تبلیغات
دانش ما - عمران

کنکور و نمونه سوال
بتن یا فولاد؟
طبقه بندی : عمران - مقالات
هر روز هنگام عبور از خیابان‌های شهر شاهد ساخت و سازهای روز افزونی هستیم،ساختمان‌های مختلف از یک طبقه تا ۶۰ طبقه که جلوی آنها انواع مصالح دیده می‌شود؛سازه‌هایی که گاه از بتن ساخته می‌شوند و گاه از فولاد.در مورد اینکه کدام نوع سازهبر دیگری برتری دارد، اختلاف نظر شدیدی بین سازندگان ساختمان‌ها وجود دارد. معمولاًمعیارهای ساخت، جواب‌های متفاوتی برای ما به همراه دارند.
عمده عوامل مؤثر در این روند، هزینه، زمان و کیفیت ساخت هستند.هزینه ساخت و سودحاصل از این سرمایه‌گذاری با زمان اتمام طرح رابطه تنگاتنگی دارند. بدیهی است هر چهزمان طرح طولانی‌تر ‌شود شاهد افزایش قیمت مصالح، قیمت تمام شده طرح، هزینه‌هایمتفرقه و بازگشت دیرتر سرمایه خواهیم بود که خوشایند هیچ سازنده‌ای نیست.
سازه‌های بتن آرمه در مقابل سازه‌های فولادی معمولاً نیاز به هزینه کمتر و زمان بیشتری برای ساخت دارد؛ در حالی‌که سازه‌های فولادی ابتدا نیاز به سرمایه زیادیبرای خرید آهن آلات دارد ولی در عوض شاهد سرعت اجرای بالاتری خواهیم بود.بنابراین در ساختمان‌های عادی کمتر از ۶ طبقه در نهایت از این منظر تفاوت زیادی وجود ندارد.
در اسکلت‌های فولادی حتماً باید تمام اسکلت آماده باشد تا بتوان سقف را اجراکرد. به عبارت دیگر اول باید تیر و ستون‌هایی وجود داشته باشد تا بتوان روی آن سطحی به نام سقف یا همان کف اجرا کرد. در حالی‌که در سازه‌های بتن آرمه ابتدا ستون‌های هرطبقه و سپس سقف همان طبقه که خود مشتمل بر تیر‌ها و کف یکپارچه‌تری نسبت بهسازه‌های فولادی است اجرا می‌شود.
مزیت این روش نسبت به روش اول آن است که می‌توان طبقه مورد نظر را سریعتر برایاجرای دیگر مراحل از جمله تیغه چینی، اجرای تأسیسات مکانیکی و برقی و... در اختیارسایر پیمانکاران قرار داد که خود موجب تسریع در روند طرح خواهد بود.
ولی به‌طور کلی زمان اجرای سازه‌های فولادی در مقیاسهای بزرگ تا حدودی کوتاه‌تراز سازه‌های بتن آرمه و هزینه‌های سازه‌های بتن آرمه کمتر از سازه‌های فولادی است که هر سازنده‌ای با توجه به شرایط و معیار‌های خود تصمیم‌گیرنده اصلی است.
حال با فرض وجود شرایطی کاملاً ایده‌آل، یعنی عدم‌وجود محدودیت زمان و هزینه‌ها،عامل سوم یعنی کیفیت سازه را بررسی می‌کنیم. کیفیت را می‌توان از جنبه‌های متفاوتی مانند مقاومت در برابر بارهای ثقلی وارده و زلزله، مقاومت در برابر حرارت، ابعاد،دهانه‌های قابل پوشش، تعداد طبقات قابل طراحی، قابلیت ترمیم آسان و... مورد نقد وبررسی قرار داد. با توجه به گستردگی و پیچیدگی مسئله، در اینجا فقط تصمیم‌گیری برایساختمان‌های عادی را مورد توجه قرار می‌دهیم.
اولین و مهم‌ترین نکته قابل ذکر در این مورد مقاومت مصالح و ابعاد مصالح مصرفی است. معمولاً هر چه اعضای باربر ما ابعاد بزرگتر از نگاه عام و ممان اینرسی بالاتراز دید مهندسی داشته باشد، رفتار سازه‌ای مناسب‌تر است و هر چه مصالح مصرفی که درعرف ساختمان‌سازی‌ بتن یا فولاد هستند قابلیت تحمل نیروهای بیشتر را داشته باشندمنجر به طراحی اعضای ظریف‌تری خواهند شد.
اگر هر دو عامل در کنار هم قرار گیرند منجر به رسیدن به سختی و صلبیت بالاتریخواهند شد که جزء اصلی‌ترین آیتم‌های طراحی یک مهندس محاسب به شمار می‌رونددر طراحی سازه‌ها، مقاومت بتن را ۱۰ درصد مقاومت فولاد فرض می‌کنند بنابراین ابعاد ستون‌ها و تیرهای بتنی، به‌مراتب بیش از سازه‌های فولادی است. البته اینابعاد بزرگ اعضای بتنی، ممان اینرسی بسیار بالاتری نسبت به گزینه دیگر به ارمغان خواهند آورد که در نهایت سازه بتنی، سختی بالاتر و معمولاً رفتار سازه‌ای مناسب‌تریدارد.
« سازه‌های بتنی سنگین هستند.» در پاسخ به این ایراد باید گفت: ابعاد بزرگ سازه تا جایی مورد پذیرش یک مهندس است که منجر به سنگینی بیش از حد سازه نشود و با توجهبه آنکه بحث ما در مورد سازه‌های عادی کمتر از ۶ طبقه است تفاوت وزن اسکلت نیزآنچنان نخواهد بود تا مهندس طراح را به سمت طراحی سازه فولادی بکشاند. این موضوع دربسیاری از سازه‌های عظیم نیز صادق است که برج ۵۶ طبقه تهران نمونه بارزی از این دستاست.
