سازه------((مهندسی عمران))

سازه هاي فضا كار :



امروزه با توجه به استفاده روز افزون از سازهاي فضاكار و با بوجود آمدن نرم افزارها در عرصه مهندسي عمران (سازه) ، نوآوري هايي در زمينه طراحي و ساخت سازه هاي فضاكار صورت گرفته به نحوي كه امروزه در دنيا شاهد محبوبيت روزافزون اين نوع سازه ها هستيم و اين محبوبيت ناشي از قابليت منحصر بفرد اين سازه ها است كه عبارت است از پوشش دهانه هاي بزرگ به جلوه هاي زيبا ، وزن كم ، سادگي توليد ، سرعت نصب و... است . از طرفي با پيشرفت علم و تكنولوژي نيازها و خواسته هاي جديد در زمينه مهندظططسي سازه رخ داده است . عامل زمان اهميت بيشتري يافته و باعث روي آوردن به سازه هاي پيش ساخته شده است ، همچنين با افزايش جمعيت ، جوامع بشري علاقه به داشتن فضاهاي بزرگ بدون حضور ستون هاي مياني از جمله مراكز خريد و سوپرماركت ها ، مساجد ، پل ها و سازه هايي كه در مدار زمين قرار مي گيرند نظير پشقاب مخابراتي اشاره كرد . اين نوع سازه ها بدليل اشكال بسيار متنوع از جمله گنبدي ، چليكي ، قوسي ، شبكه اي مسطح دو يا چند لايه و .... داراي جذابيت فراوان هستند . در اين مقاله سعي شده است كلياتي مفيد و قابل كاربرد در زمينه سازه هاي فضاكار اجمالا بيان شود تا مورد استفاده دانشجويان قرارگيرد.

1- مقدمه :

امروزه با پيشرفت علوم و تكنولوژي نيازها و خواسته هاي جديدي در زمينه مهندسي سازه رخ نموده است . عامل زمان در ساخت سازه ها اهميت دوچندان يافته و اين امر گرايش به سازه هاي پيش ساخته را افزايش داده است همچنين با افزايش جمعيت بشري علاقه به داشتن فضاهاي بزرگ بدون حضور ستون هاي مياني خواهان بسياري پيدا كرده است . در اين راستا از اوايل قرن حاضر تعدادي از متخصصين مجذوب قابليت هاي منحصر بفرد سازه هاي فضاكار گشته پاسخ بسياري از نيازهاي جديد را در اين سازه ها جسته اند و البته به نتايج بسيار مثبتي نيز دست يافته اند . با انتشار اين نتايج روز به روز اين عرصه با اقبال بيشتري مواجه گرديد به گونه اي كه با گذشت چندين دهه هنوز هم مطالعه سازه هاي فضاكار در كانون متخصصين و دانشجويان قرار دارد. در اين مقاله منظور از عبارت سازه فضاكار سيستم هاي اسكلت فلزي بوده كه از بافت تعدادي زيادي المان يا مدول با شكلهاي استاندارد به يكديگر تشكيل مي شوند و نهايتا يك سيستم سبك و با صلبيت زياد را ايجاد مي كنند . سازه هاي فضاكار در اشكال بسيار متنوعي ساخته مي شوند كه مهمترين آنها عبارتند از : شبكه هاي مسطح دو يا چند لايه ، چليك ها ، گنبدها و قوس ها . علاوه بر اين ، سازه هاي فضاكار داراي بافتار متنوعي نيز مي باشند . بدين ترتيب كه با تغيير در آرايش المان ها مي توان بافتار جديد ايجاد كرد و بديهي است كه كارايي هر بافتار بايد در مقايسه با بافتارهاي ديگر سنجيده شود . مثالهاي متعددي از سازهاي فضاكاري كه در دنيا و ايران ساخته شده است وجود دارد ؛ استاديوم هاي ورزشي ، مراكز فرهنگي ، سالن هاي اجتماعات ، مراكز خريد ، ايستگاه هاي قطار ، آشيانهاي هواپيما ها ، مراكز تفريحي ، برجهاي راديويي و .....

2-تعريف و تاريخچه سازه هاي فضاكار:

به سازه اي كه اصولا رفتار سه بعدي داشته باشد ، به طوريكه به هيچ ترتيبي نتوان رفتار كلي آن را با استفاده از يك يا چند مجموعه مستقل دوبعدي تقريب زد ، سازه فضاكار ناميده مي شود . با اين تعريف طيف وسيعي از سازه ها يعني حتي برخي از قوس ها و گنبدهاي آجري گذشته نيز جزو سازه هاي فضاكار محسوب مي شوند ، اما در اينجا منظور سازه هاي سه بعدي خاص هستند كه معمولا داراي اعضاي مستقيم با اتصالات صلب يا مفصلي مي باشند.

3- انواع سازه هاي فضاكار :

الف) شبكه هاي تخت : به تركيب يك سيستم يك يا چند وجهي با لايه هاي واحد شبكه گفته مي شود . شبكه مسطح تركيبي از يك دو وجهي كه با تيرهاي واحد متصل شده است مي باشد . شبكه هاي تخت مي توانند داراي يك ، دو يا سه و حتي چند لايه باشند ، ولي بيشتر به صورت دو لايه مورد استفاده قرار مي گيرند. شبكه هاي دولايه از دو صفحه موازي كه بوسيله عناصري به هم متصل گرديده اند تشكيل مي شوند . يك نمونه استفاده از اين شبكه ها در آشيانه هواپيما است . زماني كه اعضا در شبكه دولايه طويل شوند براي جلوگيري از خطركمانش كردن از شبكه هاي سه لايه استفاده مي شود و با توجه به اينكه نيمي از هزينه هاي سازه هاي فضاكار را پيوندها تشكيل مي دهند اين نوع سازه ها اغلب غير اقتصادي است . نكته ديگري كه در طراحي شبكه هاي دولايه و اكثر سازه هاي فضاكار بايد در نظرگرفت اين است كه براي توزيع بهتر نيرو و كششي شدن آن ستون ها در داخل شبكه قرار مي گيرند و ستون به چند گره متصل شود و بهتر است براي توزيع منظم نيرو در سازه ها در اطراف كنسول داشته باشيم .

ب) شبكه هاي چيلك : به شبكه اي كه در يك جهت داراي انحنا باشد ، چليك مي گويند . اين سازه بيشتر براي پوشش سطوح مستطيلي دالان مانند استفاده شده و بعضا فاقد ستون مي باشند و روي لبه هاي چليك كه به تكيه گاه متصل است ، قرار مي گيرند . چليك ها داراي محور مي باشند . اگر چليك يك لايه باشد اتصالات به شكل صلب است . چليك ها اغلب به شكل تركيبي استفاده مي شوند و تيركمري نقش تركيب كردن چليك ها به يكديگر را بازي مي كنند . نكته اي كه در طراحي اين نوع سازه ها بايد در نظرگرفت اين است كه انتهاي چليك بايد قوي باشد و اين تقويت را مي شود بوسيله تير ، و تيروستون و شكل خورشيدمانند انجام داد . انواع چليك ها عبارتند از : چليك اريبي ، چليك لملا با مقاطع بيضي گونه ، سهمي گون ، هذلولي گون و ..... .

اگر شبكه اي در دو جهت داراي انحنا باشد ، گنبد ناميده مي شود . شايد رويه يك گنبد بخشي از يك كره يا يك مخروط با اتصال چندين رويه باشد . گنبدها سازه هايي با صلبيت بالا مي باشند و براي دهانه هاي بسيار بزرگ تا حدود 250 متر مورد استفاده قرار مي گيرند . ارتفاع گنبد بايد بزرگتر از 15% قطر پايه گنبد باشد . گنبدها داراي مركز هستند . از انواع گنبدها مي توان گنبد از نوع دنده اي اشاره كرد كه در صورتيكه تعداد دنده ها زياد باشد بايد به مسئله شلوغي اعضا در راس گنبد توجه شود كه براي اجتناب از اين مسئله بهتر است كه برخي از دنده هاي نزديك راس حذف شود . گنبد ديگري به نام اشفدلر ( مهندس آلماني ) وجود دارد كه تعداد زيادي از اين نوع گنبدها بعد از قرن 19 توسط اشفدلر و ديگران ساخته شده است . از ايرادات اين گنبد مي توان به مسئله شلوغي اعضا در راس اشاره كرد ، كه براي حل اين مشكل همان راه حل بالا ارائه مي شود . نمونه ديگر از گنبدها ، گنبد لملا است . اين گنبد را مي توان به نوعي تركيبي از يك يا چند حلقه كه با يكديگر متقاطع هستند ، دانست . از نمونه ديگر گنبدها مي توان به گنبدهاي ديامتيك و گندهاي حبابي و ژئودزيك اشاره كرد. اتصالات در گنبدهاي دنده اي و اشفدلر حتما صلب هستند . از لحاظ پخش منظم نيرو ، گنبدهاي ژئودزيك ، ديامتيك و حبابي بسيار مناسب هستند .

4- امتيازات سازه هاي فضاكار :

امروزه در سراسر دنيا سازه هاي فضاكار به سرعت در حال پذيرش و مقبوليت در بين طراحان و مهندسين سازه مي باشند ، اين امر را نمي توان فقط مرهون جذابيت و زيبايي بيشتر اين سازه ها دانست ، بلكه دلايل متعددي كه در ذيل به پاره اي از آنها اشاره مي شود در گسترش محبوبيت اين سازه ها موثر بوده است :

· جذابيت و زيبايي بيشتر و قابليت ساخت انواع فرمهاي دلخواه

· ذخيره مقاومتي بيشتر به دليل داشتن درجات نامعيني بالا در مقايسه با ساير سازه هاي متداول .

· سختي و صلبيت زياد اين سقف ها قابليت استثنايي براي حمل بارهاي بزرگ متمركز و غير متقارن بوجود مي آورد.

· سيستم هاي فضاكار براي پوشش سالن هاي بزرگ اجتماعات ، سالن هاي نمايشگاهي ، ورزشگاه ها ، آشيانه هواپيما ، كارخانه هاي صنعتي ، مساجد و به طور كلي تمام سازه هايي كه به نحوي محدوديت تكيه گاه هاي مياني دارند ، ايده ال بوده و در اين موارد از نظر جلوه هاي ظاهري و مسائل سازه اي حالت منحصربفردي را نسبت به ساير سيستم هاي جايگزين ايجاد مي كند .

· اكثر سيستم هاي فضاكار پيش ساخته بوده و قطعات مورد نياز آنها انبوه سازي مي شوند به همين دليل اين سيستم ها معمولا به سادگي و در زمان كوتاهي توليد و نصب مي شوند.

· در اخر مي توان گفت كه اصلي ترين علت گسترش روز افزون سازه هاي فضاكار در جهان ، اقتصادي تر بودن اين سيستم ها است .

سازه های چوبی



مقدمه:
چوب از عصر حجر با انسان بوده و تا به امروز این رابطه هیچ گاه قطع نشده، شاید کمرنگ شده باشد که آن هم به دلیل وجود موادی مثل فولاد و بتن می باشد. سازه های چوبی به دلیل اینکه چوب خود یک جاندار بوده باعث آرامش بیشتری در انسان می شوند و زندگی در این ساختمان ها از لحاظ روانی برای انسان مناسب تر است.
برای ساخت و سازهای چوبی باید جنگلها را از بین برد و درخت ها را برید ولی یک راه برای این مشکل وجود دارد و آن هم اینکه به ازای بریدن هر درخت یک درخت بکاریم. در واقع می توان با ساخت جنگلهای مصنوعی از آلودگی کارخانه های تولید فولاد و بتن نیز جلوگیری کرد.
از جنبه معماری می توان گفت که خانه های چوبی باعث زیبایی شهرها می شوند و رنگ و بوی خاصی به آن می دهند و در زندگی و روابط اجتماعی انسان نقش بسزایی دارند.
در ساخت و سازهای چوبی نیاز به تخصص های متعدد نیست و این کار درصد خطا را در حین ساخت و ساز کم می کند.

مزایای چوب:
1- اجرای آسان 2- سبک بودن 3- برای حمل و نقل نیاز به ماشین آلات سنگین نیست. 4- آلودگی صوتی کمتری ایجاد می کند. 5- آلودگی هوا را کمتر می کند. 6- براحتی می توان آن را با ؟؟؟؟ کرد 7- مصرف انرژی را کاهش می دهد. 8- مقاومت چوب از فولاد و بتن بیشتر است. 9- زغال که در هنگام آتش سوزی روی چوب به وجود می آید به عنوان عایق حرارتی عمل می کند. 10- چوب درخت در روز O2 و در شب مقدار کمی CO2 تولید می کند.

موارد مصرف چوب:
در واقع چوب از بهترین مصالح قابل استفاده در ساختمان می باشد و در موارد زیر مصرف دارد:
1- ساختمان های صددرصد چوبی در مناطق جنگلی سرد که پی آن به صورت سرگوه در زمین کوبیده می شود و روی آن تنه بزرگ میخ یا اسکوپ شده؛ کف و دیوارها با چوب دو بر تراش در هم کام و زبانه می شود، درب و پنجره ها به طریق اتصال میخ چوبی جاگذاری شده شیب پشت بام نسبت به عوامل جوّی، شیبدار انتخاب و روی آن پلاکها و تخته های چوبی روی هم سوار شده است، اجرا می گردند.
2- در و پنجره و کمد و قرنیز پای دیوار و پوشش سقف، در اغلب ساختمان های ارزان محلی، به صورت استفاده مستقیم از چوب با استفاده از سه لایی و لانه زنبوری فشاری و خرده چوب چسبی، قیر، نئوپان و غیره که هر روز به تعداد آنها اضافه می گردد، ساخته می شوند.
3- به صورت اسکلتها سبک موقت یا دائمی که ستونها و تیرهای اصلی و خرپا و تیرچه ها و زیر ستونها از چوبهای سخت عمل آورده (مواد غذایی توسط بخار از آوندها بیرون کشیده و سموم و مواد چربی برای آب بندی و کشیدن نم و مواد نسوز برای سوختن آن تا درجات 200-150 و کشیدن رویه روغنی و جذبی و ...) دیده می شوند.
4- در صندوقچه سازی ها که مصرف تجاری و حمل و نقل صنعتی دارند، اغلب چوبهای سخت و کار شده استعمال می شود.
5- عایق کاریهای درجه 4 حرارتی، پارتیشنها، نورگیرها، کاغذسازی، مبل و صندلی پارچه و کاغذهای سخت
6- در قالب های بتنی به صورت اطراف صندوقچه ها، پیف دیوار و شناژها و تیرها و سقفها، از چوب استفاده می شود. اخیراً به صورت اسکلت آهنی که رویه (برای کم چسبیدن به بتن) چند لایی چند جهته با مواد مختلف و در بعضی موارد، نوارهای پلاستیکی و نچسب کاملاً مقاوم در مقابل تأثیرات جوی، رطوبت، موارد تماس، عدم خطر برای محیط زیست، حساب شده و اجرا شده اند، بکار می رود.
بدیهی است با ازدیاد جمعیت و استفاده بیشتر از چوب، میزان مصرف با اکوسیستم و محیط زیست سازگار نیست و از بین رفتن جنگلها، کمبود اکسیژن و مشکلات فراوانی که موضوع مبحث این کتاب نیست، ایجاد می کند. لازم به یادآوری است که جنگلهای آمازون (شیرزن) حدود 40% اکسیژن کره زمین را تولید می کند و جنگلهای ایران نیز همین حدود اکسیژن را، و دلیل عدم استفاده زیاد از درختان و جنگلها، ارزان بودن نفت سفید در ایران است. لذا بشر مجبور به استفاده از سیمان و آهن شد. در صورتی که ساختمان های سالم برای انسان فقط از خاک و چوب و تا اندازه ای سنگ حداکثر در ارتفاع 2متر در جاهایی که موازین زلزله صددرصد مراعات نشده، ساخته می شود که بشر حدوداً به آن رو آورده است. بطور کلی درختان: کاج، صنوبر، بلوط و ... به علت استحکام زیاد و سبکی و قدرت زیاد مصرف بیشتری دارند.

رطوبت چوب:
چوب رطوبت جذب می کند و این از معایب چوب می باشد. اگر بتوانیم رطوبت چوب را در کمتر از 20% نگه داریم، قارچ ها روی چوب تأثیری نخواهد داشت.
در واقع رطوبت در چوب باعث می شود که روی چوب قارچ هایی رشد کنند. همچنین این رطوبت باعث واکشیدگی (تورم چوب) و همکشیدگی (جمع شدن چوب به دلیل از دست دادن رطوبت) می شود.

مقاومت سازه های چوبی در برابر زلزله:
فولاد و بتن موادی همگن هستند در صورتی که چوب ناهمگن است. در واقع آن گره هایی که در چوب وجود دارند و نیز در جاهایی که چوب شاخه دارد، باعث کم شدن مقاومت چوب می شوند.
یکی از دلایل انعطاف پذیری چوب آن ایزوتروپ بدون آن است، دلیل دیگر اینکه مدول الاستیسیته چوب کمتر از فولاد و بتن است.

مدول الاستیسیته چوب عمود بر الیاف است.
چوب می تواند خواص فیزیکی متفاوتی در جهات مختلف داشته باشد، نیروی فشاری چوب در جهت الیاف بیشتر از عمود الیاف است.
جرم حجمی چوب در مقایسه با فولاد و بتن کم است، که باعث مقاومت بیشتر چوب
می شود.

وضع مکانیکی چوب:
مقاومت فشاری و کشش 130-60 و برش حدود 10 می باشد.


معایب چوب:
آفات یک روند نبودن و صدمات و امراض باعث می شود چوب بر مبنای خواص فیزیکی و مقاومت تقسیم بندی نشود. نمونه چوب اغلب نمی تواند بین انواع مختلف باشد، ترک، ضعف وسط و پیچش شاخه ها که در تنه، تنش ایجاد می کند و یخ زدگی، آتش گرفتگی، خورده شدن توسط حشرات و سوختن در 275 از عیوب چوب می باشد.
برای جلوگیری از اشباع چوب به هنگام انبار کردن، زیر آن باید شیب به بیرون داشته باشد و با ساختار سایبان، از قرار گرفتن چوب در معرض مستقیم آفتاب جلوگیری شود. معمولاً هر چند عدد تخته را (مثلاً 10 تا 20) با سیم به هم وصل کنند تا تاب برندارد، این تخته¬ها باید طوری چیده شوند که هوا از میان آنها عبور کند.

انواع چوب عمل شده (مواد افزودنی):
موادی که به چوب می زنند:
1- مواد ضد آتش سوزی؛ می شود روی چوب را با فیلمی از آنتی پیرین یا اشیاء در آن پوشانید و خیس کرد. با مواد و رنگ سیلیکات هم می شود این کار را کرد.
2- رویه نازک گچ یا سیمان آزبست که چوب داخل آن باشد نسوز خواهد بود.
3- ورق پشمی شیشه یا سنگ که با آنتی پیرین، نمک آلومینیومی یا بوریک یا اسید سولفوریک آغشته باشد.
4- رنگ یا روغن خشک یا تار و قطران باعث دوام و طول عمر چوب می شود. مخصوصاً قطران باعث عدم متحرک حشرات در داخل چوب می شود.
5- مواد سمی که ضمن قوی و با دوام بودن، برای انسان مضر نباشد و به صورت محلول در آب یا خمیری قابل حل در روغن باشد. این مواد در مواردی که در تماس مستقیم با آب می باشد، عبارتند از: سدیم فلوراید، سیلکوفلوراید که پودر سفیدرنگ بوده و در آب خوب حل نمی شود و ضرری برای چوب و آهن ندارد.
میزان مصرف آن 3% در قشر رویه و مصرف در حداقل درجه هوای 15 می باشد. سدیم فلوراید با گچ و آهک نباید مخلوط مصرف شوند. سدیم سیلیکوفلوراید پودری است که در آب کم حل می شود و مشابه سدیم فلوراید 1:3 است، یعنی با سدیم فلوراید مخلوط می شود و روی چوب کشیده می شود.
6- سدیم دی نیتروفنولات که از دی نیتروفنول و کربونات سدیم بدست آمده و ضرری برای آهن ندارد، ولی پودر خشک آن منفجر شونده است. به این علت و بوی بد، استعمال آن در هوای آزاد صورت می گیرد. برای تحویل آن مخلوط را با زغال کرئوزوت، روغن آنتراسین و زغال نار و روغن شیل مخلوط و مصرف می کنند.
7- روغن کرئوزوت ضعفهای فوق را نداشته با بوی بدی که دارد حدود 2-3 میلیمتر در چوب نفوذ می کند و بعد از 60-50 درجه گرم کردن مصرف می شود. رنگ چوب را کمی کدر می کند و روی آن امکان رنگ کردن وجود ندارد.
8- روغن آنتراسن که از قطران بدست می آید، مشابه کردوزیت است.

برش ها:
1- غیر از قسمت هایی از چوب که به صورت الوار از محل کار خارج می شود، بقیه به صورت نئوپان و پودر شبکه و فیبر، در محل کارخانه یا در محلهای مخصوص به صورت فشرده و با قسمتهایی از پرکننده فرمهای چوبی تهیه و مصرف می کنند.
2- تراورس، اغلب مصرف زیر ریل راه آهن داشته و به صورت الوار با برش های طولی و عرضی برای انواع مصرف در ابعاد مختلف عمل آورده می شود.
3- به صورت وادارکه در محل هایی به طور یک رویه مصرف دارد.
4- تخته فنری که الیاف را یک جریان در امتداد الیاف طولی عمود بر هم گذاشته و می چسباند و به سه لایی و چند لایی معروفند. برگهای زیر از چوبهای سفت و سخت و برگهای کمی کلفت تر از چوبهای ضعیف تر بریده می چسباند که حالت فنری دارد.
5- خرده چوب و پوشال و خاک اره که در ساختمان بتن پوک و گچ عایق صدا مصرف دارد و با تفاله قند و چسب نئوپان و فیبر و صدها ماده دیگر درست می کنند.
6- چوبها را در ابعاد مختلف، برای کارهای: نماکاری و لاک و الکل کاری، روغن کاری برای ازاره و قرنیز آشپزخانه و کمد و ساختمان چوبهای بازی و ساختمانهای موقت و دائمی که در شکلهای ارائه شده تعدادی از آنها آمده است، درست می کنند.

مواد متشکله:
چوب حدود 50%کربن، 40% اکسیژن، 6% هیدروژن، 1% ازت و مواد معدنی را شامل
می شود.
1- درخت از ریشه، تنه، سر تشکیل شده که ریشه، آب و مواد معدنی را از طریق لوله ها، آوندها از طریق تنه به برگها و قسمتهای سر رسانیده و موادی را نیز بر می گرداند. کارخانه عظیم ساخت مواد، پمپ بالابر، عایق ساز، واحدهای مختلف و متعدد تولید و ... دارد.
2- اغلب با ساختمان تنه سر و کار داریم که شامل پوست و دوایر سالیانه عمر (این بخش شامل قسمت بهاره، پاییز و تابستانی می باشد که قسمت دوم استحکامی بیشتری دارد) و مغز درخت که پوک و ضعیف است می شود.
3- مشخصات چوب از نظر کلی سه برش افقی، قائم به طول تنه و شعاعی و طولی (Macrostructure) تعیین می گردد. پوسته درخت را در مقابل ضربه و صدمات مکانیکی و جوی حفظ می کند و از سه قسمت داخلی، رابطه و بیرونی تشکیل شده است.
قسمت داخلی مواد را از سر درخت پایین بر می گرداند. شیره بر نیز نزدیک قشر رابط بوده و آب و مواد را بالا می برد و از قسمتهای نرم و سخت تشکیل شده است و قسمت اعظم استقامت چوب را شامل می شود. مجموع این دو قسمت دایره های عمر را تشکیل
می دهند. مقاطع اغلب استقامت چوب را بالا می برد و از قسمت نرم و سخت تشکیل شده و قسمت اعظم استقامت چوب را شامل می شود. مجموع این دو قسمت دایره های عمر را می سازند. مقاطع اغلب رنگ روشنی دارند. در قلب (مغز) چوب سلولهای نرمی وجود دارند، لذا استحکام ندارند. البته در بعضی درختان، دایره ها و حلقه های سالیانه با هم فرق نمی کنند. در درختان صمغ دار مثل سرو، سلولهای سالیانه نزدیک بوده و تفاوت زیادی ندارند.
4- در بررسی مواد زیر به مقداری از سلولهای مرده (Macrostructure) می رسیم و تعدادی نیز سلولهای زنده وجود دارند، که این دو ابعاد متغیری دارند. سلول زنده، پرتوپلاسم شفاف و آلبوم گیاهی متشکله از کربن، اکسیژن و هیدروژن و ازت و مواد معدنی می باشند. در وسط پرتوپلاسم فسفری دارد که شکل بادام و گرد بیضوی هستند. پوشش آنها سلولی است که از ( ) تشکیل شده است و آوندها وسط آنها قرار دارند.
در مقام مقایسه، چوبهای صمغ دار و سایر چوبها، معلوم می شود هر چقدر بافت و سطح سوراخ ها ریز باشد، تارهای چوب زیاد و مقاومت چوب بیشتر است و هر چقدر سوراخهای چوب بیشتر باشد، جای خالی بیشتر و چوب سبکتر است، و آب بیشتری می مکد و از نظر مکانیکی ضعیف تر است.

هیگروسکوپی یا میزان مکش آب – وضع مکانیکی:
قدرت آب در جذب و مجذوب شدن مواد داخل چوب متغیر است ولی حدود 15% را
می شود در محدودة متوسط قبول کرد و درصد آن عبارتست از:

= 100 درصد آب چوب

این آب در فضاهای خالی سلولها و آوندها و دیواره سلولها و ورقه های نازک ریز میکروسکوپی (Uhromicroscopi) وجود دارند، که در خشک شدن معمولی فقط آبهای غیر زیرمیکروسکوپی آزاد می شوند. چوب در حد 31-23% آب دارد. چوب موقع انداختن، حدود 35% هنگام خشک شدن در هوا 20-15% و در داخل محوطه سربسته 13-18% رطوبت دارد. افت حجمی چوب مشابه فرمول درصد آب است. میزان درصد آب با درجه حرارت تغییر می کند. در صفر الی 20- درجه حداقل و در مقادیر رطوبت و گرمای محیط و در چوبهای مختلف فرق می کند.

