم از جمله آن موارد فرعی است که به دلیل رعایت نشدن محصول غیراستاندارد میشود.
حمل بتن آماده از مراکز تولید به پای کار هم از مشکلات عمده این صنعت محسوب میشود. از آنجایی که کارخانه‌های فراوری بتن دور از شهر قرار می‌گیرند سیستم حمل و نقل بتن و رعایت استاندارد در ماشین‌آلات حمل و نقل از اهمیت فوق‌العاده‌‌ای برخوردار است.
حیدری نژاد در این خصوص می گوید: اما متاسفانه به همین دلایل بتن بعد از رسیدن به مقصد از حالت استاندارد خارج می شود و کمی سفت‌تر میشود. در این مواقع کارگران ساختمانی به بتن آب اضافه می کنند که این کار از نظر ظاهری بتن را به شکل اولیه‌اش برمی‌گرداند، اما بتن از حالت استاندارد خارج می شود و کیفیت خود را از دست می دهد.
رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با اشاره به تاثیر نیروی کار ماهر در صنعت بتن در توصیف وضعیت کشور به لحاظ رعایت موازین و استانداردهای علمی در تولید بتن آماده گفت: در رابطه با صنعت بتن آماده در مرحله گذار قرار داریم. یعنی از خواب بیدار شده‌ایم اما کاملا هوشیار نیستیم.به همین دلیل هیچ آمار و ارقامی در مورد میزان تولید و استفاده استاندارد و غیراستاندارد هم در این صنعت در دست ما نیست.
وی با بیان اینکه مسولان از وضع موجود صنعت بتن در کشور راضی و خشنود نیستند، گفت: فکر می‌کنم ظرف یک دوره 3 تا 5 ساله وضعیت بتن بهتر از حال حاضر شود. چون حرکت‌های مثبتی در این زمینه شکل گرفته است.
وی برگزاری روز بتن را یکی از حرکت‌های مثبت در این خصوص دانست و گفت: این همایش در راستای آماده‌سازی نیروهای جوان متخصص و تشویق شرکتهای موفق در تولید بتن می‌تواند در درازمدت تاثیرگذار باشد.
تولید بتن سبک از پسمانده های هسته ای برای کاهش تشعشعات
محققان و پژوهشگران ایرانی موفق شدند از پسمانده های هسته ای بتن سبک تولید کنند.
طبق گزارش دبیرخانه نخستین همایش سبک سازی ساختمان به نقل از حمیدرضا وثوقی فر ، عضو انجمن مهندسان عمران امریکا ، با توجه به حرکت کشورهای جهان برای دستیابی به تکنولوژی صلح آمیز هسته ای برای تولید انرژی مفید، پسمانده های هسته ای حاصل از فعالیت های هسته ای نیز افزایش می یابد.
وی افزود: محققان و پژوهشگران ایرانی تحقیقات خودشان را بر روی کاهش اثرات منفی پسمانده های هسته ای متمرکز کرده و موفق شدند با همکاری یکی از دانشگاه های صنعتی انگلستان بتن های سبک را از پسماند ه های هسته ای تولید کنند.
وی اظهار داشت: گروه محققان ایرانی با کاربرد پسمانده های هسته ای در ساخت بتن خاص با مقاومت های مناسب دریافتند ترکیبات هیدراتاسیون وسایر واکنش های شیمیایی بتن تا حدود قابل توجهی از تشعشعات این مواد می کاهد و راهکار بسیار مناسبی برای استفاده مجدد از پسمانده های هسته ای است.
دبیر اولین همایش زلزله وسبک سازی ساختمان گفت: نتایج تحقیقات موید این مطلب است که این مطلب می تواند تشعشعات را تا حدود 60 درصد کاهش دهد که برآیند این تحقیق می توان در ارتباط با کاهش خطر آفرینی پسماند ه های دیگر حاصل از فعالیت های شیمیایی مواد وغیره استفاده کرد.
وی کاربرد بتن سبک تولیدی از پسمانده های هسته ای را با توجه به ویژگی های خاص آن در ساخت دیوارهای برثی و تیرهای فرعی در بخش های مختلف سازه های عمرانی عنوان کرد.
مهندس وثوقی فر اشاره کرد: با این حال با وجود محقق شدن تمامی تحقیقات صورت گرفته در این زمینه می توان امیدوار بود که محیط زیستی عاری از هر نوع آلودگی هسته ای را در کنار توسعه این صنایع داشته باشیم
به گفته وی، این نوع بتن در کارگاه تخصصی اولین همایش زلزله و سبک سازی ساختمان و با حضور متخصصان ایرانی و خارجی تولید می شود.