بحث زلزله که بحث داغ این روزهای تهران است می‌تواند جنبه دیگری از کیفیت مناسب یک سازه باشد. سازه‌های بتن آرمه عادی و به ویژه مجهز به دیوارهای بتنی به‌علت سختیبالا نسبت به سازه‌های فولادی در برابر زلزله، در بیشتر موارد مقاومت بسیار بالاییاز خود نشان می‌دهند اما سازه‌های فولادی نیز می‌توانند همین رفتار را از خود نشاندهند مشروط برآنکه طراحی مناسبی داشته باشند.
نکته قابل تامل اینجا است که این رفتار به چه قیمتی به دست خواهد آمد؟ اگرطراحی، یک طراحی بدون نقص باشد، هم سازه فولادی و هم سازه بتن آرمه در چند ثانیهوقوع زلزله، با حداقل خسارت ممکن جان سالم به در خواهند برد. اما کار به اینجا ختم نخواهد شد و پس از زلزله‌های زیادی شاهد شکستگی لوله‌های گاز و وقوع آتش سوزی‌های مهیب بوده‌ایم که گاه از خود زلزله مخرب‌تر هستند.
با توجه به اینکه اطفاء حریق بلافاصله بعد از وقوع حادثه ممکن نیست، ساختمان باید به گونه‌ای طراحی شود که تا چند ساعت متوالی بتواند آتش را با حداقل خساراتوارده تحمل کند. در سازه‌های بتن آرمه مقاومت بالایی در برابر آتش سوزی وجود دارد،اما درسازه‌های فولادی درصورتی‌که تمهیدات ایمنی لازم در آنها صورت نپذیرد در چنددقیقه ابتدایی حریق، شاهد تخریب‌های بسیار سریع و غیرقابل جبران خواهیم بود که این مورد نیز مزیتی بسیار ارزشمند برای سازه‌های بتن آرمه به حساب می‌آید.
اما آنچه اکثر مهندسان را نسبت به سازه‌های بتن آرمه به شدت بد‌بین کرده،عدم‌قطعیت‌ها، یکنواخت نبودن مقاومت بتن و کم اطلاعی بسیاری از سازندگان از نحوه عمل‌آوری و به دست آوردن نتیجه‌ای مطلوب از این ماده است.
قابلیت اشتباه در تهیه بالقوه این نوع ماده در مقابل فولاد توجیه دیگری است که از سوی عده زیادی در مخالفت با بتن ارائه می‌شود، چرا‌که ممکن است حین عمل آوری،مقاومت فشاری کمتر از حد مورد نیاز به دست آید.
این گروه معتقدند جبران یک اشتباه در سازه‌های بتن آرمه در مواردی منجر به تخریب اجباری سازه می‌شود در حالی‌که فولاد در هر لحظه که سازنده اراده کند با هزینه‌ای به نسبت پایین قابل ترمیم و تقویت است.
در پاسخ به این ایراد باید گفت این عدم‌قطعیت‌ها در آیین نامه‌ها با اعمال ضریب ایمنی بسیار بالایی پیش‌بینی شده تا جایی که در موارد زیادی شاهد مقاومتی چند برابرمقاومت مورد نیاز در ساخت این قبیل سازه‌ها هستیم.از سوی دیگر این عدم‌قطعیت کیفیت بتن در شالوده و سقف‌های سازه فولادی نیز وجود دارد و صرفاً متعلق به سازه‌های بتنآرمه نیست.
در نهایت باید بر این موضوع تاکید کرد که به‌طور کلی هم سازه‌های فولادی و همسازه‌های بتن آرمه درصورتی که در طراحی آنها سیستم مناسب و منطبق بر آیین‌نامه‌هایبه روز، مورد استفاده قرار نگیرد و متخصصین متبحر آنها را اجرا و مهندسین با تجربهبر اجرای آنها نظارت مستمر نکنند، هیچ رجحانی از نظر کیفیت و قابلیت اطمینان بردیگری ندارند.
فراموش نکنیم معیار چهارمی نیز در انتخاب وجود دارد؛ معیاری که ۳ معیار هزینه،زمان و کیفیت را تحت سیطره خود قرار می‌دهد: فولاد به‌عنوان یک سرمایه ملی ماده‌ای است که ارزان به دست نمی‌آید و همانند نفت روزی تمام خواهد شد؛ ماده‌ای که باید درصنایع ارزشمندتر ‌ و یا حداقل در سازه‌های خاص که نیاز به ظرافت خاصی دارند و پس ازبررسی‌های علمی برتری فولاد در آن محرز شده، مورد استفاده و بهره برداری قرار گیردتا شاهد رشد اقتصادی در دیگر زمینه‌ها باشیم.
به‌نظر نویسنده استفاده از سازه‌های بتن آرمه با توجه به مصرف به‌مراتب پایین‌تراز فولاد (به‌صورت میلگرد) هم از نظر سازه‌ای و هم از نظر اقتصادی و هم از جنبه ملیبه‌مراتب مناسب‌تر و بهینه‌تر از سازه‌های فولادی است.
تاریخ انتشار : شنبه 16 خرداد 1388 - 16:53