استفاده از خرده شیشه در بتن

خلاصه مقدار زیادی از شیشه های مصرف شده دوباره بازیافت می شوند و قسمتی نیز برای مصارف گوناگون از جمله سنگدانه های بتن به کار می روند .مقدار زیادی از این مواد شرط لازم برای بازیافت را فراهم نمی کنند و این مواد برای دفن فرستاده می شوند. فضای مورد استفاده برای دفن قابل توجه است و این فضا می تواند برای مصارف دیگری به کار برده شود. شیشه یک قلیایی غیر پایدار است که در محیط بتن میتواند باعث بوجود آمدن مشکلات ناشی از واکنش قلیایی – سیلیسی (ASR) شود. این ویژگی به عنوان یک مزیت در خرد کردن پودر شیشه و استفاده از آن به عنوان یک ماده پوزولانی در بتن استفاده شده است. رفتار دانه های بزرگ شیشه را در واکنش قلیایی در آزمایشگاه نمی توان با رفتار واقعی پودر شیشه در طبیعت برابر دانست. تجربه مزایای واکنش پوزولانی شیشه را در بتن مشخص کرده است. می توان در بعضی از مخلوطهای بتن تا 0 وزن سیمان پودر شیشه اضافه کرد و به مقاومت مناسبی دست یافت. همچنین خزش خشک شدن بتن با پودر شیشه نیز در حد قابل قبول و مجاز است. 1 مقدمه شیشه در انواع مختلفی تولید می شود( بسته بندی ، شیشه صاف ، حباب لامپها ، لامپ تلویزیونها و ...). اما همه این وسایل عمر مشخصی دارند و نیاز به استفاده دوباره و بازیافت آنها به منظور جلوگیری از مشکلات زیست محیطی که ناشی از ذوب آنها و یا دفن ایجاد می شود احساس می شود. 1-1 بازیافت شیشه شیشه های مصرف شده بصورت تجاری به محلهای مخصوص طراخی شده برای بازیافت یا دفن و یا جمع آوری کربنات و سپس حمل آنها به محلهای دپو می روند. بزرگترین هدف قوانین زیست محیطی تا خد امکان کم کردن ضایعات شیشه و بردن آنها به محلهای دفن و تجزیه شیمیایی آنها به طور اقتصادی است. شیشه یک ماده منحصر به فرد است که می تواند بارها وبارها بدون تغییر در خواصش بازیافت شود. به عبارت دیگر یک بطری می تواند ذوب شده و دوباره به بطری تبدیل شود بدون اینکه تغییر زیادی در خواصش ایجاد شود. بیشتر شیشه های تولیدی بصورت بطری هستند و مقدرا زیادی از شیشه های جمع آوری شده دوباره برای تولید بطری به کار می روند. اثر این پروسه به شیوه جمع آوری و مرتب کردن شیشه ها با رنگهای مختلف وابسته است. اگر رنگهای مختلف شیشه قابل جدا کردن باشند می توان از آنها جهت تولید شیشه با رنگهای مشابه استفاده کرد. ولی وقتی که شیشه با رنگهای متفاوت با هم مخلوط شدند، برای تولید بطری نامناسب می شوند و باید آنها را در مصارف دیگری به کار برد و یا دفن کرد. آقای ریندل (Rindl) به چند مورد از استفاده های غیر بطری شیشه اشاره می کند که شامل : سنگدانه روسازی راه ،پوشش آسفالت ، سنگدانه بتن ، مصارف ساختمانی ( کاشی شیشه ای ، پانلهای دیوار و ...) ، فایبر گلاس ،شیشه های هنری ،کودهای شیمیایی ،محوطه سازی ،سیمان هیدرولیکی و بسیاری دیگر. استفاده از بتن در سنگدانه های بتن در این مقاله مورد بررسیقرار می گیرد. نگرانی بزرگی که در استفاده از شیشه در بتن وجود دارد واکنش شیمیایی مابین ذرات سیلیس اشباع شیشه و قلیاییهای مخلوط بتن است که به واکنش سیلیسی – قلیایی(Alkali Silica Reaction ASR) معروف است. این واکنش می تواند برای پایداری بتن بسیار خطرناک باشد. به همین منظور باید پیشگیری مناسبی در جهت کمتر کردن اثر این واکنش انجام شود. پیشگیری مناسب می تواند با استفاده از یک ماده پوزولانی مناسب مانند :خاکستر هوایی ،سرباره کوره آهن گدازی و یا میکرو سیلیس (Silica Fume SF) با نسبت مناسب در مخلوط بتن انجام گیرد. حساسیت شیشه به مواد قلیایی این حدس را بوجود می آورد که شیشه درشت و فیبر شیشه می تواند اثر واکنش ASR را کم و یا محو کند. اگرچه این تصور نیز وجود دارد که پودر شیشه می تواند خواص پوزولانی (مانند مواد ذکر شده در بالا) از خود نشان دهد و از اثرات و انجام واکنش ASR توسط دانه های شیشه جلوگیری کند. ریندل نتایج کارهای انجام شده توسط افراد و ارگانهای مختلف را بیان کرد. برای مثال او به نقل از شرکت Boral می گوید که: پودر شیشه آهکی سیلیکاتی رد شده از الک 100# در جهت کاهش ASR است. همچنین مرکز زمین پاک واشنگتن بیان می کند که دانه های ریز (پودر) می توانند بتن را بوسیله آزمایش ASR تضعیف کنند. همچنین کارهای انجام شده توسط آقای Samtur بر روی این موضوع بیان می کند که پودر شیشه رد شده از الک 200# می تواند مانند یک ماده پوزولانی و در جهت کاهش اثر واکنش سنگدانه ها (ASR) عمل کند. همچنین آقای Pattengil نیز به همین نتایج دست یافت. اخیرا مرکز تحقیقات انرژی ایالت نیویورک حمایتهای مالی تحقیق بر روی کاربرد شیشه بازیافتی برای بلوکهای بنایی بتنی را انجام داده و نشان داده که شیشه ضایعاتی می تواند هم به جای سنگدانه و هم به عنوان ماده افزودنی (با ایجاد شرایط مشخص) در بتن استفاده شود. آقای Bazant بیان می کند که ذرات شیشه خدود mm1.5 باعث انبساط زیادی می شوند. اگرچه ذرات کوچکتر از mm 0.25 در آزمایشگاه باعث هیچ گونه انبساطی در بتن نگردیدند. آقایان Baxterو Meyer فهمیدند که ذرات شیشه حدود mm 1.2 باعث بیشترین انبساط ملات در بین دانه های با اندازه mm 4.75 تا mm 0.15 می شوند. آنها فهمیدند که بیشترین انبساط وقتی حاصل می شود که 100% ذرات شیشه بصورت سنگدانه باشند و اگر شیشه های سبز بیش از 1% اکسید کرم داشته باشند اثر مثبتی بر واکنش ASR دارند. آقایان Carpeneter و Cramer گزارش می دهند که پودر شیشه بر کم کردن اثر واکنش ASR در آزمایش تسریع شده ملات مانند اثر خاکستر بادی و میکروسیلیس و سرباره موثر است. این نشان می دهد که پودر شیشه می تواند انبساط ناشی از ASR را در سنگدانه های حساس و شیشه های دانه ای متوقف کند. از مطالب بالا نتیجه گیری می شود که شیشه می تواند به سه صورت در بتن استفاده شود: درشت دانه ریز دانه پودر شیشه درشت دانه و ریز دانه می توانند باعث واکنش ASR در بتن شوند. اما پودر شیشه می تواند اثر ASR آنها را کاهش دهد. در بعد تجاری بسیار به صرفه است که پودر شیشه به جای سیمان مصرف شود تا اینکه شیشه به عنوان سنگدانه در بتن مصرف شود. پودر پودر شیشه یک ماده با ارزش است که از شیشه هایی که برای بازیافت مناسب نیستند به دست می آید. در قسمتهای بعدی اطلاعاتی در مورد استفاده از شیشه در بتن در سه خالت ذکر شده ارائه می گردد. کارهای آزمایشگاهی سه مورد از کاربردهای شیشه در بتن در برنامه تحقیق ARRB مشخص شده است. اینها شامل : شیشه های درشت دانه شیشه های ریزدانه و پودر شیشه است. حدود ذرات برای هر شاخه در زیر ذکر شده است. شیشه درشت دانه mm 12-4.75 CGA شیشه ریز دانه mm4.7-0.15 FGA پودر شیشه کوچکتر از mm0.01 GLP ترکیب شیمیایی تولیدات یک تیپ شیشه مشابه هستند. همچنین در جدول زیر ترکیب شیمیایی شیشه ها با رنگهای مختلف ارائه شده است. شیشه های درشت دانه و ریز دانه جهت جایگزینی حدود اندازه های مشابه سنگدانه های طبیعی به کار می روند. پودر شیشه به عنوان یک ماده پوزولانی مورد مطالعه قرار می گیرد(مانند کاربرد خاکستر هوایی و میکروسیلیس). مقایسه ای بین مواد مخلوط در شیشه شکسته و پودر شیشه و میکروسیلیس در جدول زیر نشان داده شده است. مواد طبیعی استفاده شده در این کار شامل ماسه طبیعی بتن ویکتوریا و سنگ شکسته طبیعی بازالتی بود. یکسری سنگدانه فعال خاکستری از NSW برای تشخیص اثر پودر شیشه بر توقف انبساط AAR (Alkali Aggregate Reaction) مصرف شد. 3- سنگدانه های درشت و ریز شیشه در بتن تاثیر خصوصیات فیزیکی سنگدانه های شیشه ای مانند اندازه آنها در مخلوط بتن مشخص است. شیشه بنابر طبیعت اشباع از سیلیس و شکل بی ریخت ملکولی آن به حمله شیمیایی مخیط قلیایی که در بتن هیدراته شده ایجاد می شود حساس است. این حمله شیمیایی می تواند تولید تغییر شکلهای وسیعی بر ژل AAR بتن داشته باشد که توسعه پیدا می کند و اگر پیشگیریهای مناسب در فرمولاسیون طرح اختلاط لحاظ نشود باعث ترک خوردن زودرس بتن می شود. طبیعت واکنش شیشه در کاربرد آن در بتن بسیار اهمیت دارد. برای مثال بعضی از سنگدانه های طبیعی می توانند وقتی که به مقدار کمی در بتن استفاده می شوند باعث انبساط بیش از اندازه بتن شوند و بعضی دیگر به صورت 100% در بتن استفاده می شوند. واکنش سنگدانه ها بوسیله آزمایش تسریع شده استوانه ملات (AMBT) مشخص می شود (ASTM C1260). نتایج آزمایش AMBT نشان می دهد که مخلوط با شیشه بیشتر در ملات انبساط بیشتری نیز داشته است. شکل 2 این اثر را نشان می دهد. شرط برای این آزمایش این است که انبساط کمتر از 0.1% در عمر 21 روزه نشان دهنده سنگدانه غیر فعال و بیش از 0.1% در عمر 10 روزه نشان دهنده سنگدانه فعال است. انبساط کمتر از 0.1% در 10 روز ولی بیش از 0.1% در 21 روز نشان دهنده سنگدانه با واکنش آهسته است. بر اساس این شرط شکل 2 نشان می دهد که استفاده از بیش از 30% شیشه در بتن ممکن نیست اثرات زیانباری داشته باشد. (مخصوصا اگر قلیاییهای بتن کمتر از kg3 Na2O در یک متر مکعب باشد). بتنهای با قلیایی بیشتر ممکن است انبساطهای بیشتری را بوجود بیاورند. این موضوع در شکل 3 برای چهار اندازه از ذرات شامل پودر (کمتر از mm0.01) ماسه خیلی ریز (mm0.3-0.5) و دو قسمت سنگدانه بزرگتر نشان داده شده است. نتیجه نشان داده شده در شکل 3 نشان می دهد که اندازه های شیشه زیر mm0.3 اختمال کمی برای انبساط خطرناک دارند ولی اندازه های بزرگتر از mm0.6 ممکن است باعث انبساطهای قابل ملاخظه ای شوند. بنابراین اندازه انبساط وابسته به میزان شیشه موجود، اندازه ذرات و میزان قلیاییهای مخلوط است.این نتایج نشان می دهد که شیشه می تواند ژلAAR تولید کند و اگر اندازه ذرات به اندازه کافی کوچک شود می تواند به عنوان یک ماده پوزولانی عمل کند. مشخص شده است که فعالیت سنگدانه ها و انبساط حاصله می تواند با بکار بردن میزان مناسب از مواد با خاصیت سیمانی شدن مانند میکرو سیلیس و خاکستر هوایی کنترل شود. همچنین پودر شیشه ریز می تواند بصورت مشابه عمل کند. با توجه به کاربرد سنگدانه های ریز و درشت که مورد بررسی قرار گرفتند مخلوطهای آزمایشی با توجه به میزان سنگدانه های ریز و درشت مناسب در مخلوط بتن گسترش یافته اند. آزمایشات به سمت تولید بتن با حدود Mpa32 تحمل پیش رفتند. مخلوط محتوی Kg/m3255 سیمان و Kg/m3 85 خاکستر هوایی بود. میزان شن و ماسه به ترتیب Kg/m3 1080 و Kg/m3780 مناسب به نظر می رسید. بعد از تعدادی سعی و خطا فرمولی رضایتبخش به سمت ویژگیهای مناسب بتن تازه جهت این مخلوط پیدا شد که به صورت زیر است: این موضوع از مقاومت بتنها آشکار است که این مخلوطها به راحتی به مقاومت Mpa32 رسیده و ختی از آن عبور می کنند( در حالی که از مقدار زیادی شیشه بازیافتی استفاده شده است). برای مصارف غیر سازه ای که مقاومت کمتری مورد نیاز است از همین مخلوط بدون کاهش دهنده (روان کننده) آب می توان استفاده کرد. دو مخلوط بتن با 50% شیشه درشت دانه و با یا بدون 50% شیشه ریز دانه در جدول 4 تشریح شده است. با توجه به وجود 25% خاکستر هوایی در مخلوط ،بتن از واکنش ASR نیز محفوظ است. جمع شدگی ناشی از خشک شدن این مخلوطها خوب و زیر مرز 0.075% که توسط استاندارد استرالیا معین شده ، بود. شکل 4 منحنی جمع شدگی خشک شدن متوسط را برای نمونه های با میزان شیشه متفاوت نشان می دهد. با توجه به مطالب بالا به این نتیجه می رسیم که مقدرا حتی بیش از 50% از هر کدام از درشت دانه یا ریز دانه می توانند در مخلوط بتن سازه ای یا غیرر سازه ای مصرف شوند. اگرچه دیگر پارامترهای مهندسی این مخلوطها نیاز به تحقیق و بررسی بیشتری دارند. 4- اثرات پودر شیشه بر مقاومت ملات تقسیم اندازه ذرات پودر شیشه (GLP) بصورت زیر است: اندازه ذرات کوچکتر از 5 میکرون 5-10 میکرون 10-15 میکرون بزرگتر از 15 میکرون درصد 39 49 4.4 7.6 سطح مخصوص پودر شیشه m2/Kg 800بود که تقریبا دو برابر بیشتر سیمانهای موجود است. اثرات جایگزینی پودر شیشه با سیمین یا ماسه بر مقاومت مکعبهای ملات ( نسبت سنگدانه به سیمان 2.25 و نسبت آب به سیمان 0.47) در شکلهای 5 و 6 نشان داده شده است. در مورد جایگزینی سیمان ممکن است کاهش مقاومت 28 روزه پیش بیاید که یک اثر کوتاه مدت است و خواص پوزولانی را آشکار می کند. همچنین خاکستر هوایی نیز وقتی که با میزان مشابه سیمان جایگزین می شود اثری مشابه تولید می کند. مقاومتهای طولانی تر با میکرو سیلیس مورد مطالعه قرار گرفتند. این سری از نمونه ها تشکیل شده بود از : نمونه کنترلی که ریزدانه فعال خاکستری داشت ، نمونه با 10% میکروسیلیس ، با 20% پودر شیشه ، با 30% پودر شیشه که با سیمان مساوی جایگزین شده بودندو در یک نمونه نیز 30% پودر شیشه جایگزین سنگدانه ها شده بود. شکل 7 مقاومت این نمونه ها را در عمر 270 روزه نشان می دهد. سه نتیجه نشان می دهد که جایگزینی 10% بخار سیلیس مقاومت بیشتری از جایگزینی GLP دارد. ولی همچنین نشان می دهد نمونه ملاتی که حاوی GLP باشد برای مدت طولانی تری رشد مقاومت خواهد داشت (به خاطر واکنش پوزولانی). باید توجه شود که وقتی 30% ماسه با پودر شیشه جایگزین می شود مقاومت 90 روزه برابر مقاومت مخلوط حاوی میکروسیلیس است. برای بررسی اثر مثبت جایگزینی پودر شیشه به جای سنگدانه ها دو آزمایش اضافی بر روی مکعبهای ملات انجام شد (270 روز عمل آوری شده). در یک سری از نمونه ها 20% از سیمان با پودر شیشه جایگزین شد و در سری بعدی به علاوه 20% سیمان 10% از سنگدانه ها نیز جایگزین شدند. شکل 8 نشان می دهد که این جایگزینی به صرفه است (احتمالا به خاطر بهبود دانه بندی و واکنش پوزولانی). همچنین باید توجه شود که مقاومت مخلوط با 20% شیشه به جای سیمان و 10% به جای سنگدانه ها به مقاومت مخلوط محتوی میکرو سیلیس رسیده و از آن تجاوز می کند. ظاهرا اثرات سود آور مقایسه شده میکرو سیلیس بر مقاومت نسبت به پودر شیشه بصورتی زیاد در این آزمایش افزایش یافته اند. زیرا مخلوط با میکروسیلیس حاوی 90% سیمان است ولی مخلوطهای با پودر شیشه حاوی 80 و 70% سیمان هستند. برای مقایسه مبتنی بر میزان سیمان مساوی ، آزمایش مقاومت ملات بر روی دو سری از نمونه ها که حاوی شیشه دانه بندی شده به جای ریزدانه (80% شیشه و 20% ماسه طبیعی) که 30% از سیمان نیز با مواد دیگر جایگزین شده بود انجام شد. در یک نمونه 30% از سیمان با پودر شیشه جایگزین شد و در دیگری با مخلوطی از 10% میکروسیلیس و 20% سنگ بازالتی غیر پوزولانی نرم و ساییده شده. در این روش میزان سیمان هردو نمونه مساوی است. شکل 9 نشان می دهد که نتایج مقاومت برای هر دونمونه تقریبا یکسان است. باید به این نکته توجه شود که مقاومتهای نشان داده شده در شکلهای 7 و 9 به علت تفاوت کلی در سنگدانه های ملات اساسا قابل مقایسه نیستند. 5- اثر پودر شیشه بر انبساط ملات همانطور که در شکلهای 2 و 3 نشان داده شده دانه های در حد ماسه شیشه می توانند باعث واکنش قلیایی سنگدانه ها بصورت خطرناکی باشند ( مخصوصا در میزان بالای شیشه در آزمایش تسریع شده ملات). بنابر این 6 سری نمونه های ملات محتوی 80% دانه های شیشه فعال ساخته شد. نمونه کنترلی که حاوی سنگدانه و سیمان معمولی بود، و در 5 نمونه دیگر سیمان با 5% و 10% میکروسیلیس و 10 و20 و 30% پودر شیشه جایگزین شده بودند. شکلهای 10 و 11 نشان می دهند که این ترکیبات (هردو حالت GLPو میکروسیلیس) در کاهش انبساط واکنش AAR موثر هستند به شرط اینکه به اندازه مناسب مصرف شوند (10%میکروسیلیس و <20%GLP). این نتایج نشان می دهد که نقش 20 و 30% GLP در توقف واکنش AAR بیشتر از 10% میکروسیلیس است. با وجود مقدار زیاد کربنات سدیم در شیشه (حدود13%) این نکته مهم است که خود دانه های پودر شیشه باعث انبساط طولانی مدت ملات نشوند و یا باعث تحریک سنگدانه های فعال مخلوط نباشند. آزمایش طولانی مدت استوانه ملات در 38 درجه سانتیگراد و 100% اشباع با سنگدانه های فعال و غیر فعال و با میزان جایگزینی مساوی سیمان (مانند آنچه در بالا گفته شد) انجام شد. انبساط کمتر از 0.1% در یک سال نشان دهنده ترکیب بی ضرر است. شکل 12 نشان می دهد که وقتی سنگدانه ها غیر فعالند خود GLP باعث انبساط مخلوط نمی شود. اما شکل 13 نشان می دهد که وقتی سنگدانه ها فعال هستند وجود 30%GLP باعث تحریک واکنش سنگدانه های خیلی حساس هم نمی شود. همچنین وقتی که سیمان جایگزین نشود و 30% GLP به جای سنگدانه استفاده شود باعث انبساط خطرناک استوانه ملات نمی شود. اطلاعات نشان می دهد که GLP می تواند بدون ترس از اثرات زیانبار آن استفاده شود. 6 -پودر شیشه در بتن اثر پودر سیسه بر انبساط بتن مشخص شد. یکسری سنگدانه خیلی فعال در منشور بتن (بر اساس ASTM C1293) استفاده شد.انبساط خطرناک در این آزمایش 0.03% تا 0.04% در یک سال است. شکل 14 نشان می دهد که 40% GLP که پتانسیل رها سازی قلیایی بیشتری از 30%GLP دارد می تواند تا 80% از انبساط ناشی از سنگدانه های فعال جلوگیری کند. برای سنگدانه های کمتر فعال نیز انبساط متوقف می شود. این امر نشان دهنده اثر مثبت GLP در بهبود دوام بتن است. وقتی که نسبتهای متفاوتی از GLP با سنگدانه های غیر فعال در بتن با قلیایی بالاتر (Na2O/m3 5.8) استفاده می شوند خود شیشه نیز باعث انبساط خطرناکی در مخلوط نمی شود. نتیجه آخر اینکه GLP اثر زیان آوری بر مخلوط بتن ندارد. 1-6- اثر پودر شیشه بر خزش و مقاومت بتن به تعداد نمونه های شکل 15 ولی با قلیایی کمتر برای تعیین خزش خشک شدن بتن با مقادیر مختلف GLP و میکروسیلیس استفاده شد. اطلاعات طولانی مدت نشان داده شده در شکل 16 نشان می دهد که خزش خشک شدگی مخلوطهای متفاوت زیاد نیست و به راختی استانداردهای AS3600 را برآورده می کند.(کمتر از 0.075% در 56 روز) مقاومت نمونه های ساخته شده در شکل 17 نمایش داده شده است. به نظر می رسد که اگرچه مخلوطهای محتوی GLP مقاومت اولیه کمتری دارند (با توجه به سیمان کمتر) ولی به رشد مقاومت خود در محیط نمناک ادامه می دهند و به مقاومت نمونه کنترلی نزدیک می شوند. همچنین وقتی که GLP با ماسه جایگزین می شود مقاومت بصورت چشمگیری از نمونه کنترلی بیشتر است. رشد ممتد مقاومت به وضوح اثر مثبت واکنش پوزولانی GLP را در بتن نشان می دهد. 7-بافت میکروسکوپی ملات محتوی پودر شیشه نمونه های ملات محتوی GLP که 270 روز در محیط نمناک بودند بوسیله میکروسکوپ الکترونی اسکن شدند. این نمونه های ملات نشان دهنده خصوصیات بتنهای با عمر مشابه نیز بودند. شکل 18 نشان دهنده بافت میکروسکوپی متراکم در ملات با 30% GLP است و اثر واکنش پوزولانی شیشه را در بتن نشان می دهد. در هر دو مورد شکست سطح نمونه ملات حاکی از بافت میکروسکوپی متراکم بود. 8- نتیجه اطلاعات موجود در این مقاله نشان می دهد که پتانسیل زیادی در بازیافت شیشه و مصرف آن در حالتهای پودر ،ریزدانه و درشت دانه وجود دارد. این نتیجه نهایی می تواند حاصل شود که می توان با جایگزینی شیشه با مواد گرانقیمت تری مانند میکروسیلیس یا خاکستر هوایی و یا حتی سیمان در هزینه ها صرفه جویی کرد. مصرف پودر شیشه در بتن می تواند از انبساط ASR در حضور سنگدانه های فعال جلوگیری کند. همچنین بهبود مقاومت پودر شیشه در ملات و بتن چشمگیر است. آزمایشات بافت میکروسکوپی نشان دهنده این است که پودر شیشه می تواند یک مخلوط متراکم تر تولید کند و خصوصیات دوام بتن را بهبود ببخشد. این نتیجه که 30% پودر شیشه می تواند به جای سیمان یا سنگدانه در بتن (بدون نگرانی از اثرات زیانبار طولانی مدت) جایگزین شود حاصل شد. بیشتر از 50% از هر دو (پودر شیشه یا سنگدانه شیشه ای) می تواند در بتن با رده مقاومت Mpa 32 باعث بهبود قابل قبول مقاومت بتن شود.

بررسی نفوذپذیری بتن در برابر گاز اكسیژن


دراین مجموعه حاضر ابتدا تعریف نفوذ پذیرى، قانون دارسى و سایر قوانین حاكم بر نفوذ پذیرى بتن در برابر آب و گاز توضیح داده شده است. آنگاه با توجه به اینكه امكان اندازه‏گیرى ضریب نفوذ پذیرى با استفاده از "دستگاه اندازه‏گیرى نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز اكسیژن" موجود در انستیتو مصالح ساختمانى دانشكده فـنى، وجود دارد، توضیحى در خصـوص دستگاه نـفوذ پـذیرى كـه توسـط Cembureau توصیه شده است و مورد تایید AFREM - AFPC مى‏باشد، ارائه شده است.
ضریب نفوذ پذیرى مشخصه‏اى از بتن است كه بوسیله آن مى‏توان اطلاعات مناسبى از ریز ساختار و كیفیت بتن بدست آورد. با توجه به اینكه در مطالعات مربوط به پایائى بتن نظیر بررسى پایائى بتن در برابر نفوذ یون كلر و حملات سولفاتى، در اغلب موارد سیال مهاجم از خارج بتن به داخل بتن نفوذ مى‏كند، بنابراین میزان نفوذ پذیرى، قابلیت بتن را براى سهولت و یا صعوبت ورود سیال به داخل محیط متخلخل بتن مشخص مى‏نماید. به این ترتیب در بسیارى از منابع معتبر "نفوذ پذیرى به عنوان كلید پایائى بتن قلمداد شده است.
در سازه‏هاى بتنى، بتن پوشش سطحى در اولویت نخست، آرماتورها را از خوردگى حفاظت مى‏كند. بنابراین از دیدگاه خوردگى آرماتور این منطقه سطحى در معرض نفوذ گاز اكسیژن، گاز كربنیك و آب قرار دارد. نفوذ دو سیال گاز كربنیك و آب ریز ساختار بتن را تـغییر مى‏دهد و بنابرایـن این‏دو براى انـجام آزمایش قابل تكرار مناسب نیستند. به این جهت است كه به نظر مى‏رسد گاز اكسیژن براى انجام آزمایش نفوذ پذیرى بتن مناسب‏ترین سیال باشد .
در مبحث مربوط به خوردگى آرماتور در بتن و در تشكیل پیل الكتروشیمیایى، وجود اكسیژن براى تشكیل پروسه كاتد ضرورى است. همچنین روند خوردگى از دو مرحله شروع خوردگى و گسترش خوردگى تشكیل مى‏شود. براساس تحقیقات انجام شده نفوذ اكسیژن در مرحله گسترش خوردگى آرماتور در بتن اهمیت دارد .


