X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

بتن

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

چکیده

صنعت بتن به علل بسیار صنعت پایداری نیست. مصرف حجم بسیاری از مواد خام کره زمین، تولید گازهای گلخانه ای به علت استفاده از سیمان پرتلند بعنوان چسباننده اصلی بتن و نتیجتاً افزایش دمای کره زمین و نیز دوام کم سازه های بتنی از جمله دلایلی هستند که بر تولید حاصل از منابع طبیعی اثر منفی دارند.

چکیده

صنعت بتن به علل بسیار صنعت پایداری نیست. مصرف حجم بسیاری از مواد خام کره زمین، تولید گازهای گلخانه ای به علت استفاده از سیمان پرتلند بعنوان چسباننده اصلی بتن و نتیجتاً افزایش دمای کره زمین و نیز دوام کم سازه های بتنی از جمله دلایلی هستند که بر تولید حاصل از منابع طبیعی اثر منفی دارند.

در این مقاله، مقصد تشریح موفقیتهای حاصل از پروژه های مهم بتن در ایران، خسارتهای ناشی از کاربرد بتن کم دوام و دلایل آن، اثرات منفی آن در توسعه، نظراتی چند در جهت افزایش دوام بتن، همچنین جانشینان احتمالی آن در این صنعت بوده، نیز نقش پژوهش و آموزش در این صنعت در راستای نیل به توسعه پایدار، مورد اشاره و بررسی قرار خواهد گرفت.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

واژه های کلیدی:

بتن، توسعه پایدار، دوام بتن، محیط زیست، بتن خرده لاستیکی، بتن کفی و سبک، مصالح سنگی بتن، صفحات (۳D)، پانلهای پیش ساخته.


مقدمه:

مصالح بتنی بارزترین سازه ساختمانی رایج در ساخت و سازهای ساختمانی فعلی در ایران است و مهندسین ایرانی موفقیتهای بسیاری در استفاده از بتن در پروژه های بزرگ (ساختمان بیمارستان قلب تهران، ایستگاه N2 متروی تهران، تقاطع غیر همسطح قائم مشهد و … ) بدست آورده اند. لیکن مشکلاتی نیز در رابطه با دوام بسیاری از سازه های بتنی وجود داشته است. دوام ضعیف و غیر قابل کنترل و نیاز به تعمیر و نگهداری سازه های بتنی، انرژی و منابع اقتصادی فراوانی طلبیده و طبیعت و محیط زیست را زایل می نماید. همچنین مواد زاید باقیمانده، بار سنگینی برای ادامه زندگی و محل زیست می باشد. یارانه های آشکار و نهان دولتی در بخش انرژی نیز مسئولان را از توجه بیشتر در جایگزینی هر نوع انرژی از جمله بتن باز داشته است.

در جهان امروز بتن به سوی جایگزینی محصولی مناسب، در دسترس و تا حد امکان مصنوعی جهت مصالح سنگی مورد استفاده در بتن سوق داده می شود. بتن خرده لاستیکی با مزیت ارزانی عایق بودن در برابر صدا و حرارت، همچنین مواد بازیافتی اولیه و کاهش افت و ترک بتن بسیار مورد توجه است. صفحات ساندویچی (۳D) نیز از دیگر گزینه های جانشین است که در انسجام و تامین یکپارچگی بنا مناسب به نظر می رسد. بتن کفی نیز با مختصات کاهش وزن و مقاومت در برابر زلزله و عایق بودن ملحوظ نظر قرار دارد.

 

بیان مشکل:

«بحران در چرخه حیات و افزایش جمعیت کره زمین از اثرات پیشرفت تکنولوژی است. آلودگی بسیار در محیط زیست بر اثر روند فزاینده مصرف مواد خام موجود در طبیعت و تبدیل آن به مواد مصرفی از جمله مشکلاتی است که اغلب صنایع از جمله صعنت ساختمان داراست و این صنعت به عنوان مصرف کننده ۴۰% از مواد طبیعی زمین مقام اول راد ارد و بتن در نقش برترین مصالح ساختمانی شاگرد اول این کلاس است.

این مشکل مسئله نوظهوری نیست، لاکن در کشورهای در حال توسعه نظیر ایران بجهت رشد بی رویه جمعیت و سرعت در روند صنعتی شدن، وخامت اوضاع را افزوده و چنانچه تدابیر اساسی اندیشیده نشود، چرخه زندگی دچار مخاطره می شود.» (سخرانی دکتر هرمز فامیلی – اردیبهشت ماه ۱۳۸۴ ص ۹)

تعریف  توسعه پایدار:

«کمیسون جهانی محیط زیست و توسعه WCED در سال ۱۹۷۸ توسعه پایدار را چنین تعریف نمود:

(توسعه ای که پاسخگوی نیازهای حاضر باشد بدون اینکه بر توانایی نسل های آینده برای تامین نیازهای خود تاثیر منفی داشته باشد.)