مراحل پی سازی
طبقه بندی : عمران - مقالات

مراحل پی سازی
۱- آزمایش زمین از لحاظ مقاومت
۲-پی كنی
۳- پی سازی
پی وسیله ای است كه بار و فشار وارد از نقاط مختلف ساختمان و همچنین بارهای اضافی را به زمین منتقل می كند .
۱- آزمایش زمین از لحاظ مقاومت
۲-پی كنی
۳- پی سازی
پی وسیله ای است كه بار و فشار وارد از نقاط مختلف ساختمان و همچنین بارهای اضافی را به زمین منتقل می كند .
طبقه بندی زمین چند نوع است
- زمین هایی كه با خاك ریزی دستی پر شده است : این نوع زمین ها كه عمق بیشتری دارند و با خاكهای دستی محل گودال ها را پر كرده اند اگر سالهای متمادی هم بگذرد باز نمی توان جای زمین طبیعی را بگیرد و این نوع زمین برای ساختمان مناسب نیست و باید پی كنی در آنها به طریقی انجام گیرد كه پی ها به زمین طبیعی یا زمین سفت برسد .
زمینهای ماسه ای : زمینهای ماسه ای بیشتر در كنار دریا وجود دارد . اگر زمین از ماسه خشك تشكیل شده باشد ، تا یك طبقه ساختمان را تحمل می كند و 1.5 كیلوگرم بر سانتیمتر مربع می توان فشار وارد آورد . ولی در صورتی كه ماسه آبدار باشد قابل ساختمان نیست ، چون ماسه آبدار حالت لغزندگی دارد و قادر نیست كه بار وارد را تحمل كند بنابراین ماسه از زیر پی می لغزد و جای خالی خود را به پی می دهد و پایه را خراب می كند .
زمینهای دجی : زمین دجی زمینی است كه از شنهای درشت و ریز و خاك به هم فشرده تشكیل شده است و به رنگهای مختلف دیده می شود :دج زرد ، دج سیاه ، دج سرخ ، این نوع زمین ها برای ساختمان مرغوب و مناسب است .
زمینهای رسی : اگر رس خشك و بی آب و فشرده باشد ، برای ساختمان زمین خوبی محسوب می شود ، و تحمل فشار لازم را دارد . ولی اگر رس آبدار و مرطوب باشد قابل استفاده نیست و تحمل فشار ندارد ، خصوصاً اگر ساختمان در زمین شیب دار روی رس آبدار ساخته شود فوری نشست می كند و جاهای مختلف آن ترك بر می دارد و خراب می شود . و اگر ساختمان در زمین آبدار با سطح افقی ساخته شود به علت وجود آب فشار را به همه نقاط اطراف خود منتقل می كند و دیوارهای كم ضخامت آن ترك بر می دارد .
زمینهای سنگی : زمینهای سنگی بیشتر در دامنه كوهها وجود دارد و از تخته سنگها ی بزرگ تشكیل شده و برای ساختمان بسیار مناسب است .
زمینهای مخلوط : این نوع زمینها از سنگ درشت و شن و خاك رس تشكیل شده اگر این مواد كاملا به هم فشرده باشند برای ساختمان بسیار مناسب است و اگر به هم فشرده نباشد و باید از ایجاد ساختمان به روی این نوع زمینها احتراز كرد .
زمینهای بی فایده : زمینهای بی فایده مانند باتلاق ها و زمینهای جنگل كه از خاك و برگ درختان تشكیل شده است . در این نوع زمین ها باید زمین آنقدر كنده شود تا به زمین سفت و طبیعی برسد .
آزمایش زمین
گاهی پس از پی كنی به طبقه ای از زمین محكم و سفت می رسند و پی سازی را شروع می كنند ولی پس از چندی ساختمان ترك بر می دارد . علت آن این است كه زمین سفتی كه به آن رسیده اند از طبقهُ نازكی بوده است و متوجه آن نشده اند ولی برای اطمینان در جاهای مختلف زمین می زنند تا از طبقات مختلف زمین آگاهی پیدا كنند و بعد شفته ریزی را شروع می كنند این عمل را در ساختمان گمانه زنی (سنداژ) می گویند .
امتحان مقاومت زمین
یك صفحه بتنی 20*20*20 یا 20*50*50 از بتن آرمه گرفته و روی آن به وسیلهُ گذاشتن تیرآهنها فشار وارد می آورند . وزن آهنها مشخص و سطح صفحه بتن هم مشخص است فقط یك خط كش به صفحه بتنی وصل می كنند و به وسیله میلیمترهای روی آن میزان فرورفتگی زمین را از سطح آزاد مشخص و اندازه گیری می كنند ولی اگر بخواهند ساختمانهای بسیار بزرگ بسازند باید زمین را بهتر آزمایش كنند . برای ای منظور با دستگاه فشار سنج زمین را اندازه گیری می كنند و آزمایش فوق برای ساختمانهای معمولی در كارگاه است .
پس از عملیات فوق پی كنی را آغاز میكنند و پس از پی كنی شفته ریزی شروع می شود .
توجه شود این عمل همان آزمایش بارگذاری صفحه است كه در درس مهندسی پی جزء آزمایش های محلی و مهم محسوب میشود البته از آنجا كه انجام عملیات مكانیك خاك برای ساختمانهای معمولی صرفه اقتصادی ندارد ، انجام این آزمایش در سازمانهای و اداره های دولتی و یا ساختمانهای بلند انجام می شود .
افقی كردن پی ها (تراز كردن)
برای تراز كردن كف پی ساختمانها از تراز های آبی استفاده می كنند در دیوارهای طویل چون كار شمشه و تراز كردن وقت بیشتری لازم دارد ، برای صرفه جویی در وقت از سه T می توان استفاده كرد بدین معنی كه T اول را با T دوم تراز می كنند و T سوم را در مسافت مسیر به طوری كه سه T در یك ردیف قرار بگیرد قرار می دهند از روی T اول و دوم كه با هم برابر هستند T سوم را میزان و برابر می كنند و پس از آنكه T سوم برابر شد T اول را بر می دارند و به فاصله بیشتری بعد از T سوم قرار می دهند ، دوباره T دوم و سوم را با T چهارم كه همان T اول می باشد برابر می كنند و دنباله این ترازها را تا خاتمه محل كار ادامه می دهند .
البته این طریق تراز كردن بیشتر در جاده سازی و زمین های پهناور به كار می رود .
شفته ریزی
كف پی ها باید كاملا افقی و زاویهُ كف پی نسبت به دیوار پی باید 90 درجه باشد . اول كف پی را باید آب پاشید ، تا مرطوب شود و واسطهای بین زمین و شفته وجود نداشته باشد ، و سپس شفته را داخل آن ریخت .