تعریف نفوذ پذیرى



نفوذ پذیرى یك ویژگى ریز ساختارى بتن است كه میزان قابلیت بتن را براى عبور سیالى با ویسكوزیته مشخص تحت گرادیان فشار نشان مى‏دهد.
قانون دارسی هنوز به عنوان حاكم درباره نفوذ پذیرى محیطهاى متخلخل مطرح مى‏باشد. با این حال این رابطه فقط وقتى براى اندازه‏گیرى نفوذ پذیرى معتبر است كه :
1 - جریان آرام (لایه‏اى) باشد: نیروهاى مربوط به ویسكوزیته در برابر نیروهاى اینرسى غالب باشند.
2 - سیال نفوذ كننده در برابر محیط متخلخل، خنثى باشد و واكنشى از حیث شیمیایى یا فیزیكى (جذب، موئینگى) ما بین محیط متخلخل و سیال وجود نداشته باشد.
3 - سیال غیر قابل تراكم باشد

نفوذ پذیرى بتن در برابر آب و گاز



ضریب نفوذ پذیرى كه در اندازه‏گیرى‏ها بكار مى‏رود، یك ویژگى ذاتى مصالح است كه براى بكارگیرى این قانون، تأمین شرایط زیر ضرورى مى‏باشد:
1 - مصالح بوسیله آب بدون هوا اشباع شده است .
2 - دماى آب ثابت است .
3 - اندركنش فیزیكى یا شیمیایى مابین آب و مواد متشكل بتن وجود ندارد.



توضیح دستگاه اندازه‏گیرى نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز اكسیژن، توصیه
AFPC-AFREM,Cembureau



دستگاه اندازه‏گیرى نفوذ پذیرى بتن در برابر اكسیژن كه براساس دبى خروجى گاز اكـسیژن از نـمونه بتنى 1مـى‏باشد، براساس توصیه Cembureau و AFREM - AFPC ساخته شده است . این دستگاه در حال حاضر در مراكز تحقیقاتى بتن در بسیارى از كشورهاى اروپایى وجود دارد و در پروژه‏هاى تحقیقاتى و مشاوره‏اى خصوصاً در سازه‏هاى آبى و همچنین سازه‏هاى در معرض عوامل خورنده محیطى مورد استفاده قرار مى‏گیرد .
این روش براى بتن‏هاى با عـیار سیـمان حـدود 200 تـا kg/m3 450 و مقادیر ضریب نـفوذ پذیرى در برابر اكسیژن بین 10 - 19 m2 تا 10 - 14 m2 نتایج قابل قبولى مى‏دهد

بنابراین نحوه عـمل‏آورى و رژیـم نگهـدارى بتن در مقدار ضریب نفوذ پذیرى در برابر گاز اكسیژن بسیار مهـم است.



بر اساس روش Cembureau [5] نحوه ساختن و عمل آورى آزمونه قبل از انجام آزمایش به شرح زیر توصیه شده است

24 - ساعت پس از بتن ریزى، نمونه از قالب جدا و سطح جانبى نمونه‏هاى استوانه‏اى با پلاستیك‏هاى چسبان‏پوشانده و این نمونه‏ها درساك نفوذناپذیر بسته بندى و به مدت 28 روز در دماىºc به طور قائم نگهدارى شود. آنگاه دو رژیم نگهدارى تعریف شده است:

الف - رژیم:A به مدت 28 روز در محیط آزمایشگاه با دماىºc و رطوبت نسبى % به طور قائم نگهدارى مى‏شود تا امكان حركت آزاد هوا در اطراف آن برقرار باشد.

ب - رژیم:B نمونه‏ها به مـدت 7 روز در یك دستگاه آون با وانـتیلاتور در دماىºc و آنـگاه به مـدت 3 روز در دماىºc در یك خشك كن نگهدارى مى‏شوند

عملاً رژیم A با توجه به اینكه به شـرایط واقعى سازه‏هـاى بتنى شباهـت بیشترى دارد ارجح است. البـته انجـام آزمایش بـا رژیـم B به ضریب نفوذ پذیرى بیشتر مى‏انجامد .

نتیجه‏گیری



در مجموعه حاضر، به اهمیت پارامتر نفوذ پذیرى بتن در بررسى موضوع پایائى بتن پرداخته شده است. اندازه‏گیرى ضریب نفوذ پذیرى بتن در برابر گاز به سادگى با دستگاهى كه از سوى Cembureau توصیه شده و در مراكز تحقیقاتى معتبر بتن در كشورهاى اروپا و همچنین انستیتو مصالح ساختمانى در دانشكده فنى دانشگاه تهران موجود است قابل اندازه‏گیرى است و در صورت نیاز امكان تخمین ضریب نفوذ پذیرى بتن در برابر آب نیز وجود دارد.

استفاده از گیرنده (سنسور) رطوبت برای نمایش یكنواختی بتن تازه


گزیده:

در این مقاله، سنسور رطوبت جهت نمایش رطوبت بتن داخل میكسر در فركانس نسبتاً بال برای چهار فرآیند میكساژ متفاوت به كار می‌رود. مشاهدات شامل بررسی تغییر رطوبت درون بتن در فرآیند میكساژ است، یكنواختی میكساژ با اطلاعات محتوای رطوبت برآورد می‌شوند. نتایج نشان دادند كه سنسور رطوبت ابزاری مؤثر جهت برآورد یكنواختی میكساژ بتن است و فرآیند میكساژ متفاوت نیاز به زمان متفاوت میكساژ برای بتن خواهد داشت تا به اطلاعات رطوبتی ثابت دست یافته شد.

مقدمه:

یكنواختی در ارتباط با قابلیت میكساژ بتن است كه بدان معنی است اگر بتن به صورت مناسب مخلوط شود، بتن با نسبتهای مختلف از یك آبخوره خواص مشابهی نظیر میزان رطوبت خواهند داشت. روشهای بسیاری شامل مقیاس جریان، مقیاس میزان آب، تعیین نسبت آب به بتن و نشست كامل به كار می‌روند تا یكنواختی میكساژ بتن را برآورد كنند، اما هیچ روش و یا تجهیزات مؤثری نمی‌تواند دقیقاً بازتابی از قابلیت میكساژ باشد سنسور رطوبت بر اساس بازتاب امواج مایكروویو بتن در شرایط مختلف رطوبت است. به دلیل حساسیت آن به رطوبت سنسور رطوبت ابزاری مطمئن جهت برآورد میزان رطوبت در قسمتهای مختلف بتن درون میكسر است كه بعدها می‌توان برای ارایه یكنواختی بتن درون میكسر از آن استفاده كرد.

در این مقاله، سنسور رطوبت برای نمایش رطوبت درون میكسر در فركانس نسبتاً بالای چهار بار در ثانیه برای چهار فرآیند میكساژ متفاوت به كار رفت. مشاهدات شامل بررسی تغییر رطوبت درون متن در فرآیند میكساژ بود، یكنواختی میكساژ با اطلاعات مربوط به میزان رطوبت برآورد می‌شوند.

اهمیت تحقیق:

زمان میكساژ یكی از مهمترین عواملی است كه بر قابلیت میكساژ تأثیر می‌گذارند. زمان میكساژ (زمان مورد نیاز) باید بر اساس توانایی میكسر در تولید بتن یكنواخت در آبخوره و از یكی به دیگری باشد. زمان مورد نیاز برای رسیدن به این مطلب ابتدا به طرح میكسر، مشخصات ماده بتن بستگی دارد كه شامل محتوای بتونی است كه در تركیبات به كار می‌برده است. ضعف نیازمند مدت زمان میكساژ تا حد ممكن كم است كه می‌تواند در هزینه صرفه‌جویی كند و تكرار تولید را افزایش دهد، اما میكساژ نامناسب منجر به مقاومت كمتر و همچنین تنوع در آبخوره و یا از آبخوره‌ای به دیگری شود. این به همان دلیل است كه سیستم مخلوط كردن بتون آماده نیاز به حداقل زمان میكساژ دارد، گرچه، مدت زمانی طولانی كیفیت بتن را بالا نمی‌برد و خوبی دستگاه را پائین می‌آورد.

چون مدت زمان طولانی میكساژ سبب شكست انجام و كاهش میزان هوا شود. با تمام این موارد، شیوه مؤثر برآورد وقتی میكساژ بتون می‌تواند به یكنواختی برسد ضروری است.

در بین تمام روشها، سنسور رطوبت یك وسیله مطمئن برای برآورد مناسب محتوی رطوبت در بخشهای مختلف بتن داخل میكسر است، از این رو می‌تواند برای بازتاب یكنواختی بتن داخل میكسر به اكر رود. سنسور رطوبت می‌تواند رطوبت درون میكسر و ظرف مصالح در فركانس نسبتاً بالا جهت كنترل كیفی را نمایش دهد. هیدرونیكس سنسور رطوبت خود را برای كاربرد صنعتی در نمایش میكساژ بتن با موفقیت ارایه دادند، اما هیچ مطالعه قانونمندی در بررسی قابلیت میكساژ و فرآیندهای مختلف مخلوط كردن با سنسور رطوبت صورت نگرفت. در این مقاله، مشاهدات برای بررسی تغییر رطوبت در میكساژ بتن از طریق فرآیندهای مخلوط كردن صورت گرفت، یكنواختی میكساژ از میزان رطوبت در هنگام مخلوط كردن بتن برآورد شوند.

برنامه تجربی

مواد و فرآیند میكساژ

برای بررسی تأثیر سنسور رطوبت، چهار فرآیند میكساژ متفاوت شامل میكساژ تك مرحله‌ای، دو مرحله‌ای و دو نوع میكساژ چند مرحله‌ای برای میكساژ بتن انتخاب شدند. جزئیات فرآیندهای میكساژ در این تحقیق در جدول 1 مشخص شده‌اند:

مشاهدات:

جهت بررسی اثر میكساژ، چهار نوع متفاوت از روشهای میكساژ بتن در این تحقیق استفاده شدند. سنسور رطوبت در بررسی میزان رطوبت بتن درون دستگاه میكسر به كار رفت. سنسور رطوبت می‌تواند میزان رطوبت را چهار بار در ثانیه بررسی كنید. درجه منحنی استحكام میزان رطوبت را می‌توان برای نمایش یكنواختی بتن به كار برد، وقتی میزان رطوبت به درجه خاصی از استحكام برسد، بتن به یكنواختی در میكساژ رسیده است.

سنسور رطوبت:

سنسور رطوبت برای كنترل كیفی میكساژ بتن به كار رفته است. رطوبت در تركیب بتنی بر اساس اصول انرژی مایكروویو می‌تواند نشان داده شود تكنیك جذب مایكروویوی یك روش دقیق برای اندازه‌گیری رطوبت در بتن را ارایه می‌كند چون آب در حدود 100 تا 500 برابر مواد خشك هم اندازه انرژی مایكروویوی (بسته به فركانس) جذب می‌كند.

شركت هیدرونیكس، تولیدكننده سنسور یك سیستم حسگر تك سر بر اساس نظریه الكترومغناطیس تهیه كرده است. روش با اندازه‌گیری در پارامتر مختلف جذب مواد صورت می‌گیرد كه می‌تواند به مشكل خواص وابسته به چگالی فائق آید. سنسور میدان كم قدرت انرژی مایكروویوی را به مواد بتنی می‌فرستند و انرژی جذب شده را تشخیص می‌دهد. سنسور رطوبت در میكسر بتن و ظرف مصالح به كار می‌رود تا تغییرات رطوبت در میكسر بتن را از طریق بازتاب مایكروویو نمایش دهد.

نتایج:

همانطور كه مشخص است، مدت زمانی برای رسیدن بتن به میزان رطوبت ثابت در بخشهای مختلف لازم است، میزان رطوبت ثابت مقدار میانگین رطوبت برگرفته از سنسور رطوبت است و زمان رسیدن بتن به رطوبت ثابت زمان میكساژ برای رسیدن به این میزان رطوبت است. نتایج نشان می‌دهد كه فرآیند متفاوت میكساژ زمان متفاوتی برای رسیدن بتن به میزان رطوبت ثابت خواهد داشت، میكساژ تك مرحله‌ای نیاز به زمان بیشتری (50 ثانیه) برای این امر دارد. مدت زمان مشخص نیز برای میكساژ چند مرحله‌ای نیازمند، اما زمان با توجه به فرآیند بارگیری متفاوت تغییر خواهد كرد.

مدت زمان كل میكساژ كه از بارگیری نسبت به مقدار رطوبت ثابت به دست می‌آید. همانطور كه مشخص است، فرآیندهای متفاوت میكساژ به رطوبت مشابهی دست خواهد یافت كه چون یك طرح مخلوط كردن دارند این چنین است، اما مدت میكساژ برای بتن جهت رسیدن به ثبات متفاوت است كه نشان می‌دهد شامل میكساژ متفاوت روش متفاوت را برای رسیدن بتن به یكنواختی به كار می‌برد. همچنین از تصویر 4 مشخص است كه میزان دوغاب اضافه شده به مصالح نمی‌تواند به رطوبت بسیار ثابتی دست یابد كه بدلیل خواص بتن ایجاد می‌شود كه بسیار چسبنده است، از این رو خطایی در بررسی رطوبت با تماس متغیر بتن و سنسور ایجاد می‌شود، به این مطلب بعداً پرداخته می‌شود.

نتیجه‌گیری:

از بررسی مقدار رطوبت و تغییر آن در میكساژ بتن، مشخص می‌شود كه فرآیندهای متفاوت میكساژ به زمان متفاوتی برای رسیدن بتن به رطوبت ثابت نیاز دارد كه بدان معنی است مدت زمان متفاوتی را برای رسیدن بتن به یكنواختی لازم است كه میكساژ تك مرحله‌ای نیاز به زمانی طولانی‌تر برای رسیدن بتن به یكنواختی دارد و روش چند مرحله‌ای می‌تواند زمان میكساژ را به طور چشمگیری كاهش دهد. نتایج نشان داد سنسور طوبت ابزاری مناسب برای برآورد یكنواختی میكساژ بتن است.



بررسی آتی:

نتایج نشان داد كه سنسور رطوبت یك ابزار بسیار مطمئن برای نمایش مناسب رطوبت و میكساژ بتن است، اما همچنین مشخص شد كه برخی جنبه‌ها هنوز در حال بهبود هستند. مقدار كافی بتن برای پوشاندن سطح سر سنسور لازم است، از این دو مقدار زیادی بتن لازم خواهد بود. اطلاعات تنها می‌تواند میزان رطوبت را نشان دهد وقتی سطح سنسور به طور كامل با مواد پوشانده می‌شود وقتی اطلاعات كمی در مورد میزان رطوبت همیشه به معنی رطوبت كمتر نیست، اما می‌تواند مواد ناكافی یا پوشش ضعیف با مواد را نشان دهد. این دلیل چرایی عدم رایج بودن اضافه كردن دوغاب مصالح به پروسه میكساژ است كه نمی‌تواند به میزان رطوبت ثابت با میكساژ بعدی بتن برسد، سطح سنسور در ته طرف میكسر قرار می‌گیرد و این امر ممكن است این مشكل را حل كند، اما برای چرخش ظرف مناسب نیست. با افزایش زمان میكساژ، بتن چسبنده خواهد شد كه سبب خواهد شد بتن هرگز سطح سنسور را به طور كامل نپوشاند و این مطلب بانشان دادن عدم ثبات بالا در اطلاعات مربوط به رطوبت مشخص شود.

بتن ریزی در هوای گرم

بتن ریزی در شرایط هوای گرم می تواند به بروز مشکلاتی در بتن تازه و سخت شده کمک نماید و معمولا" به پائین آمدن کیفیت بتن سخت شده منجر می شود . معمولا" در چنین شرایطی باید

بتن ریزی متوقف گردد و در صورت نیاز به انجام عملیات بتن ریزی باید تدابیر خاصی اندیشیده شود تا خسارت های وارده به حداقل برسد و یا ایجاد گردد . تعریف و شناخت شرایط هوای گرم ، اثر خسارت بار این شرایط ، اثر عوامل تشدید کننده این خسارت ها ، راه حلهای فرار از حصول این شرایط ، توجه به نوع مصالح مصرفی از جمله مواردی است که در این نوشته از نظر می گذرد .

وجود شرایط هوای گرم در مناطقی از کشور ما بویژه در حاشیه خلیج فارس و دریای عمان و وجود شرایط خاصی مانند ایجاد خوردگی در میلگردهای بتن این شرایط را برای ما پر اهمیت می نماید و باید بدان توجه خاصی مبذول داشت . سعی می شود نکات مد نظر آئین نامه بتن ایران به همراه توضیحات ضروری قید شود تا در عمل بتوان از آنها استفاده نمود .

• تعریف هوای گرم :

هوای گرم با ترکیبی از دمای زیاد هوا ، رطوبت نسبی کم ، دمای بالای بتن و سرعت وزش باد حاصل می گردد . وجود دمای زیاد بتن و عواملی که باعث تبخیر شدید آب از سطح آن می شود می تواند خسارت بار باشد . حتی می توان گفت دمای زیاد بتن به تنهایی نیز می تواند به بروز این شرایط کمک زیادی نماید .

معمولا" وقتی دمای بتن از 0C 32 در هنگام بتن ریزی و یا تا زمان گیرش تجاوز نماید شرایط هوای گرم حاصل می شود .

بروز شرایط ایجاد تبخیر با شدتی بیش از kg/m2 1 در هر ساعت از سطح بتن قطعا" مشکل زا
می باشد . حتی توصیه می گردد شدت تبخیر از سطح بتن کمتر از kg/m2 5/0 در هر ساعت باشد تا خسارت هائی به بتن وارد نشود و کار بتن ریزی بهتر انجام گردد .


• اثر خسارت بار شرایط هوای گرم :

این اثرات را می توان به دو بخش بتن تازه و سخت شده تقسیم نمود . مسلما" برای داشتن بتن سخت شده مناسب باید از مرحله بتن تازه به سلامت عبور کنیم لذا از این نظر کیفیت بتن تازه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد .

اثرات نا مطلوب هوای گرم بر بتن تازه خمیری عبارتست از :

الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط

ب ) افزایش آهنگ افت اسلامپ و تمایل دست اندرکاران به افزودن آب به بتن در کارگاه بدلیل افزایش تبخیر و افزایش سرعت آبگیری سیمان و از دست دادن خواص خمیری در زمان کوتاه تر

ج ) افزایش زمان آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش به نحوی که بر عملیات ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح و نگهداری و عمل آوری بتن اثر منفی می گذارد و امکان ایجاد درز سرد را افزایش می دهد . این امر پیوستگی را در بتن ریزی مختل می کند که نیاز به آن جزو اصول بتن ریزی صحیح است .

د ) افزایش امکان ترک خوردگی خمیری بتن تازه بدلیل تبخیر زیاد و جمع شدگی بیش از حد در اثر تبخیر
هـ ) افزایش بروز مشکل در کنترل مقدار حباب هوای بتن حبابدار در بتن تازه به نحوی که عملا" حباب های هوا بزرگ شده و با می ترکند و تأثیر ثبت آنها در بتن سخت شده از بین می رود .

• اثرات نامطلوب شرایط هوای گرم بر بتن سخت شده عبارتند از :

الف ) کاهش مقاومت بتن بدلیل مصرف بیشتر آب در میان مدت و دراز مدت

ب ) کاهش مقاومت بتن بدلیل دمای بالای آن در هنگام بتن ریزی و پس از آن در میان مدت و دراز مدت علیرغم افزایش مقاومت زود هنگام بتن ( بویژه در روزهای اول – 1 تا 7 روز )

ج ) افزایش تمایل به جمع شدگی ناشی از خشک شدن و ایجاد ترکهای حرارتی

د ) کاهش دوام بتن در برابر شرایط محیطی نامناسب در حین بهره برداری مانند یخ زدن و

آب شدگی مکرر ، سایش و فرسایش تری و خشکی مکرر بتن ، حمله سولفاتها و حمله یون کلر محیط بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن در اثر ایجاد کریستالهای درشت و کاهش مقاومت الکتریکی بتن که نقش مهمی در افزایش نفوذپذیری در برابر یون کلر و سایر عوامل مزاحم شیمیائی دارد . هم چنین کاهش دوام به دلیل ترک خوردگی

هـ ) ایجاد خوردگی سریعتر میلگردها بدلیل افزایش نفوذپذیری بتن و یا ایجاد درزهای سرد
و ) کاهش یکنواختی سطح بتن و نا زیبائی سطح بتن نمایان بویژه در مجاورت قالب ، تغییر رنگ بتن بدلیل تفاوت در آهنگ آبگیری ، منظره بدلیل درز سرد .

• عوامل تشدید کننده خسارات در هوای گرم :

برخی عوامل می توانند در هوای گرم خسارتها را تشدید نمایند . هرچند این عوامل مستقیما" در ایجاد شرایط هوای گرم بی تأثیر است اما در این شرایط می تواند باعث بحرانی تر شدن اثرات زیانبار گردد . این عوامل عبارتند از :

الف ) مصرف سیمانهائی با ریزی زیاد که موجب افزایش سرعت آبگیری سیمان و ایجاد گرمازائی بیشتر در زمان کوتاه می گردد .

ب ) مصرف سیمانهای زودگیر ( مقاومت اولیه زیاد ) مانند نوع 3 و حتی استفاده از سیمانهای

نوع 1 بویژه با وجود افزودنیهای تسریع کننده ( زودگیر کننده ) که میتواند زمان گرایش را کوتاه نماید و سرعت آبگیری و گرمازائی را بیشتر کند .

ج ) مصرف بتن های پر سیمان در رابطه با بتن های پر مقاومت و با نسبت آب به سیمان کم که سرعت آبگیری را بیشتر می کند و زمان گرایش را کوتاه و گرمازائی و سرعت آنرا افزایش می دهد . بدیهی است اغلب در شرایط محیطی نا مناسب از نسبت آب به سیمان کم استفاده نمائیم لذا باید سعی شود بتن پر سیمان مصرف ننمائیم .

د ) استفاده از مقاطع بتنی نازک با درصد میلگرد زیاد .

هـ ) بکارگیری وسایل حمل با حجم زیاد که می تواند به ایجاد درز سرد و عدم پیوستگی
منجر شود .

و ) حرکت دادن بتن در مسیر افقی یا قائم بصورت طولانی مدت ویژه ای برای بتن های کم اسلامپ ( شوت ، شوت سقوطی یا ترمی )

ز ) استفاده از پمپاژ بتن در مسیرهای طولانی ، زیرا اصطکاک بتن با لوله باعث ایجاد گرما
می شود و در شرایط هوای گرم نیز این مسیر طولانی و گرمای لوله می تواند مشکل زا باشد .

ح ) استفاده از تسمه نقاله برای حمل بتن بدلیل ایجاد سطح هواخور خیلی زیاد و تبخیر شدید و تبادل گرمائی زیاد با محیط .

ط ) ضرورت انجام و تداوم کار در شرایط هوایی خیلی گرم بدلائل اقتصادی

ی ) استفاده از سیمانهای انبساطی و یا بدون جمع شدگی که می تواند مشکل زا باشد . در این رابطه برخی مواد انبساط زا یا برخی ملات ها یا بتن ها مانند گروت میتواند عامل ایجاد خسارت بیشتر باشد .
مسلما" باید گفت اگر شرایطی بر خلاف شرایط فوق ایجاد شود مسلما" در کاهش خسارات نقش خواهد داشت . اما بر ایجاد شرایط هوای گرم تأثیری ندارد .


• عوامل ایجاد کننده شرایط نامناسب محیطی و هوای گرم :

همانگونه که گفته شد مصرف اجزاء بتن با دمای زیاد می تواند بتن با دمای بالاتر از حد مجاز را بوجود آورد .

همچنین بروز شرایط خاصی در محیط اطراف بتن ریزی می تواند به تبخیر شدید منجر گردد که خسارت زا می باشد .

در زیر به هر کدام از این موارد می پردازیم و نحوه پیش بینی چنین شرایطی را مطرح می نمائیم :

الف )شدت تبخیر از واحد سطح :

میزان تبخیر از سطح بتن تابع عوامل مختلفی است که از جمله می توان به دمای هوا ، دمای بتن ، رطوبت نسبی هوا ، سرعت وزش باد ، تابش آفتاب و حتی رنگ بتن و فشار هوا ( ارتفاع از سطح دریا ) اشاره نمود . در چارت ( شکل 1 ) فقط از چهار عامل اول بدلیل اهمیت و سهولت بکارگیری آنها بصورت کمی بهره برده شده است و میتوان شدت تبخیر از واحد سطح بتن را بدست آورد .

ب ) دمای تعادل بتن ساخته شده :

قبل از خسارت بتن میتوان دمای آنرا با محاسبه حدس زد . مسلما" در مراحل انتقال و ریختن بتن بعلت تبادل با محیط مجاور ، دمای بتن ممکن است تغییر نماید . بدین منظور باید برای ساخت بتن دمای کمتر از 0C 30 را در نظر گرفت تا در یک حمل معقول و منطقی با زمان کمتر از

نیم ساعت ، دمای بتن از 0C 32 تجاوز ننماید . مسلما" اگر وسیله حمل پمپ و لوله یا تسمه نقاله و یا تراک میکسر در حال چرخش

باشد باید دمای ساخت را بمراتب کمتر از 0C 28 و تا حدود کمتر از در نظر گرفت . دمای تعادل ساخت بتن بلافاصله پس از اختلاط را می توان از رابطه زیر بدست آورد .