سمنیار «کره زمین» در سال ۱۹۹۲ در ریودوژانیرو مفهوم توسعه را بصورت زیر بیان نمود:

(فعالیتهای اقتصادی که با چرخه حیات جهانی هم آهنگ باشد.)

تعریف Mehta در سمینار Concrete Technology for Sustainable Development (فناوری بتن در توسعه پایدار) نیز چنین است:

(تا حد امکان از نعمت های خوب و مواد اولیه کره زمین بهره برداری شود و کمترین مقدار مواد زیان آور به آن بازگردانده شود.)

وی همچنین توسعه پایدار را برقراری تعادل میان دو نیاز هم ارز اجتماعی یعنی تامین ساختمانهای مورد نیاز و حفظ منابع طبیعی و محیط زیست می دانند

 

توسعه پایدار و فن آوری بتن:

در ایران در دو دهه اخیر رشد فزاینده ای در ایجاد ساختمانهای زیربنایی بوجود آمده است. بتن اصلی ترین مصالح بکار رفته در این ساختار بوده است. افزایش میزان تولید و مصرف سالیانه سیمان پرتلند (۳۲ میلیون تن) حاکی از گسترش صعنت بتن و نقش برجسته آن در توسعه پایدار کشور می باشد. بر اساس نظریه P.K. Mehta ایجاد توسعه پایدار در زمینه تکنولوژی بتن سه اصل اساسی را در بر می گیرد:

۱ – حفظ مواد خام تولید کننده بتن.

۲ – ارتقاء دوام سازه های بتنی.

۳ – دید منابع جامع در پژوهش و آموزش در زمینه فناوری بتن.» (دکتر فامیلی- دانشگاه علم وصعنت تهران- بهار ۸۴ ص ۱۱)

حفظ منابع طبیعی برای تولید بتن:

«مواد اصلی تشکیل دهنده بتن، سنگدانه ها، سیمان و آب است. با استفاده از فناوری سازگار با محیط زیست میتوان مقادیر قابل توجهی در مصرف این مواد طبیعی صرفه جویی نمود. در تایوان، از مواد حاصل از خرد نمودن بتن ساختمانهای تخریبی برای ساخت بتن های خود تراکم با مقاومت فشاری ۲۱۰ تا ۳۵۰ kg/cm2 استفاده شد. گزارش شده است که سنگدانه های حاصل از خرد نمودن بتن دارای ویژگیهای مشخص شده در آئین نامه (۳۳ASTM c) می باشد، و تفاوت بتن حاصله از این سنگدانه ها با سنگدانه طبیعی بسیار کم است. آب بازیافت شده از کارگاههای بتن آماده نیز به نحو مطلوب و رضایت بخش جایگزین آب تازه برای مخلوط بتن بکار رفته است. در ایران نیز بعد از جنگ تحمیلی از بازیافت مصالح ساختمانهای ویران شده برای ساخت بتن استفاده شده است، ولی رویهمرفته چندان موفقیت آمیز نبود. ظاهراً فراوانی و در دسترس بودن سنگدانه طبیعی در ایران این روش را چندان مطلوب نمی نماید، گر چه در بازیافت دیگر زباله های صعنتی همچون شیشه، کاغذ؛ فولاد و پلاستیک به موفقیتهایی دست یافته ایم.

در بسیاری از صنایع، مواد زایدی ایجاد می شوند که غیر قابل برگشت به تولید اصلی و صعنت مادر است، اما برخی مواد مانند پوزولانها که در کشور بصورت انبوه وجود دارند را می توان با هزنیه اندک بعنوان بخشی از سیمان جایگزین کرد که اگر این مواد بعنوان مواد خام در صنعت بتن استفاده شود، بدون شک در جهت قانون طلایی توسعه پایدار گام مهمی برداشته می شود. در حال حاضر این مواد بصورت بازیافت در تولید سیمانهای آمیخته در صنایع بتن و سیمان کشور متداول است. در بسیاری از کشورها تا ۶۰% این پوزولانها در چرخه صنعت مورد استفاده قرار می گیرد، لاکن مقدار درصد مصرفی آن در صنایع کشور ما متاسفانه پائین است، (۱۰% درصد) که نمی توان آنرا در جهت توسعه پایدار تلقی نمود. P.K Mehta در یک پژوهش موفقیت آمیز بتنی را برای عمر ۱۰۰۰ ساله در فنداسیون یک معبد در هاوایی طراحی نمود. در پژوهش طرح سد جگین در استان هرمزگان از سیمان آمیخته با پوزولان طبیعی خاش بتن غلطکلی تولید و  استفاده می شود که کمک قابل توجهی به حفظ محیط زیست و منابع طبیعی کشور می باشد. سیمان های جدیدی مانند ژئوپلیمرها و فسفات منیزیم نیز توسعه یافته اند که از لحاظ مصرف انرژی بازده بهتری داشته و با محیط زیست سازگارند و کاربرد وسیع آنها می تواند با اهداف توسعه پایدار همسو باشد. بر اساس تحقیقات، این سیمانها نسبت به سیمان پرتلند خواص بهتری داشته و مقاومت اولیه بیشتری دارند. ثبات حجمی آنان عالی و دوام آن بالاتر، همچنین مقاومت بیشتر در برابر آتش دارند. روش تولید آنها نیز آسان است.