شایان ذکر است این همایش در روز ششم و هفتم مهر ماه سال جاری در دانشگاه قم برگزار می شود .
مقابله با خوردگی بتن
مساله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده کشورهای مختلف حهان است.
این مساله در کشورهای در حال توسعه و در کشورهای حاشیه خلیج فارس بسیار شدید تر می باشد.سازه های بتنی زیادی دچار خوردگی و فرسودگی زودرس گردیده اند. مهندس محمد ذوالقدر گفت: اگر از بتنی با مشخصات فنی این مناطق انتخاب و در اجرا و عمل آوری بتن از افراد کاردان استفاده شود بسیاری از مشکلات و معضلات بتن بر طرف خواهد شد.
وی افزود برای پیشگیری از این موضوع در سال های اخیر روش ها و موادی توصیه و بکار گرفته شده است که تا حدی جوابگوی مسئله بوده است.
وی خاطر نشان کرد استفاده از آرماتورهای ضد زنگ و نیز آرماتورهای با الیاف پلاستیکی FRP یکی از این روش هاست که به علت گرانی آن هنوز توسعه نیافته است.
همچنین وی اشاره کرد از روش های دیگر ، کاربرد حفاظت کاتدی در بتن می باشد که این روش نیاز به مراقبت دائم دارد و نسبتا پر خرج است ولی روش مطمئنی است .
وی افزود برای حفاظت آرماتور چند سالی است که ار آرماتور با پوشش اپوکسی استفاده می شود . به هر حال اگر از پوشش سالم استفاده شود می توان 10 تا 15 سال خوردگی را عقب انداخت.وی در ادامه گفت: برای محافظت آرماتور و کم کردن نفوذ پذیری ، پوشش های سطحی نیز روی بتن آزمایش شده است .که این پوشش ها اغلب پایه سیمانی یا رزینی دارند که با دقت روی سطح بتن اعمال می گردند.لازم به ذکر است عملکرد دوام این پوشش به شرایط محیطی وابسته بوده و در بعضی محیط ها عمر کوتاهی دارد .
وی اضافه کرد ، روی هم رفته پوشش های پایه سیمانی هم ارزانتر بوده و هم به علت سازگاری با بتن پایه، پیوستگی و دوام بهتری در محیط های خورنده و گرم از خود نشان می دهد.
برای نخستین بار در کشور بتن غلطکی RCCP با موفقیت اجرا شد
یک شرکت تحقیقاتی بتن توانست بتن غلطکی RCCP که جایگزین مناسبی برای آسفالت می باشد را در شهرستان هشتگردبرای اولین بار با موفقیت اجرا کنند.
کارشناسان این مرکز درباره نقش و جایگاه بتنهای غلطکی RCCP معتقدند که با توجه به مسائل زیست محیطی ناشی از آسفالت در کنار دوام اندک آسفالت در برابر تغییرات جوی، ضربه پذیری و سایش، موضوع بتن RCCP از دهه های گذشته در کشورهای توسعه یافته مورد توجه قرار گرفت به نحوی که در حال حاضر بیش از 80 درصد معابر سواره رو در اغلب کشورهای توسعه یافته با استفاده از بتن غلطکی اجرا شده است
مدیر این مرکز تحقیقاتی در ادامه افزود،تکنیک ساخت معابر سواره رو در دنیا دستخوش تغییرات وسیعی شده است و بخاطر واکنش‌های مختلفی که در مواد نفتی به مرور زمان بوجود می آید، موضوع تغییر بافت خیابان‌ها و اتوبان‌ها جایگزینی RCCP را پیش روی کشور های توسعه یافته قرار داده است و وضعیت امروزی خیابان‌ها در کشورهای در حال توسعه در وضعیتی است که ناشی از بی توجهی به فن آوری های جدید است لذا باید مدیران و صاحبان صنایع برای وارد کردن فناوری های جدید به هماهنگی برسند؛ در غیر اینصورت وضعیت نادرست موجود در بخش‌های مختلف ادامه خواهد داشت....
