کد مطلب 54

از آن جا که خوردگی یک پدیده ی مخرب در ساختمان می باشد، در جوامع امروز بیش از پیش مورد توجه مهندسین و معماران طراح می باشد و با توجه این مساله سعی شده است در این مطلب بتوان از نکات اجرایی و علل های وجود این تخریب ها و عدم بوجود آمدن آن ها جلوگیری نمود.

بخش اول

خوردگی بتن

1. علل فرسودگی و تخریب سازه های بتنی

(CAUSES OF DETERIORATIONS)

علل مختلفی که باعث فرسودگی و تخریب ساز های بتونی می شود همراه با علائم هشدار دهنده دیگری که کار تعمیرات را الزامی می دارند در نخستین بخش از تحقیق مورد بررسی وتحلیل قرار می گیرند:

1.1. نفوذ نمک ها به بتن

(INGRESS OF SALTS)

نمک های ته نشین شده که حاصل تبخیر و یا جریان آب های دارای املاح می باشند و همچنین نمک هایی که توسط باد در خلل و فرج و ترک ها جمع می شوند. هنگام کریستالیزه شدن می توانند فشار مخربی به سازه ها وارد کنند که این عمل علاوه بر تسریع و شدید زنگ زدگی و خوردگی آرماتور ها به واسطه وجود مکهات، تر و خشک شدن متناوب نیز می تواند تمرکز نمک ها را شدت بخشد زیرا آب دارای املاح پس از تبخیر املاح خود را به جا می گذارد.

1.2. اشتباهات طراحی

(SPECIFICATIONERRORORS)

به کارگیری استاندارد های مناسب ومشخصات فنی غلط در رابه با انتخاب مواد روش های اجرایی و عملکرد خود سازه می تواند بهخرابی بتن منجر شود. به عنوان مثال استفاده از استانداردهای اروپایی و آمریکایی جهت اجرای پروژه در مناطق خلیج فارس، جایی که آب و هوا و مواد و مصالح ساختمانی و مهارت افراد متفاوت با همه این عوامل در شمال اروپا و آمریکاست، باعث می شود تا دوام و پایایی سازه های بتنی در مناطق یاد شده کاهش یافته ودر بهره برداری از سازه نیز با مسائل بسیار جدی مواجه گردیم.

1.3. اشتباهات اجرایی

(CON STUCTION ERRORS)

کم کاری ها، اشباهات و نقص هایی که به هنگام اجرای پروژه ها رخ می دهد ممکن است باعث گرد تا آسیب هایی چون پدیده ی لانه زنبوری، حفره های آب انداختگی جدا شدگی، ترک های جمع شدگی، فضا های خالی اضافی یا بتن آلوده شده، به وجود آید که همگی آنها به مشکلات جدی می انجامند.

این گونه نقص ها و اشکالات را می توان زاییده ی کارایی در جه ی فشردگی سیستم عمل آوری،آب مخلوط آلوده، سنگدانه های آلوده و استفاده غلط از افزودنی ها به صورت فردی ویا گروهی دانست.

وجود کلرید آزاد در بتن می تواند به لایه ی حافاظتی غیر فعالی که در اطراف آرماتور ها قرار دارد آسیب وارد نموده و آن را از بین ببرد.

خوردگی کلریدی آرماتور هایی که درون بتن قرار دارند، یک عمل الکتروشیمیایی است که بنا به خاصیتش، جهت انجام این فرآیند، غلظت مورد نیاز یون کلرید، نواحی آندی و کاتدی، وجود الکترولیت ورسیدن اکسیژن به مناطق کاتد در سل (CELL) خوردگی را فراهم می کند.

گفته می شود که خوردگی کلریدی وقتی حاصل می شود که مقدار کلرید موجو در بتن بیش از 6/0 کلیوگرم درهر متر مکعب بتن باشد. ولی این مقدار به کیفیت بتن نیز بستگی دارد.

خوردگی آبله رویی حاصل از کلرید می تواند موضعی و عمیق باشد که این عمل در صورت وجود یک سطح بسیار کوچک آندی و یک سطح بسیار وسیع کاتدی به وقوع می پیوندد که خوردگی آن نیز با شدت بسیار صورت می گیرد از جمله مشخصات (FEATURES) خوردگی کلریدی، می توان موارد زیر را نام برد:

الف) هنگامی که کلرید در مراحل میانی ترکیبات (عمل و عکس العمل) شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته ولی در انتها کلرید مصرف نشده باشد.

ب) هنگامی که تشکیل همزمان اسید هیدروکلریک، درجه PH مناطق خورده شده را پایین بیاورد. وجود کلریدها هم می تواند به علت استفاده از افزودنی های کلرید باشد و هم می تواند ناشی از نفوذ یابی کلرید از هوای اطراف باشد.

فرض بر این است که مقدار نفوذ یون های کلریی تابعیت از قانون نفوذ FICK دارد. ولی علاوه بر انتشار (DIFFUSION)به نفوذ (PENETRATION) کلرید احتمال دارد به خاطر مکش مویینه (CAPILARY SUCTION) نیز انجام پذیرد.

1.4. حملات سولفاتی

(SULPHATE ATTACK)

محلول نمک های سولفاتی از قبیل سولفات های سدیم و منیزیم به دو طریق می توانند بتن را مورد حمله و تخریب قرار دهند. در طریق اول یون سولفات ممکن است آلومینات سیمان را مورد حمله قرار داده وضمن ترکیب، نمک های دوتایی از قبیل: ETTRINGITE , THAUMASITE تولید نماید که در أب محلول می باشند. وجود این گونه نمک ها در حضور هیدروکسید کلسیم، طبیعت کلوئیدی (COLLOIDL) داشته که می تواند منبسط شده و با از دیاد حجم، تخریب بتن را باعث گردد. طریق دومی که محلول های سولفاتی قادر به أسیب رسانی به بتن هستند عبارتست از: تبدیل هیدروکسید کلسیم به نمک های محلول در آب مانند گچ (GYPSUM) و میر ابلیت MIRABILITE که باعث تجزیه و نرم شدن سطوح بتن می شود و عمل LEACHINGیا خل و فرج دار شدن بتن به واسطه یک مایع حلال، به وقوع می پیوندد.

1.5. علل دیگر

(OTHER CAUSES)

علل بسیار دیگری نیز باعث آسیب دیدگی و خرابی بتن می شوند که در سال های اخیر شناسایی شده اند. بعضی از این عوامل دارای مشخصات خاصی بوده و کاربرد بسیار موضعی دارند. مانند تاثیر مخرب چربی ها بر حاصله از عوارض مخرب فاضلاب ها و مورد استفاده قرار دادن سازه هایی که برای منظور ها و مقاصد دیگری ساخته شده باشند، نه آنچه که مورد بهره برداری است. مانند تبدیل ساختمان معمولی به سردخانه، محل شستشو، انباری، آشپزخانه، کتابخانه وغیره. با این همه اکثر آنها را می توان در گروه های ذیل طبقه بندی نمود :

الف) ضربات وبار های وارده (ناگهانی وغیره) در صورتی که موقع طراحی سازه برای این گونه بار گذاری ها پیش بینی های لازم صورت نگرفته باشد.

ب) اثرات جوی و محیطی

پ) اثرات نامطلوب مواد شیمیایی مخرب

راه حل ها :

فرسودگی بتن باید توسط کارشناسان با توجه به آزمایش های غیر مخرب بررسی گردد، استفاده از ترمیم کننده بتن و ملات ترمیمی بتن.

بتن حجیم: هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از ایجاد ترک های حرارتی دارد.

درک بتن حجیم کلید کنترل دما و در نهایت حفظ زمن و هزینه های مصرفی می باشد.

مشخصات فنی عموما محدود کننده دمای بتن حجیم جهت جلوگیری از ترک خوردگی و مشکلات عدیده دوام آن می باشد. این طور که به نظر می رسد دمای بتن حجیم بر اساس تجربه و به طور دلخواه به صورت C57 به عنوان داکثر دمای مجاز بتن و C19 (F35) به عنوان حداکثر پیمانکار باید تمام مشخصات فنی و نیازمندی های آن را بدون چون وچرا رعایت نماید. ولی بدون درک صحیح و کامل از بتن حجیم نگهداری دمای بتن در ان محدوده تعیین شده کاری بسیار دشوار می باشد.

اغلب اوقات در هر پروژه ای مشخصات فنی آن، به خوبی تمهیدات وسیعی را در جهت کنترل دما و پاسخگویی به نیاز های آن مطرح کرده است. به هر حال، چنانچه به این موضوع توجه کافی نشود یا به خوبی درک نگردد. معین به مقدار قابل ملاحظه بیشتر است، شده و منجر به صدمه دیدن بتن و به تاخیر افتادن برنامه ساختمانی خواهد شد. به علاوه در روند امروزی، افزایش اندازه سطح مقطع بتن در نتیجه نیاز به حداقل مقدار سیمان مصرفی زیاد با نسبت آب به مواد سیمانی پایین می باشد و آن نیز کنترل دمای بتن را چندین برابر دشوارتر می نماید. درک بتن حجیم کلید کنترل دما و در نهایت حفظ زمان و هزینه های مصرفی می باشد.

بتن حجیم چیست؟

سوالی که اغلب اوقات مطرح می شود این است که به طور مشخص بتن حجیم به چه نوع بتنی اطلاق می شو. طبق آیین نامه موسسه بین المللی بتن Acl کمیته R116 Acl تعریف بتن حجیم بدین گونه است هر حجمی از بتن با ابعادی به اندازه کافی بزرگ باشد که نیاز به تمهیداتی جهت جلوگیری از ایجاد ترک های حرارتی که در بتن حجیم بر اثر حرارت زایی حاصل از واکنش شیمیایی هیدراسیون آب با سیمان و پیامد تغییرات حم شکل می گیرد دارد از آنجایی که که این تعریف از نظر تعدادی سازمان ها کافی اطلاق نشده بنابر این تعریف های خود را از بتن حجیم مطرح نموده اند. به طور مثال بعضی ها آن را بدین گونه تعریف نموده اند هر قطعه بتنی که بعاد آن حداقل بزرگتر از 90 سانتی متر باشد بتن حجیم نامیده می شود. طبق این تعریف یک پی بتنی با بزرگی ضخامت 90 سانتی متر بتن حجیم خوانده نمی شود، ولی یک پی بتنی با بزرگی ضخامت 1 متر بتن حجیم در نظر گرفته می شود.

در سازمان ها، حداقل ابعاد بکار گرفته در محدوده های 46/0 متر تا 2 متر را در نظر می گیرند که بستگی به تجارب کار گاهی گذشته آنان را در نظر می گیرند ک بستگی به تجارب کارگاهی گذشته آنان دارد توجه اینکه هیچ کدام از این تعاریف مقدار مواد سیمانی مصرفی در بتن مورد ملاحظه قرار نداده است.

آن چه با عملکرد بالا یا پایین وزود مقاومت رس در یک آلمان بتنی استفاده دمای این المان بسیار متفاوت تر از بتن مرسوم یک سازه بتنی باشد.

کنترل دمای بتن الزامی است؟

حرارت زایی بتن به علت واکنش شیمیایی هیدراسیون مواد سیمانی می شد بیشترین مقدار حرارت حاصل در روز های اولیه استقرار بتن می باشد مقاطع بتنی نازک همچون سس روکش کف ها تقریبا به مجرد ایجاد حرارت بتن به همان سرعت نیز درمحیط اطراف پراکنده می شود در مقاطع بتنی ضخیم تر (بتن حجیم) حرارت بسیار آهسته تر از تولید آن در اطراف پراکنده می شود در مقاطع بتنی ضخیم تر (بتن حجیم) حرارت بسیار آهسته تر از تولید آن در محیط اطراف پراکنده می شود و در نتیجه گرم شدن بتن حجیم را باعث می گردد.

مدیریت کنترل دما جهت جلوگیری از صدمات حاصل از ترک خوردگی، به حداقل رساندن تاخیر برنامه کاری و رعایت مشخصات فنی پروژه الزامی می باشد. به خاطر کمبود تعریف استاندارد متحد هر المانی بتنی را که ابعاد آن برابر 90 سانتی متر یا بزرگتر باشد به عنوان بتن حجیم مورد ملاحظه قرار می دهیم ملاحظات مشابه باید درباره المان های بتنی که تحت چنین تعریفی قرار نگرفته ولی دارای سیمان تیپ ااا با مواد سیمانی بیش از 355 کیلوگرم در هر متر مکتن می باشد، اعمال گردد.

2. در بسیاری مواقع، در المانهای بتنی غیر حجیم نیز مقدار قابل ملاحظه ای حرارت تولید می شود.

2.1. حد اکثر دمای بتن و اختلاف دمای آن

اغلب اوقات جهت اطمینان بهتر و برنامه ریزی مناسب قبل از استقرار بتن حداکثر دمای مجاز بتن و اختلاف دمای آن مشخص می شود. در بسیاری مواقع گستره های مشخص شده به طور اتفاقی و خود به خود انتخاب شده و مشخصات فنی پروژه را شامل نمی گردد. برای مثال، مشخصات فنی خاص از پروژه حداکثر دمای بتن را به (C75) 1354 و دمای بتن را به (35 (C19 محدود می نماید. محدودیت های دیگر اغلب شامل مواردی مثل محدودیت های حداکثر و حداقل دمای بتن در زمان تحویل باشد.

حداکثر دمای بتن

دمای بتن به دلایل بسیاری محدود شده است. دلیل اصلی آن برای جلوگیری از صدمه دیدن بتن می باشد. مطالعات نشان داده است که چنان چه حداکثر دمای بتن از استقرار آن صورت گیرد و بیش از اندازه محدوده 7 تا 68 درجه سانتیگراد 165 به 155 باشد دوام طولانی مدت بتن های خاصی مورد سازش قرار می گیرد. مکانیزم صدمه اولیه، شکل گیری اترینگایت تاخیر افتاده DFF می باشد، که باعث انبساط داخلی و ترک خوردگی بتن می شود که امکان مشاهده آن در سال های متمادی پس از استقرار بتن موجود می باشد.

از دلایل دیگر محدود کننده حداکثر دمای بتن شامل کاهش زمان خنک کردن، تاخیر های مرتبط و به حداقل رساندن پتانسیل ترک خوردگی مربوط به انقباض و انبساط حرارتی است. درجه حرارت بالای تراز c88 سانتی گراد (F1950) می تواند سبب کاهش مقاوم فشاری مورد نظر شود.

حداکثر اختلاف دما

حداکثر اختلاف دمای مجاز بتن اغلب مشخص کننده حداقل پتانسیل ترک خوردگی حرارتی می باشد. این اختلاف دما، تفاوت بین دمای گرم ترین بخش بتن و سطح آن می باشد. ترک خوردگی حرارتی و فنی که انقباض مربوط به خنک شدن در سطح بتن باعث تنش های کششی بیش از مقاومت کششی بتن باشد، ایجاد شود.

حداکثر اختلاف دمای مجاز c 19 سانتی گراد (f35) اغلب اوقات در اسناد پیمانکار مشخص شده است. این اختلاف دما یک راهنمای تجربی بر اساس بتن حجیم غیر مسلحی که در حدود 50 سال پیش در اروپا اجرا شده، تعیین گردیده است. در بسیاری موارد، محدودیت اختلاف دمای C19 سانتی گراد(f35) بیش از اندازه محدود شده است و ترک خوردگی حرارتی ممکن است حتی در اختلاف دمای بالا تر بوجود نیابد.