بجاست بخشی از سرمایه گذاری در صنعت سیمان به توسعه این مهم که از امیتاز قابل توجهی بویژه از نقطه نظر حفظ محیط زیست برخوردار است، اختصاص یابد.» (دکتر فامیلی، پائیز ۱۳۸۴ ص ۱۰) 

 

 

بهبود دوام بتن در سازه های بتنی:

«از بدو ابداع سیمان پرتلند درسال ۱۷۵۶ توسط Smeaton تا اواخر قرن بیستم عمده تحقیقات در بخش بتن معطوف به افزایش مقاومت و کاهش مصرف انرژی لازمه بوده، و دوام بتن کمتر مورد توجه قرار داشته است. فرض اولیه بر این بوده استکه مخلوط سنگدانه و سیمان و آب بعنوان بتن، هر گونه شرایط محیطی و جغرافیایی را بدون نیاز به تعمیر و نگهداری تحمل می نماید، اما هزینه سنگین تعمیر و بازسازی سازه های بتنی خلاف این امر را مسجل نمود، مثلاً در سال ۱۹۹۰ در بررسی پلهای برزگراه های امریکا خسارت وارده بیش از ۲۰ میلیارد دلار بوده است. این معنا مسئله تدوام بتن را به طور جدی مورد توجه قرار داد.

خوردگی میلگردهای فولادی، چرخه های یخ زدن و آب شدن، واکنشهای قلیایی سنگدانه ها و حمله سولفاتها از عمده دلایل از هم پاشیدن سازه های بتنی مسلح می باشند.

Mehta در بررسی تجارب کارگاهی نشان داد که در کلیه موارد فوق نفوذپذیری و اشباع شدن با آب از پیش نیازهای عمده برای مکانیزم مسئول در انبساط و ترک خوردن بتن می باشد، بنابراین آب بند نمودن بتن، خط مقاوم دفاع در برابر محیط های مهاجم خواهد بود.

Burrows نیز دو عامل عمده ترک خوردگی بتن یعنی انقباض حرارتی و جمع شدگی ناشی از خشک شدن را که سبب ایجاد خسارات می گردند عنوان نمود که کمتر مورد توجه قرار می گیرند.

امروزه سرعت ساخت و ساز موجب شده که مخلوط های بتنی اغلب حاوی مقادیر زیادی سیمان پرتلند معمولی یا سیمان با مقاومت اولیه زیاد باشند. مقاومت در برابر ترک خوردن این بتن ها بدلیل افزایش ناشی از جمع شدگی و خشک شدن، جمع شدگی حرارتی و مدول الاستیسیته از یک طرف و کاهش ضریب خزش آنها از طرف دیگر کم می شود. معمولاً ترک خوردگی سازه ای بوسیله مصرف مقادیر کافی میلگرد فولادی کنترل می شود اما تجربه نشان داده است که جایگزین نمودن تعداد کمی ترک با عرض زیاد با تعداد زیادی ریز ترک های نامریی و غیر قابل سنجش راه حل مناسبی برای دوام بتن نمی باشد. تجربه دیگر نشان داده است وقتی که ترک خوردگی و دوام از ملاحظات اساسی سازه در نظر گرفته شوند، ضمن رعایت الزامات گیرش و مقاومت در هر کار بتنی مورد نظر، اقتصادی ترین راه حل جایگزینی بخشی از سیمان پرتلند در مخلوط بتن، با سرباره کوره آهن گدازی، خاکستر بادی یا سایر مواد پوزولانی، مانند پوزولانهای طبیعی می باشند. بتن های حاوی این مواد، فصل مشترک قوی تری در منطقه تماس بین خمیر سیمان و سنگدانه های درشت دارند. نیز استعداد کمتری برای ایجاد ریزترکها داشته و بدلیل آنکه در مرحله بهره برداری مدت طولانی آب بند باقی می مانند دوام آنها بهبود می یابد.» (دکتر فامیلی، اردیبهشت ۱۳۸۴ ص ۱۲)

دلایل کمی دوام بتن در ایران:

«مطالعات در برآورد و تخمین خسارات ناشی از کم دوامی بتن در ایران نامحسوس، لاکن کم دوامی بتن در بخشهای مختلف محسوس است. در بخش مسکن که سیمان و بتن مصالح اصلی آن را تشکیل می دهند عمر ساختمانها کمتر از ۴۰ سال برآورد شده است. در حاشیه جنوبی کشور و سازه های فراساحلی در خلیج فارس و دریای عمان بعضاً خسارت شدید ایجاد شده در سازه های بتنی به حدی است که قبل از شروع بهره برداری نیاز به تعمیر و گاهی نیاز به تخریب و بازسازی وجود دارد که همگی نشانگر عدم هماهنگی در جهت توسعه پایدار است. عمده دلایل کم دوامی بتن و خرابیهای ایجاد شده، ناشی از عوامل زیر است:

۱ – عدم سازگاری مصالح انتخاب شده برای بتن با شرایط محیطی نقاط مختلف کشور: مثلاً سیمان پرتلند نوع ۵ که برای مناطق جنوبی کشور مورد استفاده قرار می گرفت بدلیل حمله توام سولفات و کلریدها در بتن مناسب نمی باشد.

۲ – عوامل اجرایی ضعیف و کم تجربه: در سطوح مختلف تولید و کاربرد بتن در کارگاهها، نیاز به آموزش و بازآموزی کاملاً محسوس است.

۳ – مشخصات فنی ناقص: در استانداردها و آئین نامه های موجود در ایران، پذیرش بتن بر اساس مقاومت ۲۸ روزه قرار داشته و به دوام بتن توجه نشده است.

۴ – کنترل کیفیت ضعیف: در حال حاضر به نقش برجسته تضمین و کنترل کیفیت در صنعت توجه کافی نمی شود.» (دکتر فامیلی، شماره ۲۶ ص ۱۲)

بتن و زلزله:

«حجم بسیاری از بتن مصرف شده در ساخت و ساز کشور ایران هر ساله بخاطر زلزله های شدید دچار خسارتهایی زیاد می شود و بتن مصرفی در این ساختمانها از بین می رود و این مطلب مغایر با قانون طلایی توسعه پایدار است.

تدوین آئین نامه جامعی که بتواند ساختمانها را در مقابل نیروهای زلزله مقاوم نماید از اقداماتی است که برای جلوگیری از این خسارتها الزامی است. در این میان آئین نامه ۲۸۰۰ از طرف مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن گامی مهم در این زمینه به شمار می رود. در بررسیهای زلزله بم ساختمانهایی که بر اساس ضوابط این آئین نامه ساخته شده بودند، با خسارت کمتر و یا اینکه بدون خسارت گزارش شده اند. حداقل اینکه در این ساختمانها هیچگونه خسارت جانی دیده نشد.

نمونه جالب اینکه در یکی از روستاهای بم، فردی که ساختمان مسکونی خود را بدون داشتن تحصیلات دانشگاهی یا مشاوره با مهندسین، تنها به تکیه بر استعداد خدادای و تجربه عینی خود از دیگر ساختمانهای مهندس ساز طراحی و ساخته بود، با رعایت شناژهای افقی و قائم و فاصله بین ستونها، کیفیت بتن، فاصله مجاز خاموتها و استفاده از بتن سبک توانست این ساختمان را از هرگونه آسیب ناشی از زلزله بم مصون بدارد در حالیکه ساختمانهای اطراف آن به ویرانه ای تبدیل شده بودند.» (دکتر فامیلی شماره ۲۶ ص ۱۲)

دید جامع در پژوهش و آموزش تکنولوژی بتن:

«تحقیقات متداول امروزی در کشور عمدتاً بصو رت برخورد جزئی با مسائل بتن بوده است. تصور می شود که می توان کلیه جوانب یک سیستم پیچیده را با تجزیه نمودن آن به اجزاء کوچک و هر بار در نظر گرفتن یکی از اجزاء، کاملاً درک و کنترل نمود. نتیجه آنکه، مشخصات و آزمایشهای دوام بتن (روشهای آزمایش) مشخص نمی کنند که دوام بتن به تنهایی یک خاصیت وابسته به مواد تشکیل دهنده بتن و مخلوط آن نباشند. یعنی اینکه لازم است عوامل دیگری همچون شرایط محیطی، طراحی سازه و غیره نیز در نظر گرفته شوند. در برخورد جامع تر ضابطه عملکرد توسط عوامل دیگری مانند رویارویی با محیط، طراحی سازه و تکنولوژی فرآیند تولید بتن را نیز باید در نظر داشت. برای مثال برخورد جزئی، مسئله واکنش قلیایی سیلیسی سنگدانه ها در آمریکا موجب رد سیمانهای با قلیایی زیاد و بسیاری از منابع سنگدانه هایی که در آزمایشگاه واکنش زا تشخیص داده شدند گردید، در حالیکه در دانمارک و ایسلند که سیمان با قلیایی کم تولید می کنند و سنگدانه های واکنش زا در آنجا بوفور یافت می شوند با یک برخورد جامع با این مسئله توانسته اند که با مصرف این مواد همراه با یک ماده پوزولانی در شرایط محیطی خاص به نحو موفقیت آمیزی از بتن بهره ببرند. بدین ترتیب در برخورد جامع از هدر رفتن مواد جلوگیری شده و از محصولات جانبی صنایع دیگر مانند خاکستر بادی، دوده سیلیسی و سرباره کوره آهن گدازی به منظور بهبود بخشیدن دوام بتن استفاده شده است که این شیوه برخورد همسو با نیازهای توسعه پایدار است.