وی همچنین درباره دلایل توجه به بتن غلطکی میگوید: «همه ساله صدها میلیارد تومان در کشور ما برای تأمین روکش آسفالت خیابان‌ها هزینه می شود که پس از گذشت یک تا 5 سال این آسفالت مجدداً بایستی تعویض شود، این مسئله باعث شکل گیری نارضایتی های وسیعی در بین همه اقشار جامعه شده است.و البته ابعاد فقدان کیفیت آسفالت خیابان ها در همین جا به پایان نمی رسد بلکه باعث آبروریزی ملی و بین المللی برای صنعت و جامعه مهندسی نیز شده است
به گفته این محققان ، پیچیدگی‌های بتن غلطکی به مرحله اجرا و دانش فنی تولید منتهی می شود و به نظر می رسد با تجربیاتی که بدست آمده می توان امروزه گفت که تکنولوژی ساخت خیابان و اتوبان‌های با دوره دوام بالا نیز در کشور ما بومی شده است، لیکن بایستی ببینیم که مسئولین تا چه حد از این دست آورد استقبال می‌کنند.
خواص کامپوزیت های FRP
بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه های آمریکا هنگام بررسی پلها از نظر سازه ای به دلیل پوشش کم بتن ، طراحی ضیعف ، عدم مهارت کافی هنگام اجرا و سایر عوامل همانند شرایط آب و هوایی سبب ایجاد ترک در بتن و خوردگی آرماتور های فولادی شده است.
پس از سالها مطالعه بر روی خوردگی ، FRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتن پیشنهاد شده اند.
سه نوع میلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاری آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند.
از این مواد به جای آرماتور های فولادی یا کابلهای پیش تنیده در سازه های بتنی پیش تنیده و یا غیر پیش تنیده استفاده می شود. مواد FRP موادی غیر فلزی و مقاوم در برابر خوردگی است که در کنار خواص مهم دیگری همانند مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور مناسب می کند.
از آنجایی که FRP ها مصالحی ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبرورزین مورد استفاده ، سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد.
به طور کلی مزایای آن به صورت زیر دسته بندی می شود:
1-مقاومت کششی بیشتر از فولاد
2- یک چهارم وزن آرماتور فولادی
3- عدم تاثیر در میدانهای مغناطیسی و فرکانس های رادیویی ، برای مثال تاثیر روط دستگاه های بیمارستانی
4- عدم هدایت الکتریکی و حرارتی
لذا به دلیل مزایای بالا به عنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتورهای فولادی در سازه های دریایی ، سازه پارکیمگ ها ، عرشه های پل ها، ساخت بزرگراه هایی که بطور زیادی تحت تاثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدانهای مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد می کند.
بررسی اثر دوده سیلیسی بر سازه های بتنی
اثر دوده سیلیس بر مقاومت و نفوذ پذیری مخلوط های بتن غلتکی سد سازی با خمیر سیمان کم یا متوسط یکی از موضوعاتی است که آقایان مهندس علیرضا باقری و مهندس مجتبی محمودیان ، مورد بررسی و پژوهش قرار داده اند.
به گفته ایشان عدم تولید خاکستر بادی در کشور و ابهامات موجود در خصوص فعالیت و یکنواختی پوزولان های طبیعی ایران، موانعی در دسرسی به مخلوط های بتن غلتکی می باشد.
به عقیده این محققان جایگزین دیگری که به عنوان ماده افزودنی معدنی می تواند مد نظر قرار گیرد ، سوپر پوزولانی به نام دوده سیلیسی است که به صورت محصول جانبی صنایع فروسیلیسیم در کشور تولید می شود.
گفتنی است، نتایح تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده برای ارزیابی اثر کاربرد درصدهای مختلف دوده سیلیسی در ارتقاء کیفیت بتن غلتکی با مواد سیمانی کم یا متوسط ، نشانگر تاثیر قابل ملاحظه ای در افزایش مقاومت فشاری و کشش مخلوط های بتن غلتکی می باشد
ایشان در ادامه می افزایند: بهبود مقاومت بین 25 تا 60 درصد جایگزینی اثر دوده سیلیس به میزان 5 تا 15 درصد مواد سیمانی صورت گرفت. همچنین آزمایشات نفوذ پذیری انجام شده روی نمونه ها ، نشانگر کاهش قابل ملاحظه نفوذ پذیری در اثر کاربرد اثر دوده سیلیسی می باشد.