در رابطه TC ، TG ، TS ، TP ، TW به ترتیب دمای سیمان ، سنگدانه درشت ، سنگدانه ریز ، پوزولان و دمای آب مصرفی در اختلاط بتن می باشد . ( بر حسب درجه سیلیسوس )

هم چنین WWT ,WWS,WWG,WW, WP , WS , WG , WC به ترتیب جرم سیمان ، شن ، ماسه ، پوزولان ، آب مصرفی در ساخت بتن ، آب موجود در شن ، آب موجود در ماسه و آب کل موجود در بتن می باشد ( بر حسب کیلوگرم ) بدیهی است آب کل بتن برابر با مجموع آب مصرفی در ساخت بتن و آب موجود در سنگدانه می باشد و یخ احتمالی مصرفی را نیز شامل می شود . اگر از یخ نیز برای کاهش دما استفاده شود در صورت کسر رابطه فوق جمله W i (0.5ti-80) اضافه خواهد شد .

لازم به ذکر است ضرائب 0.22 در رابطه فوق ظرفیت گرمائی سیمان ، سنگدانه و پوزولان بر حسب Kcal/kg می باشد و یکسان در نظر گرفته شده است در حالیکه واقعا" این ظرفیت های گرمائی در سیمانهای مختلف و سنگدانه های موجود و پوزولانهای مصرفی یکسان و مساوی 0.22 نمی باشد . بویژه در سنگدانه ها و پوزولانها ممکنست ابن ظرفیت گرمائی از 0.19 تا 0.24 تغییر نماید و حتی از این محدوده نیز بیرون باشد . ظرفیت گرمائی آب و رطوبت موجود در سنگدانه Kcal/kg 1 فرض شده است . i W جرم یخ مصرفی ، i T دمای یخ مصرفی ، 0.5 ظرفیت گرمائی یخ و 80 برابر گرمای نهان ذوب یخ بر حسب Kcal/kg می باشد .

مثال 1 : طرح اختلاط زیر برای بتن سازی به میزان m3 1 داده شده است . با توجه به اطلاعات موجود دمای تعادل ساخت بتن را محاسبه کنید . سیمان 400 کیلو ، شن خشک 1000 کیلو ،

آب کل 220 کیلو ، دمای سیمان 0C 35 ، دمای شن 0C 40 و رطوبت آن 6/0 درصد ، دمای ماسه 0C 30 و رطوبت آن 5/4 درصد ، دمای آب 0C 25 می باشد .

مثال 2 : اگر بخواهیم دمای بتن به 28 برسد آب باید تا چند درجه خنک شود .

مثال 3 : اگر بخواهیم با آب 0C 25 و یخ 0C 4- به این دما دست یابیم ، چند کیلو یخ لازم است ؟

مثال 4 : اگر بدون خنک کردن آب یا مصرف یخ بخواهیم به این دما برسیم دمای شن باید به چند درجه سیلیوس برسد ؟

• اثرات هوای گرم بر خواص بتن :

همانطور که قبلا" اشاره شد هوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است . در این قسمت بطور مشروح به برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود .

الف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط :

بسته به شرایط هوا و میزان تبخیر ممکنست تا 25 کیلو ( لیتر ) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد ( نسبت به حالت بدون تبخیر ) – تقریبا" هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود 3 لیتر آب نیاز دارد . وجود آب بیشتر ، جمع شدگی را افزایش می دهد و میل به ترک خوردگی بیشتر می شود .

ب ) آهنگ افت اسلامپ :

مسلما" در شرایط هوای گرم ، گرمای بدون تبخیر و یا با تبخیر می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد . میتوان گفت تقریبا" به ازاء 0C 40 افزایش دما ( 10 تا 0C 50 ) افت اسلامپ حدود 8 سانت را شاهد خواهیم بود ( هر 0C 10 حدود 2 سانت ) . مسلما" آهنگ افت اسلامپ نیز در هوای گرم بسیار زیاد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالبا" برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست.

ج ) افزایش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش :

در یک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط بین ؟ تا 3 ساعت تغییر کند . با افزایش دما این زمان کاهش می یابد و ممکنست در دمای بتن بالاتر از 0C 30 و دمای محیط بیش از 0C 35 این زمان حتی به کمتر از نصف یا ثلث کاهش یابد . مسلما" این امر مشکلات اجرائی را افزایش می دهد . در حمل محدودیت زمانی بوجود
می آورد و در ریختن و تراکم باید سرعت قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم . پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت
می شود . در اکثر موارد در چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد . درز سرد در آینده می تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد .

د ) ترک خوردگی خمیر بتن تازه :

این نوع ترک خوردگی معمولا" در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد . بدیهی است اگر بتن در محیط گرم و مرطوب قرار گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن ، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد . در رطوبت های بیش از 80 درصد عملا" مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم اشت . وقتی تبخیر از kg/m2/hr 1 تجاوز نماید ، وضعیت حاد و بحرانی است و عملا" باید بتن ریزی متوقف گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود . وقتی ترک خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در گیرش و سفت شدن بتن ، مصرف سیمانهای دیرگیر ، مصرف بیش از حد کندگیر کننده ، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم . مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود . از جمله این مواد
می توان از میکروسیلیس نام برد .
از بین بردن ترکهای خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترکها را تا حدودی از بین برد .
ـ ) اثرات نامطلوب بر مقاومت :

مسلما" بتنی که گرم ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن 28 روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم

خواهد داشت . در شکل 2 و 3 میتوانید تأثیر دمای ریختن را بر مقاومت های اولیه و دراز مدت ببینید . بویژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگیر نباشند ، آسیب بیشتری می بینند . اگر ترک بتن را نیز در نظر بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود .

گاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد . در شرایط خاص برخی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است . دلیل این امر استفاده از بتن گرم در

قالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند . با استفاده از سیمانهای ریز و زودگیر کننده ، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.

برای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای این نوشتار از بیان مشروح سایر اثرات خودداری می شود .


• راهکارهای بتن ریزی مطلوب در شرایط نامساعد گرم :

قاعدتا" این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد :

الف ) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب

ب ) روشهای مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن ( پیشگیری از گرم شدن )

ج ) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن ( کاهش دمای بتن )

د ) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن

هـ ) نکات مربوط به ریختن ، تراکم و پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر

در ادامه به هرکدام از راه حلهای اجرائی به اختصار می پردازیم .

• انتخاب مصالح مناسب :

الف ) سنگدانه :

هر چند تأثیر سنگدانه چندان جدی نیست اما بویژه برای ایجاد دوام در بتن در مناطق گرم بویژه مرطوب ، لازم است سنگدانه ها از جذب آب کمی برخوردار باشند . ظرفیت جذب آب سنگدانه درشت در آبا به 5/2 و برای سنگدانه ریز به 3 درصد محدود شده است در حالیکه در بسیاری از آئین نامه ها چنین محدودیتی دیده نمی شود .

سنگدانه ها باید در برابر قلیائیها از واکنش زائی برخوردار نباشند لذا از این بابت باید مورد آزمایش قرار گیرند . همچنین در مناطق خورنده باید یون کلر آنها از حدود مجاز کمتر باشد .

ب ) سیمان :

بهتر است از سیمانهای ریز و زودگیر استفاده نشود و سیمانهای با گرمازائی کم و حاوی مواد پوزولانی ( بعنوان جایگزین ) بکار روند . سیمانهای آمیخته از این نظر مناسب اند . بهتر است مقدار سیمان زیاد نباشد . محدود کردن عیار سیمان به حدود 400 کیلوگرم می تواند یک توصیه تلقی گردد . عیار سیمان زیاد می تواند عامل ترک خوردگی بتن خمیری باشد .

ج ) افزودنی ها :

در شرایط هوای گرم اغلب افزودنیهای روان کننده و یا کندگیر کننده استفاده می شود . ممکن است افزودنی روان کننده کندگیر کننده نیز بکار بریم . افزودنیهائی که بتوانند اسلامپ را بمدتی قابل توجه حفظ نمایند ، در این شرایط طرفدار دارد .

معمولا" حبابزا ها بعلت مشکل کنترل مقدار حباب در شرایط هوای گرم توصیه نمی شود .

مگر اینکه شرایط مناسبی برای مصرف آنها فراهم گردد .

• روشهای پیشگیرانه برای جلوگیری از گرم شدن مصالح در انبار

هر چقدر بتوانیم جلوی گرم یا داغ شدن مصالح بتن را بگیریم ، کار خنک ساختن بتن
ساده تر می شود .

بهرحال بهتر است دمای سیمان از 0C 60 تجاوز نکند ( آبا حد مجاز را 0C 75 ذکر کرده است ) سنگدانه ها با توجه به وزن قابل توجهشان بهتر است دمائی کمتر از 0C 40 را داشته باشند . آب نیز باید در حد امکان خنک نگهداشته شود . لذا توصیه می شود آب در محلی نگهداری شود که زود گرم نشود . مخازن فلزی هوائی بدون عایق بندی ابدا" توصیه نمیشود . از مصرف سیمانهای گرم که از کارخانه حمل و تخلیه می شود باید پرهیز کرد و آنرا در سیلو نگهداشت تا خنک گردد .

سیلوی سیمان دارای رنگ روشن باشد . در برخی مناطق دنیا از سیلوی دو جداره استفاده می شود که ممکن است آب خنک در آن در جریان باشد . عایق بندی سیلوی سیمان نیز یک راه حل
می باشد .

سنگدانه ها را نیز بهتر است از تابش آفتاب دور داشت . سر پوشیده کردن دپوی سنگدانه ها یک روش معمول است که ممکن است برای ایران راه حل گران قیمتی باشد . ایجاد پوشش مانند برزنت و غیره می تواند راه حل ساده تری تلقی گردد .

• خنک سازی مصالح و ساخت بتن خنک ( کاهش دمای بتن ) :


استفاده از بتن ها دمای کم یکی از راه حلهای اساسی برای بتن ریزی مطلوب است . رساندن دمای بتن به زیر 0C 30 میتواند به تولید بتن سخت شده مقاوم و با دوام منجر گردد و ضمنا" میزان تبخیر از سطح بتن را کاهش دهد . باید گفت تبخیر عوامل متعددی دارد ولی دمای بتن در این رابطه بسیار مهم است . برای ایجاد بتن خنک ، غالبا" اجزاء بتن را خنک می کنیم و یا از یخ برای ایجاد خنکی مخلوط بتن استفاده می نمائیم . بکارگیری ازت مایع نیز ممکن می باشد . اما در مورد بتن ریزی در هوای گرم در کارهای عادی عملا" بکار نمی رود .

اجزاء بتن شامل : آب ، سیمان ، سنگدانه می تواند خنک شود . آب را با وسایل تبرید و یا یخ

می توان خنک نمود . سنگدانه ها را می توان با آب پاشی و ایجاد شرایط مساعد برای تبخیر

می توان به مقدار قابل توجهی خنک نمود ( بویژه در هوای خشک ) در خنک سازی سنگدانه

می توان از آب خنک و هوای خنک نیز استفاده نمود .

یخ عامل مهمی در کاهش دمای بتن می باشد زیرا گرمای نهان ذوب یخ میتواند دمای بتن را به مقدار قابل توجهی پائین آورد . بهر حال خرده یخ یا پرید یخ می تواند صرفا" بعنوان جایگزین بخشی از آب یا همه آن بکار رود تا تغییری در نسبت آب به سیمان حاصل نشود و در انهای اختلاط نباید یخ در بتن تازه مشاهده گردد .

خنک کردن سیمان راه حلی است که کمتر بکار گرفته می شود . اینکار به دلایل خاص نیاز دارد تا سیمان در معرض آب خنک یا هوای مرطوب قرار نگیرد . استفاده از دیگ اختلاطی که دارای رنگ روشن می باشد و یا آب خنک شده و یا در سایه است توصیه می گردد .

• تمهیدات مربوط به حفظ خنکی بتن در طول عملیات بتن ریزی :

در زمان حمل ، ریختن و تراکم بتن حفظ خنکی آن ضروری است . بدیهی است دمای بتن در اثر تبادل گرما با هوای گرم مجاور افزایش می یابد . هدف ما کاهش این افزایش دما می باشد .

استفاده از وسایل حمل مناسب و سر بسته که رنگ روشن دارد یا با آب خنک می شود یکی از
راه حلهای مناسب می باشد . بکارگیری وسایلی مانند پمپ و لوله می تواند باعث افزایش دما شود و برای کنترل این افزایش دما ، لازم است لوله پمپ خنک گردد . می توان دور لوله ها را گونی خیس قرار داد و گهگاه روی آن آب پاشید .

تسمه نقاله برای هوای گرم وسیله مناسبی نیست و در صورت لزوم می توان روی آن را پوشاند .

تراک میکسر در طول حمل نباید بی جهت بچرخد زیرا این امر موجب افزایش دما خواهد شد بویژه اگر حجم بتن در مقایسه با حجم دیگ کم باشد . استفاده از سایبان روی دیگ تراک و داشتن رنگ روشن توصیه می شود .

• نکات مربوط به ریختن ، تراکم ، پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر
برای جلوگیری از تبخیر زیاد از سطح بتن می توان توسط بادشکن ، سرعت باد را کم نمود . بویژه اگر بتوان از بادشکن های جاذب آب استفاده نمود و آنها را خیس کرد ، رطوبت محیط افزایش

می یابد و تبخیر کم می شود و همچنین محیط خنک می گردد . استفاده از سایبان در بالای محل بتن ریز ( در صورت امکان ) باعث کنترل تابش آفتاب و کاهش تبخیر می گردد و ضمنا" از افزایش دمای بتن جلوگیری می شود .

می توان از دستگاههای مه فشان و ایجاد کننده غبار آب در محل بتن ریزی استفاده کرد تا ضمن خنک شدن محیط رطوبت نسبی بالا رود و تابش آفتاب کم گردد . این کار در مواردی که باد
می وزد مؤثر نیست .

قالب و میلگردها باید قبلا" خنک شود و آبا حداکثر دمای 0C 50 را برای آنها پیش بینی
کرده است . با آب پاشی بر روی قالب ( بویژه فلزی ) و میلگردها می توان آنها را خنک نمود ولی آب اضافی باید از سطح قالب و میلگرد زدوده شود ( با هوای تحت فشار یا اجازه دادن برای تبخیر )

برنامه ریزی کار بتن ریزی به نحوی که در زمان خنکی هوا انجام شود . مسلما" در این حالت اصولا" ممکن است شرایط هوای گرم موجود نباشد و بحث های مطروحه بی مورد تلقی گردد .

تأمین حجم لازم بتن و استفاده از وسایلی که بتواند این حجم بتن را ساخته یا حمل کند و بریزد و متراکم نماید امری ضروری است وگرنه بتن در اثر معطلی گرم شده و زمان گیرش آن فرا می رسد و یا لایه های زیرین خود را می گیرد و درز سرد ایجاد می شود .
برای حفظ خنکی بتن در لایه های بتن ریزی ، بهتر است از لایه های ضخیم تر استفاده شود که این امر حجم بتن سازی و بتن رسانی و بتن ریزی بیشتری را در واحد زمان طلب می کند .

استفاده از وسایل مناسب به نحوی که معطلی های بی جهت بوجود نیاید . مثلا" باکت خیلی کوچک بکار نرود تا تراک میکسر مدت زیادی معطل بماند و یا تراک میکسر کمتر بارگیری شود تا بتن بمدت قابل توجهی در آن بچرخد و نماند .

تراکم مجدد بتن در هوای گرم توصیه می شود ( قبل از گیرش ) . این امر ترکها را کم می کند . استفاده از ماله برای بهم آوردن ترکها توصیه می گردد . ( ماله کش با تأخیر و مجدد )

در هوای گرم و خشک اغلب سرعت تبخیر بیش از سرعت رو زدن آب است و سطح بتن خشک
می شود . لذا ضمن رعایت نکاتی که قبلا" مطرح شد لازمست در اسرع وقت سطح بتن محافظت شده و مرطوب گردد . استفاده از گونی خیس در این موارد توصیه می شود . در غیر این صورت استفاده از پوشش های خاص مانند نایلون یا ترکیبات عمل آوری بتن می تواند مصرف شود . بدیهی است در شرایط هوای گرم و خشک توجه ویژه ای باید به عمل آوری رطوبتی معطوف گردد .

پرداخت سطح بتن در هوای گرم با مشکل همراه است و معمولا" باید زودتر از سایر شرایط پرداخت را انجام داد اما نباید باعث جمع شدن آب در زیر لایه فوقانی گردد .

سازه های گچی

1) دیواره‌‌‌:

سالیان متمادی مهندسین و ساختمان سازان در پی دست یافتن به دیواری با تمامی مشخصات عملکردی و با حداکثر کارایی بوده اند.

سبک سازی ،ضد زلزله بودن،دوام و پایداری و عدم نیاز به نگهدارنده،مقاومت در برابر حرارت و صوت ،همگی از مشخصات عملکردی یک دیوار می باشد.پانل های پیش ساخته گچی به علت دارا بودن این مزایا و کاربرد آسان و سریع سالهاست در بسیاری از کشورهای دنیا بخصوص کشورهای اروپایی ،به عنوان یکی از مصالح ساختمانی اصلی و مطلوب مطرح می باشد .این دیواره های گچی دارای ضخامتهای مختلف دیواره 7 سانتی، دیواره 8 سانتی ودیواره 12 سانتی می باشد. دیواره مناسب ترین مصالح ساختمانی جهت ساخت دیوارهای داخلی و جدا كننده ی فضاهای داخلی می باشد.

سطوح این دیواره ها صاف و صیقلی است به همین دلیل سطح دیوار حاصل پس از نصب ،بدون نیاز به گچکاری ،آماده نقاشی است.در چهار طرف هر پانل کام و زبانه وجود دارد که این کام و زبانه باعث تسریع در نصب،پایداری و مقاومت دیوار می گردد.

دیواره جهت ساخت دیوارهای داخلی و خارجی ساختمان ، اقتصادی ترین روش است . با استفاده از دیواره می توانیم 35 تا 50 درصد در هزینه های كارگری و هزینه مصالح ساختمانی صرفه جوئی نمائیم .

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

تخته های گچی پیش ساخته:

در ساختمانهایی که اسکلت آن فلزی یا بتنی می باشد برای تیغه بندی جهت جدا کردن فضاهای داخلی آپارتمان احتیاج به مصالحی بسیار سبک داریم که وزن زیادی که سازه تحمل نکند برای این کار در ایران معمولا از بلوک سفالی تو خالی استفاده 8O50O50 سانتیمتر استفاده می شود که این قطعات بشکل کام و زبانه رویهم قرار می گیرند. ملات بین آنها چسب مخصوصی است که مخلوط گچ داشته و پس از مصرف کاملا ًهم رنگ سایر قسمتهای تخته های گچی می شود.

پس از نصب پلاکهای گچی می توان روی آنرا با اندود گچ و یا کاغذ دیواری پوشانید. باید دقت نمود که از این قطعات درمکانهایی که مستقیما ًبا آب درتماس هستند استفاده نشود مانند حمامها و غیره زیرا همانطوریکه گفته شد گچ درمقابل آب حساس بوده و خیلی زود فاسد می شود.

با توجه به اینکه برای تیغه بندی اطاقها فقط حجم قطعه مورد نظر می باشد در نتیجه وزن قطعه هر قدر سبک تر باشد بهتر است زیرا بار کمتری رابه پلها و ستونها و فوندانسیون وارد می کند. گاهی برای ساختن قطعات گچی جهت تیغه بندی از گچ پوک شده استفاده می نمایند یعنی از گچی که در موقع سخت شدن دارای خلل فرج بیشتری می باشد استفاده می شود برای ساختن گچ پوک به آبی که ملات گچ را با آن درست می کنند موادی اضافه می نمایند که تولید گاز بنماید مانند آب اکسیژنه یا سولفاته آلومینیم این مواد درموقع سخت شدن گچ ایجاد حباب کرده و در نتیجه در گچ خلل و فرج ایجاد می شود و وزن مخصوص قطعه گچی کم می شود.

برای ساختن قطعات گچی سبک علاوه بر روش فوق می توان با اضافه کردن مواد دیگری به ملات گچ مانند پودرکاه – سبوس برنج – قطعات گچی سبک بدست آورد. و همچنین اگر به ملات گچ موادی مانند مو – الیاف گیاهی – و مفتولهای باریک فلزی و غیره اضافه کنند قطعه گچی مسلح بدست می آید که نسبت به قطعه گچی معمولی و قطعه گچی پوکی دارای مقاومت کششی و فشاری بیشتری می باشد.

ازقطعات گچی استفاده های دیگری نیز بعمل می آید. مثلا ًقعات مذکور رابشکل و اندازه دلخواه در آورده و آنرا بجای گچ کاری به دیواره سالنها می چسبانند و از آن بجای اکوستیک استفاده می نمایند و یا تخته گچی مقاوم در مقابل آتش سوزی و یا تخته گچی مقاوم در مقابل حرارت می سازند و فضای خصوصی را که باید دارای امنیت بیشتری درمقابل آتش سوزی یا تبادل حرارت داشته باشد با آن می پوشانند. در ساخت هریک از این قطعات باید ویژگی های مخصوصی رعایت شود که از بحث این کتاب خارج می باشد.همچنین گاهی قطعات گچی را به صورت گل و بوته درآورده و از آن برای تزئین فضاهای داخلی ساختمان بعنوان گچ بری پیش ساخته استفاده می نمایند.

2) صفحات روكش دار گچی:

از جمله مزایای استفاده از صفحات روكش دار گچی در مقایسه با مصالح رقیب می توان به سهولت در اجرا, اقتصادی بودن و سبك سازی ساختمان و در نتیجه مقاومت بیشتر در مقابل زلزله اشاره نمود.

اثرات هوای گرم بر خواص بتن

•اثرات هوای گرم بر خواص بتن :
nهوای گرم بر روی بتن تازه سخت شده اثراتی را بر جای می گذارد که نامطلوب است . در این قسمت بطور مشروح به برخی از این اثرات و خواص بتن در هوای گرم اشاره می شود .
nالف ) افزایش آب مورد نیاز در طرح مخلوط :
nبسته به شرایط هوا و میزان تبخیر ممکنست تا 25 کیلو ( لیتر ) آب اختلاط مورد نیاز افزایش یابد ( نسبت به حالت بدون تبخیر ) – تقریبا" هر افزایش 5 درجه سانتی گراد به حدود 3 لیتر آب نیاز دارد . وجود آب بیشتر ، جمع شدگی را افزایش می دهد و میل به ترک خوردگی بیشتر می شود .
nب ) آهنگ افت اسلامپ :
nمسلما" در شرایط هوای گرم ، گرمای بدون تبخیر و یا با تبخیر می توان تأثیر مهمی بر افت اسلامپ و آهنگ آن داشته باشد . میتوان گفت تقریبا" به ازاء 0C 40 افزایش دما ( 10 تا 0C 50 ) افت اسلامپ حدود 8 سانت را شاهد خواهیم بود ( هر 0C 10 حدود 2 سانت ) . مسلما" آهنگ افت اسلامپ نیز در هوای گرم بسیار زیاد می شود تا حدی که مزاحم کار اجرائی خواهد شد و غالبا" برای مقابله با آن به افزایش آب متوسل می شوند که کار صحیحی نیست
nج ) افزایش آهنگ سفت شدن بتن و کاهش زمان گیرش :
nدر یک هوای معتدل و مناسب ممکن است زمان گیرش اولیه بتن بسته به نوع سیمان و نسبت های اختلاط بین ؟ تا 3 ساعت تغییر کند . با افزایش دما این زمان کاهش می یابد و ممکنست در دمای بتن بالاتر از 0C 30 و دمای محیط بیش از 0C 35 این زمان حتی به کمتر از نصف یا ثلث کاهش یابد . مسلما" این امر مشکلات اجرائی را افزایش می دهد . در حمل محدودیت زمانی بوجود
می آورد و در ریختن و تراکم باید سرعت قابل توجهی داشته باشیم تا قبل از گیرش لایه زیرین بتوانیم لایه روئی را ریخته و متراکم کنیم . پرداخت سطح مشکل می گردد و بتن زود سفت
می شود . در اکثر موارد در چنین شرایطی درز سرد ایجاد می گردد . درز سرد در آینده می تواند محل عبور آب و سایر مواد مزاحم شیمیائی باشد .
nد ) ترک خوردگی خمیر بتن تازه :
nاین نوع ترک خوردگی معمولا" در محیط های گرم و خشک حاصل می گردد . بدیهی است اگر بتن در محیط گرم و مرطوب قرار گیرد بعلت تبخیر کم از سطح بتن ، جمع شدگی چندانی ایجاد نخواهد شد . در رطوبت های بیش از 80 درصد عملا" مشکل ترک خوردگی بتن تازه را نخواهیم اشت . وقتی تبخیر از kg/m2/hr 1 تجاوز نماید ، وضعیت حاد و بحرانی است و عملا" باید بتن ریزی متوقف گردد و یا تمهیدات خاصی تدارک دیده شود . وقتی ترک خوردگی بیشتری اتفاق می افتد که تأخیر در گیرش و سفت شدن بتن ، مصرف سیمانهای دیرگیر ، مصرف بیش از حد کندگیرnکننده ، خاکستر بادی بعنوان جایگزین سیمان و یا بتن خنک داشته باشیم . مصرف موادی که آب انداختن را کم می کند میتواند به خشکی سطح و ترک خوردگی منجر شود . از جمله این مواد
می توان از میکروسیلیس نام برد .
از بین بردن ترکهای خمیری مشکل است ولی می توان با ماله کشی مجدد توأم با فشار ترکها را تا حدودی از بین برد .
ـ ) اثرات نامطلوب بر مقاومت :
nمسلما" بتنی که گرم ریخته و نگهداری شود در سنین اولیه مقاومت قابل توجهی کسب می کند اما بطور کلی در سن 28 روز به بعد مقاومت کمتری نسبت به بتن ریخته شده با دمای کم
nخواهد داشت . در شکل 2 و 3 میتوانید تأثیر دمای ریختن را بر مقاومت های اولیه و دراز مدت ببینید . بویژه اگر بتن حاوی مواد پوزولانی و کندگیر نباشند ، آسیب بیشتری می بینند . اگر ترک بتن را نیز در نظر بگیریم از نظر سازه ای آسیب جدی خواهد بود .
nگاه دیده می شود که در روزهای گرم نسبت مقاومت 28 روزه به 7 روزه به مقادیری کمتر از 3/1 و حتی تا 1/1 می رسد . در شرایط خاص برخی آزمونه های 28 روزه مقاومتی کمتر از آزمونه های 7 روزه را نشان می دهند که بسیار تعجب برانگیز است . دلیل این امر استفاده از بتن گرم در
nقالب های گرم و داغ می باشد که گاه در زیر تابش آفتاب نیز چند ساعتی نگهداری می شوند . با استفاده از سیمانهای ریز و زودگیر کننده ، سیمان زیاد یا w/c کم این مشکل بیشتر می گردد.
nبرای اختصار و با توجه به ذکر اثرات نامطلوب در ابتدای این نوشتار از بیان مشروح سایر اثرات خودداری می شود .
n
•راهکارهای بتن ریزی مطلوب در شرایط نامساعد گرم :
nقاعدتا" این راهکارها را میتوان به چند دسته تقسیم کرد :
nالف ) انتخاب مصالح مناسب برای هوای گرم خشک یا گرم مرطوب و نسبت های مطلوب
nب ) روشهای مناسب انبار کردن مصالح برای گرم و داغ شدن ( پیشگیری از گرم شدن )
nج ) خنک سازی مصالح و بتن و بتن خنک ساختن ( کاهش دمای بتن )
nد ) تمهیدات حفظ خنکی بتن در طول عملیات حمل و ریختن و جلوگیری از افزایش دمای بتن
nهـ ) نکات مربوط به ریختن ، تراکم و پرداخت سطح ، نگهداری و عمل آوری بتن و کنترل تبخیر

مزایای ساختمان فلزی

احداث ساختمان بمنظور رفع احتیاج انسانها صورت گرفته و مهندسین، معماران مسئولیت تهیه اشکال و اجراء مناسب بنا را برعهده دارند؛ محور اصلی مسئولیت عبارت است از:
الف ) ایمنی ب ) زیبائی ج) اقتصاد

با توجه به اینکه ساختمان های احداثی در کشور ما اکثرا" بصورت فلزی یا بتنی بوده و ساختمانهای بنایی غیر مسلح با محدودیت خاص طبق آئین نامه 2800 زلزله ایران ساخته میشود، آشنایی با مزایا و معایب ساختمانها می تواند درتصمیم گیری مالکین ، مهندسین نقش اساسی داشته باشد.