(الف: مقدار قلیایی کافی در بتن، ب: مقادیر بحرانی سنگدانه واکنش زا، ج: رطوبت کافی) سه عامل مهمی هستند که باید جهت رخداد واکنش قلیایی سیلیسی بصورت همزمان در بتن وجود داشته باشند تا ایجاد خسارت کنند. همچنین مشخص شد که در شرایط مرطوب فشار ناشی از انبساط، ژل واکنش قلیایی سیلیسی نمی تواند در یک قطعه بتن آرمه که به نحو صحیح طراحی شده باشد تنش های سازه ای مخرب ایجاد کند.

نتیجه آنکه، اگر یک سازه بتنی در جریان عمر بهره برداری خود خشک باقی بماند و بنحو مناسبی طراحی و مسلح شده باشد، نیازی به مردود شناختن مواد خام با قلیایی زیاد برای تولید سیمان یا رد سنگدانه های  واکنش زا برای مصرف در بتن نمی باشد. این نمونه ای مناسب از برخورد خوب و جامع با موضوع دوام بتن است که در آن علاوه بر مصالح ساخت بتن، نسبت اختلاط و روشهای اجرایی، شرایط محیطی و طراحی سازه نیز مد نظر قرار گرفته است.

حال سوال این است که چگونه می توان از روش های جزئی نگر به نگاه جامع در صنعت بتن تغییر روش داد؟ برای این گرایش لازم است ابتدا تحقیقات فناوری بتن به صورت جامع در آید. در مخلوط بتن معمولاً امکان ندارد که بتوان یک جزء را بدون تغییر دادن سایر خواص مخلوط تغییر داد و این چیزی است که بعضاً فراموش می شود. بررسی کردن و تحقیقات بصورت محدود، در بهترین حالت مشکل و در بدترین حالت خطرناک است. تحقیقات فناوری بتن را نمی توان بصورت جامع تدوین نمود مگر آنکه، دگرگونی عمده ای در برنامه های آموزشی دانشکده های مهندسی عمران بوجود آید. بحث تحول در دانشکده ها در برخورد جامع تکنولوژی بتن از عمده اقدامات ضروری است. مهندسین و تکنولوژیست ها دانشکده های مهندسی حال حاضر کشور به منظور چیرگی بر مسائل دوام بتن و مصرف انبوه مواد زاید صنایع برای حفظ منابع طبیعی و محیط زیست آموزش لازم را نمی بینند و به اندازه کافی با مباحث سیمان و بتن آشنا نمی شوند.

Mehta مدل ساده شده ای را در ایجاد تکنولوژی در جهت توسعه پایدار ارائه نموده است که در زمینه تکنولوژی بتن نیز مورد توجه است و در آن رشد مساحت مربوط به توسعه پایدار در صورتی ممکن خواهد شد که انطباق قابل ملاحظه ای بین سه دایره ای که فقط در بخش کوچکی بر هم منطبقند،رخ دهد، که اگر تکنولوژی با ارزش انسانی و محیطی آمیخته نشوند، نسل بشر به نتایج فاجعه باری دچار خواهد شد.» (دکتر هرمز فامیلی شماره ۲۶ ص ۱۳)

بتن خرده لاستیکی Crwmb Rubber Concrete

«چندی است تحقیق پیرامون ساخت بتن با خرده لاستیک در آمریکا و اروپا آغاز شده است و بزودی استفاده از آن بصورت پانل های پیش ساخته و حفاظ در کناره های بزرگراهها و کنار پیاده روها و پوشش بامها اجرایی شده است. وزن کمتر، عایق بودن در برابر صدا و الکتریسیته، کاهش جمع شدگی و ترک بتن (shrinkage) و نیز عایق بودن در برابر حرارت از مزیات آن است که می تواند توجیهی بر مقاومت و باربری کمتر همچنین هزینه تولید بالاتر آن باشد. با توجه به فزونی تایرهای مستعمل و نیز وسعت موارد استفاده از این نوع بتن آماده در آینده، انتظار می رود کاربری این نوع بتن بزودی در صنعت ساختمان آغاز شود.