حداکثر اختلاف دمای مجاز تابعی از خواص مکانیکی بتن همچون انبساط حرارتی، مقاومت کششی، مادول الاستیسیته و نیز اندازه تنش های المان های بتنی می باشد. کمیته R/2/207/AC مهیا کننده دستور العمل جهت محاسبه حداکثر اختلاف دمای مجاز برای جلوگیری ترک خوردگی حرارتی مبتنی بر خواص بتن برای سازه های مشخص می باشد.

در زمانیکه بتن به مقاومت طراحی شده خود می رسد، حداکثر اختلاف دمای مجاز محاسبه شده بسیار بیشتر از C19 سانتی گراد (F35) می باشد. کاربرد حداکثر اختلاف دمای مجاز محاسبه شده می تواند سبب کاهش قابل ملاحظه مدت زمان تمهیدا محافظتی، همچون ایزوله کردن سطوح و نگهداری آن باشد.

2.2. پیش بینی دمای بتن

اغلب اوقات مشخصات فنی مربوط به بتن حجیم به نوع سیمان خاص، حداقل مقدار سیمان مصرفی وحداکثر مواد سیمانی جایگزین سیمان نیاز دارد به مجرد اینکه این اطلاعات جمع آوری شدند. فرآیند پیش بینی لازم جهت حداکثر دمای بتن و حداکثر اختلاف دمای آن شروع می شود. چندین روش پیش بینی حداکثر دما های بتن موجود می باشد.

کد مطلب 53

امروزه بحث دوام بتن یکی از مهمترین مسایلی است که در جهان مورد بررسی و پژوهش قرار گرفته است، در گذشته ثابت شده که عواملی همچون گرما،‌ سرما، آفتاب و ... بر عمر و دوام بتن تاثیر بسیاری دارد.

ابتدا لازم می دانیم صرف جهت یاد آوری، ‌توضیحات مختصری را در خصوص عمل آوری بتن ارائه نماییم.

عمل آوری به مجموعه عملیاتی گفته می شود که برای حفظ رطوبت و دمای بتن انجام می گیرد که بایستی بلافاصله بعد از عملیات بتن ریزی انجام گیرد.

عمل آوری در قسمت هایی از سازه که در معرض تابش مستقیم آفتاب و یا وزش باد می باشد از اهمیت و حساسیت بیشتری برخوردار است چرا که بعد از انجام بتن ریزی بر اساس خواص عمومی بتن، بخشی از آب بتن خود را برروی سطح آن رسانده و در آنجا جمع و مشاهده می شود.

در صورتیکه در اثر بی توجهی این مقدار آب از سطح بتن تبخیر شود با توجه به تاثیر مستقیم آن بر میزان w/c نسبت آب به سیمان درطرح اختلاط ضمن کاهش این نسبت، متقابلا اثرات مخربی بر مقاومت فشاری،‌ سایشی و دوام بتن خواهد داشت که این اتفاق در چند روز اولیه بتن ریزی بیشتر مشاهده می شود و بنا براین از حساسیت فوق العاده ای برخوردار است.

شرایط محیطی پروژه و آب و هوای منطقه در نوع عمل آوری بتن بسیار تاثیر گذار می باشد بدین مفهوم که در مناطق حاره ای و گرم و یا مناطق سردسیر که از برودت غیر معمول برخوردار هستند باید در اجرای عمل آوری دقت بیشتری لحاظ نمود.

تابش مستقیم آفتاب و گرمای هوا در ماه های گرم سال موجب تبخیر آ‌ب سطحی بتن شده که می تواند موجب جمع شدگی بتن(shrinkage)

و پدیدار شدن ترک هایی (crack) در بتن گردد. این ترک ها همانند ترک های صحرایی به صورت پیوسته در تمام سطح بتن قابل رویت می باشد که در بعضی مواقع عرض ترک ها به چندین میلی متر رسیده و دارای عمقی نزدیک به ضخامت بتن می باشند که این مسئله موجب کاهش مقاومت، ‌دوام و افت مقاومت در برابر تنش های کششی بتن می گردد.

در مواردی مشاهده شده است که برای مقابله با این مشکل از مواد افزودنی بتن، دیرگیر کننده بتن استفاده می نمایند که این برداشت کاملا اشتباه می باشد،‌ زیرا مواد افزودنی بتن دیرگیر فقط زمان گیرش را به تعویق انداخته و هیچگونه تاثیری در تبخیر شدن آب سطحی بتن ندارد.

برای دستیابی به بتون هایی با مقاومت و کیفیت مطلوب باید بعد از انجام عملیات بتن ریزی شرایط مناسبی را جهت رسیدن به مقاومت و دوام مطلوب فراهم نمود.

کیورینگ به مجموعه اقداماتی گفته می شود که موجب هرچه بهتر انجام شدن عمل هیدراتاسیون سیمان می گردد. متداولترین روش برای این منظور پوشاندن سطح بتن با یک لایه نازک می باشد که از تبخیر آب سطحی بتن جلوگیری می نماید و به مرور زمان بر اثر عوامل جوی از روی سطح بتن پاک می شود و هیچ اثر سویی بر عمر بتن نخواهد داشت. این ماده با ایجاد یک لایه شفاف بر روی بتن موجب می گردد که نور آفتاب از سطح آن منعکس شده و با ایجاد یک محوطه بسته، موجب گردد تا آب سطحی بتن از سطح آن تبخیر نگردد و تمام این آب صرف عمل هیدراتاسیون سیمان شود. البته لازم به ذکر می باشد که کیورینگ، بخشی از مرحله عمل آوری می باشد و نباید از دیگر روشهای مراقبتی بتن غافل شد.

موا د عمل آورند ه بر اساس نوع پروژه به دو صورت تهیه می گردد.

1. در بعضی از مواقع ارتفاع بتن ریزی از حالت استاندارد بیشتر شده و مجبور به بتن ریزی در دو مرحله می باشیم که در صورت استفاده از کیورینگ در پایان مرحله باید حتما از موادی استفاده شود که در هنگام بتن ریزی مرحله دوم هیچگونه اختلالی در bonding دو بتن ایجاد نکند و بتوان به راحتی بتن ریزی را انجام داد. در این حالت مواد استفاده شده بوسیله آب با فشار زیاد قابل شستشو بوده و بنابر این هیچ گونه فیلمی از مواد عمل آورنده مانع دوخت بتن قدیم و جدید نمی شود.

2. در مواقعی که بتن ریزی در یک مرحله انجام می گرید از نوع دیگری از مواد عمل آورنده بتن استفاده می شود که پایه ترکیبی آنمواد پلیمری بوده و بعد از انجام بتن ریزی بر روی سطح ریخته یا اسپری می شود . این مواد به مرور زمان نیز بر اثر عوامل جوی از روی سطح پاک می شود . در این گونه موارد می توان خاصیت curing و sealing را بصورت مواد ترکیبی همزمان داشت.

3. مقدار مصرف مواد عمل آورنده بستگی به صیقلی بودن سطح بتن دارد که هرچه سطح صافتر و صیقلی تر باشد میزان مصرف آن نیز کمتر است .

در هنگام کیورینگ باید دقت شود که تمام سطح با مواد عمل آورنده پوشش داده شود تا هیچگونه راه فراری برای بخار آب های ایجاد شده وجود نداشته باشد در صورت وجود سوراخ در سطح کیورینگ در همان محل سوراخ ها ترک هایی در سطح بتن مشاهده خواهد شد که مقاومت،‌ کارایی و دوام بتن را کاهش خواهد داد.

اجرای عمل آوری بتن در سرما مقوله دیگری است. در محیط های سرد و امکان یخ زدگی بتن بخشی از ساز و کارهای عمل آوری با استفاده از ضد یخ بتن در درون بتن انجام خواهد گرفت .

همانگونه که گفته شد هدف از عمل آوری ایجاد شرایط بهتر برای هیدراته شدن کاملتر و سالمتر ذرات سیمان در بتن می باشد .

ضد یخ بتن با تسریع در انجام عمل هیدراتاسیون موجب مصرف سریعتر آب بتن در واکنش های شیمیایی آب و سیمان شده و بدین ترتیب از یخ زدگی بتن در اثر وجود آب مازاد جلوگیری می کند. واکنش هیدراتاسیون سیمان یک واکنش گرما زا بوده و تسریع در عملیات هیدراتاسیون باعث افزایش دمای بتن در اثر وجود ضد یخ بتن خواهد شد.

عمل آوری یا کیورینگ در گرما از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است و لازم است که با اشاعه و آموزش انجام این کار با استفاده از مواد عمل آورنده، روش های سنتی همچون استفاده از آب زیاد و روش گونی خیس و ... به مرور کمرنگ شود. هزینه بالای آب در پاره ای از مناطق کم آب ومصرف گونی خیس برای پروژه های بزرگ چند نمونه از مواردی می باشد که اجرای عمل آوری را با مشکل ایجاد کرده و در پاره ای از مواقع ناممکن می نماید ...

‌انجام عملیات بخار زنی نیز از روش های متداول قدیمی بوده است که با بسط، ترویج و آموزش تکنولوژی های جدید تر می توان با دقت بالاتری عمل آوری بتن را انجام داد تا بدین وسیله گام های بلندتری در افزایش دوام و مقاومت سازه های بتنی برداشته شود.

کد مطلب 52

مواد شیمیایی بتن کریستالی مقاومت بتن را بهبود بخشیده، هزینه های نگهداری را پایین آورده و دوره استفاده از بنا ر ا افزایش می دهند.

 از پی، کف طبقات و پانل های پیش ساخته بتونی خارجی تا بنا های آبی و زیربنا های شهری، بتن یکی از عمومی ترین مصالح مورد استفاده در ساخت و ساز می باشد. هرچند از ترکیب دانه های سنگی، سیمان و آب ناشی می شود، ولی اغلب مستعد خرابی با نفوذ آب و ترکیبات شیمیایی می باشد.

این تاثیرات مخرب را می توان با استفاده از فناوری ضد آب کردن کریستالی دور کرده و پایایی و دوام ساختار بتنی را بهبود بخشیده و با این وسیله هزینه های نگهداری در دراز مدت را کاهش داد. این مقاله چگونگی اجرای یک سطح عالی را با مخلوط های بتن، مواد و ترکیبات سبک توضیح داده و چگونگی اقتصادی بودن این روش را به طراحان حرفه ای نشان می دهد.

طبیعت بتن

ماده اصلی پرکننده در یک ترکیب بتنی دانه های سنگی می باشد که ماده چسباننده حاصل از ترکیب آب و سیمان، آن ها را به یکدیگر می دوزد. زمانی که اجزاء سیمان هیدراته می شود ویا با آب ترکیب می گردد، آن ها تشکیل سیلیکات کلسیم هیدراته را می دهند که این ترکیب همانند یک توده صلب سخت می گردد.

بتن یک ترکیب آبی است. برای ساخت این ترکیب کارا و پیوسته و یکپارچه از آبی بیشتر از مقدار لازم برای هیدراتاسیون سیمان استفاده می گردد. این آب اضافی که برای روانی بتن استفاده می شود از منافذ و شیارهای نازک بتن بیرون می آید. با وجود اینکه بتن ظاهرا یک جسم صلب و سخت شده است، ولی یک جسم متخلخل و نفوذپذیر می باشد. تقلیل دهنده های آب و فوق روان کننده ها به منظور کاهش مقدار آب در مخلوط بتن و افزایش کارایی آن بکار می روند، با این وجود منافذ، سوراخ ها و مسیر های نفوذی در بتن سالم، باقی می مانند و می توانند آب و مواد شیمیایی مهاجم را به عناصر سازه ای انتقال داده و باعث پوسیدن فولاد مسلح کننده وتخریب بتن گردند. که با این وجود بی نقصی سازه به خطر خواهد افتاد.

خاصیت نفوذپذیری و تخلخل بتن

بتن بهترین نمونه برای توصیف یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است. تخلخل مقدار منافذ و سوراخ های داخل بتن می باشد که با درصدی از مجموع حجم ماده نشان داده می شود. نفوذپذیری نیز بیانی از چگونگی ارتباط میان منافذ می باشد. این خاصیت ها به کمک یکدیگر اجازه تشکیل مسیری برای انتقال آب به درون ماده را همراه با ایجاد شکافی که هنگام انقباض بوجود می آید، می دهد.

نفوذپذیری مدت زمان انتشار از منافذ، توانایی عبور آب در فشار بین منافذ ماده می باشد. نفوذپذیری با یک مقدار مشخص مثل ضریب نفوذپذیری توضیح داده می شود و عموما به ضریب "دارسی" باز می گردد. نفوذپذیری آب در یک ترکیب بتنی شاخص خوبی برای سنجش کیفیت کارایی بتن است. ضریب "دارسی" کم نشان دهنده غیر قابل نفوذ بودن و کیفیتی بالا برای مصالح می باشد. با اینکه یک بتن با نفوذپذیری کم نسبتا مقاوم می باشد، اما ممکن است هنوز نیاز به ضد آب کردن برای جلوگیری از نشت میان شکاف ها وجود داشته باشد.

با وجود دانسیته (تراکم) معلوم آن، بتن یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است که می تواند با جذب آب و برخورد با مواد شیمیایی متجاوز نظیر دی اکسید کربن، مونواکسید کربن، کلراید ها و سولفات ها و دیگر ترکیبات آنها به سرعت تباه شود. اما راه دیگری نیز وجود دارد که هر آبی می تواند به عمق بتن نفوذ پیدا کند.

جریان بخــار و رطوبت ناشی از آن

آب همچنان در قالب بخار همانند رطوبت نسبی انتقال می یابد. رطوبت نسبی همان آب موجود در هوا به صورت یک گاز محلول می باشد. زمانیکه دمای بخار آب بالا می رود، آب زیاد آن فشار بخاری ایجاد می کند. آب به صورت بخار نیز به میان بتن انتقال می یابد. مسیر جریان از فشار بخار زیاد، عموما منابع، به فشار بخار کم با یک فرایند انتشار می باشد. مسیر انتشار بسیار متکی بر شرایط محیطی است.

جریان انتشار بخار، زمانیکه اجرای ضد آب کردن در مکان هایی که فشار بخار آب موجود به صورت غیر یکنواخت می باشد، بحرانی است. چند نمونه از این موارد شامل:

- استفاده از پوسته ایی که در مقابل بخار بسیار کم نفوذپذیر است، مانند یک پوشش حرکتی روی یک بتن مرطوب (ولو اینکه پوشش رویی خشک باشد) در یک روز گرم، در اثر فشار بخار، فشار موجود افزایش یافته و باعث طبله شدن یا تاول زدن بتن می شود.

- بکار بردن یک اندود یا بتونه برای دیوار های خارجی یک بنا ممکن است در صورت بقدر کافی نفوذ پذیر نبودن بتونه در مقابل بخار، رطوبت را به داخل دیوار ها انتقال دهد.

- استفاده از کف با قابلیت نفوذ پذیری کم در مقابل بخار روی یک دال شیبدار در محل های زیر سطحی در برخورد با رطوبت بالا ممکن است باعث تورق (لایه لایه شدن) کف گردد.

عموما یک بتونه یا پوشش کم نفوذ در برابر بخار نباید روی سطح داخلی یک بنا یا سازه قرار داده شود. فشار بخار یا فشار آب برای خراب کردن و یا طبله کردن اندود عمل خواهد کرد. بعضی از انواع پوشش ها و افزودنی های کاهنده آب در بتن حرکت بخار آب را به طور قابل ملاحظه ای اصلاح می کنند و بدین صورت اجازه می دهند از آنها در قسمت داخلی استفاده شود. مثال های اولیه پوشش های ضد آب سیمانی و ملات های آب بند و مواد افزودنی بتن تقلیل دهنده نفوذ آب می باشند.