مزایای ساختمان فلزی:
مقاومت زیاد: مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند ، حائز اهمیت فراوان میباشد .
خواص یکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه میشود ، یکنواخت بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو یی در مصرف مصالح را باعث میشود .

دوام : دوام فولاد بسیار خوب است ، ساختمانهای فلزی که در نگهداری آنها دقت گردد . برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود - خواص ارتجاعی : خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریبی بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد تا تنشهای بزرگی از قانون هوک بخوبی پیروی مینماید . مثلآ ممان اینرسی یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .

شکل پذیری : از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری ان است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است ونیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نماید ،در حالیکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف اند. یکی از عواملی که در هنگام خرابی ،عضو خود خبر داده و ازخرابی ناگهانی وخطرات ان جلوگیری میکند.

پیوستگی مصالح : قطعات فلزی با توجه به مواد متشکه آن پیوسته و همگن می باشد و ولی در قطعات بتنی صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی سلاح میلگرد وارد میگردد ، ترکهائی که در پوشش بتن پدید می آید ، قابل کنترل نبوده و احتمالا" ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی ضعف بیشتر داشته و تخریب شود .

مقاومت متعادل مصالح،مقاومت : مصالح فلزی در کشش و فشار یکسان ودر برش نیز خوب و نزدیک به کشش وفشار است .در تغییر وضع بارها، نیروی وارده فشاری ، کششی قابل تعویض بوده و همچنین مقاطعی که در بار گذاری عادی تنش برشی در انها کوچک است ، در بارهای پیش بینی شده ،تحت اثر پیچش و در نتیجه برش ناشی از ان قرار میگیرند. در ساختمانهای بتنی مسلح مقاومت بتن در فشار خوب ، ولی در کشش و یا برش کم است. پس در صورتی که مناطقی احتمالآتحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح نشده باشد تولید ترک و خرابی مینماید.

انفجار : در ساختمانهای بارهای وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده ، از قطعات پرکننده مانند تیغه ها و دیواره ها استفاده نمی شود . نیروی تخریبی انفجار سطوح حائل را از اسکلت جدا می کند و انرژی مخرب آشکار میشود ، ولی ساختمان کلا" ویران نخواهد گردید . در ساختمانهایی بتن مسلح خرابی دیوارها باعث ویرانی ساختمان خواهد شد .


تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی : اعضاء ضعیف ساختمان فلزی را در اثر محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و .... میتوان با جوش یا پرچ یا پیچ کردن قطعات جدید ، تقویت نمود و یا قسمت یا دهانه هائی اضافه کرد .

شرایط آسان ساخت و نصب : تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت ، شرایط جوی متفاوت با تهمیدات لازم قابل اجراء است .

سرعت نصب : سرعت نصب قطعات فلزی نسبت به اجراء قطعات بتنی مدت زمان کمتری می طلبد .

پرت مصالح : با توجه به تهیه قطعات از کارخانجات ، پرت مصالح نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .

وزن کم : ‌میانگین وزن ساختمان فولادی را می توان بین 245 تا 390 کیلوگرم بر مترمربع و یا بین 80 تا 128 کیلوگرم بر مترمکعب تخکین زد ، درحالی که در ساختمانهای بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم برمترمربع یا 160 تا 250 کیلوگرم برمترمکعب می باشد .


اشغال فضا :‌ در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ، ستون و تیرهای ساختمانهای فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهای بتنی میباشد ، سطح اشغال یا فضا مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر ایجاد میشود .

ضریب نیروی لرزه ای : حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در اجزاء ساختمان میشود ، بعبارت دیگر ساختمان برروی زمینی که بصورت تصادفی و غیر همگن در حال ارتعاش است ، بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل کند . در قابهای بتن مسلح که وزن بیشتر دارد ، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قابهای فلزی است . تجربه نشان میدهد که خسارت وارده برساختمانهای کوتاه و صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند ، زیاد است . درحالیکه در ساختمانهای بلند و انعطاف پذیر ، آنهائی که در زمینهائی نرم ساخته شده اند ، صدمات بیشتری از زلزله دیده اند . بعبارت دیگر در زمینهای نرم که پریود ارتعاش زمین نسبتا" بزرگ است ، ساختمان های کوتاه نتایج بهتری داده اند و برعکس در زمینهای سفت با پریود کوچک ، ساختمان بلند احتمال خرابی کمتر دارند.

عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری آن دارد و مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار آن در مقابل زلزله ، پریود طبیعی ارتعاش ساختمان است.

معایب ساختمانهای فلزی:

ضعف در دمای زیاد : مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما نقصان می یابد . اگر دکای اسکلت فلزی از 500 تا 600 درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به خطر می افتد .

خوردگی و فساد فلز در مقابل عوامل خارجی : قطعات مصرفی در ساختمان فلزی در مقابل عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن کاسته میشود و مخارج نگهداری و محافظت زیاد است .

تمایل قطعات فشاری به کمانش : با توجه به اینکه قطعات فلزی زیاد و ابعاد مصرفی معمولا" کوچک است ، تمایل به کمانش در این قطعات یک نقطه ضعف بحساب می رسد .

جوش نامناسب : در ساختمانهای فلزی اتصال قطعات به همدیگر با جوش ، پرچ ، پیچ صورت میگیرد . استفاده از پیچ و مهره وتهیه ، ساخت قطعات در کارخانجات اقتصادی ترین ، فنی ترین کار می باشد که در کشور ما برای ساختمانهای متداول چنین امکاناتی مهیا نیست . اتصال با جوش بعلت عدم مهارت جوشکاران ، استفاده از ماشین آلات قدیمی ، عدم کنترل دقیق توسط مهندسین ناظر ، گران بودن هزینه آزمایش جوش و ...... برزگترین ضعف میباشد.

تجربه ثابت کرده است که سوله های ساخته شده در کارخانجات درصورت رعایت مشخصات فنی و استاندارد ، این عیب را نداشته و دارای مقاومت سازه ایی بهتر در برابر بارهای وارده و نیروی زلزله است

بتن غلتکی

استفاده از آسفالت قیری با توجه به معایب آن از جمله: آلودگی هوا و محیط زیست خصوصاً هنگام تولید، عدم سازگاری با شرایط اقلیمی به ویژه در فصل سرما، تغییر شكل و عمر كوتاه، عدم دوام در برابر مواد شیمیایی. با توجه به قیمت آن لازم دیده شد كه طرحی مناسب و جایگزین با قابلیتهای مصالح موجود در كشور انتخاب گردد كه پس از مطالعات اولیه و اجرای آزمایش با توجه به قابلیتهای فراوان رویه بتنی توانمند زود سخت شونده Rccp
Compacted Concrete Pavements) (roller عبارتند از: دامنه كاربرد بسیار وسیع، مقاومت فشاری بیش از سه برابر ماكزیمم مقاومت فشاری ثبت شده برای آسفالت قیری، صلبیت و عدم تغییر شكل، سازگاری با شرایط اقلیمی سرد و گرم، سرعت بالای اجرا و امكان بهره‌برداری زود هنگام، سازگاری با محیط زیست پیشنهاد گردید. بتن غلتكی Rccp برای اولین بار در ایران هم اجرا شد، آن هم توسط مجتمع تولیدی تحقیقاتی بتن ایران‌فریمكو در هشتگرد، نتایج آزمایشهای صورت گرفته نشان می‌دهد كه این عملیات با موفقیت انجام گرفته است.

كلید واژه‌ها
بتن غلطكی، آسفالت قیری، مقاومت فشاری، محیط زیست، سیكل یخبندان‌، دوام و پایداری.

1ـ مقدمه
ازجمله مشكلات اساسی معابر سواره رو خیابانها و شبكه‌های بزرگراهی و محوطه‌های صنعتی در كشور ما تخریب و تعویض‌های متوالی آسفالت می‌باشد كه در كنار تحمیل خسارات میلیاردی به اقتصاد ملی، ضریب ایمنی جاده‌ها و خیابانهای كشور را نیز به شدت كاهش داده است و البته خسارات فراوانی نیز به خودروها وارد می‌كند به نحوی كه این وضعیت مورد اعتراض 100 درصد صاحبان اتومبیل‌ها و رانندگان می‌باشد! اعتراض كه تكنولوژی فعلی ساخت معابر قادر به پاسخگویی و رفع این معضل نیست و نیازمند تغییر ساختاری و تكنیكی طراحی و ساخت معابر سواره رو و ترافیكی می‌باشد. از طرفی معضل زیست محیطی استفاده از مواد فعلی و هیدروكربن‌ها در تركیب آسفالت قیری در كنار پائین بودن قابلیت‌ها و آسفالت‌ قیری برای احراز بسیاری از مشخصات فنی مورد لزوم در معابر ترافیكی بالاخص دوام و پایداری در برابر تغییرات جوی و سیكل‌های یخبندان، گزینه‌ رویه‌های بتنی Rccp را پیش رو قرار داده است.

2ـ معایب آسفالت قیری
آسفالت قیری كه در مقابل فشارهای فیزیكی مقاومت چندانی ندارد، این مقاومت در مرغوبترین آسفالت قیری ایران معادل 85ـ75 كیلوگرم بر سانتیمتر مربع است. و در برابر تغییرات جوی و تغییر دما تغییر شكل می‌دهد و عمر مفید كوتاهی دارد.

2ـ1ـ آلودگی هوا و محیط زیست
برای تهیه آسفالت قیری به چیزی حدود 140 درجه سانتیگراد دما نیاز هست و در نتیجه برای تولید این نوع آسفالت مقادیر قابل توجهی سوخت به مصرف می‌رسد و می‌توان گفت به لحاظ زیست محیطی، اقتصادی و خصوصاً آلودگی هوا در كلان شهرها بسیار نامناسب است.

2ـ 2ـ عدم سازگاری با شرایط آب و هوایی
بخش قابل توجهی از افت كیفیت آسفالت‌های قیری در عبور از فصل سرما و یخبندان اتفاق می‌افتد و عواملی از قبیل پدیده جذب آب و یخ زدگی و آب شدگی، نفوذ آب به لایه‌های زیرین و یا استفاده از نمك برای یخ‌زدائی از جمله عوامل اصلی، تخریب آسفالتهای قیری در عبور از فصل سرما می‌باشد.
در مناطق گرمسیر با مشكل تغییر شكل آسفالت قیری مواجه هستیم.

2ـ3ـ عدم دوام در برابر مواد شیمیایی
آسفالت قیری در برابر مواد نفتی مانند گازوئیل، نفت، بنزین و اسیدهایی كه در محوطه‌های صنعتی وجود دارند تخریب می‌شوند.

2ـ4ـ استفاده از قیر نامناسب
قیر مورد مصرف در راه‌سازی به طور مستقیم در مقابل عوامل جوی بوده و باید ضربه‌های ناشی از حركت وسایل نقلیه را تحمل نماید [1]

3ـ خواص بتن غلطكی
به طور كلی خواص بتن غلطكی سخت شونده بستگی به دانه‌بندی،‌ جنس و شكل سنگدانه‌ها، و مواد سیمانی، نحوه ساخت مخلوط، درصد تراكم و كنترل اجرا دارد. مزیت این روش ساخت بتن، هزینه كمتر از انواع دیگر بتن و سرعت اجرایی بسیار زیاد آن بوده و در عین حال دارای خواص مكانیكی مورد نیاز بتن معمولی نیز می‌‌باشد. [2] عموماً بتن غلطكی را بتنی سفت با اسلامپ صفر تعریف می‌كنند. [3]










3ـ1ـ كاربرد رویه بتنی Rccp زود سخت شونده
دامنه كاربرد بسیار وسیع در ساخت جاده‌ها و خیابانهای اصلی و فرعی، آزاد راه‌ها، باند پرواز، آشیانه هواپیما، كف سالن‌های صنعتی، محوطه‌های صنعتی و انبارها، باراندازها، جاده معادن، پیاده روها، ورزشگاه‌ها، پیست اتومبیل‌رانی، كف نمایشگاه‌های صنعتی و تجاری، محوطه‌های تجاری، بنادر اسكله‌ها، دامداری‌ها، سردخانه‌ها، جاده‌های شیب‌دار، لوپ‌ها، میادین، دورها، پلها، كف ترمینال‌ها، ایستگاه‌های اتوبوس‌ و كامیون (گاراژ)‌ را می‌توان نام برد.

3ـ2ـ مقاومت رویه بتنی Rccp زود سخت شونده
مقاومت فشاری با نسبت آب به سیمان پایین و صفر بودن اسلامپ از 150 تا 300 كیلوگرم بر سانتی‌متر مربع كه در شرایط عمل آوری و با مرغوبترین مصالح به دست آمده است كه تحمل بارهای سنگین ترافیكی به ویژه در محل شیبها، دورها، بارهای ترافیكی و ایستگاه‌های سنگین را به راحتی تحمل می‌كند.

3ـ3ـ صلبیت
صلب بودن و عدم تغییر شكل در برابر بارهای وارده و ضربات ناشی از سقوط اجسام سخت.

3ـ4ـ سازگاری با شرایط آب و هوایی
دوام بلندمدت نسبت به آسفالت قیری در مناطق گرمسیر و معتدل با توجه به اینكه در برابر افزایش دما مقاوم بوده و هیچگونه تغییر شكلی در آنها ایجاد نمی‌شود. در مناطق سردسیر رویه بتنی (rccp) به خاطر جذب آب پایین و مقاوم بودن در برابر سیكل‌های یخبندان در مواجه با آسیبهای احتمالی ایمن و مقاوم است.

3ـ5ـ اجرا و بهره‌برداری زود هنگام
سرعت بالای اجرا و سهولت نگهداری و قابلیت بهره‌برداری زود هنگام حتی در مواقع اضطرار (دوازده ساعت پس از اجرا).
3ـ6ـ سازگاری با محیط زیست
رویه بتنی Rccp به خاطر نفوذناپذیری مواد متشكله آن به بافت مصالح و طبیعت، به عنوان رویه سازگار هیچگونه مشكل زیست محیطی در محدوده كاربردی خود ندارند. و تا پایان دوره دوام مواد و مصالح متشكله آن به عنوان بخشی از طبیعت تعریف می‌شود. رنگ خاكستری و خنثی Rccp، ضریب جذب دمای مناسبی دارد و این به خاصیت پایین آوردن دمای محیط كمك می‌كند.

3ـ7ـ گزارش فنی بتن توانمند زود سخت شونده Rccp
پس از انجام مطالعات اولیه، بررسی و ارزیابی قابلیت‌های مصالح موجود در كشور در نهایت طرحی مناسب با كشورمان تهیه و تدوین شد كه در ابتدای سال 1384 به ثمر نشست نتایج آزمایشهای ما كه پس از طی 28 روز با عنوان دوره بلوغ بتن انجام شد، نشان داد كه همه چیز براساس پیش‌بینی ما و مطابق با محاسبات و طراحی‌های اولیه جواب داده است كه می‌توان به نمونة‌ اجرا شده در هشتگرد اشاره كرد.

4ـ نتیجه‌گیری
پس از ذكر معایب آسفالت قیری و مزایای بتن غلطكی لازم است بدانیم كه اولین گام‌ها برای جایگزینی برداشته شده و نمونه‌ای برای ارزیابی و استناد اتفاق افتاده است. بیش از 40 سال است كه شیوه تولید، استفاده و مزایای بتن غلطكی در دانشگاه‌های ما تدریس می‌شود، نیروی متخصص و آگاه در این باره در كشور تربیت شده است و همه شرایط و امكانات فراهم است، اما هم چنان از آسفالت قیری استفاده می‌شود.

مدیریت حفاظت بتن


علیرغم اینکه مدت نسبتا؛ زیادی از پیرایش بتن نمی گذرد ( حدود 125 سال ) شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ‏‏، مقاومت زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز افزونی مواجه ساخته است . با توجه به گستردگی استفاده از بتن نتایج بهره وری از آن همواره رضایت بخش نبوده و در پاره ای از موارد مسائل و مشکلاتی بوجود آورده است . در سازه های بتونی ا«ن پرسش مطرح است که آیا بتن با ترکیبات اولیه ی خویش به تنهایی توانسته است در شرایط زمانی و مکانی مختلف عملکرد بهینه ای داشته باشد ؟ متأسفانه بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه ، پاسخ منفی را بدست می دهد .

مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است .

فساد پذیری سازه های بتونی که کاهش دوام سازه یی رع به همراه دارد ، اسباب نگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجائی ، سد میناب ، خط انتقال آب میناب – بندر عباس و دهها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است .

شناخت علل فساد بتن در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب طرح مدیریت حفاظت بتن ، جمع بندی و ارائه گردیده است . لذا لازم است که قبل از ورود به بحث اصلی به تبیین اصطلاحات ویژه ای بپردازیم که کرارا؛ از آن استفاده خواهد شد .

امروزه با عاریه گرفتن اصطلاح خوردگی از بخش متالوژی عنوان ؛ خوردگی بتن ؛ ابداع شده است . در حالی که واژه خوردگی تعریف روشنی از چگونگی بروز فعل و انفعالاتی که تخریب زودرس بتن را بهمراه داردئ به دست نمی دهد .
ازدیاد حجم فولاد درون سازه بتونی بر اثر واکنش های شیمیایی / الکتروشیمیایی ، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که نهایتا“ فرایند تخریب بتن را بهمراه دارد . در این مقطع ترمیم بتن مطلقا“ امکان پذیر نبوده و یا انجحام آن با هزینه های گزافی همراه است .

شباهت این فرایند در بتن با بیماری مهلک سرطان عنوان سرطان بتن ( Concrete Cancer ) را مطرح نموده است . اما از ؟آنجا که فرایند تخریب بتونهای غیر مسلح به ژگونه دیگری است ، واژه فساد بتن را برای تبیین امری که تخریب بتونهای مسلح و غیر مسلح را بهمراه دارد مناسب تر یافته ایم .

1- مدیریت حفاظت بتن

مدیریت حفاظت بتن در بر گیرنده تمامی موارد فنی و اجرائی در حد جزئیات است که طرح ، اجرا و بهره برداری از سازه های بتنی را در بر می گیرد .

کشاورزان با استفاده از واژگان کاشت ، داشت و برداشت تعریف جامعی رال در امر کشاورزی ارائه نموده اند . چنانچه ما نیز چنین تعریفی را برای امور عمرانی کشور داشته باشیم از به هدر رفتن میلیاردها ریال سرمایه های ملای جلوگیری کرده ایم .

1-1- اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن

می توان اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن را به طریق زیر فهرست بندی کرد :
الف – تأمین سرمایه

ب- تأمنین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

ج- شناخت عوامل فساد بتن

چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد

د- تحقیقات:

( تحقیقات خود شامل دو جزء است که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن را شامل می شود .

ر- طرح اختلاط بتن

ل- تولید، اجرا و عمل آوری

ن- نگهداری

مدیریت حفاظت بتن با هدف تقلیل ضایعات و جلوگیری از بروز واکنشهای منفی درون سازه های بتونی دستورالعمل هایی را در بر دارد که می توان نوعا“ آن را به سازه های دیگر اعم از فلزی ، خاکی و ........ تعمیم داد .


الف – تأمین سرمایه :

تأمین سرمایه کافی به منظور انجام دقیق امر طراحی و اجرا و بهره برداری از سازه در اولویت قرار دارد . عدم امکان تأمین بخشی از سرمایه یعنی عدمن تحقق بخشی از اهداف پروژه .


ب- تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص

تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص به عنوان دو بخشی که بطور متقابل یکدیگر را پوشش منی دهند مطرح است و عدم تأمین و یا حذف بخشی از آن سلامت سازه ای را زیر سؤال خواهد برد .


پ- شناخت مصالح و مواد اولیه

شناخت مصالح و مواد اولیه مصرفی در بتن تعاریف و استانداردهای خاص خود را دارند و با در نظر گرفتن این استانداردها بایستی نسبت به تهیه و بکارگیری آن در امر احداث سازه های بتونی اقدام نمود . نادیده گرفتن و قصور در اجرای استانداردها و دستورالعمل های فنی یعنی به خطر انداختن استحکام ، دوام و بقای سازه ای .

ج- شناخت عوامل فساد بتن

شناخت عوامل فساد بتن که تا کنون شناسائی و طبقه بندی گردیده اند عبارتند از :

1- نمکها ؛ 2- اسیدها ؛ 3- گازهایی نظیر گاز کربنیک ؛ 4- پوشش نا کافی بتن بر روی فولاد ؛ 5- کیفیت پایین عمل آوری بتن ؛ 6- بار اضافی ؛ 7- آب و رطوبت ؛ 8- فرآیند یخبندان ؛ 9- خوردگی میکروبی ( SRB ) ؛ 10- باکتری های اکسید کننده گوگرد .

چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی

بحث کلرورها و سولفاتها در سطح کشور همراه سایر عوامل فساد بتن را تحت الشعاع قرار داده و عوامل دیگری که به فساد منجر می شود مورد غفلت قرار گرفته است ( نمونه حاضر آن سازه های بتونی گوناگون در سطح تهران بزرگ ) و اگر به بند “ ج “ که گاز کربنیک را به عنوان یکی از عوامل فساد بتن مطرح ساخته است نظری بیندازیم دیگر هیچگاه سازه بتونی اکسپوز را در سطح شهری که مالامال از گازهای مونو و دی اکسید کربن است احداث نخواهیم کرد .

بررسی های علمی نشان می دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن بتن و کاهش مقاومت آن می گردد . به طوری که یک عامل نفوذی بعمق20 میلی متر می تواند تا میزان 35 نیوتن بر میلی متر مربع مقاومت بتن را طی 30 سال کاهش دهد .
نمک آب دریاهای آزاد آب خلیج فارس

<DIV dir=rtl align=center>که البته میزان این املاح در نواحلی ساحلی به علت تبخیر بیشتر دو چندان می گردد و این ارقام بیانگر آن است که حاشیه خلیج فارس سازه بتونی ما به طور همزمان مورد هجوم دو عامل مخرب سولفات و کلر قرار می گیرد .</DIV>

ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد

آئین نامه های مجاز بتن در کشورهای مخحتلف و از جمله آئین نامه بتن ایران تهیه مصالح مرغوب و انبار نمودنآن در شرایط مطلوب را توصیه نموده است . تحقیق در امر فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس نشان داد که هیچ یک از مصالح مصرفی در بتن برابر توصیه های آئین نامه ای تهیه و مصرف نگردیده است .

( تهیه و دپوی شن و ماسه در محیط باز و در مجاورت ماسه های روان آغشته به یون کلر و سولفات ، نشستن شبنم حاوی کلروسولفات و انبار نمودن پاکتهای سیمان تا 17 کیسه بر روی هم ، ( استاندارد 7 کیسه ) استفاده از آب حاصله از دستگاههای آب شیرین کن با خاصیت قلیلیی بسیار بالا ، استفاده از بتن خشک ، عدم اجرای بتن با چگالی مناسب از بارزترین علل فساد بتن در مچتمع بندری شهید رجائی بندر عباس بوده اند . تهیه مصالح مرغوب از مسافتهای دور را نباید به دلیل افزایش هزینه به تهیه مصالح نا مرغوب از مسافت نزدیک ترجیح داد .