شفته عبارت است از خاك و شن و آهك كه به نسبت 200 تا 250 كیلوگرم گرد آهك را در متر مكعب خاك مخلوط می كنند و گاهی هم در محلهایی كه احتیاج باشد پاره سنگ به آن می افزایند . شفته را در پی می ریزند و پس از اینكه ارتفاع شفته به 30 سانتیمتر رسید آن را در یك سطح افقی هموار می كنند و یك روز آن را به حالت خود می گذارند تا دو شود یعنی آب آن یا در زمین فرو رود و یا تبخیر گردد .
پس از اینكه شفته دو نم شد آن را با وزنهُ سنگینی می كوبند كه به آن تخماق میگویند و پس از اینكه خوب كوبیده شد دوباره شفته را به ارتفاع 30 سانتیمتر شروع می كنند و عمل اول را انجام می دهند . تكرار این عمل تا پر شدن پی ادامه دارد .
در ساختمان ها كه معمولاً در گود یا پی كنی عمل تراز كردن انجام میگیرد محل كار در پی كه پیچ و خم زیادی دارد و تراز كردن با شمشه و تراز مشكل می باشد از تراز شلنگی استفاده می كنند . بدین ترتیب یك شلنگ چندین متری را پر از آب می كنند به طوری كه هیچ گونه حباب هوایی در آن نباشد و آن را در پی محل هایی كه باید تراز گردد به گردش در می آورند و نقاط معین شده را با هم تراز می كنند . آب چون در لوله هایی كه به هم ارتباط دارند در یك سطح می ماند بنابراین چون شلنگ پر از آب می باشد در هر كجا كه شلنگ را به حركت در آورند آب دو لوله استوانه ای در یك سطح می باشد بنابراین دو نقطه مزبور با هم تراز می باشند بشرط آنكه مواظبت كنیم كه شلنگ در وسط بهم گره خوردگی یا پیچش پیدا نكرده باشد تا باعث قطع ارتباط سیال شود كه دیگر نمی توان در تراز بودن آنها مطمئن بود .
تراز كردن گاهی بوسیله دوربین نقشه بر داری (نیو) انجام می گیرد یعنی محلی را در ساختمان تعیین نموده دوربین را در محل تعیین شده نصب می كنند و با میر ( تخته های اندازه گیری ارتفاع در نقشه برداری ) یا ژالون ( چوب های نیزه ای یا آهنی كه هر 50 سانتیمتر آنرا به رنگهای سفید و قرمز رنگ كرده اند كه از پشت دوربین بخوبی دیده بشود ) اندازه گرفته و تراز یابی می كنند . تراز كردن با دوربین بهترین نوع تراز یابی می باشد .
در زمین هایی مانند زمین های شهر كرمان از آنجایی كه از زمانهای قبل قنواتی وجود داشته و بتدریج آب آنها خشك شده در زیر زمین وجود داشته و بعد از مدتی بدون رعایت مسائل زیر سازی درون آنها خاك ریخته اند و برای شهر سازی و خیابان كشی كه سطح خیابان ها را بالا می آورده اند و به ظاهر در سطح زمین و حتی در عمق های 3 تا 4 متری اثری از آنها نیست اگر سازه ای روی این زمین بنا شود پس از مدتی و بسته به عمق قنات و شرایط جوی مثلاً بعد از آمدن یك باران سازه نشست می كند و در بسیاری از مواقع حتی تا 100 درصد خسارت می بیند و دیگر قابل استفاده نیست اگر در چنین ساختمان هایی از شفته آهك استفاده شود باعث تثبیت خاك می شود و بروز نشست در ساختمان جلوگیری می كند .
پی سازی
بعد از اینكه عمل پی کنی به پایان رسید را باید با مصالح مناسب بسازند تا به سطح زمین رسیده و قابل قبول برای هر گونه بنا باشد مصالحی كه در پی بكار میرود باید قابلیت تحمل فشار مصالح بعدی را داشته باشد و ضمناً چسبندگی مصالح نسبت به یكدیگر به اندازه ای باشد كه بتوانند در مقابل بارهای بعدی تحمل كند و فشار را یكنواخت به تمام پی ها انتقال دهد چون هرچه ساختمان بزرگتر باشد فشارهای وارده زیادتر بوده و مصالحی كه در پی بكار می رود باید متناسب با مصالح بعدی باشد.
پی سازی را با چند نوع مصالح انجام می دهند مصالحی كه در پی بكار می رود عبارتند از شفته آهكی ، پی سازی با سنگ ، پی سازی با بتن ، پی سازی با بتن مسلح .
پی سازی با سنگ
پس از اینكه عمل پی كنی به پایان رسید پی سازی با سنگ باید از دیوارهایی كه روی آن بنا میگردد وسیع تر بوده و از هر طرف دیوار حداقل 15 سانتیمتر گسترش داشته باشد یعنی از دو طرف دیوار 30 سانتیمتر پهن تر می باشد كه دیواری را رد وسط آن بنا می كنند ، پی سازی با سنگ با دو نوع ملات انجام می شود چنانچه بار و فشار بعدی زیاد نباشد ملات سنگها را از ملات گل و آهك چنانچه فشار و بار زیاد باشد ملات سنگ را از ملات ماسه و سیمان استفاده می كنند اول كف پی را ملات ریزی نموده و سنگها را پهلوی یكدیگر قرار میدهند و لابِلای سنگ را با ملات ماسه و سیمان پر میكنند (غوطه ای) به طوری كه هیچ منفذ و سوراخی در داخل پی وجود نداشته باشد و عمل پهن كردن ملات و سنگ چینی تا خاتمه دیوار سازی ادامه پیدا می كند .
پی سازی با بتن
پس از اینكه كار پی كنی به پایان رسید كف پی را به اندازه تقریبی 10 سانتیمتر بتن كم سیمان بنام بتن مِگر می ریزند كه سطح خاك و بتن اصلی را از هم جدا كند روی بتن مگر قالب بندی داخل پی را با تخته انجام میدهند همانطور كه در بالا گفته شد عمل قالب بندی وسیع تر از سطح زیر دیوار نقشه انجام میگیرد تمام قالب ها كه آماده شد بتن ساخته شده را داخل قالب نموده و خوب می كوبند و یا با ویبراتور به آن لرزش وارد آورده تا خلل و فرج آن پر شود و چنانچه بتن مسلح باشد ، داخل قالب را با میله های گرد آرماتور بندی و بعد از آهن بندی داخل قالب را با بتن پر میكنند .