چگونگی عملکرد فناوری ضد آب کردن کریستالی

فناوری کریستالی دوام و کارایی ساختار بتن را بهبود بخشیده، هزینه های نگهداری آن را پایین آورده و با محافظت کردن بتن در مقابل تاثیرات مواد شیمیایی مهاجم، طول عمر آن را افزایش می دهد. این کیفیت کارایی بالا از راه کار با فناوری کریستالی منتج می گردد. زمانیکه فناوری کریستالی در بتن استفاده می گردد، ضد آب کردن و دوام بتن را با پر کردن و مسدود ساختن منافذ، شیار های مویین، شکافهای بسیار ریز و دیگر سوراخ ها بوسیله یک فرم کریستالی بسیار مقاوم حل نشدنی، اصلاح می کند. این ضد آب بودن بر پایه دو واکنش ساده شیمیایی و فیزیکی اتفاق می افتد. بتن ماده ای شیمیایی است و زمانیکه ذرات سیمان هیدراته می شوند، واکنش بین آب و سیمان باعث می شود (بتن) شروع به سختی کند، توده ای صلب گردد. همچنین واکنشی شیمیایی با مواد پنهان داخل بتن اتفاق می افتد.

ضدآب کردن کریستالی، مجموعه ای از مواد شیمیایی دیگر را در (بتن) جمع می کند. زمانیکه مواد شیمیایی اجزا ی سیمان هیدراته شده و مواد شیمیایی کریستالی در حضور رطوبت قرار می گیرند، واکنشی شیمیایی اتفاق می افتد، محصول نهایی این واکنش ساختار کریستالی غیر قابل حلی می باشد.

این ساختار کریستالی فقط در مکان های مرطوب می تواند اتفاق بیفتد و بدین ترتیب در منافذ، شیار های مویین و ترک های ناشی از جمع شدگی بتن شکل خواهد گرفت. هرجایی نشت آب صورت پذیرد ضد آب کریستالی با پر کردن منافذ و سوراخ ها و شکاف ها ایجاد خواهد گردید.

زمانیکه ضد آب کریستالی در سطوح همانند یک پوشش یا همانند عملکرد پاشش خشک روی دال بتنی تازه بکار گرفته می شود، فرایندی به نام انتشار شیمیایی رخ می دهد. طبق نظریه انتشار، محلول با دانسیته بالا میان محلولی با دانسیته پایین جا خواهد گرفت تا این دو متعادل گردند.

بدین سان، زمانیکه بتن قبل از اجرای ضد آب کردن کریستالی با آب اشباع می شود، یک محلول با دانسیته شیمیایی کم بکار برده شده است و زمانیکه ضد آب کریستالی در بتن بکار گرفته می شود، محلولی با دانسیته شیمیایی بالا روی سطح آن ایجاد می شود که فرایند انتشار شیمیایی را راه اندازی می کند، ضد آب کریستالی با جابجا شدن میان (محلول با دانسیته پایین) به تعادل می رسد.

مواد شیمیایی ضد آب کریستالی میان بتن پخش شده و در دسترس اجزای سیمان هیدراته قرار می گیرد و اجازه می دهد واکنشی شیمیایی اتفاق افتاده، یک ساختار کریستالی شکل گیرد و همانند ماده شیمیایی ادامه می یابد تا میان آب پخش گردد. این رشد کریستالی، پشت مواد شیمیایی مهاجم شکل خواهد گرفت. واکنش تا جایی که ترکیب شیمیایی کریستالی آب را تمام کرده و یا آن را از بتن خالی کند، ادامه می یابد. انتشار شیمیایی، ترکیب بوجود آمده را در حدود 12 اینچ به داخل بتن انتقال می دهد. چنانچه آب فقط 2 اینچ در عمق بتن جذب شده باشد، در این صورت ماده شیمیایی کریستالی فقط 2 اینچ پیشرفت خواهد کرد و سپس خواهد ایستاد. در صورت ورود مجدد آب به بتن از چند نقطه دیگر در آینده، با واکنش شیمیایی مواد، قابلیت پیشروی تا 10 اینچ دیگر وجود دارد.

بجای کاهش تخلخل بتن همانند تقلیل دهنده های آب و روان کننده بتن و فوق روان کننده بتن، ماده کریستالی، مواد پرکننده و مسدود کننده سوراخ ها را در بتن به منظور ایجاد یک بخش بی عیب و پایدار از سازه، بکار می گیرد.فرم کریستالی در داخل بتن وجود دارد و به صورت نمایان در سطح آن نیست و نمی تواند بتن را سوراخ کرده و یا به صورت های دیگری نظیر اندود ها و یا سطوح پوششی آن را خراب کند. ضد آب کریستالی در برابر مواد شیمیایی با PH بین 3 تا 11 در برخورد های ثابت و 2 تا 12 در برخورد های متناوب بسیار مقاوم می باشد. این ماده دمای بین 25- درجه فارنهایت (32- درجه سانتی گراد) و 265 درجه فارنهایت (130 درجه سانتی گراد) را در یک حالت ثابت تحمل می کند. رطوبت، نور ماوراء بنفش و میزان اکسیژن هیچگونه اثری بر روی توانایی عملکرد محصول ندارد.

ضد آب کریستالی محافظت در مقابل عوامل و پدیده های زیر را ایجاد می کند:

مانعی برای تاثیرات CO ، CO2 ، SO2 ، NO2 گاز های خورنده و نیز کربناته شدن می باشد. کربناته شدن فرایندی است که گاز های خارجی پدیده خوردگی را در لایه های بتن ایجاد می کنند. آزمایش کربناتی نشان می دهد که افزایش شکل کریستالی جریان گاز های داخل بتن را کاهش می دهد. کربناتاسیون حالت قلیایی خمیر سیمان هیدراته شده را خنثی نموده و محافظت آرماتور ها در مقابل خوردگی از بین می رود.

محافظت کردن از بتن در مقابل واکنش توده های قلیایی (AAR) با رد کردن آب به فرایند آن ها در نتیجه واکنش توده ها

آزمایش انتشار گسترده یون کلراید نشان می دهد که ساختار بتنی با ضد آب کریستالی محافظت گردیده است، از انتشار کلراید ها جلوگیری می کند. این ساختار از فولاد های تقویتی بتن حفاظت کرده و از خرابی های ناشی از اکسیداسیون و انبساط آرماتور ها پیش گیری می کند.

بسیاری از روش های سنتی حفاظت بتن نظیر اندود ها و دیگر پوشش ها، ممکن است در دراز مدت مستعد خرابی از آب و ترکیبات شیمیایی گردند در صورتیکه فناوری کریستالی منافذ و شیار های ناشی از فرایند خودگیری و عمل آوری بتن را بسته و بتن را مقاوم می نماید.

انواع بنا ها و کاربرد مناسب فناوری کریستالی

فناوری حفاظت و ضد آب کردن کریستالی در دو شکل پودر و مایع وجود دارد. سه روش به کارگیری متفاوت شامل:

- استفاده کردن بر روی یک ساختار موجود به عنوان مثال یک دیوار سازه ای یا یک دال کف

- ترکیب مستقیم با مقدار بتن در کارگاه همانند یک افزودنی

- پاشیدن مثل یک پودر خشک، کاربرد سبز یا بدون رطوبت ماده خشک روی سطح بتن   

کد مطلب 51

برای کسانی که در صنعت بتن فعالیت می کنند حوادث ناگوار سال های اخیر باعث ایجاد توجه زیادی بر تاثیر آتش روی سازه های بتنی گردیده است.

پژوهشگران صنعت ساختمان و مهندسان عمران عموما اطلاعات نسبتا خوبی در رابطه با تاثیر آتش بر بتن های با مقاومت متوسط در دست دارند (منظور بتن های با مقاومت تا 50 Mpa می باشد). ولی در مورد بتن های مقاومت بالا و بتن های با کارایی بالا HPC و تاثیر آتش بر این بتن ها اطلاعات بسیار کمی موجود می باشد. به عنوان یک قانون، بتن های با کارایی بالا در حرارت شدید و شوک های حرارتی به علت ضریب تخلخل پایین و وجود منافذ کمتر و فشار نیروی بخار حساسیت بیشتری نسبت به بتن های با مقاومت معمولی NSC دارند. وقتی فشار درون منافذ زیاد می شود تنش کششی در بتن تولید می شود و زمانی که این تنش از حد مجاز تجاوز می کند ترکیدن و ورقه ورقه شدن بتن explosive spalling شروع می شود. قسمتی از سطح داغ بتن که شدیدا به بیرون رانده می شود، باعث می گردد سطح بیشتری از بتن در معرض آتش قرار گیرد. این روند ادامه دارد تا نهایتا باعث آشکار شدن سیستم آرماتورها و تاثیر مستقیم آتش روی آنها می شود. انبساط سریع بعضی از سنگدانه ها با وزن متوسط و کمتر شدن فضا باعث تشدید این پدیده و کمک به از هم پاشیدن و ترکیدن لایه ای بتن می گردد. بی شک به علت نوع بتن ریزی و خواص شاتکریت این سیستم در رده بتن های پر مقاوت با کارایی بالا قرار می گیرد و در نتیجه در معرض خطر تاثیر آتش می باشد. در این مقاله استفاده از تکنولوژی پیشرفته آلومینات کلسیم همراه با الیاف فولادی ضد زنگ و الیاف مصنوعی میکرو پلی پروپیلن در جهت مقاوم سازی و اصلاح خواص شاتکریت در جهت استفاده در شوک های حرارتی و صنایع سنگین با درجه حرارت بالا بحث می شود.

شاتکریت و انواع آن

شاتکریت عبارت است از ملات و یا بتنی که با فشار و سرعت بالا به سطح مورد نظر پاشیده می شود که به دو نوع شاتکریت مخلوط تر(Wet Mix shotcrete) و مخلوط خشک (Dry Mix shotcrete) شناخته شده است. در شاتکرت با مخلوط خشک DMS مصالح شامل : ماسه و سیمان توسط پمپ شاتکریت بداخل لوله انتقال هدایت شده و به قسمت پاشنده ملات (Nozzel) منتقل می گردد که در بازار مصالح به عنوان پودر شاتکریت عرضه می گردد. آب مورد نیاز در این حالت در حین خروج مصالح از سر نازل به آنها اضافه می گردد که با توجه به سرعت بسیار زیاد خروج مصالح از سر نازل این عمل در کسری از ثانیه صورت می پذیرد که در این حالت ممکن است آب به بعضی از دانه های سیمان نرسیده و در نتیجه این دانه ها هیدراته نشوند بهمین دلیل از روش DMS تنها در عملیات تثبیت قبل از اجرای لاینینگ تونل ها و کارهای روکش و تعمیراتی با ضخامت کمتر از 10 cm استفاده می گردد. اما در روش (WMS) مخلوط تر شاتکریت با مخلوط تر بتن آماده به داخل پمپ شاتکریت ریخته شده و پس از عبور از لوله انتقال به سر نازل رسیده و از آنجا به کمک فشار باد کمپرسور به سطح زیر کار پاشیده می شود از این روش در جاهایی می توان استفاده کرد که مقاومت فشاری مورد نظر است. از طرفی دیگر در این روش امکان اجرای بتنی با ضخامت 50 cm برای دیوار و 20 cm برای سقف در یک مرحله به راحتی امکان پذیر است.

مزیت اجرایی شاتکریت تر به خشک

در روش شاتکریت تر در اغلب موارد برای احداث سازه های بتنی نیازی به قالب بندی نیست و در موارد خاص نیز استفاده از یک سپر چوبی برای عملیات استقرار بتن کافی می باشد. شاتکریت مخلوط تر همچنین این امکان را فراهم می آورد تا دیگر اجرای سازه های بتنی با اشکال منحنی، مدور و غیر منظم مانعی بر سر راه طراحان و مجریان نباشد.

شاتکریت مخلوط تر با حداقل هزینه و سرعتی بسیار بالا که از خصوصیات این روش است در عین بالا بودن کیفیت مشکل را حل می نماید.

تثبیت کوه ها و صخره ها با استفاده از پوشاندن آنها با یک شبکه مش و پاشیدن بتن بر روی آن، محافظت از لوله های فولادی و افزایش ضخامت لوله های بتنی یا پیچیدن یک شبکه مش به اطراف لوله و پاشیدن بتن و صیقلی کردن آن در محیط های خورنده و خطرناک در مقابل آتش سوزی، روکش کردن دیوار ها، پایه پل ها، بدنه سد ها و لاینینگ تونل ها، تثبیت جداره رود خانه ها و … از جمله دیگر توانایی های روکش WMS است.

لزوم مطالعه

اخیرا تحقیقات کمی بر تاثیر آتش روی شاتکریت انجام شده است. به هر حال وسعت استفاده از این سیستم به ویژه به عنوان ماده نسوز و آتش سوزی های فاجعه آمیز در تونل ها در سراسر امریکا و اروپا جذابیت های جدیدی را برای تحقیق روی شاتکریت در مواجهه با حرارت بالا و شوک های حرارتی ایجاد کرده است. با بررسی بیش از 23 آتش سوزی ایجاد شده توسط سوخت های هیدروکربن، دیزلی و چربی های حیوانی در تونل ها برای شبیه سازی اثر آتش روی شاتکریت نمودار تغییرات درجه حرارت با زمان سپری شده (RWS) تولید شد (شکل 1). با توجه به نمودار درجه حرارت آتش در هر دقیقه 200 درجه سانتیگراد افزایش یافته تا به 1100 درجه سانتیگراد برسد. یعنی در 5 دقیقه دما از 200C به 1100C می رسد. درجه حرارت نهایی در می رسد. درجه حرارت نهایی در 1350C است که 2 ساعت تا رسیدن به این دما طول می کشد. یعنی در مدت کوتاهی افزایش دمای شدیدی را داریم که این نشانگر وجود یک شوک حرارتی است.

عوامل موثر در آسیب رساندن آتش به شاتکریت

عمدتا خسارات و آسیب ها به شاتکریت با توجه به 2 عامل مجزا، کاملا مشخص است.

1. در حالت اول رطوبت در خلل و فرج بتن (کپیلاری ها) از سطح داغ بتن به خارج رانده می شود و خمیر شاتکریت دی هیدراته می شود. وقتی این اتفاق رخ می دهد اتصال بین خمیر سیمان و سنگدانه ها به علت تفاوت ضریب حرارتی از بین می رود و شاتکریت به طور کامل توانایی سازه ای خود را از دست داده و لایه های نازک تر از بتن جدا می شوند. این نوع زوال به طور معمول برای آتش هایی که به آهستگی افزایش دما می دهند همچون حالتی که در ASTM E119 توضیح داده شده اتفاق می افتد. همانگونه که رطوبت در حفره های شاتکریت به بخار تبدیل می شود، فرصت برای خروج آن از سطح داغ بتن وجود دارد و در حقیقت انرژی که صرف تبدیل رطوبت به بخار می شود به کاهش ترکیدن و زوال لایه ها در آتش کمک می کند.