با انجام مطالعات در حال حاضر قابلیت استفاده از بتن لاستیکی به صورت پیش ساخته ایجاد گردیده است. بدلیل قیمت کمتر مواد اولیه امکان کاربرد گسترده آن فراهم شده، در حالیکه در ابتدا استفاده از آن غیر معقول می نمود.» (مهندس کربلائی کریمی، پائیز ۱۳۸۴ ص ۴۰)

«با اطلاع بیشتر از تاریخچه کوتاه تولید آن، مزایای آن نیز بیشتر نمایان خواهد شد. در اواخر سال ۱۹۹۰ دکتر هان زو مهندس دانشگاه آریفزونا از خرد شدن تعدادی لاستیک مستعمل که به ناحیه فونیکس ارسال شده بود به فکر افتاد که راهی جهت تبدیل و استفاده آنها در بتن ارائه دهد. با تهیه امکانات آزمایشگاهی و شرایط آزمایش عملی کردن این ایده آغاز شد. دو یار دیگر یعنی جرج وی – و دوک کارسون نیز به او پیوستند و به تدریج تبدیل به مهندسین مشاور شدند جرج وی سرپرست طراحی رو سازی بخش حمل و نقل آریزونا و دوک کارسون عضو هیئت امنا مهندسی و پژوهشی چرخ های لاستیکی مستعمل بود. بعدها مارک بلسر که مدیرسازه FNF بود به جمع گروه اضافه شد.

ابتدا پروژه بصورت اجراء به روش (بتن درجا) مطرح شد، اما بعداً بصورت کاربردهای پیش ساخته قبول گردید، چون در روش بتن درجا به خصوصیات بسیاری جهت تهیه خرده لاستیک نیاز است. ضمن اینکه در بتن پانلی یا پیش ساخته مقاومت در برابر تغییرات درجه حرارت مناسب تر است و نسبت به بتن معمولی میزان انقباض و انبساط آن به نصف کاهش می یابد. دیگر مزیت آن کاهش جمع شدگی بتن و در نتیجه کاهش ترک خوردگی ناشی از آن تا حدود محو کامل ترکها ادامه دارد. این مزایا عالی هستند، اما خصوصیات منفی مانند کاهش محسوس مقاومت نیز وجود دارد و با افزایش مقاومت به سیمان بیشتری در نسبت ترکیب نیاز است. کاربری فراوان و گسترده بتن خرده لاستیکی مقررات رسمی ADOT را در پی دارد و اولین کاربری آن استفاده از قطعات پیش ساخته مانند جداول کنار خیابانها است که می توان آنها را سبک تر، سریع تر و قابل حمل تر ساخت. پانلهای کنار بزرگراها نیز مقاومت بسیار مناسبی در برخورد اتومبیل ها نشان داده است. ساخت لوله فاضلابها- برق- تلفن و کابل های زیر پانلهای پیش ساخته از رویاهای قابل دسترس انسان در آینده است. ساختمانهایی که کف بام آنها از مصالحی با خاک رس اجرا شده در برابر یخ زدگی مقاومتی ندارند، اما چنانچه بتوان در بام ساختمانها از پانلهای پیش ساخته استفاده کرد علاوه بر رفع مشکل فوق، به کاهش وزن و کنترل صدا نیز کمک می شود. آزمایشها و تصاویر دوربین مادون قرمز نشان می دهد که بتن خرده لاستیکی دارای عملکرد بهتر از سایر پوششهای مشابه است. خصوصاً عدم هدایت گرما در این نوع بتن قطعه پازل گم شده ای است که کاهش گرمای اماکن مسکونی در جزایرگرمسیری را تامین می نماید. شبهاتی نیز موجود است، لیکن متخصصین معتقدند بدلیل مزایایی فراوان این نوع بتن، هزینه های ظاهری بالا در تولید آن توجیه پذیر و استفاده از آن سریعاً عمومی خواهد شد.» (مهندس کربلائی کریمی، پائیز ۱۳۸۴ ص ۴۰ و ۴۱)  

بتن سبک:  

«بتن سبک در اثر تداخل حبابهای فراوان و بسیار ریز هوا یا گازهای دیگر در درون آنها با استفاده از دانه های سبک تهیه و تولید می شوند. بتن سبک یکی از مصالح ساختمانی از جنس بتن است که وزن مخصوص آن با اعمال روش هایی خاص کاهش یافته است. مزایایی همچون انعطاف پذیری در برابر اثرات زلزله، سهولت در حمل و نقل، نصب، همچنین عایق بودن در برابر صدا، سرما و گرما است.

وزن مخصوص بتن سبک از ۴۰۰ تا ۱۳۰۰ KG/M3 متغیر است. این ویژگی مخارج ساختمان و ابنیه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد، زیرا:

الف: وزن دیوارها و سقفها کاهش می یابد. ب: وزن اسکلت فلزی کم می شود. ج: مخارج پی سازی در ساختمان تقلیل می یابد.