بتن ریزی در پی و آرماتور داخل آن به نسبت وسعت پی برای ساختمان های بزرگ قابلیت تحمل فشار هر گونه را میتواند داشته باشد و بصورت كلافی بهم پیوسته فشار ساختمان را به تمام نقاط زمین منتقل می كند و از شكست و ترك های احتمالی جلو گیری بعمل می آورد .
پی سازی و پی كنی با هم
در بعضی مواقع ممكن است زمین سست بوده و پی كنی بطور یكدفعه نتواند انجام پذیرد و اگر بخواهیم داخل تمام پی ها را قالب بندی كنیم مقرون به صرفه نباشد در این موقع قسمتی از پی را كنده و با تخته و چوب قالب بندی نموده شفته ریزی می كنیم پس از اینكه شفته كمی خود را گرفت یعنی آب آن تبخیر و یا در زمین فرو رفت و دونم شد پی كنی قسمت بعدی را شروع نموده و با همان تخته ها ، قالب بندی می كنیم بطوریكه شفته اول خشك نشده باشد و بتواند با شفته اول خشك نشده باشد و بتواند با شفته بعد خودگیری خود را انجام داده و بچسبد این نوع پی سازی معمولاً در زمین های نرم و باتلاقی ، خاك دستی و ماسه آبدار عمل میگردد .
پی كنی در زمین های سست
در زمین های سست و خاك دستی اگر بخواهیم ساختمانی بنا كنیم باید اول محل پی ها را به زمین سفت رسانیده و پس از اطمینان كامل ساختمان را بنا نماییم زیرا ساختمان كه روی این زمین ها مطابق معمول و یا در زمین سست بنا گردد . پس از چندی یا در همان موقع ساخته شدن باعث ترك ها و خرابی ساختمان میگردد . بنابراین شفته ریزی از روی زمین سفت باید انجام گیرد و برای اینكار بشرح زیر عمل می نمائیم :
پی كنی در زمین های خاك دستی و سست
پس از پیاده كردن اصل نقشه روی زمین محل پی های اصلی و یا در تقاطع پی ها كه فشار پایه ها روی آن می باشد چاه هائی حفر میشود ، عمق این چاهها به قدری می باشد تا به زمین سفت و سخت برسد بعداً محل چاه ها را با شفته آهكی پر كرده و پس از پر كردن چاه ها و خودگیری شفته ، پی ها را به طریقه معمول روی شفته چاه ها شفته ریزی میكنند ، شفته ها به صورت كلافی می باشند كه زیر آنها را تعدادی از ستون های شفته ای نگهداری میكند و از فرو ریختن آن جلوگیری می نمایند البته باید سعی كرد كه فاصله ستون های شفته ای نباید بیش از سه متر طول باشد .
خاصیت چاه ها بدین طریق می باشد كه شفته پس از خودگیری مانند ستونهایی است كه زیر زمین بنا شده است و شفته روی آن مانند كلافی پایه را به یكدیگر متصل می كنند برای مقاومت بیشتر در ساختمان پس از اینكه آجر كاری پایه ها را شروع نمودیم ما بین پایه ها را مطابق شكل با قوسهایی به یكدیگر متصل میكنند تا پایه ها عمل فشار به اطراف خود را خنثی نموده و فشار خود را در محل اصلی خود یعنی در محلی كه شفته ریزی آن به زمین بِكر رسیده متصل میكند .
گاهی اتفاق می افتد كه در ساختمان در محل بنای یكی از پایه ها چاه های قدیمی وجود دارد و بقیه زمین سخت بوده و مقاومت به حد كافی برای ساختن ساختمان روی آنرا دارد برای اینكه براحتی بتوان پایه را در محل خود ساخت و محل آن را تغییر نداد چاه را پس از لای روبی (پاك كردن ) با شفته آهك پر مینماییم موقعیكه شفته خودگیری خود را انجام داد روی آنرا یك قوس آجری ساخته و در محل انتهای كمان پایه را بنا میكنیم كه فشار دیوار با اطراف چاه منتقل گردد .
در بعضی مواقع چاه كنی در این گونه زمین ها خطرناك می باشد . زیرا زمین ریزش دارد و به كارگر صدمه وارد میاورد و در موقع كار ممكن است او را خفه كند برای جلوگیری از ریزش زمین باید از پلاكهای بتنی یا سفالی كه در اصطلاح به آنها گَوَل (در شهرستانها گوم و غیره ) مینامند استفاده شود گَوَل های بتنی یك تكه و دو تكه ای و گول های سفالی یك تكه میباشد . گول های بتنی را بوسیله قالب می سازند و گول های سفالی بوسیله دست و گل رس ساخته شده و در كوره های آجری آن را می پزند تا بشكل سفالی در آید از این گول ها در قنات ها نیز استفاده میشود .
طریقه عمل
مقداری از زمین كه بصورت چاه كنده شده گول را بشكل استوانه ای ساخته میباشد داخل محل كنده شده نصب و عمل كندن را ادامه میدهند در این موقع دو حالت وجود دارد یا اینكه گول اولی كه زیر آن در اثر كندن خالی شده براحتی پایین رفته گول دوم را نصب میكنیم یا اینكه گول اول در محل خود با فشار خاك كه به اطراف آن آمده تنگ می افتد و نمی تواند محل خود را تغییر و یا پایین تر برود در این موقع از گول های دو تكه ای استفاده مینماییم نیمی را در محل خود نصب و جای آنرا محكم نموده و نصفه دوم را پس از كندن محل آن نصب می نماییم و عمل پی كنی را بدین طریق ادامه میدهیم .
پی كنی در زمین های سست مانند خندق هائی كه خاك دستی در آنها ریخته شده است و مرور زمان هم اثری برای محكم شدن آن ندارد و یا زمین های باتلاقی و غیره ضروری می باشد .
زمین هائی كه قسمت خاك ریزی شده در آنها به ارتفاع كم می باشد و یا باتلاقی بودن آن به عمق زیادی نرسد میتوان در این قبیل زمین ها پی كنی عمقی انجام داد و برای جلوگیری از ریزش خاك آنرا با تخته و چوب قالب بندی نموده تا به زمین سخت برسد .
البته قالب بندی در اینگونه زمین ها خالی از اشكال نمی باشد باید با منتهای دقت انجام گیرد پس از انجام كار قالب بندی شفته ریزی شروع میشود و چون تخته های قالب در طول قرار دارد میتوان پس از شفته ریزی تخته دوم را شروع كرد به همین منوال تمام پی ها را میتوان شفته ریزی كرد بدون اینكه تكه ای و یا تخته ای از قالب زیر شفته بماند .