2. در حالت دوم افزایش دما به سرعت صورت می گیرد و رطوبت زمان لازم را برای خروج از سطح داغ بتن ندارد. زمانی که تنش کششی درون حفره ها به حد نهایی خود برسد فشار ایجاد می شود و در نتیجه لایه های بتن به صورت انفجاری شدیدا کنده شده (explosibe spalling) و سطح جدیدی در مقابل آتش قرار می گیرد. ترکیدن و جدا شدن لایه ها اثر تخریبی بسیار شدید و عمیقی روی سازهشاتکریت می گذارد. این مطالعه راه حل های عملی را برای رفع این مشکل و رسیدن به یک شاتکریت نسوز ارائه می دهد.

کد مطلب 50

بتن خود تراکم از آخرین دستاورد های تکنولوژی بتن است. مهم ترین ویژگی این بتن آن است که نیاز به تراکم نداشته و تحت وزن خود و در قالب قرار می گیرد. واضح است که این ویژگی مهم کاربرد های فراوانی را برای این بتن ممکن می سازد که تاکنون برای بسیاری از مهندسان ناشناخته و دست نیافتنی می باشد.

یکی از مهم ترین مشکلاتی که در استفاده عملی از بتن خود تراکم وجود دارد، آن است که به دلیل جدید بودن این تکنولوژی، هنوز شناخت دقیقی ازآن وجود ندارد و استاندارد های آن در حال تکوین می باشند. ازبتن خودتراکم می توان در صنعت سبک سازی ساختمان که به نوبه خود جزو صنایع جدید ساخت و ساز در کشور ما محسوب می شود استفاده نمود. کلیه آزمایشات بتن خود متراکم جمع آوری و مورد بررسی قرار گرفته است.

امروزه بتون به عنوان یک مصالح ساختمانی شناخته شده در سطح جهان کاربرد بسیاری در پروژه های عمرانی دارد.بتن دارای تنوع و دامنه خواص وسیعی است. امروزه ابداع مواد افزودنی بتن جدید و اصلاح مواد افزودنی بتن قدیمی باعث شده است که این تنوع درخواص روزبه روز افزایش یابد، نقاط قوت بتن افزایش و نقاط ضعف آن کاهش یابند. یکی از نقاط ضعف بتن های عادی (در مقابل بتن خود تراکم) آن است که این بتن ها دارای سیالیت زیاد نیستند.کمبود سیالیت باعث می شود که بتن درمناطق محدود و مناطقی که دارای تراکم آرماتور باشند به خوبی نفوذ نکرده و بتن پوک یا کرمو اجرا شود. در حدود سال 1988 در ژاپن برای اولین بار بتنی بوجود آمد (بتن خود تراکم) که این نقیصه به طور کلی درآن از بین رفته است. این بتن که دارای سیالیت فوق العاده بالا است را بتن نامیدند. نسل اول این بتن دارای طرح اختلاطی مشابه بتن های Self Compacting Concrete یا (SCC) خود متراکم شونده عادی است با این تفاوت که در آن مواد افزودنی بتن مخصوص برای روان کردن بتن استفاده می شود. بنابراین طرح اختلاط بتن خود متراکم شامل سیمان، سنگدانه، آب، مواد افزودنی و مواد مضاف است. از این بتن (بتن خود تراکم) در ابتدا برای مرمت سازه های بتنی و بتن ریزی در مناطق محدود استفاده شد. از آنجایی که هزینه زیاد استفاده از مواد افزودنی بتن باعث گران شدن این بتن می شود در نسل دوم بتن خود تراکم سعی شده است که با اعمال اصلاحات و جایگزین نمودن برخی مصالح هزینه ساخت بتن خود تراکم شونده در حد امکان کاهش یابد تا استفاده از آن برای این طیف وسیع تری از سازه ها امکان پذیر گردد. در سال 1997 بتن خودتراکم شونده تنها 1 درصد تولید کشور ژاپن را تشکیل می داد. تا کنون در صنعت پیش ساخته، کاربرد های تجاری و برخی سازه های خاص SCC رقم با سرعت زیاد در حال افزایش است. از استفاده شده است، ولی هزینه بالا هنوز روند استفاده وسیع از آن را بخصوص در سازه های مسکونی کند می کند. قیمت زیاد این بتن بدلیل (Admixture Viscosity - Enhancing (VEA)، High Range Water Reducing (HRWR یا نیاز آن به مواد افزودنی در کارهای مربوط به مرمت، که انتظار می رود بتن نواحی به SCC است. از (Viscosity – Modifying Admixture (VEA شدت محدود را پر کند نیز استفاده می شود. در این حالت برای تسهیل در عبور بتن از فضا های بسته بدون آنکه این فضا ها مسدود شوند و اطمینان از پر شدن قالب بدون به وجود آمدن تحکیم، از مواد چسباننده استفاده می شود. مقدار مواد چسباننده لازم برای مرمت حدود 525 تا 450 است. چنین بتنی نیاز به سنگدانه زیاد ندارد علاوه بر این استفاده از مقادیر زیاد مصالح پودری بسیار ریز در بهبود kg/m3 که مخصوص مرمت تولید می شود لازم است. SCC چسبندگی و افزایش حجم خمیر در ساخت موفق (SCC) روش های آزمایش بتن خود متراکم آزمایشات بتن خود تراکم شونده با آزمایش های بتن عادی متفاوت می باشند. تفاوت عمده این آزمایش ها مربوط به حالت تر بتن است. برای تعیین ویژگی های بتن خود متراکم آزمایش های زیر ارایه شده اند.

آزمایش جریان اسلامپ (Slump Flow Test) برای سنجش تراکم بتن خود تراکم

این آزمایش توسط آیین نامه (ASTM C143- 90 JSCE) مورد تایید قرار گرفته است. این آزمایش توسط انجمن مهندسان عمران ژاپن است. این آزمایش برای سنجش میزان تغییر شکل پذیری بتن تحت اثر وزن خود و میزان غلبه بر اصطکاک داخلی بکار می رود. این آزمایش نیز شناخته می شود. برای انجام این آزمایش از همان مخروط Deformability تحت عنوان آزمایش تغییر شکل پذیری یا اسلامپ که برای بتن معمولی کاربرد دارد، استفاده می شود. با این تفاوت که بعد از برداشتن مخروط، مقدار اسلامپ برابر است با متوسط قطر بتن پخش شده در طی دو بار تکرار آزمایش شکل 1 و 2 جمعی از محققان معتقدند که برای سنجش بهتر اسلامپ در بتن خود تراکم باید از تعدادی میله در اطراف مخروط اسلامپ استفاده شود.(Self Compact ability) اگر ارتفاع بتن در طرف دوم لوله بیش از 300 میلی مترباشد، بتن خود تراکم محسوب می گردد. از این آزمایش برای سنجش میزان خود متراکم شوندگی استفاده می شود.

آزمایش لزجت (Viscosity)

در بتن خود تراکم از این آزمایش برای تعیین لزجت بتن، سنجش توانایی تغییرمسیردر ذرات سنگدانه و ملات و همچنین توانایی پخش شدن آن ها در مناطق محدود بدون جداشدگی سنگدانه ها، استفاده می شود.

آزمایش ظرفیت پرکنندگی (Filling Capacity)

در بتن خو تراکم بتن از طریق قیف در جعبه ریخته می شود تا ارتفاع بتن به 220 میلی متر برسد. هنگامی که جریان بتن از ورودی قطع شود، مساحت ناحیه ای که بتن درداخل میله ها عبور نموده است (Filling Ability) بااستفاده ازرابطه مقدارظرفیت پرکنندگی محاسبه می گردد.این آزمایش به نام آزمایش قابلیت پرکنندگی نیزخوانده می شود.

آزمایش نشست سطحی (Surface Settlement)

بتن خود تراکم: از یک لوله به قطر 200 میلی متر و ارتفاع 800 میلی متراستفاده می شود و لوله تا ارتفاع 700 میلی متر بدون هرگونه تراکم پر می شود. سپس یک صفحه پلکسی گلاس به ضخامت 3 و قطر 150 میلی متر که سه پیچ به طول 75 میلی متر در قسمت زیر آن قرار دارد، روی بتن قرار می گیرد. سپس یک ابزار سنجش تغییر مکان روی صفحه قرار می گیرد و نشست بتن را تا زمان سخت شدن به طور خود کار ثبت می کند. برای آنکه دقت آزمایش به حداکثر برسد باید از نشت آب از طریق اتصالات لوله جلوگیری گردد. این آزمایش برای تعیین مقدار نشست بتن ترتازمان خشک شدن استفاده می شود.

آزمایش جدایش سنگدانه و ملات (Segregation Test)

برای تعیین میزان جدایش سنگدانه و ملات در بتن خود متراکم توسط فوجیوارا میلی متری قرار می گیرد. بعد از 5 دقیقه بدون هیچ گونه لرزشی، جرم ملاتی که از l 5* آزمایش 2 لیتر بتن تازه به آرامی بر روی یک شبکه 5 به صورت درصد ملاتی که از شبکه عبورSegregation Index (SI) روزنه های شبکه می گذرد اندازه گیری می شود. اندیس جدایش کرده به کل ملات تعریف می شود. اگرمقداراین پارامتر کمتر از 5 درصد باشد، بتن درمقابل جدایش مقاوم است و در غیر این صورت، بتن در برابر جدایش مقاوم نخواهد بود.

آزمایش مقاومت فشاری (Compressive Strength)

A Standard Practice for Making and curing Concrete Test Specimens in the laboratory

توصیه می شودکه از هر نمونه بتن 12 قالب استوانه ای تهیه و بر اساس 192 SCC برای تعیین مقاومت فشاری بتن 90 در رطوبت عمل آورده شود.

A Standard Practice for Making and curing Concrete Test Specimens in the laboratory. برای پرکردن قالب ها هیچگونه ویبراسیون یا کوبیدن توسط میله برروی آن انجام نمی پذیرد. براساس این توصیه ابعاد این نمونه 28 و 90 روز از متوسط مقاومت سه , 100 مییلمتر می باشد. برای بدست آوردن مقاومت فشاری در هر یک از عمرهای 7،1 * ها 200 ASTMC39-86 (Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical) نمونه متشابه که بر اساس استاندارد گردد. .Concrete Specimens (L- Box Test) شکل L آزمایش جعبه 700 میلی متر و دیگری عمودی به ابعاد ×200× شکل شامل دو قطعه یکی افقی به ابعاد 150 L ابزار این آزمایش، یک جعبه 600 میلی متر است که به وسیله یک دریچه و چهار میله فلزی به قطر 12 میلیمتر از هم جدا می شوند. فاصله بین مرکز تا مرکز 12×200×100 لیتر بتن تازه بدون متراکم یا ویبره کردن در جعبه عمودی ریخته می شود. بعد از 1 دقیقه میله های فلزی 40 میلیمتر است. ابتدا 7 بتن از T و 200 میلی متر 20 T استراحت دریچه بین قسمت افقی و عمودی باز می شود و زمان های لازم برای عبور 400 میلی متر40 قسمت قائم به افقی از میان میل ه های فلزی اندازه گیری می شود. بعد از آنکه بتن به حالت متعادل برسد و هیچ حرکتی در آن مشاهده نشود ارتفاع 0/ بیش از 8 h2/h اندازه گیری می شود. اگر نسبت 1 h و متوسط ارتفاع بتن در قطعه عمودی 1 h بتن در انتهای قطعه افقی 2 بتن از میان دریچه در پایان 1 bleeding باشد بتن خود تراکم محسوب می شود. اگر ا حتمال جدایش وجود داشته باشد، معمولا شاهد دقیقه استراحت خواهد بود.

آزمایش کارایی دو نقطه ای (Two - Point Workability)

پارامتر های رئولوژیک بتن خود تراکم می توان به کمک رئومت کارایی دو نقطه ای که توسط تاترسال (Tattersall) فرانسه ارائه شده است، مقایسه گردیده است. این دستگاه Nante ساخته شده و بارئومتر دانشگاه UCL تعیین نمود. این دستگاه در دانشگاه انجام شده است. ازاین دستگا ه هم برای ملات و هم برای بتن SCC نیست ولی تلاش هایی در جهت اصلاح آن برای SCC مختص استفاده می شود با این تفاوت که اندازه های آن برای ملات و بتن متفاوت است شکل. بتن یا ملات در ظرف مخصوص ریخته می شود و سپس یک میله حلزونی شکل داخل ظرف می شود سپس میله توسط دستگاه مخصوص حول محور خود می چرخد و سرعت آن به تدریج 0/7 برسد در همین حال سرعت و گشتاور لازم برای چرخش میله ثبت می گردد. سپس سرعت rps زیاد می گردد تا به سرعت حداکثر میله کاهش می یابد. مراحل افزایش و کاهش سرعت به صورت پله ای انجام می شود. در هر مرحله 15 ثانیه پس از تثبیت سرعت، گشتاور قرائت است. شیب خط و گشتاور Bingham می گردد. اگر رابطه بین سرعت و گشتاور یک رابطه خطی باشد بتن دارای خواص سیال بینگهام خواهد بود .(g) و تنش تسلیم ظاهری (h) لازم در برش صفر به ترتیب لزجت گشتاور پلاستیک

آزمایش تعیین ثبات سیستم حفره های هوا (Stability Of the Air – Void System)