با توجه به موارد فوق هر چه ساختمان سبکتر باشد، نیروی وارده ناشی از زلزله بر آن کمتر خواهد بود. همچنین هزینه کمتری را برای ساخت در بر خواهد داشت. وزن مخصوص بتن سبک به روش ساخت، مقدار و انواع اجزاء متشکله آن بستگی دارد. وزن مخصوص کم بتن سبک، حاصل وجود ریز دانه های سبک اعم از هوا یا مواد متخلخل در ساختمان داخلی آنها است که به روش های مختلف زیر ساخته می شوند:

الف: جانشین کردن دانه های سنگین در بتن معمولی، مواد متخلخل مانند سنگ پا، رس منبسط نشده، فوم پلی استایرن، پوکه صنعتی و … . این روش برای تولید بتن سبک با وزن مخصوص بیش از ۱۲۰۰ kg/m3 به کار می رود. (L, W , A , C)

ب: ایجاد حبابهای گاز طی فرایند شیمیایی در درون ملات سیمان، از متداولترین مواد گاززا می توان پودر آلومینیوم را نام برد که در فاز سیمان همراه، با آهک تولید گاز هیدروژن می کند. در این روش بتن سبک با وزن مخصوص ۶۵۰ kg/m3 تولید می شود. (Gas Forming Cocrerte)

ج: ایجاد حبابهای هوا طی یک فرآیند فیزیکی در درون ملات سیمان (Cellular- Concrete)

بتن کفی با وزن مخصوص ۳۰۰-۱۶۰۰ kg/m3 تولید می شود. در این روش ابتدا در ماشین بتن ساز، ملات سیمان (آب و سیمان یا آب، ماسه دانه ریز و سیمان با نستبهای وزنی مختلف) ساخته می شود. سپس توسط یک ماده شیمیایی کف زا، کف پایداری در ماشین مخصوص کف ساز، آب و هوا تولید و به ملات افزوده می شود و پس از اختلاط در مدت زمان کافی، بتن کفی در قالبها ریخته می شود تا پس از سخت شدن مورد استفاده قرار گیرد. این روش را (Per Formed foam) می گویند که رایج تر است، اما در یک مخلوط کننده، تمام اجزاء از جمله محلول ماده کف زا را می توان با یک همزن دور بالا مخلوط کرد تا بتن کفی حاصل شود. این روش را (In Situ Foam) می گویند که کاربرد کمتری دارد. بتن کفی در مواردی مانند ساخت تیغه، دیوار سبک، شیب بندی بامها، اجزاء ساختمانی با بار کم، پرکننده و عایق کاربری دارد. بعلت سبکی وزن بتن هزینه کمتری دارد و در حمل و نقل با دست قابل حمل است و بعلت وجود خلل و فرج فراوان و کاهش وزن مخصوص، عایق مناسبی در برابر صدا، گرما و سرما است. با ازدیاد وزن مخصوص مقاومت آن افزایش می یابد. مثلاً وقتی مقاومت فشاری ۱۷ تا ۳۵ kg/cm3 باشد، مقاومت خمشی کمی بیش از ۳/۱ مقاومت فشاری است. و زمانیکه مقاومت فشاری ۱۴۰ kg/cm3 باشد، این نسبت حدود ۷/۱ خواهد بود. افت ناشی از خشک شدن و نفوذ سطحی در بتن کفی بتن غیر قابل نفوذ بوده و ایجاد ترک نمی نماید. مقاومت آن در برابر آتش و حرارت بجهت غلاف شدن فلز غیر مقاوم در برابر حرارت در داخل بتن سبک با ضخامت مناسب بیشتر می شود. همچنین در چرخه یخ زدن و ذوب شدن بعلت وجود مقادیر فراوان جبابهای هوا در درون سیمان مقاومت این سازه های سبک بیشتر از بتن معمولی است.» (مهندس مسعود منصوری سال ۱۳۸۳ ص ۵۸۸)

صفحات ساندویچی (۳D):

«این صفحات از یک لایه پلی استایرن به ضخامت حداقل ۴ سانتی متر و دو شبکه میلگرد جوش شده در دو طرف این لایه تشکیل می شود که از دو طرف با دو لایه بتن پاشیدنی (از نوع تر) با ضخامت حداقل ۴ سانتی متر همراه شده است.

با توجه به وجود لایه های بتن در دو طرف لایه عایق، بکارگیری این صفحات علاوه بر خاصیت عایق حرارتی و صوتی بودن دیوارها، باعث سبک سازی بنا نیز بوده و جدا از کاهش حجم مصالح  مصرفی، باعث کاهش جرم ساختمانی نیز خواهد شد. که نتیجتاً با ایجاد هزینه کمتر و زایده های کم مقدار در جهت ایجاد توسعه پایدار مفید خواهد بود.