تاریخ انتشار : یکشنبه 28 شهریور 1389 - 14:48


جزئیات اجرایی ساختمان های بتنی
Concrete
گردآورنده : عبدالامیر كربلایی و سارا مظاهری
طبقه بندی : عمران - مقالات
بتن
بتن و فولاد دو نوع مصالحی هستند که امروزه بیشتر از سایر مصالح در ساختمان انواع بناها از قبیل ساختمان پلها،ساختمان سدها، ساختمان متروها،ساختمان فرودگاه ها و ساختمان بناهای مسکونی و اداری و غیره به کار برده می شوند.و شاید به جرأت می توان گفت که بدون این دو پیشرفت جوامع بشری به شکل کنونی میسر نبود.با توجه به اهدافی که از ساخت یک بنا دنبال می شود،بتن و فولاد به تنهایی و یا به صورت مکمل کار برد پیدا می کنند. فولاد به لحاظ اینکه در شرایط به دقت کنترل شده ای تولید می شود و مشخصات و خواص آن از قبیل تعیین و با آزمایشات متعددی کنترل می شود،دارای کاربری آسانتر از بتن است. اما بتن در یک شرایط کاملا متفاوتی با توجه به پارامتر های مختلف از قبیل نوع سیمان،نوع مصالح و شرایط آب و هوایی تولید و استفاده می شود و عدم اطلاع کافی از خواص مواد تشکیل دهنده بتن و نحوه تولید و کاربرد آن می تواند ضایعات جبران ناپذیری را به دنبال داشته باشد.
با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی در قرن اخیر، علم شناخت انواع بتن و خواص آنها نیز توسعه قابل ملاحظه ای داشته است، به نحوی که امروزه انواع مختلف بتن با مصالح مختلف تولید و استفاده می شود و هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست.هم اکنون انواع مختلفی از سیمانها که حاوی پوزولانها ،خاکستر بادی،سرباره کوره های آهن گدازی،سولفورها،پلیمرها،ال یافهای مختلف،و افزودنیهای متفاوتی هستند،تولید می شد. ضمن اینکه تولید انواع بتن نیز با استفاده از حرارت،بخار،اتوکلاو،تخلیه هوا،فشار هیدرولیکی،ویبره و قالب انجام می گیرد.
بتن به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به دست می آیدو دارای ویژگیهای خاص است.
اولین سؤالی که پیش می آید این است که چه رابطه ای بین تشکیل دهنده بتن باید وجود داشته باشد تا یک بتن خوب به دست آید و اصولا بتن خوب دارای چه شرایط و ویژگیهایی است. رابطه بین اجزاء تشکیل دهنده بتن،در خواص فیزیکی و شیمیایی و همچنین نسبت اختلاط آنها با هم است.چه اگر مصالح یا آب و سیمانی با خواصی مناسب بتن با هم مخلوط گردند و در شرایط و محیطی مناسب به عمل آیند،یقینا بتن خوبی حاصل می شودو اصولا بتن خوب، بتنی است که دارای مقاومت فشاری دلخواه و رضایت بخشی باشد. رسیدن به یک مقاومت فشاری دلخواه و رضایت بخش بدین معناست که سایر خواص بتن مانند مقاومت کششی، وزن مخصوص، مقاومت دربرابر سایش، نفوذ ناپذیری، دوام، مقاومت دربرابر سولفاتها و ... نیز همسو با مقاومت فشاری، بهبود یافته و متناسب می شوند.
اگر چه شناخت مصالح مورد مصرف در ساخت بتن و همچنین خواص مختلف بتن کار آسانی نیست اما سعی می شود به خواص عمومی مصالح و همچنین بتن پرداخته شود.
بتن اینک با گذشت بیش از 170 سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است.در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنی چون ساختمان ها، پل ها، تونل ها، سدها، اسکله ها، راه ها و سایر سازه های خاص دیگر، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است.
اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده ارزشمند در شرایط ویژه و خاص مورد توجه کاربران آن گشته است. اکنون کاملاً مشخص شده است که توجه به مقاومت تنها به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیطهای مختلف و کاربریهای متفاوت نمی تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در درازمدت در سازه های بتنی ایجاد می گردد. چند سالی است که مسأله پایایی و دوام بتن در محیط های مختلف و به ویژه خورنده برای بتن و بتن مسلح مورد توجه خاص قرار گرفته است.مشاهده خرابی هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشور های در حال توسعه، افکار را به سمت طرح بتن هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پاره ای از کشورها مشخصات و دستورالعمل ها واستانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل ها گشته اند.