برای ارزیابی ثبات سیستم حفره های هوا نسبت به حرکت، لرزش و مخروط کردن K.H.Khayat – J. Assad این آزمایش توسط بتن ارائه گردید. در این آزمایش نمونه ها 95 و 50 دقیقه بعد از تماس سیمان و آب برداشته شدند. برای مدل کردن حرکت و لرزش ها بتن پس از 3 دقیقه مخلوط شدن 7 دقیقه استراحت می کند برای جلوگیری از تبخیر در طی استراحت سطح بتن با یک پارچه مرطوب پوشیده برای ارزیابی هوای از دست رفته در حین مخروط کردن Pigeon – Saucier – Plante می شود این روش مشابه روشی است که تعیین می گردد. برای تعیین سیستم حفره های هوای آزاد ASTMC و یا حمل و نقل استفاده کردند. مقدار هوای آزاد در بتن براساس 231 100 میلی متر از بتن برداشته می شود و پس از آنکه 24 ساعت در آب آهک ×200× در بتن سخت نمونه های استوانه ای به ابعاد 25 اشباع و در دمای 20 درجه سانتی گراد نگهداری شدند. توسط اره در امتداد طول بریده می شوند. سطح نمونه ها پولیش شده و به صورت میکروسکوپیک مورد بررسی قرار می گیرند 4 ASTMC 457 Modified Point – Count Method براساس استاندارد آزمایش خود متراکم شوندگی در سایت ضعف در خود متراکم شوندگی اصلاح پذیر نیست در هنگام اجرا روش های نمونه برداری کاربرد زیادی ندارد و SCC از آنجایی که در بتن پیشنهاد می کند که دستگاه شامل قیف و مفتولهای فلزی به Ouchi باید تمام حجم بتن مورد آزمایش قرار گیرد با چنین استدلالی عنوان مانع بین کامیون میکسر و پمپ در سایت قرار گیرد. اگر بتن به سهولت از داخل این ابزار عبور کند مناسب است و در غیر این صورت باید قبل از ریخته شدن در قالب یا مردود شمرده شود. بحث و تجزیه و تحلیل از بتن خود متراکم در پروژه های حساس مانند آببندی سد های بتنی و بتن غلتکی، اجرای سکو های دریایی و یا بطور خلاصه در هر محلی که امکان متراکم نمودن و ویبره ی بتن وجود نداشته باشد، استفاده می گردد. مزایای ذیل در صورت استفاده از حاصل می گردد. نیاز به وسایل لرزاننده ندارد. SCC با توجه به روانی زیاد این بتن قابلیت پرکنندگی آن بسیار بالا است و بنابر این حذف ویبراسیون در اجرای بتن باعث کم شدن سر و صدا و فشارهای اضافی وارد بر قالب می گردد. این مسئله به خصوص در کارخانجات تولید قطعات بتنی حائز اهمیت است. علاوه براین حذف ویبراسیون باعث کم شدن هزینه های مربوط به وسایل و کارگر متخصص نیز می گردد. تراکم پذیری بالای این بتن باعث کارایی بهتر در بتن مرطوب و بهبود خواص بتن سخت شده از جمله افزایش مقاومت در برابر سایش و فرسایش، کاهش جذب آب و ... می باشد. از آنجایی که سرعت اجرای قطعات بتنی با استفاده از بتن خود متر اکم شونده بیشتر است، زمان ساخت سازه های بتنی کاهش می یابد وجود ندارد. همچنین سطح فینیش در این finishing نیاز به صرف زمان، ابزار و کارگر برای SCC با استفاده از بتن بسیار صاف ترو هموار تر از بتن عادی است. اطمینان از تراکم بتن، بخصوص در مناطقی که محدودیت فضای وجود دارد و یا تراکم آرماتور SCC با استفاده از زیاد است، به شدت افزایش می یابد. نسبت به بتن های عادی بیشتر است. از این رو استفاده از آن فقط در پروژه های با ارزش SCC هزینه تولید بتن افزوده بالا توجیه اقتصادی دارد ولی گاهی صرفه جویی در مسائلی مثل زمان، هزینه وسایل و دستگاه ها، دستمزد در برخی پروژه ها دارای توجیه اقتصادی باشد. علاوه بر این SCC کارگران و غیره می تواند باعث شود که استفاده از ممکن است این نقیصه بزودی،SCC با توجه به تلاش های روز افزون در جهت ارائه راهکار های تولید اقتصادی مطلق نیست و گاهی SCC برطرف شود. در هر حال آنچه مهم است این است که اقتصادی یا غیر اقتصادی بودن اوقات سرعت اجرا، صرفه جویی ها و تهسیلاتی که با استفاده از این بتن امکان پذیر می گردد، باعث می شود که استفاده از آن در برخی پروژها دارای توجیه اقتصادی گردد. باعث کم شدن سر و صدا در کارگاه ها شده و باعث می گردد که کارگران بهتر بتوانند SCC حذف ویبراسی ون در صدای یکدیگر را بشنوند. از طرف دیگر حذف ویبراسیون باعث می شود که کارگران مجبور به جابجایی و حرکت از روی قالب ها و شبکه آرماتورها نباشد. این مطلب باعث ایمنی بیشتر کارگاه است. در صنعت ساختمان هنوز استاندارد های مدرن و جامعی برای این بتن تدوین نشده است SCC با توجه به جوان بودن وجود داشته است عبارتند از: ابداع روش های نوین آزمایش بتن .SCC مشکلاتی که بر سر راه استاندارد سازی را اندازه گیری کنند و تغییر روش های اجرای سازه ها و تایید SCC بخصوص در حالت تر، که بتوانند ویژگی های استفاده کرد، می بایست روش های SSC این نوع بتن در سایت. علاوه بر این برای آنکه بتوان از مشخصات خاص اجرا نیز تغییر کنند. نتیجه گیری دریچه جدیدی به سوی صنعت ساختمان گشوده شده است، که از طریق آن می توان به SCC می توان ابراز نظر نمود که با ابداع روشهای اجرای نوین سازه های بتنی دست یافت و سازه هایی را به کمک بتن اجرا کرد که تاکنون امکان آن وجود نداشته است. تحقق این امر به استانداردهای جدید، به خصوص در زمینه شکل و ابعاد قالب و فواصل آرماتور و محدودی تهای فضا نیاز مند است. استفاده از صنعت نوپای بتن و به طور خاص بتن های خود متراکم در صنعت نوین سبک سازی می تواند تحول عطیمی در ساخت و ساز کشور به وجود آورد به همین دلیل معرفی بتن خودمتراکم که جزو آخرین دستاوردهای صنعت بتن در جهان است به متخصصان سبک سازی و همچنین معرفی دانش سبک سازی پیشگامان صنعت بتن یک ضرورت جدی خواهد بود.

کد مطلب 49

شاتکریت را می توان به عنوان بتن یا ملاتی که از طریق شیلنگ های لاستیکی حمل شده و با استفاده از هوای فشرده با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می شود، تعریف کرد.

در این مقاله مختصری در مورد شاتکریت و نحوه ی بکار گیری آن برای اولین بار صحبت خواهیم کرد.

اولین کاربرد شاتکریت به سال 1909 میلادی بر می گردد که در آن زمان تحت عنوان گونیت نامیده می شد و به کمک دستگاهی موسوم به تفنگ سیمان به کار می رفت.

در سال 1914 برای اولین بار شاتکریت در یک معدن آزمایشی در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفت. پس از آن این سیستم برای پوشش سطوح سنگ ها و حفاظت آنها در برابر هوازدگی و گاه نیز به عنوان سیستم نگهداری موقتی به کار رفت. از آنجا که شاتکریت به صورت ورقه هایی از سنگ زیرین جدا می شد، لذا به عنوان یک سیستم نگهداری اصلی چندان مورد توجه واقع نشد. از جمله امتیازات شاتکریت آن است که سطوح ناهموار حفریات زیرزمینی را می پو شانند و به شکل یک سطح نسبتا صاف در می آورد. البته شاتکریت همراه با پیچ سنگ، به عنوان سیستم نگهداری بسیاری از تونل ها به کار رفته است.

در سال های اخیر کاربرد شاتکریت در معادن زیرزمینی، نگهداری حفره های دایمی از قبیل جاده های مورب، راهرو های اصلی حمل و نقل، ایستگاه های چاه و حجره های زیرزمینی سنگ شکن است. بازسازی پیچ سنگ ها و توری های متداول در سیستم نگهداری ممکن است مشکل ساز و گران باشد. تعداد حفریات زیرزمینی که بلافاصله بعد از حفاری شاتکریت می شوند رو به فزونی است. مسلح ساختنشاتکریت با الیاف فولادی یکی از مهمترین عوامل در گسترش کاربرد شاتکریت است زیرا کار طاقت فرسای نصب توری را کاهش می دهد.

آزمایشات و تجربیات اخیر نشان داده است که شاتکریت در شرایط ترکش سنگ ملایم بسیار موثر است. اگر چه نتایج این مطالعات برای نتیجه گیری قطعی در این زمینه هنوز زود است ولی علایم موجود بیانگر آن است که در آینده در مورد کاربرد شاتکریت توجه جدی تری خواهد شد.

به طور کلی شاتکریت نوعی بتن مرکب از سیمان، ماسه و خرده سنگ است و به نام پودر شاتکریت عرضه می شود که به کمک هوای فشرده اجرا خواهد شد و در اثر سرعت زیاد به صورت دینامیکی فشرده می شود.

کد مطلب 48

اجرای این سیستم سازه ای به صورت قاب ساختمانی ساده بتن مسلح متشکل از اعضای نیمه پیش ساخته با اتصالات تر (درجا) و دیوار های برشی بتن آرمه درجا است که محدودیت های آن مطابق استاندارد 2800 می باشد.

ضوابط و الزامات

1. اجرای این سیستم سازه ای به صورت قاب ساختمانی ساده بتن مسلح متشکل از اعضای نیمه پیش ساخته با اتصالات تر (درجا) و دیوار های برشی بتن آرمه درجا است که محدودیت های آن مطابق استاندارد 2800 می باشد.

2. ضخامت دیوار های بتن آرمه نباید از 15 سانتیمتر کمتر باشد.

3. بتن مصرفی باید از نوع بتن سازه ای و با حداقل مقاومت 20 مگاپاسکال باشد.

4. منظم بودن ساختمان در پلان و ارتفاع مطابق استاندارد 2800 الزامی است.

5. بارگذاری ثقلی و لرزه ای این سیستم، به ترتیب بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "بارهای وارد بر ساختمان" و استاندارد 2800 صورت گیرد.

6. در طراحی سازه ای این سیستم، مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه" مد نظر قرار گیرد و در طراحی، ساخت، نصب و اجرای اعضا و اتصالات قطعات پیش ساخته، رعایت آخرین ویرایش آیین نامه ACI318 و راهنمای طراحی PCI الزامی است.

7. در صورت تعبیه اعضای مرزی در دیوارهای برشی بتن مسلح، ضروری است این اعضا به صورت درجا اجرا شوند و در نظر گرفتن ستون های پیش ساخته قاب به عنوان اعضای مرزی مورد تایید نمی باشد.

8. در نظر گرفتن تمهیدات لازم در هنگام بتن ریزی در محل اتصال تیر ها به ستو ن های پیش ساخته برای تامین کیفیت مناسب بتن ضروری است مانند: ویبره مناسب در آن محل ها و …

9. لازم است تمهیدات جهت تحمل نیروی Uplift در اتصال ستون بالایی به ستون پایینی صورت گیرد لازم مانند: دندانه دار کردن شیار های تعبیه شده در بالای ستون پایینی

10. تامین ضوابط دیافراگم صلب و همچنین تامین پیوستگی و یکپارچگی برای کلیه سقف ها الزامی است.

11. اتصال سقف به قاب و دیوار به صورت پیوسته و یکپارچه طراحی و اجرا شده و میلگرد گذاری لازم بر این اساس در محل اتصال انجام شود همچنین تامین پیوستگی و یکپارچگی در محل اتصال تیر به ستون و اجرای میلگرد گذاری لازم ضروری است.

12. در نصب و اجرا، این سیستم جهت تحمل بارهای حین اجرا کنترل شود.

13. تمهیدات لازم جهت تامین پایداری قطعات پیش ساخته بتون الحاقی به ساختمان مانند: را ه پله ها، جا ن پنا ه ها و … در برابر نیرو های وارده صورت گیرد.

14. در خصوص این سیستم، رعایت مبحث سوم مقررات ملى ساختمان ایران با عنوان "حفاظت ساختمان ها در مقابل حریق " و همچنین الزا مات نشریه شماره 444 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت اجزای ساختمان در مقابل حریق با در نظر گرفتن ابعاد ساختمان، کاربرى و وظیفه عملکردى اجزاى ساختمان الزامى است.

15. در خصوص این سیستم، رعایت مبحث نوزدهم مقررات ملى ساختمان ایران با عنوان "صرفه جویی در مصرف انرژی" الزامى است.

16. صدا بندی هوابرد جداکننده های بین واحد های مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات باید مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "عایق بندی و تنظیم صدا" تامین شود.

17. لازم است تمهیدات لازم متناسب با شرایط مختلف اقلیمی و محیط های خورنده ایران صورت پذیرد.

18. کلیه مصالح و اجزا در ا ین سیستم اعم از معماری و ساز های از حیث دوام، زیست محیطی و … باید بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران و یا آیین نامه های ملی یا معتبر بین المللی شناخته شده و مورد تا یید به کار گرفته شود.

کد مطلب 47

تکنولوژی تولید سنگ مصنوعی از سال 1960 در ایتالیا پدید آمد و در همان دهه اولین کارخانه تولید سنگ مصنوعی در این کشور شروع به فعالیت کرد. ایده ی پدید آمدن سنگ مصنوعی از آنجا شکل گرفت که طراحان به ‌منظور هر چه زیباتر کردن فضا ها اعم از فضا های درونی و بیرونی ساختمان‌ ها و کف‌ پوش‌ ها و محوطه‌ سازی ‌های بیرونی نیاز به سنگ ‌هایی با فاکتور های مورد نظر خویش را احساس می‌ کردند.

پیشرفت صنعت ساختمان و سلیقه های مختلف نیاز به سنگ مصنوعی را بیان می کرد که سنگ هایی با طرح های مختلف و فاکتور های فیزیکی و مکانیکی، کیفیت بالا و قیمت مناسب باید در دسترس باشد. بدین ترتیب با رشد جمیعت جهان و متفاوت شدن سلیقه ها سنگ های طبیعی پاسخگوی این نیاز انسانی و سلیقه ای نبودند. لذا ترکیبات مواد برای ساخت سیمای جدید با زیبایی خاص و نمای یکدست و بدون تغییر در رنگ و طرح به کار گرفته شد. گرچه مواد اولیه تولید سنگ های مصنوعی از اجزای سنگ های طبیعی تهیه می شود ولی امکان تعیین رنگ و طرح مورد نظر با افزودن رنگدانه ها و رزین سمنت پلاست به کار بردن جنس های مختلف در سنگ های مصنوعی وجود دارد. امکان به کارگیری اجزای مختلف از جمله قطعات فلزی، دانه های فسیلی، قطعات سنگ های قیمتی در ساختار سنگ مصنوعی سبب هر چه زیباتر شدن و منحصر به فرد شدن طرح ها ومدل های سنگ مصنوعی است. همچنین سطوح مختلفی برای سنگ های مصنوعی می توان ایجاد کرد.

1. سنگ مصنوعی چیست؟

سنگ های مصنوعی از ترکیب مجدد سنگ های طبیعی با مواد افزاینده دیگر به دست می آیند که به آن ها وزن کمتری داده و در نتیجه نصب آن ها سریع تر می شود. برای آنکه بدانیم سنگ های مصنوعی از چه چیز ساخته شده اند به اختصار می توان گفت که این سنگ ها از ترکیب سیمان، رس ها، آگرگات های سنگ های ضایعاتی و خاک های سبک وزن ساخته می شوند. مواد به کار رفته در تمامی این سنگ ها کیفیتی مبتنی بر ملاحظات محیطی و انسانی دارند. رنگ دانه های اکسید آهن رنگ مورد نظر را به این سنگ ها می دهد. ترکیبی که از این راه بدست می آید در قالب هایی ریخته می شود که دارای نقش و نگار های سنگ های طبیعی هستند و به این سنگ ها سیمایی کاملا طبیعی می دهد. از نظر قیمت، سنگ های مصنوعی به مراتب قیمتی کمتر از سنگ های طبیعی دارند، چرا که کار های دشواری که روی سنگ طبیعی برای رساندن آن به بازار و قابل استفاده کردن آن انجام می شود در مورد سنگ های مصنوعی غیرضروری می نماید و دارای وزنی کمتر و ضخامتی کوچکتر هستند که به ما این اجازه را می دهد که سه برابر سنگ های طبیعی بتوانیم آن ها را به کار گیریم. علاوه بر این ها مقاومت ساختاری آنها در فنداسیون های خاص توانایی تحمل بار های زیاد را به آن ها می دهد. سنگ های مصنوعی در واحد متر مربعی برای قطعات تخت به فروش می رسند و بسته بندی آن ها در جعبه های چوبی دستی انجام می شود.