د- تحقیقات :

چون عمدتا“ تحقیقات میدانی انجام شده در حاشیه خلیج فارس صورت گرفته است و مضافا“ این که این خلیج به علت عمق کم و گستردگی زیاد و عدم سیرکولاسیون کافی آب به علت عرض کم دهانه آن و همچنین تجربه زیاد ، بصورت اکوسیستم خاصی عمل می کند علاوه بر میزان بسیار زیاد املاح در میلی لیتر دمای 34-33 درجه شرایطی استثنایی را پدید آورده که طرح اختلاط بتن ویژه ای را طلب می نماید و تا کنون متأسفانه هیچ یک از آئین نامه های داخلی و خارجی بتن به آن نپرداخته اند . تحقیقات در شرایط آزمایشگاهی در بر گیرنده پاسخ های صحیح و دقیق نبوده است و ضرورت دارد کهخ این تحقیقات را به سمت و سوی تحقیقات محیطی بسط داد . بدیهی است که امر تحقیقات باید در دو زمینه بهسازی و جایگزینی مواد جدید و مقاوم در برابر عوامل فساد بتن و ت=از سویی پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن از سوی دیگر انجام گیرد .

ر – طرح اختلاط بتن


طرح صحیح صورت مسأله بر اساس شناخت دقیق اقلیم ، مکان ، مکصالح و نوع سازه ، امکان تهیه طرح مطلوب بتن را بدست می دهد . طرح اختلاط بتن به مانند هر گونه طراحی دیگر بایستی به صورت موردی و منفرد انجام گیرد و از استفاده عمومی طرح اختلاط واحد بتن اکیدا“ اجتناب شود . اختلاط بتن بایستی با درصد و طیف مناسبی از عناصر ریزدانه و درشت دانه انجام گیرد و حذف بخشی از این موارد به مخاطره انداختن سازه بتونی ، محسوب می شود .

ل – تولید، اجرا و عمل آوری


اجرا و عمل آوری بتن از مهمترین مباحث مربوط به بتن می باشد که مکمل طرح اختلاط بتن بوده و اجرای صحیح و دقیق آن امکان اتصال بتن با چگالی زیاد را بدست می دهد که به علت فشردگی زیاد اجزای بتن راه نفوذ عوامل را به درون بتن سد نموده و استحکام و دوام سازه ای را تضمین می نماید .


ن- نگهداری

نگهداری سازه های بتونی از مهمترین بحثهای مدیریت حفاظت بتن می باشد که بکارگیری آن در تمامی دوران بهره برداری توصیه گشته و امروزه در تمامی کشورهای پیشرفته به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است .

نتیجه گیری :

با توجه به پهناوری کشور و شرایط مختلف اقلیمی و محیطی ، تهیه و تنظیم آئین نامه های منطقه ای بتن و فولاد امری ضروری است و بهره برداری بی دردسر از سازه ها ایجاب می کند که به امر طراحی ، اجرا و بهره برداری سازه ای توجه ویژه ای مبذول شود ، از این رو در جهت تکمیل طرح مدیریت حفاظت بتن طرحی را تحت عنوان شناسنامه سازه ای تهیه و ارائه نموده ایم که امیدواریم پس از کسب نظر اساتید ، دانشمندان و صاحبنظران به عنوان امری واجب و ضروری در راه حفظ و نگهداری سرمایه های ملی و کلیه سازه ها ( اعم تاز بتونی ، خاکی ، فلزی و ... ) مورد استفاده قرار گیرد .

مشخصات فني تيرچه هاي پيش ساخته ( مطابق نشريه 94 برنامه و بودجه )


) حداقل ضخامت بتن در روي بلوك,5cm است.(يا 1/12فاصله محور به محور تيرچه ها)


2) براي سقف معمولي با ضخامت 14cm,140ليتر بتن در هر مترمربع مورد نياز است اين در حاليست كه در سقف هاي اجرا شده با تيرچه وبلوك,اين مقدار به حدود متوسط 60 ليتر در هر متر مربع كاهش مي يابد.


3) سقف هاي اجرا شده با تيرچه وبلوك , در مواردي كه بار يكنواخت روي سقف عمل نمايد, بسيار مناسب اند ولي در صورتي كه بار منفرد سنگين يا متحرك و مرتعشي باشد, نبايد سقف تيرچه وبلوك بكار رود, براي كف پاركينگ ها در صورتيكه بار چرخ بيش از 750kgباشد, سقف تيرچه و بلوك مورد استفاده قرار نمي گيرد.


4) در اين نوع سقف ها,تيرچه ها به فاصله حداكثر 70cm (محور تا محور) كنار هم و در امتداد دهانه كوتاهتر سقف قرار مي گيرند.


5) عرض تيرچه ها نبايد از 10cm كوچكتر باشد و نيز نبايد از 1/3.5 برابر ضخامت كل سقف كمتر باشد.


6) حداقل فاصله دو بلوك دو طرف يك تيرچه ,پس از نصب نبايد كمتر از 6.5cm باشد.


7) ضخامت سقف براي تيرهاي با تكيه گاه ساده ≥ 1/20 دهانه


ضخامت سقف براي تيرهاي يكسره تكيه گاه هاي گيردار ≥ 1/26 دهانه


در سقف هايي كه مساله خيز مطرح نباشد مقادير بالا تا 1/35 دهانه نيز كاهش مي يابد.


8) حداكثر دهانه مورد پوشش سقف با تيرچه هاي منفرد نبايد از 8m بيشتر شود (در جهت اطمينان 7m )


ودر صورت وجود سربارهاي زياد و يا دهانه بيش از 7m از تيرچه هاي مضاعف استفاده شود.


9) سطح مقطع ميلگرد كششي براي فولاد نرم , از 0.0025 , و براي فولاد نيم سخت و سخت از 0.0015 برابر سطح مقطع جان تير نبايد كمتر باشد.ونيز از 2.5% سطح مقطع جان تير بيشتر نشود.


16mm ≥ قطر ميلگرد كششي ≥ 8mm


اگر ضخامت بتن پاشنه 5.5cm يا بيشتر باشد, حداكثر مقدار بالا به 20mm افزايش مي يابد.


10) فاصله ميلگرد كششي از لبه جانبي بتن پاشنه تيرچه , به شرط وجود بلوك , نبايد از 10mm كمتر و از اسطح پايين تيرچه نبايد از 15mm كمتر باشد.در صورتيكه اين تيرچه ها در محيط هاي باز ادامه يابند, اجراي يك لايه اندود ماسه و سيمان پر مايه به ضخامت حداقل 15mm در زير پوشش ضروري است.


11) As ≥0.0015bw.t


As : سطح ميلگرد عرضي


bw : عرض جان مقطع


t : فاصله دو ميلگرد عرضي متوالي


12) قطر ميلگردهاي عرضي از 5mm تا 10mm متغير است و °45 ≥ θ ≥ °30


13) فاصله ميلگردهاي عرضي متوالي در تيرچه ها , حداكثر 20cm است.


14) قطر ميلگرد بالايي تيرچه هاي ماشيني :


براي L=3m 6mm


براي L=3~4m 8mm


براي L=4~5.5m 10mm


براي L=5.5~7m 12mm


15) قطر ميلگردهاي كمكي اتصال 6mm ميباشد كه در فواصل 40 تا 100 سانتي از يكديگر نصب ميشوند.


16) ضخامت بتن پاشنه 4.5 تا 5 سانتيمتر است و عرض آن 10 تا 16 سانتيمتر است.


17) حداقل تاب فشاري بتن پاشنه , 250 kg/cm&sup2; است.


18) مواد تشكيل دهنده بتن پاشنه تيرچه شن وماسه تا 12mm و سيمان 300-400 كيلوگرم


باز كردن قالبها بعد از 24 تا 48 ساعت مقاومت عملي بتن تيرچه در مدت 10 روز.


19) عرض بلوك معمولا 20 تا 25cm


وزن بلوك سفالي 7kg


وزن بلوك بتني با مصالح رودخانه اي 11 تا 17kg


20) قطر ميلگرد افت و حرارتي براي ميلگرد ساده , دست كم 5mm


و قطر ميلگرد افت و حرارتي براي ميلگرد با مقاومت بالا 4mm


21) حداكثر فاصله بين دو ميلگرد افت و حرارتي 25cm است.ميلگرد بالايي تيرچه در صورتي كه داخل دال 5cm بالايي قرار گيرد بعنوان ميلگرد افت و حرارتي منظور ميشود.


22) با وجود طرح تيرچه ها با فرض تكيه گاه ساده , لازم است فولادي معادل 0.15 سطح مقطع فولاد وسط دهانه (فولاد كششي) در روي تكيه گاه اضافه گردد.


( حداقل تا فاصله 1/5 دهانه آزاد از تكيه گاه به طرف داخل دهانه ادامه يابد )


( در آيين نامه امريكا اين مقدار 0.25Ln براي دهانه انتهايي و 0.3Ln دهنه داخلي از هر طرف )


23) براي جلوگيري از پيچش تيرهاي T و براي توزيع يكنواخت بار روي تيرچه و بلوك و در محلهايي كه بار منفرد موجود است , كلاف مياني بتني در جهت عمود بر تيرچه ها تعبيه ميشود.حداقل عرض كلاف مياني , برابر عرض بتن پاشنه تيرچه و ارتفاع أن برابر ارتفاع سقف است. براي دهانه كمتر از 4m و بار زنده سقف كمتر از 350 kg/cm&sup2; به كلاف مياني نيازي نيست.


اگر LL≤350kg/cm&sup2; و L≥4m يك كلاف مياني


اگر LL≥350kg/cm&sup2; و L=4~7m دو كلاف مياني


و L≥7m سه كلاف مياني


- حداقل سطح مقطع آهن هاي طولي كلاف برابر نصف مقادير ميلگرد كششي تيرچه هاست.


- در مورد ميلگرد آجدار اين مقدار 6mm ودر مورد ميلگرد ساده 8mm است.


- آيين نامه امريكا پيشنهاد مي دهد كه از ميلگرد Ф12 يكي در بالا و يكي در پايين كلاف استفاده شود.


24) فاصله شمع بندي و قالب بندي در جهت عمود بر تيرچه ها 1 الي 1.2 متر است. (با خيز مناسب 1/200 دهانه به طرف بالا )

سازه‌های آجری


دیوار برشی ساخته شده از مصالح آجری و مانند آن (بلوک بتنی، سنگ، خشت) از مقاومت برشی قابل ملاحظه‌ای برخوردار است اما متأسفانه رفتاری به‌شدت ترد و شکننده دارد و به محض رسیدن به مقاومت نهایی، تحلیل می‌رود و فرو می‌ریزد، و به‌همین دلیل برای مناطق شدیداً لرزه‌خیز سیستم مناسبی نیست. این نوع دیوار دارای دو حالت شکست اصلی است: شکست خمشی و شکست برشی. دیواری که نسبت بُعدی (ارتفاع به طول) کوچکی دارد بقدر کافی پهن بوده و امکان شکست خمشی در آن کم است. به عکس، در دیوار باریک بیشتر حالت شکست خمشی غالب است . با توجه به تردی و شکنندگی دیوار غیرمسلح، و عملکرد بسیار ضعیف در زلزله‌های مخرب گذشته، به‌کارگیری آن به‌عنوان عنصر لرزه‌بر اصلاً توصیه نمی‌شود.
یک ویژگی مشترک دیوارهای آجری غیرمسلح آن است که تحت شتاب پی، مادام که به‌حد آستانه نرسیده‌اند آثار تخریب چندانی در آنها ظاهر نمی‌شود اما به محض عبور از حد آستانه، دیوار شروع به یک حرکت چرخشی حول محور عمود بر دیوار بنام حرکت تلو می‌کند و این حرکت به‌نوبه خود موجب پیدایش تنش‌های خردکننده‌ای در پنجه دیوار می‌شود که نهایتاً به خرابی دیوار می‌انجامد). پریستلی برای مقابله با این حالت استفاده از صفحات فولادی در پنجه دیوار، بنام قید پنجه را پیشنهاد کرده است.

پلی از جنس فولاد ضد زنگ


نخستین پل جهان که به‌طور کامل از فولاد ضدزنگ ساخته شده در اسپانیا قرار دارد. این پل با ۵۵ متر درازا و ۱۳ متر پهنا در منطقهٔ Cala Galdana که یکی از ساحل‌های بسیار مشهور در جزیره مدیترانه‌ای Menorca است، ساخته شده است.
سازهٔ این پل به‌طور کامل از فولادی ضدزنگ به نام فولاد استحکام بالا از گرید (۲۲۰۵) ساخته شده است این پل جدید جایگزین پل قدیمی بتنی می‌شود که رفته رفته در اثر رطوبت و شرایط محیطی دچارخوردگی شدید شده است.
پل در معرض باد و آب دریا قرار دارد جائی که میزان رطوبت هوا در بیشتر روهای سال بسیار بالا است به این ترتیب انتخاب فولاد ضدزنگ مزایای چشمگیری به همراه داشته و البته ارزش‌های زیبائی‌شناسی نیز در فرآیند انتخاب این مواد نقش داشته است. شرکت سوئدی Outokumpu تأمین‌کننده فولاد مورد یاز این سازهٔ عظیم است، بیش از ۱۰۰۰ قطعه از اجزاء پل در مرکز آماده‌سازی این شرکت رد سوئد توسط پلاسما برش داده شده، و لبه‌های آنها برای جوشکاری آماده شده است.
طراحی این پل Juan Antonio Sobrino است و ساخت آن با هزینه‌ای حدود ۵/۲ میلیون یورو در سال ۲۰۰۵ به پایان رسیده است.
● آزمایشی برای سنجش ویژگی‌ها A test for character
برای تأمین کارائی پیش‌بینی شده در طرح یکی از بخش‌های حیاتی در طراحی و ساخت اطمینان از موادی است که به‌کار رفته، یا بعدها به‌کار خواهد رفت. موادی هم چون آسفالت، بتن و فلز همگی در مناطق مختلف، تحت شرایط گوناگون و در کشورهای متفاوتی به‌کار می‌روند. امروزه کامپکتورهای چرخنده در آزمایشگاه‌های آسفالت کاربرد گسترده‌ای دارند و اهمیت زاویهٔ چرخش دیق در عملکرد آنها بسیار مورد تأکید است. شرکت ایتالیائی Control می‌گوید: اندازه‌گیری زاویهٔ داخلی، دقیق‌ترین روش کالیبراسیون است که توسط استانداردهای بین‌المللی PrEN۱۲۶۹۱۳۱، AASHTOT۳۱۲ تعیین شده است.
این شرکت ادعا می‌کند که از نظر عملی این تنها روشی است که نتایج یکسانی را از کامپکتورهای متفاوت به‌دست می‌دهد. بنا به گفتهٔ شرکت Controls، دستگاه کالیبراسیون Bo۲۵۵ ILS-۷۶ (شبیه ساز بار داخلی - Internal oad Simulator-) تولید شده توسط آنها ویژگی‌های دلخواه برای اندازه‌گیری دقیق زاویه داخلی چرخش را دارد.
ابزار سنجش ILS یک دستگاه الکترومکانیکی است که در آن یک مبدل جابه‌جائی در محفظه‌ای استوائی شکل قرار گرفته و ارتفاع آن مشابه نمونهٔ واقعی است که برای اندازه‌گیری زاویه دالی بین قالب و صفحهٔ بالا و پائین دستگاه به مدت کوتاه (۱۰ دور) به‌کار می‌افتد. هنگام آزمایش مقادیر زاویه در یک حافظهٔ داخلی ذخیره شده پس از آزمایش وارد کامپیوتر شده و برای محاسبه زاویه ارزیابی می‌شود.
مرحله کالیبراسیو در کمتر از یک دقیقه انجام می‌گیرد و آزمایش بسیار سریع و راحت است زیرا در اینجا به مخلوط آسفالت داغ نیازی نیست.
شرکت Controls اظهار می‌درد که با تغییر قطر دو حلقهٔ در حال تماس، می‌توان زاویهٔ خروج از مرکزیت را تغییر داد و با اندازه‌گیری مقدار تغییر زاویه می‌توان سختی قاب کامپکتور چرخشی را ارزیابی کرد. این شرکت می‌گوید: به همین دلیل دستگاه شبیه‌ساز بار داخلی برای آزمایشگاه‌های تحقیقاتی یک ابزار ضروری است و ابزارهای جانبی آن برای کالیبراسیون کامپکتورهای چرخشی در کارگاه‌ها مناسب است.
به‌کارگیری ابزار هیدرولیک در ساخت Skyway Hydraulic help for Sky way work
در آغاز گسترش شبکهٔ بزرگراه‌های آمریکا، برنامه‌ریزان در شیکاگو، بخشی از شبکهٔ ارتباطی با جنوب را ضروری تشخیص دادند و بر این اساس مسئولان شهری تصمیم به ساخت یک جادهٔ عوارضی گرفتند.
این تصمیم به احداث را Chicago Skyway که یک بزرگراه هوائی بود انجامید.
ولی اکنون Sky way که در سال ۱۹۵۸ افتتاح شد، فرسوده شده و نیاز به بازسازی دارد به همین منظور پروژه‌ای توسط بخش حمل‌ونقل شیکاگو (Chicago department of Transportation - CDoT)، با هزینهٔ ۲۵۰ میلیون دلار (دو برابر هزینه اصلی ساخت) در حال انجام است. این پروژهٔ ۴ ساله شامل ساخت دوبارهٔ همهٔ روگذرها، پل‌های دره‌ای، اصلاح جایگاه‌های عوارضی، بازسازی راه جنوبی، عرضهٔ جدید پل، سیستم روشنائی جدید و جایگزینی سازه‌های فولادی فرسوده است. این پل شکل گرفته از ۵۰۰ تن فولاد است و کار بازسازی آن شامل برداشت و جایگزینی تیرهای وتر، تیرهای قطری، تیرهای عمودی، جانبی، حایل و تیرهای کف است و این همه در حالی است که پل باید برای عبور و مرور باز باشد. برای این منظور، بخش‌های حمل‌ونقل شیکاگو، روش هیدرولیک جایگزینی فولاد را ابداع کرد که امکان عبور و مرور پیوستهٔ اتومبیل‌ها حین کار روی پل را می‌دهد.
به این ترتیب که همزمان با جایگزینی وترهای پائینی یک زین به انتهاء بخشی از وتر که باید جایگزین شود محکم می‌شود و سپس کشتن وتر توسط ۸ سیلندر ۱۵۰Enepac تنی مکنده با عملکرد دوگانه به هشت میله منتقل می‌شود. مقدار کشش وارد شده به هر وتر توسط محاسبات تنش در طراحی‌های اصلی تعیین شد که همگی دقیق از آب درآمدند. در فاز دیگری از پروژه بعضی از ستون‌های بتنی و سازه‌های پشتیبان فولادی با پایه‌های بتنی جایگزین شد. در اینجا نیز ابزار هیدرولیک برای کشیدن بار به‌کار گرفته شد و از چهار سیلندر ۶۰۰Enerpac تنی با عملکرد دوگانه برای بلند کردن انتهاء مجاوز تیر به میزان mm ۹/۵ استفاده شد به این ترتیب سازهٔ پشتیبان اصلی برداشته و سپس ستون اصلی تعمیر شد و یک پایهٔ پشتیبان بتنی جدید ساخته شد.
● ساخت سطح‌های ضدلغزش با استفاده از فیبرها
Fiber modifier enhances anti-skid surfaces شرکت EXCEL Fiber Technology نوعی تعدیل‌کنندهٔ فیبری برای ساخت سطوح ضدلغزش عرضه کرده است این محصول در آزمایشگاه تحقیقات حمل و نقل انگلیسی (Laboratory - TRL - Transport Reasearch) در سیستم‌های مقاوم به لغزش رزین اپوکسی / بوکسیت کلسیته آزمایش شده است.
در دههٔ ۱۹۶۰ سطح‌های ضدلغزش با اصطلکاک بالا ابداع شد که بعدها در شبکهٔ جاده‌ای انگلستان به‌کار رفت. اما اخیراً سطح‌هائی با صدای کمتر به شکل پوشش‌های نازک و آسفالت‌های ماستیک سنگی (stone mastic asphalts - SMA -) به بازار معرفی شده‌اند که کارآئی آنها از نظر مقاومت در برابر لغزش افت کرده است. علت این امر طبق گفته‌های EXCEL این است که ویژگی کاهش‌دهندهٔ صدا در این سطوح که ناشی از تخلخل‌های نسبتاً عمیق در سطح سیشی است، موجب می‌شود که با بندر یا چسب‌ها از انواع سطوحی که اصطکاک بالا دارند و به روش‌های شیمیائی مختلف عمل‌آوری شده‌اند به داخل آنها کشیده شوند که در نتیجه ثمربخشی و عمر طولانی سطح ضدلغزش کاهش می‌یابد.
EXCEL برای بررسی کارآئی فیبرهای سلولزی در سیستم‌های مقاوم به لغزش در رزین اپوکسی / بوکسیت کلسینه آزمایش‌هائی انجام داده است. در این سیستم‌ها رزین اپوکسی روی سطح جاده پخش می‌شود سپس سنگ‌ بوکسیت کلسینه اضافه می‌شود و بعد سیستم تحت عمل آوری (curing) قرار می‌گیرد و بوکسیت کلسیته اضافی از سطح برداشته می‌شود. کاربرد بوکسیت کلسیته به‌علت
Polished Stone value) PSV) بالای آن است. هر چه PSV بالاتر باشد مقاومت در برابر لغزش بیشتر می‌شود.
در مقایسهٔ کارآئی سطح ضدلغزش تعدیل شده با فیبر، نسبت به نمونهٔ تعدیل نیافته، معلوم شد که این سطوح هنگامی‌که در معرض آزمایش سایش قرار می‌گیرند ضریب نمایندگی متوسط صفر را نشان می‌دهند در حالی که نوع تعدیل نیافته مقدار ۵/۲ را نشان می‌دهد.
رد پایان آزمایش نمونهٔ بدون فیبر اتلاف ۳/۵۳ درصدی در عمق بافت (تکسچر) را نشان داد در حالی‌که نمونهٔ تعدیل یافته فقط ۳۲ درصد اتلاف در عمق بافت داشت. در آزمایش مقاومت در برابر کنده شدن نیز مشاهده شد که کلیهٔ نقص‌ها در اثر افزایش فیبر، در زیر لایه رخ می‌دهد و نه در سطح میانی زیر لایه / پوشش.

چکیده:

علم جوان و نوپای مهندسی رودخانه،از ترکیب تخصصهای چند از جمله تلفیق دو علم هیدرولیک و هیدرولوژی ،به بحث و بررسی حرکت موج سیل در مجرای رودخانه می پردازد.با بررسی حرکت موج سیل و با در دست داشتن اطلاعاتی از سیل در بالا دست می توان زمان وقوع حداکثر سیل لحظه ای و مقدار آن را در ایستگاه پایین دست مسیر رودخانه به دست آورد.

جهت پیشگیری از خسارات حاصل از وقوع سیلاب رودخانه،می بایست با به کار گیری روشهای مناسب ،میزان وقوع سیلهای احتمالی را برآورد کرد و با اعمال روشها و شیوه های فنی و اقتصادی اثرات تخریب آن را کنترل نمود.

تلفیق روش های ساختمانی و بیولوژیک در مدیریت سیلاب،بویژه در حوضه های کوهستانی ،باعث کاهش سرعت رواناب و تخفیف شیب رودخانه و در نهایت جلوگیری از آسیب سیلاب می گردد.شناخت سیستم رودخانه از نظر شکل کلی،ابعاد هیدرولیکی ،نیمرخ طولی و نیز روند مکانیزم تغییرات آن ریخت شناسی رودخانه نامیده می شود.به عبارت دیگر عواملی نظیر زمین شناسی،تکتونیکی و توپوگرافی بر مرفولوژی رودخانه ها و پیش بینی روند تغییرات رودخانه ای تاثیر دارند.

بدیهی است که عملیات ساماندهی و طرحهای کنترل و هدایت جریان در این رودخانه ها ،با محدودیت نارسایی های متعددی مواجه می باشند.با وجود این،با توجه به تجارب و استفاده موثر از اصول و مبانی مطالعاتی و بهره گیری لازم از توان و تدابیر کارشناسی،ارائه طرحهای مناسب و منطبق با شرایط گوناگون رودخانه ای و منطبق با واقعیتهای موجود امکان پذیر می باشد.اصلاح مسیر و اقدامات ساماندهی مسیر رودخانه،باعث تثبیت کناره ها و حفاظت اراضی مزروعی ومناطق مسکونی از خطر تخریب و تهاجم سیلابها می گردد.

به طور کلی مهندسی رودخانه شامل تمام مراحل برنامه ریزی ،طراحی،اجراء و بهره برداری از عملیات مختلفی است که به منظور بهبود وضعیت رودخانه و در جهت استفاده بهتر از آن اعمال می گردد.به عبارت دیگر مهندسی رودخانه،شامل برنامه ریزی و طرح و ساخت و بهره برداری از انواع طرحهایی است که به جهت اصلاح مسیر رودخانه و بهبود شرایط رودخانه با توجه به محیط زیست به کار می رود.در اصل مقاله روش های آبخیزداری که در مسیل کامه واقع در حوزه سد شهید یعقوبی که به منظور جلوگیری از سیلاب در منطقه اجرا شده است به تفضیل مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

واژه های کلیدی:

مهندسی رودخانه،سیل،هیدرولیک مسیل ها،ساماندهی،کامه.