در مواد تشکیل دهنده بتن نیز تحولات شگرفی حاصل شده است. استفاده از افزودنی های مختلف به عنوان ماده چهارم بتن، گسترش وسیعی یافته و در پاره ای از کشورها دیگر بتنی بدون استفاده از یک افزودنی در آن ساخته نمی شود. استفاده از سیمان های مختلف با خواص جدید و سیمان های مخلوط با مواد پوزولانی و نیز زائده های کارخانه های صنعتی روز به روز بیشتر شده و امید است که بتواند تحولی عظیم در صنعت بتن چه از نقطه نظر اقتصادی و چه از نظر دوام و نیز حفظ محیط زیست در قرن آینده بوجود آورد. در سازه های بتنی مسلح نیز جهت پرهیز از خوردگی آرماتور فولادی از مواد دیگری چون فولاد ضد زنگ و نیز مواد پلاستیکی و پلیمری (FRP) استفاده می شود که گسترش آن منوط به عملکرد آن در دراز مدت گشته است. با توجه به نیاز روز افزون به بتن های خاص که بتوانند عملکرد قابل و مناسبی در شرایط ویژه داشته باشند،سعی شده است تا در این مقاله به پاره ای از این بتن ها اشاره گردد. کاربرد مواد افزودنی به ویژه فوق روان کننده ها و نیز مواد پوزولانی به ویژه دوده سیلیس در تولید بتن با مقاومت زیاد و با عملکرد خوب مختصراً آورده می شود. بتن های خیلی روان که تحولی در اجرا پدید آورده است و نیز بتن های با نرمی بالا برای تحمل ضربه و نیروهای ناشی از زلزله نیز از مواردی است که باید به آنها اشاره نمود. کوشش های فراوان برای مبارزه با مسأله خوردگی آرماتور در بتن و راه حل ها و ارائه مواد جدید نیز در اواخر سالهای قرن بیستم پیشرفت شتابنده ای داشته است که به آنها اشاره خواهد شد.
افزودنی های خاص در شرایط ویژه :
برای ساخت بتن های ویژه در شرایط خاص نیاز به استفاده از افزودنی های مختلفی می باشد. پس از پیدایش مواد افزودنی حباب هواساز در سالهای 1940 کاربرد این ماده در هوای سرد و در مناطقی که دمای هوا متناوباً به زیر صفر رفته و آب بتن یخ می زند، رونق بسیار یافت. این ماده امروز یکی از پر مصرف ترین افزودنی ها در مناطق سرد نظیر شمال آمریکا و کانادا و بعضی کشورهای اروپایی است.
ساخت افزودنی های فوق روان کننده که ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سالهای 1960 در ژاپن و سپس نوع ملامین آن بعداً در آلمان به بازار آمد شاید نقطه عطفی بود که در صنعت افزودنی ها در بتن پیش آمد. ابتدا این مواد برای کاستن آب و به دست آوردن کارایی ثابت به کار گرفته شد و چند سال بعد با پیدایش بتن های با مقاومت زیاد نقش این افزودنی اهمیت بیشتری یافت. امروزه بتن های مختلفی برای منظور ها و خواص ویژه و نیز به منظور مصرف در شرایط خاص با این مواد ساخته می شود که ازمیان آنها به ساخت بتن های با مقاومت زیاد، بتن های با دوام زیاد، بتن های با مواد پوزولانی زیاد (سرباره کوره های آهن گدازی و خاکستر بادی) بتن های با کارایی بالا، بتن های با الیاف و بتن های زیر آب و ضد شسته شدن می توان اشاره نمود.
بتن های با کارآیی بسیار زیاد که چند سالی است از پیدایش آن در جهان و برای اولین بار در ژاپن نمی گذرد، تحول جدیدی در صنعت ساخت و ساز بتنی ایجاد کرده است. این بتن که نیاز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم می گردد، مشکل لرزاندن در قالب های با آرماتور انبوه و محلهای مشکل برای ایجاد تراکم را حل نموده است. این بتن علیرغم کارایی بسیار زیاد خطر جدایی سنگدانه ها و خمیر بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارایی و اسلامپ تامدتی طولانی می تواند بتنی با مقاومت زیاد و دوام و پایاپی مناسب ایجاد کند. در طرح اختلاط این بتن باید نسبت های خاصی را رعایت نمود. به عنوان مثال شن حدود 50 درصد حجم مواد جامد بتن را تشکیل داده و ماسه حدود 40 درصد حجم ملات انتخاب می شود. نسبت آب به مواد ریزدانه و پودری بر اساس خواص مواد ریز بین 9/0 تا 1 می باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقیق آب به سیمان و مقدار ماده فوق روان کننده مخصوص برای مصالح مختلف تعیین می گردد. از این بتن با استفاده از افزودنی دیگری که گرانروی بتن را می افزاید در زیر آب استفاده شده است.