وزن سنگ های مصنوعی بسته به مدل آن ها مختلف است و در رنج 15 کیلوگرم بر متر مربع در قطعات کوچک تا 37 کیلوگرم بر متر مربع در مدل های بزرگ قرارمی گیرد. رنگ سنگ های مصنوعی در گذر زمان از بین نمی رود چرا که رنگ این سنگ ها بخشی از ساختار سنگ شده و در زمانی که سنگ در حال قالب گیری بوده، ثابت شده است. تجربیات کاری نشان داده است که تغییر قابل مشاهده ای در رنگ این سنگ ها حتی پس از گذر زمان های طولانی و تحت شرایط آب و هوایی مختلف مثل تغییرات فصلی و بدی آب و هوا ایجاد نشده است. به منظور ایجاد تکرار در شکل های سنگ مصنوعی، هر مدل به تنهایی با استفاده از صد ها مدل متفاوت ساخته شده است. به علاوه به منظور تقویت تفاوت ها (که هیچ قطعه ای شبیه قطعه دیگر در نیاید) توجه ویژه ای به رنگ آمیزی شده است. سایه ها و ضد سایه ها به طور خاصی ترکیب شده اند که بر این اساس پس از کاربری سنگ مصنوعی تفاوتی با سنگ طبیعی که از آن ساخته شده نخواهد داشت، چون سنگ مصنوعی یک محصول سیمانی است، دارای عمر مفیدی است که دیگر محصولات ساخته شده از سیمان هم دارند و برای کارهای خارجی ساختمان مناسب است. معمولا سازنده ها این عمر مفید را تامین می کنند.

سنگ های مصنوعی به علت داشتن قابلیت تحمل گرمایی می توانند در ساخت فضای خارجی شومینه ها نیز مورد استفاده قرار گیرند. از آنجایی که مواد سازنده این سنگ ها دارای درصدی رس است، آن ها را در مواجهه با گرما مناسب ساخته است. به طور طبیعی این سنگ ها باید با ملات ها یا چسب ها به کار گرفته شوند.

2. تکنولوژی ساخت سنگ مصنوعی

موادی که برای خط تولید سنگ های مصنوعی به کار می روند طوری انتخاب می شوند که برای کار های داخلی و خارجی ساختمان چه در کف و چه در نما ایده آل باشد. تکنولوژی ترکیبی ویبره پرس و نیز به کار بردن مواد طبیعی سنگ در ترکیب آن از جمله مرمر ها، سنگ های کلسیتی، گرانیت ها، و سنگ های سیلیسی به همراه سیمان و مقدار کمی آب خواصی به سنگ می دهد که 75 درصد کیفیت خواص سنگ طبیعی را دارا باشد. محصولات استاندارد آن هایی هستند که پس از تولید آماده نصب بوده و پارامتر های آن ها تکمیل و ضخامت آن ها کالیبره شده باشد و لبه هایش نیز ابزار خورده باشد. سنگ های طبیعی امروزه در مقابل فشار، نور، اشعه ماورای بنفش و ناملایمات جوی به صورت بسیار کاملی مقاوم هستند، به علاوه محصولاتی هستند با نیاز به نگهداری کم و می توانند پس از نصب بار ها ساب خورده و صد در صد مانند سنگ طبیعی رفتار کنند. از دیگر خصوصیات این سنگ ها می توان به تک لایه بودن آن ها اشاره کرد که در محیط خلا فشرده و ویبره می شوند و ترکیب آن ها شامل درصد بالایی از دانه های بهم پیوسته از ترکیب آگرگات های سنگ طبیعی است مانند مرمر، گرانیت، کوارتز، پروفیری، دیوریت، که با سیمان پرتلند 25/5 کلاس یک به هم می چسبند. میزان آب به سیمان در حدود 5 و 30 است. پانل ها درجه بندی شده، تخت و در قسمت های لبه همان گونه که ما بخواهیم پخ خورده و طبق تلورانس های دیمانسیونی بوده و از لحاظ عکس العمل در برابر آتش در کلاس 5 هستند ، رنگ آن ها چه در برابر نور طبیعی و چه در مقابل نور ماورای بنفش تغییر نکرده و مات نمی شود.

تکنولوژی تولید سنگ مصنوعی با به کارگیری حداکثر مواد طبیعی و ترکیب افزودنی های مدرن شیمیایی این اجازه را به ما می دهد تا محصولات را طبق سفارش و خصوصیت مورد نظر مصرف کننده تولید کنیم. به همین ترتیب قدرت دکورسازی هر مکان داخلی یا خارجی ساختمان را با حداقل زمان و کمترین هزینه می توانیم به انجام برسانیم، با این مزیت که زیبایی طبیعی مواد را حفظ کرده ایم. ساختار ها، رنگ ها و الگو های بسیار متنوع و طبیعی این محصولات از نظر طراحان و ساختمان سازان جالب و مورد توجه است. طبیعی بودن مواد به کار رفته هرگونه نیاز به افزودنی های خارجی جهت نگهداری از آنها را مرتفع ساخته است. همچنین آسانی در نصب و استفاده نیز از دیگر ویژگی های این سنگ ها است. تکنولوژی تولید این محصولات با ترکیب سیمان های کیفیت بالا، عمر مفید استفاده از محصولات را تا 30 سال تضمین می کند. همچنین مزایایی از قبیل ضدیخ بودن، ضد صدا بودن، ضد آتش و جاذب انرژی بودن از دیگر خصوصیات سنگ های مصنوعی است.

از دیگر اطلاعات تکنولوژیک می توان به ضخامت این سنگ ها اشاره کرد. این سنگ ها از رنج سه چهارم تا 5/2 اینچ تولید می شوند و میانگین ضخامت آنها معمولا 5/1 اینچ است. بنابراین محدودیت برش در این سنگ ها وجود ندارد و به هر ضخامت مورد نظری می توانند قالب گیری شوند. به همین ترتیب وزن این محصولات بین 8 تا 10 پوند در هر فوت مربع متغیر است. رنگ سنگ های طبیعی از رنگدانه های اکسید آهن تامین می شود. تکنولوژی رنگ کردن شامل دو پروسه است. رنگ زمینه به هر سنگ افزوده می شود از طریق پاشیدن ترکیب مخصوص حاوی رنگ های اکسید آهن قبل از اینکه سنگ قالب گیری شود و سپس رنگ نمای سنگ روی آن پاشیده می شود. بدین ترتیب تغییر رنگی در سنگ در طول سالیان و در مواجهه با آب و هوای مختلف ایجاد نخواهد شد.

از نظر دوام سنگ های مصنوعی می توان به مقاومت فشاری آنها تا 4000 psi اشاره کرد. تست های آزمایشگاهی مخصوص نشان داده که هیچ گونه تخریب یا تغییری در ساختار سنگ پس از 30 روز شرایط تحت انجماد بین 0 تا 5 درجه فارنهایت و سپس چرخه ای بین 70 تا 75 درجه فارنهایت رخ نداده است.

3. تعاریف سنگ مصنوعی

سنگ های مصنوعی یا ترکیبات سنگی دارای، چگالی بالایی هستند که تحت خلا فابریک شده و ترکیبی ازمواد سنگی طبیعی مختلف با یکدیگر به وسیله چسب های ساختاری هستند. وزن ترکیبات سنگ بین 91 تا 96 درصد وزن کل سنگ را تشکیل می دهد. وزن مخصوص آگرگات ها 2700 است.

بسته به طبیعت مواد به کار رفته در سنگ در هر ترکیب، سنگ های مصنوعی می توانند به طریق زیر تعریف شوند:

- سنگ های مرمریتی: که حاوی سنگ مرمر و دیگر سنگ های آهکی است.

- سنگ های گرانیتی: که ترکیبی از کوارتز، کوارتزیت، سیلیکا، گرانیت، پروفیری و دیگر سنگ های سیلیکاته هستند.

دیگر مواد سنگی مانند اسلیت، دولومیت، سرپانتین و غیره نیز می توانند مورد استفاده قرار گیرند. انتخاب مواد سنگی بستگی به سیمای نهایی محصول تولید شده دارد.

• تکنولوژی سنگ مصنوعی

سیستم تولید سنگ مصنوعی دارای تکنولوژی انحصاری است که فشرده سازی تحت شرایط خلا و ایجاد فشار و لرزش است که این امکان را می دهد تا با ترکیبات خشک مواد مخلوط شده شکل گرفته و به سنگ ترکیبی با کیفیت بسیار بالایی تبدیل شود. سنگ مصنوعی می تواند مستقیما به اسلب هایی با ابعاد و ضخامت های متفاوت تبدیل شود و یا به بلوک هایی با مکعب هایی مختلف که بعدا بریده شده و به ضخامت های متفاوت درآید.

مشخصات عمده در پروسه تولید سنگ مصنوعی عبارتند از:

- امکان استفاده از مقدار صحیح ترکیبات در مخلوط برای فشرده سازی.

- عدم وجود هوا در ترکیبات فشرده شده در خلال فاز فشرده سازی.

- عملیات ترکیبی فشرده سازی و ویبره مواد تحت شرایط خلا.

• سیستم و ترکیبات مخلوط

مخلوط حاوی آگرگات های سنگ است که توسط مواد چسبنده به هم می چسبند. ترکیبات مواد چسبنده باید به مقدار مناسب به کار گرفته شود. به همین ترتیب مقدار بهینه ای بین مواد چسبنده و آگرگات ها وجود خواهد داشت. در چسباننده های رزینی، مقدار بهینه توسط مقادیر رزین مورد نیاز برای اتصال دادن مقادیر اجزای موجود در مخلوط تعیین می شود. مواد رزینی این امکان را می یابند که با دانه های پودر مینرال با نرخ حجمی 57/43 ترکیب شوند.

در ترکیب، مواد و آگرگات های دارای وزن مخصوص به خود هستند. مواد رزینی دارای وزن کمتری بوده و درتعامل با آگرگات ها این اجازه را می دهد تا در نقطه بهینه منحنی دانه بندی قرارگیرند. برای مثال سنگ هایی که با آگرگات های یک درصد تا 4 میلی متر ساخته می شوند، نرخ مواد سنگ آنها می تواند 16/0 باشد.

به عنوان یک قانون، مخلوط هایی که با این نرخ ترکیبی ساخته می شوند باید خشک، غیر سیال و بی مرز باشند که این دشواری استفاده از ماشین آلات معمولی را به همراه خواهد داشت.

فشرده سازی کامل این مخلوط خشک بهترین کیفیت را برای محصول نهایی ما ایجاد خواهد کرد .

• کیفیت محصول سنگ مصنوعی

عملیات مخلوط سازی تحت خلاء همراه با فشار و ویبره، برای آگرگات ها این امکان را می دهد که بسیار نزدیک به هم قرار گرفته و بهترین آرایش مواد جامد مخلوط را داشته باشند. بنابراین مقدار مواد چسباننده که آگرگات ها را در بر می گیرد بسیار کاهش می یابد و این عاملی است که مشخصات تکنیکی سنگ را بهبود می بخشد. فرآیند فشرده سازی تحت خلا هرگونه فضای ماکروسکوپی در مخلوط را به فضای میکروسکوپی که توسط چسباننده ها پر خواهد شد تبدیل می کند و جذب آب را به 2 درصد وزنی کاهش می دهد. مقادیر و اندازه های درستی که در ترکیب مواد رعایت می شود از هرگونه جدایش و ترک های ریز احتمالی موجود در سنگ جلوگیری می کند. سیستم تولید سنگ های مصنوعی این امکان را می دهد تا سنگ های آذرین همگن ایزوتروپ ثابتی از لحاظ فیزیکی و سیماهای مکانیکی داشته باشند. این سنگ ها می توانند مقاومت ساختاری بیش از 60 را داشته باشند.

• مواد خام موجود در ترکیب سنگ ها

مواد خام اصلی که در ترکیب سنگ مصنوعی به کار می رود عبارتند از:

آگرگات ها، مینرال های پرکننده، چسباننده ها، افزودنی های بتن ،رنگدانه ها، افزودنی ها و رزین سنگ مصنوعی .

• آگرگات ها:

مواد سنگی هستند که با عوامل چسبنده مخلوط شده و مخلوطی را می سازند که کاملا فشرده می شود.

آگرگات ها ممکن است آهکی باشند مانند مرمریت، دولومیت، و دیگر سنگ های آهکی یا سیلیکاته باشند مانند گرانیت، پرفیری، کوارتز، بازالت، ماسه های سیلیکاتی، کوارتزیت و غیره. آگرگات ها معمولا به شکل دانه های ماسه در اندازه های مختلف به کار برده می شوند. آگرگات ها ممکن است از خردایش قطعات بزرگتر سنگی و یا از روسوبات ماسه ای به طور مستقیم به دست آیند. انتخاب طبیعت، اندازه و دانه بندی آن ها بستگی به سیمای سنگ و مشخصات فیزیکی و مکانیکی محصول دارد.

کد مطلب 46

به طور کلی تصفیه فاضلاب در انباره های تعفن به طور ناقص انجام می گیرد و آن هم برای جمعیتی محدود می باشد. این تصفیه ناقص تنها موجب می شود که دفع فاضلاب به زمین آسان تر انجام گرفته و دفع آن به منابع طبیعی در روی زمین زیان کمتری را به محیط زیست وارد سازد ولی در هر صورت دارای معایب یک تصفیه ناقص می باشد.

سپتیک تانک از نظر کار خود نیز دارای این عیب است که قسمتی از مواد ته نشین شده در کف انبار به علت تعفن و تولید گاز ها همراه این گاز به سطح فاضلاب در انباره آمده و موجب اختلال در کار سپتیک تانک می شود. همچنین ممکن است این مواد همراه فاضلاب بیرون آید.

از جمله مشکلاتی که در جمع آوری فاضلاب خام در سطح روستا ها وجود دارد عدم جریان کافی فاضلاب در لوله ها می باشد. این مساله باعث می شود سرعت کافی در لوله ها بوجود نیامده و به علت کم بودن سرعت، مواد معلق در لوله رسوب و سیستم از کار بیفتد. پیرو همین نقطه ضعف سیستم های جمع آوری فاضلاب متداول بوده که تصمیم به جمع آوری فاضلاب ته نشین شده از مخازن سپتیک گردید. پساب خروجی از مخزن که مواد معلق خود را در مخزن از دست داده است قادر خواهد بود با سرعت و شیب کمتری بدون مشکل در فاضلابرو ها جریان یابد.

قابل توجه است که فاضلابروی ساختمان که عمل جمع آوری فاضلاب تولیدی و انتقال آن را تا مخزن سپتیک عهده دار است بر اساس فاضلابرو های متداول طراحی می شوند بنابراین لازم است که به مساله حداقل سرعت و شیب در این فاضلابروها دقت شود. در صورتی که بتوان به حل این مساله فائق شد و از طرفی بتوان موقعیت مخزن را طوری انتخاب نمود که چند خانه را با هم سرویس دهد می توان فاضلاب چند خانه را جمع آوری و به مخزن سپتیک انتقال داد.

در مناطق روستایی مطرح است می توان استفاده از مخزن سپتیک را نام برد. مخزن سپتیک برای مناطقی که جنس زمین غیر قابل نفوذ باشد و نتوان از چاه های جاذب سود جست و برای منازل و موسساتی که در نواحی روستایی و یا دور از دسترس شبکه های جمع آوری فاضلاب قرار دارند، می تواند یک روش قابل قبول تصفیه فاضلاب باشد.

مخزن سپتیک در واقع یک مخزن ته نشینی کوچک می باشد که به دلیل زمان ماند طولانی، فاضلاب در آن تحت اثر باکتری های غیر هوازی به حالت معلق در می آید. سرپوشیده نمودن آن به منظور جلوگیری از مزاحمت بوی نامطبوع می باشد. نظر به اهمیتی که مخزن سپتیک در کاهش آلودگی و مواد آلی فاضلاب دارد، اغلب به عنوان یک راه حل موقت دفع فاضلاب بکار می رود. در این روش کلیه فاضلاب منزل بوسیله فاضلاب رو ساختمان وارد مخزن می گردد. فعل و انفعالاتی که در مخزن سپتیک صورت می گیرد عبارتست از پالایش ابتدایی فاضلاب که همان ته نشینی است، حتما موادی که در مخزن ته نشین و یا رونشین می شوند مراحلی از تصفیه را می گذرانند که درباره آن نیز مختصری گفتگو خواهد شد.