مقدمه:

رودخانه ها همواره از گذشته های دور مورد توجه جوامع انسانی بوده اند بطوریکه رودخانه ها نه تنها در سیمای کلی سطح زمین نقش دارند،بلکه شکل زیستن انسان در کره زمین را تعیین می کنند که تشکیل تمدنهای بزرگ و کهن در کناره رودخانه ها از آن جمله است.رودخانه ها تحت تاثیر عوامل طبیعی و یا دخالتهای انسانی دچار فرسایش یا کف کنی و نیز فرسایش کناره ای و جابجایی های عرضی می گردند.تداوم رفتارهای فرسایشی رودخانه ها هر ساله موجب تخریب اراضی کشاورزی،تاسیسات ساحلی،پلها و اماکن عمومی حاشیه اینها می شود.رشد روز افزون جمعیت ،ضرورت بهره برداری بیشتر از منابع رودخانه و مسیلها را ایجاب نموده است.از دیدگاه کشاورزان حاشیه رودخانه ها،دو مسئله حائز اهمیت است:اولا استفاده از این منابع آبی برای توسعه کشاورزی و برطرف کردن نیازهای آبی خود و ثانیا حفاظت و بازیافت اراضی کشاورزی موجود در حتی در صورت فراهم شدن شرایط،اقدام به بازیافت اراضی از بستر رودخانه نمایند.اراضی حاشیه رودخانه کامه ،از نظر کشاورزی بسیار مستعد و حاصلخیز می باشند بطوریکه استفاده از آب آن چه بصورت گرفتن مستقیم آب از رودخانه و یا با حفر چاه دستی سبب بوجود آمدن اراضی آبی بسیار ارزشمندی در حاشیه رودخانه شده که حفظ این اراضی از خطر تخریب و فرسایش آن توسط رودخانه،همواره از مشکلات اساسی کشاورزان بوده است.لذا با توجه به این مسائل ستاد اجرایی طرح آبخیزداری حوزه سد شهید یعقوبی و مدیریت آبخیزداری استان خراسان رضوی با هدف ساماندهی وضعیت رودخانه و جلوگیری از تخریب و فرسایش اراضی زراعی اطراف رودخانه اقدام به اجرای طرح ساماندهی مسیر رودخانه کامه نموده است.هدف این تحقیق و مطالعه در واقع بررسی عملکرد و پایداری سازه های مهندسی رودخانه ای احداث شده در این طرح می باشد.در این راستا از سال 1375 تاکنون مدیریت آبخیزداری استان ،به منظور ساماندهی مسیر اصلی رودخانه نسبت به احداث تعدادی سازه اپی (Epi)،دیواره ساحلی ،کف بندواسکله ریزی نموده و در آبراهه های فرعی نسبت به احداث بندهای خشکه چین،بندهای گابیونی،بندهای چپری ،بندهای خاکی و بندهای بتونی نموده است.این مقاله بر گرفته از نتایج طرح تحقیقاتی خاتمه یافته تحت عنوان ارزیابی فنی عملکرد عملیات آبخیزداری اجرا شده در حوزه آبخیز سد شهید یعقوبی می باشد.در این مقاله نسبت به بررسی فنی سازه های مهندسی بکار رفته در ساماندهی رودخانه کامه و همچنین بررسی فنی سازه های بکار گرفته شده در آبراهه های فرعی به منظور کاهش فرسایش و رسوب حوزه ،اقدام گردیده است.


موقعیت جغرافیایی حوضه آبخیز کامه :

حوزه آبخیز شهید یعقوبی در محدوده از 15 کیلومتری شمال شهرستان تربت حیدریه شروع و به طرف شرق گسترش یافته و مکان خروجی آن منتهی به سد شهید یعقوبی در 36 کیلومتری شرق شهرستان تربت حیدریه است. این حوزه به وسعت 213900 هکتار،بخشی از حوزه آبریز کویر نمک محسوب می گردد که در طول جغرافیایی ׳ 15 º59 تا º 60 و عرض جغرافیاییº 35 تا ׳ 30 º 35 واقع شده است. همزمان با شروع فعالیتهای احداث ساختمان سد،کار تهیه و اجرای طرحهای آبخیزداری در حوزه مذکور در دستور کار مدیریت آبخیزداری استان خراسان قرار گرفت و اقداماتی جهت مهار رسوب در منطقه برداشته شد. مطالعات توجیهی در مقیاس 1:50000 و در سطح 72545 هکتار و مطالعات اجرایی در مقیاس 1:20000 در سه حوزه کامه، قلعه نو، و ساق با مساحت 18930 هکتار در طی سالهای 1372 تا 1374 به انجام رسید و از همان سال فعالیتهای اجرایی آغاز شد

حوزه کامه دارای 4 پارسل به نام های کامه بالا،کامه پایین،بکاول،و تروسگ می باشد




مواد و روشها:

بطور خلاصه مراحل انجام و مواد مورد استفاده در این تحقیق بشرح زیر است:

1- انجام مطالعات کتابخانه ای و جمع آوری کلیه اطلاعات موجود در این زمینه و سوابق طراحی و اجرایی طرح آبخیزداری و طرحهای ساماندهی رودخانه.

2-جمع آوری آمار و اطلاعات مربوط به وضعیت اقلیم منطقه و پردازش و سامان دهی آنها.

3-فراهم کردن نقشه های مورد نیاز شامل:نقشه های پایه،زمین شناسی،پوشش گیاهی،خاکشناسی،کاربری اراضی،موقعیت عملیات مکانیکی پیشنهادی و...

4-انجام مطالعات صحرایی و متره برآورد وارزیابی عملیات آبخیزداری اجرا شده در منطقه.

5- تکمیل پرسش نامه های مربوط به عملیات اجرا شده و پیشنهادی.

6-پردازش و سازماندهی داده های جمع آوری شده و تشکیل بانک اطلاعاتی (Database).

7-تلفیق داده ها و اطلاعات جمع آوری شده و انجام تجزیه و تحلیلها نهایی و استخراج نتایج تحقیق.


موقعیت و انواع سازه های احداث:

در مطالعات مصوب آبخیزداری حوزه چندین زیرپروژه به منظور مبارزه مستقیم با فرسایش پیشنهاد شده است. سدهای سبک فلزی، سدهای توری سنگی ( گابیون )، اپی و دیواره حائل زیرپروژه‌های مکانیکی پیشنهادی بوده و احداث بانکت‌های منقطع زیگزاگی و کشت درخت بادام در آنها زیرپروژه بیومکانیکی پیشنهادی می‌باشند.

در طرح آبخیزداری اجرایی حوزه چندین زیرپروژه به منظور مبارزه مستقیم با فرسایش اجرا شده است. این عملیات به شرح ذیل می‌باشند:

- زیرپروژه سدهای توري سنگي (گابيوني):

در حوزه كامه ، تعداد18 عدد سد گابيوني با حجم كل 5/1602 متر مكعب طي سالهاي 1375 تا 1378 احداث گرديده است. با توجه به پر شدن اغلب اين سازه ها توسط اهالي نسبت به غرس نهال بادام در پشت اين سازه ها اقدام گرديده است. . اعتبار پیش‌بینی شده برای احداث هر سد توری سنگی بطور متوسط میزان 300000 ریال اعتبار پیش‌بینی شده است.

- زیرپروژه دیواره حائل

با توجه به تخریب اراضی حاشیه رودخانه کامه در روستای بکاول وهمچنین در اراضی حاشیه رودخانه روستای تروسگ در طرح مطالعات آبخیزداری منطقه احداث دیواره حائل وكف بند به حجم 6500 متر مكعب به منظور حفاظت اراضی کشاورزی واقع در اطراف رودخانه اصلی وآبراهه های بزرگ منطقه پیشنهاد شده است. اعتبار پیش‌بینی شده برای احداث هر متر دیواره طولی بطور متوسط 875 ریال اعتبار پیش‌بینی شده است.

- زیرپروژه بندهاي خاكي

- تعداد 5 عدد بند خاكي با حجم 49225 متر مكعب در آبراهه هاي فرعي اين حوزه احداث گرديده است.هدف از اجراي اين بندها جمع آوري رواناب و تغذيه سفره آب زير زميني و افزايش آبدهي قنوات منطقه مي باشد

- زیرپروژه بندهای چپري

سدهاي چپري ،بندهايي هستند كه با استفاده از مصالح چوب و سر شاخه درختان و تور وخاشاك و پوشال بصورت ديواره قوسي و يا مستقيم در آبراهه هاي با فرسايش شديد و بسترهاي لومي ساخته مي شوند. تعداد دوازده عدد سد چپري با حجم بالغ بر 1900 متر مربع در حوزه كامه احداث گرديده است.

- زیرپروژه بانكت بندي

در حوزه كامه در 5 منطقه مختلف به ميزان 8047 متر عمليات احداث بانكت اجرا گرديده است.

هدف از اجراي اين بندها جمع آوري رواناب و تغذيه سفره آب زير زميني و افزايش آبدهي قنوات منطقه مي باشد.

- زیرپروژه سد خشکه چین

در آبراهه هاي فرعي و اصلي حوزه كامه تعداد 127 عدد سد خشكه چين با حجمي بالغ بر 45/7095 متر مكعب احداث شده است. طبق مطالعات تفضيلي-اجرايي مي بايستي تعداد 105 عدد سد خشكه چين به حجم 6700 متر مكعب در آبراهه هاي اصلي و فرعي حوزه كامه احداث گردد .
- زير پروژه سنگ ريزي و اسكله ريزي

تعداد 5 مورد با حجم بالغ بر 875 متر مكعب در حوزه اجرا گرديده است. به منظورحفاظت از سواحل رودخانه و اراضي كشاورزي ،نسبت به سنگ ريزي و اسكله ريزي اين نواحي اقدام مي گردد .در مجموع 3750 متر مكعب پيشنهاد گرديده است.


نتایج :



بر اساس تلفيق نتايج حاصل از بررسي عمليات فني و مكانيكي بين مقايسه نتايج و مرحله اقدامات دفتري (حجم عمليات پيش بيني شده با مرحله تفضيلي – اجرايي ) روند و دقت انجام مطالعات در حوزه بخصوص در مرحله تفصيلي-اجرايي بشرح زير مي باشد:

ارزيابي نتايج در مرحله اقدامات دفتري عمليات فني، مكانيكي و پارامترهاي بيولوژيكي نشان ميدهد كه بين عمليات پيش بيني شده و اجرا درآمده اختلاف معني داري وجود دارد . چنانكه در جدول شماره 1 ملاحظه می گردد،در بانكت بندي 111 درصد ، خشكه چين 181 درصد ، سدهاي توري سنگي (گابيوني ) 98 درصد، سد چپري 200 درصد، ديواره حائل 143 درصد و اسكله ريزي 76 درصد تفاوت را مي توان مشاهده نمود.

با توجه به چك ليست اطلاعات حاصل از جداول ضميمه عملیات پيش بيني شده، و عمليات اجرا شده طرح آبخيزداري حوزه کامه، بعضي از سازه هاي بكار رفته در اجراي طرح مانند سازه هاي خشكه چين، در محل مناسب احداث نشده كه اين امر باعث تخريب تعدادي از سازه ها شده است، همچنين از لحاظ تعداد سازه ها، حجم عمليات، تيپ كاري، و وسعت عمليات، بعضا عمليات بيولوژيكي ومكانيكي مطابق با پيش بيني نبوده است.

درصد تطابق پارامترهاي مورد نظر در طرح هاي آبخيزداري و رابطه آن با هر يك از اقدامات اجرايي جهت تعيين كارآيي پارامترهاي فني و مهندسي سازه هاي اجرا شده و پيش بيني شده در جدول شماره 2 آورده شده است.

طبق جدول فوق ونتايج بدست آمده هدف 7/69 درصد، عمرمفيد 7/64 درصد و كارآيي 7/56 درصد تعيين گرديده و در نتيجه عملكرد اين عمليات در حوزه كامه مثبت ارزيابي مي گردد.

بنابراین با توجه به جمع بندی کلی از آمار و اطلاعات موجود ،به این نتیجه می رسیم که عملیات آبخیزداری حوزه در بالادست با احداث سازه های مکانیکی از قبیل خشکه چین،بندهای گابیونی،بندخای خاکی،و... در مهار سیل و تثبیت رسوب و کاهش فرسایش حوزه کامه بسیار موفق عمل نموده است.و عملیات تثبیت کناره های رودخانه کامه ،از قبیل اپی،دیواره،سنگ ریزی و اسکله ریزی ،و احداث کف بند در مسیر رودخانه نیز در تثبیت کناره های رودخانه و کاهش فرسایش بالارونده و کاهش میزان سیل در مسیر رودخانه موفق عمل نموده است

شرح کامل مسائل اجرایی بتن سبكدانه سازه ای

بسیاری از اصول اجرائی حاكم بر بتن ریزیهای معمولی در بتن ریزی با بتن سبــكدانه سازه ای كماكان از اهمیت برخوردار است . مسلما" در بتن های غیر سازه و سبكدانه بسیاری از نكات مورد نظر نمیتواند با اهمیت تلقی شود و عدم رعایت برخی قواعد تا آنجا كه به وزن مخصوص بتن ریخته شده لطمه نزند و آنرا بالا نبرد با اهمیت تلقـــی نمیشـــود. اصل پیوستگی و تدوام در بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد ) ، اصل عدم گیرش یا نزدیكی به گیرش در بتن قبل از ریختن و تراكم ، اصل عدم جدا شدگی مواد (ناهمگنی ) بتن، اصل رعایت دمای مناسب بتن ریزی، اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر، اصل رعایت تراكم صحیح، اصل رعایت پرداخت صحیح سطح بتن، اصل انتخاب صحیح اسلامپ با توجه به وضعیت قطعه و وسایل تراكمی موجود، اصل رعایت و بكارگیری نسبت ها و مقادیر صحیح مصالح و پرهیز از مصرف مواد نا مناسب، و در نهایت اصل عمل آوری صحیح و قالب برداری به موقع و با دقت همواره در این نوع بتن ریزیها مانند بتن های معمولی از اهمیت برخوردار می باشد.

استفاده از مواد مناسب و نسبت های صحیح :
بکار گیری مواد و مصالح مناسب طبق مشخصات پروژه، رعایت مصرف سیمان تازه و غیر فاسد از نوع مورد نظر و مطابق با استاندارد مورد قبول کاملا" مهم می باشد. توزین یا پیمانه کردن دقیق و صحیح مصالح مصرفی طبق طرح اختلاط ارائه شده از اهمیت برخوردار است. بهتر است مصالح سنگی مصرفی به ویژه سبکدانه در شرایطی قرار گیرد که نوسانات رطوبتی اندکی داشته باشد . برای مثال خوبست بدانیم لیکاهای موجود در ایران میتواند تا بیش از 30 درصد آب را در خود جذب و نگهداری کند . بنابراین بین سنگدانه کاملا" خشک و کاملا" اشباع تفاوت فاحشی وجود دارد و میتواند بر اسلامپ حاصله و نسبت آب به سیمان و در نتیجه به مقاومت و دوام بتن سبکدانه سازه ای اثر چشمگیری باقی گذارد . بهر حال اگر بدانیم مثلا" سنگدانه های ما حدود 5 درصد رطوبت دارد میتوانیم مقدار آب مصرفی را تنظیم نمائیم تا به طرح اختلاط مورد نظر دست یابیم.
باید دانست مشکل بزرگ تولید بتن سبکدانه همین تغییر رطوبت است و لذا کنترل نسبت آب به سیمان در این بتن ها مشکل می باشد و حتی مانند بتن های معمولی نیز نمیتوان با کنترل اسلامپ به نتیجه مورد نظر رسید.

انتخاب اسلامپ صحیح :
مانند بتن های معمول انتخاب اسلامپ میتواند مهم باشد . از نظر جدا شدگی، آب انداختن، رسیدن به تراکم مورد نظر با توجه به ابعاد قطعه، طرز قرارگیری، وضعیت درهمی میلگردها، وسایل تراکمی موجود قابل تأمین این انتخاب کاملا" معنا دار و با اهمیت است . به دلیل سبکی سنگدانه ها بویژه سبکدانه های درشت احتمال جدا شدگی در بتن شل افزایش می یابد. لذا اسلامپ های بیش از ده سانتی متر ابدا" مطلوب نیست مگر اینکه بتن پر عیاری داشته باشیم، همچنین با وجود موادی مانند میکرو سیلیس ممکنست این جدا شدگی به حداقل برسد.
بنا براین اگر قرار باشد بتن سبکدانه پمپی با اسلامپ 10 تا 15 سانتی متر را داشته باشیم عیار سیمان باید از حدود 400 کیلو در متر مکعب فراتر رود. در حالیکه اگر اسلامپ کمتر باشد حداقل عیار سیمان در ACI برابرkg/m3 335 مطرح شده است . در حالات عادی اسلامپ های 5 تا 8 سانتی متر برای بتن سبکدانه غیر پمپی و اسلامپ 7 تا 10 سانتی متر برای بتن سبکدانه پمپی مطلوب تلقی میشود بدون اینکه این اعداد جنبه آئین نامه ای داشته باشد.
تغییرات اسلامپ در طول اجراء در بتن سبکدانه بسیار جدی است. در بتن های معمولی نیز این پدیده به چشم میخورد بویژه وقتی سنگدانه های درشت خیلی خشک باشند ممکن است حتی در طول 15 دقیقه پس از ساخت شاهد افت جدی در اسلامپ باشیم . در بتن سبکدانه این امر به شدت وجود دارد. فرض کنید اگر در طول 15 تا 30 دقیقه جذب آب سبکدانه 5 تا 10 درصد فرض شود و فقط سبکدانه درشت به میزان 300 کیلو داشته باشیم 15 تا 30 کیلو آب را جذب می کند که کاهش اسلامپ 6 تا 15 سانتی متر را میتوان شاهد بود. اگر قرار باشد طول مدت حمل و ریختن و تراکم زیاد باشد کاملا" دچار مشکل میشویم. همچنین در بتن های پمپی، این کاهش و افت در اسلامپ مسئله ساز است . بنا براین سعی میشود که چنین پروژه هائی حتی الامکان از 24 ساعت قبل از ساخت بتن، سبکدانه ها را خیس کرد (Presoaking ) تا آب قابل ملاحظه ای را جذب نماید و پس از اختلاط بتن شاهد افت اسلامپ زیادی نباشیم . این خیس کردن ممکن است حتی از سه روز قبل شروع شود ادامه یابد. خیس کردن سنگدانه ممکن است با آب پاشی تحت فشار و بصورت بارانی باشد و یا از سیستم خلاء برای نفوذ سریعتر آب به داخل سبکدانه استفاده شود که در ایران روش ساده اول معمولتر و عملی تر می باشد. ریختن آب و سبکدانه در مخلوط کن و اضافه کردن سیمان و غیره پس از مدتی تأخیر میتواند به افت اسلامپ کمتر منجر شود.
میزان جذب آب سبکدانه ها علاوه بر زمان تابع میزان آب موجود در آن ( رطوبت اولیه ) نیز می باشد که پیش بینی جذب آب را در مدت معین دشوار می کند مگراینکه قبلا" آزمایشهائی را با رطوبت اولیه موجود انجام داده باشیم.
اسلامپ های کمتر از 5 سانتی متری نیز کار تراکم را با مشکل مواجه می سازد و فضای خالی زیادی را در بتن بهمراه دارد .
بسیاری از تحقیقات نشان داده اند مقاومت و دوام بتن های سبکدانه که با سبکدانه خشک ساخته شده اند بهتر از وقتی است که از سبکدانه قبلا" خیس شده یا اشباع شده استفاده گشته است.

اصل رعایت دمای مناسب :
حداقل و حداکثر دمای مجاز و مطلوب در أئین نامه ها مشخص شده است. رعایت این امر برای بتن سبک سازه ای و با دوام بشدت ضروری است و از این نظر تفاوتی با بتن معمولی وجود ندارد.
حداقل دمای مجاز 5+ درجه سانتی گراد و حداقل دمای مطلوب 10+ درجه سانتی گراد است . حداکثر دمای مجاز معمولا" 32-30 درجه سانتی گراد تا هنگام گیرش می باشد و بهتر است از این حد فاصله معقولی را داشته باشیم . در هوای سرد و گرم که بتن با دمای مناسب تولید می شود نباید در حین اجرا آنقدر تأخیر و معطلی بوجود آورد که با تبادل گرمائی، دمای مطلوب از دست برود.

اصل همگنی ( عدم جداشدگی ) :
اصول جداشدگی و عوامل مؤثر بر آن برای بتن سبکدانه همچون بتن معمولی است، اما برای بتن سبکدانه یک عامل دیگر یعنی اختلاف در چگالی ذرات و خمیر سیمان یا ملات میتواند به جداشدگی منجر گردد. عوامل جداشدگی میتوانند داخلی باشند که صرفا" استعداد جداشدگی را بوجود می آورند و یا عامل خارجی باشند که مربوط به اجرا هستند و استعداد را شکوفا می کنند . از عوامل داخلی بالا رفتن حداکثر اندازه سبکدانه می باشد که معمولا" باعث جداشدگی میگردد و بهتر است حداکثر اندازه سبکدانه برای بتن سازه ای به 20 میلی متر محدود شود و توصیه می گردد تا از حداکثر اندازه 15 – 12ر میلی متر استفاده شود. جالب است بدانیم معمولا" با افزایش حداکثر اندازه، چگالی حجمی خشک ذرات سبکدانه درشت کاهش می یابد و از این نظر نیز امکان جداشدگی را قوت می بخشد.
بالا رفتن اسلامپ به افزایش استعداد جداشدگی منجر می شود. کاهش میزان عیار سیمان و مواد سیمانی و چسباننده میتواند بشدت باعث افزایش استعداد جداشدگی گردد. اختلاف وزن مخصوص ( چگالی ) ذرات سبکدانه با خمیر سیمان و یا اختلاف چگالی ذرات ریزدانه و درشت دانه به بالا رفتن استعداد جداشدگی منجر می گردد. بالا رفتن نسبت آب به سیمان به افزایش پتانسیل جداشدگی می انجامد. درشت تر شدن بافت دانه بندی سنگدانه ها معمولا" امکان جداشدگی را افزایش می دهد . وجود مواد ریز دانه و چسباننده مانند پوزولان و میکروسیلیس و سرباره ها می تواند باعث کاهش استعداد جداشدگی بتن سبکدانه گردد، همچنین بکارگیری مواد حبابزا و ایجاد حباب هوا میتواند جداشدگی و آب انداختن را کاهش دهد ضمن اینکه روانی و کارآئی مورد نظر تأمین میگردد.
از عوامل خارجی می توان حمل نامناسب، ریختن غلط، استفاده از شوت های طولانی و یا شیب نامطلوب، برخورد بتن با قالب و میلگردها، ریختن بتن از ارتفاع زیاد بدون لوله و قیف هادی و یا بدون پمپ معمولا" به جداشدگی منجر میشود. بخاطر حساسیت جداشدگی در این بتن ها باید دقت بیشتری را اعمال نمود. باید دانست نتیجه جداشدگی در بتن سبکدانه نیز از نظر مقاومتی و دوام بمراتب حادتر و مضرتر از بتن معمولی است.

اصل عدم آلودگی بتن به مواد مضر :
در طول حمل و ریختن و تراکم نباید مواد مضر اعم از مواد ریزدانه رسی ( گل و لای )، مواد شیمیایی شامل چربی ها و مواد قندی یا انواع مختلف نمکها و آب شور و غیره با بتن مخلوط شود . مخلوط شدن موادی همچون گچ نیز توجیه ندارد. به هرحال در این رابطه هیچ تفاوتی بین بتن معمولی و سبکدانه سازه ای وجود ندارد.

اصل عدم کارکردن با بتن در مرحله گیرش :
اگر عملیات بتن ریزی با بتنی که در مرحله گیرش است انجام گیرد مقاومت و دوام آن بشدت کاهش می یابد و نفوذپذیری آن زیاد میشود . از این نظر بتن مانند ملات گچ زنده است که اگر آن را مرتبا" بهم بزنیم و ورز دهیم تبدیل به ملات گچ کشته میشود که بشدت کم مقاومت و کم دوام است، هرچند گیرش آن به تأخیر می افتد و یا اصلا" خود را نمی گیرد و صرفا" خشک می شود . بهرحال نباید بتن را در هنگامی که در شرف گیرش است مخلوط نمود و یا ریخت و متراکم کرد . از این نظر بین بتن سبکدانه و بتن معمولی اختلافی احساس نمی گردد.
مسلما" در هوای گرم و یا بتن با دمای زیاد، گیرش زودتر حاصل میشود . زمان گیرش تابع نوع سیمان ( جنس و ریزی )، نسبت آب به سیمان و وجود مواد افزودنی می باشد . برای افزایش زمان گیرش و ایجاد مهلت برای عملیات اجرائی می توان از بتن خنک، کار در هنگام خنکی هوا یا شب، سیمانهای کندگیر کننده استفاده نمود .

اصل پیوستگی و تداوم بتن ریزی ( عدم ایجاد درز سرد در بین لایه ها ) :
اگر در هنگام بتن ریزی به هر علت، لایه زیرین قبل از ریختن و تراکم لایه روئی گیرش خود را انجام داده باشد درز سرد Cold Joint بوجود می آید . در این رابطه فرقی بین بتن سبکدانه و معمولی وجود ندارد . باید با تجهیز مناسب کارگاه، افزایش توان تولید و حمل در ریختن و تراکم بتن، افزایش زمان گیرش بتن و یا ایجاد درزهای اجرائی مناسب و کاهش سطح بتن ریزی و یا کاهش ضخامت لایه ها امکان ایجاد درز سرد را به حداقل رساند.

تراکم صحیح بتن سبکدانه :
از آنجا که بتن های سبکدانه بشدت در معرض جدا شدگی هستند، تراکم با قدرت زیاد و یا مدت بیش از حد مشکلات جدی را بوجود می آورد. به محض اینکه احساس می نمائیم که شیره یا سنگدانه ها شروع به روزدن می نمایند باید تراکم را قطع کرد. لرزش، بیش از فشار و ضربه میتواند موجب جدا شدگی گردد.
به هر حال باید کاملا" هوای بتن خارج و فضای خالی به حداقل برسد تا مقاومت و دوام کافی ایجاد گردد.

پرداخت سطح بتن سبکدانه :
آب انداختن بتن همواره مشکل بزرگی در پرداخت نهائی سطح بتن می باشد و این امر اختصاص به بتن سبکدانه ندارد . خوشبختانه به دلیل جذب آب تدریجـــی توسط سبکدانه ها، آب انداختن میتواند به کمترین مقدار برسد اما اگر سبکدانه ها قبل از اختلاط کاملا" اشباع شده باشد امکان آب انداختن بیشتر می گردد . کم بودن عیار سیمان و مواد چسباننده سیمانی، فقدان مواد ریزدانه، عدم وجود حباب هوا در بتن، درشتی بافت دانه بندی، افزایش حداکثر اندازه سبکدانه، گرد گوشه گی سنگدانه ها و بافت صاف سطح سنگدانه، بالا بودن اسلامپ، زیادی نسبت آب به سیمان و ... میتواند موجب افزایش آب انداختن شود.
وقتی بتن آب می اندازد باید اجازه داد آب تبخیر گردد و اگر تبخیر به سرعت میسر نمی گردد یا نگران گیرش هستیم باید سعی کنیم آب روزده را با وسیله مناسبی ( گونی یا اسفنج ) از سطح پاک نمائیم و سپس سطح را با ماله چوبی و بدنبال آن با ماله فلزی یا لاستیکی صاف کنیم.
عدم رعایت این نکات موجب افزایش نسبت آب به سیمان در سطح و کاهش مقاومت و دوام و افزایش نفوذپذیری بتن سطحی می گردد.