بتن های با عملکرد و دوام زیاد

از آنجا که رسیدن به مقاومت بالا در بتن از اهداف دست اندرکاران کارهای بتنی در دو دهه اخیر بوده است، ابتدا این نوع بتن با مقاومت بیش از MPA50 ساخته شد.با پایین آوردن نسبت آب به سیمان تا حد 3/0 رسیدن به چنین مقاومتهایی بسیار آسان است. برای ساخت بتن هایی با مقاومت بیشتر و در حد Mpa 110-80 و برای تقویت ناحیه فصل مشترک سنگدانه درشت و خمیر سیمان مواد سیلیسی فعال و غیر بلوری به نام دوده سیلیس به کار گرفته شد. همزمان سنگدانه هایی با مقاومت بیشتر و با دانه بندی مناسب تر و با کنترل حداکثر اندازه سنگدانه در این مخلوط ها به کار رفت.
از آنجا که در کاربرد این بتن گاه مقادیر بالایی سیمان و بیش از 400 کیلوگرم (حتی تا 500 کیلوگرم) مصرف می شد، علاوه بر گرانی این بتن، ترک هایی نیز حین ساخت به دلیل جمع شدگی پلاستیکی و ناشی از خشک شدن بیشتر این بتن ها و نیز ترک های حرارتی بوجود آمد. همچنین با افزایش این مقاومت تردی و شکنندگی بتن نیز افزایش یافت. چنین بتنی نمی توانست در شرایط محیطی سخت و محیطهای خورنده به علت وجود ترک های زیاد دوام قابل قبولی داشته باشد.
به منظور افزایش دوام حین افزایش مقاومت ضمن کاربرد دوده سیلیس و کم کردن آب و مصرف فوق روان کننده، مقدار سیمان کاهش یافته و در عوض مواد پوزولانی همچون دوده سیلیس، خاکستر بادی، سرباره کوره های آهن گدازی، خاکستر پوسته برنج و بالاخره پوزولان های طبیعی به صورت مواد ریزدانه جایگزین آن گردید. امروز شاهد ساخت بتن هایی با دوام که نفوذپذیری کمی دارند و در مقابل حملات شیمیایی کلرورها و سولفات ها و گاز کربنیک و بعضاً واکنش قلیایی پایدارتر می باشند، هستیم.
برای مصرف این بتن در سازه های بلند و رفع نقیصه شکنندگی در پاره ای موارد از الیاف های کوتاه استفاده شده تا بدین وسیله نرمی این بتن ها افزایش یابد. از مزایای عمده این بتن ها کاهش وزن ساختمان ها به علت کم کردن ابعاد ستون ها، صرفه جویی در میزان بتن و فولاد، کوتاه شدن دوران ساخت، تغییر شکل های وابسته به زمان کمتر و پایایی و داوم بشتر آنها می باشد.
به منظور کاستن وزن سازه های بتنی که با بتن با مقاومت زیاد ساخته می شوند چند سالی است که با مصرف بخشی از سنگدانه های سبک در آن، بتن های سبک تری تولید نموده اند. امروزه بتن هایی با وزن مخصوص 2 تن بر متر مکعب و مقاومت های mpa 80-60 در بعضی پروژه ها به کار رفته است. به علت دوام قابل قبولی که این بتن ها در آزمایشات متعدد از خود نشان داده اند مصرف آنها در چند سازه بتنی دریایی در محیط های خورنده در کشورهای نروژ، کانادا، ژاپن، آمریکا و استرالیا گزارش شده است.
در کشور ما نیز اخیراً با تولید دوده سیلیس در کارخانه های داخلی کاربرد این ماده در بتن آغاز گشته است. در چند پروژه در جنوب کشور که به علت داشتن آب و هوای گرم و محیطی خورنده برای بتن و نیز فولاد از سخت ترین شرایط محیطی برای بتن است، بتن با سیمان دارای حدود 7 تا 10 در صد میکرو سیلیس به عنوان جابگزین سیمان استفاده شده است. بایستی توجه داشت که به علت عدم آب انداختگی این بتن و واکنش های سریع و گرمای محیط خطر ایجاد ترک های پلاستیک در ساعات اولیه و سپس ترک های ناشی از خشک شدن و حرارتی در این بتن ها زیاد بوده و در صورت عدم کنترل و دقت و عمل آوری سریع و مناسب علیرغم مقاومت زیاد وجود ترک در این بتن ها سبب افزایش نفوذ پذیری آنها گشته و در نتیحه املاح و مواد خورنده به داخل بتن و خوردگی آرماتور خرابی بتن تشدید می گردد. در پاره ای از تونل های انتقال آب و نیز تونل سدها نیز از این ماده در طرح اختلاط بتن برای بتن پاشی پوشش استفاده شده است. پیوستگی خوب این بتن و کم شدن مصالح بازگشتی و مقاومت و دوام خوب از خصوصیات آن درپوشش تونل ها است. این ماده در لایه نهایی سرریز بعضی سدهای کشور نیز در حال استفاده و یا در آینده استفاده نخواهد شد. مصرف میکرو سیلیس در بتن سبب افزایش مقاومت سایشی و فرسایشی بتن می گردد.

بتن های با نرمی بالا
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 تأمین 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.

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 سبک و اثر میکروسیلیسها در افزایش مقاومت
تولید سیمان که ماده اصلی چسبندگی در بتن است در سال ۱۷۵۶ 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 ۱۸۲۴ میلادی در جزیره ای به همین نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسید . مردم کشور ما نیز از سال ۱۳۱۲ با احداث کارخانه سیمان ری با مصرف سیمان آشنا شدند و با پیشرفت صنایع کشور ، امروزه در حدود ۲۶ الی ۳۰ 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 .
۱- 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 .
۲- 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 .
ه- استفاده از شن و ماسه درجه ۲ و یا ۳ 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 جز۶۵۱۵۲; 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:
۱- آب باران
۲- آب چاه
۳- آب برکه
۴- 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 باستثنا۶۵۱۵۲; مواردی که متعاقبا توضیح داده خواهد شد .

آبهای نا مناسب برای ساختن بتن:
۱- آبهای دارای کلر ( موجب زنگ زدگی آرماتور می شود)
۲- آبهایی که بیش از حد به روغن و چربی آلوده می باشند .
۳- وجود باقیمانده نباتات در آب .
۴- آب گل آلود ( موجب پایین آوردن مقاومت بتن می شود )
۵- آب باتلاقها و مردابها
۶- آبهای دارای رنگ تیره و بدبو
۷- آبهای گازدار مانند co۲ و…
۸- آبهای دارای گچ و سولفات و یا کلرید موجب اثر گذاری نا مطلوب روی بتن می شوند .
ـ نکته : ۱- آبی که مثلا شکر در آن حل شده است برای نوشیدن مناسب است ولی برای ساخت بتن مناسب نیست .
ـ نکته : ۲- مزه بو و یا منبع تهیه آب نباید به تنهایی دلیل رد استفاده از آب باشد .
ـ نکته : ۳- 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 .
ـ نکته : ۴- 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 ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ kg/m۳ قرار دارد زیرا اکثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندکی دارند
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 ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ 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 ۲۲۰۰ تا ۲۶۰۰ 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 ۳۰۰ و ۱۸۵۰ 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 ۶/۲ 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 .
ـ 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
مثال : طبق استاندارد ۷۷ – ۳۳۰ ASTM C در بتن سبک ---- مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد از شده پس از ۲۸ روز نباید کمتر از Mpa ۱۷ باشد . و وزن مخصوص آن نباید از ۱۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب تجاوز نماید که معمولا بین ۱۴۰۰ او ۱۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است .
نکته : ۲- بتن مخصوص عایق کاری معمولا دارای وزن مخصوص کمتر از ۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت بین ۷/۰ و Mpa ۷ 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 منشا۶۵۱۵۲; آتشفشانی دارند .
ـ نکته :۱- 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 .
ـ نکته : ۲- از انواعی پوکه معدنی سنگی که ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص ۷۰۰ تا ۱۴۰۰ 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.
منبع :

aryapdf.com

تاریخ انتشار : پنجشنبه 16 دی 1389 - 23:58






تاریخ انتشار : شنبه 5 اردیبهشت 1388 - 16:54







ت





Admin Logo
themebox Logo