مخزن به نحوی طرح می شود که فاضلاب ورودی به آن تقریبا ‌بین یک تا سه روز باقی می ماند در مدت مذکور مواد معلق بالنصبه سنگین فاضلاب به صورت لجن در کف مخزن ته نشین شده و بیشتر مواد معلق سبک و از جمله روغن و چربی به تدریج به شکل کف غلیظی در سطح مایع شناور می گردد. وقتی که مقدار فاضلاب وارد مخزن می شود به اندازه هم حجم آن پساب از لوله خروجی دفع می شود. لجن ته نشین شده در کف مخزن در اثر فعالیت باکتری های غیر هوازی تجزیه گردیده ایجاد گاز می نماید. نتیجه فعل و انفعالات مزبور، کاهش قابل ملاحظه حجم لجن می باشد و به همین دلیل معمولا تخلیه لجن مخزن هر 2 تا 4 سال یکبار بر حسب زمان ماند اولیه ضرورت می یابد. در پساب مخزنی که صحیح طرح و اجرا شده است مواد معلق و تیرگی کمی وجود خواهد داشت که با این حال هنوز کاملا صاف نیست و بوی مخصوص فاضلاب می دهد. بعلاوه پساب مزبور احتمالا از نظر بهداشت به علت در برداشتن باکتری های بیماری زا، کیست و تخم کرم هایی که کاملا از بین نرفته اند مخاطره انگیز می باشد.

همزمان و متناوب با تجزیه لجن در مخزن گاز تولید می شود که به صورت حبابهای ریز به سوی سطح مایع صعود می نماید. گاز های مزبور در حین برخورد به فاضلاب وارده مولکول های آن را با موجودات ریز که عامل اصلی عملیات تجزیه اند جذب می کنند. ذرات مزبور در سطح مایع تجمع یافته و به تدریج آن را سنگین و ضخیم می کند تا آنجه که کف مذکور در اثر افزایش وزن اندکی ریز سطح مایع قرار می گیرد. گسترش لایه های شناور گاهی به میزانی است که سطح زیرین آن حتی تا درون فاضلابروی اصلی نیز ادامه می یابد. پیدایش این وضع معمولا همزمان با افزایش لجن در کف مخزن است و در نتیجه گذرگاه فاضلاب در داخل مخزن آنقدر کوچک می شود که فرصت کافی برای ته نشین شدن مواد معلق فاضلاب تازه تخلیه شده باقی نمی ماند و در نتیجه در پساب مخزن مقدار قابل توجهی مواد شناور مشاهده خواهد شد. اشکال مزبور را می توان با تخلیه و تنظیف منظم مخزن مرتفع کرد.

از طرف دیگر صعود حباب های گاز در درون مایع مخزن تا حدودی سیر طبیعی ته نشینی مواد جامد را مختل می کند. راه حل این مشکل ساختمان یک مخزن دو انباره است. به این ترتیب که مواد معلق سبک که از انباره اول خارج می شوند با شرایط مساعد تری در محیط آرام انباره دوم ته نشین می شوند. این کار به خصوص در مواقعی که حجم لجن ته نشین شده زیاد و تجزیه بی هوازی سریعا در حال گسترش است، بسیار موثر می باشد. لجن انباره دوم معمولا یکنواخت تر و کف متشکله در آن کمتر از انباره اول است. مواد معلق، پساب چنین دستگاهی نیز کمتر از دستگاه یک مخزنه است.

سپتیک تانک ساده ترین نوع تصفیه خانه تک واحدی است که تصفیه مکانیکی (ته نشینی) و تصفیه زیستی با کمک باکتری های بی هوازی همزمان در آن انجام می گیرد.

جهت حذف چربی ها و مواد معلق پساب مکان هایی نظیر رستوران ها، هتل ها، کارخانه جات و ... که دارای آشپزخانه بزرگی هستند استفاده می گردد .

سپتیک تانک (2)

سپتیک تانک ساده ترین نوع تصفیه خانه تک واحدی است که تصفیه مکانیکی (ته نشینی) و تصفیه زیستی با کمک باکتری های بی هوازی همزمان در آن انجام می گیرد.

سپتیک تانک تشکیل شده از استوانه سر پوشیده شده ای که معمولابا بتن آرمه و در ابعاد مختلف ساخته می شوند و باید نظر داشت که این مخازن آب بند کرده و حدالامکان در زمین بتن ریزی این امر صورت پذیرد که استفاده از افزودنی های بتن، ژل میکروسیلیس، نوار های آب بند کننده بتن، واتر استاپ توصیه می می شود، اما گاهی این موارد اجرا نمی گردند که مخازن بتنی دچار آسیب دیدگی می شوند که باید سطوح بتونی کاملا توسط مواد ترمیم کننده بتن ترمیم گشته و سپس مخازن بتنی را مواد های آب بند بتن سیل نمود تا در سیستم فاضلاب تحت فشار و همچنین محیط زیست از بروز مشکلات جلوگیری نمود. اما فاضلاب پس از ورود به انباره به دلیل کاهش سرعت جریان آن قسمتی از مواد معلق خود را به صورت ته نشینی از دست می دهد و از سوی دیگر انباره بیرون می رود.

و مواد ته نشین شده به صورت لجن در کف انبار جمع می شوند. این لجن حاوی ارگانیسم های زنده مفیدی می باشند. این ارگانیسم ها از فاضلاب ورودی به عنوان غذا فاضلاب را تصفیه می کند و به این دلیل حجم لجن در این سیستم تقریبا ثابت بوده و تا چند سالی نیاز به تصفیه لجن ندارد.

محاسن سپتیک تانک:

- سرعت اجرا

- مناسب برای زمین های دژ و یا زمین هایی که قدرت جذب بسیار کمی دارند و یا مناطقی که سطح آب های زیر زمینی در آن بالا باشد.

- به دلیل استقرار در زمین مکانی را اشغال نمی نماید.

- هزینه بسیار مناسب.

- بدلیل عدم استفاده از وسایل الکترومکانیکال نیازی به تعمیر و هزینه نگهداری و اپراتور ندارد.

گریس تراپ (Grease trap)

جهت حذف چربی ها و مواد معلق پساب مکان هایی نظیر رستوران ها، هتل ها، کارخانه جات و ... که دارای آشپزخانه بزرگی هستند استفاده می گردد .

این سازه پیش ساخته بتونی از دو مخزن تشکیل شده و قبل از سپتیک قرار می گیرد فاضلاب وارد مخزن اول شده با آرامشی که به دست می آورد یک سری از ذرات که دارای جرم حجمی بیشتری از آب هستند. ته نشین شده و چربی و روغن هایی که دارای جرم حجمی کمتری از آب هستند بر روی آن قرار می گیرند که این چربی ها معمولا باید 15-10 روز یکبار تخلیه گردد خروجی مخزن دارای سیفونی است که حتی المقدور مانع خروج چربی ها و ذرخت می گردد و در مخزن بعدی این عمل تکرار شده است و بدین ترتیب عمل حذف چربی و مواد معلق از فاضلاب صورت می پذیرد .

سپتیک تانک (3)

سپتیک تانک حوض ته نشینی ساده ایست که در آن فاضلاب با سرعتی کم و بطور مداوم در جریان است لذا مواد معلق ته نشین شده بصورت لجن در کف انباره با کمک باکتری های بی هوازی هضم می شود، و در نتیجه تبدیل به مواد آبکی و گازی شکل می گردد و از حوض خارج می شود لذا از مقدار لجنی که باید تخلیه شود کاسته می شود بطوریکه تخلیه لجن حداکثر یک بار درسال و در نهایت 5 سال یکبار نیاز به خالی کردن پیدا می کند. نکته مهمی که باید حتما رعایت شود این است که در تمام مدت مقدار فاضلابی که از سپتیک خارج می شود برابر با مقدار فاضلابی باشد که وارد سپتیک تانک می شود.

مکان یابی سپتیک تانک

دور از مسیر نهر ها و آبگیر ها باشد، در سطحی هموار ساخته شود، سپتیک تانک در جهت مخالف وزش باد های غالب ساخته شود.

چند نکته:

- طول انباره مستطیل شکل را 2 تا 4 برابر پهنای آن انتخاب می کنند.

- عمق موثر برای انباره باید 1.2 متر باشد، عمق موثر عبارتست از فاصله آزاد فاضلاب تا کف تانک.

- فاصله سطح فاضلاب تا سقف انباره حداقل باید 30 تا 40 سانتی متر باشد.

برای زلال سازی بهتر فاضلاب معمولا سپتیک تانک ها را دو یا سه مخزنه می سازندکه حجم قسمت اول را دو برابر حجم قسمت های بعدی طراحی می کنند. که این امر به منظور جلوگیری از نوسانات سطحی فاضلاب و طولانی تر کردن تخلیه لجن صورت می گیرد.

- ضریب تبدیل آب مصرفی به فاضلاب معمولا برابر 80 درصد در نظر گرفته می شود.

- میزان تولید فاضلاب با توجه به سرانه مصرف آب و ضریب تبدیل آن به فاضلاب برای زمان ماند 12 تا 15 ساعت (به دلیل عدم حضور پرسنل عملیاتی در طول روز) طراحی می گردد.

طرز ساخت فضای داخل سپتیک تانک

جریان فاضلاب بین مخازن توسط لوله های با قطر 10 تا 15 سانتی متر برقرار می گردد، ممکن است این امر بوسیله سوراخ هایی که در دیواره جدا کننده به فاصله 30 تا 40 سانتی متر از سطح آزاد فاضلاب تعبیه می شوند انجام گیرد تا مواد شناور از انباره فاضلاب سرریز نشود. فاصله مرکز تا مرکز لوله ها و یا سوراخ ها 30 سانتی متر در نظر می گیرند.

به منظور خروج گاز های ایجاد شده از تجزیه فاضلاب در فضای سپتیک، از لوله ای به قطر 10 سانتی متر استفاده می شود. برای جلوگیری از ایجاد مزاحمت توسط بو ارتفاع لوله تهویه را حداقل 1.5 متر بالاتر از ارتفاع بالاترین ساختمان در نظر می گیرند. همچنین برای جلوگیری از ورود و یا افتادن جانوران و پرندگان به لوله تهویه دو کار صورت می گیرد: یا در انتهای آن توری نصب می کنند و یا با نصب زانوی 90 درجه امتداد دهانه خروجی لوله تهویه را به طرف زمین بر می گردانند.

برای بازدید، تمیز کاری و تعمیر کردن تانک، تعبیه دریچه آدم رو ضروری است.

به منظور جلوگیری از حرکت اغتشاشی فاضلاب ورودی که ممکن است موجب خروج کف ناشی از عمل تجزیه فاضلاب گردد از مانع استفاده می کنند. این مانع ممکن است با نصب سه راهی و تغییر جهت دادن لوله ورودی داخل تانک از حالت افقی به عمودی عملی گردد. معمولا انتهای لوله ورودی را حدود 30 سانتی متر و انتهای لوله خروجی فاضلاب را 45 سانتی متر پایین تر از سطح آزاد فاضلاب نصب می کنند.

در حال حاضر حداکثر جمعیتی که می توان فاضلاب حاصل از فعالیت آن ها را با سپتیک تانک تصفیه نمود 300 تا 400 نفر توصیه شده است.

با نصب دیواره در داخل فضای سپتیک تانک حجم آن را به دو قسمت تقسیم می کنند، بطوریکه حجم فضای مربوط به ورود فاضلاب دو برابر حجم فضای قسمت خروجی باشد.

محاسبات سپتیک تانک

برای محاسبه حجم سپتیک تانک اطلاع از مقدار فاضلاب جمع آوری شده در شبانه روز در ساختمان ضروری است.

حجم سپتیک تانک بر حسب مقدار فاضلاب تخلیه شده در آن متفاوت و بشرح زیر است:

1. اگر حجم فاضلاب جمع آوری شده در شبانه روز تا 2 متر مکعب باشد، حجم تانک 3 متر مکعب منظور می شود.

2. اگر حجم فاضلاب 2 تا 6 متر مکعب باشد، حجم تانک 1.5 برابر حجم فاضلاب محاسبه می گردد.

3. اگر حجم فاضلاب 6 تا 60متر مکعب باشد حداقل حجم تانک مطابق رابطه زیر بدست می آید:

V = 4500 + 0.78 Q

مقدار فاضلاب جمع آوری شده در شبانه روز = Q

حداقل حجم سپتیک تانک = V

حوضچه چربی گیر

در ساختمان های مجهز به آشپزخانه بزرگ و در موسساتی که مقدار فاضلاب آشپزخانه زیاد باشد، حوضچه چربی گیر ضروری است. حجم حوضچه چربی گیر 5 لیتر برای هر نفر کافی است و حداقل حجم قابل قبول نیز 120 لیتر می باشد.

بهره برداری از سپتیک تانک

زمان تخلیه سپتیک تانک بطور معمول و در شرایطی که ظرفیت تانک خوب محاسبه شود و از ریختن مواد غیر از فاضلاب جلوگیری شود، حدود یک سال مناسب خواهد بود.

از ریختن مواد ضد عفونی کننده به داخل سپتیک تانک به علت از بین بردن باکتری ها خودداری شود.

تمام لجن نباید از تانک تخلیه گردد زیرا مقداری لجن برای شروع مجدد فعالیت های میکروب لازم می باشد.

دفع فاضلاب تصفیه شده خروجی از سپتیک تانک

پساب خروجی سپتیک تانک را بر حسب نفوذ پذیری زمین به دو طریق دفع می کنند:

1. در زمین های با نفوذ پذیری زیاد، ترانشه ای به عمق 45 سانتی متر حفر کرده و پساب سپتیک تانک را در آن تخلیه می کنند.

2. در زمین های با نفوذپذیری کم، فاضلاب خروجی از سپتیک تانک را به داخل چاه جذبی هدایت می کنند.

در صورتیکه زمین از نفوذپذیری کمی برخوردار باشد بیاد با ایجاد ترانشه هایی پر از شن و ماسه دانه بندی شده سطح تماس فاضلاب با زمین را افزایش داد.

ظرفیت نفوذپذیری زمین

ظرفیت نفوذپذیری زمین برای فاضلاب کمتر از آب است، زیرا مواد اضافی موجود در فاضلاب موجب بوجود آمدن مواد ژله ای می شود.

بنابر تعریف، مدت زمانی که لازم است سطح آب در داخل چاله ای به ابعاد 30 در 30 سانتی متر و عمق 45 سانتی متر، به اندازه 2.5 سانتی متر پایین رود، ظرفیت نفوذ پذیری زمین گفته می شود.

نکته: قبل از انجام آزمایش زمین محل آزمایش را باید خیس کرد و آزمایش را انجام داد.

سطح زمین لازم برای جذب فاضلاب تصفیه شده بصورت زیر محاسبه می شود:

با داشتن زمان جذب در صورتیکه از لوله سوراخ دار و ترانشه جهت دفع فاضلاب استفاده می شود، می توان از رابطه زیر استفاده نمود.