شایان ذکر است مهندس اسماعیل گنجیان و مهندس همایون صادقی پویا معتقدند استفاده از دوده سیلیسی در ساخت سازه های بتنی دریایی نظیر اسکله ها و بنادر با هدف افزایش دوام در دهه اخیر افزایش چشمگیری داشته است.
همچنین ایشان به بررسی دوام نمونه های خمیر سیمان و بتن با کاربرد سیمان نوع 2 همراه با 7 و 10 درصد اثر دوده سیلیس به عنوان جایگزین سیمان در شرایط عمل آوری در آب معمولی ، در ساحل دریا و در مخزن شبیه سازی تر وخشک در مقاومت فشاری و جذب موئینه آب پرداخته اند.
گفتنی است نمونه های حاوی دوده سیلیسی در شرایط تر و خشک افت مقاومت شدیدتری در طی زمان 180 روز پس از ساخت ، نسبت به نمونه های عمل آوری شده در آب معمولی نشان داده اند.
همچنین باید اشاره کرد با افزایش میزان اثر دوده سیلیس ، میزان جذب آب نمونه ها در شرایط مخرب ساحل دریا و شرایط جذر و مد متناوب و مخزن شبیه سازی تر و خشک ، افزوده شده است.
بلوک های بتنی بدون ملات
مهندس محمد هادی زنجانی در مقاله ای به بررسی ویژگی های بلوک بتنی بدون ملات پرداخته اند.
وی در این مقاله می نویسد: سیستم همبندی بلوک ها ( Intralock System ) یک نوع سیستم بلوک های ساختمانی بدون ملات است که شامل شش نوع ترکیب مختلف از بلوک ها می باشد.وی در ادامه می افزاید ، هر بلوک به سه قسمت توخالی جدا از هم با جداره هایی با صخامت کم تقسیم شده است.گفتنی است این نوع بلوک های بدون ملات روی هم قرار می گیرند و قسمت توخالی مرکزی آن با دوغاب سیمان پر می شوند وبه صورت صلب بتنی در می آیند.
مهندس زنجانی در ادامه خاطر نشان کرد دوغاب سیمان در میان و اطراف بلوک ها جریان یافته سبب پیوند بلوک به بلوک های کناری می گردد و همه بلوک ها و دیوارها بدون استفاده از ملات در اتصالات شبکه ای همانند شبکه تیر هاو ستونها تشکیل می دهند.
شایان ذکر است دو فضای تو خالی دیگر بلوک با ایجاد کانال های هوای داخلی و خارجی در امتداد قائم و افقی سبب عایق بندی و ایجاد خاصیت ضد صدا و ضد آتش بلوک ها می گردد.
همچنین وی اشاره کرد می توان لوله ها وسیم کشی درون ساختمان را از آنها عبور داد و نیز سیستم های اعلام خطر را در این بلوک ها تعبیه کرد.
گفتنی است این بلوک دارای مزایای منحصر به فردی است ، از جمله می توان به سرعت ساخت ، دیوار های محکمتر و کاربرد های متنوع تر آن اشاره کرد.به دلیل اینکه در این سیستم نیازی به ریختن ملات در میان بلوک ها نیست سرعت ساخت افزایش یافته و کیفیت کار به آسانی کنترل می شود.
مهندس زنجانی در ادامه افزود، فضای تو خالی میانی که به وسیله سیمان پر می شود دیوارهای سخت همانند دیوارهای بتنی ایجاد می کند. همچنین در نوعی از آنها پروفیل های فولادی را نیز می توان در فضای خالی بلوک ها جای داد و اطراف آن را با دوغاب سیمان همانند دفن فولاد بتن پر کرد.
بتن سبک(LightWeight Concrete)
تهیه کننده: مهندس محمّد علیدوستی
با گسترش استفاده از بتن سبک در سراسر دنیا بویژه در کشورهای پیشرفته و شکل گیری آیین نامه های اجرایی آنها، متاسفانه این نوع بتن که دارای قابلیت های منحصر به فردی می باشد در کشورمان هنوز شناخته شده نیست؛ در این مقاله سعی برآن شده تا با معرفی انواع این بتن کارا، جامعه ساختمانی بیش از پیش با بتن سبک و موارد کاربرد آن آشنا شوند.