عمل آوری بتن سبکدانه :
هر چند عمل آوری رطوبتی و حرارتی بتن سبکدانه با بتن معمولی تفاوت چندانی ندارد اما اعتقاد بر این است که سبکدانه ها بعلت پوکی و تخلخل و جذب آب میتوانند در صورت فقدان عمل آوری رطوبتی از ناحیه اجرا کنندگان، بخشی از آب خود را در اختیار خمیر سیمان قرار دهند و توقف شدیدی در هیدراسیون سیمان رخ ندهد. این امر را عمل آوری داخلی بتن سبکدانه می گویند.

کنترل کیفی بتن سبکدانه :
کنترل کیفی بتن سبکدانه شامل بتن تازه و سخت شده است . کنترل روانی، وزن مخصوص و هوای بتن از مهمترین کنترلهای بتن تازه است . استفاده از آزمایش اسلامپ، میز آلمانی ( روانی ) و درجه تراکم برای این بتن ها پیش بینی شده است . وزن مخصوص بتن تازه سبکدانه متراکم معمولا" کنترل می شود و در آئین نامه های مختلف اختلاف 2 تا 3 درصد مجاز شمرده میشود ( نسبت به طرح اختلاط ) . هوای بتن را برای بتن سبکدانه نمیتوان بکمک روش فشاری بدست آورد و حتما" باید از روش حجمی بهره گرفت. برای بتن سبکدانه سخت شده، وزن مخصوص، مقاومت فشاری، کششی خمشی و نفوذپذیری، جذب آب، جذب موئینه و آزمایشهای دوام در برابر خوردگی قابل کنترل است.
وزن مخصوص بتن سخت شده سبکدانه بصورت اشباع و خشک اندازه گیری میشود و گاه بجای خشک کردن از جمع زدن مقادیر اجزاء در هر متر مکعب و افزودن مقداری رطوبت ثابت به آن، وزن مخصوص بتن سخت شده را بدست می آورند .
برای تعیین مقاومت فشاری و سایر پارامتر ها تفاوت چندانی بین بتن سبکدانه و معمولی وجود ندارد و شباهت جدی و کامل بین آنها وجود دارد . بهرحال ممکنست در مواردی نتایج حاصله در مقایسه با بتن های معمولی گمراه کننده باشد. مثلا" اگر جذب آب بتن سبکدانه را بصورت درصد وزنی گزارش کنیم و آنرا با جذب آب بتن معمولی مقایسه نمائیم دچار اشتباه میشویم و لذا توصیه میشود جذب آب بتن بصورت درصد حجمی گزارش گردد.

بتن فاقد ریزدانه ( Concrete finez – No ) :
اگر سنگدانه های درشت تک اندازه را با سیمان و آب مخلوط کنیم و در قالب بدون تراکم بریزیم بتن فاقد ریزدانه و متخلخل بدست می آید که از وزن مخصوص کمتری نسبت به بتن معمولی برخوردار خواهد بود. اگر چگالی سنگدانه ها در حدود معمولی باشد وزن مخصوص بتن فاقد ریزدانه حدود 1600 تا kg/m3 2000 بدست می آید اما اگر از سبکدانه درشت استفاده نمائیم ممکنست وزن مخصوص بتن حاصله از kg/m3 1000 کمتر شود ( حتی تا حدود kg/m3 650 ). بهرحال در هر مورد بتن مورد نظر سبک یا نیمه سبک تلقی می شود اما اگر سنگدانه معمولی استفاده شود نمیتوان آنرا بتن سبکدانه دانست.
مسلما" اگر سنگدانه تک اندازه بکار نرود و حاوی ذرات ریز تا درشت باشد وزن مخصوص بتن حاصل نیز زیاد خواهد شد . سنگدانه درشت مصرفی باید 20-10 میلی متر باشد و 5 درصد ذرات درشتر و 10 درصد ذرات ریزتر در این نوع سنگدانه تک اندازه (Singl Size) مجاز است اما بهرحال نباید ذرات ریزتر از 5 میلی متر در آن مشاهده گردد . سنگدانه درشت بهتر است پولکی و کشیده و یا بسیار تیزگوشه نباشد . سنگدانه های گرد گوشه یا نیمه شکسته برای تولید این بتن ارجح است.
ساختار بتن فاقد ریزدانه دارای تخلخل ظاهری است و حفرات موجود در بتن با چشم براحتی دیده می شود که در این مجموعه خمیر سیمان باید صرفا" تا حد امکان سنگدانه ها را بهم چسباند و از پر کردن فضاها با خمیر سیمان پرهیز شود زیرا وزن مخصوص بالا خواهد رفت . وجود خمیر سیمان با ضخامت حدود 1 میلی متر بر روی سنگدانه ها کاملا" مناسب است.
اگر سنگدانه معمولی بکار رود معمولا" مقدار شن اشباع تک اندازه بین 1400 تا 1750 کیلوگرم می باشد . حجم اشغالی ذرات شن در حدود 550 تا 700 لیتر در هر متر مکعب است. وزن سیمان مصرفی بین 75 تا 150 کیلو در متر مکعب یا بیشتر است که حجم آن حدود 25 تا 50 لیتر می باشد . معمولا" نسبت آب به سیمان مصرفی 4/0 تا 5/0 می باشد که افزایش آن می تواند به شلی خمیر سیمان و روانی آن منجر شود که موجب جداشدگی و پرشدن خلل و فرج می گردد و بتن مورد نظر حاصل نمی شود . با کاهش نسبت آب به سیمان چسبندگی لازم بوجود نمی آید و از نظر اجرائی دچار مشکل می شویم . نسبت وزنی سیمان به سنگدانه تا می باشد . همانطور که از محاسبات فوق بر می آید فضای خالی این بتن ( پوکی ) بین 25 تا 40 درصد می باشد و ابعاد این فضاها نیز بزرگ است درصد جذب آب بصورت وزنی حدود 15 تا 25 درصد است . طبیعتا" با افزایش مقدار سیمان و آب و یا مصرف شن با دانه بندی پیوسته ( Graded Size ) وزن مخصوص بتن بیشتر خواهد شد . توصیه می شود شن ها قبل از مصرف خیس و اشباع گردند.
طرح اختلاط این بتن ها بصورت آزمون و خطا خواهد بود و بشدت تابع شرایط ساخت بتن می باشد . بتن فاقد ریزدانه معمولا" بدون تراکم تولید می شود و اگر مرتعش یا متراکم شود بسیار جزئی خواهد بود زیرا خمیر سیمان میل به پر کردن فضای خالی بین سنگدانه ها را خواهد داشت و چسبندگی سنگدانه به یکدیگر به حداقل خواهد رسید.
معمولا" انجام آزمایش کارآئی یا اسلامپ برای این نوع بتن موردی نخواهد داشت. از آنجاکه سنگدانه تک اندازه مصرف می شود جداشدگی از نوع جدائی ریز و درشت سنگدانه معنائی ندارد و می توان آن را از ارتفاع قابل ملاحظه ریخت.
بعلت محدودیت دامنه نسبت آب به سیمان و وجود فضای خالی قابل توجه در این نوع بتن، مقاومت فشاری این نوع بتن اغلب در حدود 5 تا 15 مگا پاسکال می باشد و طبیعتا" یک بتن سبک سازه ای تلقی نمی گردد و بصورت مسلح مصرف نمی شود . برخی اوقات سعی می کنند میلگردها را با یک لایه ضد خوردگی ( پوشش مناسب ) آغشته کنند و سپس در بتن فاقد ریزدانه بکار برند . اگر از سبکدانه برای ساخت این بتن استفاده شود، مقاومت فشاری آن 2 تا 8 مگا پاسکال می باشد.
جمع شدگی بتن های فاقد ریزدانه بمراتب کمتر از بتن معمولی است زیرا مقدار سنگدانه در مقایسه با خمیر سیمان زیاد است و یقه قابل توجه بوجود می آورد . بتن فاقد ریزدانه سریعا" خشک می شود زیرا خمیر سیمان در مجاورت هوای موجود و فضای خالی است و علی القاعده در ابتدا از جمع شدگی بیشتری نسبت به بتن معمولی برخوردار می باشد و عمل آوری آن از اهمیت برخوردار است . قابلیت انتقال حرارتی آن بمراتب از بتن معمولی با سنگدانه مشابه کمتر است ( حدود تا ) که با افزایش رطوبت و اشباع بودن این بتن، این قابلیت انتقال حرارت افزایش می یابد.
مدول الاستیسیته این بتن ها بین 5 تا Gpa20 است ( برای مقاومت های 2 تا 15مگا پاسکال ). نسبت مقاومت خمشی به فشاری حدود 30 درصد است که از نسبت مقاومت خمشی به فشاری بتن های معمولی بیشتر می باشد. ضریب انبساط حرارتی این نوع بتن در حدود تا بتن معمولی است. نفوذپذیری زیاد از مزایا و شاید معایب این نوع بتن است. اما نکته مهم آنست که موئینگی در این نوع بتن کم تا ناچیز می باشد. اگر اشباع از آب نباشد در برابر یخبندان مقاوم است. بعنوان یک نفوذپذیر زهکش و تثبیت شده و همچنین یک مسیر درناژ و مقاوم بسیار مفید است. بازی کردن لایه های قلوه سنگ و شن درشت و متوسط یا ریز بعنوان زهکش یا بلوکاژ و ----- از مشکلات اجرائی محسوب می شود بویژه اگر بخواهد باربر باشد یکی از معدود راههای حل مشکل، استفاده از بتن فاقد ریزدانه است و در این حالت مسئله سبکی زیاد مهم نیست.
این نوع بتن مانند بسیاری از بتن های سبک می تواند جاذب صوت باشد ( نه عایق صوت ) و برای این منظور نباید سطح این بتن با اندودی پوشانده شود .
اندودکردن این بتن بسیار خوب و ساده انجام می شود. استفاده از این بتن برای روسازی و پیاده رو سازی اطراف درختان و یا پارکینگ ها بسیار مفید است ( بدلیل نفوذپذیری ). در دیوارهای باربر با طبقات کم می توان از این نوع بتن استفاده نمود . برای ایجاد نفوذپذیری بعنوان لایه اساس یا زیر اساس میتواند بطور مؤثر عمل نماید. همچنین بعنوان یک لایه بتن مگر نفوذپذیر مناسب است در زیر دال کف یا شالوده منابع آب بتنی نیز از این بتن می توان استفاده نمود.

طرح اختلاط بتن سبکدانه ( سازه ای و غیر سازه ای )
در طرح اختلاط هر نوع بتن ابتدا باید خواسته ها را بررسی و فهرست نمود که در مورد بتن سبک نیز این خواسته ها عبارتند از : مقاومت فشاری در سن مورد نظر، وزن مخصوص بتن تازه و خشک، دوام بتن در شرایط محیطی یا سولفاتی، اسلامپ و کارآئی بتن، مقدار حباب هوای لازم با توجه به حداکثر اندازه وشرایط محیطی، و احتمالا" موارد دیگری همچون مدول الاستیسیته یا خواص فیزیکی مکانیکی دیگر مثل قابلیت انتقال حرارت و غیره، در کنار این موارد ممکنست محدوده دانه بندی مطلوب ( بویژه در روشهای اروپائی ) از جمله محدودیت ها و خواسته ها باشد.
- در کنار این خواسته ها، داده هائی نیز بر اساس اطلاعات موجود از سیمان، سنگدانه و ... در دست است و یا باید در آزمایشگاه بدست آید از جمله اینها می توان به موارد زیر اشاره نمود :
نوع سیمان، حداقل و حداکثر مجاز مصرف سیمان، حداکثر مجاز نسبت آب به سیمان، نوع مواد افزودنی مورد نظر و مشخصات آن، نوع سنگدانه درشت و ریزدانه، شکل و بافت سطحی سنگدانه ها، چگالی و جذب آب سبکدانه ها و سنگدانه های معمولی، رژیم و روند جذب آب سبکدانه، وزن مخصوص توده ای سنگدانه درشت متراکم با میله ( در طرح امریکائی )، دانه بندی سنگدانه ها و حداکثر اندازه آنها، ویژگیهای مکانیکی و دوام سنگدانه ها، مدول ریزی سنگدانه ها و ریزدانه ها ( بویژه در روش امریکائی )، چگالی ذرات سیمان و افزودنیها : گاه لازمست دانه بندی یا مدول ریزی سبکدانه ها معادل سازی شود یعنی با توجه به اختلاف در چگالی ذرات، دانه بندی وزنی به دانه بندی و مدول ریزی حجمی تبدیل گردد که در این حالت لازمست برای چگالی ذرات هر بخش اندازه ای را تعیین کنیم.

روش طرح اختلاط و جداول و اطلاعات ضروری در هر روش :
معمولا" در هر نوع روش طرح اختلاط لازمست حدود مقدار آب آزاد با توجه به کارآئی، حداکثر اندازه سنگدانه و شکل آن فرض گردد و بدست آید. نسبت آب به سیمان از جداول راهنما یا تجربیات گذشته و شخصی فرض می گردد. پس مقدار سیمان در این صورت مشخص می گردد . هر چند گاه در طرح اختلاط بتن سبک ابتدا عیار سیمان فرض شده و با در نظر گرفتن نسبت آب به سیمان یا کارآئی، مقدار آب مشخص می شود.
اختلاف عمده روش ها در تعیین مقدار سنگدانه ها خواهد بود و بویژه در طرح مخلوط بتن سبکدانه یا نیمه سبکدانه، اختلافات موجود روشها برای بتن معمولی، بیشتر می گردد.
در روشهای اروپائی ( آلمانی و اتحادیه بتن اروپا ) با توجه به محدوده مطلوب دانه بندی حجمی، سهم سنگدانه های ریز و درشت ( خواه هر دو سبکدانه یا یکی از آنها سبکدانه باشد ) بدست می آید، سپس چگالی متوسط سنگدانه ها تعیین شده و در فرمول حجم مطلق قرار می گیرد و مقدار کل سنگدانه بدست می آید.
اگر افزودنی داشته باشیم حجم افزودنی از تقسیم وزن به چگالی آن بدست می آید و در رابطه قرار داده می شود.
پس از تعیین با توجه به سهم هر سنگدانه، وزن آن مشخص می گردد و با توجه به ظرفیت جذب آب هر نوع سنگدانه می توان وزن خشک هر کدام و آب کل را تعیین کرد. وزن مخصوص بتن تازه نیز از جمع اوزان اجزاء بتن بدست می آید ( بصورت محاسباتی ) در عمل پس از ساخت مخلوط آزمون با توجه به نتیجه محاسبات و اطلاعات حاصله مانند اسلامپ، کارآئی و مقاومت و وزن مخصوص بتن میتوان اصلاحات لازم را در محاسبات به انجام رسانید و طرح اختلاط را نهائی کرد. امریکائی ها نیز در ACI 211.1 و ACI 211.2 و ACI 213 R سه روش را برای طرح اختلاط بتن سشبکدانه و یا نیمه سبکدانه توصیه نموده اند :


آنچه در اینجا اهمیت دارد آنست که در هنگام گیرش نسبت آب به سیمان واقعی چقدر است و با دانستن اینکه آبهای موجود در بتن، در سنگدانه یا خمیر سیمان است به این نتیجه رسید که آب آزاد واقعی چیست و چقدر می باشد. مسلما" کارآئی و اسلامپ را آب آزاد مربوط به زمانهای کوتاهتر مثل 15 دقیقه یا 30 دقیقه تعیین می کنند . این امر مستلزم آنست که رژیم جذب آب سبکدانه را بدانیم و در هر حالت چگالی سبکدانه را محاسبه کنیم.


در روش حجمی از یک مخلوط آزمون با مقادیر تخمینی استفاده می شود ( آب، سیمان، سنگدانه ریز و درشت ). پس از ساخت مخلوط آزمون و انجام آزمایشهای لازم مانند : اسلامپ، درصد هوا و وزن مخصوص بتن تازه و مشاهده قابلیت تراکم، ماله خوری و کارآئی، خصوصیات دیگر نیز می تواند در زمانهای بعد بدست آید ( مثل مقاومت و ..... ). اما پس از ساخت بتن و اندازه گیری وزن مخصوص بتن تازه، با توجه به وزن مصالح مورد استفاده در ساخت بتن، حجم بتن حاصله تعیین می شود . حجم محاسباتی بتن نیز قبلا" مشخص شده است و لذا و اصلاح در مخلوط برای یکی شدن این ها صورت می گیرد . مسلما" باید اهداف مقاومتی و دوام نیز تأمین گردد . در اینجا نیز مشکل چگالی ذرات و جذب آب وجود دارد که معمولا" رطوبت و چگالی موجود مد نظر قرار می گیرد . لازم به ذکر است که این روش برای بتن های نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه کاربرد دارد. همچنین در این روش از حجم سنگدانه ها بصورت شل استفاده می گردد.


این روش صرفا" برای سبکدانه درشت و ریز دانه معمولی کاربرد دارد یعنی صرفا" برای بتن نیمه سبکدانه مورد استفاده قرار می گیرد . در این روش از فاکتور چگالی بجاب چگالی ذرات سبکدانه استفاده می شود . فاکتور چگالی تعریف خاصی است که فقط در ACI 211.2 ( در ضمیمه A ) آمده است و با تعریف چگالی تفاوت دارد . S فاکتور چگالی بصورت زیر می باشد. C وزن سبکدانه ( خشک یا مرطوب ) و B وزن پیکنومتر پر از آب و A وزن پیکنومتر پر از آب و سبکدانه می باشد.
بنابراین در این تعریف وضعیت رطوبتی مشخص نیست و میتواند از حالت خشک تا کاملا" اشباع انجام شود اما باید وضعیت رطوبتی در هر مورد گزارش شود یعنی بگوئیم فاکتور چگالی برای سبکدانه ای با رطوبت معین برابر S می باشد . با توجه به روند معمولی طرح اختلاط امریکائی، مقدار آب آزاد، نسبت آب به سیمان، مقدار سیمان، وزن سبکدانه درشت خشک و مرطوب بدست می آید که در این رابطه مدول زیری ماسه و حداکثر اندازه سنگدانه ها و کارآئی مورد نیاز کاربرد دارد. جذب آب سبکدانه می تواند طبق دستورهای استاندارد موجود و یا ضمیمه B مربوط به ACI 211.2 مشخص شود که بر این اساس آب کل بدست می آید. در این روش نیز باتوجه به وزن یک متر مکعب بتن مقدار ماسه بدست می آید و بتن مورد نظر با اصلاحات رطوبتی ساخته شده و حک و اصلاح لازم بر روی مقادیر بدست آمده صورت می گیرد تا بتن مطلوب حاصل شود.

کاربردهای بتن سبک
همانطور که می دانیم بتن سبک می تواند به صورت های مختلفی طبقه بندی شود، مثلا" سازه ای و غیر سازه ای . از این نوع طبقه بندی می توان کاربردها را حدس زد . اما گاه از طبقه بندی دیگری استفاده می نمائیم مثل بتن سبکدانه، بتن اسفنجی و بتن فاقد ریز دانه . در این نوع طبقه بندی ظاهرا" نمی توان کاربردها را حدس زد.
• ساخت قطعاتی است که صرفا" جنبه پر کننده دارند. در نوع سازه ای نیز دو نوع بتن داریم : مسلح و غیر مسلح . مثلا" اجزاء سازه ای غیر مسلح مثل بلوکهای ساختمانی را باید از این جمله موارد دانست. بتن سبکدانه ای سازه ای مسلح کاربردهائی شبیه بتن معمولی مسلح دارد و حتی ممکن است پیش تنیده هم باشد. جالب است بدانیم بتن های سبکدانه سازه ای مسلح در ابتدا عمدتا" در ساخت کشتی های تجاری و جنگی در جنگ جهانی اول از سال 1918 تا 1922 بکار رفته است. کشتی Atlantus به وزن 3000 تن در سال 1918 و کشتی Selmaبه وزن 7500 تن و طول 132متر در سال 1919 به آب افتادند. همچنین در جنگ جهانی دوم ( تا اواسط جنگ) بدلیل محدودیت هائی در تولید ورق فولادی ( مانند جنگ جهانی اول ) کشتی ها و بارج های زیادی ساخته شدند که در همه آنها از بتن سبکدانه ( و معمولا" سبکدانه رسی منبسط شده ) استفاده شده بود. 24 کشتی اقیانوس پیما و 80 بارج دریائی تا پایان جنگ جهانی دوم در امریکا ساخته شد که ظرفیت آنها از 3 تا 000/ 140 تن بود.
جالب است بدانیم تا این اواخر یک کشتی بنام Peralta که در جنگ جهانی اول ساخته شده بود، شناور بود و آزمایشهای ارزشمندی نیز بر روی آن انجام شده است که نشان دوام عالی بتن آن از نظر خوردگی میلگردها و کربناسیون می باشد.
مخازن شناور آب و مواد نفتی از جمله موارد استفاده بتن سبکدانه ای مسلح در طول دوران جنگ جهانی اول و دوم بوده است که ظاهرا" بعدها نیز بر خلاف ساخت کشتی ها، تولید و ساخت آنها ادامه یافته است اما بدلیل اقتصادی در زمان صلح بواسطه وفور ورق فولادی، تولید کشتی مقرون به صرفه نمی باشد.
در سالهای 1950 و 1960 پل ها و ساختمانهای زیادی با بتن سبکدانه مسلح سازه ای در دنیا ساخته شد . بطور مثال در ایالات متحده و کانادا بیش از 150 پل و ساختمان از این نوع مورد بهره برداری قرار گرفت . بطور مثال ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز امریکا، ساختمان 14 طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال 1929 از ساختمانهائی هستند که در دهه 20 و 30 میلادی ساخته شده اند .
ساختمان 42 طبقه در شیکاگو، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک ( 1960 )، فرودگاه Dulles واشنگتن در 1962، کلیسائی در نروژ در 1965، پلی در وایسبادن آلمان در 1966 و پل آب بر در روتردام هلند در 1968 از جمله این موارد هستند . در هلند، انگلستان، ایتالیا و اسکاتلند در دهه 70 و 80 میلادی پلهائی از نوع ساخته شده اند .
مخازن عظیم گاز طبیعی، اسکله شناور، مخزن نفت در زیر آب و ساختمانهای فرا ساحلی مانند سکوهای استخراج نفت و گاز با بتن سبکدانه مسلح سازه ای ساخته شده اند که اغلب بصورت نیمه سبکدانه و گاه تمام سبکدانه بوده اند . سکوی بزرگ پرش اسکی، جایگاه تماشاچی در برخی استادیومها و همچنین سقف این استادیومها گاه از بتن سبکدانه ساخته شده است.
بزرگترین بنای بتن سبکدانه، یک ساختمان اداری 52 طبقه در تکزاس با ارتفاع 215 متر می باشد. در هلند در سالهای 60 تا 73 میلادی 15 پل با دهانه بزرگ با بتن سبکدانه ساخته شده است. در سالهای دهه 70 میلادی ساخت بتن های سبکدانه پر مقاومت آغاز شد و در دهه 80 بدلیل نیاز برخی شرکتهای نفتی در امریکا، نروژ و مکزیک، ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فرا ساحلی مانند سکوهای نفتی با بتن سبکدانه پر مقاومت آغاز شد که در اواخر دهه 80 و اوائل دهه 90 به بهره برداری رسید و نتایج آن منتشر شده است.


• بتن اسفنجی معمولا" بع دو نوع گازی و کفی تقسیم میشود. این نوع بتن ها را بتن پوک و متخلخل نیز می نامند و در برخی منابع بتن Cellular نام دارد. اغلب بتن های گازی و کفی غیر سازه ای هستند اما برخی بتن های گازی از قابلیت سازه ای شدن و حتی مسلح شدن برخوردار می باشند.

1. روش حجم مطلق : در این روش عملا" پس از تعیین آب آزاد، سیمان، سنگدانه درشت خشک و اشباع، ازفرمول حجم مطلق استفاده نموده و وزن ماسه اشباع با سطح خشک بدست می آید. این روش برای بتن معمولی، نیمه سبکدانه و تمام سبکدانه قابل اجراست . مشکل عمده در این حالت تعیین مقدار چگالی اشباع با سطح خشک سبکدانه ها و ظرفیت جذب آب آنهاست. علاوه بر آن عملا" یک اشکال مفهومی نیز در این حالت وجود دارد و آن اینکه آیا اصولا" در هنگام ریختن و گیرش بتن، سبکدانه ها به مرحله اشباع با سطح خشک رسیده اند که بتوان از چگالی اشباع با سطح خشک آنها برای تعیین حجم اشغال آنها در بتن استفاده نمود . از آنجا که تفاوت حالت واقعی با فرضی گاه خیلی زیاد است. استفاده از این روش بویژه اگر قرار باشد وزن اشباع با سطح خشک و چگال مربوط در فرمول حجم مطلق بکار رود محل تأمل است مگر اینکه از یک چگالی یا وزن دیگر با توجه به جذب آب واقعی در این حالت استفاده نمود که روش بسیار دقیقی حاصل می گردد. امروزه سعی شده است با این روش به طرح اختلاط مناسب دست یافت . مثلا" در روش های اروپائی که این مشکل وجود دارد سعی می شود از جذب آب و چگالی نیم ساعته، 1 ساعته یا 2 ساعته و حتی 4 ساعته استفاده گردد.
2. روش حجمی Volumetric 3. روش وزنی یا فاکتور چگالی ( Weight Method or Specificgravity factor Method ) : بتن های اسفنجی عمدتا" پر کننده هستند. ساخت برخی پانل های جداکننده، ایجاد کف سازی و شیب بندی، عایق های حرارتی و جاذب صوت از جمله موارد مورد استفاده بتن اسفنج غیر سازه ای است . تولید قطعات و بلوکهای ساختمانی برای بنائی از جمله کاربردهای بتن گازی است . نوعی بتن گازی بنام سیپورکس در سوئد ساخته شد که می توانست مسلح گردد و در ایران نیز مدتی قطعات بتنی مسلح سیپورکسی بکار رفت از جمله دالهای بتن مسلح پیش ساخته برای پوشش سقف از جنس سیپورکس در برخی پروژه های کشور ما مصرف گشته است . قطعات نما از جنس بتن کفی و گازی یا سبکدانه غیر سازه ای نیز تولید و مصرف شده است .( FIP fib ) برخی پروژه های مهم ساخته شده با بتن سبکدانه را منتشر نموده است که کاربرد آن را نجومی نشان می دهد.