Q = 1.3 / Ta + 7.5

Q دبی فاضلاب یا بار سطحی فاضلاب وارد بر سطح جذب کننده بر حسب m3/m2.d از سطح کف ترانشه

Ta زمان جذب بر حسب دقیقه

با اطلاع از مقدار کل فاضلاب و مساحت لازم برای جذب آن می توان با استفاده از جدول زیر طول ترانشه ها را حساب کرد:

برای تداوم عمل تصفیه و تسریع واکنش های بیولوژیکی توسط باکتری های هوازی عمق ترانشه را خیلی کم و حدود 90-45 سانتی متر در نظر می گیرند، قطر لوله های پخش که در کف ترانشه نصب می شوند حدود 10 سانتی متر و طول آن برای واحد های کوچک 100 متر است. جنس لوله های پخش کننده فاضلاب معمولا سفال می باشد.

شیب لوله ها اگر 100 متر باشد 3/. درصد و اگر 300-100 متر باشد، 5/. درصد انتخاب می گردد.

حداقل فاصله بین دیواره دو ترانشه معمولا یک متر انتخاب می گردد.

در دفع فاضلاب در صافی های شنی معمولا دو ردیف لوله استفاده می شود. ردیف بالا به قطر 10 سانتی متر برای پخش فاضلاب در صافی و ردیف زیرین برای جمع آوری فاضلاب صاف شده تعبیه می گردد. مقدار فاضلابی که در هر متر مربع از صافی شنی در روز می تواند عبور کند 45 لیتر است که معادل زمان جذب در حدود 23 دقیقه می باشد. عمق بستر ماسه 75 سانتی متر است.

در صورتیکه از چاه برای دفع پساب سپتیک تانک شود، مقدار فاضلاب جذب شده در هر متر مربع سطح دیواره چاه از رابطه زیر بدست می آید:

Q = 1.76 / Ta + 7.5

Q مقدار فاضلاب جذب شده بر حسب m3 / m2 . d

Ta زمان جذب بر حسب دقیقه

در محاسبات نفوذپذیری چاه سطح کف چاه را در نظر نمی گیرند، همچنین برای جلوگیری از آلودگی آب های زیر زمینی لازم است کف چاه حداقل 1.5 - 3 متر بالاتر از سطح آب زیر زمینی باشد.

کد مطلب 45

ساختمان‌های بتن آرمه با شیوه قالب های تونلی، یکی از روش های مورد استفاده برای اجرای ساختمان های با سیستم باربر دیوار و سقف بتنی است.

از آن جا که اجرای قالب ‌بندی سقف و دیوار به صورت سلولی و هم زمان انجام می ‌شود به نام تونلی مرسوم است. در سیستم اجرای تونلی، دیوار ها و سقف ‌های بتون مسلح به صورت هم ‌زمان آرماتور بندی، قالب‌بندی و بتن‌ ریزی می‌ شوند. این روش، ضمن افزایش سرعت و کیفیت اجرا و عملکرد سازه‌ای و رفتار لرزه ‌ای مجموعه سازه را به لحاظ یکپارچگی اعضا و اتصالات آن‌ ها به نحو چشمگیری بهبود می‌ بخشد.

قالب ‌های مورد استفاده، به اندازه تقریبی ابعاد فضا ها هستند. برای قالب‌ بندی یا قالب ‌برداری، نیاز به تبدیل آن ‌ها به ابعاد کوچک نیست و با همان ابعاد اولیه و به صورت یکپارچه از فضا خارج می ‌شوند. خروج قالب‌ های تونلی، پس از بتن ‌ریزی دیوار و سقف و گیرش اولیه بتن، با فاصله دادن قالب ‌ها از جدار های بتن‌ ریزی شده (قالب ‌برداری) و با حرکت افقی روی چرخ یا غلتک صورت می‌ گیرد. جدار هایی که با استفاده از این روش اجرا می ‌شوند جدار های اصلی داخلی و بعضی جدار های خارجی (جانبی) هستند سازه ساختمان‌ های اجرا شده با سیستم تونلی، سازه ‌ای نسبتا شناخته شده است و از دیدگاه عملکرد لرزه‌ای اشکال عمده‌ای ندارد. تجربه زلزله‌ های گذشته رفتار مناسب سازه این ساختمان ‌ها را نشان داده است.

در ساختمان‌ های اجرا شده با این روش، در برخی موارد، برای افزایش سهولت و سرعت اجرا، اجزای غیرسازه‌ ای مانند دیوار های جدا کننده، پله‌ ها و پانل ‌های نما به صورت پیش‌ ساخته در نظر گرفته می ‌‌شوند و پس از تکمیل سازه اصلی، به آن متصل می‌ شود که این امر در مورد سازه ی پله ‌ها توصیه نمی ‌شود.

از مزایای این روش:

با انجام مدیریت صحیح در اجرا و با استفاده از فناوری‌ های روز و به کارگیری فناوری در تسریع گیرش و افزایش مقاومت بتن می‌ توان سرعت اجرا را به طور چشمگیری افزایش داد. هم ‌اکنون، با استفاده از روش تونلی، انبوه ‌سازان با برنامه‌ ریزی اجرای یک طبقه در دو روز، مجتمع ‌های مسکونی بزرگ را می ‌سازد.

از معایب این روش:

محدودیت در طراحی فضا های داخلی است. لازم است طراحی بر طبق محدودیت ‌های اجرا در خصوص ابعاد قالب و قالب‌ گذاری و به صورت مدولار انجام شود.

در ساختمان ‌های اجرا شده به روش تونلی، ابتدا آرماتور بندی و تعبیه مسیر های تاسیسات مکانیکی و برقی در دیوار ها انجام می ‌شود و هم ‌زمان با این اقدامات، قالب ‌بندی بازشو های مورد نیاز برای تاسیسات و در و پنجره اجرا می‌شود. قالب‌ های دو طرف دیوار را به صورت پشت به پشت، قالب‌‌ بندی بازشو های مورد نیاز برای تأسیسات و در و پنجره اجرا می‌ شود. قالب‌ های دو طرف دیوار را به صورت پشت به پشت، قالب‌ بندی می‌ کنند و با قرار گرفتن قالب‌ های متوالی در کنار هم، بدون قالب واسط سقفی یا همراه با آن، مجموعه قالب ‌های دیوار و سقف را تشکیل می ‌دهند.

در مرحله بعد، آرماتور بندی سقف و جاگذاری مسیر های برق انجام می‌ شود و قالب‌ هایی برای خالی ماندن محل داکت‌ ها و دیگر حفره‌ های لازم در سقف نصب می‌ شود. در ادامه، بتن‌ ریزی سقف ‌ها و دیوار ها به صورت یکپارچه و در یک مرحله انجام می‌ شود. اجرای جدار های بتنی پرداخت شده، نیاز به نازک ‌کاری بر روی سطوح آن‌ ها را برطرف می‌ کند.

سیستم قالب تونلی

کشور ایران به عنوان یکی از کشور های زلزله خیز در جهان در طی سالیان گذشته همواره در معرض زلزله های ویران کننده قرار داشته است که این شرایط باعث می گردد مساله ایمن سازی ساختمان ها در مقابل زلزله در اولویت ویژه انبوه سازان قرار گیرد.

به همین منظور استفاده از روش های نوین صنعتی با تکنولوژی جدید با رعایت آخرین استاندارد های فنی و مقررات ملی ساختمانی ایران و پیروی از سیاست های دولت و وزارت محترم مسکن و شهر سازی در رعایت الگوی ساخت و ساز در دستور کار متولیان امر مسکن می باشد.

یکی از روش های صنعتی که هم اکنون توسط تعداد زیادی از انبوه سازان بزرگ کشور های مجاور نظیر ترکیه و حتی کشور عزیزمان ایران مورد استفاده قرار می گیرد، اجرای اسکلت بتنی با استفاده از قالب های تونلی است که در این خصوص به معرفی سیستم کلاسیک و ذکر بخشی از مزایای آن می پردازیم. (سیستم قالب تونلی مدولار مدل جدید قالب های تونلی بوده که موجب سهولت و سرعت در اجرا و دارای قابلیت های متعددی نسبت به سیستم کلاسیک می باشد).

معرفی سیستم تونلی و مزایای آن به همراه سیستم تونلی کلاسیک

TRTF

در این روش سازه ای قالب تونلی از نوعی قالب فلزی به شکل تونل جهت قالب بندی یکپارچه دیوار و سقف بتنی هر طبقه استفاده می گردد. بطوری که اسکلت بتنی ساختمان فقط شامل دیوار های بتنی برشی و سقف های دال بتنی بوده و فاقد هرگونه اعضای سازه ای معمول نظیر تیر و ستون است که پس از یک مرحله ی بتنن ریزی (در یک روز) با گذشت 3 روز امکان قالب برداری و انتقال به طبقه بالاتر وجود داشته اما می توان حتی این 3 روز کاری را تبدلی به 2 روز کاری نمود اگر از افزودنی های بتن استفاده نمود و اسکلت یک طبقه به طور کامل به دست می آید.

سیستم قالب تونلی کلاسیک (کاتالوگ)

مزایای سیستم تونلی :

1. سرعت در اجرا و صرفه جویی در هزینه تمام شده است.

نمودار های پیشرفت کار و زمان بندی اجرای اسکلت و عملیات تکمیلی در سازه های تونلی موید سرعت بسیار زیاد عملیات ساخت در مقایسه با سازه های معمولی می باشد. این سرعت اجرا معلول عوامل مختلفی است که اهم آنها به شرح زیر می باشد :

1.1. با توجه به مشخص بودن تعداد ست های قالب تونلی و دوره زمانی دقیق و سیستماتیک عملیات آرماتور گذاری، امکان قالب بندی و بتن ریزی وجود داشته و تاخیرات زمانی خصوصاَ در بخش اسکلت به حداقل ممکن می رسد و این روش در مقایسه با عملیات قالب بندی، آرماتور بندی، بتن ریزی و قالب برداری ستون ها، تیر ها و سقف ها در ساختمان های بتنی معمول بسیار سریع تر است.

1.2. در سیستم قالب تونلی هم زمان با آرماتور بندی دیوار ها و سقف ها، بخش عمده ای (در حدود 70 درصد) از لوله و قوطی گذاری های برقی و غلاف های تاسیساتی صورت گرفته و در نتیجه عملیات شیار زنی روی سقف و دیوار، (در ساخت های سنتی) جهت جاگذاری لوله و قوطی برق حذف می گردد که این خود باعث کاهش زمان و هزینه های بعدی می شود.

1.3. به دلیل یکپارچه بودن دیوار ها و سقف ها و وجود دیوار های برشی فراوان در این نوع از سازه ها علیرغم مقاومت بسیار بالا در مقابل نیروی زلزله میزان آرماتور مصرفی در مقایسه با سازه های بتنی معمولی، حدود 30 درصد کمتر می باشد که صرفه جویی قابل توجهی در هزینه تمام شده خواهد بود. (با توجه به بالا رفتن قیمت جهانی فولاد در سال های اخیر، کاهش فولاد مصرفی تعیین کننده است.(

1.4. از آنجایی که دیوارهای بتنی در سازه های بتنی قالب تونلی علاوه بر نقش باربری به عنوان دیوار های جدا کننده اصلی و حتی جدا کننده های داخلی نیز عملکرد دارند لذا دیوار چینی و تیغه بندی ساختمان در حدود 60 درصد تقلیل یافته و به تبع آن در مدت زمان اجرای تیغه ها و هزینه های مربوطه صرفه جویی قابل ملاحظه ای می شود.

1.5. علیرغم سرمایه گذاری اولیه در ساخت و تامین قالبهای تونلی، به دلیل سهولت در قالب بندی و قالب برداری با استفاده از جرثقیل های برجی و امکان استفاده از آنها در پروژه های متعدد (دوام و طول عمر زیاد قالب ها)، کاهش چشمگیری در هزینه های قالب بندی و هزینه های بالا سری و نهایتا هزینه های تمام شده می شود.

1.6. با توجه به عبور لوله های برق در ضخامت سقف (در حدود 15 سانتیمتر) در صورت امکان استفاده از لوله های تک لایه یا چند لایه پلیمری در ضخامت کف سازی ها (حدود 5 تا 6 سانتیمتر) کاهش چشمگیری در وزن ساختمان و هزینه تمام شده صورت می گیرد.

1.7. به دلیل ایجاد سطوح صاف و صیقلی دیوار ها و سقف های بتنی در این سیستم، عملیات نازک کاری شامل گچ و خاک و سفید کاری روی دیوار ها و سقف های بتنی کاملا حذف گردیده و می توان مستقیما روی آن ها را نقاشی نمود که این قابلیت صرفه جویی فراوانی در هزینه های تمام شده و زمان اجرای کار در پی دارد.

روش های نگهداری:

قالب های تونلی گران قیمت هستند اما بصرفه هستند، باید توجه به حفظ آنها داشت، استفاده از روغن قالب بتن نه روغن سوخته که باعث کاهش عمر قالب ها می گردد،پاکیزه نگهداشتن قالب ها بعد از بتن ریزی.

2. مقاومت بسیار خوب در برابر زلزله

2.1. در روش تونلی به دلیل اتصال مستقیم دال سقف ها به دیوارهای اطراف و سطح گسترده اتصال آنها عملا حالت تمرکز تنش در محل اتصال تیر ها و ستون ها نظیر سازه های بتنی معمولی وجود نداشته و سازه به صورت کاملا یکپارچه در مقابل نیروی جانبی زلزله مقاوت می کند و خطرات آسیب های سازه ای در مقاطع بحرانی اطراف گره ها نظیرساختمان های بتنی معمولی وجود ندارد.

2.2. به دلیل سختی فوق العاده زیاد این نوع سازه عملا سختی دیوار های غیر سازه ای پرکننده تاثیر قابل توجهی در سختی کل سازه که هنگام آنالیز و طراحی مفروض بوده نخواهد داشت و نتیجه آنالیز اولیه کاملا قابل اعتبار است.

2.3. تغییرات سختی طبقات سازه در ارتفاع یک ساختمان از مباحث مهم در آیین نامه 2800 می باشد که با توجه به تیپ بودن اسکلت و مقاطع سازه در طبقات در سیستم تونلی، تغییرات سختی در ارتفاع نامحسوس بوده و توزیع نیروهای زلزله در ارتفاع بسیار منظم تر صورت می گیرد. در هر حال پیش بینی می شود در صورت وقوع زلزله های مخرب و شدید به دلیل یکپارچگی دیوار ها و سقف ها و وجود شبکه آرماتوربندی در جدار دیوار و سقف به صورت کاملا یکنواخت حتی در صورت آسیب های جدی سازه بتنی، امکان ویران شدن ساختمان و ریزش آوار دیوار و سقف روی بهره برداران وجود نداشته و تلفات انسانی به حداقل ممکن خواهد رسید.

3. سهولت در اجرا و نظارت سازه

با توجه به سادگی شبکه آرماتوربندی دیوار ها و سقف ها و تکرار آنها در طبقات با تهیه نقشه های کارگاهی برای لوله و قوطی گذاری برق و اسلیو گذاری تاسیساتی و محل بازشو های دیواری و سقفی، اجرای کار و نظارت فنی بسیار دقیق و با سهولت خواهد بود.

4. عایق بندی حرارتی و صوتی ساختمان

عایق بندی ها در پروژه های سازه تونلی به سهولت امکان پذیر بوده به طوری که استفاده از عایق پلی رول زیر ضخامت کف سازی ها و استفاده از تکنیک های جدید نما سازی همراه با عایق پلی اورتان روی سطوح خارجی دیوارها و سقف بام سبب رعایت مقررات ملی، آسایش بهره برداران و صرفه جویی ملی در مصرف انرژی می شود.