لغات کلیدی: بتن، بتن سبک،بارمرده، بتن سبک سازه ای، بتن کفی ،
Cellular Lightweight Concrete(CLC)، Autoclaved Aerated Concrete(AAC)،Autoclaved Cellular Concrete (ACC) ، Leca
مقدمه:
بی شک، بشر زمانی پیشرفت و تمدن را تجربه کرد که برای مدتی طولانی، در محل مشخصی سکونت یافت؛ دیگر توان بشر صرف مهاجرت های طولانی نمی شد و برای برطرف کردن مشکلات به راه حلهای تازه و افکار تازه ای روی آورد. برای ماندگار شدن در مکانی ثابت، بدون شک، داشتن خانه ی مناسب دقدقه اصلی آنها بوده، خانه ای که آنها را در برابر بلایای طبیعی، حمله وحوش و حتی بیگانگان محافظت کند؛ پیشینیان با توجه به این که امکانات حمل و نقل محدودی داشتند، برای این منظور از مصالح در دسترس استفاده می کردند: چوب، سنگ، گل، پوست احشام و...
بدون تردید، ماندگارترین این نوع مصالح که از تخت جمشید ایران تا اهرام مصر سالیان سال پایدار مانده سنگ است؛ اما سنگ به صورت اولیه؛ با توجه به شکل پذیری کم و حمل و نقل دشوار نمی تواند به عنوان مصالح اصلی در ساختمانهای امروزی کاربرد داشته باشد و این امر باعث شد که نوعی سنگ مصنوعی توسط بشر خلق گردد، که علاوه بر داشتن خواص سنگ مانند ماندگاری بالا و سازگاری با محیط اطراف، دارای قابلیتهایی مانند شکل پذیری مناسب وحمل آسان نیز باشد؛ امروزه این نوع مصالح را به نام بتن می شناسیم.
در دنیای پیشرفته امروزی و با توجه به پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه های مختلف علمی، صنعت بتن نیزدچار تحول گردیده، تولید بتن سبک نیز حاصل همین پیشرفتها می باشد؛ بتنی که علاوه بر کاهش بار مرده ساختمان از نیروی وارد به سازه در اثر شتاب زلزله می کاهد و در صورت تخریب، وزن آوار حاصل نیز کاهش می یابد و امروزه آنرا به عنوان بتن قرن می نامند. بتن سبک با توجه به ویژه گیهای خاصی که دارد دارای کاربردهای مختلف می باشد، که برحسب وزن مخصوص ومقاومت فشاری آن تفکیک می گردد.
مزایای کاربرد بتن سبک:
- با کاهش بار وارد بر روی فونداسیون، موجب کوچکتر شدن ابعاد آن، کمتر شدن تعداد و کوچکتر شدن شمعها و کاهش مقدار آرماتورهای و به طبع آن اجرای سریع تر و آسان تر فونداسیون می گردد.
- کاهش بار مرده سبب کوچک تر شدن اعضا نگهدار می شود.
- کاهش بار مرده بزور مستقیم باعث کاهش نیروهای لرزه ای وارد بر سازه می گردد.
- در گسترش پلها می توان با استفاده از مواد سبک مانند بتن سبک می توان عرشه پل را جهت تحمل ترافیک بیشتر بزرگ ترنمود بدون اینکه تغییری در سازه و یا فونداسیون پل ایجاد کنیم.
- با توجه به مقاومت مطلوب بتن سبکدانه در برابر آتش سوزی می توان از حداقل توصیه شده ضخامت بتن در کفها کاست(بیان شده در ACI-216) .
- حمل و نقل قطعات پیش ساخته با بتن سبک بسیار راحت تر بوده و هزینه کمتری در بر دارد.
بتن سبک سازه ای(Structural Lightweight concrete):
آیین نامه های موجود در زمینه تولید بتن سبک تعاریف مختلفی در رابطه با بتن سبک سازه ای ارایه داده اند و بهترین تعریفی که اکثر آنها را پوشش بدهدبه قرار ذیل می باشد:
به بتنِ سبکی، سازه ای گفته می شود که دارای وزن مخصوصی بین1440 تا 1840 کیلوگرم برمتر مکعب و مقاومت فشاری بالای 17 Mpa و یا 2500 Psi باشد و از آنجایی که هر چقدر بتن سبکتر گردد شکل پذیری آن نیز کاهش می یابد، برای بتن سبک سازه ای مقدار حداقل وزن مخصوص در نظر گرفته می شود.
مقاومت نمونه های بتنی سبک سازه ای با وزن مخصوص رابطه ای تقریباً لگاریتمی دارد و باتوجه به نوع بتن سبک دارای طیف مقاومتی متفاوتی میباشد.