از مزیات غیر قابل انکار در کاربرد صفحات (۳D) انسجام و یکپارچکی بنا می باشد، لیکن ساخت و ساز بناهای مرتفع تا کنون تجربه نداشته و در صورت ساخت و ساز بیش از دو طبقه باید با مطالعات مهندس طراح با شرایط آئین نامه معتبر باشد. انسجام و یکپارچگی در این صفحات با اجرای اتصالات مناسب بین صفحات تامین می گردد. توجه کافی به ضخامت محدود دو لایه بتن طرفین، اعمال دقت کافی بر لانه بندی مصالح و تامین روانی مناسب بدون کاهش مقاومت بتنی و بتن پاشی یکنواخت با کمترین فضای خالی و پوشش کافی برای شبکه میلگرد مصرفی از دیگر ضروریات در تامین یکپارچگی بنا و انسجام آن خواهد بود.

سازه متشکل از صفحات (۳D) به سازه ای اطلاق می شود که کلیه بارهای ثقلی و جانبی وارد بر آن توسط صفحات تحمل می شود. از این صفحات می توان به عنوان تغیه های غیر باربر الحاقی به سایر اجزای باربر نیز طبق ضوابط مربوط به دیوارهای جداکننده استفاده نمود.» (مهندس محمد رضوانی سال ۱۳۸۲ ص ۳)


نتیجه گیری:

ü  نباید تامل نمود که سوانح طبیعی بما بیاموزند که چگونه توسعه پایدار را بدست آوریم پس لازم است زندگی خود را در سطح کره زمین طوری شکل دهیم که ضمن تامین نیازهای فعلی خود از به خظر انداختن موجودیت نسل های آینده جلوگیری شود.

ü  برای رسیدن به توسعه پایدار در تمام اشکال آن منجمله در صنعت بتن کشور لازم است اقدامات جدی در زمینه های مختلف ذیل صورت پذیرد:

ü  در تولید سیمان پرتلند، با استفاده از مواد زاید صنایع دیگر مثل ذوب آهن و همچنین استفاده از منابع سرشار پوزولان طبیعی موجود در کشور تولید سیمانهای آمیخته و کم هزینه افزایش یابد تا نیازهای کشور به سیمان از این طریق تامین گردد.

ü  با توجه به استفاده گسترده بتن در صنعت ساختمان در کشور و نیاز فراوان این سازه به شن و ماسه، نیز گستره عظیم ساخت و ساز در کشور در حال توسعه ای مثل ایران، ایجاد و تولید جایگزینهای مناسب در این صنعت همچون بتن های آمیخته ای مثل خرده لاستیکی و بتن ساندویچی (۳D) و … مد نظر قرار گرفته ، تا در بازیافت مستعملات دیگر نیز کمک شایانی به حفظ منابع طبیعی و محیط زیست حاصل گردد.

ü  با توجه به عدم توازن میان عرصه و تقاضای مسکن و نیاز مبرم به تولید انبوه مسکن در مدت زمان کمتر کاهش هزینه ساخت و جلوگیری از خسارتهای ناشی از زلزله در بتن معمولی، توسط سبک سازی ساختمانها و کاهش مصرف سوخت به دلیل عایق بودن و نیز مزیات برتر، امکان پژوهش و آموزش در سازه های جانبی بتن فراهم گردد تا در جهت توسعه پایدار گامی دیگر باشد.

ü  در آئین نامه نامه ها و استانداردهای بتن کشور تجدید نظر شود و به جای دید مقاومت بتن که در حال حاضر مطرح است دید عملکرد و دوام بتن مد نظر گرفته شود.

ü  در برنامه های آموزشی دانشکده عمران برای مهندسین اجرایی تجدید نظر کلی به عمل آید و آموزش دروس مصالح و تکنولوژی بتن به صورت دروس الزامی در حد آشنایی کافی با خواص و کاربرد سیمان و بتن قرار گیرد.

ü  آموزش در سطوح مختلف برای دست اندرکاران صنعت بتن از کارگر ساختمانی تا بازآموزی مدیران ارشد کارگاهی بنحو شایسته ای از تضییع و هدر رفتن مصالح و انرژی جلوگیری می نماید.

ü  بازباقت مصالح حاصل از بتن های تخریب شده و آب پسماند در صنعت بتن می تواند به حفظ منابع طبیعی و محیط زیست کمک نماید.

ü  تجدید نظر کلی در برنامه پژوهشی در دانشکده های عمران و مراکز تحقیقاتی در جایگزینی دید جامع به جای دید جزءنگر به دوام بتن و توسعه پایدار کمک خواهد کرد.

ü  آموزش در زمینه استفاده و کاربرد آئین نامه های ساختمانی و بویژه آئین نامه ۲۸۰۰ در جلوگیری از خسارتهای سوانح طبیعی مانند زلزله و از بین رفتن جان و مال  ساکنین شهرها و روستاها و بهره گیری بیشتر از منابع موجود کمک خواهد کرد.


 

 

منبع :پدیدا بزرگترین مرجع علمی ایرانیان

ارسال نظر